JP2004211081A - 発泡剤ブレンド - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒドロフルオロカーボン発泡フォームの延焼性又は煤煙濃度を減少させる発泡剤ブレンドの提供を課題とする。
【解決手段】 ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロルエチレン及び１種以上のヒドロフルオロカーボンを含有する発泡剤ブレンドを提供する。また、このようなブレンドを含有するフォーム組成物も提供する。得られたフォームは耐火性能を劇的に改善させる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロルエチレン（「トランス１２」）及び１種以上のヒドロフルオロカーボン（「ＨＦＣ」）を含有するフォーム用発泡剤ブレンド及びこのようなブレンドを含有するフォーム組成物に関する。トランス１２は、スチレンフォーム、フェノール樹脂フォーム及びウレタンフォームのようなＨＦＣ発泡独立気泡重合体（断熱材）フォームの耐火性能を改善させるために（即ち、ＡＳＴＥＭ１３５４によって測定されるように、発火に基づく質量損失速度の低下及び比減衰面積の減少によって延焼及び煤煙の発生を抑えるために）有用である。

クロロフルオロカーボン（「ＣＦＣ」）は、長年にわたって硬質独立気泡断熱フォーム用の発泡剤として使用されてきた。なぜならば、これらのＣＦＣは難燃性であるため、良好な断熱性に加えて格別の耐火性を与えるからである。しかしながら、ＣＦＣは、オゾン層に悪影響をもたらすと言われているため段階的に廃止されつつある。低いオゾン破壊係数（「ＯＤＰ」）を有する１，１−ジクロル−１−フルオルエタン（「ＨＣＦＣ−１４１ｂ」）のようなヒドロクロロフルオロカーボン（「ＨＣＦＣ」）がＣＦＣの代わりに使用されてきた。しかしながら、ＨＣＦＣもモントリオール議定書に基づいて段階的に廃止されつつある。次世代のフォーム用発泡剤はＯＤＰがゼロでなければならない。フルオロケミカル発泡剤について、これらのものは、一般に１，１，１，３，３−ペンタフルオルブタン（「ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ」）のようなＨＦＣである。しかしながら、ＨＦＣは、典型的にはＣＦＣ又はＨＣＦＣよりも易燃性であるため、この新規な処方物は、多くの場合同一の易燃性レベルを達成するためにはより高レベルの難燃剤を必要とするであろう。この難燃剤の増加レベルは問題を生じさせる。というのは、難燃剤を燃焼させると煤煙レベルが増加するからである。従って、アルベマール社のウェブサイト（Albemarle.com/saytexfr_polyurethane.htm）に開示されるように、臭素化反応性ポリオール（ＲＢ−７９）の添加は、耐火試験に付されるときにフォームの煤煙濃度を増加させる。２４５ｆａの単独での使用は、高い煤煙濃度を発生させるフォームを生じさせることが報告されている。従って、必要とされるものは、煤煙濃度を低下させ且つコストを全体的に下げるように難燃剤の量を減少させると同時にＨＦＣによる申し分のない発泡を達成させるための手段である。トランス１２は、例えば米国特許第５１２６０６７号に発泡剤として開示されているが、このものを延焼性又は煤煙濃度を減少させるために使用することは、これまでに開示されていない。

米国特許第５１２６０６７号明細書

ＨＦＣを主体とするフォーム用発泡剤組成物が提供される。この組成物は、トランス１２を発泡フォームの耐火性能を向上させるのに有効な量で含有する。並びに、ポリオール、イソシアネート及び該発泡剤組成物を含むウレタンフォーム組成物が提供される。好ましいＨＦＣとしては、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、１，１，１，３，３−ペンタフルオルプロパン（「ＨＦＣ−２４５ｆａ」）及び１，１，１，２−テトラフルオルエタン（「１３４ａ」）が挙げられる。典型的なトランス１２レベルは、全発泡剤重量を基にして約５〜４０重量％である。

トランス１２は、ＨＦＣ発泡フォームの耐火性能を改善させ（煤煙発生及び質量損失速度を抑制させる）、並びに該ブレンドの温暖化係数をＨＦＣ単独と比較して低下させ、そして必要とされる難燃剤の量を減少させることによってフォーム処方物のコストを全体的に低下させる。上述のように、これらのブレンドは、スチレンフォーム、フェノール樹脂フォーム及びウレタンフォームのような改善された耐火性能を有する独立気泡重合体（断熱材）フォームを製造するために特に有用である。

トランス１２は、一般にブレンドの５〜４０％を占める。ウレタンフォーム組成物では、該ブレンドの有効濃度は、典型的には、全ウレタンフォーム組成物の重量を基にして約０．１〜２５重量％（好ましくは０．５〜１５重量％）である。

発泡剤は、フォーム組成物の「Ａ」側と「Ｂ」側の間に分布し得る。また、このものの全て又は一部分は、その注入時にも添加できる。また、トランス１２／ＨＦＣブレンドは、水又はペンタンのような追加の発泡剤も含有し得る。

プレミックス及びフォーム処方物のその他の成分は慣用されるものであることができ、それらの成分及びそれらの特性は、当業者に周知である。例えば、難燃剤、界面活性剤及びポリオールがＢ側の典型的な成分であるが、Ａ側は、主としてポリイソシアネートからなる。水が共発泡剤として頻繁に使用される。Ａ側及びＢ側は、典型的には互いに混合され、次いで触媒が注入され、その後該混合物は型又は箱に注がれる。

本発明の実施を、２４５ｆａ又は３６５ｍｆｃを単独で使用して、ＨＦＣ発泡フォームの性能と発泡剤がトランス１２の１０、３０又は５０モル％を含有する当該フォームの性能とを比較する次の実施例でより詳しく例示する。使用される処方物（全て２７５のＩＳＯ指数を有する）は、以下の表により具体的に示されるように、それぞれ１５６．３重量部のＤ−４４Ｖ７０とバイエル社から入手できる重合体のメタンジフェニルジイソシアネート（重合体ＭＤＩ）、１００重量部のＰＳ２４１２とステファン社から入手できる２３０〜２５０のヒドロキシル数を有するポリエステルポリオール、０．１７重量部のＰＣ−５（このものはペンタメチルジエチレントリアミンである）とエアープロダクツ社から入手できる触媒、２．７１重量部のＫ−１５とオクタン酸カリウムのジプロピレングリコール溶液とエアープロダクツ社から入手できる触媒、２重量部のＢ−８４６５とゴールドシュミットケミカル社から入手できるポリシロキサン・ポリエーテル共重合体界面活性剤及び約３４〜４４重量部の発泡剤を含有する。

Ａ側（Ｄ−４４Ｖ７０）及びＢ側（ポリオール、界面活性剤及び発泡剤の混合物）をそれぞれ１０℃に冷却し、次いで混合し、その後触媒混合物を注入した。さらに約１５〜１８秒間混合した後、この混合物を箱に注いだ。該フォームの燃焼挙動を標準試験プロトコル（ＩＳＯ５６６０又はＡＳＴＥＭ Ｅ１３５４）に従ってコーン熱量計で試験した。この試験では、フォーム試験片を円錐輻射加熱器で発火させるが、この試験片表面上に適用される熱流束は、平方メートル当たり５０キロワットである。試験された試験片は厚さ５０ｍｍで１００×１００ｍｍの寸法を有していた。これらのものを上部表面のみを輻射加熱器に露出させるためにアルミホイルに包んだ。２種の試験片をそれぞれの測定のために使用し、その結果を平均した。重量損失の１０〜９０％の間で算出されるときの５８０秒内での全煙霧発生（比減衰面積又は「ＳＥＡ」としてＡＳＴＥＭ Ｅ１３５４に従って報告される）及び質量損失速度（放熱速度の指標）を以下の表に報告する。

トランス１２の使用による改善は、３６５ｍｆｃ自体が２４５ｆａよりも小さい易燃焼性のフォームを生じさせるため、２４５ｆａに添加されるときにはさらに飛躍的である。

Claims (8)

1. ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロルエチレンを発泡フォームの耐火性能を向上させるのに有効な量で含有するヒドロフルオロカーボンを主体としたフォーム用発泡剤組成物。
2. ヒドロフルオロカーボンが１，１，１，３，３−ペンタフルオルプロパンである請求項１に記載の発泡剤組成物。
3. ヒドロフルオロカーボンが１，１，１，３，３−ペンタフルオルブタンである請求項１に記載の発泡剤組成物。
4. ヒドロフルオロカーボンが１，１，１，２−テトラフルオルエタンである請求項１に記載の発泡剤組成物。
5. イソシアネート、ポリオール及び請求項１に記載のフォーム用発泡剤組成物を含むウレタンフォーム組成物。
6. ヒドロフルオロカーボンが１，１，１，３，３−ペンタフルオルプロパンである請求項５に記載のウレタンフォーム組成物。
7. ヒドロフルオロカーボンが１，１，１，３，３−ペンタフルオルブタンである請求項５に記載のウレタンフォーム組成物。
8. ヒドロフルオロカーボンが１，１，１，２−テトラフルオルエタンである請求項５に記載のウレタンフォーム組成物。