TWI242569B - Description composition for flame-retardant flexible polyurethane foam - Google Patents

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TWI242569B
TWI242569B TW091119036A TW91119036A TWI242569B TW I242569 B TWI242569 B TW I242569B TW 091119036 A TW091119036 A TW 091119036A TW 91119036 A TW91119036 A TW 91119036A TW I242569 B TWI242569 B TW I242569B
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fire
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polyurethane foam
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TW091119036A
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Noriaki Tokuyasu
Katumi Kameda
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Daihachi Chem Ind
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1242569 九、發明說明: L發明戶斤屬之技術領域3 發明領域 本發明係有關一種防火軟性聚胺基曱酸酯泡沫體之組 5 成物。 I[先前技術3 發明背景 聚胺基甲酸酯樹脂(其係典型之熱固性樹脂)係相對較 不昂貴且易於模製,且其發泡產物被廣泛用於全部範圍之 ίο 日用物件,包含汽車零件。但是,聚胺基曱酸酯樹脂係可 燃性,一旦被點燃,其具有進行不可控制燃燒之缺點。因 此,已有各種不同努力製備防火聚胺基甲酸酯泡沫體。現 今,防火性於使用聚胺基曱酸酯之某些領域(諸如,汽車内 裝)係具法律強制性。 15 一般,為賦與聚胺基曱酸酯防火性,添加含鹵素之磷 酸鹽作為防火劑之方法被採用。含i素單體磷酸酯之添加 型防火劑一般被使用,諸如,三(氣乙基)磷酸鹽及三(氣丙 基)磷酸鹽。但是,此等防火劑易於升高溫度時因其低分子 量之故而蒸發。若含有此一防火劑之聚胺基曱酸酯泡沫體 20 被用於汽車片材等且汽車内之溫度於高溫時(諸如,夏天) 上升,其易產生“起霧”,其係起始材料内所含之磷酸鹽組 份、胺催化劑,或胺與磷酸鹽組份分解產生之鹵化氫之鹽 於汽車内蒸發或消散且汽車玻璃變朦朧之現象。再者,發 泡產物之防火性質有時被減少。被蒸發或消散之材料亦產 1242569 生不利影響人類之危險性。 已被k出用以降低被蒸發之防火劑含旦 里t方法係#用 含鹵素之濃縮磷酸鹽募聚物之添加型防火劑。、^ 聚物型式之防火劑内一般含有約5至20舌曰 堇ΐ%之單體組 份,因此,即使养聚物型式之防火劑被 —士、 文用盼,防火劑於 升高溫度日守被蒸發之問題仍因此等低分 L ^ 〇 里、、且份存在而不 能被克服。 共「匕匕知防火劑係含 ” …、,唧鹱酯之添加 10 15 型防火劑,其巾_s旨被濃駐較高程度Μ殘餘單體电 但是,此高度紙她叫高黏度而 具有差的可㈣性,以分解,造成胺之“氫鹽形成, 具有錢及對其它物雌_如,耐綠)衫利影響。 再者’前述型式之防火劑皆含有_素,且照顧岸曰呈基 發可能影響人類及當燃燒時產生戴奥辛。 心/' “、、 雖然使用無鹵素鱗酸醋之添加型防火劑可克服諸如胺 之函化氫鹽之形成及職時產生舖辛之問題,但碟酸醋 本身之蒸發不能被避免。 因此已被研究之方法包含藉由使用藉由與起始材料反 應而併入I胺基曱酸酷泡沫體之樹脂主幹内之具反應性官 20此基之防火劑(稱為反應性防火劑)避免防火劑被蒸發。 ♦月女基曱酸酯泡沫體係藉由聚異氰酸酯之異氰酸酯基 一種型式之羥基(即,多元醇内之羥基及作為發泡劑之水 罗工基)間之反應而形成。但是,當含反應性官能基之反 應性之碟酸S旨防火劑被使用日夺,其需控制異氰酸6旨基與三 1242569 種不同型式之反應性官能基間之反應,其使其難以完全滿 足傳統方式之發泡產物之所欲性質。 例如,日本未審查專利公告第2〇〇1巧13〇2號案描述一 種其間含有醇綠之反應性型㈣義㈣以製備防火軟 5性聚胺基甲酸酯泡沫體之方法。日本未審查專利公告 2001-151919號案“述-種其間含有醇經基之反應性型式 石蘇fee S曰與添加型券聚物碟酸酯被用以製備具良好火焰層合 性質之防火軟性聚胺基曱酸酯泡沫體之方法。但是,於此 等方法中係難以達成三種羥基與異氰酸酯基間之平衡良好 10之反應。因此,開孔僅能藉由改變反應性磷酸酯含量而形 成,且閉孔泡沫體易被形成,造成發泡產物之低透氣率及 高壓縮應變。
【發明内容J 發明概要 15 本發明係用以提供一種用於防火軟性聚胺基甲酸酯泡 沫體之組成物,包含:(i)多元醇組份;⑴)聚異氰酸酯組份; (iii)無鹵素之磷酸酯,其符合下列條件(a)至(幻,且含有至 少一醇羥基:(a)2 KOH毫克/克或更少之酸值,(b)5 ?^8或 更少(於25°C)之黏度,(c)5至250 KOH毫克/克之羥基值,及 20 (d)200至2000之重量平均分子量;(iv)三級胺叛酸鹽;石夕 酮泡沫體安定劑;及(vi)發泡劑。本發明之用於防火軟性聚 胺基甲酸酯泡沫體之組成物造成具有令人滿意之防火性質 及優異性質(諸如,較佳防火性、抗起霧性及抗焦化性及格 外低之壓縮應變)之軟性聚胺基曱酸酯泡泳體。 1242569 【貧方也】 較佳實施例之詳細說明 本毛月之主要目的係提供一種能克服如上所述缺點之 Κ胺基甲②泳體之組成物,#,—種含有無_素之填 酉夂酉曰反應型防火劑之聚胺基甲酸自旨泡;末體之組成物,此組 成物能形成具顯著特性(諸如,較佳之防火性質、優異之抗 焦1±及抗務丨生,及較低之壓縮應變)之防火軟性聚胺基甲酸 酯泡沫體。 由於廣泛研究以克服上述缺點,發明人於發現具優異 10防火性質、抗焦性及抗霧性及較低壓縮應變之防火軟性聚 胺基甲酸酯泡沫體可藉由使用作為防火劑之含有反應性官 能基之特殊無齒素之磷酸酯與三級胺化合物及羧酸形成之 鹽混合而獲得而完成本發明。 特別地,本發明提供用於聚胺基甲酸酯泡沫體之下列 15 組成物。 1·用於防火軟性聚胺基甲酸酯泡沫體之組成物,包含: ⑴多元醇組份; (H)聚異氰酸酯組份; (ni)無鹵素之構酸醋’其符合下列條件(&)至((1),且含 20 有至少一醇經基; (a) 2 KOH毫克/克或更少之酸值, (b) 5 Pa.s或更少(於25°C)之黏度, (c) 5至250 KOH毫克/克之羥基值,及 (d) 200至2000之重量平均分子量; 1242569 (iv) 三級胺羧酸鹽; (v) 矽酮泡沫體安定劑;及 (vi) 發泡劑。 2. 依據上述第1項之用於防火軟性聚胺基曱酸酯泡沫 5 體之組成物,其以每100重量份之多元醇組份計,包含1 至20重量份之項目(iii)所指定之磷酸酯,0.01至0.3重量 份之三級胺羧酸鹽,0.5至2重量份之矽酮泡沫體安定劑, 及0.1至40重量份之發泡劑。 3. 依據上述第1或2項之用於防火軟性聚胺基甲酸酯 10 泡沫體之組成物,其中三級胺羧酸鹽係脂族三級胺與羧酸 之鹽。 4. 依據上述項之任一項之用於防火軟性聚胺基甲酸 酯泡沫體之組成物,其中項目(iii)所指定之磷酸酯係以下列 化學式(I)表示之化合物:
15 其中R1係(^至C4烷基,R2係(^至C3伸烷基,R3係C! 至C3烷基,且η係1至10之整數。 本發明之用於防火聚胺基甲酸酯泡沫體之組成物包含 下列組份⑴至(vi)作為基本組份: 20 ⑴多元醇組份; (ii) 聚異氰酸酯組份; (iii) 無鹵素之碟酸酯,其符合下列條件(a)至(d),且含 1242569 有至少一醇羥基; (a) 2 KOH毫克/克或更少之酸值, (b) 5 Pa.s或更少(於25°C )之黏度, (c) 5至250 KOH毫克/克之羥基值,及 5 (d)200至2000之重量平均分子量; (iv) 三級胺羧酸鹽; (v) 矽酮泡沫體安定劑;及 (vi) 發泡劑。 本發明之用於聚胺基甲酸酯泡沫體之組成物内摻合之 10 個別組份係如下所述。 (i)多元醇組份 可被使用之多元醇組份之例子包含一般用於製備軟性 聚胺基曱酸酯泡沫體之多元醇組份,諸如,聚醚多元醇、 聚酯多元醇及聚合物多元醇。 15 此等間之聚醚多元醇之例子包含具約25至70 KOH毫 克/克之羥基值之聚醚多元醇,其係藉由無規或嵌段式添加 環氧烷(諸如,環氧乙烷及環氧丙烷)至多官能性多元醇、胺 化合物等而獲得。多官能性多元醇之例子包含二醇,諸如, 乙二醇及丙二醇;三醇,諸如,甘油及三曱基醇丙烷;多 20 元醇,諸如,季戊四醇、山梨糖醇及蔗糖。胺化合物之例 子包含氨、三乙醇胺、乙二胺、二伸乙基三胺、胺基乙基 哌嗉及苯胺。 聚酯多元醇係藉由多官能性羧酸及多官能性羥基化合 物之聚縮合反應而獲得之具有終端羥基之化合物,較佳具 10 1242569 有約500至10,000之數平均分子量,且更佳係約1000至 5000。多官能性羧酸之例子包含己二酸、酞酸、琥珀酸、 壬二酸及癸二酸。多官能性羥基化合物之例子包含二醇, 諸如,乙二醇、丙二醇、丁二醇及二伸乙基二醇,及多羥 5 基醇,諸如,甘油、三甲基醇丙烷及季戊四醇。 聚合物多元醇可藉由於基起始劑存在中混合聚醚多元 醇及乙烯不飽和單體及,需要時,添加鏈轉移劑、分散安 定劑等以發生乙烯不飽和單體之基聚合反應而獲得。乙烯 不飽和單體之例子包含含有氰基之單體,諸如,丙烯腈及 10 甲基丙烯腈;(甲基)丙烯酯,諸如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲 基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸羥基乙 酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯及(甲基)丙烯酸二甲基胺 基丙酯;含羧基之單體,諸如,丙烯酸、甲基丙烯酸、衣 康酸、馬來酸及福馬酸;酸酐單體,諸如,馬來酸酐及衣 15 康酸酐;烴化合物,諸如,丁二烯、異戊間二烯及1,4-戊 二稀;芳香族烴化合物,諸如,苯乙浠、α -曱基苯乙稀、 苯基苯乙烯及氯苯乙烯;含鹵素之單體,諸如,氯乙烯及 偏氯乙烯;乙烯基醚,諸如,乙烯基乙基醚及乙烯基丁基 醚;乙烯基S同,諸如,乙稀基乙基酮;乙烯基1旨,諸如, 20 乙酸乙稀自旨;丙稀醯胺,諸如,丙稀酸胺、Ν,Ν-二曱基丙 烯醯胺、Ν-異丙基醯胺、Ν,Ν-二甲基胺基丙基丙烯醯胺及 伸曱基雙丙烯醯胺;及曱基丙烯醯胺,諸如,Ν,Ν-二甲基 甲基丙烯醯胺。此等乙烯不飽和單體可被單獨使用或以二 或更多之混合物使用。 11 1242569 前述多元醇組份可被單獨使用或以二或更多之混合物 使用,其係依欲被形成之聚胺基甲酸酯泡沫體所需性質而 定。 例如,具高度彈性之發泡產物可於前述聚醚多元醇及 5 聚合物多元醇以30至90重量%之前者及70至10重量%之 後者(較佳係40至80重量%之前者及60至20重量%之後 者)之比例(以此二者之混合重量為基準計)使用時獲得。 (ii)聚異氰酸酯組份 可被使用之聚異氰酸酯組份之例子傳統上於聚胺基甲 10 酸酯樹脂組成物内摻合之包含具二或更多之異氰酸酯基之 各種聚異氰酸酯化合物。此等聚異氰酸酯化合物之例子包 含芳香族聚異氰酸酯、脂族聚異氰酸酯及脂環族聚異氰酸 酯,及二或更多之此等聚異氰酸酯之混合物,及藉由此等 聚異氰酸酯改質而獲得之改質之聚異氰酸酯。此等聚異氰 15 酸酯化合物之特殊例子包含諸如伸甲苯基二異氰酸酯、二 苯基甲烷二異氰酸酯、聚伸曱基聚伸苯基聚異氰酸酯(粗製 之MDI)、伸二曱苯基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯及 六伸甲基二異氰酸酯之聚異氰酸酯;及此等聚異氰酸酯之 改質產物,諸如,碳化二亞胺改質產物、滴定改質產物、 20 二聚物及三聚物。自此等聚異氰酸酯及活性氫化合物獲得 之具終端異氰酸酯基之預聚物亦可被使用。 具有諸如2,4-甲苯二異氰酸酯及2,6-曱苯二異氰酸酯 之異構物(單獨或二或更多之混合)之甲苯二異氰酸酯之使 用於本發明係特別佳。 12 1242569 聚異氰酸酯組份之使用量未特別限制,但一般係造成 約90至120(特別是約95至115,更佳係約100至11〇)之 異氰酸酯指數之量。 (iii)防火劑 5 防火劑係無鹵素之鱗酸酯,其符合下列條件(a)至(d)且 含有至少一醇羥基(於下有時稱為,,反應性磷酸酯”)·· (a) 2 KOH毫克/克或更少之酸值, (b) 5 Pa.s或更少(於25°C)之黏度, (c) 5至250 KOH毫克/克之羥基值,及 10 (d)200至2000之重量平均分子量; 醇羥基能使此磷酸酯與起始材料中之聚異氰酸酯化合 物反應以被併入聚胺基甲酸酯泡沫體之樹脂主幹内,因而 避免被蒸發。缺乏鹵素可避免因蒸發造成之對人類有害作 用,燃燒聘產生戴奥辛等。 15 磷酸酯之酸值係2 KOH毫克/克或更少。更高之值會造 成發泡期間催化活性損失,使其難以獲得發泡產物。雖然 似乎催化劑含量可被增加以促進催化活性,但其於經濟上 係不利且亦會導致具較低物理性質之發泡產物。 磷酸酯具有5 Pa.s或更少(於25°C)之黏度,且較佳係 20 具有4 Pa.s或更少(於25。〇之黏度。比此更高之黏度於製 備發泡產物期間將賦與較大之攪拌載荷,且不能使磷酸酯 被均勻分散,其會不利影響形成之發泡產物之性質。 石粦酸酯之羥基值係250 KOH毫克/克或更少。更高之值 使其難以控制此反應,且易造成氣泡(closed cell)形成,因 13 1242569 而不利地知喜务泡產物之諸如透氣性及壓縮應變之性質。 石hIS曰之重1平均分子量係於2〇〇至2〇⑻之範圍内。 低於此範圍之分子量會造成於與異氰酸醋基反應前藉由反 應熱而使磷酸酯蒸發,造成較低之防火性,且發泡產物會 5具有粗的發泡孔。高於上述範圍之分子量會造成較高黏 度,且因而於製備發泡產物期間賦與更大之攪拌載荷,造 成差的磷酸酯分散及具較差性質之發泡產物。 符合上述條件之任何磷酸酯可作為本發明之防火劑。 此等防火劑之特別例子包含以下列化學式⑴至(IV)表示 10者。
η (其中R1係(^至C4烷基,R2係(^至C3伸烷基,R3係q 至C3烷基,且η係1至10之整數)。 II p\~ OR2 or3o- OR ‘ -o-[r1o: -Η (II) η m 15 (其中R1係C2至伸烧基’ R係Ci至C4烧基,R3係C] 至C4伸烷基,1係1至10之整數’ m係1至10之整數, 且η係1至10之整數)。 R1〇——f?- OR1 0R20—甲一 OR1 Ό—R30- 一 Η m (III) η 14 1242569 (其中R1係(^至C4烷基,R2係Ci至C4伸烷基,R3係C2 至C4伸烷基,m係1至10之整數,且η係1至10之整數)。
(其中R1係(^至C4烷基,R2係C2至C4伸烷基,m係1至 5 10之整數,且η係1至10之整數)。 於上述通式中,^至C4烷基係線性或分支之具有1至 4個碳原子之烷基,其特別例子包含曱基、乙基、正丙基、 異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基及第三丁基。(^至C4 伸烷基之例子包含線性伸甲基,諸如,伸甲基、伸乙基、 10 三伸曱基及四伸曱基,及分支之伸曱基,諸如,異伸丙基 及異伸丁基。 被使用之上述反應性磷酸酯之量係依據所需防火性程 度而決定,即使太少不能提供令人滿意之防火功效,然而 太多會有不利影響形成之發泡產物之物理性質之危險性。 15 一般,反應性構酸S旨之量每100重量份之多元醇組份較佳 係約1至約20重量份。 (iv)三級胺羧酸鹽 三級胺羧酸鹽需被摻入本發明之用於聚胺基甲酸酯泡 沫體之組成物内。脂族三級胺與羧酸所成之鹽係作為三級 20 胺羧酸鹽之特別佳者。 胺化合物一般已知具有於經基與聚異氰酸酯化合物内 之異氰酸酯間之反應之催化活性。於含有反應性礙酸酯之 15 !242569 ^胺基曱酸㈣沫體之組成物内,具歸之組份除多元醇 ,另包含反應性及發泡劑,因此,此組成物含有至 夕二種具羥基之組份。於此一相 、、、成物内單獨使用一般胺催 化劑或金屬催化劑不能造成里奢 5 成宍氰酸酯基與此三種羥基間之 反應之適當平衡,且易於形成 烕之务泡產物產生壓縮應變。 相反地,使用三級胺_鹽作為催化劑確保異氛酸醋 基與此三種經基間之反應具良好平衡,產生具優異物理性 質之發泡產物。 用以形成三級胺羧酸鹽之三級胺之特殊例子包含脂族 10三級胺,諸如,雙(2_二曱基胺基乙基)峻、N_甲基·Ν,奋 —甲基胺基乙基)哌嗉、ν,ν,ν,5ν,_四甲基q,卜六伸甲基二 胺、Ν,Ν,Ν’,Ν’,Ν,,-五甲基二伸乙基三胺、Ν,Ν,Ν,,Ν,_四甲 基乙二胺,及1,4-二氮雙環-[2,2,2]_辛烷。用以與此三級胺 形成鹽之羧酸之例子包含具約丨至8個碳原子之脂族單羧 15 酸,諸如,甲酸及乙酸。 可被用於本發明之三級胺羧酸鹽内之三級胺之胺基係 藉由幾酸部份或完全中和化。三級胺魏酸鹽可被單獨或二 或更多之混合物使用。 三級胺羧酸鹽較佳係以每100重量份之多元醇組份為 20約0·01至〇·3重量份之量摻合。當如下所述之金屬催化巧 及一般胺催化劑未被使用時,三級胺羧酸鹽較佳係以每 重量份之多元醇組份為約〇·〇2至0·3重量份之量使用 確保於產生此樹脂之充分催化作用。 (ν)矽酮泡涑體挛定劑 16 1242569 二曱基矽氧烷及聚醚之嵌段共聚物一般被作為矽酮泡 沫體安定劑,且可具有各種不同形式,諸如,線性、分支 狀或側接形式,但特別地,分支狀或側接之共聚物被用於 許多情況。本發明使用之矽酮泡沫體安定劑未被特別限 5 制。傳統上用於軟性聚胺基甲酸酯泡沫體之任何矽酮泡沫 體安定劑可被使用。 矽酮泡沫體安定劑被摻合以促進起始材料之混合及乳 化,夾入氣體之分散等,及避免微孔聚結,使微孔膜安定 等,造成產生具良好性質之發泡產物。 10 雖然欲被使用之矽酮泡沫體安定劑之量未被特別限 定,但較佳係每100重量份之多元醇組份為約0.5至2重 量份。 (vi)發泡劑 當考量發泡產物所需之各種不同性質時,傳統上用於 15 軟性聚胺基曱酸酯泡沫體之組成物之普遍已知之發泡劑可 被適當選用作為本發明聚胺基曱酸酯泡沫體之組成物内之 發泡劑。 水係此一發泡劑之典型例子,此外,可作為發泡劑係 二氯曱烧、正丁烧、異丁烧、正戊烧、異戊烧、二甲基醚、 20 丙酮、C02等。依發泡產物之所欲密度及其它性質,此等 發泡劑可以一般方式單獨使用或以二或更多之混合物使 用。 被使用之發泡劑之量未被特別限定,但此含量一般範 圍係每100重量份之多元醇組份為約0.1至40重量份。 1242569 其它組份 (a) 催化劑 於本發明組成物内摻合之三級胺羧酸鹽具有於羥基與 異氰酸S旨基間之反應之催化活性,但具有相對較低之於聚 5異氰酸酯組份與多元醇組份間之反應(即,產生樹脂之反應) 之催化活性。因此,需要時,一般已知之催化劑組份亦可 被使用以於多元醇組份與聚異氰酸酯組份間之低反應性情 況中促進產生树月曰之反應。此等催化劑包含一般之胺催化 劑及金屬催化劑。 〇 一般之胺催化劑之例子包含不會與羧酸形成鹽之三級 胺化合物,且一般可以每100重量份之多元醇組份為約0 01 至〇·1重量份之量使用。此等一般之胺催化劑及前述三級 月女魏酸鹽之總含置較佳範圍係每重量份之多元醇組份 為約0.02及0.3重量份之間。 5 金屬催化劑典型上含有諸如錫、銅、鉛、鋅、鈷或鎳 之金屬組份之有機金屬化合物。諸如二丁基錫二月桂酸酯 及辛酸錫之錫催化劑顯示特別良好之催化活性。 金屬催化劑較佳係以每100重量份多元醇組份為約 〇·〇1與1重量份間範圍之量使用。 0 前述範®内之金屬催化#丨與胺催化劑(諸如,三級胺叛 酸鹽或三級胺羧酸鹽及一般胺催化劑之混合物)一起使用 能使產生樹脂之反應及發泡反應以良好平衡進行。 (b) 防火劑 若需要的話,不具反應性官能基之她旨(添加型《 18 1242569 醋)亦可作為防火劑添加至本發明之用於聚胺基甲酸酯泡 沫體之組成物,但發泡產物不會因而被不利影響。 此添加型磷酸酯之例子包含募聚物形式之磷酸酯,諸 如,間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)、雙酚A雙(二苯基磷酸 5 酯)、間苯二酚雙(雙(2,6-二曱基苯基)磷酸酯)、氫醌雙(雙 (2,6-二曱基苯基)磷酸酯)及雙酚雙(雙(2,6-二甲基苯基)磷 酸酯);及單體型式之磷酸酯,諸如,三苯基磷酸酯、萘基 二苯基磷酸酯、二萘基苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三 丁氧基乙基磷酸酯及二苯基-2-乙基己基磷酸酯。 10 添加型磷酸酯較佳係以每100重量份多元醇組份為約 40重量份或更少(更佳係約0.1至30重量份)之量使用。 前述添加型磷酸酯為了避免起霧及對人類具不利影響 較佳係無鹵素之寡聚物型之填酸酯。 有效地係與反應性磷酸酯一起使用低黏度添加型磷酸 15 酯以整體性地降低聚胺基甲酸酯組成物之黏度及改良可操 作性,以產生具較佳物理性質之發泡產物。 (c)其它組份 若要的話,諸如著色劑、交聯劑、抗氧化劑、紫外線 吸收劑、用以避免水解之試劑、填料等之添加劑亦可被摻 20 入本發明之用於聚胺基甲酸酯泡沫體之組成物内。此等添 加劑之型式及含量未被特別限定。普遍使用之添加劑可以 一般使用範圍使用。 製備發泡產物之方法 聚胺基甲酸酯泡沫體可藉由普遍使用方法自本發明之 1242569 沫 化 ::成物製得。聚胺基甲酸㈣ =可猎由’例如步發泡法(其中多元醇組份、水、催 、=、防域、泡沫體安定劑㈣同時與聚錢㈣ '心以經由其反應發生發泡),及預聚物料(, 元醇組份與所有聚異氰酸酯組份反 " 。丨切夕 之預聚物混合以發生反應)獲得。於組份與形成 -般以均質溶液或分散液形式與使’中’此催化劑 八。 、 之夕7醇組份預先混 10 15 20 本發明之用於防火軟性聚胺基 、止士呈右A人、;b 次酉日,包沬體之組成物 4、有々人滿思之防火性質及諸如良好耐敎性、 起霧及焦錄及格外低之壓_叙顯料性 基甲舰料體。此^火軟性聚胺基甲酸料沫體可久有 效地用於,例如,^車座椅或家俱(諸如,沙發及床)。 本發明參考下列範例作更詳細例示說明。 範例1一至5及比齡例1^^ 軟性聚胺基甲動旨泡朱體係藉由下列-步發泡法且使 用具第1及2表所示配方之組成物製備。 首先,除聚異氰酸s旨組份外之所有組份以預定比例換 合’且藉由於授拌裝置内以_〇啊授拌i分鐘而均勻捏 合。聚異氰酸I组份被添加,混合物以3_啊另外^ 5至7秒’且混合物錄迷倒人具矩形截面之紙板盒内。 么心作用立即發生且最大體積於數分鐘後達成。此思 口物方' 80 C之爐内另外固化15分鐘。形成之發泡產物係具 20 1242569 開孔之軟性白色聚胺基曱酸酯泡沫體。 第1及2表所示之符號表示下列組份。 1.多元醇組份 (1)ΜΝ-3050 5 以三官能基丙烯為主之聚醚多元醇(數平均分子量: 3000;羥基值:56.0 KOH 毫克/克)(商品名:MN-3050 ONE, Mitsui Takeda 化學公司)
2.反應性磷酸酯防火劑 (1)TF-J12 10 以下列化學式表示且具有下列性質之磷酸酯(Daihachi 化學工業有限公司)
* CH3 _ Η - 」η η=1〜5
羥基值:225 KOH毫克/克 酸值:0.08 KOH毫克/克 15 黏度(25°C) : 4.0 Pa.s 重量平均分子量:243 (2)Exolit OP-550 具下列性質之具羥基烧基之填酸酯(商品名:Exolit OP-550,Clariant 公司) 20 磷含量:17.0% 羥基值:130 KOH毫克/克 酸值:1.3 KOH毫克/克 21 1242569
黏度(25°C) : 2.1 Pa.s 重量平均分子量:863 (3)Fyrol-PNX 具下列性質之具羥基烷基之磷酸醋(商品名: 5 Fyrol-PNX,Akuzo Nobel 化學有限公司) 磷含量:19.0% 羥基值:20KOH毫克/克 酸值:1·5 KOH毫克/克 黏度(25°C) : 2.0Pa.s 10 重量平均分子量:945 3.添加型填酸醋防火劑(無鹵素之鱗酸酉曰)
3.1寡聚物型 (1)CR-733S 間苯二S分雙(二苯基填酸酯)(商品名· CR-733S ’ 15 Daihachi化學公業有限公司)
3.2單體塑 (l)TBXP 三丁氧基乙基磷酸酯(商品名:TBXP,Daihachi化學工 業有限公司) 20 4.聚異氰酸酯組份 (1)Τ-80 甲苯二異氰酸酯(2,4-/2,6-異構物比例=80/20) (商品名:Cosmonate Τ-80,Mitsui Takeda 化學公司) 5.催化劑 1242569 5.1三級胺羧酸鹽
(l)TOYOCAT-ETF 雙(2-二甲基胺基乙基)醚與乙酸之鹽(商品名: TOYOCAT-ETF,Tosoh 公司) 5 5.2 —般胺催化劑
(1) TOYOCAT - ET 雙(2-二甲基胺基乙基)鍵(商品名· TOYOCAT-ET ’ Tosoh公司) (2) TEDA-L33 10 1,4-二氮雙環-[2,2,2]-辛烷(33%二丙二醇溶液(商品 名:TEDA,Tosoh 公司)
5.3錫催化劑 (l)DABCO T 辛酸錫(商品名·· DABCO T,Sankyo Air Products 有限 15 公司) 6.矽酮泡沫體安定劑 (1) L-580 (商品名:L580, Nippon Unicar有限公司) (2) L-688 20 (商品名:L-688,Witco 公司) (3) SZ-1136 (商品名:SZ-1136,Nippon Unicar 有限公司) 樣品係自以上述方式獲得之聚胺基曱酸酯泡沫體切 割,且性質係藉由下列測試方法測量。結果係與組份及其 23 1242569 比例一起顯示於第1及2表。 (1) 燃燒測試 測試方法:以FMVSS-302為主 泡床體物件:250 mm長X 70 mm寬 5 泡沫體厚度:13 mm 藉由下列基準評估: NB :未燃燒;SE-自行熄滅; BN :燃燒 (2) 壓縮應變: 10 測試方法:以JIS K-6382為基準 泡床體物件:6 cm長X 6 cm寬X 5 cm厚 6 cm X 6 cm之泡泳體物件之表面於70°C被壓縮成50% 厚且持續22小時,壓力被釋放,然後,泡沫體厚度被測量, 且相對於壓縮前之厚度之厚度降低百分率被評估作為壓縮 15 應變。例如,若厚度回到4公分,壓力應變係(1-4/5) X 100 =20%。 (3) 焦化測試 樣品於微波爐(500 W)内處理3分鐘,然後於140°C加 熱2小時。此時之測試物件之顏色變化(焦化)係藉由比色計 20 測量黃色指數(YI)且以下列刻度為基準決定。 A : YI30或更少(無顏色變化) B : YI 31至50(些微之顏色變化) C : YI 51至70(顏色變化) D : YI 71或更多(相當程度之顏色變化) 24 1242569 第1表
範例 1 2 3 4 5 含量 多元醇組份 MN-3050 100 100 100 100 100 (重量份) 三級胺羧酸鹽催 TOYOCAT-ETF 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 化劑 一般胺催化劑 TOYOCAT-ET TEDA-L33 0.1 0.1 0.1 0.1 錫催化劑 DABCOT 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 水 2.5 4.5 4.5 4.5 4.5 二氯甲烷 3 5 3 3 反應性磷酸酯防 火劑 TF-J12 Exolit OP-550 2 5 15 10 Fyrol-PNX 10 添加型磷酸酯防 火劑 CR-733S TBXP 15 5 矽酮泡沫體安定 劑 SZ-1136 L-688 L-580 1 1 1 1 1 聚異氰酸酯組份 T-80 38.5 54.1 56.2 55.1 53.3 性質 防火性測試 SE NB NB NB SE 壓縮應變(%) 4.2 5.3 7.4 8.2 9.3 焦化性質 A A A B B 第2表
比較例 1 2 3 4 含量 多元醇組份 MN-3050 100 100 100 100 (重量份) 三級胺羧酸鹽催 TOYOCAT-ETF 化劑 一般胺催化劑 TOYOCAT-ET TEDA-L33 0.3 0.3 0.2 0.2 錫催化劑 DABCOT 0.25 0.25 0.25 0.25 水 4.5 2.5 4.5 4.5 二氣甲烷 3 3 3 反應性磷酸酯防 火劑 TF-J12 Exolit OP-550 7.5 2 10 Fyrol-PNX 10 添加型磷酸酯防 火劑 CR-733S TBXP 2.5 矽酮泡沫體安定 劑 SZ-1136 L-688 L-580 1 1 1 1 聚異氰酸酯組份 T-80 55.1 38.5 55.1 55.1 性質 防火性測試 NB SE NB NB 壓縮應變(%) 33.0 12.0 43.0 45.0 焦化性質 B A C C 上述結果明確顯示本發明之用於防火軟性聚胺基甲酸 酯泡沫體之組成物(其含有反應性磷酸酯防火劑及三級胺 5 羧酸鹽)造成具優異性質(即,良好防火性、無焦化及格外低 之壓縮應變)之發泡產物。 相反地,比較例1至4之組成物(其不含三級胺羧酸鹽, 25 1242569 但僅含反應性磷酸酯防火劑)造成由於高壓縮應變及時常 發生焦化而具低商業價值之發泡產物。 I:圖式簡單說明】 鉦 5 【主要元件符號說明】 無 26

Claims (1)

1242569 十、申請專利範圍: 第91119036號專利申請案申請專利範圍修正本94.04.13 1. 一種用於防火軟性聚胺基甲酸酯泡沫體之組成物,包 含: 5 ⑴多元醇組份; (ii) 聚異氰酸酯組份; (iii) 無鹵素之磷酸酯,其符合下列條件(a)至(d),且含 有至少一醇羥基; (a)2 KOH毫克/克或更少之酸值, 10 (b)5 Pa.s或更少(於25艺)之黏度, (c) 5至250 KOH毫克/克之羥基值,及 (d) 200至2000之重量平均分子量; (iv) 三級胺與含1-8個碳原子的脂族單羧酸之鹽; (v) 矽酮泡沫體安定劑;及 15 (vi)發泡劑; 其中,用於防火軟性聚胺基甲酸酯泡沫體之組成物係 包含以每100重量份之該多元醇組份計之1至20重量份之 項目(iii)所定之該磷酸酯,0.01至0.3重量份之該鹽,0.5 至2重量份之該矽酮泡沫體安定劑,及0.1至40重量份之 20 該發泡劑。 2. 如申請專利範圍第1項之用於防火軟性聚胺基甲酸酯泡 沫體之組成物,其中該鹽係為脂族三級胺與含1-8個碳 原子的脂族單魏酸之鹽。 3. 如申請專利範圍第1或2項之用於防火軟性聚胺基甲酸 27 1242569 酯泡沫體之組成物,其中該項目(iii)所定之該磷酸酯係 以下列化學式⑴表示之化合物:
其中R1係Q至C4烷基,R2係Q至C3伸烷基,R3係 C!至C3烷基,且η係1至10之整數。
28
TW091119036A 2001-08-31 2002-08-22 Description composition for flame-retardant flexible polyurethane foam TWI242569B (en)

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