JP2016500663A - 難燃性ポリウレタンフォーム用の有機リン化合物 - Google Patents

難燃性ポリウレタンフォーム用の有機リン化合物 Download PDF

Info

Publication number
JP2016500663A
JP2016500663A JP2015534898A JP2015534898A JP2016500663A JP 2016500663 A JP2016500663 A JP 2016500663A JP 2015534898 A JP2015534898 A JP 2015534898A JP 2015534898 A JP2015534898 A JP 2015534898A JP 2016500663 A JP2016500663 A JP 2016500663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
flame retardant
formula
carbon atoms
organophosphorus compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015534898A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6122960B2 (ja
Inventor
ラヴィ・ビー・シャンカル
マシュー・エム・ヤンキー
ユードン・チ
ナーレイン・イー・カンバー
Original Assignee
ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー, ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー filed Critical ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
Publication of JP2016500663A publication Critical patent/JP2016500663A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6122960B2 publication Critical patent/JP6122960B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014Use of organic additives
    • C08J9/0038Use of organic additives containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/40Esters thereof
    • C07F9/4003Esters thereof the acid moiety containing a substituent or a structure which is considered as characteristic
    • C07F9/4006Esters of acyclic acids which can have further substituents on alkyl
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/40Esters thereof
    • C07F9/4071Esters thereof the ester moiety containing a substituent or a structure which is considered as characteristic
    • C07F9/4075Esters with hydroxyalkyl compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/547Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/6564Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms
    • C07F9/6571Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07F9/657163Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and oxygen atoms as the only ring hetero atoms the ring phosphorus atom being bound to at least one carbon atom
    • C07F9/657181Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and oxygen atoms as the only ring hetero atoms the ring phosphorus atom being bound to at least one carbon atom the ring phosphorus atom and, at least, one ring oxygen atom being part of a (thio)phosphonic acid derivative
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/547Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/6564Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms
    • C07F9/6571Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07F9/6574Esters of oxyacids of phosphorus
    • C07F9/65742Esters of oxyacids of phosphorus non-condensed with carbocyclic rings or heterocyclic rings or ring systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/14Manufacture of cellular products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/161Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
    • C08G18/163Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22
    • C08G18/165Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/24
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/18Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/20Heterocyclic amines; Salts thereof
    • C08G18/2045Heterocyclic amines; Salts thereof containing condensed heterocyclic rings
    • C08G18/2063Heterocyclic amines; Salts thereof containing condensed heterocyclic rings having two nitrogen atoms in the condensed ring system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/22Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/24Catalysts containing metal compounds of tin
    • C08G18/244Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/288Compounds containing at least one heteroatom other than oxygen or nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3271Hydroxyamines
    • C08G18/3275Hydroxyamines containing two hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4816Two or more polyethers of different physical or chemical nature mixtures of two or more polyetherpolyols having at least three hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/4841Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing oxyethylene end groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/485Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing mixed oxyethylene-oxypropylene or oxyethylene-higher oxyalkylene end groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6681Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6688Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3271
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C08G18/7621Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring being toluene diisocyanate including isomer mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5317Phosphonic compounds, e.g. R—P(:O)(OR')2
    • C08K5/5333Esters of phosphonic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5317Phosphonic compounds, e.g. R—P(:O)(OR')2
    • C08K5/5333Esters of phosphonic acids
    • C08K5/5353Esters of phosphonic acids containing also nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5317Phosphonic compounds, e.g. R—P(:O)(OR')2
    • C08K5/5333Esters of phosphonic acids
    • C08K5/5357Esters of phosphonic acids cyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/06Organic materials
    • C09K21/12Organic materials containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0083Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes
    • C08J2375/08Polyurethanes from polyethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)

Abstract

有機リン化合物が式1:【化1】[上式において、Yは−OH基、−NH2基、−NHR3基および−SH基からなる基から選択され、R3は1〜10炭素原子を持つ1価ヒドロカルビル基であり;Rは2価ヒドロカルビル基であり;Xはヘテロ原子基であり;R1とR2は、それぞれ独立して置換または未置換のヒドロカルビル基であり、R1とR2は任意に結合して環を形成することができる]で示される、リン含有難燃剤および難燃性ポリウレタンフォームに有用な有機リン化合物。【選択図】なし

Description

本開示は、一般に難燃性材料、より具体的には難燃性ポリウレタンおよび難燃性ポリウレタンフォームに関する。
ハロゲン含有難燃剤(FR)、例えばトリクロロプロピルホスフェート(TCPP)は規制圧力および/または非ハロゲン化材料に対する市場需要を理由に最終的には段階的に縮小され、あるいは禁止される可能性がある。FRとして、主にTCPPがポリウレタン(PU)フォームに使用される。このため、PUフォーム用の好適な非ハロゲン化FRを発見する必要がある。
本開示は、式I:
[上式において、Yは−OH基、−NH基、−NHR基および−SH基からなる基から選択され、Rは1〜10の炭素原子を持つ1価ヒドロカルビル基であり;Rは2価ヒドロカルビル基であり;Xはヘテロ原子基であり;RとRは、それぞれ互いに独立して置換または非置換ヒドロカルビル基であり、RとRは任意に結合して環を形成することができるが、Yがヒドロキシル基、Xが酸素原子、Rが−CR −CR −ときに、各々のRが互いに独立して水素基または1〜4の炭素原子を持つヒドロカルビル基である場合に、次いでRとRは結合して環を形成する]の有機リン化合物を提供する。
本開示は、ポリオールと式(I)の有機リン化合物の混合物を含むリン含有難燃剤も包含し、その場合にYは−OH基、−NH基、−NHR基および−SH基からなる基から選択され、Rは1〜10の炭素原子を持つ1価ヒドロカルビル基であり、Rは2価ヒドロカルビルであり、Xはヘテロ原子基であり、RとRは、それぞれ互いに独立して置換または非置換ヒドロカルビル基であり、RとRは任意に結合して環を形成することができる。
本開示は、イソシアネート、本明細書で考察されたリン含有難燃剤および発泡剤の反応生産物である難燃性ポリウレタンフォームも包含する。
種々の実施形態では、Rの2価ヒドロカルビル基は1〜20の炭素原子を持ち得る。ヘテロ原子基Xは、Rが置換または非置換ヒドロカルビル基である場合に酸素原子、硫黄原子、−N(R)−基、セレン原子、−PR(O)−基,スルホキシド(−S(O)−)基、スルホン(−S(O)−)基からなる基から選択し得る。式(I)の有機リン化合物では、RとRはそれぞれ互いに独立して1〜10の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり得る。
本開示の実施形態は難燃性ポリウレタンの形成に有用な有機リン化合物を包含する。本開示の有機リン化合物は、難燃性ポリウレタンフォーなどの難燃性ポリウレタンを形成するために用いられる処方に組み込むことができる。有機リン化合物は難燃性ポリウレタンの形成に使用されるイソシアネート化合物と反応し、それで、例えば難燃性ポリウレタンにおいてはウレタン基を介して共有結合する。
本開示の難燃性ポリウレタンは、ポリオール、あるいは第一級および/または第二級ヒドロキシル基若しくはアミン基をもつポリオールの混合物;イソシアネート、ポリイソシアネートまたはその混合物;本有機リン化合物がイソシアネート反応基を持つ場合に、その有機リン化合物との反応生産物によって生産することができる。本開示の難燃性ポリウレタンを生産するために使用される反応は、難燃性ポリウレタンフォームの形成を可能にする発泡剤も包含し得る。他の反応物および添加剤としては、本明細書で考察されるような他の添加剤のうち触媒、架橋剤、鎖伸長剤、界面活性剤および/または安定剤を挙げることができるが,これらに限定されるものではない。
難燃性ポリウレタンの形成に使用する有機リン化合物の実施形態は、式(I):
[上式において、Yは−OH基、−NH基、−NHR基および−SH基からなる基から選択され、Rは1〜10の炭素原子を持つ1価ヒドロカルビル基であり;Rは2価ヒドロカルビル基であり;Xはヘテロ原子基であり;RとRは、それぞれ互いに独立して置換または非置換ヒドロカルビル基であり、RとRは任意に結合して環を形成することができるが、Yがヒドロキシル基、Xが酸素原子、Rが−CR −CR −のときに、各々のRが互いに独立して水素基または1〜4の炭素原子を持つヒドロカルビル基である場合に、次いでRとRは結合して環を形成する]で示される。
Rの2価ヒドロカルビル基は1〜20の炭素原子を持ち得る。一実施形態において、Rの2価ヒドロカルビル基は2〜4の炭素原子を持ち得る。ヘテロ原子基Xは、Rが置換または非置換ヒドロカルビル基である場合に酸素原子、硫黄原子、−N(R)−基、セレン原子、−PR(O)−基,スルホキシド(−S(O)−)基、スルホン(−S(O)−)基からなる基から選択し得る。式(I)の有機リン化合物では、RとRはそれぞれ互いに独立して1〜10の炭素原子を持つヒドロカルビル基であり得る。一実施形態において、式(I)の有機リン化合物でRとRは、それぞれ互いに独立して1〜4の炭素原子を持つヒドロカルビル基であり得る。
本明細書で使用している「置換された」(R、R、Rに適用している)は、エーテル基またはジアルキルアミノ基を含むことを意味し、例えば、下記の構造(前記基が−P=O基に一回結合している):
がある。
本明細書で使用している「2価ヒドロカルビル基」は、炭化水素から2つの水素原子を取り除いて形成された基を意味し、その自由原子価は二重結合に関与しない(例えば、1,3−フェニレン、−CHCHCH−プロパン−1,3−ジイル、−CH−メチレン)。
本明細書で使用している「ヒドロカルビル基」は、炭化水素(例えば、メチル、エチル、プロピル)から水素原子を取り除いて形成された1価基を意味する。
本明細書で使用している「ヘテロ原子基」は、炭素原子または水素原子でない少なくとも1つのヘテロ原子を含む基である。
種々の実施形態では、式Iの有機リン化合物はヒドロキシル基としてY、酸素原子としてXを持ち得て、RとRは結合して式(II):
の環を形成し得る。
例えば、式Iの有機リン化合物はヒドロキシル基としてY、酸素原子としてXを持ち得て、RとRは結合して式(II)の環を形成し得て、Rは2価ヒドロカルビル基−CR −CR −であって式(III):
[上式において、各々のRは互いに独立して水素基または1〜4の炭素原子を持つヒドロカルビル基である。少なくとも2つのR基は、各々が1〜4の炭素原子を持つヒドロカルビル基のときに任意に結合して環を形成し得る。]の有機リン化合物を提供し得る。
一実施形態において、式(III)の有機リン化合物で提供されるように、式Iの有機リン化合物はヒドロキシル基としてY、酸素原子としてXを持ち得て、RとRは結合して式(II)の環を形成し得て、Rは2つの炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基であり得るが、その場合に各々のRが水素基であって式(IV):
の有機リン化合物を提供する。
他の実施形態において、式Iの有機リン化合物は、ヒドロキシル基としてY、酸素原子としてXを持ち得て、RとRは結合して式(II)の環を形成し得て、その場合にRが3つの炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基であって式(V):
の有機リン化合物を提供する。
式IVの有機リン化合物は、本明細書で考察されるようなリン含有難燃剤中に存在する場合に異性体の下記式VI:
と動的平衡状態で存在し得る。
この平衡反応でわかるように、式IVのホスホナート基によって新しい6員環が式VIに形成する。式VIの有機リン化合物は、ヒドロキシル基がイソシアネート基との反応に提供されるため、本開示の難燃性ポリウレタンの形成に有用である。
更なる実施形態において、有機リン化合物は、ヒドロキシル基としてY;2つの炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基としてR;酸素原子としてX、および、それぞれが2つの炭素原子を持つRとRを有して式(VII):
の有機リン化合物を提供し得る。
一実施形態において,有機リン化合物は、ヒドロキシル基としてY;3個の炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基としてR;酸素原子としてX、および、それぞれが2つの炭素原子を持つRとRを有して式(VIII):
の有機リン化合物を提供し得る。
図示の通り、本開示の有機リン化合物は無ハロゲンである。本明細書で使用している用語「ハロゲンフリー」は、有機リン化合物がフッ素、塩素、臭素および/またはヨウ素の任意の一つを含まないことを意味する。
本開示はリン含有難燃剤も包含する。リン含有難燃剤はポリオールと式(I):
[上式において、Yは、Rが1〜10の炭素原子を持つ1価ヒドロカルビル基である場合に−OH基、−NH基、−NHR基および−SH基からなる基から選択され、Rは2価ヒドロカルビルであり、Xはヘテロ原子基であり、RとRはそれぞれ互いに独立して置換または未置換ヒドロカルビル基であり、RとRは任意に結合して環を形成し得る]の有機リン化合物の混合物である。
本明細書で考察するように、Rは1〜20の炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基であり得る。ヘテロ原子基Xは、Rが置換または非置換ヒドロカルビル基である場合に酸素原子、硫黄原子、−N(R)−基、セレン原子、−PR(O)−基、スルホキシド(−S(O)−)基、スルホン(−S(O)−)基からなる基から選択することができる。RとRは、それぞれ互いに独立して1〜10の炭素原子を持つヒドロカルビル基であり得る。
本開示のリン含有難燃剤に用いられる有機リン化合物の可能な構造としては、本明細書で考察されるような式III〜式VIIIで例示および考察したものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。本開示は、イソシアネート、本明細書で考察されるようなリン含有難燃剤および発泡剤の反応生産物である、本明細書で考察されるような難燃性ポリウレタンフォームも包含する。
有機リン化合物は、本開示のリン含有難燃剤および/または難燃性ポリウレタンフォームの加工および/または形成に用いられる温度で液体状態であり得る。加工温度は、リン含有難燃剤および/または難燃性ポリウレタン(例えば、難燃性ポリウレタンフォーム)の形成に使用する成分を導入し、反応させるのに好適な温度である。前記温度は20℃〜80℃を含み得る。
実施形態は、本明細書で考察されるような有機リン化合物とポリオールの両方を混合して、本開示のリン含有難燃剤の混合物を形成することを包含する。一般に、リン含有難燃剤の成分は、例えばG. Oertel, Hanser Gardner出版の「Polyurethane Handbook」に記載されている混合装置を使用して、一緒に混合してもよい。
ポリオールは、イソシアネートとの反応を経ることができる活性水素原子を含む少なくとも1つの基を持つ化合物を包含する。好適なポリオールは当該技術分野において公知であって、本明細書で記載したポリオール、および他の公知の市販ポリオールを包含する。2以上のポリオール混合物および/または2以上のポリマーポリオールの混合物を使用して本開示の実施形態にしたがってリン含有難燃剤を生産してもよい。
有機リン化合物は、リン含有難燃剤の総重量ベースで0.1重量%〜35重量%の濃度でリン含有難燃剤の混合物中に存在してもよい。0.1重量%〜35重量%の個別の値および部分範囲を本明細書に挙げて、開示する。;例えば、有機リン化合物は、全ポリオールブレンドの下限値0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30重量%から全リン含有難燃剤の上限値1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30または35重量%にあってもよい。
本開示では、ポリオール、あるいは第一級および/または第二級ヒドロキシル基若しくはアミン基を持つ2以上のポリオールの混合物は、本開示のリン含有難燃剤および難燃性ポリウレタンフォームの生産に好適である。ポリオールは一般に、イソシアネートに対して活性である少なくとも2個の水素原子を有し、2〜10の範囲の公称官能価、100〜10,000の数平均分子量(例えば、200〜7,000)、および20〜800mg KOH/gの平均ヒドロキシル価を持つことができる。
有用なポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリヒドロキシ‐末端アセタール樹脂、ポリエーテルエステル、ポリカーボネート、ポリエステルアミド、ポリアルキレンカーボネートベースポリオール、ヒドロキシル‐末端アミン、ポリアミンが挙げられる。前記の、および他の好適なイソシアネート反応性物質の例は、例えば米国特許第4,394,491号でより完全に記載されている。
実施形態は、アルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、またはそれらの組み合わせ)を、2〜8の活性水素原子を持つ開始剤に加えて生産したポリエーテルポリオールを包含する。前記重合のための触媒作用は、KOH、CsOH、三フッ化ホウ素などの触媒、または亜鉛ヘキサシアノコバルテートなどの二重金属シアニド錯体(DMC)触媒を用いたアニオン性またはカチオン性のいずれもあり得る。
ポリオール生産の開始剤は、アルキレンオキシドと反応する2〜8の官能基を有してもよい。好適な開始剤分子の例としては、水、有機ジカルボン酸(例えば、コハク酸、アジピン酸、フタル酸、テレフタル酸)、多水酸基、特に2価〜5価アルコールまたはジアルキレングリコール(例えば、エタンジオール,1,2‐および1,3−プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ショ糖またはそれらの混合物)が挙げられる。他の開始剤としては、第三級アミン(例えば、エタノールジアミン、トリエタノールジアミン、種々のトルエンジアミン異性体)を含む線形化合物および環状化合物が挙げられる。
実施形態は、下記式によって与えられるようなアルキルアミン、またはアルキルアミンをポリオール鎖の一部として含むアルキルアミンで開始するアミン開始ポリオールを包含してもよい。
A−(CH−N(R)−(CH−AH
上式において、nとpは互いに独立して2〜6の整数であり、それぞれに位置するAは互いに独立して酸素または窒素であり、mは、Aが酸素のときに1に等しく、Aが窒素のときに2である。
一実施形態において、ポリオールは900〜2500の等価重量を持つ少なくとも1のポリオキシアルキレンポリオールを包含し得る。そのようなポリオールは2〜10の統合公称官能価を有してもよい。ポリオキシアルキレンは、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレンまたは両方の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施形態において、ポリオールは、グリセロール、ショ糖、ソルビトール、ノボラック、またはそれらの少なくとも2つの組み合わせで開始してもよい。いくつかの実施形態において、ポリオールはポリオキシエチレンキャップドポリオールでもよく、5〜70パーセント(%)のポリオキシエチレンパーセンテージを有してもよい。例としては、VORANOL 3010、VORANOL CP1421、SPECFLEX NC630、SPECFLEX NC632、VORALUX HF 505、VORALUX HF505HA、VORANOL 280、VORANOL CP260、VORANOL CP450、VORANOL CP6001、VORANOL IP585、VORANOL RA800、VORANOL RA640、VORANOL RH360、VORANOL RN411、VORANOL RN482、VORANOL RN490が挙げられ、全てDow Chemical社から入手可能である。実施形態は、異なる実施形態の前記ポリオールの混合物の使用も包含する。
実施形態は、Dow Chemical社から入手可能なVORANOL RN482などの100〜200の等価重量を持つソルビトール開始ポリオキシプロピレンポリオールを包含する。
実施形態は、グリセロール、ショ糖およびDow Chemical社から入手可能なVORANOL 280のような等価重量が1000〜2500、ポリオキシエチレンパーセンテージが15%〜40%とのブレンドで開始されたポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールを包含する。
代表的なポリエステルポリオールは多カルボン酸と多価アルコールから得られるものを包含する。好適な多カルボン酸の例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、グルタコン酸、α−ヒドロムコン酸、β−ヒドロムコン酸、α−ブチル−α−エチルグルタル酸、α,β−ジエチルこはく酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリト酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。多価アルコール(脂肪族および芳香族の両方を含む)を使用してもよい。例としては、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン、1,1,1−トリメチロールエタン、ヘキサン−1,2,6−トリオール、α−メチル−グルコシド、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ショ糖、またはそれらのブレンドが挙げられる。また、フェノールから誘導した化合物、例えばビスフェノールAとして一般に知られている2,2−(4,4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4,4’−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4,4’−ヒドロキシフェニル)スルホンも挙げられる。
ポリオールは、例えば、ポリ(プロピレンオキシド)ホモポリマー、ポリ(エチレンオキシド)を例えば1〜30重量%含むプロピレンオキシドとエチレンオキシドのランダム共重合体、プロピレンオキシドとエチレンオキシドのランダム共重合体、エチレンオキシドキャップドポリ(プロピレンオキシド)ポリマー、プロピレンオキシドとエチレンオキシドのエチレンオキシドキャップドランダム共重合体でもよい。スラブストックフォーム用途では、そのようなポリエーテルは、1分子当たり2〜5、2〜4または2〜3の主として第二級ヒドロキシル基を含み、400〜3000、特に800〜1750のヒドロキシル基当たりの等価重量を有し得る。高弾性スラブストックおよび成形フォーム用途では、そのようなポリエーテルは、1分子当たり2〜6または2〜4の主として第一級ヒドロキシル基を含み、1000〜3000、特に1200〜2000のヒドロキシル基当たりの等価重量を有し得る。ポリオールのブレンドを使用する場合に、平均公称官能価(1分子当たりのヒドロキシル基数)は本明細書で特定した範囲の場合がある。粘弾性フォームではヒドロキシル価が150以上のより短鎖のポリオールも使用される。半硬質フォームの生産ではヒドロキシル価が30〜80の三官能基ポリオールを使用することができる。
ポリエーテルポリオールは、DMC触媒を使用して生産したポリエーテルポリオールのような低末端不飽和(例えば、0.02meq/g未満または0.01meq/g未満)を含んでもよい。ポリエステルポリオールは、典型的には1分子当たり約2のヒドロキシル基を含み、400〜1500のヒドロキシル基当たりの等価重量を持つ。
ポリオールはポリマーポリオールでもよい。ポリマーポリオールはポリマー粒子が従来型石油系ポリオール中に分散する。そのような粒子は当該技術分野において公知であり、スチレン−アクリロニトリル(SAN)、アクリロニトリル(ACN)、ポリスチレン(PS)、メタクリロニトリル(MAN)、ポリ尿素(PHD)またはメタクリル酸メチル(MMA)粒子を包含する。
上記のポリオールに加えて、ポリオールブレンドは他の成分、例えば、触媒,シリコーン界面活性剤、保存料および/または抗酸化剤を包含してもよい。
リン含有難燃剤は、ポリウレタン生産物、例えばポリウレタンフォーム、エラストマー、微細セルフォーム、接着剤、塗料などの生産に使用することができる。例えば、リン含有難燃剤は、防火性ポリウレタンおよび/または防火性ポリウレタンフォームの生産処方で使用してもよい。一般に、防火性ポリウレタンフォームは、イソシアネート、本明細書で考察されるようなリン含有難燃剤および起泡剤の反応生産物として生産することができる。イソシアネートとリン含有難燃剤が反応してポリウレタンおよび/またはポリ尿素ポリマーを形成する一方で、発泡剤が反応混合物を膨張させるガスを生成するような条件下で、所望どおりの触媒(複数)および/または他の任意の原料を任意に使用することも可能である。
ポリウレタン生産物を生産する方法の技術は当業者に公知である。一般に、反応混合物を形成するポリウレタンの成分は、簡便な方法で、例えば、G. Oertel, Hanser Gardner出版の「Polyurethane Handbook」に記載されている目的で先行技術に記載した任意の混合装置を用いて一緒に混合してもよい。例えば,本開示は、イソシアネート(複数)および/またはポリイソシアネート(複数)、本明細書で考察されるようなリン含有難燃剤、および発泡剤の反応による難燃性ポリウレタンフォームの生産方法を提供する。本開示のリン含有難燃剤の有機リン化合物は唯一のイソシアネート反応基を持つ。
難燃性ポリウレタンフォームの形成における反応物の相対量は反応に使用した100重量部のポリオールに基づく。それで,種々の実施形態に関して、難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用したイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートの量は100重量部ポリオール当たり50〜600重量部の場合がある。更なる実施形態において、難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用するイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートの量は100重量部ポリオール当たり80〜400重量部の場合がある。リン含有難燃剤中の有機リン化合物の量は100重量部ポリオール当たり0重量部より大きく50重量部までの場合がある。本明細書で使用するように、0重量部より大きいとは、一定量(例えば,有機リン化合物の一定量)が難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用した反応混合物中に存在することを意味する。更なる実施形態において、リン含有難燃剤中の有機リン化合物の量は100重量部ポリオール当たり0.1〜40重量部または100重量部ポリオール当たり1〜30重量部の場合がある。難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用した発泡剤の量は100重量部ポリオール当たり1〜50重量部の場合がある。
本明細書で考察するように、本開示の難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用した他の任意の成分は100重量部ポリオール当たり0.1〜10重量部を含むことができる。本明細書で考察するように、本開示の難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用した他の任意の成分は、難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用した100重量部ポリオール当たり最大20重量部を含むことができる。本明細書で考察するように、本開示の難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用した100重量部のポリオール当たり最大10重量部の界面活性剤を任意に使用することも可能である。
本明細書で使用している本開示の難燃性ポリウレタンフォームは、低度の架橋と加圧下の変形に対し低耐性を有した軟質フォーム、およびより高度の架橋と加圧下の変形に高い耐性を有した硬質フォームを包含し得る。軟質ポリウレタンフォームまたは硬質ポリウレタンフォームのいずれの生産も、ポリオールの構造とモル質量、ポリオール中に存在するヒドロキシ基の反応性と数(官能性)に影響を受ける場合がある。したがって、ポリウレタンフォームは、公知の出発原料の選択によって硬質または軟質フォームの形態で生産する場合がある。
フォームは、いくつかの異なる方法に従って形成することができる。これらの方法としては、公知である低温硬化法、スラブ発泡法またはツインコンベアーベルト法を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。本方法は、硬質または軟質フォームの形態で、連続またはバッチ生産様式で、あるいは発泡成形品の形態で難燃性ポリウレタンフォームの生産を可能にする。
本フォームは、最初に化学量論的に過剰なイソシアネートがリン含有難燃剤中の等価重量の大きいポリオール(複数)と反応してプレポリマーを形成し、第二工程で形成されたプレポリマーが鎖伸長剤および/または水と反応して所望のフォームを形成する、いわゆるプレポリマー法によって形成してもよい。発泡法も好適である。いわゆるワンショット法を使用してもよい。そのようなワンショット法ではイソシアネートおよび全イソシアネート反応性材料を同時に集めて反応を起こさせる。本開示に用いるのに好適な3種類の広く使用されているワンショット法としては、スラブストックフォーム法、高弾性スラブストックフォーム法および成形フォーム法を挙げることができる。
スラブストックフォームは、フォーム配合剤を混合して、トラフまたは他の領域に吐き出すことによって簡便に生産できる。吐き出された反応混合物はトラフまたは他の領域で反応し、大気(時々、フィルムまたは他の柔軟な被覆材の下で)に抗して自由に隆起し、硬化する。一般的な工業規模のスラブストックフォームの生産においては、フォーム配合剤(または、その種々の混合物)は個々の原料が独立してミクシングヘッドにポンプ輸送され、混合されて紙またはプラスチックを敷いたコンベヤー上に吐出される。発泡と硬化はコンベヤー上で起こり、フォームバン(foam bun)が形成される。
硬質ポリウレタンフォームの生産においては、発泡剤として水、水と炭化水素の混合物が挙げられる。水量は100重量部のポリオールベースで2〜15重量部、または2〜10重量部の範囲にあってもよい。水と組み合わせる炭化水素の量はフォームの所望の密度に従って好適に選択され、100重量部のポリオールベースで約40重量部未満または約30重量部未満であってもよい。水が更なる発泡剤として存在する場合に、水は全ポリオール組成物の全重量の約0.5重量部〜10重量部の量で存在してもよい。
成形フォームは、密閉型金型に反応物(イソシアネート、リン含有難燃剤、発泡剤、任意の界面活性剤)を移すことによる本開示に従って生産することができる。密閉型金型で発泡反応が起こり、成形フォームが生産される。金型が周囲温度以上に著しく予熱されない、いわゆる「冷間成形」法または金型を加熱して硬化を起こす「熱間成形」法を使用することができる。冷間成形法は高弾性(high resiliency)成形フォームに好適である。
本明細書で考察するように、難燃性ポリウレタンまたは耐火性ポリウレタンフォームは、イソシアネート、ポリイソシアネートまたはその混合物で形成することができる。好適なイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートの例としては、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族イソシアネートを挙げることができる。
脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族および芳香族イソシアネートは、一般式Q(NCO)を有し、式中、nは2〜4または2〜3の場合があり、Qは2〜18または6〜10の炭素原子を有した脂肪族炭化水素ラジカル、4〜15または5〜10の炭素原子を有した脂環式炭化水素ラジカル、6〜15または6〜13の炭素原子を有した芳香族炭化水素ラジカル、または8〜15または8〜13の炭素原子を有した芳香脂肪族炭化水素ラジカルの場合がある。
好適な芳香族イソシアネートの例としては、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)の4,4’−、2,4’−および2,2’−異性体、それらの混合物、重合体および単量体MDIブレンド、トルエン−2,4−および2,6−ジイソシアネート(TDI)、m−およびp−フェニレンジイソシアネート 、クロロフェニレン−2,4−ジイソシアネート、ジフェニレン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジイソシアネート−3,3’−ジメチルジフェニル、3−メチルジフェニル−メタン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニールエーテルジイソシアネート、2,4,6−トリイソシアナートトルエン、2,4,4’−トリイソシアナートジフェニルエーテルを挙げることができる。トルエンジイソシアネートの例としては、Dow Chemical社のVORANATE T−80を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
イソシアネートの混合物は、例えばトルエンジイソシアネートの2,4−および2,6−異性体の市販の混合物を使用してもよい。粗ポリイソシアネートは、例えばトルエンジアミン混合物のホスゲン化で得られる粗トルエンジイソシアネートまたは粗メチレンジフェニルアミンのホスゲン化で得られる粗ジフェニルメタンジイソシアネートを本開示の実施で使用してもよい。TDI/MDIブレンドを使用してもよい。
脂肪族ポリイソシアネートの例としては、エチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、前述の芳香族イソシアネートの飽和類似体、およびそれらの混合物を挙げることができる。
軟質フォームの生産に関しては、ポリイソシアネートは多くの場合、トルエン−2,4−および2,6−ジイソシアネートまたはMDIあるいはTDI/MDIの組み合わせ、またはそれらから生産されたプレポリマーの場合がある。
発泡剤の例としては、ポリウレタンフォームの生産での公知物質、例えば水、ガス(例えば、二酸化炭素)、揮発性有機化合物(例えば、n−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン)、ハロゲン含有アルカン(例えば、トリクロロメタン、塩化メチレン、クロロフルオロアルカン)を挙げることができる。複数の発泡剤の混合物も使用することができる。
難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用する発泡剤の量は使用する発泡剤にも依存し得る。例えば、水を発泡剤として使用する場合に、水の必要量は水との反応に利用される1モルのイソシアネート基当たり0以上のモル量〜最大1モルの水を包含することができる(水との反応に利用されるイソシアネート基のモル量は、使用する全イソシアネートのモル量とイソシアネート基と反応する水素原子のモル量(水を除く)との差異である)。
本開示の防火性ポリウレタンフォームの形成に使用する反応混合物としては、本明細書で考察されるような粉体の形態でリサイクルされたポリウレタンフォームを含め、更なる配合剤、例えば触媒、架橋剤、乳化剤、シリコーン界面活性剤、保存料、他の難燃剤、着色剤、抗酸化剤、補強剤、充填剤が挙げられる。
有機リン化合物に加えて、本開示の難燃性ポリウレタンフォーム中に任意に存在し得る他の難燃剤の例としては、リン酸トリエチル、リン酸トリフェニル、ジフェニルクレジルホスフェート、トリクレジルホスフェート、イソプロピル化またはブチル化アリールホスフェート、芳香族ビスリン酸、ネオペンチルグリコールビス(ジフェニルホスフェート)、塩素含有リン酸エステル(例えば、トリス(クロロイソプロピル)ホスフェートまたはトリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、メチルホスホン酸ジメチル、エチルホスホン酸ジエチル、プロピルホスホン酸ジメチル)、オリゴマーホスファートまたはホスホナート、ヒドロキシ基含有リン化合物、5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサホスホリナン 2−オキシド誘導体;塩タイプのリン化合物(例えば、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、メラミンホスファート、メラミンポリホスフェート、ジアルキルホスフィン酸の金属塩、アルカンホスホン酸の金属塩);窒素化合物(例えば、メラミン、メラミンシアヌレート);塩素化合物および臭素化合物(例えば、テトラブロモ安息香酸のアルキルエステル、テトラブロモフタル酸無水物から生産した臭素含有ジオール、臭素および/または塩素含有ポリオール、臭素含有ジフェニルエーテル;および/または無機性難燃剤(例えば、水酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、膨張黒鉛および/または粘土鉱物)の化合物が挙げられる。
本開示の難燃性ポリウレタンフォームの形成に使用できる触媒の例としては、第三級アミン化合物、イソシアネート反応基を持つアミン、有機金属化合物を挙げることができるが,これらに限定されるものではない。例示的な第三級アミン化合物としては、トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、1−メチル−4−ジメチルアミノエチル−ピペラジン、3−メトキシ−N−ジメチルプロピルアミン、N−エチルモルホリン、ジメチルエタノールアミン、N−ココモルホリン、N,N−ジメチル−N’,N’−ジメチルイソプロピルプロピレンジアミン、N,N−ジエチル−3−ジエチルアミノ−プロピルアミン、ジメチルベンジルアミンが挙げられる。例示的な有機金属触媒としては、有機水銀、有機鉛、有機性鉄、有機スズ触媒が挙げられ、このうち有機スズ触媒が好ましい。好適なスズ触媒としては、塩化第一スズ、ジラウリン酸ジブチルすずなどのカルボン酸のスズ塩が挙げられる。アルカリ金属アルコキシドのような、イソシアヌレートが生じるイソシアネートの三量体形成触媒は本明細書で任意で用いられてもよい。
本明細書で記載したポリオールに加えて、1以上の架橋剤が本開示の難燃性ポリウレタンフォームを形成する反応物に提供されてもよい。これは、特に高弾性スラブストックまたは成形フォームを生産する場合のケースである。架橋剤は、1分子当たりのイソシアネート反応基が3以上、またイソシアネート反応基当たりの等価重量が400未満であってもよい。架橋剤は、1分子当たり3〜8または3〜4のヒドロキシ基、第一級アミン基または第二級アミン基を包含してもよく、等価重量は30〜200、特に50〜125を有してもよい。好適な架橋剤の例としては、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノ‐、ジ‐またはトリ(イソプロパノール)アミン、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールが挙げられる。
本開示の難燃性ポリウレタンフォームの形成においては1以上の鎖伸長剤を使用することもできる。鎖伸長剤は、イソシアネート反応基を1分子当たり2個有してもよく、イソシアネート反応基当たりの等価重量を最大400、特に31〜125有してもよい。イソシアネート反応基としてはヒドロキシル、第一級脂肪族または芳香族アミンあるいは第二級脂肪族または芳香族アミン基を包含し得る。鎖伸長剤の例としては、アミンエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、エチレンジアミン、フェニレンジアミン、ビス(3−クロロ−4−アミノフェニル)メタン、2,4−ジアミノ−3,5−ジエチルトルエンが挙げられる。鎖伸長剤は使用する場合、通常100重量部のポリオール当たり1〜50または3〜25重量部の量で存在する。
本明細書で記載したように使用する場合、リン含有難燃剤の実施形態によって生産された生産物は、種々の物理的特性、例えば引張強さ,引張伸びおよび引裂強さで良好な値を維持しながら、トリクロロプロピルプロピルホスフェートなどの比較難燃剤を使用して生産された生産物より優れた難燃性を示す場合がある。例えば、本明細書で記載した生産物はハロゲン含有トリクロロプロピルプロピルホスフェートを使用して生産された生産物と比較して低濃度で優れたFR性能を提供する。
例えば、具体化した生産物は、カリフォルニア州消費生活省の家庭用家具・断熱の担当局によって開発された炎色試験、2000年3月の技術告示117(室内装飾家具に使用される弾性充填材の難燃性試験に関する試験手順と器具の要件)、セクションA部(Cal117)に合格する可能性がある。
本発明にしたがって入手可能な生産物の使用例は次の通りである:家具パディング、テキスタイルインサート、マットレス、シート(例えば、航空機シートおよび/または自動車シート),シートカバーリング、技術装置のクラッディング。
下記の例は、開示の実施形態を例示するために提供するが、本発明の範囲を制限するものではない。別段の定めがない限り、全ての部およびパーセントは重量基準である。
使用する物質:
VORANOL 3010(ポリオール)、公称官能価3、ポリオキシエチレンパーセンテージ約8%、OH価56mg KOH/gを有した等価重量が約994のグリセロール開始化ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンキャップドポリオキシプロピレンポリオール。Dow Chemical社から入手可能。
VORANOL CP1421(ポリオール)、公称官能価3、ポリオキシエチレンパーセンテージ約78%、OH価約32mg KOH/gを有した等価重量が1,675のポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンキャップドポリオキシプロピレンポリオール。Dow Chemical社から入手可能。
VORALUX HF505HA(ポリオール)、公称官能価6、ポリオキシエチレンパーセンテージ約16%、OH価約29.5mg KOH/gのヒドロキシル価を有した等価重量が約1902のポリオキシエチレンキャップドポリオキシプロピレンポリオール。Dow Chemical社から入手可能。
VORANATE T−80、ダウケミカル社製のトルエンジイソシアネート(イソシアネート)。
トリクロロプロピルプロピルホスフェート(TCPP)、Zhangjiagang Changyu Chemical Co.,Ltd.製の難燃剤。
脱イオン水(HO)、Dow Chemical社製。
N,N−ジエタノールアミン(DEOA)、(発泡作用のため)Changzhou Jushun Chemical Company製の、OH価1602。
TEGOSTAB B−8681(シリコーン界面活性剤)、Evonik Industriesから商業的に入手可能。
DABCO 33−LV、NIAX Al(3:1)、(アミン触媒)、Air Products & Chemicals Inc.から入手可能なトリエチレンジアミンの33%溶液。
DABCO T−9(オクチル酸スズ触媒)、Air Products & Chemicals Inc. から入手可能。
Niax L620、Momentive製のポリエーテル軟質スラブストックフォーム用シリコーン界面活性剤。
塩化アセチル、Sigma−Aldrich、98%。ジエチルエーテル、Fisher Scientific、無水。1,3−ジオキソラン、シグマアルドリッチ、99.8%。1,3−ジオキサン、TCI America、>98%。ネオペンチルグリコール、Sigma−Aldrich、99%。4−(ジメチルアミノ)ピリジン、Sigma−Aldrich、≧99%。トリエチルアミン、Sigma−Aldrich、≧99%。塩化亜鉛、Sigma−Aldrich、ジエチルエーテル中1.0M。亜リン酸トリエチル、Sigma−Aldrich、98%。エタノール、Pharmco−AAPER、200プルーフ無水。濃HCl、EMD Chemical、36.5−38%。塩化メチレン、Fisher Scientific、超高純度グレード。O−キシレン、Sigma−Aldrich、≧98%。アセトニトリル、Fisher Scientific、HPLCグレード。
有機リン化合物 実施例(OPC EX1)
OPC EX1を生産するための反応は下記式:
である。
OPC EX1を次の通り生産した。50ミリリットル(mL)のエーテル中の塩化アセチル(44グラム(g)、0.56モル(mol))を、1,3−ジオキソラン(40g、0.54モル)と塩化亜鉛/エーテル(2.1ml、1.0ミリモル(mmol))の氷冷したエーテル(150mL)溶液に、撹拌しながら30分以上かけて加えた。反応温度を氷水浴で15℃〜22℃に維持した。得られた混合物を1時間(hr)撹拌し、30℃以下の浴温とともに減圧下で濃縮した。残渣は、亜リン酸トリエチル(117g、0.70モル)で処理し、徐々に85℃まで加温した。発熱反応の後、反応熱の通過によって反応混合物が30分間で120℃に暖まった。反応混合物を45℃に冷却した。真空をかけて混合物を80℃までゆっくり加温し、過剰の亜リン酸トリエチルと副生成物を除去した。残渣134gをクーゲルロール蒸留にかけた。所望の物質、2−((ジエトキシホスホリル)メトキシ)エチルアセテートを170℃、1.2〜1.8トールで蒸留した。生産物の総合収率は103.75g(75.6%)であった。
濃HClを含む150mLのエタノール中に2−((ジエトキシホスホリル)メトキシ)エチルアセテート(54.3g、213mmol)を溶解し、その混合物を4時間還流した。31P NMRによって反応の進行を監視した。4時間還流した後、31P NMRから、出発物質に相当する低量のピークとともに21.93と20.83ppmに83:17の比率で2つのピークが明瞭に見られた。3時間加熱を継続すると87:12の比率に至った。濃HCl(0.1mL)を加えて、3時間加熱した。反応混合物を濃縮し、次いで塩化メチレンで希釈した。塩化ナトリウム溶液で洗浄し、無水MgSOで乾燥させて、ろ過し、濃縮すると透明なオイル、42.3g(93%)が得られた。生産物をH、31P NMRおよびGC−MSで特徴付けた。
OPC EX2
OPC EX2を生産するための反応は下記式:
である。
OPC EX2を次の通り生産した。20mLのジエチルエーテル中の塩化アセチル(36.28g、0.46mol)を、1,3−ジオキサン(34.11g、0.39モル)と塩化亜鉛/エーテル(2.9mL、1.5mmol)の氷冷したエーテル(200mL)溶液に撹拌しながら20分以上かけて添加した。添加の間に反応温度を氷水浴で15℃〜22℃に維持した。得られた混合物を2時間以上かけて室温までゆっくりと暖め、35℃以下の浴温とともに減圧下で濃縮した。残渣は、O‐キシレン(40ml)で希釈し、熱い(140℃)亜リン酸トリエチル(78.9g、0.47mol)に45分間にわたって加えた。更に2時間、140℃の温度に維持した。反応混合物を45℃に冷却した。真空をかけて、混合物を80℃までゆっくり加温し、過剰の亜リン酸トリエチルと副生成物を除去した。残渣をクーゲルロール蒸留にかけた。所望の物質、3−((ジエトキシホスホリル)メトキシ)プロピルアセテートを170℃、0.5トールで蒸留した。
濃塩酸(2.0mL)を含む500mLのエタノール中に3−((ジエトキシホスホリル)メトキシ)プロピルアセテート(171.22g、0.638mol)を溶解し、その混合物を14時間還流した。31P NMRによって反応の進行を監視した。反応混合物を濃縮し、次いでクロロホルムで希釈した。塩化ナトリウム溶液で洗浄し、無水MgSOで乾燥させて、ろ過し、濃縮すると透明なオイルが得られた。残渣を真空(1.2トール)下、160℃に加熱し、揮発性不純物を除去した。生産物が無色透明オイルとして得られた。生産物を1H、31P NMRおよびGC−MSで特徴付けた。
OPC EX3
OPC EX3を生産するための反応は下記式:
である。
OPC EX3を次の通り生産した。30mLのエーテル中の塩化アセチル(15.0g,0.20mol)を、1,3−ジオキソラン(40g,0.54mol)と塩化亜鉛/エーテル(2.0mL、1.0mmol)の氷冷したエーテル(50mL)溶液に撹拌しながら30分以上かけて加えた。反応温度を氷水浴で20℃〜27℃に維持した。得られた混合物を2時間撹拌し、30℃以下の浴温とともに減圧下で濃縮した。残渣は、2−エトキシ−5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサホスフィナン(39.68g、0.22mol)で処理し、徐々に85℃まで加温した。発熱反応の後、反応熱が通過し、反応混合物が30分間で140℃に暖まった。反応混合物を45℃に冷却した。真空をかけて混合物を150℃までゆっくり加温し、過剰のジメチル−1,3,2−ジオキサホスフィナンと副生成物を除去した。所望の物質を溶離液として酢酸エチルを用いてシリカゲルクロマトグラフィーで分離した。生産物の総合収率は32.0g(59.4%)であった。
濃HCl(38%)を含む150mlのエタノール中に2−((2−オキシド−1,3,2−ジオキサホスフィナン−2−イル)メトキシ)エチルアセテート(54.3g,213mmol)を溶解し、の混合物を7時間還流した。31P NMRによって反応の進行を監視した。反応混合物を濃縮し、次いで塩化メチレンで希釈した。塩化ナトリウム溶液で洗浄し、無水MgSOで乾燥させて、ろ過し、濃縮すると透明なオイルが21.4g(89%)得られた。H、31P NMRおよびGC−MSから、その生産物は2つの異性体(78:22)混合物であって、主成分は描写した生産物であることが分かった。
OPC EX4
OPC EX4を生産する反応は下記式:
である。
OPC EX4を次の通り生産した。20mLのジエチルエーテル中の塩化アセチル(37.42g、0.48mol)を、1,3−ジオキサン(34.11g、0.39mol)と塩化亜鉛/エーテル(3.0ml、1.54mmol)の氷冷したエーテル(200mL)溶液に撹拌しながら20分以上かけて添加した。添加の間に反応温度を氷水浴で15℃〜22℃に維持した。得られた混合物を2時間以上かけて室温までゆっくりと暖め、35℃以下の浴温とともに減圧下で濃縮した。残渣は、O‐キシレン(50ml)で希釈し、熱い(135℃)2−イソプロポキシ−5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサホスフィナン(86.14g、0.45mol)に45分間にわたって加えた。更に2時間、140℃の温度を維持した。反応混合物を室温まで放冷し、16時間撹拌した。残渣をクーゲルロール蒸留(160℃@1.3トール)にかけた。
濃HCl(0.5mL)を含む30mlのエタノール中に3−((5,5−ジメチル−1,3 ,2−ジオキサホスフィナン−2−イル)メトキシ)プロピルアセテート(5.0g、18mmol)を溶解し、混合物を4時間還流した。31P NMRによって反応の進行を監視した。反応混合物を濃縮し、次いでクロロホルムで希釈した。塩化ナトリウム溶液で洗浄し、無水MgSOで乾燥させて、ろ過し、濃縮すると透明なオイルが3.4g(78%)得られた。生産物をHと31P NMRで特徴付けた。
防火性ポリウレタンフォーム
防火性ポリウレタンフォーム実施例(FR PU フォーム Ex)6−9と比較例A
FR PU フォーム Ex6−9と比較例Aを次の通り生産した。FR PU フォーム Ex6−9と比較例Aは、プラスチックカップ中で手混合によって生産した。表1に示した量に従って、OPC EX1〜OPC EX4(FR PU フォーム Ex6−9の場合)、TCPP(比較例Aの場合)を、高速混合機(HSIANG TAI MACHINERY INDUSTRY CO., LTD製DC−CH40RM)によって毎分3000回転(rpm)でVORANOL 3010と混合した。各々の混合物に、表1で示した量に従って、3:1の比率のDABCO 33LVとNIAX Al、水、Niax L620、DABCO T−9を加え、毎分3000rpmで混合した。約6秒間の高速混合(約3000−4000rpm)下で、表1に示した量に従って、各々混合物にVORANATE T−80を加えた。得られた組成物は、発泡用の開放箱に注入した。
カリフォルニア州消費生活省の家庭用家具・断熱の担当局によって開発された炎色試験、2000年3月の技術告示117( 室内装飾家具に使用される弾性充填材の難燃性試験に関する試験手順と器具の要件)、セクションA部(Cal117)にしたがって、フォームを試験した。電動鋸で軟質フォームを試験片(304.8mmx76.2mm×12.7mm)に切断した。各々の処方に対して10個の試験片(エージング(aging)前5個、エージング後5個)を試験した。各々の試験片を12秒間火炎に晒し、次いで残炎時間(AFT)と炭化長(char length)を記録した。
ボール反発試験機でASTM D3574−95−Hに従った弾性試験を実行した。ASTM D3574−95−B1に従ってINSTRON 5565を使用して負荷重たわみ値(ILD)特性を測定した。圧縮プレートの下限速度を50ミリメートル/分に設定した。40%(負荷重たわみ値(ILD,KN/m)40%)で圧縮強さを試験した。
Cal 117 FR試験について表1に示したように、ポリウレタンフォーム系へのOPC EX1−4の添加は耐火(FR)性能を劇的に増大させる。7部のOPC EX1−4を含むFR PUフォーム Ex6−9は30部のTCPPを含む比較例Aより優れたFR性能を有する。比較例AはCal 117 FR試験に不合格であった。結果は、OPC EX1−4はハロゲン含有TCPPと比較して、より低い負荷で優れたFR性能を提供することを示す。加えて、FR PUフォーム Ex6−9はTCPPを含む比較例Aのフォームに匹敵する機械的性質を有する。
FR PUフォーム Ex10−14と比較例B
FR PU フォーム Ex10−14と比較例Bを次の通り生産した。FR PU フォーム Ex10−14と比較例Bは、プラスチックカップ中で手混合によって生産した。表2に示した量に従って、OPC EX1〜OPC EX4(FR PU フォーム Ex10−14の場合)、TCPP(比較例Bの場合)を、高速混合機(HSIANG TAI MACHINERY INDUSTRY CO., LTD製DC−CH40RM)によって毎分3000回転(rpm)で、VORALUX HF505HA、VORANOL CP1421と混合した。各々の混合物に、表2で示した量に従って、DEOA、TEGOSTAB B8681、3:1の比率のDABCO 33−LVとNIAX Al、水、 DABCO T−9を加え、毎分3000rpmで混合した。約6秒間の高速混合(約3000−4000rpm)下で、表2に示した量に従って、各々の混合物にVORANATE T−80を加えた。得られた組成物は、発泡用の開放箱に注入した。
FR PU フォーム Ex6−9で記載したように、Cal 117に従ってフォームを試験した。電動鋸で軟質フォームを試験片(304.8mmx76.2mm×12.7mm)に切断した。各々の処方に対して10個の試験片(エージング(aging)前5個、エージング後5個)を試験した。各々の試験片を12秒間火炎に晒し、次いで残炎時間(AFT)と炭化長を記録した。
ボール反発試験機でASTM D3574−95−Hに従った弾性試験を実行した。ASTM D3574−95−B1に従ってINSTRON 5565を使用して負荷重たわみ値(ILD)特性を測定した。圧縮プレートの下限速度を50ミリメートル/分に設定した。40%(ILD、40%)で圧縮強さを試験した。
Cal 117 FR試験について表2に示したように、ポリウレタンフォーム系へのOPC EX1−4の添加は耐火(FR)性能を劇的に増大させる。5部のOPC EX1−4を含むFR PUフォーム Ex10−14は15部のTCPPを含む比較例Bより優れたFR性能を有する。比較例BはCal117FR試験に不合格であった。結果は、OPC EX1−4はハロゲン含有TCPPと比較して、より低い負荷で優れたFR性能を提供することを示す。

Claims (19)

  1. 式(I):
    [上式において、
    Yは、Rが1〜10の炭素原子を持つ1価ヒドロカルビル基である場合に−OH基、−NH基、−NHR基および−SH基からなる基から選択され、;
    Rは2価ヒドロカルビルであり;
    Xはヘテロ原子基であり;
    とRは、それぞれ互いに独立して置換または非置換ヒドロカルビル基であり、RとRは任意に結合して環を形成することができるが、Yがヒドロキシル基、Xが酸素原子、Rが−CR −CR −のときに、各々のRが互いに独立して水素基または1〜4の炭素原子を持つヒドロカルビル基である場合に、次いでRとRは結合して環を形成する]の有機リン化合物。
  2. Rが1〜20の炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基である、請求項1記載の有機リン化合物。
  3. Xのヘテロ原子基は、Rが置換または非置換ヒドロカルビル基である場合に酸素原子、硫黄原子、−N(R)−基、セレン原子、−PR(O)−基、スルホキシド(−S(O)−)基、スルホン(−S(O)−)基からなる基から選択される、請求項1記載の有機リン化合物。
  4. とRは、それぞれ互いに独立して1〜10の炭素原子を持つヒドロカルビル基である、請求項1記載の有機リン化合物。
  5. Yはヒドロキシル基であり;
    Xは酸素原子であって、RとRは結合して式(II):

    の環を形成する、請求項1記載の有機リン化合物。
  6. 前記Rは2個の炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基であって式(III):
    の有機リン化合物を提供し、式中、各々のRは互いに独立して水素基または1〜4の炭素原子を持つヒドロカルビル基である、請求項5記載の有機リン化合物。
  7. 各々のRは水素基であって式(IV):
    の有機リン化合物を提供する、請求項6記載の有機リン化合物。
  8. 前記Rは3個の炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基であって式(V):
    の有機リン化合物を提供する、請求項5記載の有機リン化合物。
  9. ポリオール;と
    式I:
    [上式において、
    Yは、Rが1〜10の炭素原子を持つ1価ヒドロカルビル基である場合に−OH基、−NH基、−NHR基および−SH基からなる基から選択され;
    Rは2価ヒドロカルビル基であり;
    Xはヘテロ原子基であり;
    とRは、それぞれ互いに独立して置換または非置換ヒドロカルビル基であり、RとRは任意に結合して環を形成することができる]の有機リン化合物との混合物を含む、リン含有難燃剤。
  10. Rは1〜20の炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基である、請求項9記載のリン含有難燃剤。
  11. Xのヘテロ原子基は、Rが置換または非置換ヒドロカルビル基である場合に酸素原子、硫黄原子、−N(R)−基、セレン原子、−PR(O)−基、スルホキシド(−S(O)−)基、スルホン(−S(O)−)基からなる基から選択される、請求項9記載のリン含有難燃剤。
  12. とRは、それぞれが互いに独立して1〜10の炭素原子を持つヒドロカルビル基である、請求項9記載のリン含有難燃剤。
  13. 式(I)の有機リン化合物が請求項5〜9における有機リン化合物のいずれか1つの構造を持つ、請求項9記載のリン含有難燃剤。
  14. 式Iの有機リン化合物の場合で、
    Yはヒドロキシル基であり;
    Xは酸素原子であって、RとRは結合して式(II);
    の環を形成し、
    Rは2つの炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基であって式(IV):
    の有機リン化合物を提供し、その場合、式(IV)の有機リン化合物は異性体の下記式VI:
    と動的平衡状態にある、請求項9記載のリン含有難燃剤。
  15. Yはヒドロキシル基であり;
    Rは2つの炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基であり;
    Xは酸素原子であって、RとRは2つの炭素原子を有して式(VII):
    の有機リン化合物を提供する、請求項9記載のリン含有難燃剤。
  16. Yはヒドロキシル基であり;
    Rは3つの炭素原子を持つ2価ヒドロカルビル基であり;
    Xは酸素原子であって、R1とR2はそれぞれ2つの炭素原子を有して式(VIII):
    の有機リン化合物を提供する、請求項9記載のリン含有難燃剤。
  17. ポリオールは、900〜2500の等価重量および2〜10の統合公称官能価を有したポリオキシアルキレンポリオールである、請求項9〜16のいずれか1項に記載のリン含有難燃剤。
  18. イソシアネート;
    請求項9〜17のいずれか1項に記載のリン含有難燃剤;および
    起泡剤、の反応生産物を含む難燃性ポリウレタンフォーム。
  19. 難燃性ポリウレタンフォームは100重量部のポリオール当たり5〜7部のリン含有難燃剤を含む、請求項18記載の難燃性ポリウレタンフォーム。
JP2015534898A 2012-10-08 2012-10-08 難燃性ポリウレタンフォーム用の有機リン化合物 Expired - Fee Related JP6122960B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2012/082580 WO2014056138A1 (en) 2012-10-08 2012-10-08 Organophosphorus compounds for flame retardant polyurethane foams

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016500663A true JP2016500663A (ja) 2016-01-14
JP6122960B2 JP6122960B2 (ja) 2017-04-26

Family

ID=50476855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015534898A Expired - Fee Related JP6122960B2 (ja) 2012-10-08 2012-10-08 難燃性ポリウレタンフォーム用の有機リン化合物

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9738766B2 (ja)
EP (1) EP2903994B1 (ja)
JP (1) JP6122960B2 (ja)
CN (1) CN104936967B (ja)
BR (1) BR112015007841B1 (ja)
ES (1) ES2656615T3 (ja)
MX (1) MX2015004415A (ja)
PL (1) PL2903994T3 (ja)
PT (1) PT2903994T (ja)
WO (1) WO2014056138A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8198341B2 (en) 2008-12-18 2012-06-12 Icl-Ip America Inc. Method of making hydroxymethylphosphonate, polyurethane foam-forming compositions, polyurethane foam and articles made therefrom
EP2909218B1 (en) 2012-10-17 2019-07-10 ICL-IP America Inc. Method of making hydroxymethylphosphonate, polyurethane foam-forming compositions, polyurethane foam and articles made therefrom
US9523195B2 (en) 2014-06-09 2016-12-20 Johns Manville Wall insulation boards with non-halogenated fire retardant and insulated wall systems
US9815256B2 (en) 2014-06-09 2017-11-14 Johns Manville Foam boards including non-halogenated fire retardants
US9528269B2 (en) 2014-06-09 2016-12-27 Johns Manville Roofing systems and roofing boards with non-halogenated fire retardant
US9815966B2 (en) 2014-07-18 2017-11-14 Johns Manville Spray foams containing non-halogenated fire retardants
US20180327671A1 (en) * 2015-11-18 2018-11-15 Icp-Ip America Inc. Flame retardant liquid solution, polyurethane foam-forming compositions, polyurethane foam and articles made therefrom
US11335846B2 (en) 2016-02-04 2022-05-17 University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education Molecularly doped piezoelectric foams
RU2726212C1 (ru) * 2019-12-17 2020-07-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреж-дение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Композиция для получения жесткого пенополиуретана пониженной горючести

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746572A (en) * 1971-02-23 1973-07-17 Stauffer Chemical Co Process for flame retarding fabrics
US3969437A (en) * 1971-02-23 1976-07-13 Stauffer Chemical Company Cyclic phosphorus esters
US4022852A (en) * 1974-07-05 1977-05-10 Hoechst Aktiengesellschaft Process for making phosphorus sulfamides
JPS63165424A (ja) * 1986-12-20 1988-07-08 バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト 膨張性組成物
US5055458A (en) * 1988-08-02 1991-10-08 Beecham Group P.L.C. Purine derivatives having antiviral activity
US5108994A (en) * 1989-05-25 1992-04-28 Beecham Group P.L.C. Antiviral purine derivatives
JP2009502964A (ja) * 2005-07-27 2009-01-29 ギリアード サイエンシーズ, インコーポレイテッド Hivを阻害するための抗ウイルス性ホスホン酸結合体
JP2009542697A (ja) * 2006-07-07 2009-12-03 ギリアード サイエンシーズ, インコーポレイテッド toll様レセプター7の調節因子
CN101619076A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 李坚 草甘膦原药的制备方法
JP2010526839A (ja) * 2007-05-11 2010-08-05 フライエ ウニヴェルジテイト ベルリン ポリメラーゼ阻害剤、及び腫瘍の治療のためのそれらの使用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2432270A1 (de) * 1974-07-05 1976-01-22 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von selbstverloeschenden polyurethan-formmassen
US4172863A (en) 1976-06-14 1979-10-30 Waldmann John J Halogen-containing phosphates
US4394491A (en) 1980-10-08 1983-07-19 The Dow Chemical Company Addition polymerizable adduct of a polymeric monoahl and an unsaturated isocyanate
JPS6142528A (ja) * 1984-08-06 1986-03-01 Asahi Denka Kogyo Kk 含りんポリウレタン物質の製造方法
GB2457631B (en) * 2007-01-04 2011-12-21 Supresta Llc Phosphate ester flame retardant and resins containing same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746572A (en) * 1971-02-23 1973-07-17 Stauffer Chemical Co Process for flame retarding fabrics
US3969437A (en) * 1971-02-23 1976-07-13 Stauffer Chemical Company Cyclic phosphorus esters
US4022852A (en) * 1974-07-05 1977-05-10 Hoechst Aktiengesellschaft Process for making phosphorus sulfamides
JPS63165424A (ja) * 1986-12-20 1988-07-08 バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト 膨張性組成物
US5055458A (en) * 1988-08-02 1991-10-08 Beecham Group P.L.C. Purine derivatives having antiviral activity
US5108994A (en) * 1989-05-25 1992-04-28 Beecham Group P.L.C. Antiviral purine derivatives
JP2009502964A (ja) * 2005-07-27 2009-01-29 ギリアード サイエンシーズ, インコーポレイテッド Hivを阻害するための抗ウイルス性ホスホン酸結合体
JP2009542697A (ja) * 2006-07-07 2009-12-03 ギリアード サイエンシーズ, インコーポレイテッド toll様レセプター7の調節因子
JP2010526839A (ja) * 2007-05-11 2010-08-05 フライエ ウニヴェルジテイト ベルリン ポリメラーゼ阻害剤、及び腫瘍の治療のためのそれらの使用
CN101619076A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 李坚 草甘膦原药的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HENRI-JEAN CRISTAU ET AL.: "Synthesis of bis(hydroxymethyl)phosphorylated compounds, analogs of α-aminophosphonic acids or alky", TETRAHEDRON, vol. 57, JPN6016034015, 2001, pages 9149 - 9156, XP004311151, ISSN: 0003393277, DOI: 10.1016/S0040-4020(01)00929-2 *

Also Published As

Publication number Publication date
MX2015004415A (es) 2016-01-08
WO2014056138A8 (en) 2014-07-03
BR112015007841B1 (pt) 2020-09-29
CN104936967B (zh) 2017-09-29
CN104936967A (zh) 2015-09-23
PT2903994T (pt) 2018-01-03
JP6122960B2 (ja) 2017-04-26
PL2903994T3 (pl) 2018-04-30
EP2903994A4 (en) 2016-07-06
WO2014056138A1 (en) 2014-04-17
US9738766B2 (en) 2017-08-22
ES2656615T3 (es) 2018-02-27
US20150274915A1 (en) 2015-10-01
BR112015007841A2 (pt) 2017-07-04
EP2903994A1 (en) 2015-08-12
EP2903994B1 (en) 2017-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6122960B2 (ja) 難燃性ポリウレタンフォーム用の有機リン化合物
AU2012231542B2 (en) Phosphorous-containing flame retardants for polyurethane foams
US9920081B2 (en) Halogen-free poly(alkylene phosphates)
US8759411B2 (en) Derivatives of diphosphines as flame retardants for polyurethanes
KR20150143697A (ko) 인 함유 난연제
EP2531554B1 (en) Derivatives of diphosphines as flame retardants for polyurethanes
JP7173680B2 (ja) 軟質ポリウレタンフォーム用の反応性難燃剤混合物
KR20160140748A (ko) 폴리우레탄 제품을 제조하기 위한 발포-겔 균형이 우수한 폴리에테르 폴리올
US11390711B2 (en) Preparations having improved efficacy as flame retardants

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170307

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170403

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6122960

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees