[发明专利]含有磷化合物的聚氨酯泡沫

说明书

本发明涉及聚氨酯泡沫，其通过混合以下组分得到反应混合物、并完成所述反应混合物的反应以得到聚氨酯而获得：(a)多异氰酸酯，(b)具有对异氰酸酯具有反应活性的基团的聚合物，(c)包含可结合的胺催化剂(incorporable amine catalyst)的催化剂，(d)磷酸酯、多磷酸盐、膦酸酯和/或亚磷酸酯，(e)含水的发泡剂，和任选地(f)增链剂和/或交联剂，以及(h)助剂和/或添加剂；其中磷酸酯具有的通式为

(R¹-O)₃-P＝O，

其中三个R¹部分相互独立地为有机部分，其包括一个或多个苯基、一个或多个磷酸基团或其酯和/或一个或多个选自以下的原子：氮、氧、氟、氯和溴；多磷酸盐具有的通式为

–[P(O)(O^-R^‘+)-O]_n-，

其中n为2至10000的整数，R^‘+为碱金属阳离子或铵阳离子；膦酸酯具有的通式为

(R³)(R²-O)₂-P＝O，

其中R²部分相互独立地为有机部分，其包括一个或多个选自以下的原子：氮、氧、氟、氯和溴，R³部分为氢或具有1至10个碳原子的芳族、脂族、或脂环族部分，且还可包括杂原子；亚磷酸酯具有的通式为

(R⁴-O)₃-P，

其中R⁴部分相互独立地为有机部分，其包括一个或多个选自以下的原子：氮、氧、氟、氯和溴。本发明还涉及一种制备这些聚氨酯泡沫的方法以及其在汽车内饰中的用途。

聚氨酯的特点之一是其具有多种广泛可能的用途。这些材料通常尤其用于汽车构造中，例如用于汽车外壳中作为扰流板(spoiler)、车顶元件或弹性元件(spring element)，也用于汽车内饰包层中作为车顶包层(roof cladding)、地毯的泡沫底衬、门包层、方向盘、操控按钮以及座垫。用于汽车行业特别是汽车内饰中的聚氨酯，要满足机械性能的严格要求，以及耐老化性的严格要求：在汽车的整个寿命中，重要的特性(如隔音特性、减震特性或阻尼特性)在机械撞击的事件中(例如事故中)必须保留。

汽车中普遍条件是极端的，并加速聚氨酯的老化：温度达到-10℃且更低，以及也高于60℃，在太阳辐射的条件下甚至达到高于100℃。相对湿度可最高达100％。与致密的聚氨酯相比，该情形尤其出现于具有显著增加的表面积的聚氨酯泡沫中。

除了所述温度和湿度的极端条件外，另一个要求为最小限度地排放出由在汽车内饰中使用的聚氨酯产生的易挥发的化合物。这大部分衍生自所使用的易挥发的胺催化剂。为了减少这种排放物，所述易挥发的胺催化剂被可结合的催化剂完全取代或一定程度地取代。这些化合物催化了聚氨酯反应，但与此同时也具有对异氰酸酯基具有反应活性的基团，该催化剂因此牢固地结合到聚氨酯上。然而，所述可结合的催化剂大部分对最终得到的聚氨酯的机械性能有损害，特别是在热老化和湿热老化后，即一类在汽车内饰中经常发生的极端条件下。

阻燃剂在聚氨酯中的用途是已知的：WO 2009065826描述了磷酸烷基酯用于制备整体聚氨酯泡沫(integral polyurethane foam)的用途，特别是用作方向盘的用途。WO 2009065826并没有描述可结合的催化剂与磷酸酯结合的用途。

此外，EP 2374843描述了磷酸酯用于改善由聚氨酯制成的电缆护套的抗老化性的用途。在该文献中指定锌化合物和硼化合物作为有效成分。

本发明的一个目的为改善包含可结合的催化剂的聚氨酯泡沫的老化特性，特别是改善热老化特性和湿热老化特性，且对老化后总体机械性能没有任何的实质性损害。

所述目的通过如下获得的聚氨酯泡沫而实现：通过混合(a)多异氰酸酯，(b)具有对异氰酸酯具有反应活性的基团的聚合物，(c)包含可结合的胺催化剂的催化剂，(d)磷酸酯、多磷酸盐、膦酸酯和/或亚磷酸酯，和任选地(e)含水的发泡剂，(f)增链剂和/或交联剂，以及(h)助剂和/或添加剂以形成反应混合物，并完成所述反应混合物的反应以获得聚氨酯，其中磷酸酯具有的通式为

(R¹-O)₃-P＝O，