阻燃前體、由該前體制得的聚合物、以及經(jīng)這種聚合物處理的阻燃織物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種包含至少一種經(jīng)縮合的磷化合物的組合物。所述經(jīng)縮合的磷化合物是使氮化合物和鏻化合物在縮合反應(yīng)中一起反應(yīng)制得的。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了一種含磷聚合物，其通過如下制得：使羥烷基鏻化合物在縮合反應(yīng)中反應(yīng)制得中間體聚合物，隨后將所述中間體聚合物中的磷原子氧化獲得包含氧化膦基的聚合物。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本申請涉及用于制備阻燃性含磷聚合物的前體、阻燃性含磷聚合物、這種聚合物的制備方法、包含這種聚合物的制品(例如，經(jīng)這種聚合物處理的紡織材料)、以及這種制品的制備方法。
技術(shù)介紹
阻燃性含磷聚合物在行業(yè)中是公知的。這些聚合物可用于賦予含纖維素的織物(例如棉織物)一定程度的阻燃性。所述聚合物通常通過將四羥基甲基鏻化合物或鏻預(yù)縮合物(即，通過四羥基甲基鏻化合物與有限量的交聯(lián)劑反應(yīng)制得的預(yù)縮合物)軋染(padding)到織物上然后使所述鏻化合物或預(yù)縮合物與合適的交聯(lián)劑反應(yīng)來制備。在這些已知方法的某些實(shí)施方案中，將經(jīng)處理的織物加熱以加速鏻化合物或預(yù)縮合物與交聯(lián)劑之間的反應(yīng)，該反應(yīng)產(chǎn)生所需的阻燃性含磷聚合物。盡管加熱加速了所述反應(yīng)，但是加熱也會使大部分沉積在織物上的鏻化合物或預(yù)縮合物揮發(fā)。由于揮發(fā)的鏻化合物或預(yù)縮合物不能給織物帶來好處，因此這樣造成浪費(fèi)并增加了成本。同樣，揮發(fā)的鏻化合物或預(yù)縮合物會在其中加熱織物的設(shè)備的內(nèi)表面上形成堆積物，這種堆積物必須定期除去以保證設(shè)備正常工作。停機(jī)時(shí)間以及設(shè)備的清潔費(fèi)用也使得經(jīng)處理的織物的成本增加。另外，常規(guī)方法通常需要加入大量交聯(lián)劑來制備所需的含磷聚合物。即使使用可商購獲得的預(yù)縮合物也如此，因?yàn)檫@種預(yù)縮合物是由有限量的交聯(lián)劑(比制備所需聚合物所需的少)制得的并且該有限量交聯(lián)劑與預(yù)縮合物中的鏻化合物完全反應(yīng)。這種完全反應(yīng)意味著(在得自交聯(lián)劑的部分上)沒有更多的反應(yīng)性基團(tuán)可用于進(jìn)一步反應(yīng)并波及所需聚合物的形成。這樣使得當(dāng)制備該聚合物時(shí)需要使用其它交聯(lián)劑。盡管需要該其它交聯(lián)劑，但是大量“自由”交聯(lián)劑的存在會導(dǎo)致與形成所需聚合物的反應(yīng)競爭的副反應(yīng)。這些副反應(yīng)會在含磷聚合物內(nèi)產(chǎn)生聚合物或鏈段，從而使得聚合物的性能和/或穩(wěn)定性受損。因此仍然需要改進(jìn)的阻燃性含磷聚合物的前體、以及不具有上述缺陷的這種聚合物的制備方法。還仍然需要經(jīng)這些聚合物處理的制品(例如，織物)的制備方法。本申請所描述的本專利技術(shù)旨在滿足這些需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在第一實(shí)施方案中，本專利技術(shù)提供了一種適合用于制備阻燃性含磷聚合物的前體組合物。該組合物包含至少一種經(jīng)縮合的磷化合物。所述經(jīng)縮合的磷化合物是使下列物質(zhì)在縮合反應(yīng)中一起反應(yīng)制得的：(a)符合式(N)結(jié)構(gòu)的氮化合物(N)其中RN1選自氧原子、硫原子、和N-H基團(tuán)，并且RN2和RN3獨(dú)立地選自氫、烴基、取代的烴基、酰基、取代的酰基、和甲硅烷基；和(b)符合式(P)結(jié)構(gòu)的鏻化合物(P)其中變量a是正整數(shù)；每個(gè)R1選自氫、C1-C3烷基、C1-C3鹵代烷基、C2-C3烯基、和C2-C3鹵代烯基；X是選自以下的陰離子：鹵離子、硫酸根離子、硫酸氫根離子、磷酸根離子、乙酸根離子、碳酸根離子、碳酸氫根離子、硼酸根離子、和氫氧根離子；b是代表陰離子X的電荷的負(fù)整數(shù)；a等于(-b)；其中所述氮化合物和所述鏻化合物以1-約3摩爾當(dāng)量的氮化合物與1摩爾當(dāng)量的鏻陽離子的比例一起反應(yīng)；且其中所述組合物中所含的經(jīng)縮合的磷化合物中的約30mol.％或更少包含符合式(B)結(jié)構(gòu)的部分(B)在第二實(shí)施方案中，本專利技術(shù)提供了一種含磷聚合物，其通過如下制得：使羥烷基鏻化合物在縮合反應(yīng)中反應(yīng)制得中間體聚合物，隨后將所述中間體聚合物中的磷原子氧化獲得包含氧化膦基的含磷聚合物，其中所述含磷聚合物包含多個(gè)符合式(D)結(jié)構(gòu)的部分(D)其中每個(gè)R1選自氫、C1-C3烷基、C1-C3鹵代烷基、C2-C3烯基、和C2-C3鹵代烯基；RN1選自氧原子、硫原子和N-H基團(tuán)，并且RN2和RN3獨(dú)立地選自氫、烴基、取代的烴基、酰基、取代的酰基、和甲硅烷基；其中(i)所述聚合物中同時(shí)與磷原子和R1基團(tuán)相連的碳原子的摩爾當(dāng)量與(ii)所述聚合物中與兩個(gè)氮原子和R1基團(tuán)相連的碳原子的摩爾當(dāng)量之比是3:1或更大。具體實(shí)施方式正如本文所用的，術(shù)語“烴基”是指由烴通過除去所述烴的碳原子上的一個(gè)氫原子獲得的一價(jià)官能團(tuán)。正如本文所用的，術(shù)語“取代的烴基”是指由取代的烴通過除去所述取代的烴的碳原子上的一個(gè)氫原子獲得的一價(jià)官能團(tuán)。在該定義中，術(shù)語“取代的烴”是指得自無環(huán)的、單環(huán)的和多環(huán)的、無支鏈的和支化的烴的化合物，其中(1)所述烴中一個(gè)或多個(gè)氫原子被非氫原子(例如，鹵原子)或非烴基官能團(tuán)(例如，羥基或雜芳基)替換且/或(2)所述烴的碳-碳鏈被氧原子(例如醚中的)、氮原子(例如胺中的)、或硫原子(例如硫醚中的)間斷。正如本文所用的，術(shù)語“取代的烷基”是指由取代的鏈烷通過除去所述鏈烷的碳原子上的一個(gè)氫原子獲得的一價(jià)官能團(tuán)。在該定義中，術(shù)語“取代的鏈烷”是指得自無環(huán)的無支鏈的和支化的烴的化合物，其中(1)所述烴的一個(gè)或多個(gè)氫原子被非氫原子(例如，鹵原子)或非烷基官能團(tuán)(例如，羥基、芳基、或雜芳基)替換且/或(2)所述烴的碳-碳鏈被氧原子(例如醚中的)、氮原子(例如胺中的)、或硫原子(例如硫醚中的)間斷。正如本文所用的，術(shù)語“取代的環(huán)烷基”是指由取代的環(huán)烷通過除去所述環(huán)烷的碳原子上的一個(gè)氫原子獲得的一價(jià)官能團(tuán)。在該定義中，術(shù)語“取代的環(huán)烷”是指得自飽和的單環(huán)的和多環(huán)的烴(有或者沒有側(cè)鏈)的化合物，其中(1)所述烴的一個(gè)或多個(gè)氫原子被非氫原子(例如，鹵原子)或非烷基官能團(tuán)(例如，羥基、芳基、或雜芳基)替換且/或(2)所述烴的碳-碳鏈被氧原子、氮原子、或硫原子間斷。正如本文所用的，術(shù)語“取代的芳基”是指由取代的芳烴通過除去環(huán)碳原子上的一個(gè)氫原子獲得的一價(jià)官能團(tuán)。在該定義中，術(shù)語“取代的芳烴”是指得自單環(huán)的和多環(huán)的芳烴的化合物，其中所述烴的一個(gè)或多個(gè)氫原子被非氫原子(例如，鹵原子)或非烷基官能團(tuán)(例如，羥基)替換。正如本文所用的，術(shù)語“酰基”是指由烷基羧酸通過除去羧酸基團(tuán)的羥基獲得的一價(jià)官能團(tuán)。在該定義中，術(shù)語“烷基羧酸”是指具有一個(gè)或多個(gè)羧酸基團(tuán)的無環(huán)的、無支鏈的和支化的烴。正如本文所用的，術(shù)語“取代的酰基”是指由取代的烷基羧酸通過除去羧酸基團(tuán)的羥基獲得的一價(jià)官能團(tuán)。在該定義中，術(shù)語“取代的烷基羧酸”是指具有一個(gè)或多個(gè)與取代的鏈烷相連的羧酸基團(tuán)的化合物，并且術(shù)語“取代的鏈烷”的定義與上面取代的烷基中的定義相同。在第一實(shí)施方案中，本專利技術(shù)提供了一種包含至少一種經(jīng)縮合的磷化合物的組合物。在本文中，術(shù)語“經(jīng)縮合的磷化合物”用于指一種通過兩種化合物之間的縮合反應(yīng)制得的含磷化合物。具體地說，經(jīng)縮合的磷化合物是通過氮化合物和鏻化合物之間的縮合反應(yīng)制得的。氮化合物優(yōu)選符合式(N)的結(jié)構(gòu)(N)在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
組合物，包含至少一種經(jīng)縮合的磷化合物，其中所述經(jīng)縮合的磷化合物是使下列物質(zhì)在縮合反應(yīng)中一起反應(yīng)制得的(a)符合式(N)結(jié)構(gòu)的氮化合物其中RN1選自氧原子、硫原子、和N?H基團(tuán)，并且RN2和RN3獨(dú)立地選自氫、烴基、取代的烴基、酰基、和甲硅烷基；和(b)符合式(P)結(jié)構(gòu)的鏻化合物其中變量a是正整數(shù)；每個(gè)R1選自氫、C1?C3烷基、C1?C3鹵代烷基、C2?C3烯基、和C2?C3鹵代烯基；X是選自以下的陰離子：鹵離子、硫酸根離子、硫酸氫根離子、磷酸根離子、乙酸根離子、碳酸根離子、碳酸氫根離子、硼酸根離子、和氫氧根離子；b是代表陰離子X的電荷的負(fù)整數(shù)；a等于(?b)；其中所述氮化合物和所述鏻化合物以1?3摩爾當(dāng)量的氮化合物與1摩爾當(dāng)量的鏻陽離子的比例一起反應(yīng)；且其中所述組合物中所含的經(jīng)縮合的磷化合物中的約30mol.％或更少包含符合式(B)結(jié)構(gòu)的部分

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.10.25 US 61/895,718;2014.10.22 US 14/520,6601.組合物，包含至少一種經(jīng)縮合的磷化合物，其中所述經(jīng)縮合的磷化合物是使下列物
質(zhì)在縮合反應(yīng)中一起反應(yīng)制得的
(a)符合式(N)結(jié)構(gòu)的氮化合物
其中RN1選自氧原子、硫原子、和N-H基團(tuán)，并且RN2和RN3獨(dú)立地選自氫、烴基、取代的烴
基、酰基、和甲硅烷基；和
(b)符合式(P)結(jié)構(gòu)的鏻化合物
其中變量a是正整數(shù)；每個(gè)R1選自氫、C1-C3烷基、C1-C3鹵代烷基、C2-C3烯基、和C2-C3鹵代
烯基；X是選自以下的陰離子：鹵離子、硫酸根離子、硫酸氫根離子、磷酸根離子、乙酸根離
子、碳酸根離子、碳酸氫根離子、硼酸根離子、和氫氧根離子；b是代表陰離子X的電荷的負(fù)整
數(shù)；a等于(-b)；
其中所述氮化合物和所述鏻化合物以1-3摩爾當(dāng)量的氮化合物與1摩爾當(dāng)量的鏻陽離
子的比例一起反應(yīng)；且
其中所述組合物中所含的經(jīng)縮合的磷化合物中的約30mol.％或更少包含符合式(B)結(jié)
構(gòu)的部分
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述組合物中所含的經(jīng)縮合的磷化合物中的約20mol.％
或更少包含符合式(B)結(jié)構(gòu)的部分。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的組合物，其中所述組合物中存在于經(jīng)縮合的磷化合物中的
磷原子中的約50mol.％或更多存在于符合式(M)結(jié)構(gòu)的經(jīng)縮合的磷化合物中
其中d為1-3的整數(shù)，e是等于(-b)的正整數(shù)。
4.權(quán)利要求3的組合物，其中所述組合物中存在于經(jīng)縮合的磷化合物中的磷原子中的
約60mol.％或更多存在于符合式(M)結(jié)構(gòu)的經(jīng)縮合的磷化合物中。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的組合物，其中所述組合物中存在于經(jīng)縮合的磷化合物中的磷
原子中的約5mol.％或更少存在于符合式(T)結(jié)構(gòu)的經(jīng)縮合的磷化合物中
其中f是等于(-b)的正整數(shù)。
6.權(quán)利要求5的組合物，其中所述組合物中存在于經(jīng)縮合的磷化合物中的磷原子中的
約1mol.％或更少存在于符合式(T)結(jié)構(gòu)的經(jīng)縮合的磷化合物中。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的組合物，其中所述氮化合物和所述鏻化合物以1-約2摩爾當(dāng)量
的氮化合物與1摩爾當(dāng)量的鏻陽離子的比例一起反應(yīng)。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的組合物，其中存在于所述組合物中的磷原子中的約40mol.％
或更少包含在符合...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：W·W·格哈爾特，J·M·斯普魯埃爾，P·瓦倫塔，R·蒙達(dá)爾，D·T·麥克布賴德，K·A·凱勒，
申請(專利權(quán))人：美利肯公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US