JP2004339409A - 難燃性ポリウレタンフォーム - Google Patents
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Abstract
【課題】非ハロゲン系難燃剤を用いた難燃性に優れる難燃性ポリウレタンフォームを提供する。
【解決手段】ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを少なくとも難燃剤の存在下で反応させて得られる難燃性ポリウレタンフォームにおいて、該難燃剤がテトラエチルエチレンジフォスフェート及びメラミン樹脂を含むことを特徴とする難燃性ポリウレタンフォーム。ポリオール１００重量部に対しテトラエチルエチレンジフォスフェートを１〜２０重量部含み、メラミン樹脂の配合量Ｍとテトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量Ｔとの比Ｍ／Ｔが０．８／１〜１．９／１である。
【解決手段】ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを少なくとも難燃剤の存在下で反応させて得られる難燃性ポリウレタンフォームにおいて、該難燃剤がテトラエチルエチレンジフォスフェート及びメラミン樹脂を含むことを特徴とする難燃性ポリウレタンフォーム。ポリオール１００重量部に対しテトラエチルエチレンジフォスフェートを１〜２０重量部含み、メラミン樹脂の配合量Ｍとテトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量Ｔとの比Ｍ／Ｔが０．８／１〜１．９／１である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難燃性ポリウレタンフォームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリウレタンフォームを難燃化させるために、有機リン系難燃剤、ハロゲン化合物、水酸化アルミニウムや三酸化アンチモン等の難燃剤を原料中に配合することが広く行われている。
【０００３】
上記有機リン系難燃剤としては、例えばＴＣＥＰ（トリス（クロロエチル）ホスフェート）、ＴＣＰＰ（トリス（クロロプロピル）ホスフェート）、ＴＣＰ（トリクレジルホスフェート）等が用いられている。
【０００４】
また、特開平８−２１７８４６号公報には、難燃剤としてトリアリールフォスフェートを用いた難燃性ポリウレタンフォームが記載されている。
【０００５】
特開２００１−３１６４４５号公報には、難燃剤としてメラミン樹脂を用いた難燃性ポリウレタンフォームが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２１７８４６号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１６４４５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、難燃剤としてハロゲン化合物を用いるまでもなく、難燃性に優れた難燃性ポリウレタンフォームを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の難燃性ポリウレタンフォームは、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを少なくとも難燃剤の存在下で反応させて得られる難燃性ポリウレタンフォームにおいて、該難燃剤がテトラエチルエチレンジフォスフェート及びメラミン樹脂を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の難燃性ポリウレタンフォームは、難燃剤としてテトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂とを併用すると難燃性ポリウレタンフォームの難燃性が著しく向上するという新規な知見に基づくものである。
【００１０】
なお、本発明の難燃性ポリウレタンフォームは、難燃剤としてさらに他の非ハロゲン系難燃剤例えばクレー、水酸化アルミニウム等の少なくとも１種を含んでもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に使用するポリオールとしては特に制限はなく、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリアクリルポリオール等が使用可能である。
【００１２】
本発明に使用できるポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート（以下、ＴＤＩとも略記する）、ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩとも略記する）等が用いられる。ＴＤＩ、ＭＤＩ等は併用されてもよい。ＴＤＩ、ＭＤＩ等は変性されていてもよい。
【００１３】
本発明では、難燃剤として、少なくともテトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂とを用いる。
【００１４】
テトラエチルエチレンジフォスフェートは、Ｃ１０Ｈ２４Ｏ８Ｐ２であり、次の式にて表わされる構造を有する。
【００１５】
【化１】
【００１６】
テトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量は、好ましくはポリオール１００重量部に対し１〜２０重量部好ましくは１〜１５重量部特に８〜１５重量部である。テトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量がポリオール１００重量部に対し１重量部よりも少ないと、難燃性の向上が十分とはならないことがあり、また２０重量部を超えるとポリウレタンフォームの機械的特性（例えば、伸び、引張強さ、引裂き強さなど）を低下させるおそれがある。
【００１７】
メラミン樹脂の配合量Ｍ（重量部）は、テトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量Ｔ（重量部）に対し、Ｍ／Ｔが０．８／１〜１．９／１特に０．９／１〜１．６／１となる量が好適である。Ｍ／Ｔ比が０．８／１よりも小さいと、ポリウレタンフォームの難燃性向上が不十分になることがあり、一方、Ｍ／Ｔ比が１．９／１よりも大きいと、ポリウレタンフォームの機械的特性を低下させることがある。
【００１８】
本発明では、難燃剤として、クレー、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、亜鉛華、炭酸カルシウムなど、ポリウレタンフォームに用いられる他の非ハロゲン系難燃剤を併用してもよい。テトラエチルエチレンジフォスフェート及びメラミン樹脂以外の難燃剤の配合量は合量でポリオール１００重量部に対し１０重量部以下特に５重量部以下が好ましい。
【００１９】
本発明で使用する触媒は特に限定なく、ポリウレタンフォームの製造において通常使用される、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ−エチルモルホリン、ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、ビス−（ジメチルアミノエチル）エーテル、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレントリアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、トリス（ジメチルアミノプロピル）−ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン等のアミン系触媒、オクチル酸カリウム、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクテート等の金属系触媒等がいずれも使用できる。触媒の添加量の好ましい範囲はポリオール１００重量部に対して０．１〜５、特に０．３〜３重量部である。
【００２０】
発泡剤としても種々のものを使用することができる。例えば、発泡剤としては、水および低沸点の化合物を単独または併用して使用することができる。低沸点化合物としてはトリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等のフロン化合物、ジクロロメタン等が例示できる。発泡剤の使用量は、フォームの密度、一般物性、反応の際の発熱温度等を考慮して、従来公知の方法におけると同様に決定することができる。
【００２１】
整泡剤としては、特に限定されるものではないが、ジメチルポリシロキサンとポリエーテルのブロック共重合体などを使用することができる。
【００２２】
本発明においては、上記各添加剤に加えて、必要であれば顔料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、カーボンブラック等の導電性物質、抗菌剤および各種充填材（例えば無機粉体）等の他の添加剤を加えることができる。これらの添加剤は原料段階でポリオール成分に添加混合して使用することが好ましい。なお、本発明のポリウレタンフォームのフォーム構造は特に制限されるものではない。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例、比較例、参考例により本発明をより具体的、より詳細に説明する。実施例、参考例および比較例においてはポリウレタンフォームの原料成分の配合量は、特に断らない限りポリオール成分１００重量部に対する重量部を意味する。
【００２４】
［実施例１］
ポリオールとしてポリプロピレンオキサイド（分子量３０００）を１００重量部、イソシアネートとしてＴＤＩ（三井武田ケミカル社製、「コロネートＴ８０」）を６０重量部使用した。また、発泡剤として水５重量部を用いた。難燃剤としてテトラエチルエチレンジフォスフェート１０重量部、メラミン樹脂（三協化成社製、「メラミン」）粉体１５重量部とを併用して用いた。
【００２５】
触媒は、トリエタノールアミン０．５重量部使用した。
【００２６】
整泡剤としては、シリコン整泡剤（信越化学社製「Ｆ２４２ＴＢ」）を１重量部使用した。イソシアネート以外の上記配合物を撹拌混合したのちイソシアネートを混合して、密度約２３Ｋｇ／ｍ３のポリウレタンフォームを得た。
【００２７】
［実施例２、参考例１］
テトラエチルエチレンジフォスフェートと、メラミン樹脂との配合量を表１の通りとした以外は実施例１と同様にして、ポリウレタンフォームを得た。
【００２８】
［実施例３，４，５、参考例２］
テトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂との配合量を表１の通りとし、さらに難燃剤としてクレー又は水酸化アルミニウムを２重量部使用した以外は実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを得た。
【００２９】
［比較例１，２］
難燃剤として、表１の通りテトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂との一方のみを１５重量部使用した以外は実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを得た。
【００３０】
［比較例３］
難燃剤として塩化ビニル１２重量部、三酸化アンチモン６重量部、亜鉛華２重量部を使用した以外は実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを得た。
【００３１】
［比較例４］
難燃剤としてＴＣＥＰ（トリス（クロロエチル）ホスフェート）を１５重量部使用した以外は実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを得た。
【００３２】
上記各実施例および比較例で得られた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ＵＬ９４の評価方法に準じて燃焼スピード（秒）及び燃焼距離（ｍｍ）の評価を行った。結果を表１に示した。なお、この試験では、燃焼スピードは６２秒以下で合格、燃焼距離は５７．２ｍｍ以下で合格である。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１の通り、テトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂とを適切な範囲で併用した実施例に係る難燃性ポリウレタンフォームは著しく難燃性に優れる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると非ハロゲン系難燃剤を用いた難燃性に優れる難燃性ポリウレタンフォームが提供される。
【発明の属する技術分野】
本発明は、難燃性ポリウレタンフォームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリウレタンフォームを難燃化させるために、有機リン系難燃剤、ハロゲン化合物、水酸化アルミニウムや三酸化アンチモン等の難燃剤を原料中に配合することが広く行われている。
【０００３】
上記有機リン系難燃剤としては、例えばＴＣＥＰ（トリス（クロロエチル）ホスフェート）、ＴＣＰＰ（トリス（クロロプロピル）ホスフェート）、ＴＣＰ（トリクレジルホスフェート）等が用いられている。
【０００４】
また、特開平８−２１７８４６号公報には、難燃剤としてトリアリールフォスフェートを用いた難燃性ポリウレタンフォームが記載されている。
【０００５】
特開２００１−３１６４４５号公報には、難燃剤としてメラミン樹脂を用いた難燃性ポリウレタンフォームが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２１７８４６号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１６４４５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、難燃剤としてハロゲン化合物を用いるまでもなく、難燃性に優れた難燃性ポリウレタンフォームを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の難燃性ポリウレタンフォームは、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを少なくとも難燃剤の存在下で反応させて得られる難燃性ポリウレタンフォームにおいて、該難燃剤がテトラエチルエチレンジフォスフェート及びメラミン樹脂を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の難燃性ポリウレタンフォームは、難燃剤としてテトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂とを併用すると難燃性ポリウレタンフォームの難燃性が著しく向上するという新規な知見に基づくものである。
【００１０】
なお、本発明の難燃性ポリウレタンフォームは、難燃剤としてさらに他の非ハロゲン系難燃剤例えばクレー、水酸化アルミニウム等の少なくとも１種を含んでもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に使用するポリオールとしては特に制限はなく、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリアクリルポリオール等が使用可能である。
【００１２】
本発明に使用できるポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート（以下、ＴＤＩとも略記する）、ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩとも略記する）等が用いられる。ＴＤＩ、ＭＤＩ等は併用されてもよい。ＴＤＩ、ＭＤＩ等は変性されていてもよい。
【００１３】
本発明では、難燃剤として、少なくともテトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂とを用いる。
【００１４】
テトラエチルエチレンジフォスフェートは、Ｃ１０Ｈ２４Ｏ８Ｐ２であり、次の式にて表わされる構造を有する。
【００１５】
【化１】
テトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量は、好ましくはポリオール１００重量部に対し１〜２０重量部好ましくは１〜１５重量部特に８〜１５重量部である。テトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量がポリオール１００重量部に対し１重量部よりも少ないと、難燃性の向上が十分とはならないことがあり、また２０重量部を超えるとポリウレタンフォームの機械的特性（例えば、伸び、引張強さ、引裂き強さなど）を低下させるおそれがある。
【００１７】
メラミン樹脂の配合量Ｍ（重量部）は、テトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量Ｔ（重量部）に対し、Ｍ／Ｔが０．８／１〜１．９／１特に０．９／１〜１．６／１となる量が好適である。Ｍ／Ｔ比が０．８／１よりも小さいと、ポリウレタンフォームの難燃性向上が不十分になることがあり、一方、Ｍ／Ｔ比が１．９／１よりも大きいと、ポリウレタンフォームの機械的特性を低下させることがある。
【００１８】
本発明では、難燃剤として、クレー、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、亜鉛華、炭酸カルシウムなど、ポリウレタンフォームに用いられる他の非ハロゲン系難燃剤を併用してもよい。テトラエチルエチレンジフォスフェート及びメラミン樹脂以外の難燃剤の配合量は合量でポリオール１００重量部に対し１０重量部以下特に５重量部以下が好ましい。
【００１９】
本発明で使用する触媒は特に限定なく、ポリウレタンフォームの製造において通常使用される、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ−エチルモルホリン、ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、ビス−（ジメチルアミノエチル）エーテル、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレントリアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、トリス（ジメチルアミノプロピル）−ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン等のアミン系触媒、オクチル酸カリウム、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクテート等の金属系触媒等がいずれも使用できる。触媒の添加量の好ましい範囲はポリオール１００重量部に対して０．１〜５、特に０．３〜３重量部である。
【００２０】
発泡剤としても種々のものを使用することができる。例えば、発泡剤としては、水および低沸点の化合物を単独または併用して使用することができる。低沸点化合物としてはトリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等のフロン化合物、ジクロロメタン等が例示できる。発泡剤の使用量は、フォームの密度、一般物性、反応の際の発熱温度等を考慮して、従来公知の方法におけると同様に決定することができる。
【００２１】
整泡剤としては、特に限定されるものではないが、ジメチルポリシロキサンとポリエーテルのブロック共重合体などを使用することができる。
【００２２】
本発明においては、上記各添加剤に加えて、必要であれば顔料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、カーボンブラック等の導電性物質、抗菌剤および各種充填材（例えば無機粉体）等の他の添加剤を加えることができる。これらの添加剤は原料段階でポリオール成分に添加混合して使用することが好ましい。なお、本発明のポリウレタンフォームのフォーム構造は特に制限されるものではない。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例、比較例、参考例により本発明をより具体的、より詳細に説明する。実施例、参考例および比較例においてはポリウレタンフォームの原料成分の配合量は、特に断らない限りポリオール成分１００重量部に対する重量部を意味する。
【００２４】
［実施例１］
ポリオールとしてポリプロピレンオキサイド（分子量３０００）を１００重量部、イソシアネートとしてＴＤＩ（三井武田ケミカル社製、「コロネートＴ８０」）を６０重量部使用した。また、発泡剤として水５重量部を用いた。難燃剤としてテトラエチルエチレンジフォスフェート１０重量部、メラミン樹脂（三協化成社製、「メラミン」）粉体１５重量部とを併用して用いた。
【００２５】
触媒は、トリエタノールアミン０．５重量部使用した。
【００２６】
整泡剤としては、シリコン整泡剤（信越化学社製「Ｆ２４２ＴＢ」）を１重量部使用した。イソシアネート以外の上記配合物を撹拌混合したのちイソシアネートを混合して、密度約２３Ｋｇ／ｍ３のポリウレタンフォームを得た。
【００２７】
［実施例２、参考例１］
テトラエチルエチレンジフォスフェートと、メラミン樹脂との配合量を表１の通りとした以外は実施例１と同様にして、ポリウレタンフォームを得た。
【００２８】
［実施例３，４，５、参考例２］
テトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂との配合量を表１の通りとし、さらに難燃剤としてクレー又は水酸化アルミニウムを２重量部使用した以外は実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを得た。
【００２９】
［比較例１，２］
難燃剤として、表１の通りテトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂との一方のみを１５重量部使用した以外は実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを得た。
【００３０】
［比較例３］
難燃剤として塩化ビニル１２重量部、三酸化アンチモン６重量部、亜鉛華２重量部を使用した以外は実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを得た。
【００３１】
［比較例４］
難燃剤としてＴＣＥＰ（トリス（クロロエチル）ホスフェート）を１５重量部使用した以外は実施例１と同様にしてポリウレタンフォームを得た。
【００３２】
上記各実施例および比較例で得られた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ＵＬ９４の評価方法に準じて燃焼スピード（秒）及び燃焼距離（ｍｍ）の評価を行った。結果を表１に示した。なお、この試験では、燃焼スピードは６２秒以下で合格、燃焼距離は５７．２ｍｍ以下で合格である。
【００３３】
【表１】
表１の通り、テトラエチルエチレンジフォスフェートとメラミン樹脂とを適切な範囲で併用した実施例に係る難燃性ポリウレタンフォームは著しく難燃性に優れる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると非ハロゲン系難燃剤を用いた難燃性に優れる難燃性ポリウレタンフォームが提供される。
Claims (6)
- ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを少なくとも難燃剤の存在下で反応させて得られる難燃性ポリウレタンフォームにおいて、
該難燃剤がテトラエチルエチレンジフォスフェート及びメラミン樹脂を含むことを特徴とする難燃性ポリウレタンフォーム。 - 請求項１において、テトラエチルエチレンジフォスフェートの含有量がポリオール１００重量部に対し１〜２０重量部であることを特徴とする難燃性ポリウレタンフォーム。
- 請求項２において、該テトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量がポリオール１００重量部に対し１〜１５重量部であることを特徴とする難燃性ポリウレタンフォーム。
- 請求項１ないし３のいずれか１項において、メラミン樹脂の配合量Ｍ（重量部）とテトラエチルエチレンジフォスフェートの配合量Ｔ（重量部）との比Ｍ／Ｔが０．８／１〜１．９／１であることを特徴とする難燃性ポリウレタンフォーム。
- 請求項４において、該比Ｍ／Ｔが０．９／１〜１．６／１であることを特徴とする難燃性ポリウレタンフォーム。
- 請求項１ないし５のいずれか１項において、難燃剤としてさらに、クレー及び／又は水酸化アルミニウムを含有することを特徴とする難燃性ポリウレタンフォーム。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005146113A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Bridgestone Corp | フレームラミネーション用軟質ポリウレタンフォーム |
| WO2008143726A2 (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-27 | Glen Burnie Technologies, L.L.C. | A novel flame retardant nanoclay |
| KR20180041398A (ko) * | 2016-10-14 | 2018-04-24 | 에스디코리아(주) | 비할로겐 인계 난연제 제조방법 |
| CN114133528A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-03-04 | 广东五恒新材料有限公司 | 一种建筑门窗型材用聚氨酯材料、建筑门窗型材及其制备方法 |
-
2003
- 2003-05-16 JP JP2003138989A patent/JP4761699B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2005146113A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Bridgestone Corp | フレームラミネーション用軟質ポリウレタンフォーム |
| WO2008143726A2 (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-27 | Glen Burnie Technologies, L.L.C. | A novel flame retardant nanoclay |
| WO2008143726A3 (en) * | 2007-05-11 | 2009-01-15 | Glen Burnie Technologies L L C | A novel flame retardant nanoclay |
| KR20180041398A (ko) * | 2016-10-14 | 2018-04-24 | 에스디코리아(주) | 비할로겐 인계 난연제 제조방법 |
| KR101852521B1 (ko) | 2016-10-14 | 2018-06-07 | 에스디코리아(주) | 비할로겐 인계 난연제 제조방법 |
| CN114133528A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-03-04 | 广东五恒新材料有限公司 | 一种建筑门窗型材用聚氨酯材料、建筑门窗型材及其制备方法 |
| CN114133528B (zh) * | 2022-01-04 | 2024-02-02 | 广东五恒新材料有限公司 | 一种建筑门窗型材用聚氨酯材料、建筑门窗型材及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4761699B2 (ja) | 2011-08-31 |
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