JP2002003713A - Flame-retardant flexible polyurethane foam - Google Patents

Flame-retardant flexible polyurethane foam

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JP2002003713A
JP2002003713A JP2000188840A JP2000188840A JP2002003713A JP 2002003713 A JP2002003713 A JP 2002003713A JP 2000188840 A JP2000188840 A JP 2000188840A JP 2000188840 A JP2000188840 A JP 2000188840A JP 2002003713 A JP2002003713 A JP 2002003713A
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JP
Japan
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flame
polyurethane foam
flexible polyurethane
retardant
compound
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Application number
JP2000188840A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kamata
昌宏 鎌田
Shigetoshi Mimura
成利 三村
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Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a flame-retardant flexible polyurethane foam widely usable as a skin material and a ceiling material for a cushioning automobile seat sheet, a facing material for a sofa of furniture, a facing material of a bed, etc., by sticking the flame-retardant flexible urethane foam to another material such as a cloth, a leather, etc. SOLUTION: In this flexible polyurethane foam containing a flame retardance, the flame-retardant flexible polyurethane foam is characterized by comprising an expandable graphite and effervescent phosphorus-based aluminum compound as the flame retardance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性軟質ポリウ
レタンフォームに関する。さらには当該難燃性軟質ポリ
ウレタンフォームの製造に用いる難燃性軟質ポリウレタ
ンフォーム形成剤に関する。本発明の難燃性軟質ポリウ
レタンフォームは、たとえば、マットレス、クッション
等の寝具、家具、各種の産業用から日用品に至るまで幅
広く使用することができる。また、本発明の難燃性軟質
ポリウレタンフォームは、布地やレザー等の他の素材に
張合わせることより、クッション性自動車座席シートの
表皮材や天井材、家具のソファーの上張り材、ベッドの
上張り材等として広く使用することができる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flame-retardant flexible polyurethane foam. Further, the present invention relates to a flame-retardant flexible polyurethane foam forming agent used for producing the flame-retardant flexible polyurethane foam. The flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention can be widely used, for example, in beddings such as mattresses and cushions, furniture, and various industrial to daily necessities. In addition, the flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention can be bonded to other materials such as cloth and leather, so that it can be used as a covering material for cushioning automobile seats, a ceiling material, a sofa covering material for furniture, and a bed material. Can be widely used as upholstery and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、軟質ポリウレタンフォームは
様々な用途で使用されているが、可燃性であることか
ら、その難燃化が要求されている。すなわち、近年で
は、難燃性の度合いは、軟質ポリウレタンフォームの用
途に応じて、それぞれに要求されており、たとえば、米
国電気用材料燃焼試験(UL−94)、鉄道車輌用材料
燃焼試験(運輸省規格A−A基準)、航空機座席クッシ
ョン詰物用燃焼試験(FAR25853(c))等の比
較的厳しい燃焼試験に合格することが要求されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, flexible polyurethane foams have been used for various purposes, but since they are flammable, their flame retardancy is required. That is, in recent years, the degree of flame retardancy has been required for each type of flexible polyurethane foam. For example, the United States Electric Material Burning Test (UL-94), the railway vehicle material burning test (transportation) It is required to pass relatively strict combustion tests, such as the ministry standard AA standard) and the combustion test for filling aircraft seat cushions (FAR25853 (c)).

【0003】軟質ポリウレタンフォームを難燃化する方
法としては、たとえば、軟質ポリウレタンフォームの原
料中に難燃剤を含有させたものを発泡させる方法があ
る。その難燃剤としては、ハロゲン含有化合物、リン酸
エステル化合物や含ハロゲンリン酸エステル化合物等の
有機系の難燃剤、メラミン樹脂、ウレア樹脂等の樹脂系
難燃剤等が知れられている。しかしながら、前記難燃剤
は、いずれも近年要求される難燃化要求を満足できるも
のではない。また、前記難燃剤はその使用量を増加させ
ることにより難燃性の向上を期待できるが、難燃剤の使
用量を増加させると軟質ポリウレタンフォームの成形性
等が悪くなる。
[0003] As a method of making a flexible polyurethane foam flame-retardant, for example, there is a method of foaming a raw material of a flexible polyurethane foam containing a flame retardant. As the flame retardant, organic flame retardants such as halogen-containing compounds, phosphate compounds and halogen-containing phosphate compounds, and resin flame retardants such as melamine resins and urea resins are known. However, none of the above-mentioned flame retardants can satisfy the demand for flame retardancy required in recent years. The flame retardant can be expected to improve in flame retardancy by increasing the amount of the flame retardant. However, when the amount of the flame retardant is increased, the moldability of the flexible polyurethane foam deteriorates.

【0004】また、難燃剤として、膨張性黒鉛が知られ
ている。膨張性黒鉛は加熱時に急激に膨張する性質を有
するものであり、この性質を利用して燃焼を抑制し、延
焼を防止することができるが、近年では、難燃性の要求
されるレベルが高度になり、膨張性黒鉛による難燃性よ
りも、より高度の難燃性が要求されるようになってい
る。また、膨張性黒鉛は、酸性物質であるため、これが
軟質ポリウレタンフォームの原料中に多量に含まれる
と、当該原料中の塩基性のウレタン化触媒の失活により
ウレタン化の反応性が低下してしまい、フォーム成形性
に影響を及ぼす問題もある。膨張性黒鉛のかかる欠点
は、膨張性黒鉛に水洗浄を施したり、膨張性黒鉛を塩基
性物質(たとえば、アンモニア等)で中和することによ
り、ある程度は解消されるものの、製造工程数の増加と
コスト面の負荷を増大してしまう。
[0004] Expandable graphite is known as a flame retardant. Expandable graphite has the property of expanding rapidly when heated, and this property can be used to suppress combustion and prevent fire spread. Therefore, a higher degree of flame retardancy is required than the flame retardancy of expandable graphite. In addition, since the expandable graphite is an acidic substance, if it is contained in a large amount in the raw material of the flexible polyurethane foam, the reactivity of the urethanization decreases due to deactivation of the basic urethanization catalyst in the raw material. As a result, there is a problem that affects foam formability. The disadvantages of the expandable graphite can be solved to some extent by performing the water washing on the expandable graphite or neutralizing the expandable graphite with a basic substance (for example, ammonia, etc.), but the number of manufacturing steps is increased. This increases the cost load.

【0005】また、難燃剤としては三酸化アンチモン、
水酸化アルミニウム等の無機系難燃剤も知られており、
これらを膨張性黒鉛と併用することにより、難燃性が向
上することも開示されている(特開平2−206649
号公報)。このように近年では高レベルの難燃化が要求
されている。
Further, antimony trioxide is used as a flame retardant,
Inorganic flame retardants such as aluminum hydroxide are also known,
It is also disclosed that flame retardancy is improved by using these in combination with expandable graphite (JP-A-2-206649).
No.). Thus, in recent years, a high level of flame retardancy has been required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、難燃性の良
好なポリウレタンフォームを提供することを目的とす
る。さらには、前記難燃性ポリウレタンフォームの製造
方法に用いる難燃性ポリウレタンフォーム形成剤を提供
することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a polyurethane foam having good flame retardancy. Still another object is to provide a flame-retardant polyurethane foam-forming agent used in the method for producing a flame-retardant polyurethane foam.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ポリウレタンフォ
ームに以下に示す難燃剤を含有させることにより、前記
目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至
った。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that the above-mentioned objects can be achieved by adding the following flame retardant to a polyurethane foam. The present invention has been completed.

【0008】すなわち、本発明は、難燃剤を含有してな
る軟質ポリウレタンフォームにおいて、難燃剤として、
膨張性黒鉛および発泡性リン系アルミニウム化合物を含
有してなることを特徴とする難燃性軟質ポリウレタンフ
ォーム、に関する。
That is, the present invention provides a flexible polyurethane foam containing a flame retardant,
The present invention relates to a flame-retardant flexible polyurethane foam comprising expandable graphite and an expandable phosphorus-based aluminum compound.

【0009】本発明において、難燃剤として含有する、
発泡性リン系アルミニウム化合物は、380℃程度の温
度で分解、発泡に伴う発熱ピークがみられ、30〜40
倍に発泡して、発泡性多孔体を形成しうる化合物であ
り、高温加熱下において形状を安定に保つことができ
る。これを膨張性黒鉛とともに軟質ポリウレタンフォー
ム用の難燃剤として用いることにより、軟質ポリウレタ
ンフォームの難燃性を向上できる。
[0009] In the present invention, it contains as a flame retardant,
The foamable phosphorus-based aluminum compound is decomposed at a temperature of about 380 ° C., and an exothermic peak accompanying foaming is observed.
It is a compound capable of foaming twice to form a foamable porous body, and can stably maintain its shape under high-temperature heating. By using this together with the expandable graphite as a flame retardant for a flexible polyurethane foam, the flame retardancy of the flexible polyurethane foam can be improved.

【0010】また、発泡性リン系アルミニウム化合物を
用いることにより、膨張性黒鉛の使用量を軟質ポリウレ
タンフォームの成形性に影響を及ぼさない量まで低減す
ることができ、膨張性黒鉛を用いても軟質ポリウレタン
フォームの成形性を良好に維持することができる。
Also, by using the expandable phosphorus-based aluminum compound, the amount of expandable graphite used can be reduced to an amount that does not affect the moldability of the flexible polyurethane foam. The moldability of the polyurethane foam can be favorably maintained.

【0011】前記難燃性軟質ポリウレタンフォームは、
さらに、有機系難燃剤を含有してなることが好ましい。
[0011] The flame-retardant flexible polyurethane foam,
Further, it is preferable to contain an organic flame retardant.

【0012】前記難燃剤に加え、有機系難燃剤を含有さ
せた難燃剤を用いることにより、より難燃性の良好な軟
質ポリウレタンフォームが得られる。
By using a flame retardant containing an organic flame retardant in addition to the flame retardant, a flexible polyurethane foam having better flame retardancy can be obtained.

【0013】また、本発明は、前記難燃性軟質ポリウレ
タンフォームは、ポリオール化合物およびポリイソシア
ネート化合物を、ウレタン化触媒、発泡剤および難燃剤
の存在下で反応させることにより製造されたものである
ことが好ましい。
[0013] In the present invention, the flame-retardant flexible polyurethane foam is produced by reacting a polyol compound and a polyisocyanate compound in the presence of a urethanization catalyst, a blowing agent and a flame retardant. Is preferred.

【0014】前記本発明の難燃性軟質ポリウレタンフォ
ームは、たとえば、ポリオール化合物およびポリイソシ
アネート化合物をウレタン化させる際に、前記難燃剤を
反応系中に存在させることにより、効率よく製造するこ
とができる。
[0014] The flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention can be produced efficiently, for example, when the polyol compound and the polyisocyanate compound are urethanized, the flame retardant is present in the reaction system. .

【0015】さらに本発明は、前記難燃性軟質ポリウレ
タンフォームの製造に用いる、ポリイソシアネート化合
物、ポリオール化合物、ウレタン化触媒、発泡剤および
前記難燃剤を含有してなる軟質ポリウレタン原液集合体
からなる難燃性ポリウレタンフォーム形成剤、に関す
る。
Further, the present invention provides a method for producing the above-mentioned flame-retardant flexible polyurethane foam, which comprises a polyisocyanate compound, a polyol compound, a urethane-forming catalyst, a foaming agent and a flexible polyurethane stock solution aggregate containing the flame retardant. A polyurethane foam former.

【0016】前記難燃剤を含有してなるポリウレタン原
液集合体により前記難燃性軟質ポリウレタンフォームの
製造を実現できる。
The production of the flame-retardant flexible polyurethane foam can be realized by the undiluted polyurethane solution aggregate containing the flame retardant.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の難燃性軟質ポリ
ウレタンフォーム、さらには難燃性軟質ポリウレタンフ
ォーム形成剤について、その好ましい態様について説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention and the flame-retardant flexible polyurethane foam-forming agent will be described.

【0018】本発明の難燃性軟質ポリウレタンフォーム
には、難燃剤として、膨張性黒鉛および発泡性リン系ア
ルミニウム化合物が含有されている。さらには、本発明
の難燃性軟質ポリウレタンフォームには、難燃剤とし
て、有機系難燃剤を含有することができる。
The flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention contains expandable graphite and a foamable phosphorus-based aluminum compound as a flame retardant. Furthermore, the flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention may contain an organic flame retardant as a flame retardant.

【0019】膨張性黒鉛は、加熱時に体積膨張するもの
であり、燃焼時に、軟質ポリウレタンフォームの燃焼部
を包み込み、空気流れを遮断しうる。膨張性黒鉛として
は、従来より難燃剤として使用されているものを特に制
限なく使用することができ、たとえば、天然の鱗片状グ
ラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイ
ト等の粉末を濃硫酸、硝酸等の無機酸と濃硝酸、過塩素
酸、過マンガン酸塩、重クロム酸塩等の強酸化剤で処理
してグラファイト層間化合物を生成させた炭素の層状構
造を維持したままの結晶化合物があげられる。膨張性黒
鉛の具体例として、たとえば、日本黒鉛工業(株)製の
商品名:EXP−60M等があげられる。かかる具体例
の膨張性黒鉛は、+42メッシュと、+80メッシュを
中心に構成されている。なお、当該膨張性黒鉛は、アン
モニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アル
カリ土類金属化合物等で中和することも任意である。
The expandable graphite expands in volume when heated, and when ignited, wraps around the burning portion of the flexible polyurethane foam and blocks the air flow. As the expandable graphite, those conventionally used as a flame retardant can be used without any particular limitation.For example, natural flaky graphite, pyrolytic graphite, quiche graphite and the like powder are concentrated sulfuric acid, nitric acid and the like. A crystalline compound which maintains a layered structure of carbon which has been treated with an inorganic acid and a strong oxidizing agent such as concentrated nitric acid, perchloric acid, permanganate, dichromate or the like to form a graphite intercalation compound can be given. Specific examples of the expandable graphite include, for example, EXP-60M (trade name, manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.). The expandable graphite of such a specific example is composed mainly of +42 mesh and +80 mesh. The expandable graphite may be optionally neutralized with ammonia, an aliphatic lower amine, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, or the like.

【0020】膨張性黒鉛の含有量は、特に制限されない
が、軟質ポリウレタンフォームを形成するポリオール化
合物100重量部に対して、1〜40重量部程度、好ま
しくは5〜35重量部である。
The content of the expandable graphite is not particularly limited, but is about 1 to 40 parts by weight, preferably 5 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol compound forming the flexible polyurethane foam.

【0021】発泡性リン系アルミニウム化合物は、前述
の通り、高温条件で30〜40倍程度に発泡して発泡性
多孔体を形成しうる化合物であり、このような化合物と
しては、たとえば、Al2 (HPO43 および/また
はその水和物があげられる。かかる化合物は、高温で、
メタリン酸アルミニウム{Al(H2 PO43 }とオ
ルソリン酸アルミニウム(AlPO4 )に変化して、発
泡性多孔体を形成し、1000℃の条件下においても安
定に形状を保つことができる。発泡性リン系アルミニウ
ム化合物としては、たとえば、太平化学産業(株)製の
商品名:APA−100があげられる。かかる具体例の
発泡性リン系アルミニウム化合物は、平均粒径10μm
以下の微細な球状結晶からなっている。
As described above, the foamable phosphorus-based aluminum compound is a compound capable of foaming about 30 to 40 times under high temperature conditions to form a foamable porous body. Examples of such a compound include Al 2. (HPO 4 ) 3 and / or hydrates thereof. Such compounds, at elevated temperatures,
Instead of aluminum metaphosphate {Al (H 2 PO 4 ) 3 } and aluminum orthophosphate (AlPO 4 ), a foamable porous body is formed, and the shape can be stably maintained even at 1000 ° C. Examples of the foamable phosphorus-based aluminum compound include APA-100 (trade name, manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.). The foamable phosphorus-based aluminum compound of this specific example has an average particle size of 10 μm.
It consists of the following fine spherical crystals.

【0022】発泡性リン系アルミニウム化合物の含有量
は、特に制限されないが、軟質ポリウレタンフォームを
形成するポリオール化合物100重量部に対して、1〜
50重量部程度、好ましくは15〜45重量部である。
The content of the foamable phosphorus-based aluminum compound is not particularly limited, but is 1 to 100 parts by weight of the polyol compound forming the flexible polyurethane foam.
It is about 50 parts by weight, preferably 15 to 45 parts by weight.

【0023】また、有機系難燃剤としては、従来より難
燃剤として使用されている各種のハロゲン含有化合物、
アルキルリン酸エステル、アリールリン酸エステルや含
ハロゲンリン酸エステル化合物、ホスホン酸エステル等
を、特に制限なく使用することができる。具体的には、
トリス(β−クロロエチル)ホスフェート、トリス(β
−クロロプロピル)ホスフェート、トリブチルホスフェ
ート、トリエチルホスフェート、クレジルフェニルホス
フェート、ジメチルホスホネート等を例示できる。
As the organic flame retardant, various halogen-containing compounds conventionally used as flame retardants,
Alkyl phosphates, aryl phosphates, halogen-containing phosphate compounds, phosphonates and the like can be used without any particular limitation. In particular,
Tris (β-chloroethyl) phosphate, tris (β
-Chloropropyl) phosphate, tributyl phosphate, triethyl phosphate, cresyl phenyl phosphate, dimethyl phosphonate and the like.

【0024】有機系難燃剤の含有量は、特に制限されな
いが、使用量が多くなると、ウレタンフォームの成形
性、反応性が悪くなるため、軟質ポリウレタンフォーム
を形成するポリオール化合物100重量部に対して、1
0重量部程度以下、好ましくは1〜5重量部である。
The content of the organic flame retardant is not particularly limited. However, if the amount of the organic flame retardant is too large, the moldability and reactivity of the urethane foam become poor. , 1
It is about 0 parts by weight or less, preferably 1 to 5 parts by weight.

【0025】本発明の難燃性軟質ポリウレタンフォーム
は、前記難燃剤を含むこと以外は、一般的な軟質ポリウ
レタンフォームと同様であり、軟質ポリウレタンフォー
ムはポリオール化合物およびポリイソシアネート化合物
から形成されている。ポリオール化合物およびポリイソ
シアネート化合物の種類は、特に制限されず、軟質ポリ
ウレタンフォームの目的に応じたものを適宜に選択して
使用できる。
The flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention is the same as a general flexible polyurethane foam except that it contains the flame retardant. The flexible polyurethane foam is formed from a polyol compound and a polyisocyanate compound. The types of the polyol compound and the polyisocyanate compound are not particularly limited, and those appropriately selected according to the purpose of the flexible polyurethane foam can be used.

【0026】ポリオール化合物としては、たとえば、そ
の代表例として、ポリエーテルポリオールやポリエステ
ルポリオールがあげられる。
Examples of the polyol compound include polyether polyol and polyester polyol as typical examples.

【0027】ポリエーテルポリオールとしては、多価ア
ルコールのアルキレンオキサイド付加体等があげられ
る。前記多価アルコールとしては、2価のものとして、
エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−
ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8−オ
クタンジオール、1,10−デカンジオール、ジエチレ
ングリコール、水等があげられ、3価のものとして、ト
リメチロールプロパン、グリセリン、ヘキサントリオー
ル、トリエタノールアミン等があげられ、4価のものと
してジグリセリン、ペンタエリスリトール、等があげら
れる。さらには、ソルビトール、マンニトール、ズルシ
トール、シュークローズ等の多価アルコールがあげられ
る。また、前記アルキレンオキサイドとしては、エチレ
ンオキサイド、プロピレンオキサイド等の1種以上が適
宜に選択して用いられる。なお、ポリエーテルポリオー
ルには、ポリエーテルポリオール中で、アクリロニトリ
ルとスチレン等を重合して得られる、いわゆるポリマー
ポリオールが含まれる。
Examples of the polyether polyol include an alkylene oxide adduct of a polyhydric alcohol. As the polyhydric alcohol, as a divalent,
Ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-
Butanediol, 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, diethylene glycol, water and the like. Examples include methylolpropane, glycerin, hexanetriol, and triethanolamine. Examples of tetravalent compounds include diglycerin and pentaerythritol. Furthermore, polyhydric alcohols such as sorbitol, mannitol, dulcitol, and souce are mentioned. In addition, as the alkylene oxide, one or more of ethylene oxide, propylene oxide, and the like are appropriately selected and used. The polyether polyol includes a so-called polymer polyol obtained by polymerizing acrylonitrile and styrene in the polyether polyol.

【0028】上記以外のポリエーテルポリオールとして
は、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリ
プロパノールアミン等のアミノアルコール類、エチレン
ジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、ジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラアミン、トルイレンジアミ
ン、メチレンビスアニリン等のアミン類、リン酸、ピロ
リン酸もしくはこれらの部分エステル等のリン化合物等
のアルキレンオキサイド付加体等があげられる。また、
グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トール、ソルビトールのようなポリオールにフッ化ホウ
素等のカチオン系触媒の存在下でエピクロヒドリン等を
付加して得られるハロゲン含有ポリエ−テルポリオ−ル
もあげることができる。
Other polyether polyols include amino alcohols such as diethanolamine, triethanolamine and tripropanolamine, ethylenediamine, 1,6-hexanediamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, toluylenediamine, methylenebisaniline. And alkylene oxide adducts such as phosphorus compounds such as phosphoric acid, pyrophosphoric acid and partial esters thereof. Also,
Halogen-containing polyetherpolyols obtained by adding epichlorohydrin or the like to a polyol such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol or sorbitol in the presence of a cationic catalyst such as boron fluoride can also be mentioned.

【0029】また、ポリエステルポリオールとしては、
多価アルコール成分と多塩基酸成分との縮合により得ら
れる末端水酸基を有するポリエステルポリオールがあげ
られる。多価アルコール成分としては、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、
ブチレングリコールなどのジオール類、トリメチロール
プロパン、ヘキサントリオール、グリセリンなどのトリ
オール類、さらには、ペンタエリスリトール、ソルビト
ール等があげられ、多塩基酸成分としては、コハク酸、
アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフ
タル酸、ヘット酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無
水フタル酸等があげられる。また、ポリエステルポリオ
ールとしては、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソ
ルビトール等を開始剤として、環状ラクトン類を開環重
合によって得られるものがあげられる。
Further, as the polyester polyol,
A polyester polyol having a terminal hydroxyl group obtained by condensation of a polyhydric alcohol component and a polybasic acid component is exemplified. Polyhydric alcohol components include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol,
Diols such as butylene glycol, trimethylolpropane, hexanetriol, triols such as glycerin, and further, pentaerythritol, sorbitol and the like, and as the polybasic acid component, succinic acid,
Examples include adipic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, heptic acid, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride and the like. Examples of the polyester polyol include those obtained by ring-opening polymerization of a cyclic lactone using glycerin, pentaerythritol, sorbitol or the like as an initiator.

【0030】上記以外のポリオール化合物としては、ひ
まし油、ひまし油変成ポリオール、エポキシ変成ポリオ
ール、シリコーン系ポリオール、アクリル変成ポリオー
ルなどもあげることができる。
Examples of the polyol compounds other than those described above include castor oil, castor oil modified polyol, epoxy modified polyol, silicone polyol, and acrylic modified polyol.

【0031】さらには、本発明のポリオール化合物に
は、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリ
プロパノールアミン等のアルカノールアミン類、三価以
上の多価アルコール成分やこれらのアルキレンオキサイ
ド一付加物等の活性水素を三個以上有する低分子化合物
を架橋剤として含有することもできる。
Further, the polyol compound of the present invention may contain active hydrogen such as alkanolamines such as diethanolamine, triethanolamine and tripropanolamine, trihydric or higher polyhydric alcohol components, and monoalkylene oxide adducts thereof. A low molecular compound having three or more compounds may be contained as a crosslinking agent.

【0032】ポリイソシアネート化合物としては、ポリ
ウレタンの技術分野において公知のポリイソシアネート
化合物を全て使用可能であり、たとえば、芳香族ポリイ
ソシアネート化合物、脂肪族および脂環族ポリイソシア
ネート化合物に分類されるものを例示できる。上記イソ
シアネートと種々の活性水素化合物をNCO基過剰の状
態で反応させて得られるプレポリマーや、更に部分的に
アロファネート化、トリマー化した変成イソシアネート
類もあげることができる。
As the polyisocyanate compound, all polyisocyanate compounds known in the technical field of polyurethane can be used, and examples thereof include those classified into aromatic polyisocyanate compounds, aliphatic and alicyclic polyisocyanate compounds. it can. Prepolymers obtained by reacting the above isocyanate with various active hydrogen compounds in an NCO group-excess state, and modified isocyanates partially allophanated or trimerized can also be mentioned.

【0033】芳香族ポリイソシアネート化合物として
は、具体的には以下のものを例示できる。すなわち、ト
リレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソ
シアネート(XDI)、4,4’−ジフェニルメタンジ
イソシアネート(MDI)、2,4−トルエンジイソシ
アネート、2,6−トルエンジイソシアネート、ナフタ
レンジイソシアネート、クルードMDI(c−MDI)
(44V−10,44V−20等(バイエル社製)
等)、ウレトンイミン含有MDI(液状MDI)(アイ
ソネート143L)(ダウケミカル社製)、カルボジイ
ミド含有MDI(ミリオネートMTL;日本ポリウレタ
ン工業製)等が例示される。
The following are specific examples of the aromatic polyisocyanate compound. That is, tolylene diisocyanate (TDI), xylylene diisocyanate (XDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, crude MDI (c-MDI )
(44V-10, 44V-20, etc. (manufactured by Bayer AG)
And the like, uretonimine-containing MDI (liquid MDI) (Isonate 143L) (manufactured by Dow Chemical Company), carbodiimide-containing MDI (millionate MTL; manufactured by Nippon Polyurethane Industry) and the like.

【0034】また、脂肪族および脂環族ポリイソシアネ
ートとしては、例えばヘキサメチレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、4,4´−ジシクロ
ヘキシルメタンジイソシアネート等があげられる。
Examples of the aliphatic and alicyclic polyisocyanates include hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate and 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate.

【0035】ポリイソシアネート化合物の使用量は、用
途に応じて、ポリオール化合物の水酸基価とNCOイン
デックス(イソシアネート基の当量/活性水素基の当
量)により適宜に決められる。
The amount of the polyisocyanate compound to be used is appropriately determined according to the application, based on the hydroxyl value of the polyol compound and the NCO index (equivalent of isocyanate group / equivalent of active hydrogen group).

【0036】軟質ポリウレタンフォームの形成は、前記
ポリイソシアネート化合物、ポリオール化合物を、ウレ
タン化触媒、発泡剤の存在下で反応させることにより行
われる。また、本発明の難燃性軟質ポリウレタンフォー
ムは、前記難燃剤を反応系に存在させることにより製造
することができる。すなわち、かかる難燃性軟質ポリウ
レタンフォームは、前記ポリオール化合物およびポリイ
ソシアネート化合物、触媒及び発泡剤、さらには前記難
燃剤を含有してなるポリウレタン原液集合体から製造さ
れる。
The formation of the flexible polyurethane foam is carried out by reacting the polyisocyanate compound and the polyol compound in the presence of a urethanizing catalyst and a foaming agent. Further, the flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention can be produced by allowing the flame retardant to be present in a reaction system. That is, such a flame-retardant flexible polyurethane foam is manufactured from an undiluted polyurethane solution aggregate containing the polyol compound and the polyisocyanate compound, a catalyst and a foaming agent, and the flame retardant.

【0037】ウレタン化触媒としては、アミン系触媒と
有機金属系触媒があげられる。アミン系触媒としては、
たとえば、トリエチルアミン、N−メチルモルフォリ
ン、N−エチルモルフォリン、トリエタノールアミン、
ジメチルエタノールアミン、モノメチルエタノールアミ
ン、ジエチレントリアミン、モノエタノールアミン、ジ
エタノールアミン、トリプロピルアミン、トリブチルア
ミン、トリエチレンジアミン、テトラメチルブタンジア
ミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N,N'
,N' −テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,
N,N' ,N' −テトラメチルエチレンジアミン等の3
級アミン類があげられる。また、有機金属系触媒とし
て、たとえば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジ
アセテート、ジブチル錫ジクロライド、オクタン酸錫、
オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛等があげられる。
The urethanization catalyst includes an amine catalyst and an organometallic catalyst. As the amine catalyst,
For example, triethylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, triethanolamine,
Dimethylethanolamine, monomethylethanolamine, diethylenetriamine, monoethanolamine, diethanolamine, tripropylamine, tributylamine, triethylenediamine, tetramethylbutanediamine, N, N-dimethylbenzylamine, N, N, N '
, N'-tetramethylhexamethylenediamine, N,
3 such as N, N ', N'-tetramethylethylenediamine
Secondary amines. Further, as an organometallic catalyst, for example, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dichloride, tin octoate,
Lead octoate, lead naphthenate and the like.

【0038】ウレタン化触媒の配合量は使用する触媒の
種類により適宜に決定されるが、通常、ポリオール化合
物100重量部に対して0.01〜1重量部程度であ
る。好ましくは0.1〜0.8重量部である。
The amount of the urethanization catalyst is appropriately determined depending on the type of the catalyst used, but is usually about 0.01 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the polyol compound. Preferably it is 0.1-0.8 weight part.

【0039】発泡剤としては、ポリウレタン用の発泡剤
はいずれも使用できる。たとえば、フロン系発泡剤、塩
化メチレン等のハロゲン化炭化水素、ペンタン等の低沸
点炭化水素、水等が例示される。
As the foaming agent, any foaming agent for polyurethane can be used. Examples thereof include a chlorofluorocarbon blowing agent, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, low-boiling hydrocarbons such as pentane, and water.

【0040】たとえば、発泡剤(水)の使用量は、得ら
れるポリウレタンフォームの密度を考慮して適宜に決定
される。通常、ポリオール化合物100重量部に対し1
〜6重量部程度である。好ましくは2.5〜3.5重量
部である。また低沸点化合物を水と併用する場合には、
その合計量が通常、ポリオール化合物100重量部に対
し1〜20重量部程度、好ましくは3〜10重量部であ
る。
For example, the amount of the blowing agent (water) used is appropriately determined in consideration of the density of the obtained polyurethane foam. Usually, 1 to 100 parts by weight of the polyol compound
About 6 parts by weight. Preferably it is 2.5 to 3.5 parts by weight. When a low boiling point compound is used in combination with water,
The total amount is usually about 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the polyol compound.

【0041】また、本発明の難燃性軟質ポリウレタンフ
ォームには、整泡剤、着色剤、及び酸化防止剤等のポリ
ウレタンフォームに用いられる添加剤を、本発明の効果
を損なわない範囲で含有することができる。なお、これ
ら添加剤は、通常、ポリウレタン原液集合体に含有させ
ている。
The flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention contains additives used for the polyurethane foam, such as a foam stabilizer, a colorant, and an antioxidant, as long as the effects of the present invention are not impaired. be able to. In addition, these additives are usually contained in a polyurethane stock solution aggregate.

【0042】ポリウレタン原液集合体は、一般的には、
ポリウレタンフォームの製造にあたって、混合されるも
のであり、通常、ポリウレタン原液集合体は、ポリイソ
シアネート化合物と、ポリオール化合物に分けられてお
り、触媒、発泡剤および難燃剤は、ポリイソシアネート
化合物および/またはポリオール化合物に含まれてい
る。触媒、発泡剤および難燃剤は、ポリオール化合物に
含まれているのが好ましい。
The undiluted polyurethane assembly is generally
In the production of a polyurethane foam, they are mixed. Usually, the raw polyurethane solution aggregate is divided into a polyisocyanate compound and a polyol compound, and the catalyst, the blowing agent and the flame retardant are a polyisocyanate compound and / or a polyol. Included in compounds. The catalyst, blowing agent and flame retardant are preferably contained in the polyol compound.

【0043】前記ポリウレタン原液集合体の反応は、一
般的にはポリイソシアネート化合物のみの原料液と、ポ
リオール化合物に他の各種成分を含有する原料液とを、
所定の比率で均一混合することにより行われる。ポリウ
レタン原液集合体を混合、発泡させる方法は特に限定さ
れず、反応混合物が均一に混合されさえすれば、どのよ
うな方法を用いてもよい。例えば、従来よりポリウレタ
ンフォーム等の製造に使用されている注入発泡、連続発
泡等が利用できる。
In the reaction of the above-mentioned raw polyurethane solution aggregate, a raw material liquid containing only a polyisocyanate compound and a raw material liquid containing various other components in a polyol compound are generally used.
This is performed by uniformly mixing at a predetermined ratio. The method of mixing and foaming the polyurethane stock solution aggregate is not particularly limited, and any method may be used as long as the reaction mixture is uniformly mixed. For example, injection foaming, continuous foaming, and the like conventionally used for producing polyurethane foam and the like can be used.

【0044】また、本発明の難燃性軟質ポリウレタンフ
ォームは、前記ポリオール化合物とポリイソシアネート
成分を、ウレタン化触媒、発泡剤の存在下で反応させ
て、軟質ポリウレタンフォームを製造した後、前記難燃
剤を含浸処理することにより製造することもできる。含
浸処理は、前記難燃剤の他に、難燃剤を固定させるため
にアクリル系樹脂やラテックス等のバインダー含む薬液
により行う。
The flame-retardant flexible polyurethane foam of the present invention is prepared by reacting the polyol compound with a polyisocyanate component in the presence of a urethanizing catalyst and a foaming agent to produce a flexible polyurethane foam. Can also be produced by impregnation. The impregnation treatment is performed with a chemical solution containing a binder such as an acrylic resin or latex for fixing the flame retardant, in addition to the flame retardant.

【0045】[0045]

【実施例】以下に、実施例によって本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらによって何等限定されるもの
ではない。なお、各例中、部、%は重量基準である。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In each example, parts and% are based on weight.

【0046】実施例1 (ポリオール成分)ポリエーテルポリオール(商品名:
EL−813,旭硝子(株)製)80部 ポリマーポリオール(商品名:POP−31/28,三
井化学(株)製)20部 ジエタノールアミン(三井化学(株)製)1.5部 (整泡剤) シリコン系整泡剤(商品名:SRX−274C,東レ・
ダウコーニング・シリコーン(株)製)0.9部 (触媒) アミン系触媒(商品名:Dabco33LV,三共エア
プロダクツ(株)製)0.8部 (発泡剤) 水2.5部 (難燃剤) *1.発泡性リン系アルミニウム化合物(商品名:AP
A−100,太平化学産業(株)製)20部 *2.膨張性黒鉛(商品名:EXP−60M,日本黒鉛
工業(株)製)30部 *3.含ハロゲンリン酸エステル化合物(商品名:H−
530,大八化学工業(株)製)5部 を混合し、素早く撹拌した後に、トリレンジイソシアネ
ート(商品名TDI−80、日本ポリウレタン工業
(株)製)41.5部を加えて撹拌した後、容器(50
0mm×500mm×500mm)に流し込み自由発泡
させて軟質ポリウレタンフォームを得た。軟質ポリウレ
タンフォームのライズタイムは190〜215秒であっ
た。得られた軟質ポリウレタンフォームを1日間、室温
で放置した後にフォームを所定の形状に切り出し試験片
を作製した。得られた軟質ポリウレタンフォームの密度
は55kg/cm3 であった。
Example 1 (Polyol component) Polyether polyol (trade name:
EL-813, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) 80 parts Polymer polyol (trade name: POP-31 / 28, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) 20 parts Diethanolamine (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) 1.5 parts (foam stabilizer) ) Silicone foam stabilizer (trade name: SRX-274C, Toray
Dow Corning Silicone Co., Ltd.) 0.9 parts (Catalyst) Amine catalyst (trade name: Dabco33LV, manufactured by Sankyo Air Products Co., Ltd.) 0.8 parts (Blowing agent) Water 2.5 parts (Flame retardant) * 1. Foamable phosphorus-based aluminum compound (trade name: AP
A-100, manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) 20 parts * 2. 30 parts of expandable graphite (trade name: EXP-60M, manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) * 3. Halogen-containing phosphate compound (trade name: H-
530, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), stirred quickly, and then added with 41.5 parts of tolylene diisocyanate (trade name: TDI-80, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) and stirred. , Container (50
(0 mm × 500 mm × 500 mm) and freely foamed to obtain a flexible polyurethane foam. The rise time of the flexible polyurethane foam was 190 to 215 seconds. After leaving the obtained flexible polyurethane foam at room temperature for one day, the foam was cut into a predetermined shape to prepare a test piece. The density of the obtained flexible polyurethane foam was 55 kg / cm 3 .

【0047】実施例2〜3、比較例1〜5 実施例1において、触媒の使用量、発泡剤の使用量を表
1に示すように変えた以外は実施例1と同様にして、軟
質ポリウレタンフォームを得た。軟質ポリウレタンフォ
ームのライズタイム、密度を表1に示す。
Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the amount of the catalyst and the amount of the blowing agent were changed as shown in Table 1. Got the form. Table 1 shows the rise time and density of the flexible polyurethane foam.

【0048】得られた軟質ポリウレタンフォームについ
て、米国電気用材料燃焼試験(UL−94)、航空機座
席クッション詰物用燃焼試験(FAR25853
(c))についての評価を行った。結果を表1に示す。
With respect to the obtained flexible polyurethane foam, a material burning test for electrical use in the United States (UL-94) and a burning test for filling airplane seat cushion (FAR25853) were conducted.
(C)) was evaluated. Table 1 shows the results.

【0049】[0049]

【表1】 実施例1〜3の軟質ポリウレタンフォームは、いずれも
燃焼性試験に適合できた。なお、実施例1〜3では、難
燃剤中の膨張性黒鉛の使用割合を少なくすることによ
り、軟質ポリウレタンフォームの成形性、反応性が良好
になることが認められる。一方、比較例1では膨張性黒
鉛の使用量が多いため、軟質ポリウレタンフォームの発
泡不可であり、比較例2では軟質ポリウレタンフォーム
は得られるものの、燃焼性試験に不適合であった。また
比較例3、4では含ハロゲンリン酸エステル化合物の使
用量を増やしても燃焼性試験に適合できないことが認め
られる。なお、含ハロゲンリン酸エステル化合物の使用
量を増やすと軟質ポリウレタンフォームの成形性、反応
性が悪くなるため、含ハロゲンリン酸エステル化合物の
使用量は増加し難い。また、比較例5では、発泡性リン
系アルミニウム化合物の使用量を増やしても、膨張性黒
鉛を使用していない場合には燃焼性試験に適合できない
ことが認められる。
[Table 1] All of the flexible polyurethane foams of Examples 1 to 3 were able to meet the flammability test. In Examples 1 to 3, it is recognized that the moldability and reactivity of the flexible polyurethane foam are improved by reducing the use ratio of the expandable graphite in the flame retardant. On the other hand, in Comparative Example 1, foaming of a flexible polyurethane foam was not possible due to the large amount of expandable graphite used. In Comparative Example 2, although a flexible polyurethane foam was obtained, it was not suitable for a flammability test. Further, in Comparative Examples 3 and 4, it is recognized that even if the amount of the halogen-containing phosphoric ester compound used is increased, it cannot be adapted to the flammability test. When the amount of the halogen-containing phosphoric acid ester compound is increased, the moldability and the reactivity of the flexible polyurethane foam deteriorate, so that the amount of the halogen-containing phosphoric acid ester compound hardly increases. Further, in Comparative Example 5, it is recognized that even if the amount of the expandable phosphorus-based aluminum compound used is increased, if the expandable graphite is not used, it cannot be adapted to the flammability test.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08K 5/00 C08K 5/00 //(C08G 18/00 (C08G 18/00 101:00) 101:00) Fターム(参考) 3B096 AD07 4J002 CK021 CK031 CK041 CK051 DA026 DH047 EW048 EW058 EW128 FD136 FD137 FD138 4J034 BA03 DA01 DB04 DB05 DB07 DF01 DG03 DG04 DG23 DG28 DG29 DK02 DK09 DM01 DP04 DP06 DP18 DQ05 DQ16 DQ18 EA12 HA01 HA07 HC12 HC13 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 KA01 KB05 KC17 KC18 KD12 KE02 MA01 MA02 MA16 NA02 NA03 QC01 RA12 RA15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08K 5/00 C08K 5/00 // (C08G 18/00 (C08G 18/00 101: 00) 101: 00 ) F term (reference) 3B096 AD07 4J002 CK021 CK031 CK041 CK051 DA026 DH047 EW048 EW058 EW128 FD136 FD137 FD138 4J034 BA03 DA01 DB04 DB05 DB07 DF01 DG03 DG04 DG23 DG28 DP12 DQ12 DP12 DK29 HC71 HC73 KA01 KB05 KC17 KC18 KD12 KE02 MA01 MA02 MA16 NA02 NA03 QC01 RA12 RA15

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 難燃剤を含有してなる軟質ポリウレタン
フォームにおいて、難燃剤として、膨張性黒鉛および発
泡性リン系アルミニウム化合物を含有してなることを特
徴とする難燃性軟質ポリウレタンフォーム。
1. A flame-retardant flexible polyurethane foam comprising a flame-retardant, comprising expandable graphite and a foamable phosphorus-based aluminum compound as a flame retardant.
【請求項2】 難燃剤として、さらに有機系難燃剤を含
有してなることを特徴とする請求項1記載の難燃性軟質
ポリウレタンフォーム。
2. The flame-retardant flexible polyurethane foam according to claim 1, further comprising an organic flame retardant as the flame retardant.
【請求項3】 難燃性軟質ポリウレタンフォームが、ポ
リオール化合物およびポリイソシアネート化合物を、ウ
レタン化触媒、発泡剤および難燃剤の存在下で反応させ
ることにより製造されたものであることを特徴とする請
求項1または2記載の難燃性軟質ポリウレタンフォー
ム。
3. The flame-retardant flexible polyurethane foam is produced by reacting a polyol compound and a polyisocyanate compound in the presence of a urethanizing catalyst, a foaming agent and a flame retardant. Item 3. The flame-retardant flexible polyurethane foam according to item 1 or 2.
【請求項4】 請求項3記載の難燃性軟質ポリウレタン
フォームの製造に用いる、ポリイソシアネート化合物、
ポリオール化合物、ウレタン化触媒、発泡剤および難燃
剤を含有してなるポリウレタン原液集合体からなること
を特徴とする難燃性軟質ポリウレタンフォーム形成剤。
4. A polyisocyanate compound used for producing the flame-retardant flexible polyurethane foam according to claim 3.
A flame-retardant flexible polyurethane foam-forming agent, comprising a polyurethane stock solution aggregate containing a polyol compound, a urethanization catalyst, a foaming agent and a flame retardant.
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