0pcf(25.6kg/m3)至1.80pcf(28.8kg/m3)的泡沫材料），根据本发明用于制备泡沫材 料的发泡剂组合物仅须包含：（i) 一种或多种在空气中的LEL各小于2体积％的烃化合 物；以及（ii)基于泡沫形成体系总重，不超过1重量％，优选〇. 10-0. 80重量％，最优选 0. 10-0. 40重量％的水。对于较低密度的泡沫材料，尽管可以在发泡剂组合物中加入最多5 重量％的一种或多种在空气中的LEL值大于2体积％的烃，但优选在这种发泡剂组合物中 加入不超过2重量％在空气中的LEL值大于2体积％的烃，最优选不加入在空气中的LEL 值大于2体积％的烃。
[0059] 对具有较佳火焰蔓延性能的较低密度的泡沫材料（即密度小于1. 80pcf (28. 8kg/ m3)，优选 1.50pcf(24kg/m3)至 1.85pcf(29.6kg/m3)，最优选 1.60pcf(25.6kg/m3)至 1. 80pcf (28. 8kg/m3)的泡沫材料），根据本发明用于制备泡沫材料的发泡剂组合物仅须包 含：（i) 一种或多种在空气中的LEL各大于2体积％的烃化合物；以及（ii)基于泡沫形成体 系总重，不超过1重量％，优选0. 10-0. 80重量％，最优选0. 10-0. 40重量％的水。对于较 低密度的泡沫材料，尽管可以在发泡剂组合物中加入最多7重量％的一种或多种在空气中 的LEL值小于2体积％的烃，但优选在这种发泡剂组合物中加入不超过5重量％的在空气 中的LEL值小于2体积％的烃，最优选不超过2重量％的在空气中的LEL值小于2体积％ 的烃。
[0060] 烃的最佳用量取决于用于化合物或掺混物的LEL。较高的LEL值允许在硬质泡沫 制备中使用更多的发泡剂，以降低密度或增大异氰酸酯指数。
[0061] 在本发明的实施中，可以使用任何已知的多官能异氰酸酯。合适的多异氰酸酯的 例子包括：具有至少两个异氰酸酯基团的取代或未取代的芳族、脂族和环脂族多异氰酸酯 化合物。
[0062] 制备硬质聚氨酯泡沫绝热材料特别优选使用多官能芳族异氰酸酯。合适的芳族 异氰酸酯的例子包括：4, 4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MD1)、聚合MDI (PMDI)、甲苯二异氰酸 酯、脲基甲酸酯改性的异氰酸酯、异氰酸酯封端的预聚物和碳二亚胺改性的异氰酸酯。平均 NCO官能度为2. 2-3. 3、黏度为25-2000mPa ? s的聚合MDI，用多元醇或其他低聚物或聚合 物如包含活泼氢原子的聚醚多元醇或聚酯多元醇制备的这种聚合MDI的预聚物。最优选的 PMDI的官能度为2. 2-3. 0,25°C下的黏度小于约800mPa *s。本发明的泡沫形成体系中所用 的有机多异氰酸酯当然可以是这种多异氰酸酯的混合物。
[0063] 基于泡沫形成体系总重，有机多异氰酸酯在泡沫形成体系中的含量至少为50重 量％，优选约55-75重量％，最优选约55-67重量％。
[0064] 具有至少两个能与异氰酸酯基团反应的活性基团的任何材料都适用于本发明形 成聚氨酯的反应混合物。特别优选的异氰酸酯反应性材料包括具有至少两个异氰酸酯反应 性端基、优选2-8个异氰酸酯反应性端基、最优选2-6个异氰酸酯反应性端基的聚酯多元醇 和聚醚多元醇，它们的掺混物特别适合实施本发明。芳族聚酯是最优选的，因为它们通常具 有较高的热氧化稳定性。适用于实施本发明的市售聚酯多元醇的例子是斯蒂潘（Stepan) 公司以商品名Stepanpol销售的聚醋多元醇和茵维斯塔（Invista)公司以商品名Terate 销售的聚酯多元醇。包含含卤阻燃剂或添加剂的聚酯多元醇或聚醚多元醇不适用于本发 明的无卤反应体系和泡沫材料。用于本发明的优选多元醇通常具有2. 0-8. 0的官能度和约 25-1000mg KOH/g的羟值。更优选羟值约为100-500mg KOH/g、官能度为2. 0-2. 5的芳族聚 酯多元醇。最优选芳族聚酯多元醇与包含可更新成分的聚酯多元醇或聚醚多元醇的掺混 物，所述可更新成分通过加入可再生物质如甘油三脂肪酸酯、糖或天然甘油得到。
[0065] 基于泡沫形成混合物的总重，多元醇在泡沫形成反应混合物中的含量通常为 10-45重量％，优选20-40重量％，最优选25-40重量％。
[0066] 本发明的反应体系中使用烃发泡剂。本文所用的术语烃是指主要由碳和氢组成的 化学化合物，它们可以包含杂原子如氧、氮、硫或除卤素外的其他元素。在本发明的实施中 不使用含卤发泡剂。出于描述本发明的目的，极度可燃烃发泡剂定义为在空气中的LEL值 低于2体积％的化合物，包括正戊烷、异戊烷、环戊烷、丁烷、己烷、2, 2-二甲基丁烷、2-甲基 戊烷、丁烯、己烯和戊烯。最优选的极度可燃烃化合物是LEL值低于2%的正戊烷、异戊烷、 环戊烷及其混合物，其基于总反应体系的总体系重量的含量小于10%。甚至更优选极度可 燃烃发泡剂占总体系重量不到8重量％的制剂组合物。
[0067] 在空气中的LEL值等于或大于2. 0体积％的可燃性稍低的烃化合物可与极度可 燃发泡剂组合使用或单独使用，以进一步降低发泡剂混合物的可燃性且/或制备密度小于 1.85镑/英尺 3(29.6kg/m3)的硬质聚氨酯材料。就本发明此方面的实施而言，优选LEL值 大于或等于2. 5%的可燃性较低的烃发泡剂，如丙酮、乙醛、碳酸二甲酯、二甲醚、缩甲醛、甲 酸乙酯、乙酸甲酯和甲酸甲酯，最优选甲酸甲酯作为可燃性稍低的烃发泡剂。
[0068] 水也可用于实施本发明，以进一步控制产品密度，因为它与异氰酸酯反应，生成作 为辅助发泡剂的二氧化碳气体。然而，〇) 2的热导率一般高于烃发泡剂的热导率，所以制剂 中水的用量必须加以控制，以防对通过实施本发明制备的硬质泡沫材料的绝热能力产生不 利影响。因此，基于总体系重量，反应体系中使用不超过1重量％的水，在本发明的实施中 优选其用量低于〇. 8重量％。
[0069] 只有无卤阻燃剂适用于本发明的反应体系。合适的阻燃剂在常温常压下可以是非 反应性或反应性固体或液体。无卤阻燃剂，如该术语在本文中所用，包括异氰酸酯反应性物 质之外的任何仅含碳、氢、氧和/或氮的化合物，只要它使根据ASTM E-84的可燃性与不含 阻燃剂化合物的相同反应体系相比得到明显的改进。合适的固体阻燃剂包括聚磷酸铵、三 聚氰胺及其衍生物、硼酸盐/酯、三水合铝（ATH)、氢氧化镁、硅酸盐、石墨和纳米黏土颗粒。 不过优选液体无卤阻燃剂，因为通常不需要改造设备。适宜的无卤液体阻燃剂包括无卤有 机磷化合物和硅酮化合物。合适的有机磷化合物包括：磷酸盐/酯，膦酸盐/酯，亚磷酸盐 /酯，膦氧化物，异氰酸酯反应性物质的含磷衍生物，如N，N'_二（2-羟乙基）二乙酯、膦酸 氨基甲酯和Exolit OP 500系列的磷酸酯。磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三丁氧基乙酯、 乙烯磷酸乙酯、双酚A二（二苯基磷酸酯）、间苯二酚二（二苯基磷酸酯）、乙基膦酸二乙酯 和丙烷膦酸二甲酯是实施本发明的优选有机磷化合物。
[0070] 已知可用于制备硬质泡沫材料的其他添加剂如表面活性剂、催化剂、加工助剂、 增链剂和交联剂可加入本发明的反应体系。表面活性剂通常是环氧乙烷/环氧丙烷与聚 硅氧烷的共聚物，用于控制硬质泡沫材料中的成核和泡孔尺寸分布，改善掺混物组分的混 合。一些市售表面活性剂包括可购自赢创公司（Evonik)的丁2@0他13' <系列表面活性齐II，如 Tegostab# 8513和Tegostab? 8465。胺催化剂促进活泼氢化合物如多元醇和水与异氰酸酯 的反应，可与金属羧酸盐一起使异氰酸酯基团三聚成高度热稳定的异氰脲酸酯连接形式。 五甲基二亚乙基三胺（PMDETA)、二甲基环己胺和2, 4, 6-三（二甲基氨基乙基）苯酚是合适 的胺催化剂的例子。辛酸钾和乙酸钾是合适的金属羧酸盐三聚物催化剂的例子。
[0071] 本领域的技术人员容易确定这种添加剂在本发明泡沫形成体系中的合适添加量。
[0072] 在无卤烃发泡剂和任选的水的存在下，通过使有机多异氰酸酯与异氰酸酯反应性 组合物反应，产生符合NFPA 101 B类ASTM E-84标准并通过FM4450 "屋顶量热计"试验的 泡沫材料。可采用制备硬质聚氨酯泡沫材料的任何已知技术。
[0073] 本发明的泡沫材料的特征是根据ASTM E-84标准测定达到NFPA 101 B类评级，并 且符合FM 4450 1类评级的可燃性标准。这些泡沫材料特别适用于绝热应用和屋顶组件。
[0074] 由本发明的泡沫形成组合物制备泡沫材料的工艺是本领域技术人员已知的。合适 的工艺的例子包括根据美国专利4, 572, 865的教导用于制备聚异氰脲酸酯层合板料绝热 体的已知方法，用于制备自发泡块料硬质泡沫绝热体的方法，用于连续制备玻璃纤维增强 的绝热板的成泡方法，连续或不连续方法。 实施例
[0075] 本发明通过以下实施例进一步说明，但不受其限制，实施例中所有的份数和百分 数都是重量份数和重量百分数，除非另有说明。
[0076] 表中报告了由本发明的泡沫形成体系制备的泡沫材料的特性和可燃性试验结果。 所有的ASTM E-84(UL 723