JP2016509100A - 硬質フォーム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、概して硬質フォームに関し、更に詳細には、イソシアネート成分とイソシアネート反応性成分との反応生成物を含む硬質フォーム並びに該硬質フォームの形成方法に関する。
特定の燃焼規格及び許容可能な物理的性質を有するより良い性能を発揮する硬質フォームに対する要求が高まっている。当該技術分野では、従来の硬質フォーム、特にスプレーフォームが、約2インチを上回る厚さで形成される場合、かかるフォームが、形成の間に特定のイソシアネートとポリオールとの反応から生じる高い発熱温度のために、内部スコーチを受けることが良く知られている。内部スコーチは、硬質フォームの物理的性質を劣化させて、それらを殆どの用途に適さないようにするだけでなく、可燃性に関して他の問題を引き起こす可能性がある。例えば、これらの従来の硬質フォームは、燃焼及び発煙に対して弱く、これらの全てが望ましくない。
本発明は、増大した難燃性を有する硬質フォームを提供する。硬質フォームは、イソシアネート成分とイソシアネート反応性成分との反応生成物を含む。イソシアネート成分は、イソシアネート官能基を有し、イソシアネート反応性成分は、イソシアネート反応性官能基を有する。イソシアネート成分とイソシアネート反応性成分とは、少なくとも1つのイソシアヌレート部分を形成するためにイソシアネート触媒成分の存在下で及び少なくとも1つのカルボジイミド部分を形成するためにカルボジイミド触媒成分の存在下で反応する。イソシアヌレート触媒成分は、1,3,5−トリス(3−(ジメチルアミノ)プロピル)−ヘキサヒドロ−s−トリアジンを含み、且つカルボジイミド触媒成分は、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシドを含む。イソシアネート成分、イソシアネート反応性成分、イソシアヌレート触媒成分、及びカルボジイミド触媒成分は、約150秒以下の立ち上がり時間と約120秒以下の不粘着時間を有する混合物を形成する。
本発明は、硬質フォーム並びに硬質フォームの形成方法を提供する。硬質フォームは、特に、硬質フォームが吹き付けにより形成される吹き付けフォーム用途、例えば、クッション又は支持体用途における吹き付けフォーム断熱材に適している。しかしながら、本発明の硬質フォームは、吹き付けフォーム断熱材を超える用途を有し得ることが理解されるべきである。以下に更なる詳細が記載されるように、硬質フォームは、従来の難燃性添加剤の使用を最小限にしながら優れた熱安定性を示し且つ硬質フォームのクラッキング及びクリーピングを最小限にしながら急速な硬化速度を有する。
2R−N=C=O → R−N=C=N−R + CO2
一連の硬質フォーム(フォーム1〜8)を、本発明によって形成する。一連の比較の硬質フォーム(比較フォーム1及び2)も本発明によらずに形成する。比較フォーム1及び2は、本発明のカルボジイミド触媒成分を使用して形成しない。イソシアネート反応性成分とイソシアネート成分を、フォーム1〜8及び比較フォーム1及び2を形成するために使用される反応条件、及び得られる物理的特性と一緒に、以下の表1に記載する。
Claims (20)
- イソシアネート官能基を有するイソシアネート成分と、
イソシアネート反応性官能基を有するイソシアネート反応性成分との、
少なくとも1つのイソシアヌレート部分を形成するためのイソシアヌレート触媒成分、及び
少なくとも1つのカルボジイミド部分を形成するためのカルボジイミド触媒成分
の存在下での反応生成物を含む、増大した難燃性を有する硬質フォームであって、
前記イソシアヌレート触媒成分が、1,3,5−トリス(3−(ジメチルアミノ)プロピル)−ヘキサヒドロ−s−トリアジンを含み、前記カルボジイミド触媒成分が、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシドを含み、且つ
前記イソシアネート成分、イソシアネート反応性成分、イソシアヌレート触媒成分、及びカルボジイミド触媒成分が、約150秒以下の立ち上がり時間及び約120秒以下の不粘着時間を有する混合物を形成する、前記硬質フォーム。 - i)ASTM規格E84−10に従って測定された、25以下の火炎伝播指数;
ii)ASTM規格E84−10に従って測定された、450以下の煙発生指数;又は
iii)i)とii)の両方
を有する、請求項1に記載の硬質フォーム。 - i)前記イソシアネート官能基のうち少なくとも2つが、前記イソシアヌレート触媒成分の存在下で自己反応して前記少なくとも1つのイソシアヌレート部分を形成する;
ii)前記イソシアネート官能基のうち少なくとも2つが、前記カルボジイミド触媒成分の存在下で自己反応して前記少なくとも1つのカルボジイミド部分を形成する;又は
iii)i)とii)の両方である、
請求項1又は2に記載の硬質フォーム。 - 前記イソシアヌレート触媒成分が、100質量部の前記イソシアネート成分を基準として約0.1〜約20質量部の量で使用される、請求項1から3までのいずれか1項に記載の硬質フォーム。
- 前記カルボジイミド触媒成分が、100質量部の前記イソシアネート成分を基準として約0.1〜約20質量部の量で使用される、請求項1から4までのいずれか1項に記載の硬質フォーム。
- 前記カルボジイミド触媒成分が、トリエチルホスフェートを更に含む、請求項1から5までのいずれか1項に記載の硬質フォーム。
- 100質量部の前記カルボジイミド触媒成分を基準として、それぞれ、前記3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシドが、約10〜約45質量部の量で使用され、前記トリエチルホスフェートが、約55〜約90質量部の量で使用される、請求項6に記載の硬質フォーム。
- 前記イソシアネート反応性成分が、
i)マンニッヒポリオール;
ii)ポリエステルポリオール;又は
iii)i)とii)の両方
を含む、請求項1から7までのいずれか1項に記載の硬質フォーム。 - 前記イソシアネート反応性成分が、100質量部の前記イソシアネート反応性成分を基準として約1〜約30質量部の量で使用される前記マンニッヒポリオールを含む、請求項8に記載の硬質フォーム。
- 前記イソシアネート反応性成分が、100質量部の前記イソシアネート反応性成分を基準として約35〜約75質量部の量で使用される前記ポリエステルポリオールを含む、請求項8に記載の硬質フォーム。
- 前記イソシアネート成分が、
i)ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、及び2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートのうち少なくとも1つ;又は
ii)それぞれ100質量部の前記イソシアネート成分を基準して、約25〜約75質量部のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、約25〜約65質量部の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、及び0〜約30質量部の2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
を含む、請求項1から10までのいずれか1項に記載の硬質フォーム。 - i)前記イソシアネート成分が、25℃で約0.001〜2.5Pa*s(又は25℃で約1〜約2500cps)の動的粘度を有する;及び/又は
ii)前記イソシアネート成分及び前記イソシアネート反応性成分が約100〜約500のイソシアネート指数で反応する;及び/又は
iii)前記硬質フォームが吹き付けから形成される;及び/又は
iv)前記硬質フォームが約1〜約81キログラム毎立方メートル(又は約0.1〜約5ポンド毎立方フィート)の密度を有する、
請求項1から11までのいずれか1項に記載の硬質フォーム。 - 可塑剤を更に含む請求項1から12までのいずれか1項に記載の硬質フォームであって、前記可塑剤が、
i)トリス(クロロプロピル)ホスフェートであり;
ii)100質量部のイソシアネート反応性成分を基準として約1〜約50質量部の量で使用され;又は
iii)i)及びii)の両方である、
前記硬質フォーム。 - イソシアネート官能基を有し且つ
ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、及び
2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
のうち少なくとも1つを含むイソシアネート成分と、
イソシアネート反応性官能基を有し且つ
ポリエステルポリオール、及び
マンニッヒポリオール
を含むイソシアネート反応性成分との、
少なくとも1つのイソシアヌレート部分を形成するためのイソシアヌレート触媒成分
、及び
少なくとも1つのカルボジイミド部分を形成するためのカルボジイミド触媒成分
の存在下での反応生成物を含む、増大した難燃性を有する硬質フォームであって、
前記イソシアヌレート部分及び前記カルボジイミド部分を形成することによって前記硬質フォームの難燃性を高めるために、前記イソシアヌレート触媒成分が、1,3−トリス(3−(ジメチルアミノ)プロピル)−ヘキサヒドロ−s−トリアジンを含み、前記カルボジイミド触媒成分が、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド及びトリエチルホスフェートを含み;
前記イソシアネート成分、イソシアネート反応性成分、イソシアヌレート触媒成分、及びカルボジイミド触媒成分が、前記硬質フォームを形成するために硬化する前に、約150秒以下の立ち上がり時間及び約120秒以下の不粘着時間を有する混合物を形成し;且つ
前記硬質フォームが、それぞれASTM規格E84−10に従って測定された、25以下の火炎伝播指数と450以下の煙発生指数を有する、前記硬質フォーム。 - 増大した難燃性を有し且つイソシアネート成分とイソシアネート反応性成分との、イソシアヌレート触媒成分とカルボジイミド触媒成分の存在下での反応生成物を含む、硬質フォームの表面上での形成方法であって、前記方法は、
イソシアネート反応性基を有するイソシアネート成分を提供する工程;
イソシアネート反応性官能基を有するイソシアネート反応性成分を提供する工程;
少なくとも1つのイソシアヌレート部分を形成するためにイソシアヌレート触媒成分を提供する工程;
少なくとも1つのカルボジイミド部分を形成するためにカルボジイミド触媒成分を提供する工程;及び
イソシアネート成分、イソシアネート反応性成分、イソシアヌレート触媒成分、及びカルボジイミド触媒成分を表面上に吹き付けて該表面上に硬質フォームを形成する工程
を含み、
その際、イソシアヌレート部分とカルボジイミド部分を形成することによって硬質フォームの難燃性を増大させるために、イソシアヌレート触媒成分が、1,3,5−トリス(3−(ジメチルアミノ)プロピル)−ヘキサヒドロ−s−トリアジンを含み、カルボジイミド触媒成分が、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシドを含む、前記方法。 - イソシアネート成分、イソシアネート反応性成分、イソシアヌレート触媒成分、及びカルボジイミド触媒成分を吹き付ける工程が、0〜約13800kPa(又は0〜約2000psi)の圧力で吹き付けることとして更に規定される、請求項15に記載の方法。
- 混合物を形成するためにイソシアネート成分、イソシアネート反応性成分、イソシアヌレート触媒成分、及びカルボジイミド触媒成分を組み合わせる工程を更に含む、請求項15又は16に記載の方法。
- i)混合物が約150秒以下の立ち上がり時間を有し;
ii)混合物が約120秒以下の不粘着時間を有し;又は
iii)i)及びii)の両方である、
請求項17に記載の方法。 - 前記方法が、トリス(クロロプロピル)ホスフェートを含む可塑剤を提供する工程を更に含み、吹き付け工程が、表面上に硬質フォームを形成するために、イソシアネート成分、イソシアネート反応性成分、イソシアヌレート触媒成分、カルボジイミド触媒成分、及び可塑剤を表面上に吹き付けることとして更に規定される、請求項15から18までのいずれか1項に記載の方法。
- 増大した難燃性を有し且つイソシアネート成分とイソシアネート反応性成分との、イソシアヌレート触媒成分とカルボジイミド触媒成分の存在下での反応生成物を含む、硬質フォームの表面上での形成方法であって、前記方法は、
イソシアネート官能基を有し且つ
ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、及び
2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
のうち少なくとも1つを含むイソシアネート成分を提供する工程、
イソシアネート反応性官能基を有し且つ
ポリエステルポリオール、及び
マンニッヒポリオール
を含むイソシアネート反応性成分を提供する工程;
少なくとも1つのイソシアヌレート部分を形成するためにイソシアヌレート触媒成分を提供する工程;
少なくとも1つのカルボジイミド部分を形成するためにカルボジイミド触媒成分を提供する工程;及び
イソシアネート成分、イソシアネート反応性成分、イソシアヌレート触媒成分、及びカルボジイミド触媒成分を、0〜約13800kPa(又は0〜約2000psi)の圧力で表面上に吹き付けて該表面上に硬質フォームを形成する工程
を含み、
イソシアヌレート部分とカルボジイミド部分を形成することによって硬質フォームの難燃性を増大させるために、イソシアヌレート触媒成分が、1,3,5−トリス(3−(ジメチルアミノ)プロピル)−ヘキサヒドロ−s−トリアジンを含み、カルボジイミド触媒成分が、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド及びトリエチルホスフェートを含み;
イソシアネート成分、イソシアネート反応性成分、イソシアヌレート触媒成分、及びカルボジイミド触媒成分が、約150秒以下の立ち上がり時間及び約120秒以下の不粘着時間を有する混合物を形成し;且つ
前記硬質フォームが、それぞれASTM規格E84−10に従って測定された、25以下の火炎伝播指数と450以下の煙発生指数を有する、前記方法。
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