CN104845352A - 阻燃性聚氨酯泡沫体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
涉及阻燃性聚氨酯泡沫体及其制造方法。提供一种使用了多元醇组合物的阻燃性聚氨酯泡沫体,所述多元醇组合物在多元醇中混合有粉末状阻燃剂,即使在具有长期的贮藏期间的情况下,也能抑制聚氨酯泡沫体成型时的发泡反应性降低、阻燃性降低。一种阻燃性聚氨酯泡沫体,其是在催化剂的存在下使多元醇组合物与异氰酸酯反应而得到的,该多元醇组合物相对于多元醇100重量份,以5~150重量份的范围含有聚磷酸铵、以0.001~15重量份的范围含有选自由脲衍生物和卵磷脂组成的组中的至少1种化合物。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃性聚氨酯泡沫体及其制造方法。
背景技术
聚氨酯泡沫体主要通过异氰酸酯与多元醇的反应来制造,用于车辆/家具的缓冲材料,建筑、储藏罐、船舶等的绝热材料、结构材料等广泛的用途。目前,对于聚氨酯泡沫体的阻燃化,主要使用磷酸酯,但磷酸酯具有增塑化作用,因此存在引起聚氨酯泡沫体的机械物性降低、收缩的问题。因此,要求替代为磷酸酯的用量降低、不会对物性带来不良影响的阻燃剂。
作为代替磷酸酯的阻燃剂,可以举出红磷、聚磷酸盐类,通过较少量的配混可以进行阻燃化。例如,在专利文献1中公开了利用组合了聚磷酸铵和红磷的复合阻燃剂来进行软质聚氨酯泡沫体的阻燃化。
虽然聚磷酸铵、红磷显示出高阻燃性,但均为不溶于异氰酸酯、多元醇的比重大的粉末。使用粉末状阻燃剂的情况下,避免因沉降、聚集而引起阻燃剂偏在化,使其均匀分散于添加有阻燃剂的介质中,这成为为了获得充分的阻燃效果的课题。特别是到使用为止存在长期的贮藏期间的情况下,由于粉末状阻燃剂的沉降、聚集而存在无法获得均匀的组合物,阻燃性降低这样的课题。
此外,专利文献2中公开了如下内容:将利用红磷与炭黑、微粉二氧化硅、氢化蓖麻油蜡、脂肪酸酰胺蜡等防沉降剂的组合的阻燃组合物分散于作为聚氨酯原料的异氰酸酯、多元醇或用作阻燃剂的磷酸酯类中,由此即使经过1个月这样长期的贮藏也能抑制红磷颗粒的沉降。
然而,对于如炭黑、微粉二氧化硅这样的微粉末状防沉降剂,由于其本身的分散不良而导致防止沉降的效果不充分。此外,氢化蓖麻油蜡、脂肪酸酰胺蜡由于防止沉降性能的不足而导致防止沉降的效果不充分。进而,使用炭黑、微粉二氧化硅的情况下,根据用量存在聚氨酯泡沫体在成型时的发泡反应性降低、聚氨酯泡沫体的阻燃性降低等问题;使用可燃性物质即氢化蓖麻油蜡、脂肪酸酰胺蜡的情况下,存在聚氨酯泡沫体的阻燃性降低等问题。
聚氨酯泡沫体通常通过包含多元醇、和催化剂、发泡剂、稳泡剂、阻燃剂等各种添加剂的多元醇组合物与异氰酸酯的反应而制造,该多元醇组合物在制备后,有时会被贮藏1个月左右或更长的期间,因此在使用粉末状阻燃剂时,使用不会引起沉降、聚集,且可以抑制聚氨酯泡沫体成型时的发泡反应性降低、聚氨酯泡沫体的阻燃性降低的多元醇组合物而得的阻燃性聚氨酯泡沫体是理想的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-147623号公报
专利文献2:日本特开2012-219127号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种使用了多元醇组合物的阻燃性聚氨酯泡沫体,所述多元醇组合物在多元醇中混合有粉末状阻燃剂,即使在具有长期的贮藏期间的情况下,也能抑制聚氨酯泡沫体成型时的发泡反应性降低、阻燃性降低。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题,进行了深入研究,结果发现:在多元醇组合物中含有聚磷酸铵作为阻燃剂,为了抑制聚磷酸铵的沉降而使特定的化合物共存,由此可以均匀地分散阻燃效果高的聚磷酸铵,抑制聚磷酸铵的沉降、聚集,不但长期的贮藏稳定性优异,而且可以抑制成型聚氨酯泡沫体时的发泡反应性降低、获得的聚氨酯泡沫体的阻燃性降低,从而完成了本发明。
即,本发明涉及如下所示的阻燃性聚氨酯泡沫体及其制造方法。
(1)一种阻燃性聚氨酯泡沫体,其含有:相对于多元醇100重量份为5~150重量份的范围的聚磷酸铵、和0.001~15重量份的范围的脲衍生物或卵磷脂中的任意1种。
(2)根据上述(1)所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,脲衍生物为选自由脂肪酸改性脲、改性脲、高分子脲衍生物组成的组中的至少1种。
(3)根据上述(1)所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,卵磷脂包含植物性卵磷脂。
(4)根据上述(1)~(3)中的任一项所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,在多元醇100重量份中以10~100重量份的范围含有聚酯多元醇。
(5)根据上述(1)~(3)中的任一项所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,其含有磷酸酯类,所述磷酸酯类的含量相对于多元醇100重量份为10~150重量份的范围。
(6)根据上述(1)~(3)中的任一项所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,相对于多元醇100重量份,异氰酸酯的含量为70~500重量份的范围。
(7)一种阻燃性聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于,其是将含有多元醇、聚磷酸铵、和脲衍生物或卵磷脂中的任意1种的多元醇组合物与异氰酸酯混合、并进行发泡成型得到的阻燃性聚氨酯泡沫体的制造方法,
所述阻燃性聚氨酯泡沫体含有:相对于多元醇100重量份为5~150重量份的范围的聚磷酸铵、和0.001~15重量份的范围的脲衍生物或卵磷脂中的任意1种。
(8)一种阻燃材料,其由上述(1)~(3)中的任一项所述的阻燃性聚氨酯泡沫体形成。
发明的效果
根据本发明,可以提供一种使用了多元醇组合物的阻燃性聚氨酯泡沫体,所述多元醇组合物在多元醇中混合有聚磷酸铵,即使贮藏1个月以上的情况下,也不会引起粉末状阻燃剂的沉降,还能抑制聚氨酯泡沫体成型时的发泡反应性降低、成型的聚氨酯泡沫体的阻燃性降低。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
本发明为一种阻燃性聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于,其在催化剂和发泡剂存在下使多元醇组合物与异氰酸酯反应,相对于多元醇100重量份,该多元醇组合物以5~150重量份的范围含有聚磷酸铵、以0.001~15重量份的范围含有选自由脲衍生物和卵磷脂组成的组中的至少1种化合物。
作为本发明中使用的聚磷酸铵,有通常使用的未处理的聚磷酸铵、三聚氰胺改性聚磷酸铵、氨基甲酰聚磷酸铵、微囊化、由合成树脂等被覆的聚磷酸铵等,对于水为不溶性,因此优选被覆聚磷酸铵。这些聚磷酸铵可以使用一种或混合使用二种以上。
作为聚磷酸铵的被覆所使用的合成树脂,没有特别的限制,为了形成水难以渗透且耐水性优异的覆膜,而优选热固化性树脂,例如有:醇酸树脂、烯丙基树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、胍胺树脂、环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、二甲苯树脂、呋喃树脂等热固化性树脂或它们的改性型、离子改性为阴离子和阳离子等的树脂、高缩合型等,可以选择这些当中的至少一种或二种以上。
本发明中使用的聚磷酸铵可以使用作为阻燃剂的市售的物质,对其粒径没有特别的限定,但小粒径的分散性优异,因此优选利用基于激光散射式粒度分布测定装置的测定法的平均粒径为0.1~50μm的范围,经过喷雾发泡的工序、用泵注入反应器的工序时优选为0.1~30μm的范围。具体而言,例如可以举出:住友化学株式会社制造的Sumisafe P、Sumisafe PM;Monsanto Company制造的Phos-Chek P/30、Phos-Chek P/40;Chisso Corporation制造的TerrajuS10、Terraju S20、Terraju C60、Terraju C70;Taihei Chemical Industrial Co.,Ltd.制造的taien S、taien K;Clariant Corporation制造的Exolit AP-422、ExolitAP-462、Exolit AP-700等。
相对于多元醇100重量份,本发明中使用的聚磷酸铵的用量为5~150重量份的范围、优选为10~125重量份的范围、更优选为15~100重量份的范围。相对于多元醇100重量份,聚磷酸铵低于5重量份时,有时磷含量少而导致使用该多元醇组合物所得到的聚氨酯泡沫体的阻燃性不充分。另一方面,若超过150重量份,则伴随固体成分的增加,流动性降低,从而难以操作。
需要说明的是,本发明中使用的多元醇组合物中,可以制备以高浓度含有聚磷酸铵的母料。在该情况下,随着聚磷酸铵的含量变高而经济性优异,但聚磷酸铵的含量超过一定量时,有时粘度高且变得无法获得充分的流动性,有时难以操作。
作为本发明中使用的多元醇组合物中的聚磷酸铵的添加量,相对于多元醇100重量份,优选5~900重量份的范围、尤其进一步优选5~700重量份的范围。虽然没有特别的限定,但在发泡时不追加多元醇而直接用于发泡的情况下,作为聚磷酸铵的添加量,相对于多元醇100重量份,优选5~150重量份的范围;在包含除聚磷酸铵以外的阻燃剂、添加剂100重量份以上的浓溶液(母料)的情况下,作为聚磷酸铵的添加量,相对于多元醇100重量份,优选使用40~900重量份。聚磷酸铵的添加量相对于多元醇100重量份低于5重量份时,有时由于磷含量少而导致阻燃效果变低。此外,在制备以高浓度含有聚磷酸铵的溶液的情况下,若超过900重量份,则有时固体成分的增加而导致多元醇组合物的流动性降低,从而变得难以操作。
作为本发明的聚氨酯泡沫体中的聚磷酸铵的添加量,相对于多元醇100重量份,为5~150重量份的范围,尤其优选10~125重量份的范围。聚磷酸铵的添加量进一步优选15~100重量份的范围。聚氨酯泡沫体中,聚磷酸铵的添加量低于5重量份时,聚磷酸铵含量少而阻燃性低,若超过150重量份,则多元醇组合物中的固体成分的增加而导致聚氨酯泡沫体成型时的流动性降低,从而操作困难。
本发明中,除了聚磷酸铵之外,作为其他阻燃剂可以使用包括磷酸酯类、含卤素有机化合物、无机化合物类等在内的市售的阻燃剂。
作为本发明中可组合使用的阻燃剂没有特别的限定,例如可以举出:三(氯乙基)磷酸酯、三(氯丙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯、四(2-氯乙基)亚乙基二磷酸酯、2,2-双(氯甲基)-1,3-丙烷双(氯乙基)磷酸酯、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯、三(三溴新戊基)磷酸酯、2,2-双(氯甲基)三亚甲基双(双(2-氯乙基)磷酸酯)、聚氧亚烷基双二氯烷基磷酸酯、含卤素类磷酸酯膦酸酯低聚物酯(DAIHACHI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.制造的CR-530、CR-570、CR-509等)、三苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、甲苯基二苯基磷酸酯、三(2-乙基己基)磷酸酯、三甲基磷酸酯、三丁基磷酸酯,三(二甲苯基)磷酸酯、三乙基磷酸酯、三辛基磷酸酯、二乙基苯基膦酸酯、二甲基苯基膦酸酯、间苯二酚二苯基磷酸酯、亚磷酸乙酯、亚磷酸二乙酯、芳香族类磷酸低聚物酯(间苯二酚双二苯基磷酸酯、间苯二酚双二(二甲苯基)磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯、DAIHACHI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.制造的CR-735等)等卤素类磷酸酯或非卤素类磷酸酯以及其低聚物;二溴丙醇、二溴新戊基二醇、四溴双酚A等含卤素有机化合物;碳酸镁、磷酸铝、聚磷酸铵、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、三聚氰胺树脂、粘土、三氧化锑、氧化锌、碳酸钙等无机化合物等。其中,从阻燃性的高低出发,优选卤素类磷酸酯或非卤素类磷酸酯、以及它们的低聚物、聚磷酸铵。从混合的容易性出发,进一步优选的是,基于GPC法的聚苯乙烯换算的数均分子量为1000以下的卤素类磷酸酯以及其低聚物、或基于GPC法的聚苯乙烯换算的数均分子量为1000以下的非卤素类磷酸酯以及其低聚物。这些阻燃剂可以使用一种或混合使用二种以上。
使用除聚磷酸铵以外的阻燃剂的情况下,作为多元醇组合物中的其他阻燃剂的添加量,相对于多元醇100重量份,优选10~1100重量份的范围、进一步优选20~950重量份的范围。除聚磷酸铵以外的其他阻燃剂在多元醇组合物中低于10重量份时,作为阻燃助剂的效果小。此外,在制备包含聚磷酸铵100重量份的母料时使用的情况下,相对于多元醇100重量份,若超过1100重量份,则存在脲衍生物的防沉降效果降低的倾向,有时变得无法充分防止沉降。
此外,作为聚氨酯泡沫体中的磷酸酯类等其他阻燃剂的添加量,相对于多元醇100重量份,优选10~150重量份的范围、进一步优选20~120重量份的范围。除聚磷酸铵以外的其他阻燃剂在聚氨酯泡沫体中低于10重量份时,有时作为阻燃助剂的效果小。此外,若超过150重量份,则有时压缩强度等物性变差。
本发明中使用的脲衍生物为分子结构中具有1个以上脲基(-NHCONH-基)的化合物,可以使用在树脂中或溶剂中使异氰酸酯与氨基化合物或水反应而得到的形式的、所谓的脲类流变控制剂。已知有:该脲衍生物为显示代表性触变性的化合物,在溶液中形成非常细小的针状晶体。可以推测:触变性是通过脲衍生物在多元醇中分散并作用,形成三维网络结构来表现的。可以推测其结果为表现防止体系内的粉末状阻燃剂的沉降、聚集的效果。这样,将表现触变性并控制体系的流变特性的脲类的添加剂称为脲类流变控制剂。此外,脲结构的耐热性高、不会诱发聚氨酯泡沫体的阻燃性降低,因此可以适当用于该用途。
作为脲衍生物中使用的异氰酸酯,没有特别的限定,例如举出:2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、赖氨酸酯三异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、1,8-二异氰酸酯-4-异氰酸根合甲基辛烷、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、二环庚烷三异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、它们与聚氧亚烷基单烷基醚、异十三烷醇、己基癸醇、乙基己醇、丁基四乙二醇等一元醇、多元醇、一元胺、多胺等的反应得到的含异氰酸酯预聚物。进一步还包含它们的异氰酸酯的改性物(含氨基甲酸酯基、碳二亚胺基、脲基甲酸酯基、脲基、缩二脲基、异氰脲酸酯基、酰胺基、酰亚胺基、脲酮亚胺基、脲二酮基或噁唑烷酮基的改性物)、多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯(聚合MDI)等缩合体(有时也称为多核体)。其中,为了在多元醇中分散并作用而容易表现触变性,优选的是,1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、含异氰酸酯的预聚物。这些异氰酸酯可以使用一种或混合使用二种以上。作为含异氰酸酯的预聚物,可以举出:ClariantCorporation制造的Polyglycol等聚氧亚烷基单烷基醚、异十三烷醇、己基癸醇、乙基己醇、丁基四乙二醇等一元醇、多元醇、一元胺、多胺等与异氰酸酯的反应物。
作为脲衍生物中使用的氨基化合物,没有特别的限定,例如可以举出:烷基胺、苯基乙基胺、氨基乙醇等一元胺、乙二胺、2,4-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺、2,4’-二苯基甲烷二胺、4,4’-二苯基甲烷二胺、1,3-苯二甲胺、1,4-苯二甲胺、1,6-六亚甲基二胺、4,4’-二环己基甲烷二胺、异佛尔酮二胺、1,5-萘二胺、联甲苯胺二胺(tolidine diamine)、1,3-苯二胺、1,4-苯二胺、赖氨酸二胺、三苯基甲烷三胺、四甲基二甲苯二胺、1,4-环己烷二胺、降冰片烷二胺、赖氨酸酯三胺、1,6,11-十一烷三胺、1,8-二氨基-4-氨基甲基辛烷、1,3,6-六亚甲基三胺、二环庚烷三胺、三甲基六亚甲基二胺、Huntsman Corporation制造JEFFAMINE D、JEFFAMINE ED等聚氧亚烷基多胺、基于它们与异氰酸酯的反应的含氨基预聚物。其中,为了在多元醇中分散并作用而容易表现触变性,优选的是,1,6-六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、2,4’-二苯基甲烷二胺、4,4’-二苯基甲烷二胺、1,3-苯二甲胺、1,4-苯二甲二胺、2,4-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺、Huntsman Corporation制造的JEFFAMINE D、JEFFAMINE ED等聚氧亚烷基多胺、基于它们与异氰酸酯反应的含氨基预聚物。这些氨基化合物可以使用一种或混合使用二种以上。
作为脲衍生物的分子量,没有特别的限定,分子量低于100时存在触变性的表现小的情况、阻燃性变差的情况,若分子量超过70000,则存在溶剂中的溶解性等操作性变差的情况,因此数均分子量优选为100~70000左右。在本发明中使用的脲衍生物为聚合物的情况下,将上述列举的聚合物作为主链,可以仅由该主链构成,也可以对该主链导入各种取代基,例如:磷酸基、羧基、氨基、羟基等。在这样导入取代基的情况下,取代基相对于上述主链的导入量没有特别的限定。对于脲衍生物的结构,只要可以作为流变控制剂使用,就没有特别的限定,例如可以举出:无规结构、嵌段结构、梳型结构、星型结构等,从贮藏稳定性的观点出发,优选嵌段结构或梳型结构。作为这些脲衍生物,例如可以举出:低分子脲、脂肪酸改性脲、改性脲、高分子脲衍生物、未改性的脲衍生物。这些脲衍生物可以使用一种或混合使用二种以上。
作为脂肪酸改性脲,可以举出:分子结构中具有1个以上脲基、且具有1个以上脂肪酸和/或与脂肪酸反应所得到的骨架的脲类流变控制剂。作为脂肪酸改性中使用的脂肪酸,并不限于羟基数、双键数、碳原子数等,也可以使用市售的任意的脂肪酸。此外,可以在脲衍生物的末端和/或分子内的任意者中具有改性结构。没有特别的限定,作为脂肪酸改性脲,例如可以举出具有下式结构的脲衍生物。
R-O-CO-NH-R’、
-NH-CO-NH-R”、
-NH-CO-NH-R’、
-NH-CO-OR,
(式中,R选自CnH2n+1-和CmH2m+1(CpH2pO)r-、n为4~22的整数、m为1~18的整数、p为2~4的整数,r为1~10的整数、R’选自
、R”选自
作为改性脲,可以举出相对于具有1个以上脲基的主链共聚或导入取代基的化合物。其中,为了在多元醇中分散并作用而容易表现触变性,优选具有多个脲基的脲氨基甲酸酯化合物,进一步优选脲基与脲基之间的连结部分具有改性氨基甲酸酯结构、且与在化合物的末端具有连结部分的改性氨基甲酸酯结构相比具有极性强的改性氨基甲酸酯结构而成的脲氨基甲酸酯化合物。
作为高分子脲衍生物,可以举出:具有1个以上脲基的、基于GPC法的聚苯乙烯换算的数均分子量为1000~70000的脲衍生物。其中,为了在多元醇中分散并作用而容易表现触变性,优选具有2个以上脲基的、基于GPC法的聚苯乙烯换算的数均分子量3000~70000的化合物。没有特别的限定,作为高分子脲衍生物,例如可以举出具有下式结构的脲衍生物。
(式中,T为-C6H4-CH2-C6H4-、-C6H3(-CH3)-、-CH2-C6H4-CH2-、-(CH2)6-、-C6H7(-CH3)3-CH2-等C1~C20的烷基、芳基、或至少具有1个以上酰胺基或脲基或氨基甲酸酯基的低聚物结构;R1、R7选自支链或非支链的、C4~C32的烷基、C3~C18的链烯基、C2~C20的炔基、C3~C20的环烷基、C5~C12的芳基或烷基取代芳基、CmH2m+1(O-CnH2n)p-等聚氧亚烷基单烷基、CmH2m+ 1(O-CnH2n)p-(O-CH(C6H5)-CH2)u-、Q-C6H4-(CH2)s-(O-CnH2n)x-(O-CH(C6H5)-CH2)u-CmH2m+ 1(O-CnH2n)p-(O-CH(C6H5)-CH2)u-(OOC-CvH2v)x-、Q-C6H4-(CH2)s-(O-CnH2n)p-(O-CH(C6H5)-CH2)u-(OOC-CvH2v)x-、C4~C32的羟基烷基、C4~C32的羧基烷基、-CmH2mC(=O)R8-、-CmH2mCOOR8-、-CmH2mC(=O)NR8R9-或-CmH2mOC(=O)NR8R9-自由基,可以在自由基上具有未取代的物质、取代基,也可以在氨基中具有它们的盐、四取代结构,或者也可以在羧基中具有它们的盐。R8、R9选自氢、支链或非支链的C1~C32的烷基、C3~C18的链烯基、C2~C20的炔基、C3~C20的环烷基、C3~C20的环烯基、C5~C12的芳基或烷基取代芳基、C1~C32的烷氧基烷基或C1~C32的酰氧基烷基,m为0-32、n为2-4、x为0-100、u为0-100、v为1-22、p为0-100、s为0-1,上述(O-CnH2n)的部分可以为亚乙基氧基与亚丙基氧基、亚乙基氧基与亚丁基氧基等2种或3种以上的基团,Q选自H、C1~C12的烷基或-C6H5,R2、R6选自支链或非支链的C4~C22的亚烷基、C3~C18的亚烯基、C2~C20的亚炔基、C3~C20的环亚烷基、C3~C20的环亚烯基、C5~C12的亚芳基或芳基亚烷基自由基,R5选自支链或非支链的聚酯、聚醚、聚酰胺、C4~C22的亚烷基、C3~C18的亚烯基、C2~C20的亚炔基、C3~C20的环亚烷基、C3~C20的环亚烯基、C5~C12的亚芳基或芳基亚烷基自由基,A、X、Y、Z为-O-或-NR10,R10选自H、支链或非支链的、C1~C32的烷基、C3~C18的链烯基、C2~C20的炔基、C3~C20的环烷基、C2~C20的链烯基、C5~C12的芳基或芳基烷基自由基。)
此外,本发明中使用的脲衍生物可以单独采用固体、液体的任意的状态,但从可以在制造工序中容易添加的观点出发,优选为液态。
作为本发明中使用的脲衍生物,没有特别的限定,从少量、可均匀分散且防沉降性能高的方面出发,优选例如:脂肪酸改性脲、改性脲、高分子脲衍生物。没有特别的限定,例如可以举出:BYK Japan KK.制造的BYK-410、BYK-415、BYK-420、BYK-430等市售品,可以直接使用这些市售品。
本发明中使用的卵磷脂由于在其分子内具有由长链脂肪酸形成的疏水性部分和由磷酸酯形成的亲水性部分,因此显示两亲性。卵磷脂存在于自然界的动物、植物、微生物等的细胞中,其为生物膜的主要构成成分,尤其是在动物的脑、肝脏、进而蛋黄、大豆、酵母等中大量含有的物质。卵磷脂在商业上或工业上作为磷脂混合物的总称来使用。
磷脂为脂肪酸和磷酸、碱等与醇类结合而成的复合脂质的1种,作为醇类含有丙三醇的物质分类为甘油磷脂、含有长链氨基醇的物质分类为鞘磷脂。作为代表性卵磷脂的结构,构成二个酰基的脂肪酸以及磷酸与甘油酯键合而形成的磷脂酸酯如下所示。
其中,R1和R2为具有14~24个、优选为15~18个碳原子以及0~4个双键的直链脂肪族基团,例如可以举出:棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸。X1和X2为构成磷脂酸的取代基,例如可以举出磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺、磷脂酸、磷脂酰甘油、N戊基磷脂酰乙醇胺。
作为卵磷脂,可以举出:工业上将大豆和蛋黄作为原料所得到的物质,将源自大豆的卵磷脂称为大豆卵磷脂、将源自蛋黄的卵磷脂称为蛋黄卵磷脂。从可以稳定地获得原料的观点出发,优选使用如大豆卵磷脂这样的植物性卵磷脂。大豆卵磷脂是通过将在大豆油精制造工序中副产的油渣进行干燥、精制来制造,将磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇等磷脂作为主成分,而且是包含大豆油、脂肪酸、糖脂质、色素等的复杂混合物。作为工业用大豆卵磷脂的种类,有将磷脂酰胆碱的含量提高为95%以上的高纯度卵磷脂;磷脂酰胆碱含量为60%以上的糊状卵磷脂;用磷脂酶这样的酶分解磷脂,转换为溶血卵磷脂的酶分解卵磷脂;通过酶交换脂肪酸、碱以提高功能性的酶处理卵磷脂;对磷脂的整体或一部分进行氢化来提高饱和度,抗氧化性、稳定性得到提高的氢化卵磷脂等,只要能抑制多元醇组合物所含的聚磷酸铵的沉降,就对其种类没有特别的限定。
此外,本发明中使用的卵磷脂可以单独采用固体、液体的任意的状态,从可以在制造工序中容易添加的观点出发,优选为液态。
作为本发明中使用的卵磷脂,没有特别的限定,例如可以举出:Tsuji OilMills co.,Ltd.制造的SLP-Pastelyso、SLP-PC35、SLP-white;Nisshin OilliOGroup,Ltd.制造的BASIS LG-40S、BASIS LG-10K、BASIS LP-20、BASISLS-60;安庆市中创磷脂工程有限公司制造的食品级磷脂、工业级磷脂、皮革化工级磷脂、改性磷脂;Taiyo Kagaku Co.Ltd.制造的San lecithin A、Sanlecithin L-8、San lecithin L-6;Kewpie Corporation制造的蛋黄卵磷脂PL-30S、LPL-20W、LPL-20S等。从可以稳定获得原料的观点出发,优选包含大豆卵磷脂等植物性卵磷脂混合物。
作为本发明中使用的、选自由脲衍生物和卵磷脂组成的组中的至少1种化合物在多元醇组合物中的添加量,优选0.01~15重量份的范围、尤其进一步优选0.1~12重量份的范围、特别优选0.1~10重量份的范围、最优选0.5~7重量份的范围。该化合物低于0.01重量份时,有时产生聚磷酸铵的沉降、聚集,因此无法获得充分的防沉降效果,高于15重量份时,有时多元醇组合物的流动性大幅度降低而导致变得难以操作。
此外,作为本发明中使用的、选自由脲衍生物和卵磷脂组成的组中的至少1种化合物在聚氨酯泡沫体中的添加量,聚氨酯泡沫体中相对于多元醇100重量份为0.001~15重量份的范围。尤其优选0.002~12重量份的范围、进一步优选0.005~10重量份的范围。聚氨酯泡沫体中,该化合物低于0.001重量份时,产生聚磷酸铵的沉降、聚集,因此由于阻燃剂的分散不良而导致制成聚氨酯泡沫体时的阻燃性降低,若高于15重量份,则泡沫体成型时的多元醇组合物的流动性降低而导致变得难以操作。
将选自由脲衍生物和卵磷脂组成的组中的至少1种化合物用于本发明的情况下,可以以提高多元醇组合物中的分散性的目的而使用有机溶剂等。没有特别的限制,例如可以举出:苯、甲苯、二甲苯等芳香族类溶剂;乙醚、二乙二醇二甲基醚、三乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁基醚、二丙二醇二甲基醚、丙二醇二甲基醚等醚类;硝基甲烷、硝基苯等硝基化合物;二硫化碳等硫化物;丙酮、甲乙酮等酮类溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类、二甲基乙酰胺等酰胺类溶剂;二氯乙烷、三氯乙烷、二氯苯、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、乙醇、异丙醇、二甲亚砜等。这些有机溶剂可以使用一种或混合使用二种以上。
作为本发明中使用的多元醇,可以举出制造聚氨酯时使用的市售多元醇等。没有特别的限定,例如可以举出:通过环氧烷的开环聚合等得到的聚醚多元醇类、聚醚多元醇中对乙烯基单体进行自由基聚合得到的聚合物多元醇类、通过多元醇与多元羧酸类的缩聚得到的聚酯多元醇类、通过多元醇类与多元羧酸类与氨基醇类的缩聚得到的聚酯酰胺多元醇类、通过内酯类的开环聚合得到的聚内酯多元醇类、通过多元醇类与碳酸酯类的缩聚得到的聚碳酸酯多元醇类、丙烯酸多元醇类、聚丁二烯多元醇以及其氢化物类、聚异戊二烯多元醇以及其氢化物类、部分皂化乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、大豆油、蓖麻油等天然油类多元醇类、卤素类和/或磷类多元醇、苯酚类多元醇等。其中,为了阻燃性优异,优选聚酯多元醇类、聚醚多元醇类、卤素类和/或磷类多元醇、苯酚类多元醇。这些多元醇可以使用一种或混合使用二种以上。
作为聚酯多元醇类,可以举出由二元酸和多元醇衍生的化合物。没有特别的限定,例如可以举出:由己二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、琥珀酸、壬二酸、癸二酸、蓖麻醇酸、对苯二甲酸二甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生的聚酯多元醇等,还包含由聚对苯二甲酸乙二醇酯类废弃物、对苯二甲酸二甲酯类工艺废弃物、尼龙类废弃物、三羟甲基丙烷、季戊四醇的废弃物、苯二甲酸类聚酯的废弃物制造的聚酯多元醇。此外,还可以举出:通过ε-己内酯、甲基戊内酯等环状酯的开环聚合得到的内酯类聚酯多元醇等。聚酯多元醇中,为了阻燃性高,优选芳香族聚酯多元醇。作为多元醇中的聚酯多元醇的比例,为了多元醇与脲衍生物相互作用而容易表现触变性,在多元醇100重量份中优选10~100重量份、尤其进一步优选20~90重量份的范围。
作为聚醚多元醇类,例如可以举出:对于乙二胺、甲苯二胺、蔗糖、氨基醇、二乙二醇等引发剂将环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷进行开环加成聚合得到的聚醚多元醇化合物等。作为多元醇中的聚醚多元醇的比例,如果多则有时阻燃性降低,因此相对于多元醇100重量份优选70重量份以下。
作为卤素类和/或磷类多元醇,例如可以举出:将表氯醇、三氯环氧丁烷进行开环聚合得到的含卤素多元醇、溴化季戊四醇/蔗糖类多元醇、四溴邻苯二甲酸聚酯等卤素类多元醇、磷酸化合物加成环氧烷得到的磷类多元醇等。作为多元醇中的卤素类和/或磷类多元醇的比例,如果多则有时发泡反应性降低,因此相对于多元醇100重量份优选70重量份以下的范围。
作为苯酚类多元醇,例如可以举出:使用甲醛和二乙醇胺等仲胺、氨、伯胺等对苯酚、或壬基苯酚、烷基苯酚等苯酚衍生物进行曼尼希改性,将环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷进行开环加成聚合得到的曼尼希类多元醇等。作为多元醇中的苯酚类多元醇的比例,如果多则有时阻燃性降低,因此相对于多元醇100重量份优选70重量份以下的范围。
作为本发明中使用的多元醇,只要在聚合物末端、支链末端等具有至少1个羟基即可。没有特别的限定,作为聚氨酯原料,为了成型聚氨酯泡沫体时容易显示良好成型性、强度等物性,尤其优选羟值为1~1000(mgKOH/g)、进一步优选10~800(mgKOH/g)的范围。需要说明的是,羟值可以依据JISK1557的方法等计算。
作为本发明中使用的发泡剂,例如可以使用市售的物理发泡剂、化学发泡剂等。作为物理发泡剂,没有特别的限定,例如可以举出:氟氯化碳类,氢氟氯烯烃类,氢氟氯化碳类,氢氟烯烃类,氢氟化碳类,全氟化碳类,二氯甲烷等低沸点的卤素类烃类,戊烷、环戊烷等烃类,空气、氮气、二酸化碳等气体或低温液体等。作为化学发泡剂,没有特别的限定,例如可以举出:水、有机酸、硼酸等无机酸类,碱碳酸盐类,环状碳酸酯类,二烷基碳酸酯,此外,可以举出通过反应或热等分解聚氨酯原料而会产生气体的物质等。
作为发泡剂,其中,从臭氧破坏系数(ODP)小、温暖化系数(GWP)小的方面出发,优选HCFO-1233zd、其反式异构体、HCFO-1233xf、二氯氟化丙烯等氢氟氯化碳类,HCFC-141b等氢氟氯化碳类等,由于ODP为零、具有较小GWP,因此优选HFO-1234zf、E-HFO-1234ze、Z-HFO-1234ze、HFO-1234yf、E-HFO-1255ye、Z-HFO-125ye、E-HFO-1336mzz、Z-HFO-1336mzz、HFO-1438mzz等氢氟烯烃类,HFC-134a、HFC-245、HFC-236、HFC-356、HFC-365mfc、HFC-227ea等氢氟化碳类,丙烷、丁烷、戊烷、己烷、环戊烷等烃类等,或水。
作为发泡剂的添加量,没有特别的限定,如果多则有时强度降低,如果少则有时泡沫体密度变高至所需以上,原料用量增加而造成浪费。例如在氢氟氯化碳类、氢氟烯烃类、氢氟化碳类的情况下,相对于多元醇100重量份优选75重量份以下、在烃类的情况下优选30重量份以下、在水的情况下优选0.3~15重量份的范围。
本发明中使用的多元醇组合物可以根据需要在多元醇中分散其他阻燃剂或添加剂等来使用。作为其他添加剂,例如可以举出:催化剂、稳泡剂等。
作为稳泡剂,可以举出制造聚氨酯泡沫体时使用的市售的稳泡剂等。没有特别的限定,作为稳泡剂,例如可以举出表面活性剂,可以举出有机硅氧烷-聚氧亚烷基共聚物、有机硅-润滑脂共聚物等非离子类表面活性剂等有机硅类表面活性剂等。没有特别的限定,例如可以举出:Dow Corning TorayCo.,Ltd.制造的SZ-1328、SZ-1642、SZ-1720,Evonik Degussa Japan Co.,Ltd.制造的B8481、B8443、B8465、B8486、B8466、B8450等市售品。作为稳泡剂的添加量,为了容易使气泡结构、尺寸稳定,相对于多元醇100重量份优选0.1~5重量份的范围。
添加多元醇组合物的各原料的顺序、方法为任意,没有特别的限定,例如可以以聚磷酸铵、多元醇、防沉降剂、其他阻燃剂或添加剂的顺序进行添加。
作为上述多元醇组合物的制备方法,例如可以举出使聚氨酯原料均匀地分散的各种分散方法。作为分散中使用的搅拌机,可以使用通用搅拌机、分散机、溶解器、捏合机等,但由于以提高分散性的目的而使本发明中使用的脲衍生物预先溶解于有机溶剂中来使用的情况较多,因此用通用搅拌机能充分地均匀分散。
本发明中使用的多元醇组合物可以通过与异氰酸酯的反应制造聚氨酯泡沫体,例如可以在软质聚氨酯泡沫体、半硬质聚氨酯泡沫体、硬质聚氨酯泡沫体等制造中适宜使用。
作为本发明中使用的异氰酸酯,可以使用具有至少2个异氰酸酯基的化合物。没有特别的限定,例如可以举出:2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、赖氨酸酯三异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、1,8-二异氰酸酯-4-异氰酸根合甲基辛烷、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、二环庚烷三异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、基于它们与多元醇的反应的含异氰酸酯预聚物、以及它们的二种以上的混合物等。进一步,也包含它们的异氰酸酯的改性物(含氨基甲酸酯基、碳二亚胺基、脲基甲酸酯基、脲基、缩二脲基、异氰脲酸酯基、酰胺基、酰亚胺基、脲酮亚胺基、脲二酮基或噁唑烷酮基的改性物)、多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯(聚合MDI)等缩合体(有时也称为多核体)。
作为本发明中使用的异氰酸酯的用量,没有特别的限定,如果少则有时强度降低,如果多则有时成型性变差。例如,相对于多元醇100重量份优选70~500重量份的范围。为了容易兼备物性和成型性,在制造聚氨酯泡沫体制品的情况下,例如,相对于多元醇100重量份优选70~120重量份、在制造异氰脲酸酯改性聚氨酯泡沫体的情况下,相对于多元醇100重量份优选120~500重量份的范围。进一步优选的是,在制造聚氨酯泡沫体制品的情况下,相对于多元醇100重量份为80~110重量份、在制造异氰脲酸酯改性聚氨酯泡沫体的情况下,相对于多元醇100重量份为250~500重量份的范围。
作为本发明中使用的催化剂,可以举出聚氨酯的制造时使用的市售的催化剂等。没有特别的限定,例如可以举出:叔胺类、季铵盐类、金属催化剂等。
作为叔胺类,例如举出:三亚乙基二胺、二甲基环己基胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、N,N,N’,N”,N”’,N”’-六甲基三亚乙基四胺、双(二甲基氨基乙基)醚、1,3,5-三(N,N-二甲基氨基丙基)六氢-均三嗪、N-二甲基氨基乙基-N’-甲基哌啶、N,N,N’,N’-四甲基六亚甲基二胺、1,2-二甲基咪唑、N,N-二甲基氨基丙胺、双(二甲基氨基丙基)胺等胺化合物类、N,N-二甲基氨基乙醇、N,N,N’-三甲基氨基乙基乙醇胺、2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇、N,N,N’-三甲基-N’-羟乙基双氨基乙醚、N-(3-二甲基氨基丙基)-N,N-二异丙醇胺、N-(2-羟乙基)-N’-甲基哌啶、N,N-二甲基氨基己醇、5-二甲基氨基-3-甲基-1-戊醇等链烷醇胺类等。
作为季铵盐类,例如可以举出:四烷基铵有机酸盐类、羟烷基类季铵有机酸盐类,具体而言,可以举出:四甲基铵醋酸盐、四甲基铵甲酸盐、四乙基铵醋酸盐、四乙基铵甲酸盐、四甲基铵2-乙基己酸盐、2-羟基丙基三甲基铵甲酸盐、2-羟基丙基三甲基铵-2-乙基己酸盐等。
作为金属催化剂,例如可以举出:辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡等锡催化剂,辛酸铅等铅催化剂,新癸酸锌、环烷酸锌等锌催化剂,辛酸铋、新癸酸铋等铋催化剂,乙酸钾、辛酸钾、2-乙基己酸钾等钾盐等。
作为这些催化剂的用量,没有特别的限定,如果少则有时发生发泡延迟而导致生产率降低,如果多则有时发泡变得不均匀而导致泡沫体物性不稳定。例如,相对于多元醇100重量份,叔胺类时优选0.01~15重量份、季铵盐类时优选0.05~10重量份、金属催化剂时优选0.05~10重量份的范围。
作为本发明的聚氨酯泡沫体的制造方法,例如可以举出:板坯发泡、模具发泡、注入发泡、喷雾发泡、面板发泡等公知的制造方法。
作为通过本发明得到的聚氨酯泡沫体的芯密度,优选为10~100kg/m3的范围。若超过100kg/m3,则有时成本高而无法耐于实际应用,芯密度低于10kg/m3时,有时强度特性等变差。
作为通过本发明得到的聚氨酯泡沫体的氧指数,为了能够经得起在要求阻燃性的用途中使用,优选29以上。
作为本发明中使用的聚氨酯原料的混合、分散的工序,可以以一次操作将选自由聚磷酸铵、脲衍生物以及卵磷脂组成的组中的至少1种化合物、多元醇、其他阻燃剂或添加剂等全部聚氨酯原料进行混合、分散。此外,还可以在制备以高浓度含有聚磷酸铵的多元醇组合物(母料)的情况等下,将以期望浓度添加并进行混合、分散的物质再与其他成分混合、分散来使用。
阻燃性聚氨酯泡沫体的特征在于,相对于多元醇100重量份,以5~150重量份的范围含有聚磷酸铵,且以0.001~15重量份的范围含有选自由脲衍生物以及卵磷脂组成的组中的至少1种化合物。
本发明的阻燃性聚氨酯泡沫体可以在例如软质聚氨酯泡沫体、半硬质聚氨酯泡沫体、硬质聚氨酯泡沫体等通常使用的各种用途中使用。其中,为了阻燃性等特征容易发挥,优选阻燃性聚氨酯泡沫体通常使用的用途,没有特别的限定,例如,可以举出建筑、土木相关的绝热材料或结构材料的用途。电气设备相关时,例如可以举出冷冻库、电冰箱、冷冻陈列柜等绝热材料的用途。设备或船舶相关时,例如可以举出LPG、LNG油轮、管线的绝热材料等用途。车辆相关时,例如可以举出冷藏库、冷藏车的绝热材料等用途。此外,还可以在寝具、汽车等的片材、缓冲材料、吸音材料、减振材料、施工用地板材料等的用途中使用。
实施例
通过实施例进一步对本发明进行详细说明,但本发明并不受这些实施例任何限定。
<发泡评价用多元醇组合物的制备>
在玻璃瓶中加入规定量的多元醇和阻燃剂、脲衍生物,使用PRIMIXCorporation制造的分散器在1500rpm下搅拌5分钟,得到多元醇组合物。该多元醇组合物用盖密封并贮藏于室内的暗处。
<发泡评价>
将规定量的多元醇组合物和催化剂、水、稳泡剂在发泡评价当天使用PRIMIX Corporation制造的分散器在1500rpm下搅拌5分钟,在即将发泡前加入除水以外的发泡剂并搅拌,最后加入异氰酸酯。在室温(20~25℃)下,在加热至40℃的2L聚乙烯制杯中注入聚氨酯原料混合物,使其自由发泡(原料液温度:20±1℃、搅拌速度:3800rpm、搅拌时间7秒钟)。
<分析条件>
利用下述方法,测定发泡反应性(乳化时间、凝胶时间、上升时间)、泡沫体成型物的芯密度、阻燃性(氧指数),评价泡沫体外观。
<发泡反应性的评价>
乳化时间(CT):其是发泡开始时间,用目视测定聚氨酯原料混合物发泡开始的时间。
凝胶时间(GT):其是树脂形成时间,将细棒状物在发泡泡沫体中插入拔出时测定发生拉丝现象的时间。
上升时间(RT):将到达发泡泡沫体的上升停止时的98%的高度的时间使用激光位移计LK-2500、LK-500(均为KEYENCE Corporation制造)进行测定。
<泡沫体的芯密度>
在2L聚乙烯制杯内将自由发泡的泡沫体的中心部切割为70mm×70mm×150mm的尺寸,正确测定尺寸、重量并测定芯密度。
<阻燃性的评价项目>
氧指数:将聚氨酯泡沫体依据ASTMD2863-77、使用OXYGENINDEXER(东洋精机制作所制造)进行实施。
<泡沫体外观的评价>
根据得到的泡沫体的着色的均匀性用目视对聚磷酸铵阻燃剂的分散性进行评价。
泡沫体的着色均匀:○
泡沫体的着色不均匀:×
作为表1-6记载的原料,分别使用以下物质。
多元醇A:由作为二元酸的邻苯二甲酸酐、作为多元醇的二乙二醇形成
的邻苯二甲酸类聚酯多元醇(OH值=327mgKOH/g)
多元醇B:苯酚类多元醇(OH值=354mgKOH/g)
阻燃剂A:Taihei Chemical Industrial Co.,Ltd.制造的聚磷酸铵(商品名:taien K)
阻燃剂B:Akzo Nobel Corporation制造的三(氯丙基)磷酸酯(商品名:FYROL PCF)
母料组合物A:混合有多元醇A60份、多元醇B40份、稳泡剂A3份、阻燃剂A690份、阻燃剂B900份、卵磷脂A1.1份的多元醇组合物
母料组合物B:混合有多元醇A60份、多元醇B40份、稳泡剂A3份、阻燃剂A690份、阻燃剂B900份的多元醇组合物
卵磷脂A:安庆市中创磷脂工程有限公司制造的食品级磷脂(大豆卵磷脂)
卵磷脂B:Tsuji Oil Mills co.,Ltd.制造的SLP-Paste(大豆卵磷脂)
卵磷脂C:Kewpie Corporation制造的LPL-10P(蛋黄卵磷脂)
防沉降剂A:Tosoh Silica Corporation制造的凝胶型微粉二氧化硅(商品名:NIPGEL AZ-204)
防沉降剂B:三菱化学株式会社制造的炭黑(商品名:MA220、粒径55nm、pH2.9)
防沉降剂C:Kusumoto Chemicals,Ltd.制造的脂肪酸酰胺蜡(商品名:DISPARLON A603-20X)
发泡剂A:SOLVAY JAPAN,LTD.制造的1,1,1,3,3-五氟丁烷(商品名:Solkane HFC-365mfc)
稳泡剂A:Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造的有机硅类表面活性剂(商品名:SZ-1627)
催化剂A:Tosoh Corporation制造的季铵催化剂(商品名:TOYOCAT-TRV)
催化剂B:Tosoh Corporation制造的叔胺催化剂(商品名:TOYOCAT-DT)
催化剂C:Tosoh Corporation制造的三亚乙基二胺33重量%乙二醇溶液(商品名:TEDA-L33)
异氰酸酯:Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造的聚合MDI(商品名:MR-100、NCO含量=30.9%)
参考例1~6的结果示于表1、参考例7~12的结果示于表2、实施例1~12的结果示于表3、实施例13~24的结果示于表4、比较例1~12的结果示于表5、比较例13~24的结果示于表6。
表1
1)记载不包括溶剂的有效成分
2)在聚氨酯原料内,除异氰酸酯以外将组成的总量统一为65g来实施
※参考例6的情况下,母料组合物B 12.3g份中含有多元醇A 0.4份、多元醇B 0.3份、阻燃剂A 5.0份、阻燃剂B 6.5份、稳泡剂A<0.1份
表2
1)记载不包括溶剂的有效成分
2)在聚氨酯原料内,除异氰酸酯以外将组成的总量统一为65g来实施
※参考例12的情况下,母料组合物B 12.3份中含有多元醇A 0.4份、多元醇B 0.3份、阻燃剂A 5.0份、阻燃剂B6.5份、稳泡剂A<0.1份
表3
1)记载不包括溶剂的有效成分
2)在聚氨酯原料内,除异氰酸酯以外将组成的总量统一实施为65g
※实施例12的情况下,母料组合物A 12.3份中含有多元醇A 0.4份、多元醇B 0.3份、阻燃剂A 5.0份、阻燃剂B 6.5份、脲衍生物A 0.008份、稳泡剂A<0.1份
表4
1)记载不包括溶剂的有效成分
2)在聚氨酯原料内,除异氰酸酯以外将组成的总量统一为65g来实施
※实施例24的情况下,母料组合物A 12.3份中含有多元醇A 0.4份、多元醇B 0.3份、阻燃剂A 5.0份、阻燃剂B 6.5份、卵磷脂A 0.008份、稳泡剂A<0.1份
表5
1)记载不包括溶剂的有效成分
2)在聚氨酯原料内,除异氰酸酯以外将组成的总量统一为65g来实施
※比较例5的情况下,母料组合物B 12.3份中含有多元醇A 0.4份、多元醇B 0.3份、阻燃剂A 5.0份、阻燃剂B 6.5份、稳泡剂A<0.1份
表6
1)记载不包括溶剂的有效成分
2)在聚氨酯原料内,除异氰酸酯以外将组成的总量统一为65g来实施
※比较例17的情况下,母料组合物B 12.3份中含有多元醇A 0.4份、多元醇B 0.3份、阻燃剂A 5.0份、阻燃剂B 6.5份、稳泡剂A<0.1份
<参考例1~6>
按照表1所示的配方,不使用防沉降剂,在玻璃瓶中加入规定量的多元醇和阻燃剂,之后立即混合水、催化剂、稳泡剂、发泡剂,得到多元醇组合物。在制备的当天加入异氰酸酯,进行发泡,对发泡反应性、阻燃性等进行评价。
均无发泡的延迟等,泡沫体外观也均匀。此外,可知显示出高阻燃性。
<参考例7~12>
按照表2所示的配方,不使用防沉降剂,在玻璃瓶中加入规定量的多元醇和阻燃剂,之后立即混合水、催化剂、稳泡剂、发泡剂,得到多元醇组合物。在制备的当天加入异氰酸酯,进行发泡,对发泡反应性、阻燃性等进行评价。
均无发泡的延迟等,泡沫体外观也均匀。此外,可知显示出高阻燃性。
<实施例1~11>
按照表3所示的配方,使用脲衍生物,贮藏混合有多元醇和阻燃剂的多元醇组合物,进行与参考例同样的评价。
均无发泡的延迟等,泡沫体外观也均匀。此外,可知与参考例相比显示出同样的高阻燃性。
<实施例12>
按照表3所示的配方,即使在使用含高浓度的聚磷酸铵的多元醇组合物即母料组合物的情况下,通过添加脲衍生物,也无发泡的延迟等,泡沫体外观也均匀。此外,可知显示出高阻燃性。
<实施例13~23>
按照表4所示的配方,使用卵磷脂,贮藏混合有多元醇和阻燃剂的多元醇组合物,进行与参考例同样的评价。
均无发泡的延迟等,泡沫体外观也均匀。此外,可知与参考例相比显示出同样的高阻燃性。
<实施例24>
按照表4所示的配方,即使在使用含高浓度的聚磷酸铵的多元醇组合物即母料组合物的情况下,通过添加卵磷脂,也无发泡的延迟等,泡沫体外观也均匀。此外,可知显示出高阻燃性。
<比较例1~5>
按照表5所示的配方,不使用防沉降剂,在制备多元醇组合物后贮藏1个月,进行与实施例同样的评价。
均无发泡的延迟等,但贮蔵时产生聚磷酸铵的固着物未良好地分散而导致泡沫体外观不均匀,可知与使用脲衍生物或卵磷脂的实施例相比,因聚磷酸铵偏在化而导致阻燃性大幅度降低。
<比较例6~11>
按照表5所示的配方,使用各种防沉降剂代替脲衍生物,在制备多元醇组合物后贮藏1个月,进行与实施例同样的评价。
由比较例6~8可知:若防沉降剂的量多,则虽然泡沫体外观均匀但阻燃性大幅度降低;由比较例9~11可知:若防沉降剂量少,则泡沫体外观变不均匀,阻燃性大幅度降低。
因此,可确认出:在使用各种防沉降剂代替脲衍生物或卵磷脂的情况下,不论该防沉降剂的含量,阻燃性都大幅度降低。
<比较例12>
按照表5所示的配方,大量使用高分子脲衍生物,进行与实施例同样的评价,但预混料的粘度高在短时间发生增粘,发生凝胶化,因此发泡困难。
<比较例13-17>
按照表6所示的配方,不使用防沉降剂,在制备多元醇组合物后贮藏1个月,进行与实施例同样的评价。
均无发泡的延迟等,但贮蔵时产生聚磷酸铵的固着物未良好地分散而导致泡沫体外观不均匀,可知与使用卵磷脂的实施例相比,因聚磷酸铵偏在化而导致阻燃性大幅度降低。
<比较例18-23>
按照表6所示的配方,使用各种防沉降剂代替卵磷脂,在制备多元醇组合物后贮藏1个月,进行与实施例同样的评价。
由比较例18~20可知:若防沉降剂的量多,则虽然泡沫体外观均匀但阻燃性大幅度降低;由比较例21~23可知:若防沉降剂量少,则泡沫体外观变不均匀,阻燃性大幅度降低。
因此,可确认出:在使用各种防沉降剂代替卵磷脂的情况下,不论该防沉降剂的含量,阻燃性都大幅度降低。
<比较例24>
按照表6所示的配方,大量使用卵磷脂,进行与实施例同样的评价,但预混料的粘度高在短时间发生增粘,发生凝胶化,因此发泡困难。
Claims (8)
1.一种阻燃性聚氨酯泡沫体,其含有:相对于多元醇100重量份为5~150重量份的范围的聚磷酸铵、和0.001~15重量份的范围的脲衍生物或卵磷脂中的任意1种。
2.根据权利要求1所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,脲衍生物为选自由脂肪酸改性脲、改性脲、高分子脲衍生物组成的组中的至少1种。
3.根据权利要求1所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,卵磷脂包含植物性卵磷脂。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,在多元醇100重量份中以10~100重量份的范围含有聚酯多元醇。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,其含有磷酸酯类,所述磷酸酯类的含量相对于多元醇100重量份为10~150重量份的范围。
6.根据权利要求1~3中的任一项所述的阻燃性聚氨酯泡沫体,其特征在于,相对于多元醇100重量份,异氰酸酯的含量为70~500重量份的范围。
7.一种阻燃性聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于,其是将含有多元醇、聚磷酸铵、和脲衍生物或卵磷脂中的任意1种的多元醇组合物与异氰酸酯混合、并进行发泡成型得到的阻燃性聚氨酯泡沫体的制造方法,
所述阻燃性聚氨酯泡沫体含有:相对于多元醇100重量份为5~150重量份的范围的聚磷酸铵、和0.001~15重量份的范围的脲衍生物或卵磷脂中的任意1种。
8.一种阻燃材料,其由权利要求1~3中的任一项所述的阻燃性聚氨酯泡沫体形成。
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