專利名稱：阻燃劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氨基甲酸酯組合物、具體地是具有改進(jìn)的阻燃劑性能的聚氨基甲酸酯組合物。本發(fā)明也涉及含有這類組合物的物品。
背景技術(shù)：
聚氨基甲酸酯組合物已被用于許多應(yīng)用中，諸如聚氨基甲酸酯泡沫、涂料、密封劑和粘合劑等。近年來(lái)已經(jīng)日益增長(zhǎng)地認(rèn)識(shí)到需要使座位、裝飾物、建筑材料等物品，特別是在一些人可能有時(shí)遇到風(fēng)險(xiǎn)的地方，諸如火車車廂、飛機(jī)、公共汽車、船只、公共建筑和醫(yī)院等有大量可燃性材料存在的地方具有更大的對(duì)燃燒的耐受性。
雖然聚氨基甲酸酯組合物被廣泛使用于一些工業(yè)應(yīng)用中，但其阻燃性能需要改善。在本領(lǐng)域仍繼續(xù)需要具有指定的物理、化學(xué)和機(jī)械性質(zhì)、特別是被賦予優(yōu)良的阻燃性能的聚氨基甲酸酯組合物。
發(fā)明概述本發(fā)明提供阻燃劑組合物。阻燃性是通過(guò)利用亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯作為阻燃劑組份而達(dá)成的。往聚氨基甲酸酯組合物中加入這些組份增加了這類組合物以及由它制造的產(chǎn)物的耐火性。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是，致力于一種賦予聚氨基甲酸酯組合物以阻燃性的方法，它包括加入有效量的亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯作為阻燃劑。
本發(fā)明的其它實(shí)施方案是，致力于含有阻燃劑的聚氨基甲酸酯泡沫、涂料、橡膠、密封劑和粘合劑，包括兩部份的聚氨基甲酸酯粘合劑、液體聚氨基甲酸酯粘合劑和反應(yīng)活性熱熔性聚氨基甲酸酯粘合劑。
本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的方面是，提供一種聚氨基甲酸酯組合物，它含有異氰酸酯、一種多元醇和作為阻燃劑組份的亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)-異氰脲酸酯。這種組合物可進(jìn)一步含有氯化石蠟和/或磷酸芳基酯作為進(jìn)一步的阻燃劑組份。
本發(fā)明還有其它方面，即提供用含有阻燃劑的氨基甲酸酯組合物制備的制造物品。這類物品在大量工業(yè)和應(yīng)用中能找到用處，包括在建筑、汽車、紡織和制衣工業(yè)中。
發(fā)明詳述在此引證的參考材料的公開(kāi)內(nèi)容作為整體在此引入作為參考。
本發(fā)明提供一種賦予氨基甲酸酯組合物以阻燃性的方法，它包括加入有效量的亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯作為阻燃劑。本發(fā)明的這種阻燃劑可被用來(lái)增加聚氨基甲酸酯組合物的火焰耐受性，包括，但不限于，含阻燃劑的聚氨基甲酸酯泡沫、含阻燃劑的聚氨基甲酸酯粘合劑、后者包括兩部份聚氨基甲酸酯粘合劑、液體氨基甲酸酯粘合劑和反應(yīng)活性聚氨基甲酸酯熱熔性粘合劑。
像這里使用的阻燃劑的“有效量”一詞，是意指足夠賦予所需的阻燃性的量。這樣的數(shù)量可容易地由熟練的實(shí)踐者來(lái)決定。
本發(fā)明的阻燃劑組分，可有益地在聚氨基甲酸酯組合物的普通制造過(guò)程中，加入以使氨基甲酸酯組合物具有很高水平的阻燃性能。
雖然本發(fā)明此后將借助含阻燃劑的反應(yīng)活性熱熔性聚氨基甲酸酯粘合劑來(lái)描述，但應(yīng)理解本發(fā)明并不僅限于此。本發(fā)明可提供許多具有阻燃性質(zhì)的聚氨基甲酸酯組合物的制備。例如，本發(fā)明的泡沫材料可被塑模、切割成形或者放在支持材料上從而提供對(duì)火險(xiǎn)的深度防護(hù)。一種優(yōu)選的應(yīng)用是作為墊層材料用于汽車、床、沙發(fā)、座椅座墊，特別是公共運(yùn)輸車輛諸如公共汽車和飛機(jī)中，以及用作一種絕緣材料(例如用于外部和內(nèi)部墻壁以及蓋屋頂)。
反應(yīng)活性熱熔性粘合劑，也被稱為“聚氨基甲酸酯熱熔性粘合劑”，是由異氰酸酯端接的聚氨基甲酸酯聚合物組成的，也常被稱為“預(yù)聚物”，它與表面或周圍的濕氣反應(yīng)，以增長(zhǎng)鏈長(zhǎng)并形成第二種聚氨基甲酸酯聚合物。
不像普通的熱熔性粘合劑，能夠重復(fù)地加熱成液態(tài)并冷卻到固態(tài)，反應(yīng)活性熱熔性粘合劑一旦處于周圍濕氣存在的條件下時(shí)遭受的是不可逆的化學(xué)反應(yīng)而形成固體“熟化的”形式。反應(yīng)活性熱熔性粘合劑因此用來(lái)制造要處于或潛在地可能處于暴露在高溫條件下的物品。反應(yīng)活性熱熔體作為粘合劑特別有用的物品包括在建造外部和內(nèi)部時(shí)的建筑組件以及重建的運(yùn)載工具諸如汽車和運(yùn)貨車的部件等。
本發(fā)明的反應(yīng)活性熱熔性粘合劑用亞乙基雙四溴鄰苯二甲酸亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯作為主要的阻燃劑組份。亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯可以和或者不和其它阻燃劑一起使用。本發(fā)明的含阻燃劑的基于氨基甲酸酯的反應(yīng)活性熱熔性粘合劑，在給出優(yōu)良的阻燃性的同時(shí)，也維持了基底聚合物的目標(biāo)特性。諸如良好的原始強(qiáng)度、受控制的凝固速度以及在升高的溫度下的良好的熱穩(wěn)定性。
本發(fā)明的反應(yīng)性聚氨基甲酸酯熱熔性粘合劑，含有異氰酸酯、多元醇和亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯。這種組合物可進(jìn)一步包含氯化石蠟和磷酸芳基酯作為進(jìn)一步的阻燃劑組份。
阻燃劑添加劑包括有效量的亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯中的至少一種，含量基于總的聚氨基甲酸酯粘合劑組合物的重量計(jì)算為約1至約50重量份，更優(yōu)選5至約30重量份。
亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺組份具有和聚氨基甲酸酯骨架形成氫鍵的潛力，從而使聚合物基質(zhì)增容了阻燃性。這種溴化的異氰脲酸酯組份也可以和聚合物骨架形成氫鍵，從而產(chǎn)生均相的有阻燃性的粘合劑。
除亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯以外，阻燃劑組合物可進(jìn)一步含有按重量計(jì)多至約10份的氯化石蠟和按重量計(jì)多至10份的磷酸芳基酯作為進(jìn)一步的阻燃劑組份。供選擇的氯化石蠟?zāi)苜x予阻燃性以及起到粘度改性劑的作用。磷酸芳基酯進(jìn)一步賦予對(duì)基質(zhì)的改進(jìn)的粘合性。
術(shù)語(yǔ)“氯化的石蠟”像這里所使用時(shí)，是用來(lái)包括單一的氯化石蠟或者它們的混合物。這些氯化石蠟通常含有至少50％的氯含量，雖然如果使用氯化石蠟的混合物時(shí)可能會(huì)包括含氯較少的那些氯化石蠟。這些氯化石蠟可以是液體或固體形式的，例如Cereclor 70L或Cereclor 70(ICI產(chǎn)品)。這些氯化石蠟一般可用下面的經(jīng)驗(yàn)式來(lái)代表CnH[(2n+2)-y]Cly，其中n值的范圍大約為10至大約25，y值的范圍大約為5至25，優(yōu)選n值為大約12，y值為大約11。
可以使用的磷酸芳基酯包括磷酸三芳基酯，包括磷酸三苯基酯、磷酸三(對(duì)甲苯基)酯、磷酸二異丙基單苯基酯、磷酸單異丙基二苯基酯等。磷酸芳基酯可以存在的量為按重量計(jì)多至約10份，優(yōu)選按重量計(jì)約2至約8份。
除氯化石蠟和磷酸芳基酯組份以外，還可加入本領(lǐng)域中已知的其它阻燃劑，來(lái)賦予聚氨基甲酸酯以耐火性。這類化合物包括無(wú)機(jī)化合物諸如硼化合物、氫氧化鋁、三氧化銻等，以及別的含鹵化合物包括含鹵的磷酸酯化合物諸如磷酸三(氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯等。這些以及別的阻燃劑組合物被描述于美國(guó)專利Nos.3,773,695；4,266,042；4,585,806；4,587,273；和4,849,467以及歐洲專利No.0 587 942中。
氨基甲酸酯預(yù)聚物是那些通常用于生產(chǎn)聚氨基甲酸酯熱熔性粘合劑組合物的化合物。任何適宜的含有兩個(gè)或多個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的化合物均可用來(lái)制備氨基甲酸酯預(yù)聚物。典型地是用按重量計(jì)約5至約75份的異氰酸酯。
用于本發(fā)明實(shí)踐中的有機(jī)多異氰酸酯包括亞烷基二異氰酸酯、亞環(huán)烷基二異氰酸酯、芳香族二異氰酸酯和脂肪-芳香二異氰酸酯。合適的含異氰酸酯化合物的具體實(shí)例包括，但不限于，亞乙基二異氰酸酯、1，1-亞乙基二異氰酸酯、亞丙基二異氰酸酯、亞丁基二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、亞環(huán)戊基-1，3-二異氰酸酯、亞環(huán)己基-1，4-二異氰酸酯、亞環(huán)己基1，2-二異氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2，2-二苯基丙烷-4，4’-二異氰酸酯、亞二甲苯基二異氰酸酯、1，4-亞萘基二異氰酸酯、1，5-亞萘基二異氰酸酯、間亞苯基二異氰酸酯、對(duì)亞苯基二異氰酸酯、二苯基-4，4’二異氰酸酯、偶氮苯-4，4’-二異氰酸酯、二苯砜-4，4’-二異氰酸酯、2，4-亞甲苯基二異氰酸酯、二氯六亞甲基二異氰酸酯、亞呋喃基二異氰酸酯、1-氯苯-2，4-二異氰酸酯、4，4’，4”三異氰酸酯代三苯甲烷、1，3，5-三異氰酸酯代苯、2，4，6-三異氰酸酯代甲苯、4，4’二甲基二苯甲烷-2，2’，5，5’四異氰酸酯等。雖然這些化合物可從市場(chǎng)買到，但是合成這類化合物的方法在本領(lǐng)域中也是眾所周知的。優(yōu)選的含異氰酸酯化合物是亞甲基雙苯基二異氰酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和甲苯二異氰酸酯(TDI)。
最常見(jiàn)的是，預(yù)聚物是通過(guò)多異氰酸酯與一種多元醇的縮聚反應(yīng)來(lái)制備的，最優(yōu)選是二異氰酸酯與一種二元醇的縮聚反應(yīng)。所用的多元醇包括多羥基醚(取代或未取代的聚亞烷基醚二醇或多羥基聚亞烷基醚類)、多羥基聚酯類、多元醇與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的加合物以及甘油的單取代的酯類，以及它們的混合物。多元醇典型的用量為按重量計(jì)約1至約70份。
聚醚多元醇的實(shí)例包括具有許多醚鍵和至少兩個(gè)羥基，并且除羥基外，基本上不含其它官能基的線型和/或帶支鏈的聚醚。聚醚多元醇的實(shí)例可包括聚亞烷基多元醇諸如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等。進(jìn)一步，也可以用聚氧亞烷基多元醇的均聚物和共聚物。聚氧亞烷基多元醇的特別優(yōu)選的共聚物可包括至少一種選自乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙二醇、三甘醇、2-乙基-1，3-己二醇、甘油、1，2，6-己三醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、三(羥基苯基)丙烷、三乙醇胺、三異丙醇胺、乙二胺和乙醇胺的化合物，與至少一種選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷的化合物所形成的一種加合物。
一些合適的多元醇可從市場(chǎng)買到。只是作為實(shí)例，這里可以提及CP4701(Dow Chemicals公司)、Niax11-34(Union Carbide Corp.)Desmophen 3900(Bayer公司)、Propylan M12(Lankro Chemicals公司)、Highflex 303(Daiichi Kogyo Seiyaku K.K.)、以及DaltocelT32-75(ICI)?！熬酆衔锒嘣肌币彩呛线m的，即，含有一部份乙烯基單體、現(xiàn)場(chǎng)聚合的接枝多元醇，例如Niax 34-28。
聚酯多元醇是由含有2至15個(gè)碳原子的一種或多種多元醇與一種或多種含有2至14個(gè)碳原子的多元羧酸縮合而形成的。合適的多元醇的實(shí)例包括乙二醇、丙二醇諸如1，2-丙二醇和1，3-丙二醇、甘油、季戊四醇、三羥甲基丙烷、1，4，6-辛三醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、十二碳二醇、辛二醇、氯代戊二醇、甘油單烯丙基醚、甘油單乙醚、二甘醇、2-乙基-1，4-己二醇、1，4-環(huán)己二醇、1，2，6-己三醇、1，3，5-己三醇、1，3-雙-(2-羥基乙氧基)丙烷等。多元羧酸的實(shí)例包括鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、四氯鄰苯二甲酸、馬來(lái)酸、十二碳烷基馬來(lái)酸、十八碳烷基馬來(lái)酸、富馬酸、烏頭酸、1，2，4-苯三酸、丙三羧酸、3，3’-硫代二丙酸、丁二酸、己二酸、丙二酸、戊二酸、庚二酸、癸二酸、1，2-環(huán)己烷二羧酸、1，4-環(huán)己二烯-1，2-二羧酸、3-甲基-3，5-環(huán)己二烯-1，2-二羧酸以及相應(yīng)的酸酐、酰氯和酸酯諸如鄰苯二甲酸酐、鄰苯二甲酰氯、以及鄰苯二甲酸的二甲酯。優(yōu)選的多元羧酸有脂肪族和脂環(huán)族的含有不多于14個(gè)碳原子的二元羧酸以及含有不多于14個(gè)碳原子的芳香族二元羧酸。
此外，這種氨基甲酸酯預(yù)聚物可以通過(guò)多異氰酸酯與含有多氨基或多巰基的化合物諸如二氨基聚丙二醇或二氨基聚乙二醇或者聚硫醚類(諸如硫代二甘醇單獨(dú)地或者與其它二醇類諸如乙二醇、1，2-丙二醇或者與上面公開(kāi)的其它多羥基化合物結(jié)合在一起的縮合產(chǎn)物)進(jìn)行反應(yīng)而制得。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，含羥基的丙烯酸聚合物可起到多元醇組份的作用，在這種情況下，不必往反應(yīng)中加入另外的多元醇。
進(jìn)一步，可以使用小量的低分子量二羥基、二氨基或氨基羥基化合物，諸如飽和的和不飽和的二醇類，例如乙二醇或它的縮合物，諸如二甘醇、三甘醇等；乙二胺、六亞甲基二胺等；乙醇胺、丙醇胺、N-甲基二乙醇胺等。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于大多數(shù)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，反應(yīng)活性熱熔性粘合劑的性能，通過(guò)往普通的聚氨基甲酸酯粘合劑中并入丙烯酸聚合物可以大為改善，如美國(guó)專利No.5,021,507和美國(guó)專利No.5,866,656中所描述的那樣。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，氨基甲酸酯通過(guò)并入丙烯酸樹(shù)脂、特別是反應(yīng)活性的含有羥基的丙烯酸和非反應(yīng)活性的丙烯酸共聚物而被改性。最好是在粘合劑組合物中羥基化的和/或非羥基化的丙烯酸聚合物存在的量為按重量計(jì)約0至約40％。
實(shí)際上任何烯鍵式不飽和的、含有多于一個(gè)羥基官能度的單體都可用于本發(fā)明的組合物中。最通常應(yīng)用的是丙烯酸和甲基丙烯酸的羥基取代的C1至C12烷基酯，包括，但不限于，羥基取代的丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正丙酯或異丙酯或相應(yīng)的甲基丙烯酸酯。也可使用相容的(甲基)丙烯酸酯單體的混合物?？梢允褂玫钠渌鼏误w包括羥基取代的乙烯基酯類(醋酸乙烯基酯和丙酸乙烯基酯)、乙烯基醚類、富馬酸酯類、馬來(lái)酸酯類、苯乙烯、丙烯腈等以及它們的共聚單體。
如果用作單體，這些單體應(yīng)與其它可共聚的共聚單體摻合，其配方應(yīng)使其具有范圍寬廣的Tg值，如約-48℃至105℃之間，優(yōu)選15℃至85℃之間。合適的共聚單體包括丙烯酸和甲基丙烯酸的C1至C12酯類。包括，但不限于，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸正丙酯或異丙酯，或相應(yīng)的甲基丙烯酸酯類。也可以用相容的(甲基)丙烯酸酯單體的混合物?？梢允褂玫牧硗獾膯误w包括乙烯基酯類(醋酸乙烯基酯和丙酸乙烯基酯)、乙烯基醚類、富馬酸酯類、馬來(lái)酸酯類、苯乙烯、丙烯腈、乙烯等以及它們的共聚單體。
含羥基的單體和用于丙烯酸聚合物的其余部份的單體可以相同或不同。具體的單體選擇在很大程度上要依賴于粘合劑打算的最終用途。這樣，對(duì)于在對(duì)壓力敏感場(chǎng)合下的應(yīng)用或需要粘合到金屬上的應(yīng)用，應(yīng)選擇獲得具有較低的Tg值的聚合物，即低于在對(duì)壓力不敏感場(chǎng)合下的應(yīng)用或只涉及容易粘合的基質(zhì)的場(chǎng)合下聚合物的Tg值。
當(dāng)粘合劑準(zhǔn)備利用單體材料來(lái)制備時(shí)，各個(gè)單個(gè)可被加到多元醇中并在形成預(yù)聚物之前聚合，或者可將各個(gè)單體加到已經(jīng)形成的預(yù)聚物中然后再完成丙烯酸聚合。在含有多氨基或多巰基預(yù)聚物的情況下，只有在預(yù)先形成預(yù)聚物時(shí)才必須完成現(xiàn)場(chǎng)的乙烯類聚合。
含羥基的烯鍵式不飽和單體是用普通的游離基聚合的操作程序聚合到相對(duì)低的分子量。這里為了澄清的目的，“低分子量”是指數(shù)均分子量在約4,000至15,000、優(yōu)選至12,000范圍內(nèi)。分子量分布是用PL凝膠、混合的10微米粒、Shimadzu Model RID 6A檢測(cè)器，以四氫呋喃為載體溶劑在每分鐘1毫升的流速下通過(guò)凝膠滲透色譜來(lái)鑒定的。通過(guò)小心監(jiān)測(cè)和控制反應(yīng)條件，并且一般在有鏈轉(zhuǎn)移試劑諸如十二碳烷基硫醇存在的條件下進(jìn)行反應(yīng)，即可獲得低分子量，在烯鍵式不飽和單體聚合以后，多異氰酸酯和任何其它形成氨基甲酸酯預(yù)聚物所需的成份即可加入，并且用普通縮聚反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行反應(yīng)。以這種方式，得到的異氰酸酯端接的氨基甲酸酯預(yù)聚物形成上述反應(yīng)活性的熟化熱熔性粘合劑，它包含約10至70％的氨基甲酸酯預(yù)聚物以及30至90％低分子量含羥基的聚合物。
也可以在已經(jīng)形成的異氰酸酯端接的氨基甲酸酯預(yù)聚物存在的條件下來(lái)聚合低分子量聚合物。這一方法的缺點(diǎn)是要將預(yù)聚物在丙烯酸聚合期間置于不必要的加熱條件下。加熱可能導(dǎo)致叉鏈、粘度增加、所需異氰酸酯基團(tuán)的消耗以及可能的膠凝作用。雖然這些缺點(diǎn)可被控制，但是需要比在沒(méi)有異氰酸酯官能團(tuán)的氨基甲酸酯組份中聚合時(shí)更為嚴(yán)格的控制條件。當(dāng)反應(yīng)在多元醇或其它含非異氰酸酯的組份中進(jìn)行時(shí)，還具有較低的反應(yīng)物粘度和減少了異氰酸酯蒸氣暴露的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橹恍枭僭S加熱。
任選地，含羥基的官能度可以預(yù)先聚合的低分子量含羥基聚合物的形式引入粘合劑中。在后一種情況下，典型的聚合物包括羥基取代的丙烯酸丁酯、羥基化的丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、羥基化的丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物等，這些聚合物具有4,000至12,000的數(shù)勻分子量以及5至15個(gè)羥基數(shù)目。如果以低分子量聚合物的形式應(yīng)用，這些聚合物可以在它們與異氰酸酯反應(yīng)之前與多元醇摻合，或者它們可以直接被加入到異氰酸酯端接的預(yù)聚物中。
本發(fā)明優(yōu)選的粘合劑典型地含有按重量計(jì)約5至約50份的異氰酸酯、按重量計(jì)約1至約70份的多元醇、按重量計(jì)約0至約40份的丙烯酸共聚物以及作為阻燃劑組份的按重量計(jì)約1至約50份的亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯。多元醇可以是聚酯多元醇、聚醚多元醇、或它們的組合。這種組合物還可進(jìn)一步含有按重量計(jì)約0至約10份的氯化石蠟以及按重量計(jì)約0至約10份的磷酸芳基酯，作為進(jìn)一步的阻燃劑組份。
雖然這種粘合劑可如上述直接使用，如果需要，本發(fā)明的這種粘合劑也可以與普通的能和組合物相容的添加劑配方。這類添加劑包括增塑劑、相容的增粘劑、催化劑、填充劑、抗氧劑、顏料、粘合促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑等。能和本發(fā)明的組合物相容的普通的添加劑，可簡(jiǎn)單地通過(guò)把可能的添加劑與組合物結(jié)合并測(cè)定它們是否相容來(lái)決定。如果添加劑在產(chǎn)物中是均相的就表明它是相容的。
本發(fā)明也提供把物品粘接在一起的方法，它包括在第一種物品上施敷主題反應(yīng)活性熱熔性粘合劑組合物的液態(tài)熔融形式，再把第二種物品與施敷在第一種物品上的組合物接觸，然后將施敷后的組合物置于能讓組合物冷卻并熟化成具有不可逆的固體形式的組合物的條件下，所說(shuō)的條件包括濕氣。這種組合物典型地是以其固體形式分配和貯存的。這種組合物應(yīng)被儲(chǔ)存于沒(méi)有濕氣的條件下。當(dāng)組合物準(zhǔn)備使用時(shí)，在施用之前先把固體加熱熔化。這樣，本發(fā)明包括反應(yīng)活性聚氨基甲酸酯熱熔性粘合劑組合物的兩種形式，一種是它的固體形式，是通常儲(chǔ)存和分發(fā)的形式，另一種是液體形式，是在固體熔化后形成的，并且是在它即將施用之前熔化的。
施用主題液體熔體組合物的方法在本領(lǐng)域中是已知的，它包括，但不限于，輥涂，噴霧和擠壓。
施敷以后，為將物品粘合在一起，要把反應(yīng)活性熱熔性粘合劑組合物置于能讓它固化并熟化成為具有不可逆固體形式的組合物的條件下。固化(凝結(jié))是當(dāng)液體熔體被置于室溫時(shí)發(fā)生的。熟化，即鏈增長(zhǎng)，成為不可逆固體形式的組合物，是在周圍濕氣存在的條件下發(fā)生的并且通常在四小時(shí)在約七十二小時(shí)之間完成，一般是在24小時(shí)左右完成。
像這里所用的術(shù)語(yǔ)“不可逆的固體形式”意指由上述聚氨基甲酸酯聚合物通過(guò)鏈增長(zhǎng)形成的含有聚氨基甲酸酯聚合物的固體形式。這種具有不可逆固體形式的組合物典型地能經(jīng)受住高至150℃的溫度。用亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺作為阻燃劑，不可逆固體形式的熱穩(wěn)定性得以改善，這可由熱解重量分析法所證實(shí)。
本發(fā)明也包括通過(guò)熟化聚氨基甲酸酯預(yù)聚物的主題組合物而得到的組合物。
本發(fā)明的這種反應(yīng)活性熱熔性粘合劑組合物可用來(lái)粘接由各種底物(材料)所組成的物品，包括，但不限于，木材、金屬、玻璃和紡織品。這種主題組合物對(duì)于粘接物品諸如金屬進(jìn)入大門，特別是耐火的進(jìn)入大門；建筑嵌板；運(yùn)載工具的外部組件、后者可能被置于不同氣候條件諸如受熱或雨淋；鞋類和紡織品(例如地毯、衣物)的粘接應(yīng)用特別有用。
本發(fā)明也包括已經(jīng)用這種主題熱熔性粘合劑組合物粘接的物品。本發(fā)明包括任何含有這種主題熱熔性粘合劑組合物的物品以及任何含有由熟化這種主題熱熔性粘合劑組合物而產(chǎn)生的組合物的物品。
例如，本發(fā)明包括用本發(fā)明的反應(yīng)活性熱熔性粘合劑制造的金屬、例如，鋼質(zhì)進(jìn)入大門。這種大門可以有益地通過(guò)對(duì)其心板施敷熔化形式的耐火性反應(yīng)活性熱熔性粘合劑來(lái)制備，或施用于大門部件，即，前后嵌板、上部和下部的交叉框架大門部件以及垂直的末端框架部件上，并讓粘合劑熟化。心板材料可能是由，例如，鏈增長(zhǎng)的聚苯乙烯泡沫、蜂窩狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等制成的。典型地，這種蜂窩狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)當(dāng)被用作心板材料時(shí)，是由許多平行的薄板材料的條帶所限定的，每條條帶被排列成曲折的途徑并立即與相鄰的條帶在它的朝外彎的末端相粘合，并形成紙，典型地有Kraft紙。這種紙可以不經(jīng)處理，或者用合適的樹(shù)脂浸漬以增進(jìn)勁度。本發(fā)明的大門是強(qiáng)勁和剛硬的，并在極端的氣候條件包括亞凝固溫度和熱帶的熱和潮濕條件下是堅(jiān)牢持久的。最重要的是，它們是耐火性的。這樣的大門在商業(yè)應(yīng)用中特別有用，因?yàn)橐恍﹫?chǎng)合下大量平民的生命有時(shí)會(huì)遇見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)，例如公寓和學(xué)院宿含的大門。
本發(fā)明將進(jìn)一步在下面的實(shí)施例中描述，這些實(shí)施例被包括在此是想用于說(shuō)明的目的，而不是以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例實(shí)施例1由下面的進(jìn)料制備一種異氰酸酯端接的預(yù)聚物
MMA代表甲基丙烯酸甲酯BMA代表甲基丙烯酸丁酯把A部份的組份加到一只容器中并加熱到120℃，直到聚合物溶解。對(duì)體系施以真空并開(kāi)動(dòng)攪拌一定時(shí)間直到用卡爾·費(fèi)歇爾水份測(cè)定法測(cè)得的濕氣濃度低于0.08％。這時(shí)加入MDI并讓反應(yīng)在120℃繼續(xù)進(jìn)行2小時(shí)。然后加入硅烷。得到的產(chǎn)物在250°F用Brookfield型DV-11+粘度計(jì)測(cè)得其粘度為19100厘泊，％NCO為1.6并且在250°F具有每小時(shí)粘度升高12.5％的穩(wěn)定性。
把這種產(chǎn)物在金屬板上涂敷5密耳厚度的薄層，并讓它進(jìn)行濕氣-熟化一周時(shí)間。用丙烷火炬進(jìn)行水平燃燒試驗(yàn)，使火焰施于金屬的未涂布的邊2分鐘。在試驗(yàn)期間產(chǎn)物沒(méi)有燃著，這與不含阻燃劑的對(duì)照物相反，后者在試驗(yàn)中間被燃著。實(shí)施例2用下面的配方制備異氰酸酯端接的預(yù)聚物。
把部份A中的組份加到一只容器中并加熱到120℃，直到聚合物溶解。這時(shí)對(duì)體系施以真空并攪拌一定時(shí)間直到用卡爾·費(fèi)歇爾水份測(cè)定法測(cè)得濕氣濃度低于0.08％。這時(shí)，加入配方中的部份B并將體系進(jìn)一步混合20分鐘。然后加入配方中的部份C并讓反應(yīng)在120℃繼續(xù)進(jìn)行2.5小時(shí)。然后加入硅烷。在這一步以后，產(chǎn)物趁熱從容器中倒出。
這種產(chǎn)物被鑒定如下用Brookfield型DV-11+粘度劑測(cè)得在250°F時(shí)的粘度為15810厘泊，NCO％為1.5，在250°F的穩(wěn)定性為每小時(shí)粘度升高13.5％。
然后把產(chǎn)物涂布在金屬板上，讓它進(jìn)行濕氣-熟化一周。用丙烷火炬進(jìn)行火焰試驗(yàn)，金屬板垂直放置，火焰施于金屬未涂布的邊緣60秒鐘。不像未含阻燃劑的粘合劑，后者在熔化后很快從金屬上流下，并產(chǎn)生大量煙霧，在試驗(yàn)過(guò)程中本發(fā)明產(chǎn)品顯示出慢得多的延展速度和燒焦速度并且煙霧也較少。實(shí)施例3由下列進(jìn)料制備異氰酸酯端接的預(yù)聚物
聚合的實(shí)驗(yàn)操作類似于實(shí)施例1，只是部份C中的組份是在反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)以后才加入的。然后在加入硅烷之前把體系混合半小時(shí)。用Brookfield型DV-11+粘度計(jì)測(cè)得產(chǎn)物在250°F時(shí)的粘度為8950厘泊，％NCO為1.4，在250°F時(shí)的穩(wěn)定性為粘度每小時(shí)升高11.7％。火焰試驗(yàn)像實(shí)施例2那樣進(jìn)行。產(chǎn)物顯示出與實(shí)施例2中的材料相似的阻燃特性。實(shí)施例4由下列配方制備阻燃劑預(yù)聚物
聚合的實(shí)驗(yàn)操作類似于實(shí)施例3。用Brookfield型DV-11+粘度計(jì)測(cè)得產(chǎn)物在250°F時(shí)的粘度為8200厘泊，％NCO為1.4，在250℃時(shí)的穩(wěn)定性為粘度每小時(shí)升高12.8％。這一產(chǎn)物顯示出與實(shí)施例2和3的產(chǎn)物類似的阻燃特性。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，顯然可以對(duì)本發(fā)明做出許多修飾和改變而無(wú)需偏離本發(fā)明的精神和范圍。這里的描述的具體實(shí)施方案僅僅是提供用于示例說(shuō)明，并且本發(fā)明只被所附的權(quán)利要求以及這權(quán)利要求授權(quán)的等價(jià)物在全部范圍所限定。
權(quán)利要求
1.一種賦予聚氨基甲酸酯組合物以阻熱性質(zhì)的方法，它包括在制造聚氨基甲酸酯組合物的過(guò)程中，加入有效數(shù)量的亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯作為阻燃劑。
2.權(quán)利要求1的方法，其中的聚氨基甲酸酯組合物是聚氨基甲酸酯泡沫、聚氨基甲酸酯橡膠、聚氨基甲酸酯涂料、聚氨基甲酸酯密封材料或聚氨基甲酸酯粘合劑。
3.權(quán)利要求2的方法，其中的聚氨基甲酸酯粘合劑是反應(yīng)活性的熱熔性粘合劑。
4.一種聚氨基甲酸酯粘合劑，它包含一種異氰酸酯、一種多元醇和一種阻燃劑，后者可選自亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺、三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯以及它們的混合物。
5.權(quán)利要求4的粘合劑，其中的異氰酸酯是二異氰酸酯或多異氰酸酯。
6.權(quán)利要求5的粘合劑，其中的阻燃劑中還進(jìn)一步含有一種氯化石蠟、一種磷酸芳基酯和/或三氧化銻。
7.權(quán)利要求4的粘合劑，其中的多元醇是一種聚醚多元醇、一種聚酯多元醇或它們的混合物。
8.權(quán)利要求7的粘合劑，它進(jìn)一步含有一種丙烯酸共聚物。
9.權(quán)利要求8的粘合劑組合物，它是通過(guò)把按重量計(jì)大約5至大約50重量份異氰酸酯、大約1至大約70重量份多元醇、大約0至大約40重量份丙烯酸樹(shù)脂和大約1至大約50重量份亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3-二溴丙基)異氰脲酸酯進(jìn)行反應(yīng)而制備的。
10.權(quán)利要求9的組合物，它進(jìn)一步含有按重量計(jì)多至10份氯化石蠟和按重量計(jì)多至10份磷酸芳基酯作為進(jìn)一步的阻燃劑組份。
11.把物品粘著在一起的方法，它包括往第一種物品上，涂敷液體形式的權(quán)利要求1的反應(yīng)活性熱熔性粘合劑組合物，然后把第二種物品與涂敷在第一種物品上的組合物接觸，并把涂敷過(guò)的組合物置于能讓組合物冷卻，并熟化成具有不可逆的固體形式的組合物的條件下，所說(shuō)的條件包括濕氣。
12.一種包含權(quán)利要求4的粘合劑的制品。
13.權(quán)利要求12的制品，它是入場(chǎng)大門。
全文摘要
一種阻燃性聚氨基甲酸酯組合物，含有亞乙基雙四溴鄰苯二甲酰亞胺和/或三(2，3－二溴丙基)異氰脲酸酯作為阻燃劑組份。
文檔編號(hào)C09J175/04GK1478123SQ01819803
公開(kāi)日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者王永霞, J·W·諾維基, 諾維基 申請(qǐng)人:國(guó)家淀粉及化學(xué)投資控股公司