JP2010095565A - Composition for manufacturing flame-retardant hard polyurethane foam, method of manufacturing flame-retardant hard polyurethane foam using the composition, and flame-retardant hard polyurethane foam obtained by the manufacturing method - Google Patents

Composition for manufacturing flame-retardant hard polyurethane foam, method of manufacturing flame-retardant hard polyurethane foam using the composition, and flame-retardant hard polyurethane foam obtained by the manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for manufacturing a flame-retardant hard polyurethane foam that solves such a problem that adhesive properties and flame retardancy of the foam are deteriorated when water is used as a sole expanding agent, a manufacturing method of the flame-retardant hard polyurethane foam using the composition, and the flame-retardant hard polyurethane foam obtained by the manufacturing method. <P>SOLUTION: The composition comprising a polyol (A), a catalyst (B), an expanding agent (C), a foam stabilizer (D) and a flame-retardant (E) is used as the composition for manufacturing the flame-retardant hard polyurethane foam, wherein (1) the polyol (A) is a composition comprising a glycerin-based polyol having a number-average molecular weight of 400-2,000 and a phthalic acid-based polyester polyol and the total amount of them is at least 50 wt.% based on the whole polyol; (2) the catalyst (B) is a composition comprising a quaternary ammonium salt catalyst (provided that the salt contains no hydroxyalkyl group) and a tertiary amine catalyst; and (3) the expanding agent (C) is water and the used amount thereof is at least 4 pts.wt. based on 100 pts.wt. of the polyol (A). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は水のみを発泡剤として用いた難燃性硬質ポリウレタンフォームを製造するための組成物、その組成物を用いた難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法、及びその製造方法から得られる難燃性硬質ポリウレタンフォームに関するものである。   The present invention relates to a composition for producing a flame retardant rigid polyurethane foam using only water as a foaming agent, a method for producing a flame retardant rigid polyurethane foam using the composition, and a flame retardant obtained from the production method. It relates to a flexible polyurethane foam.

硬質ポリウレタンフォームは、断熱性及び自己接着性に優れることから、電気冷蔵庫、建材等の断熱材として広く利用されている。これら断熱材には、断熱性能を維持するため有機フロン化合物が発泡剤として用いられている。また、建材用途では、難燃性の要求より、有機ポリイソシアネートの三量化によるイソシアヌレート環構造を導入した硬質ポリウレタンフォームが多用されて来ている。   Rigid polyurethane foam is widely used as a heat insulating material for electric refrigerators, building materials and the like because it has excellent heat insulating properties and self-adhesive properties. In these heat insulating materials, an organic flon compound is used as a foaming agent in order to maintain heat insulating performance. For building materials, rigid polyurethane foams with an isocyanurate ring structure introduced by trimerization of organic polyisocyanate have been frequently used due to demand for flame retardancy.

これらの用途に用いられる硬質ポリウレタンフォームは、一般に、ポリオール成分、触媒、発泡剤、整泡剤及び難燃剤を混合した配合組成物と有機ポリイソシアネートを混合し反応させる方法により得られる。   Rigid polyurethane foams used for these applications are generally obtained by a method of mixing and reacting a blended composition in which a polyol component, a catalyst, a foaming agent, a foam stabilizer and a flame retardant are mixed with an organic polyisocyanate.

近年、地球環境の保護という観点から、発泡剤としてクロロフルオロカーボン類やハイドロクロロフルオロカーボン類を用いないで、ハイドロフルオロカーボン類やハイドロカーボン類及びイソシアネートと水との反応により発生する二酸化炭素を発泡剤として利用する硬質ポリウレタンフォームの製造法が指向されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   In recent years, from the viewpoint of protecting the global environment, without using chlorofluorocarbons or hydrochlorofluorocarbons as blowing agents, hydrofluorocarbons or hydrocarbons and carbon dioxide generated by the reaction of isocyanate and water are used as blowing agents. The manufacturing method of rigid polyurethane foam is directed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

ところが、地球温暖化問題が大きく叫ばれるに至り、ハイドロフルオロカーボン類やハイドロカーボン類等の有機化合物を発泡剤として全く用いない硬質ポリウレタンフォームの要求が拡大して来た。イソシアネートと水との反応により発生する二酸化炭素を発泡剤として利用する手法を用いた硬質ポリウレタンフォーム、即ち水のみを発泡剤として用いた硬質ポリウレタンフォームが脚光を浴びている(例えば、特許文献3参照)。   However, the global warming problem has been greatly screamed, and the demand for rigid polyurethane foam that does not use organic compounds such as hydrofluorocarbons and hydrocarbons as a foaming agent has expanded. Rigid polyurethane foams that use carbon dioxide generated by the reaction between isocyanate and water as a blowing agent, that is, rigid polyurethane foams that use only water as the blowing agent, are attracting attention (for example, see Patent Document 3). ).

しかしながら、水を発泡剤として用いた場合、水とイソシアネートとの反応によるウレア結合の増加に起因する面材との接着性不良や難燃性の低下が起こりやすいという欠点やフォームが高密度化する問題が指摘されている。   However, when water is used as a foaming agent, the defects and foams tend to cause poor adhesion to the face material and reduced flame retardance due to an increase in urea bonds due to the reaction of water and isocyanate, resulting in higher density. Problems have been pointed out.

これらの問題を解決すべく、種々の特殊ポリオールや触媒が検討されているが未だ十分な解決策にはなっていなかった。   In order to solve these problems, various special polyols and catalysts have been studied, but have not yet been a sufficient solution.

特開2003−89714号明細書Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-89714 特開2005−126695号明細書Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-126695 特開2006−307192号明細書JP 2006-307192 A Specification

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、水のみを発泡剤とした場合のフォームの接着性や難燃性が低下する問題を解決し得る難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用の組成物、該組成物を用いた難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法、及び該製造方法により得られる難燃性硬質ポリウレタンフォームを提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and its purpose is to provide a flame-retardant rigid polyurethane that can solve the problem of reduced foam adhesion and flame retardancy when only water is used as a foaming agent. It is providing the composition for foam manufacture, the manufacturing method of a flame-retardant rigid polyurethane foam using this composition, and the flame-retardant rigid polyurethane foam obtained by this manufacturing method.

本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の構成からなる水発泡の硬質ポリウレタンフォーム製造用の組成物を用いることにより、これらの課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve these problems, the present inventors have found that these problems can be solved by using a composition for producing a water-foamed rigid polyurethane foam having a specific configuration, The present invention has been completed.

すなわち本発明は、以下に示すとおりの、難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用の組成物、該組成物を用いた難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法、及び該製造方法により得られる難燃性硬質ポリウレタンフォームである。   That is, the present invention provides a composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam, a method for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam using the composition, and a flame-retardant rigid obtained by the production method as described below. Polyurethane foam.

[1]ポリオール(A)、触媒(B)、発泡剤(C)、整泡剤(D)、及び難燃剤(E)を含有する難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物であって、
(1)ポリオール(A)が、数平均分子量400〜2,000のグリセリン系ポリオールと、フタル酸系ポリエステルポリオールを含み、それらの合計が全ポリオール中の50重量%以上である組成物であること、
(2)触媒(B)が、4級アンモニウム塩系触媒(ただし、ヒドロキシアルキル基を有することはない。)と3級アミン系触媒とを含む組成物であること、及び
(3)発泡剤(C)が水であり、その使用量がポリオール(A)100重量部当り4重量部以上である難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物。
[1] A composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam comprising a polyol (A), a catalyst (B), a foaming agent (C), a foam stabilizer (D), and a flame retardant (E),
(1) The polyol (A) is a composition containing a glycerin-based polyol having a number average molecular weight of 400 to 2,000 and a phthalic acid-based polyester polyol, the total of which is 50% by weight or more in the total polyol. ,
(2) The catalyst (B) is a composition containing a quaternary ammonium salt catalyst (but never having a hydroxyalkyl group) and a tertiary amine catalyst, and (3) a blowing agent ( A composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam, wherein C) is water and the amount used is 4 parts by weight or more per 100 parts by weight of polyol (A).

[2]4級アンモニウム塩系触媒が、テトラメチルアンモニウム酢酸塩、テトラメチルアンモニウムギ酸塩、テトラエチルアンモニウム酢酸塩、テトラエチルアンモニウムギ酸塩、テトラプロピルアンモニウム酢酸塩、テトラプロピルアンモニウムギ酸塩、テトラブチルアンモニウム酢酸塩、テトラブチルアンモニウムギ酸塩、メチルトリエチルアンモニウム酢酸塩、メチルトリエチルアンモニウムギ酸塩、メチルトリプロピルアンモニウム酢酸塩、メチルトリプロピルアンモニウムギ酸塩、メチルトリブチルアンモニウム酢酸塩、メチルトリブチルアンモニウムギ酸塩、トリメチルドデシルアンモニウムギ酸塩、及びトリメチルドデシルアンモニウム酢酸塩からなる群より選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする上記[1]に記載の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物。   [2] A quaternary ammonium salt catalyst is tetramethylammonium acetate, tetramethylammonium formate, tetraethylammonium acetate, tetraethylammonium formate, tetrapropylammonium acetate, tetrapropylammonium formate, tetrabutylammonium acetate , Tetrabutylammonium formate, methyltriethylammonium acetate, methyltriethylammonium formate, methyltripropylammonium acetate, methyltripropylammonium formate, methyltributylammonium acetate, methyltributylammonium formate, trimethyldodecylammonium formate And one or more selected from the group consisting of trimethyldodecyl ammonium acetate Flame-retardant rigid polyurethane foam composition for the preparation of.

[3]3級アミン系触媒が、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエタノール、N,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシエチルビスアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエチル−N”−メチルアミノイソプロパノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−メチルピペラジン、及びN,N−ジメチルアミノヘキサノールからなる群より選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物
[4]触媒(B)の使用量が、ポリオール(A)100重量部に対して、0.5〜50重量部の範囲であることを特徴とする上記[1]乃至[3]のいずれかに記載の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物。
[3] A tertiary amine catalyst is N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N-dimethylaminoethoxyethanol, N, N— Dimethylaminoethoxyethoxyethanol, N, N-dimethylaminoethyl-N′-methylaminoethanol, N, N, N′-trimethyl-N′-hydroxyethylbisaminoethyl ether, N, N-dimethylaminoethyl-N ′ -Methylaminoethyl-N "-methylaminoisopropanol, N- (2-hydroxyethyl) -N'-methylpiperazine, and one or more selected from the group consisting of N, N-dimethylaminohexanol [4] The composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam according to [1] or [2] above, The amount of the catalyst (B) used is in the range of 0.5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol (A), according to any one of the above [1] to [3] Composition for producing flame-retardant rigid polyurethane foam.

[5]上記[1]乃至[4]のいずれかに記載の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物と、ジフェニルメタンジイソシアネート及びジフェニルメタンジイソシアネート系多核縮合体を含有するポリイソシアネートとを、イソシアネート基(NCO)と、イソシアネート基と反応性を有する水酸基(OH)とのモル比(NCO/OH)が1.8以上で反応させる難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法。   [5] A composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam according to any one of [1] to [4] above, and a polyisocyanate containing diphenylmethane diisocyanate and a diphenylmethane diisocyanate-based polynuclear condensate are combined with an isocyanate group (NCO ) And a hydroxyl group (OH) reactive with an isocyanate group at a molar ratio (NCO / OH) of 1.8 or more, a method for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam.

[6]上記[5]に記載の製造方法により得られる、フォーム密度が100kg/m以下であり、かつ酸素指数が26%以上である難燃性硬質ポリウレタンフォーム。 [6] A flame-retardant rigid polyurethane foam obtained by the production method described in [5] above, having a foam density of 100 kg / m 3 or less and an oxygen index of 26% or more.

本発明によれば、地球環境の保護という観点から水のみを発泡剤として用いた場合でも、フォームの接着強度が良好で且つ難燃性が高い硬質ポリウレタンフォームを得ることができる。   According to the present invention, even when only water is used as a foaming agent from the viewpoint of protecting the global environment, a rigid polyurethane foam having good foam adhesive strength and high flame retardancy can be obtained.

また、本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用の組成物は、配合液が分離する問題がないので長期間製造のために提供できる。   In addition, the composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam of the present invention can be provided for long-term production because there is no problem that the blended liquid is separated.

さらに、本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームは、フォームの低密度化が可能となるため経済性にも優れる。   Furthermore, the flame retardant rigid polyurethane foam of the present invention is excellent in economic efficiency because the density of the foam can be reduced.

本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用の組成物は、ポリオール(A)、触媒(B)、発泡剤(C)としての水、整泡剤(D)、及び難燃剤(E)を含むものである。   The composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam of the present invention comprises a polyol (A), a catalyst (B), water as a foaming agent (C), a foam stabilizer (D), and a flame retardant (E). It is a waste.

本発明の組成物に用いられるポリオール(A)は、数平均分子量400〜2,000のグリセリン系ポリオールと、フタル酸系ポリエステルポリオールを含み、それらの合計が全ポリオール中の50重量%以上であるポリオール組成物である。   The polyol (A) used in the composition of the present invention includes a glycerin-based polyol having a number average molecular weight of 400 to 2,000 and a phthalic acid-based polyester polyol, and the total thereof is 50% by weight or more based on the total polyol. It is a polyol composition.

本発明において、グリセリン系ポリオールとしては、グリセリンを開始剤とし、アルキレンオキシドを反応させて得られるポリオールが好適に用いられる。その分子量は、小さすぎると接着性、流動性が悪化し、大きすぎるとフォームの強度が低下するため、数平均分子量で400〜2,000の範囲が好ましい。更に好ましくは、600〜1,200の範囲である。   In the present invention, as the glycerin-based polyol, a polyol obtained by reacting alkylene oxide with glycerin as an initiator is suitably used. If the molecular weight is too small, the adhesiveness and fluidity deteriorate, and if it is too large, the strength of the foam decreases. Therefore, the number average molecular weight is preferably in the range of 400 to 2,000. More preferably, it is the range of 600-1200.

本発明において、フタル酸系ポリエステルポリオールとしては、オルソフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸等のフタル酸と、2個以上のヒドロキシル基を有する化合物を1種又は2種以上用いて、従来公知の方法によって製造されるポリオールや、ポリエチレンテレフタレート等のフタル酸系ポリエステル成形品を分解して得られるフタル酸系回収ポリエステルポリオール等が好適に使用できる。   In the present invention, as the phthalic acid-based polyester polyol, a conventionally known method is used by using phthalic acid such as orthophthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride and one or more compounds having two or more hydroxyl groups. The phthalic acid-recovered polyester polyol obtained by decomposing a phthalic acid-based polyester molded product such as polyethylene terephthalate or the like can be suitably used.

ここで、2個以上のヒドロキシル基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、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、ペンタエリスリトール及びその誘導体等が好適なものとして挙げられる。   Here, as the compound having two or more hydroxyl groups, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, hexanediol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, hexanetriol, Suitable examples include glycerin, pentaerythritol, and derivatives thereof.

本発明において、フタル酸系ポリエステルポリオールの好ましい水酸基価は100〜800の範囲、更に好ましくは150〜450の範囲である。   In the present invention, the preferred hydroxyl value of the phthalic polyester polyol is in the range of 100 to 800, more preferably in the range of 150 to 450.

本発明のポリオール(A)は、グリセリン系ポリオールとフタル酸系ポリエステルポリオールの合計が全ポリオール中の50重量%以上である。グリセリン系ポリオールは、接着性の改良に有効であるが、その割合が過度に多いと難燃性が低下する。また、フタル酸系ポリエステルポリオールは、難燃性と流動性の改良に有効であるが、その割合が過度に多いと接着性とフォームの圧縮強度が低下する。このため、フタル酸系ポリエステルポリオールは、ポリオール(A)中に30〜70重量%の範囲で含有されることが好ましい。   In the polyol (A) of the present invention, the total of the glycerin-based polyol and the phthalic acid-based polyester polyol is 50% by weight or more based on the total polyol. Glycerol polyol is effective for improving adhesiveness, but if its proportion is excessively large, flame retardancy is lowered. Phthalic acid-based polyester polyols are effective in improving flame retardancy and fluidity, but if their proportion is excessively large, adhesiveness and foam compressive strength are lowered. For this reason, it is preferable that a phthalic-acid type polyester polyol is contained in the range of 30 to 70 weight% in a polyol (A).

本発明のポリオール(A)において、グリセリン系ポリオールとフタル酸系ポリエステルポリオール以外に使用されるポリオールとしては、本発明の趣旨に反しない限り、特に限定するものではないが、例えば、従来公知のマンニッヒベースポリオール等のフェノール系ポリオール、含リンポリオール、含ハロゲンポリオール等の難燃ポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリマーポリオール等が挙げられる。これらのうち、マンニッヒベースポリオールとポリエーテルポリオールが好ましい。   In the polyol (A) of the present invention, the polyol used in addition to the glycerin-based polyol and the phthalic acid-based polyester polyol is not particularly limited as long as it does not contradict the gist of the present invention. For example, the conventionally known Mannich Examples include phenol-based polyols such as base polyols, flame-retardant polyols such as phosphorus-containing polyols and halogen-containing polyols, polyether polyols, and polymer polyols. Of these, Mannich base polyols and polyether polyols are preferred.

本発明においてマンニッヒベースポリオールとしては、例えば、フェノール及び/又はその誘導体をマンニッヒ変性して得られたポリエーテルポリオール(以下、「マンニッヒ変性ポリオール」と記載する。)が好適なものとして挙げられる。即ち、フェノール、又はノニルフェノール、アルキルフェノール等のフェノール誘導体を、ホルムアルデヒドとジエタノールアミン等の2級アミンや、アンモニア、1級アミン等を用いてマンニッヒ変性し、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを開環付加重合して得られるポリオールが好適に使用される。   As the Mannich base polyol in the present invention, for example, a polyether polyol obtained by modifying Mannich with phenol and / or a derivative thereof (hereinafter referred to as “Mannich modified polyol”) is preferable. That is, phenol or nonylphenol, alkylphenol and other phenol derivatives are modified with Mannich using secondary amines such as formaldehyde and diethanolamine, ammonia and primary amines, and ring-opening addition of alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide. A polyol obtained by polymerization is preferably used.

本発明においてポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレンジアミン、トリレンジアミン、シュークロース、アミノアルコール、ジエチレングリコール等の開始剤に対してエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを開環付加重合して得られるポリオールが好適なものとして挙げられる。   As the polyether polyol in the present invention, for example, a polyol obtained by ring-opening addition polymerization of an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide with an initiator such as ethylenediamine, tolylenediamine, sucrose, amino alcohol, diethylene glycol or the like. Are mentioned as preferred.

これらポリオールのうち、マンニッヒベースポリオールが難燃性と接着性のバランスに優れるため特に好ましい。ただし、過剰に使用するとフォームの流動性が悪化する結果、高密度なフォームとなる。よって、マンニッヒベースポリオールを使用する場合には、ポリオール(A)中のその割合は、10〜50重量%の範囲が好ましい。   Of these polyols, Mannich base polyols are particularly preferred because of their excellent balance between flame retardancy and adhesiveness. However, when used excessively, the foam fluidity deteriorates, resulting in a high-density foam. Therefore, when using Mannich base polyol, the ratio in polyol (A) has the preferable range of 10 to 50 weight%.

本発明において使用される触媒(B)は、4級アンモニウム塩系触媒(ただし、ヒドロキシアルキル基を有することはない。)と3級アミン系触媒を含有するものである。   The catalyst (B) used in the present invention contains a quaternary ammonium salt catalyst (but never having a hydroxyalkyl group) and a tertiary amine catalyst.

本発明において、4級アンモニウム塩系触媒とは、ヒドロキシアルキル基を持たない特定の構造からなる4級アンモニウム塩化合物であればよく、特に限定するものではないが、具体的には、テトラメチルアンモニウム酢酸塩、テトラメチルアンモニウムギ酸塩、テトラエチルアンモニウム酢酸塩、テトラエチルアンモニウムギ酸塩、テトラプロピルアンモニウム酢酸塩、テトラプロピルアンモニウムギ酸塩、テトラブチルアンモニウム酢酸塩、テトラブチルアンモニウムギ酸塩、メチルトリエチルアンモニウム酢酸塩、メチルトリエチルアンモニウムギ酸塩、メチルトリプロピルアンモニウム酢酸塩、メチルトリプロピルアンモニウムギ酸塩、メチルトリブチルアンモニウム酢酸塩、メチルトリブチルアンモニウムギ酸塩、トリメチルドデシルアンモニウムギ酸塩、トリメチルドデシルアンモニウム酢酸塩等が例示される。本発明においては、これらから選ばれる1種の化合物を単独で又は2種以上の化合物を併用して使用することができる。   In the present invention, the quaternary ammonium salt catalyst is not particularly limited as long as it is a quaternary ammonium salt compound having a specific structure not having a hydroxyalkyl group. Acetate, tetramethylammonium formate, tetraethylammonium acetate, tetraethylammonium formate, tetrapropylammonium acetate, tetrapropylammonium formate, tetrabutylammonium acetate, tetrabutylammonium formate, methyltriethylammonium acetate, methyl Triethylammonium formate, methyltripropylammonium acetate, methyltripropylammonium formate, methyltributylammonium acetate, methyltributylammonium formate, trimethyldode Le ammonium formate, trimethyl dodecyl ammonium acetate and the like. In the present invention, one compound selected from these may be used alone or in combination of two or more compounds.

本発明においては、これらのうち、テトラメチルアンモニウム酢酸塩、テトラメチルアンモニウムギ酸塩、テトラエチルアンモニウム酢酸塩、テトラエチルアンモニウムギ酸塩、メチルトリエチルアンモニウム酢酸塩及びメチルトリエチルアンモニウムギ酸塩が触媒活性が高く好ましい。   In the present invention, among them, tetramethylammonium acetate, tetramethylammonium formate, tetraethylammonium acetate, tetraethylammonium formate, methyltriethylammonium acetate and methyltriethylammonium formate are preferred because of their high catalytic activity.

本発明において、3級アミン系触媒とは、従来公知の第3級アミン類でよく、特に限定するものではないが、例えば、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチル−(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、トリエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルグアニジン、1,3,5−トリス(N,N−ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、N,N’−ジメチルピペラジン、ジメチルシクロヘキシルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール、1−ジメチルアミノプロピルイミダゾール、N,N−ジメチルアミノエタノール、N,N−ジメチルアミノイソプロパノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエタノール、N,N−ジメチルアミノプロピル−N’−メチルアミノエタノール、N,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシエチルビスアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエチル−N”−メチルアミノエタノール、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエチル−N”−メチルアミノイソプロパノール、N,N−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)−N−イソプロパノールアミン、N−(3−ジメチルアミノプロピル)−N,N−ジイソプロパノールアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−メチルピペラジン、N,N−ジメチルアミノヘキサノール、5−ジメチルアミノ−3−メチル−1−ペンタノール等が挙げられる。本発明においては、これらから選ばれる1種の化合物を単独で又は2種以上の化合物を併用して使用することができる。   In the present invention, the tertiary amine catalyst may be a conventionally known tertiary amine, and is not particularly limited. For example, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N , N ′, N′-tetramethylpropylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylhexanediamine, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine, N, N, N ′ , N ″, N ″ -pentamethyl- (3-aminopropyl) ethylenediamine, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldipropylenetriamine, triethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetra Methylguanidine, 1,3,5-tris (N, N-dimethylaminopropyl) hexahydro-S-triazine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, N, N -Dimethylpiperazine, dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-isobutyl-2-methylimidazole, 1 -Dimethylaminopropylimidazole, N, N-dimethylaminoethanol, N, N-dimethylaminoisopropanol, N, N-dimethylaminoethoxyethanol, N, N-dimethylaminoethoxyethoxyethanol, N, N-dimethylaminoethyl-N '-Methylaminoethanol, N, N-dimethylaminopropyl-N'-methylaminoethanol, N, N, N'-trimethyl-N'-hydroxyethylbisaminoethyl ether, N, N-dimethylaminoethyl- '-Methylaminoethyl-N ″ -methylaminoethanol, N, N-dimethylaminoethyl-N′-methylaminoethyl-N ″ -methylaminoisopropanol, N, N-bis (3-dimethylaminopropyl) -N— Isopropanolamine, N- (3-dimethylaminopropyl) -N, N-diisopropanolamine, N- (2-hydroxyethyl) -N′-methylpiperazine, N, N-dimethylaminohexanol, 5-dimethylamino-3 -Methyl-1-pentanol and the like. In the present invention, one compound selected from these may be used alone or in combination of two or more compounds.

本発明においては、これらのうち、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエタノール、N,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシエチルビスアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエチル−N”−メチルアミノイソプロパノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−メチルピペラジン、N,N−ジメチルアミノヘキサノールが水との反応性を高めて流動性を改善するため好ましい。   In the present invention, among these, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N-dimethylaminoethoxyethanol, N, N-dimethyl Aminoethoxyethoxyethanol, N, N-dimethylaminoethyl-N′-methylaminoethanol, N, N, N′-trimethyl-N′-hydroxyethylbisaminoethyl ether, N, N-dimethylaminoethyl-N′- Methylaminoethyl-N ″ -methylaminoisopropanol, N- (2-hydroxyethyl) -N′-methylpiperazine, and N, N-dimethylaminohexanol are preferred because they increase the reactivity with water and improve fluidity.

本発明において、触媒(B)の使用量は、ポリオール(A)100重量部に対して、0.5〜50重量部の範囲とするのが好ましい。また、4級アンモニウム塩系触媒と3級アミン系触媒の使用比率は、特に限定するものではないが、4級アンモニウム塩系触媒/3級アミン系触媒が、通常20〜95/5〜80(重量比)の範囲である。   In this invention, it is preferable that the usage-amount of a catalyst (B) shall be the range of 0.5-50 weight part with respect to 100 weight part of polyol (A). The ratio of the quaternary ammonium salt catalyst to the tertiary amine catalyst is not particularly limited, but the quaternary ammonium salt catalyst / tertiary amine catalyst is usually 20 to 95/5 to 80 ( Weight ratio).

本発明に使用される発泡剤(C)は、水のみである。水はポリイソシアネート成分と反応して炭酸ガスを生成するのでこれを発泡剤として利用する。水の使用量は、ポリオール(A)100重量部に対して4重量部以上であるが、好ましくは4〜30重量部の範囲である。水の使用量がこの範囲よりも少ないと、発泡が不十分でフォームの低密度化を十分に図ることができない。一方、水の使用量が上記範囲を超えると、発泡不良や難燃性の低下が起きる問題が生じるおそれがある。   The foaming agent (C) used in the present invention is only water. Since water reacts with the polyisocyanate component to produce carbon dioxide, it is used as a blowing agent. The amount of water used is 4 parts by weight or more, preferably 4 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol (A). If the amount of water used is less than this range, foaming is insufficient and the density of the foam cannot be sufficiently reduced. On the other hand, if the amount of water used exceeds the above range, there may be a problem that foaming failure or flame retardancy is reduced.

本発明に使用される整泡剤(D)は、従来公知の有機珪素系界面活性剤であり、具体的には、有機シロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、シリコーン−グリース共重合体等の非イオン系界面活性剤、又はこれらの混合物等が例示される。それらの使用量は、ポリオール(A)100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲が好ましい。   The foam stabilizer (D) used in the present invention is a conventionally known organosilicon surfactant, and specifically includes non-siloxanes such as organosiloxane-polyoxyalkylene copolymers and silicone-grease copolymers. Illustrative examples include ionic surfactants or mixtures thereof. The use amount thereof is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol (A).

本発明に使用される難燃剤(E)としては、特に限定するものではないが、例えば、リン酸とアルキレンオキシドとの付加反応によって得られるプロポキシル化リン酸、プロポキシル化ジブチルピロリン酸等の含リンポリオール等の反応型難燃剤、トリクレジルホスフェート等のリン酸エステル類、トリスクロロエチルホスフェート、トリスクロロプロピルホスフェート等のハロゲン含有リン酸エステル類、ジブロモプロパノール、ジブロモネオペンチルグリコール、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン含有有機化合物類、酸化アンチモン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム等の無機化合物等が挙げられる。これらのうち、ハロゲン含有リン酸エステル類が好ましく、トリスクロロプロピルホスフェートが安定性が良く、難燃性が高いため特に好ましい。これら難燃剤の使用量は、要求される難燃性に応じて異なるため、特に限定するものではないが、難燃性とフォーム強度のバランスを考慮すると、ポリオール(A)100重量部に対して10〜500重量部の範囲が好ましい。難燃剤の量は、多いと難燃性が向上するものの、過剰に加えるとフォーム強度が低下するおそれがある。   Although it does not specifically limit as a flame retardant (E) used for this invention, For example, propoxylated phosphoric acid obtained by addition reaction of phosphoric acid and alkylene oxide, propoxylated dibutyl pyrophosphoric acid, etc. Reactive flame retardants such as phosphorus-containing polyols, phosphate esters such as tricresyl phosphate, halogen-containing phosphate esters such as trischloroethyl phosphate and trischloropropyl phosphate, dibromopropanol, dibromoneopentyl glycol, tetrabromobisphenol Halogen-containing organic compounds such as A, and inorganic compounds such as antimony oxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, and aluminum phosphate. Of these, halogen-containing phosphates are preferred, and trischloropropyl phosphate is particularly preferred because of its good stability and high flame retardancy. The amount of these flame retardants used varies depending on the required flame retardancy and is not particularly limited. However, considering the balance between flame retardancy and foam strength, the amount of polyol (A) is 100 parts by weight. A range of 10 to 500 parts by weight is preferred. When the amount of the flame retardant is large, the flame retardancy is improved, but when it is added excessively, the foam strength may be lowered.

本発明の組成物には、本発明の効果が得られる範囲で、その他の助剤を含んでも良い。このような助剤としては、着色剤や、老化防止剤、その他従来公知の添加剤等も更に使用できる。これらの添加剤の種類、添加量は、使用される添加剤の通常の使用範囲でよい。   The composition of the present invention may contain other auxiliary agents as long as the effects of the present invention are obtained. As such an auxiliary agent, a coloring agent, an anti-aging agent, and other conventionally known additives can be further used. The type and amount of these additives may be within the normal usage range of the additive used.

次に、本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法、及び本発明の製造方法から得られる難燃性の硬質ポリウレタンフォームついて説明する。   Next, the manufacturing method of the flame-retardant rigid polyurethane foam of this invention and the flame-retardant rigid polyurethane foam obtained from the manufacturing method of this invention are demonstrated.

本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームは、前記したポリオール(A)、触媒(B)、発泡剤(C)、整泡剤(D)及び難燃剤(E)を含有する難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物と、ポリイソシアネートとを混合し、発泡成形させると得られる。   The flame retardant rigid polyurethane foam of the present invention is a flame retardant rigid polyurethane foam containing the polyol (A), catalyst (B), foaming agent (C), foam stabilizer (D) and flame retardant (E). It is obtained by mixing the composition for production and polyisocyanate and foam-molding.

本発明に使用されるポリイソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、「MDI」と略記する。)及びジフェニルメタンジイソシアネート系多核縮合体(以下、「MDI系縮合体」と略記する。)であり、これらの混合物と変性体を含む。本発明において、MDI系縮合体とは、いわゆる多核体と称される、ベンゼン環及びイソシアネート基を各3個以上有するものを意味する。また、MDIとMDI系縮合体の変性体としては、例えば、MDI及び/又はMDI系縮合体と活性水素基含有化合物とを反応させて得られるウレタン化物、ウレア化物、アロファネート化物、ビウレット化物、カルボジイミド化物、ウレトンイミン化物、ウレトジオン化物、イソシアヌレート化物等が挙げられる。なお、本発明において、活性水素基含有化合物とは、ポリイソシアネートのイソシアネート基と反応し得る活性水素基(例えば、水酸基、アミノ基等)を分子内に2個以上有する多官能性の化合物を意味する。   The polyisocyanate used in the present invention is diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as “MDI”) and diphenylmethane diisocyanate-based multinuclear condensate (hereinafter abbreviated as “MDI-based condensate”), and a mixture thereof. And modified products. In the present invention, the MDI-based condensate means a so-called polynuclear substance having at least three benzene rings and three isocyanate groups. Examples of the modified product of MDI and MDI condensate include, for example, urethanized products, urea compounds, allophanate compounds, biuret compounds, carbodiimides obtained by reacting MDI and / or MDI condensates with active hydrogen group-containing compounds. And uretoniminate, uretdione, isocyanurate, and the like. In the present invention, the active hydrogen group-containing compound means a polyfunctional compound having two or more active hydrogen groups (for example, hydroxyl group, amino group, etc.) in the molecule that can react with the isocyanate group of polyisocyanate. To do.

本発明において、MDIとMDI系縮合体の混合物の組成は、特に限定するものではないが、全ポリイソシアネート中、MDI系縮合体を30重量%以上含有することが好ましい。   In the present invention, the composition of the mixture of MDI and MDI condensate is not particularly limited, but it is preferable to contain 30% by weight or more of MDI condensate in the total polyisocyanate.

本発明において、上記難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物とポリイソシアネートとの混合比は、ポリイソシアネート中のイソシアネート基(NCO)と、難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物中のイソシアネート基と反応性を有する水酸基(OH)とのモル比(NCO/OH)が、1.8以上となる混合比である。このモル比を100倍したものがイソシアネートインデックスであり、その値は180以上となる。このイソシアネートインデックスは、フォームの流動性悪化によるフォームの高密度化をもたらす問題が発生するおそれがあるため、500以下とすることが好ましい。   In the present invention, the mixing ratio of the composition for producing a flame retardant rigid polyurethane foam and the polyisocyanate is such that the isocyanate group (NCO) in the polyisocyanate and the isocyanate group in the composition for producing the flame retardant rigid polyurethane foam are The molar ratio (NCO / OH) with the reactive hydroxyl group (OH) is a mixing ratio of 1.8 or more. An isocyanate index obtained by multiplying this molar ratio by 100 is 180 or more. This isocyanate index is preferably set to 500 or less because there is a possibility of causing a problem of increasing the density of the foam due to deterioration of the fluidity of the foam.

本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームは、フォーム密度が100kg/m以下であり、かつ難燃性の指標である酸素指数が26%以上であるという特徴を有する。本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法において、イソシアネートインデックスを300以上とし、かつ難燃剤(E)の使用量をポリオール(A)100重量部に対して90重量部以上とすることによって、更に難燃性を高めた、酸素指数30%以上の難燃性硬質ポリウレタンフォームを得ることも出来る。 The flame-retardant rigid polyurethane foam of the present invention is characterized in that the foam density is 100 kg / m 3 or less and the oxygen index, which is an index of flame retardancy, is 26% or more. In the method for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam of the present invention, the isocyanate index is set to 300 or more, and the amount of the flame retardant (E) used is 90 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the polyol (A). Furthermore, a flame-retardant rigid polyurethane foam having an oxygen index of 30% or more with improved flame retardancy can also be obtained.

本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法としては、例えば、上記難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物とポリイソシアネートとを急激に混合攪拌した後、適当な容器又はモールドに注入して発泡成型させることにより、難燃性硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。具体的な製造装置については、均一に混合可能であればいかなる装置でも使用することができる。例えば、小型ミキサーや、一般のウレタンフォームを製造する際に使用する、注入発泡用の低圧又は高圧発泡機、スラブ発泡用の低圧又は高圧発泡機、連続ライン用の低圧又は高圧発泡機等、スプレー式の発泡装置等を使用することができる。   As a method for producing the flame-retardant rigid polyurethane foam of the present invention, for example, the above-mentioned composition for producing flame-retardant rigid polyurethane foam and polyisocyanate are rapidly mixed and stirred, and then injected into a suitable container or mold for foaming. A flame-retardant rigid polyurethane foam can be produced by molding. As a specific manufacturing apparatus, any apparatus can be used as long as it can be uniformly mixed. For example, small mixers, low pressure or high pressure foaming machines for injection foaming, low pressure or high pressure foaming machines for slab foaming, low pressure or high pressure foaming machines for continuous lines, etc. A foaming device of the type can be used.

本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームは種々の用途に使用できる。例えば、建築、土木関係の断熱材や構造材、電気機器関係では、冷凍庫、冷蔵庫、冷凍ショーケース等の断熱材、プラントや船舶関係では、LPG、LNGタンカーやパイプラインの断熱材、車両関係では、保冷庫や冷凍車の断熱材等の用途が挙げられる。   The flame retardant rigid polyurethane foam of the present invention can be used in various applications. For example, heat insulation and structural materials related to construction, civil engineering, electrical equipment related, heat insulating materials such as freezer, refrigerator, freezer showcase, etc., plant and ship related, LPG, LNG tanker and pipeline heat insulating materials, vehicle related Applications such as cold storage and heat insulation for refrigerated vehicles can be mentioned.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定して解釈されるものではない。尚、表中の(pbw)はポリオールを100重量部とした時の他の剤の重量部を示す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples and comparative examples. However, the present invention is not construed as being limited to these examples. In addition, (pbw) in the table indicates parts by weight of another agent when the polyol is 100 parts by weight.

なお、以下の実施例、比較例において、各測定項目の測定方法は以下のとおりである。   In the following examples and comparative examples, the measurement method for each measurement item is as follows.

・反応性の測定項目.
クリームタイム:発泡フォームの上昇開始時間を目視で測定した。
・ Measurement items for reactivity.
Cream time: The rising start time of the foamed foam was measured visually.

ゲルタイム:反応が進行し液状物質より、樹脂状物質に変わる時間を測定した。     Gel time: The time required for the reaction to progress to a resinous substance from a liquid substance was measured.

・フォームのコア密度:
2Lポリエチレン製カップ内でフリー発泡させたフォームの中心部を7cm×7cm×15cmの寸法にカットし、寸法、重量を正確に測定してコア密度を算出した。
-Foam core density:
The center portion of the foam that was free-foamed in a 2 L polyethylene cup was cut to a size of 7 cm × 7 cm × 15 cm, and the core density was calculated by accurately measuring the size and weight.

・フォームの接着強度:
2Lポリエチレン製カップ内でフリー発泡させたフォームの上面に5×5cmのSUS304製板をセットして発泡させた。発泡1時間後、セットしたSUS304製板の90度剥離強度を測定し、フォームの接着強度とした。
-Foam adhesive strength:
A 5 × 5 cm SUS304 plate was set on the upper surface of the foam that was free-foamed in a 2 L polyethylene cup, and foamed. One hour after foaming, the 90 ° peel strength of the set SUS304 plate was measured and used as the adhesive strength of the foam.

・フォームの酸素指数:
フォームのコア密度を測定したサンプルを利用し、JIS K7201に準じて測定した。
-Foam oxygen index:
A sample in which the core density of the foam was measured was measured according to JIS K7201.

・フォームの流動性:
110(L)×30(W)×5(t)cm寸法のアルミニウム製モールド内に混合液を注入して発泡させた。このフォームの長さ(cm)とフォーム重量を測定し、フォーム重量100g当りのフォーム長さ(cm)を流動性とした。
・ Foam fluidity:
The mixed solution was poured into an aluminum mold having a size of 110 (L) × 30 (W) × 5 (t) cm to cause foaming. The foam length (cm) and foam weight were measured, and the foam length (cm) per 100 g of foam weight was defined as fluidity.

・フォームの圧縮強度:
流動性を測定したフォームをカットして、JIS K7220に準じて測定した。
・ Compressive strength of foam:
The foam whose fluidity was measured was cut and measured according to JIS K7220.

難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物の調製:
調製例1.
2Lの攪拌機を備えた容器にフタル酸系ポリエステルポリオール(Oxid L.P.製、製品名:Terol−588、OH価=227mgKOH/g)700g、グリセリン系ポリオール300g(三洋化成社製、製品名:GP600、OH価=271mgKOH/g)を投入して室温下に攪拌を開始した。引き続き、触媒としてテトラメチルアンモニウム酢酸塩50%のエチレングリコール溶液を31gとN,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエタノールを14g、難燃剤としてトリスクロロプロピルフォスフェート(アクゾノーベル社製、商品名:ファイロールPCF)200g、整泡剤としてシリコーン系界面活性剤(モメンティブ社製、商品名:L5420)を10g、最後に発泡剤として水を50g、それぞれ添加し攪拌を続けて組成物P−1を調製した。
Preparation of flame retardant rigid polyurethane foam manufacturing composition:
Preparation Example 1.
Phthalic acid-based polyester polyol (Oxid LP, product name: Terol-588, OH number = 227 mgKOH / g) 700 g, glycerin-based polyol 300 g (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., product name) GP600, OH value = 271 mgKOH / g) was added, and stirring was started at room temperature. Subsequently, 31 g of an ethylene glycol solution of 50% tetramethylammonium acetate as a catalyst and 14 g of N, N-dimethylaminoethyl-N′-methylaminoethanol and trischloropropyl phosphate as a flame retardant (manufactured by Akzo Nobel, product) Name: Phylol PCF) 200 g, 10 g of a silicone surfactant (product name: L5420, manufactured by Momentive Co., Ltd.) as a foam stabilizer, and finally 50 g of water as a foaming agent were added and stirring was continued. 1 was prepared.

調製例2〜調製例17.
調製例1と同じ調合方法にて、表1に示した量のポリオール種、触媒、難燃剤、整泡剤及び水を調合して組成物P−2〜P−17を調製した。
Preparation Examples 2 to 17
Compositions P-2 to P-17 were prepared by blending the amounts of polyol species, catalyst, flame retardant, foam stabilizer and water shown in Table 1 by the same blending method as in Preparation Example 1.

得られた組成物を100mlのビーカーに取り室温下24時間後の液の分離状態を観察して組成物の安定性を以下のとおり評価した。   The obtained composition was placed in a 100 ml beaker and the liquid separation state was observed after 24 hours at room temperature, and the stability of the composition was evaluated as follows.

○:液の相分離がなく良好、
×:液の相分離が見られる。
○: No liquid phase separation, good
X: Liquid phase separation is observed.

これらの結果を表1にあわせて示す。   These results are also shown in Table 1.

Figure 2010095565
表1より明らかなように、本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物(P−1〜P−9)は液が分離せず安定性が良い。一方、ポリオールとしてフタル酸系ポリエステルポリオール単独を調合した組成物P−14と、分子量3000のグリセリン系ポリオールを調合した組成物P−13は液の分離が見られ安定性が悪い。
Figure 2010095565
As is clear from Table 1, the flame retardant rigid polyurethane foam production compositions (P-1 to P-9) of the present invention have good stability because the liquid does not separate. On the other hand, composition P-14 in which phthalic polyester polyol alone was prepared as a polyol and composition P-13 in which glycerin polyol with a molecular weight of 3000 was prepared showed liquid separation and poor stability.

実施例1〜実施例9、比較例1〜比較例8.
調製例で得られた難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物を良く攪拌した後、この組成物とポリイソシアネートを表2に示す混合比率にて、液温20℃で、ラボミキサーを使用し6000rpmで5秒間攪拌して発泡反応させ、難燃性硬質ポリウレタンフォームを製造した。この際、2Lポリエチレン製カップ内で原料(表2に示す組成物とポリイソシアネート)を発泡させて反応性と接着強度を測定した。更に得られた難燃性硬質ポリウレタンフォームのコア密度、酸素指数を測定した。
Example 1 to Example 9, Comparative Example 1 to Comparative Example 8.
After thoroughly stirring the composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam obtained in the preparation example, the composition and the polyisocyanate were mixed at the mixing ratio shown in Table 2 at a liquid temperature of 20 ° C. and 6000 rpm using a lab mixer. And a foaming reaction was carried out by stirring for 5 seconds to produce a flame retardant rigid polyurethane foam. At this time, the raw materials (the composition and polyisocyanate shown in Table 2) were foamed in a 2 L polyethylene cup, and the reactivity and adhesive strength were measured. Further, the core density and oxygen index of the obtained flame-retardant rigid polyurethane foam were measured.

次に発泡スケールをアップさせ、上記と同様な操作にて50℃に温度調節したモールド内に混合した原料を入れて、発泡成型を行った。モールド内に混合した原料を入れた時点から10分後に難燃性硬質ポリウレタンフォームを脱型して、得られたフォームの流動性を測定した。更に流動性を測定したフォームをカットしてフォームの圧縮強度を測定した。これらの結果を表2にあわせて示す。   Next, the foam scale was raised, and the mixed raw material was put into a mold whose temperature was adjusted to 50 ° C. by the same operation as described above, and foam molding was performed. The flame-retardant rigid polyurethane foam was demolded 10 minutes after the raw material mixed in the mold was put, and the fluidity of the obtained foam was measured. Furthermore, the foam whose flowability was measured was cut and the compressive strength of the foam was measured. These results are also shown in Table 2.

なお、実施例、比較例における上記した各測定項目の測定方法は以下のとおりである。   In addition, the measuring method of each above-mentioned measuring item in an Example and a comparative example is as follows.

・反応性の測定.
クリームタイム:発泡フォームの上昇開始時間を目視で測定した。
・ Reactivity measurement.
Cream time: The rising start time of the foamed foam was measured visually.

ゲルタイム:反応が進行し液状物質より、樹脂状物質に変わる時間を測定した。     Gel time: The time required for the reaction to progress to a resinous substance from a liquid substance was measured.

・フォームのコア密度:
2Lポリエチレン製カップ内で発泡させたフォームの中心部を7cm×7cm×15cmの寸法にカットし、寸法、重量を正確に測定してコア密度を算出した。
-Foam core density:
The center of the foam foamed in a 2 L polyethylene cup was cut into a size of 7 cm × 7 cm × 15 cm, and the core density was calculated by accurately measuring the size and weight.

・フォームの接着強度:
2Lポリエチレン製カップ内で発泡させる時に発泡フォームの上面に5×5cmのSUS304製板を接着させて、発泡10分後のSUS304製板の90度剥離強度を測定し、フォームの接着強度とした。
-Foam adhesive strength:
When foaming in a 2 L polyethylene cup, a 5 × 5 cm SUS304 plate was adhered to the upper surface of the foamed foam, and the 90-degree peel strength of the SUS304 plate after 10 minutes of foaming was measured to obtain the adhesive strength of the foam.

・フォームの酸素指数:
フォームのコア密度を測定したサンプルを利用し、JIS K7201に準じて測定した。
-Foam oxygen index:
A sample in which the core density of the foam was measured was measured according to JIS K7201.

・フォームの流動性:
110(L)×30(W)×5(t)cm寸法のアルミニウム製モールド内に混合液を注入して発泡させた。このフォームの長さ(cm)とフォーム重量を測定し、フォーム重量100g当りのフォーム長さ(cm)を流動性とした。
・ Foam fluidity:
The mixed solution was poured into an aluminum mold having a size of 110 (L) × 30 (W) × 5 (t) cm to cause foaming. The foam length (cm) and foam weight were measured, and the foam length (cm) per 100 g of foam weight was defined as fluidity.

・フォームの圧縮強度:
流動性を測定したフォームをカットして、JIS K7220に準じて測定した。
・ Compressive strength of foam:
The foam whose fluidity was measured was cut and measured according to JIS K7220.

Figure 2010095565
表2の実施例1〜実施例9より明らかなように、本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームは、酸素指数が26%以上である。更にイソシアネートインデックスが300以上で且つ難燃剤が多くなると酸素指数が30%を超えるまで高難燃性となっている(実施例7〜実施例9)。また、フォームのコア密度は低密度(30〜40kg程度)であり、フォームの流動性に優れ、フォームの接着強度は1.0kg/cm以上と高くなっている。
Figure 2010095565
As is clear from Examples 1 to 9 in Table 2, the flame retardant rigid polyurethane foam of the present invention has an oxygen index of 26% or more. Furthermore, when the isocyanate index is 300 or more and the number of flame retardants is increased, the flame retardancy is high until the oxygen index exceeds 30% (Examples 7 to 9). Further, the core density of the foam is low (about 30 to 40 kg), the foam has excellent fluidity, and the adhesive strength of the foam is as high as 1.0 kg / cm 2 or more.

これに対し、比較例1〜比較例3は、本発明のポリオール(A)は使用するものの、本発明の触媒(B)以外の触媒(組成物)を用いた場合であるが、実施例1、実施例4及び実施例5に比較して、難燃性硬質ポリウレタンフォームの酸素指数と接着強度が低下し(比較例1、比較例2)、発泡フォームが成型出来ない(比較例3)。   On the other hand, Comparative Example 1 to Comparative Example 3 are cases in which the polyol (A) of the present invention is used but a catalyst (composition) other than the catalyst (B) of the present invention is used. Compared with Example 4 and Example 5, the oxygen index and adhesive strength of the flame-retardant rigid polyurethane foam are reduced (Comparative Example 1 and Comparative Example 2), and the foamed foam cannot be molded (Comparative Example 3).

また、比較例4〜比較例7は、本発明の触媒(B)は使用するものの、本発明のポリオール(A)以外のポリオール(組成物)を用いた場合であるが、実施例1〜実施例3及び実施例7に比較して、難燃性硬質ポリウレタンフォームの圧縮強度と接着強度が低下し(比較例4、比較例5)、酸素指数が低下し(比較例6)、フォームの流動性の低下によるフォームの高密度化が起きている(比較例7)。   Comparative Examples 4 to 7 are cases where the catalyst (B) of the present invention was used but a polyol (composition) other than the polyol (A) of the present invention was used. Compared with Example 3 and Example 7, the compressive strength and adhesive strength of the flame-retardant rigid polyurethane foam are reduced (Comparative Example 4 and Comparative Example 5), the oxygen index is lowered (Comparative Example 6), and the foam flow The density of the foam has been increased due to a decrease in properties (Comparative Example 7).

さらに、比較例8は、本発明のポリオール(A)以外のポリオールを用い、かつ本発明の触媒(B)以外の触媒組成物を用いた場合であるが、実施例1〜実施例3及び実施例7に比較して、フォームの流動性の低下によるフォームの高密度化が起きている。   Further, Comparative Example 8 is a case where a polyol other than the polyol (A) of the present invention is used and a catalyst composition other than the catalyst (B) of the present invention is used. Compared to Example 7, there is a higher density of foam due to a decrease in foam fluidity.

Claims (6)

ポリオール(A)、触媒(B)、発泡剤(C)、整泡剤(D)、及び難燃剤(E)を含有する難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物であって、
(1)ポリオール(A)が、数平均分子量400〜2,000のグリセリン系ポリオールと、フタル酸系ポリエステルポリオールを含み、それらの合計が全ポリオール中の50重量%以上である組成物であること、
(2)触媒(B)が、4級アンモニウム塩系触媒(ただし、ヒドロキシアルキル基を有することはない。)と3級アミン系触媒とを含む組成物であること、及び
(3)発泡剤(C)が水であり、その使用量がポリオール(A)100重量部当り4重量部以上である難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物。
A composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam comprising a polyol (A), a catalyst (B), a foaming agent (C), a foam stabilizer (D), and a flame retardant (E),
(1) The polyol (A) is a composition containing a glycerin-based polyol having a number average molecular weight of 400 to 2,000 and a phthalic acid-based polyester polyol, the total of which is 50% by weight or more in the total polyol. ,
(2) The catalyst (B) is a composition containing a quaternary ammonium salt catalyst (but never having a hydroxyalkyl group) and a tertiary amine catalyst, and (3) a blowing agent ( A composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam, wherein C) is water and the amount used is 4 parts by weight or more per 100 parts by weight of polyol (A).
4級アンモニウム塩系触媒が、テトラメチルアンモニウム酢酸塩、テトラメチルアンモニウムギ酸塩、テトラエチルアンモニウム酢酸塩、テトラエチルアンモニウムギ酸塩、テトラプロピルアンモニウム酢酸塩、テトラプロピルアンモニウムギ酸塩、テトラブチルアンモニウム酢酸塩、テトラブチルアンモニウムギ酸塩、メチルトリエチルアンモニウム酢酸塩、メチルトリエチルアンモニウムギ酸塩、メチルトリプロピルアンモニウム酢酸塩、メチルトリプロピルアンモニウムギ酸塩、メチルトリブチルアンモニウム酢酸塩、メチルトリブチルアンモニウムギ酸塩、トリメチルドデシルアンモニウムギ酸塩、及びトリメチルドデシルアンモニウム酢酸塩からなる群より選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1に記載の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物。 Quaternary ammonium salt catalysts are tetramethylammonium acetate, tetramethylammonium formate, tetraethylammonium acetate, tetraethylammonium formate, tetrapropylammonium acetate, tetrapropylammonium formate, tetrabutylammonium acetate, tetrabutyl Ammonium formate, methyltriethylammonium acetate, methyltriethylammonium formate, methyltripropylammonium acetate, methyltripropylammonium formate, methyltributylammonium acetate, methyltributylammonium formate, trimethyldodecylammonium formate, and trimethyl The flame retardant according to claim 1, wherein the flame retardant is one or more selected from the group consisting of dodecyl ammonium acetate. Rigid polyurethane foam composition for producing. 3級アミン系触媒が、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエタノール、N,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシエチルビスアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエチル−N”−メチルアミノイソプロパノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−メチルピペラジン、及びN,N−ジメチルアミノヘキサノールからなる群より選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物 Tertiary amine catalyst is N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N-dimethylaminoethoxyethanol, N, N-dimethylaminoethoxy Ethoxyethanol, N, N-dimethylaminoethyl-N′-methylaminoethanol, N, N, N′-trimethyl-N′-hydroxyethylbisaminoethyl ether, N, N-dimethylaminoethyl-N′-methylamino It is one or more selected from the group consisting of ethyl-N ″ -methylaminoisopropanol, N- (2-hydroxyethyl) -N′-methylpiperazine, and N, N-dimethylaminohexanol. The composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam according to claim 1 or 2 触媒(B)の使用量が、ポリオール(A)100重量部に対して、0.5〜50重量部の範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物。 4. The difficulty according to claim 1, wherein the amount of the catalyst (B) used is in the range of 0.5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol (A). A composition for producing a flammable rigid polyurethane foam. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用組成物と、ジフェニルメタンジイソシアネート及びジフェニルメタンジイソシアネート系多核縮合体を含有するポリイソシアネートとを、イソシアネート基(NCO)と、イソシアネート基と反応性を有する水酸基(OH)とのモル比(NCO/OH)が1.8以上で反応させる難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法。 A composition for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam according to any one of claims 1 to 4, a polyisocyanate containing diphenylmethane diisocyanate and a diphenylmethane diisocyanate polynuclear condensate, an isocyanate group (NCO), and an isocyanate A method for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam in which a molar ratio (NCO / OH) of a group to a reactive hydroxyl group (OH) is 1.8 or more. 請求項5に記載の製造方法により得られる、フォーム密度が100kg/m以下であり、かつ酸素指数が26%以上である難燃性硬質ポリウレタンフォーム。 A flame retardant rigid polyurethane foam obtained by the production method according to claim 5, having a foam density of 100 kg / m 3 or less and an oxygen index of 26% or more.
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