JP2022038409A - Polyurethane foam - Google Patents

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JP2022038409A JP2020142903A JP2020142903A JP2022038409A JP 2022038409 A JP2022038409 A JP 2022038409A JP 2020142903 A JP2020142903 A JP 2020142903A JP 2020142903 A JP2020142903 A JP 2020142903A JP 2022038409 A JP2022038409 A JP 2022038409A
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裕介 玉井
Yusuke Tamai
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Sekisui Soflan Wiz Co Ltd
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Abstract

To provide a polyurethane foam that has superior heat insulation performance and resists dimensional deformation.SOLUTION: A polyurethane foam has a plurality of cells. The closed-cell ratio is 80% or more. Each cell has a cell film including, at least partially, holes therein.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリウレタン発泡体に関する。 The present invention relates to a polyurethane foam.

ポリウレタン発泡体は、その優れた断熱性を利用して、マンション等の集合住宅、戸建住宅、商業ビル等の建築物の天井、屋根、壁面などの断熱や結露防止に実用されている。
ポリウレタン発泡体において、断熱性は重要な物性の一つであり、断熱性の向上について種々の試みがなされている。例えば、特許文献1では、炭酸ガスにより発泡され、環状炭酸エステル、脂肪酸エステルから選ばれた1種または複数種類でなる高沸点化合物を0.2~7.0重量%含み、気泡寸法が0.1~0.5mm、フォームの独立気泡率が90%以上であることを特徴とするポリウレタンフォーム(ポリウレタン発泡体)に関する発明が開示されている。独立気泡率が一定以上であるポリウレタン発泡体は、気泡内のガスが空気に置換されにくく、断熱性能に優れることが知られている。
Utilizing its excellent heat insulating properties, polyurethane foams are practically used for heat insulating and preventing dew condensation on ceilings, roofs, walls and the like of apartment houses such as condominiums, detached houses and commercial buildings.
In the polyurethane foam, the heat insulating property is one of the important physical properties, and various attempts have been made to improve the heat insulating property. For example, Patent Document 1 contains 0.2 to 7.0% by weight of a high boiling point compound that is foamed by carbonic acid gas and consists of one or more kinds selected from cyclic carbonate esters and fatty acid esters, and has a bubble size of 0. The invention relating to a polyurethane foam (polyurethane foam) characterized in that the closed cell ratio of the foam is 90% or more and 1 to 0.5 mm is disclosed. It is known that a polyurethane foam having a closed cell ratio of a certain level or more is excellent in heat insulating performance because the gas in the bubbles is not easily replaced by air.

特開2000-230066号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-230066

しかしながら、断熱性能を高めるために独立気泡率を高くすると、周囲温度変化による発泡体形状の変化を受けやすく、例えば火災時などの高温時に、ポリウレタン発泡体の寸法が変形しやすく、そのためポリウレタン発泡体が所定の位置からずれたり、あるいは位置ずれに起因して難燃性などの物性が低下するなどの不具合が生じる場合があった。また常温時であっても収縮などの寸法変化が起こりやすいといった問題がある。
この問題を解決するためには例えば発泡体の密度を高くするなどの方策があるが,取り扱い性や生産性の面で課題がある。
したがって、本発明は、断熱性能に優れ、比較的軽量であり、かつ寸法変形し難いポリウレタン発泡体を提供することを課題とする。
However, if the closed cell ratio is increased in order to improve the heat insulating performance, the shape of the foam is easily changed due to a change in ambient temperature, and the dimensions of the polyurethane foam are easily deformed at a high temperature such as a fire. Therefore, the polyurethane foam However, there are cases where problems such as deviation from a predetermined position or deterioration of physical properties such as flame retardancy due to the displacement may occur. In addition, there is a problem that dimensional changes such as shrinkage are likely to occur even at room temperature.
There are measures such as increasing the density of the foam to solve this problem, but there are problems in terms of handleability and productivity.
Therefore, it is an object of the present invention to provide a polyurethane foam having excellent heat insulating performance, being relatively lightweight, and having difficulty in dimensional deformation.

本発明者は、鋭意検討の結果、独立気泡率が一定以上であり、かつセルのセル膜の少なくとも一部に孔が形成されたポリウレタン発泡体により、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の[1]~[8]を提供する。
[1]セルを複数有するポリウレタン発泡体であって、独立気泡率が80%以上であり、前記セルのセル膜の少なくとも一部に孔が形成された、ポリウレタン発泡体。
[2]ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、難燃剤、発泡剤、及び触媒を含む発泡性ウレタン樹脂組成物から形成されたものである、上記[1]に記載のポリウレタン発泡体。
[3]前記発泡性ウレタン樹脂組成物が、有機微粒子及び無機微粒子から選択される少なくとも1種の微粒子成分を含むセルオープナーを含有する、上記[2]に記載のポリウレタン発泡体。
[4]前記発泡剤がハイドロフルオロオレフィンを含む、上記[2]又は[3]に記載のポリウレタン発泡体。
[5]ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/mにて、5分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m以下である、上記[1]~[4]のいずれかに記載のポリウレタン発泡体。
[6]ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/mにて、5分間加熱したときの最高発熱速度が200kW/m以下である、上記[1]~[5]のいずれかに記載のポリウレタン発泡体。
[7]下記の熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が10mm以下である、上記[1]~[6]のいずれかに記載のポリウレタン発泡体。
(熱鋼球評価)
(1)ポリウレタン発泡体を各辺50mmの立方体に切り出し、試験体とする。
(2)800℃に設定した電気炉の内部に、直径10.0mm、重量4.15gの鋼球を入れて10分以上加熱する。
(3)23℃雰囲気下にて、上記(2)で加熱した鋼球を直ちに、上記(1)の試験体の上部の中心に載せて、鋼球の沈み込みが完了するまで放置する。次いで、十分に冷却された試験体の断面を裁断して、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定する。
[8]ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、難燃剤、発泡剤、及び触媒を含む発泡性ウレタン樹脂組成物を吹き付けることにより形成される、上記[1]~[7]のいずれかに記載のポリウレタン発泡体。
As a result of diligent studies, the present inventor has found that the above-mentioned problems can be solved by a polyurethane foam having a closed cell ratio of a certain level or more and holes formed in at least a part of the cell membrane of the cell, and the present invention has been developed. Completed.
That is, the present invention provides the following [1] to [8].
[1] A polyurethane foam having a plurality of cells, having a closed cell ratio of 80% or more, and having holes formed in at least a part of the cell membrane of the cell.
[2] The polyurethane foam according to the above [1], which is formed from a foamable urethane resin composition containing a polyol compound, a polyisocyanate compound, a flame retardant, a foaming agent, and a catalyst.
[3] The polyurethane foam according to the above [2], wherein the foamable urethane resin composition contains a cell opener containing at least one fine particle component selected from organic fine particles and inorganic fine particles.
[4] The polyurethane foam according to the above [2] or [3], wherein the foaming agent contains a hydrofluoroolefin.
[5] According to the test method of ISO-5660, the total calorific value when heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW / m 2 is 8 MJ / m 2 or less, the above [1] to [4]. The polyurethane foam according to any one of.
[6] According to the test method of ISO-5660, the maximum heat generation rate when heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW / m 2 is 200 kW / m 2 or less, as described above [1] to [5]. The polyurethane foam according to any one of.
[7] The polyurethane foam according to any one of the above [1] to [6], wherein the subduction distance of the steel ball in the following thermal steel ball evaluation is 10 mm or less.
(Evaluation of hot steel balls)
(1) A polyurethane foam is cut into a cube having a side of 50 mm and used as a test piece.
(2) A steel ball having a diameter of 10.0 mm and a weight of 4.15 g is placed inside an electric furnace set at 800 ° C. and heated for 10 minutes or more.
(3) In an atmosphere of 23 ° C., the steel ball heated in (2) above is immediately placed on the center of the upper part of the test piece of (1) above, and is left to stand until the subduction of the steel ball is completed. Then, the cross section of the sufficiently cooled test piece is cut to measure the subduction distance and the melt diameter distance of the steel ball.
[8] The polyurethane foam according to any one of the above [1] to [7], which is formed by spraying a foamable urethane resin composition containing a polyol compound, a polyisocyanate compound, a flame retardant, a foaming agent, and a catalyst. body.

本発明によれば、断熱性に優れ、比較的軽量であり、かつ寸法変形し難いポリウレタン発泡体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a polyurethane foam having excellent heat insulating properties, being relatively lightweight, and having difficulty in dimensional deformation.

セル膜の一部に孔が形成されている本発明のポリウレタン発泡体の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the polyurethane foam of the present invention in which a hole is formed in a part of a cell membrane. セル膜に孔が形成されていないポリウレタン発泡体の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of a polyurethane foam having no pores formed in a cell membrane.

[ポリウレタン発泡体]
本発明のポリウレタン発泡体は、セルを複数有し、独立気泡率が80%以上であり、前記セルのセル膜の少なくとも一部に孔が形成された、ポリウレタン発泡体である。
[Polyurethane foam]
The polyurethane foam of the present invention is a polyurethane foam having a plurality of cells, having a closed cell ratio of 80% or more, and having holes formed in at least a part of the cell membrane of the cell.

(独立気泡率)
本発明のポリウレタン発泡体は、独立気泡率が80%以上である。ポリウレタン発泡体の独立気泡率が80%未満であると、熱伝導率が高くなり、断熱性が低下する。ポリウレタン発泡体の独立気泡率は、断熱性を向上させる観点から、好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上である。なお、独立気泡率とは全気泡に対する独立気泡の割合を意味する。
独立気泡率は、後述する発泡性ウレタン樹脂組成物の組成を調整することにより調節でき、例えば、後述する整泡剤種類・量、微粒子固体であるセルオープナー、ポリオールの分子量や官能基数、異なるポリオールの組み合わせ、触媒の種類、量などにより調節することができる。
(Closed cell ratio)
The polyurethane foam of the present invention has a closed cell ratio of 80% or more. When the closed cell ratio of the polyurethane foam is less than 80%, the thermal conductivity is high and the heat insulating property is lowered. The closed cell ratio of the polyurethane foam is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, from the viewpoint of improving the heat insulating property. The closed cell ratio means the ratio of closed cells to total bubbles.
The closed cell ratio can be adjusted by adjusting the composition of the effervescent urethane resin composition described later. For example, the type and amount of the defoaming agent described later, the cell opener which is a fine particle solid, the molecular weight and the number of functional groups of the polyol, and different polyols. It can be adjusted according to the combination of the above, the type and amount of the catalyst, and the like.

ポリウレタン発泡体の独立気泡率は、定容積膨張法による乾式密度測定により、真密度を測定し、以下の式(1)により連続気泡率を求めて、該連続気泡率から式(2)に基づき算出される。
連続気泡率(%)={(真密度[g/cm])-(見掛け密度[g/cm])}/(真密度[g/cm])×100 (1)
独立気泡率(%)=100-(1)式から求めた連続気泡率・・・・(2)
乾式密度測定については、株式会社島津製作所ホームページ(https://www.an.shimadzu.co.jp/powder/lecture/middle/m04.htm)を参照することができる。
The closed cell ratio of the polyurethane foam is measured by the dry density measurement by the constant volume expansion method, the open cell ratio is obtained by the following formula (1), and the open cell ratio is based on the formula (2). It is calculated.
Open cell ratio (%) = {(true density [g / cm 3 ])-(apparent density [g / cm 3 ])} / (true density [g / cm 3 ]) × 100 (1)
Closed cell ratio (%) = 100-Open cell ratio obtained from Eq. (1) ... (2)
For dry density measurement, refer to the Shimadzu Corporation website (https://www.an.shimadzu.co.jp/powder/lecture/middle/m04.htm).

(セル膜の孔)
本発明のポリウレタン発泡体は、セルを複数有し、該セルのセル膜の少なくとも一部に孔が形成されている。セル膜の少なくとも一部に孔が存在することにより、ポリウレタン発泡体の高温時および常温時の寸法安定性が向上する。セル膜に形成された孔は、走査型電子顕微鏡観察により確認される。
図1に本発明のポリウレタン発泡体について、走査型電子顕微鏡を用いて表面観察した写真を示す。該写真では、セルが複数(11a~11f)確認されている。各セルは、内部ガスと該内部ガスを覆うセル膜とを有しており、図1では、各セルのセル膜が観察されている。なお、セル膜はポリウレタンで形成されている。
セル11aのセル膜には孔12a、セル11bのセル膜には孔12b、セル11fのセル膜には孔12fがそれぞれ観察されている。例えば加熱などにより高温に曝された場合、孔が形成されていない場合は、内部ガスがセル膜によって系外から隔離され膨張変形しやすくなるが、本発明のように、セル膜の一部に孔が形成されると、セルと系外とが部分的に連通するようになり、それによりガスの逃げ道が確保され、これによりポリウレタン発泡体の高温時の寸法安定性が高くなると考えられる。また同様の理由で常温時の寸法安定性も高くなると考えられる。
なお、セル11aとセル11dとの間に黒色に観察されている領域は、試料作製時に生じた部位13であり、具体的には走査型電子顕微鏡観察するための試料作製時に部分的にセルが切削されて生じたものである。したがって、部位13は、本発明における孔とは異なる。これに対して、セル膜上に確認される孔は、試料作製前に空いていた孔と判断される。
(Pore of cell membrane)
The polyurethane foam of the present invention has a plurality of cells, and holes are formed in at least a part of the cell membrane of the cells. The presence of pores in at least a portion of the cell membrane improves the dimensional stability of the polyurethane foam at high and normal temperatures. The pores formed in the cell membrane are confirmed by scanning electron microscopy.
FIG. 1 shows a photograph of the surface of the polyurethane foam of the present invention observed using a scanning electron microscope. In the photograph, a plurality of cells (11a to 11f) are confirmed. Each cell has an internal gas and a cell membrane covering the internal gas, and in FIG. 1, the cell membrane of each cell is observed. The cell membrane is made of polyurethane.
Holes 12a are observed in the cell membrane of the cell 11a, holes 12b are observed in the cell membrane of the cell 11b, and holes 12f are observed in the cell membrane of the cell 11f. For example, when exposed to a high temperature due to heating or the like, if no pores are formed, the internal gas is isolated from the outside of the system by the cell membrane and easily expands and deforms. It is considered that when the pores are formed, the cell and the outside of the system are partially communicated with each other, thereby securing an escape route for gas, which enhances the dimensional stability of the polyurethane foam at high temperature. For the same reason, it is considered that the dimensional stability at room temperature is also improved.
The region observed in black between the cells 11a and 11d is the portion 13 generated during sample preparation, and specifically, the cells are partially formed during sample preparation for observation with a scanning electron microscope. It was created by cutting. Therefore, the site 13 is different from the hole in the present invention. On the other hand, the holes confirmed on the cell membrane are judged to be the holes that were made before the sample was prepared.

複数のセルのセル膜のうち、すべてのセル膜に孔が形成されていなくてもよく、発泡体中セル膜の一部に孔が形成されていればよい。平均孔径は、特に限定されないが、好ましくは1~100μmであり、より好ましくは2~60μmであり、さらに好ましくは3~40μmである。平均孔径は、例えば、走査型電子顕微鏡で確認された孔のうち10個の孔径の平均値として求めるとよい。孔径は、走査型電子顕微鏡で観察される孔の輪郭線上の任意の2点間距離のうち、最大の距離である。 Of the cell membranes of the plurality of cells, pores may not be formed in all the cell membranes, and holes may be formed in a part of the cell membrane in the foam. The average pore diameter is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 μm, more preferably 2 to 60 μm, and even more preferably 3 to 40 μm. The average pore diameter may be obtained as, for example, the average value of 10 pore diameters among the pores confirmed by the scanning electron microscope. The pore diameter is the maximum distance among any two points on the contour line of the pore observed by the scanning electron microscope.

孔の数は、特に限定されないが1mmあたり好ましくは1~100個であり、より好ましくは2~50個である。孔の数がこれら下限値以上であると、ポリウレタン発泡体の高温時および常温時の寸法変化を抑制しやすくなり、孔の数がこれら上限値以下(あるいは合一して肥大化した状態)であると断熱性が低下し難くなる。
ポリウレタン発泡体のセル膜に孔を形成させる方法は、特に限定されないが、例えば、触媒調整による内部反応熱の増加、樹脂硬化性の遅延、微粒子成分(有機微粒子、無機微粒子)などを含有するセルオープナーの使用、長鎖ポリオール及び短鎖ポリオールの組合せ、などが挙げられる。
The number of holes is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 per 1 mm 2 , and more preferably 2 to 50. When the number of holes is equal to or more than these lower limit values, it becomes easier to suppress the dimensional change of the polyurethane foam at high temperature and normal temperature, and when the number of holes is equal to or less than these upper limit values (or in a state of coalescence and enlargement). If there is, it becomes difficult for the heat insulating property to deteriorate.
The method for forming pores in the cell film of the polyurethane foam is not particularly limited, but for example, a cell containing an increase in internal reaction heat due to catalyst adjustment, a delay in resin curability, a fine particle component (organic fine particles, inorganic fine particles), and the like. The use of openers, combinations of long-chain and short-chain polyols, etc. may be mentioned.

本発明のポリウレタン発泡体は、下記の熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が10mm以下である。
(熱鋼球評価)
(1)ポリウレタン発泡体を各辺50mmの立方体に切り出し、試験体とする。
(2)炉内温度を800℃に設定した電気炉の内部に、直径10.0mm、重量4.15gの鋼球を入れて10分以上加熱する。
(3)23℃雰囲気下にて、上記(2)で加熱した鋼球を直ちに、上記(1)の試験体の上部の中心に載せて、鋼球の沈み込みが完了するまで放置する。次いで、十分に冷却された試験体の断面を裁断して、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定する。
なお、本熱鋼球評価において、上記(2)の電気炉としては、炉内寸法120mm×150mm×100mmの小型プログラム電気炉(MMF-1)を用い、鋼球としてはSUS304を用いる。鋼球を加熱した後、直ちに、鋼球を試験体上に載せている。したがって、上記電気炉の炉内温度(800℃)は、試験体上に鋼球を載せるときの鋼球の温度とみなすことができる。
In the polyurethane foam of the present invention, the sinking distance of the steel ball in the following thermal steel ball evaluation is 10 mm or less.
(Evaluation of hot steel balls)
(1) A polyurethane foam is cut into a cube having a side of 50 mm and used as a test piece.
(2) A steel ball having a diameter of 10.0 mm and a weight of 4.15 g is placed inside an electric furnace in which the temperature inside the furnace is set to 800 ° C. and heated for 10 minutes or more.
(3) In an atmosphere of 23 ° C., the steel ball heated in (2) above is immediately placed on the center of the upper part of the test piece of (1) above, and is left to stand until the subduction of the steel ball is completed. Then, the cross section of the sufficiently cooled test piece is cut to measure the subduction distance and the melt diameter distance of the steel ball.
In this thermal steel ball evaluation, a small program electric furnace (MMF-1) having internal dimensions of 120 mm × 150 mm × 100 mm is used as the electric furnace of (2) above, and SUS304 is used as the steel ball. Immediately after heating the steel ball, the steel ball is placed on the test piece. Therefore, the temperature inside the electric furnace (800 ° C.) can be regarded as the temperature of the steel ball when the steel ball is placed on the test piece.

上記熱鋼球評価において、鋼球の直径及び重量に関して、直径が10.0±0.2mm、重量は4.15±0.3g、電気炉の炉内温度は795~805℃の範囲内であれば、その他の条件を上記のとおりとすることにより、同等の熱鋼球評価となるため、このような直径、重量、電気炉の炉内温度の範囲で実施してもよい。 In the above thermal steel ball evaluation, regarding the diameter and weight of the steel ball, the diameter is 10.0 ± 0.2 mm, the weight is 4.15 ± 0.3 g, and the temperature inside the electric furnace is in the range of 795 to 805 ° C. If there is, the same hot steel ball evaluation can be obtained by setting the other conditions as described above. Therefore, the evaluation may be carried out within the range of such diameter, weight, and temperature inside the electric furnace.

本発明のポリウレタン発泡体の熱鋼球評価における鋼球沈み込み距離を上記した所定の範囲とすることにより、ポリウレタン発泡体が、火災などに晒された場合に燃え広がり難くすることができる。 By setting the steel ball sinking distance in the evaluation of the hot steel ball of the polyurethane foam of the present invention within the above-mentioned predetermined range, it is possible to prevent the polyurethane foam from burning and spreading when exposed to a fire or the like.

本発明のポリウレタン発泡体は、熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が10mm以下であることが好ましい。鋼球の沈み込み距離が10mm以下であると、ポリウレタン発泡体が、火災などに晒された場合に燃え広がり難く、延焼を有効に防止することができる。延焼を有効に防止する観点から、鋼球の沈み込み距離は、好ましくは5mm以下であり、より好ましくは3mm以下、さらに好ましくは0mmである。 In the polyurethane foam of the present invention, the sinking distance of the steel ball in the evaluation of the hot steel ball is preferably 10 mm or less. When the subduction distance of the steel ball is 10 mm or less, the polyurethane foam does not easily burn and spread when exposed to a fire or the like, and the spread of fire can be effectively prevented. From the viewpoint of effectively preventing the spread of fire, the subduction distance of the steel ball is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, still more preferably 0 mm.

本発明のポリウレタン発泡体は、熱鋼球評価における溶融直径距離が20mm以下であることが好ましい。溶融直径距離が20mm以下であると、ポリウレタン発泡体が、火災などに晒された場合に燃え広がり難く、延焼を有効に防止することができる。延焼を有効に防止する観点から、溶融直径距離は、好ましくは15mm以下であり、より好ましくは13mm以下、さらに好ましくは12mm以下である。なお、溶融直径距離は0mm以上である。 The polyurethane foam of the present invention preferably has a melt diameter distance of 20 mm or less in the evaluation of hot steel balls. When the melt diameter distance is 20 mm or less, the polyurethane foam does not easily spread when exposed to a fire or the like, and the spread of fire can be effectively prevented. From the viewpoint of effectively preventing the spread of fire, the melt diameter distance is preferably 15 mm or less, more preferably 13 mm or less, still more preferably 12 mm or less. The melting diameter distance is 0 mm or more.

鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離は、後述する発泡性ウレタン樹脂組成物に含有されるポリオール化合物の種類、イソシアネートインデックス、水の含有量などを調整することによって、所望の値に調節することができる。 The steel ball subduction distance and the melt diameter distance can be adjusted to desired values by adjusting the type of the polyol compound, the isocyanate index, the water content, etc. contained in the foamable urethane resin composition described later. can.

熱鋼球評価において、試験体には、鋼球の沈み込みにより、試験体の上面から内部に渡って空洞が形成される。鋼球の沈み込み距離は、試験体の上面に対して垂直方向の空洞の最大距離を意味する。また、溶融直径距離は、試験体の上面に、加熱された鋼球により形成された穴の直径である。なお、該穴の直径は、試験体の上面に形成された穴の形状が円形であれば、その円の直径を意味し、穴の形状が楕円形であれば、長径を意味することとする。また穴の形状が円形及び楕円形以外の形状であれば、その形状の任意の二点間の最大距離を、穴の直径とする。なお、鋼球が該試験体の表層に留まり、試験体が溶融せずに上面に空洞が発生しなかった場合は、炭化又は変色した部分の直径を、空洞が形成された場合と同様に測定する。 In the hot steel ball evaluation, a cavity is formed in the test piece from the upper surface to the inside by the subduction of the steel ball. The subduction distance of the steel ball means the maximum distance of the cavity in the direction perpendicular to the upper surface of the test piece. The molten diameter distance is the diameter of a hole formed by a heated steel ball on the upper surface of the test piece. The diameter of the hole means the diameter of the circle if the shape of the hole formed on the upper surface of the test piece is circular, and means the major axis if the shape of the hole is elliptical. .. If the shape of the hole is other than circular and elliptical, the maximum distance between any two points of the shape is defined as the diameter of the hole. If the steel ball stays on the surface layer of the test piece and the test piece does not melt and no cavity is formed on the upper surface, the diameter of the carbonized or discolored portion is measured in the same manner as when the cavity is formed. do.

(総発熱量)
本発明のポリウレタン発泡体は、ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/mにて5分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m以下であることが好ましい。総発熱量が8MJ/m以下であることにより、本発明のポリウレタン発泡体は、所定の難燃性を有する。所定の難燃性を有し、かつ上記したように鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離が一定値以下であることにより、難燃性を有し、かつ燃え広がらない性質を兼ね備えたポリウレタン発泡体となり、火災時の延焼をより有効に防止することができる。
ポリウレタン発泡体の難燃性をより向上させる観点から、上記総発熱量は、7.8MJ/m以下であることが好ましく、7.5MJ/m以下であることがより好ましく、7.0MJ/m以下であることがさらに好ましい。
(Total calorific value)
The polyurethane foam of the present invention preferably has a total calorific value of 8 MJ / m 2 or less when heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW / m 2 in accordance with the ISO-5660 test method. Since the total calorific value is 8 MJ / m 2 or less, the polyurethane foam of the present invention has a predetermined flame retardancy. A polyurethane foam having a predetermined flame retardancy and having a flame retardancy and not spreading by having a steel ball subduction distance and a melt diameter distance of a certain value or less as described above. Therefore, it is possible to more effectively prevent the spread of fire in the event of a fire.
From the viewpoint of further improving the flame retardancy of the polyurethane foam, the total calorific value is preferably 7.8 MJ / m 2 or less, more preferably 7.5 MJ / m 2 or less, and 7.0 MJ or less. It is more preferably / m 2 or less.

(最高発熱速度)
本発明のポリウレタン発泡体は、ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/mにて5分間加熱したときの最高発熱速度が200kW/m以下であることが好ましい。最高発熱速度が200kW/m以下であることにより、本発明のポリウレタン発泡体は、所定の難燃性を有する。また、最高発熱速度及び総発熱量を共に上記のとおり調整することにより、より難燃性は向上する。
所定の難燃性を有し、かつ上記したように鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離が一定値以下であることにより、難燃性を有し、かつ燃え広がらない性質を兼ね備えたポリウレタン発泡体となり、火災時の延焼をより有効に防止することができる。
ポリウレタン発泡体の難燃性をより向上させる観点から、上記最高発熱速度は、150kW/m以下であることが好ましく、130kW/m以下であることがより好ましく、100kW/m以下であることがさらに好ましい。
(Maximum heat generation rate)
The polyurethane foam of the present invention preferably has a maximum heat generation rate of 200 kW / m 2 or less when heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW / m 2 in accordance with the ISO-5660 test method. Since the maximum heat generation rate is 200 kW / m 2 or less, the polyurethane foam of the present invention has a predetermined flame retardancy. Further, by adjusting both the maximum heat generation rate and the total heat generation amount as described above, the flame retardancy is further improved.
A polyurethane foam having a predetermined flame retardancy and having a flame retardancy and not spreading by having a steel ball subduction distance and a melt diameter distance of a certain value or less as described above. Therefore, it is possible to more effectively prevent the spread of fire in the event of a fire.
From the viewpoint of further improving the flame retardancy of the polyurethane foam, the maximum heat generation rate is preferably 150 kW / m 2 or less, more preferably 130 kW / m 2 or less, and 100 kW / m 2 or less. Is even more preferable.

上記総発熱量及び最高発熱速度は、コーンカロリーメーター試験により得られ、詳細には実施例に記載の方法で測定することができる。
なお、本発明のポリウレタン発泡体は、上記したように寸法変形し難いため、コーンカロリーメーター試験の際、試験に供したポリウレタン発泡体がコーンカロリーメーターのスパーク点火器に接触することを防止することができる。
The total calorific value and the maximum exothermic rate are obtained by a cone calorimeter test, and can be measured in detail by the method described in Examples.
Since the polyurethane foam of the present invention is not easily dimensionally deformed as described above, it is necessary to prevent the polyurethane foam used in the test from coming into contact with the spark igniter of the cone calorimeter during the cone calorimeter test. Can be done.

ポリウレタン発泡体の密度は、特に限定されないが、20~200kg/mの範囲であることが好ましい。密度を200kg/m以下とすることで、ポリウレタン発泡体が軽量となり、構造物への施工性が高まる。また、20kg/m以上とすることで、所望の難燃性を発現しやすくなる。これら観点から、ポリウレタン発泡体の密度は、25~100kg/mの範囲であることがより好ましく、25~80kg/mの範囲であることがさらに好ましい。ポリウレタン発泡体の密度は、JIS K7222に準拠して測定できる。 The density of the polyurethane foam is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 to 200 kg / m 3 . By setting the density to 200 kg / m 3 or less, the polyurethane foam becomes lightweight and the workability on the structure is improved. Further, when the weight is 20 kg / m 3 or more, the desired flame retardancy can be easily developed. From these viewpoints, the density of the polyurethane foam is more preferably in the range of 25 to 100 kg / m 3 , and further preferably in the range of 25 to 80 kg / m 3 . The density of the polyurethane foam can be measured according to JIS K7222.

[発泡性ウレタン樹脂組成物]
本発明のポリウレタン発泡体は、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、難燃剤、発泡剤、及び触媒を含む発泡性ウレタン樹脂組成物から形成されることが好ましい。具体的には、上記発泡性ウレタン樹脂組成物を発泡及び硬化することで、ポリウレタン発泡体を形成することができる。
以下、これら各成分について説明する。
[Effervescent urethane resin composition]
The polyurethane foam of the present invention is preferably formed from a foamable urethane resin composition containing a polyol compound, a polyisocyanate compound, a flame retardant, a foaming agent, and a catalyst. Specifically, a polyurethane foam can be formed by foaming and curing the foamable urethane resin composition.
Hereinafter, each of these components will be described.

(ポリオール化合物)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物に含まれるポリオール化合物としては、特に限定されないが、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオールなどが挙げられる。
ポリウレタン発泡体の難燃性を向上させる観点から、ポリオール化合物は、ポリエステルポリオールを含むことが好ましく、中でもフタル酸系ポリエステルポリオールを含むことがより好ましい。また難燃性を向上させるという観点から、含ハロゲンポリオールや含リンポリオールなどの使用も好ましい。
(Polyol compound)
The polyol compound contained in the foamable urethane resin composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a polyether polyol, a polyester polyol, and a polymer polyol.
From the viewpoint of improving the flame retardancy of the polyurethane foam, the polyol compound preferably contains a polyester polyol, and more preferably contains a phthalic acid-based polyester polyol. Further, from the viewpoint of improving flame retardancy, it is also preferable to use a halogen-containing polyol or a phosphorus-containing polyol.

ポリオール化合物は、発泡体の寸法安定性の観点から、長鎖ポリオール及び短鎖ポリオールを併用しても良い。ここで本明細書において、長鎖ポリオールとは官能基数3以下かつ水酸基価が150mgKOH/g未満のポリオールを意味する。長鎖ポリオールは、例えば長鎖ポリエーテルポリオール、長鎖ポリエステルポリオールなどが挙げられる。また、短鎖ポリオールとは、長鎖ポリオール以外のポリオール化合物を意味する。
また、これらを併用する際は、短鎖ポリオール100質量部に対する長鎖ポリオールの配合量は、好ましくは0.5~30質量部、より好ましくは1~15質量部である。
As the polyol compound, a long-chain polyol and a short-chain polyol may be used in combination from the viewpoint of dimensional stability of the foam. Here, in the present specification, the long-chain polyol means a polyol having 3 or less functional groups and a hydroxyl value of less than 150 mgKOH / g. Examples of the long-chain polyol include a long-chain polyether polyol and a long-chain polyester polyol. Further, the short-chain polyol means a polyol compound other than the long-chain polyol.
When these are used in combination, the blending amount of the long-chain polyol with respect to 100 parts by mass of the short-chain polyol is preferably 0.5 to 30 parts by mass, and more preferably 1 to 15 parts by mass.

<ポリエステルポリオール>
ポリエステルポリオールは、芳香族ポリエステルポリオールおよび脂肪族ポリエステルポリオールなどが挙げられるが、得られるポリウレタン発泡体の難燃性を考慮した場合、芳香族ポリエステルポリオールを使用することが好ましい。芳香族ポリエステルポリオールは、o-フタル酸(フタル酸)、m-フタル酸(イソフタル酸)、p-フタル酸(テレフタル酸)、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸とグリコールの縮合物であることが好ましい。中でも、ポリウレタン発泡体の難燃性を高める観点、上記した鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離の値を小さくし、燃え広がらない性能を高める観点から、ポリオール化合物は、フタル酸とグリコールとの縮合物である、フタル酸系ポリエステルポリオールを含むことが好ましく、p-フタル酸とグリコールの縮合物である、p-フタル酸系ポリエステルポリオールを含むことがより好ましい。
グリコールとしては、特に限定されるものではないが、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等のポリエステルポリオールの構成成分として公知の低分子量脂肪族グリコールを使用することが好ましい。
<Polyester polyol>
Examples of the polyester polyol include aromatic polyester polyols and aliphatic polyester polyols, but it is preferable to use aromatic polyester polyols in consideration of the flame retardancy of the obtained polyurethane foam. The aromatic polyester polyol is a condensate of an aromatic dicarboxylic acid such as o-phthalic acid (phthalic acid), m-phthalic acid (isophthalic acid), p-phthalic acid (terephthalic acid), and naphthalenedicarboxylic acid and glycol. Is preferable. Among them, the polyol compound is a condensation of phthalic acid and glycol from the viewpoint of enhancing the flame retardancy of the polyurethane foam, reducing the values of the steel ball sinking distance and the melt diameter distance described above, and improving the performance of not spreading. It is preferable to contain a phthalic acid-based polyester polyol which is a product, and more preferably to contain a p-phthalic acid-based polyester polyol which is a condensate of p-phthalic acid and glycol.
The glycol is not particularly limited, but it is preferable to use known low molecular weight aliphatic glycols as constituents of polyester polyols such as ethylene glycol, propylene glycol and diethylene glycol.

上記した鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離の値を小さくし、燃え広がらない性能を高める観点から、ポリオール化合物全量基準における、フタル酸系ポリエステルポリオールの含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは75質量%以上である。 From the viewpoint of reducing the values of the steel ball subduction distance and the melt diameter distance described above and enhancing the performance of not spreading, the content of the phthalic acid-based polyester polyol in the total amount of the polyol compound is preferably 60% by mass or more. It is preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more.

ポリエステルポリオールの水酸基価は、100~400mgKOH/gであることが好ましく、150~350mgKOH/gであることがより好ましい。水酸基価は、JIS K1557-1:2007に準拠して測定される値である。 The hydroxyl value of the polyester polyol is preferably 100 to 400 mgKOH / g, more preferably 150 to 350 mgKOH / g. The hydroxyl value is a value measured according to JIS K1557-1: 2007.

<ポリエーテルポリオール>
ポリエーテルポリオールは、2個以上の活性水素原子を有する開始剤に、アルキレンオキサイドを開環付加重合させて得られたポリオキシアルキレンポリオールである。開始剤としては、具体的には例えば、脂肪族多価アルコール(例えば、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、ジ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、シクロヘキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノールなどのグリコール類、トリメチロールプロパン、グリセリンなどのトリオール類、ペンタエリスリトールなどの4官能アルコール類、シュクロース類、ソルビトール類などの多官能類)、脂肪族アミン(例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ネオペンチルジアミンなどのアルキレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミン)、芳香族アミン(例えば、アニリン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、マンニッヒ縮合物など)などが挙げられ、これらはそれぞれ1種単独で用いても2種以上併用してもよい。
<Polyether polyol>
The polyether polyol is a polyoxyalkylene polyol obtained by ring-opening addition polymerization of an alkylene oxide to an initiator having two or more active hydrogen atoms. Specific examples of the initiator include aliphatic polyhydric alcohols (eg, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,6-hexane). Glycols such as diols, neopentyl glycols, cyclohexylene glycols and cyclohexanedimethanol, triols such as trimethylolpropane and glycerin, tetrafunctional alcohols such as pentaerythritol, polyfunctionals such as sucroses and sorbitols), Aliphatic amines (eg, alkylenediamines such as ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine, neopentyldiamine, alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine), aromatic amines (eg, aniline, tolylenediamine, xylyl). (Rhendiamine, diphenylmethanediamine, Mannig condensate, etc.), etc.) can be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more.

ポリエーテルポリオールとしては、ウレタン発泡時に注入時における成型性や吹付け時における施工性を高める観点から、トリレンジアミン系ポリエーテルポリオール、マンニッヒ系ポリエーテルポリオールなどの自己反応活性が期待できるものや、難燃性を高める観点から上記のものに加えてシュクロース系ポリエーテルポリオール、ソルビトール系ポリエーテルポリオールが好ましい。 As the polyether polyol, from the viewpoint of improving the moldability at the time of injection and the workability at the time of spraying during urethane foaming, self-reaction activity such as tolylene diamine-based polyether polyol and Mannig-based polyether polyol can be expected. From the viewpoint of enhancing flame retardancy, a sucrose-based polyether polyol and a sorbitol-based polyether polyol are preferable in addition to the above-mentioned ones.

なお、上記トリレンジアミン系ポリエーテルポリオールとは、開始剤としてトリレンジアミンを用いて得られたポリエーテルポリオールのことである。シュクロース系ポリエーテルポリオール、ソルビトール系ポリエーテルポリオールも同様である。
上記マンニッヒ系ポリエーテルポリオールとは、マンニッヒ反応を利用して得られるものであって、分子内に2個以上の水酸基を有するマンニッヒ縮合物、又はそのようなマンニッヒ縮合物に、アルキレンオキサイドを付加させたポリエーテルポリオールである。より具体的には、フェノール及びそのアルキル置換誘導体の少なくともいずれか、ホルムアルデヒド及びアルカノールアミンのマンニッヒ反応により得られたマンニッヒ縮合物、又はこの化合物にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの少なくとも1種を開環付加重合させることによって得られるポリエーテルポリオールである。
The above-mentioned tolylenediamine-based polyether polyol is a polyether polyol obtained by using tolylenediamine as an initiator. The same applies to the sucrose-based polyether polyol and the sorbitol-based polyether polyol.
The Mannich-based polyether polyol is obtained by utilizing the Mannich reaction, and is obtained by adding an alkylene oxide to a Mannich condensate having two or more hydroxyl groups in the molecule, or such a Mannich condensate. It is a polyether polyol. More specifically, at least one of phenol and an alkyl substituted derivative thereof, a Mannich condensation obtained by a Mannich reaction of formaldehyde and alkanolamine, or at least one of ethylene oxide and propylene oxide in this compound is ring-opened addition polymerization. It is a polyether polyol obtained by making it.

ポリエーテルポリオールの水酸基価は、200~1000mgKOH/gであることが好ましく、300~600mgKOH/gであることがより好ましい。 The hydroxyl value of the polyether polyol is preferably 200 to 1000 mgKOH / g, more preferably 300 to 600 mgKOH / g.

<ポリマーポリオール>
ポリマーポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールなどに対して、ポリアクリルニトリル、アクリロニトリル-スチレン共重合体等のポリマー成分を含んだものが挙げられる。なお、ポリアクリロニトリル(アクリロニトリル重合体)、アクリロニトリル-スチレン共重合体等のポリマー成分は、後述する有機微粒子に該当する。
<Polymer polyol>
Examples of the polymer polyol include those containing a polymer component such as a polyacrylic nitrile or an acrylonitrile-styrene copolymer with respect to a polyester polyol, a polyether polyol, or the like. The polymer components such as polyacrylonitrile (acrylonitrile polymer) and acrylonitrile-styrene copolymer correspond to the organic fine particles described later.

(セルオープナー)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、セルオープナーを含有することが好ましい。セルオープナーを含有することにより、発泡体のセル膜に孔が形成されやすくなり,高温時ガスの抜けが促進され膨張等の変形が抑制され、また常温時の寸法安定性も向上する。セルオープナーは、有機微粒子及び無機微粒子から選択される少なくとも1種の微粒子成分を含有する材料である。
セルオープナーとして使用する上記有機微粒子としては、例えば、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、含フッ素アクリロニトリル、α-エチルアクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル、アクリルモノマー類からなる群より選択される少なくとも1種のモノマーの重合体、シリコーン重合体などが挙げられ、無機微粒子としてはシリカ粒子などの珪素含有粒子などが挙げられる。
(Cell opener)
The foamable urethane resin composition of the present invention preferably contains a cell opener. The inclusion of the cell opener facilitates the formation of pores in the cell membrane of the foam, promotes the escape of gas at high temperatures, suppresses deformation such as expansion, and improves dimensional stability at room temperature. The cell opener is a material containing at least one fine particle component selected from organic fine particles and inorganic fine particles.
The organic fine particles used as the cell opener include, for example, a polymer of at least one monomer selected from the group consisting of acrylonitrile, metaacrylonitrile, fluorine-containing acrylonitrile, α-ethylacrylonitrile, styrene, vinyl acetate, and acrylic monomers. , Silicone polymer and the like, and examples of the inorganic fine particles include silicon-containing particles such as silica particles.

セルオープナーは、有機微粒子及び無機微粒子から選択される少なくとも1種の微粒子成分のみから構成されていてもよいし、有機微粒子及び無機微粒子から選択される少なくとも1種の微粒子成分と、界面活性剤などとの混合物であってもよい。また、予めポリオール化合物とセルオープナーを混合したセルオープナー含有ポリオールを使用してもよい。 The cell opener may be composed of only at least one fine particle component selected from organic fine particles and inorganic fine particles, or at least one fine particle component selected from organic fine particles and inorganic fine particles, a surfactant and the like. It may be a mixture with. Further, a cell opener-containing polyol in which a polyol compound and a cell opener are mixed in advance may be used.

セルオープナーにおける微粒子成分の含有量は特に制限されないが、例えば3~100質量%であり、好ましくは15~100質量%である。
また、上記セルオープナー含有ポリオールにおけるセルオープナーの含有量は、特に制限されないが、例えば0.01~10質量%であり、好ましくは0.05~5質量%である。
The content of the fine particle component in the cell opener is not particularly limited, but is, for example, 3 to 100% by mass, preferably 15 to 100% by mass.
The content of the cell opener in the cell opener-containing polyol is not particularly limited, but is, for example, 0.01 to 10% by mass, preferably 0.05 to 5% by mass.

セルオープナーを用いる場合において、発泡性ウレタン樹脂組成物中のセルオープナーの含有量は、独立気泡率を一定以上維持する観点からポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは0.01~50質量部であり、より好ましくは0.1~15質量部である。 When a cell opener is used, the content of the cell opener in the foamable urethane resin composition is preferably 0.01 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound from the viewpoint of maintaining the closed cell ratio above a certain level. It is more preferably 0.1 to 15 parts by mass.

(ポリイソシアネート化合物)
発泡性ウレタン樹脂組成物に含有されるポリイソシアネート化合物としては、イソシアネート基を2個以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系などの各種ポリイソシアネート化合物を用いることができる。好ましくは、取扱の容易さ、反応の速さ、得られるポリウレタン発泡体の物理特性が優れていること、および低コストであることなどから、液状ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を用いることが好ましい。液状MDIとしては、クルードMDI(ポリメリックMDIともいう)が挙げられる。液状MDIの具体的な市販品としては、「44V-10」,「44V-20」(住化コベストロウレタン株式会社製)、「ミリオネートMR-200」(日本ポリウレタン工業)などが挙げられる。また、ウレトンイミン含有MDI(例えば、市販品として「ミリオネートMTL」:日本ポリウレタン工業製)などでもよい。また、イソポリシアネート化合物内のイソシアネート活性基の一部を水酸基含有化合物と反応させ、予めポリオールとの親和性を高めた処置を施したものを使用してもよい。液状MDIに加えて、他のポリイソシアネート化合物を併用してもよく、併用する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は限定なく使用可能である。
(Polyisocyanate compound)
As the polyisocyanate compound contained in the foamable urethane resin composition, various polyisocyanate compounds such as aromatic, alicyclic, and aliphatic compounds having two or more isocyanate groups can be used. It is preferable to use liquid diphenylmethane diisocyanate (MDI) because of its ease of handling, quick reaction, excellent physical characteristics of the obtained polyurethane foam, and low cost. Examples of the liquid MDI include crude MDI (also referred to as polypeptide MDI). Specific commercial products of liquid MDI include "44V-10", "44V-20" (manufactured by Sumika Cobestrourethane Co., Ltd.), "Millionate MR-200" (Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) and the like. Further, MDI containing uretonimine (for example, "Millionate MTL" as a commercially available product: manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) may be used. Further, a compound in which a part of the isocyanate active group in the isopolycyanate compound is reacted with the hydroxyl group-containing compound to enhance the affinity with the polyol in advance may be used. In addition to the liquid MDI, another polyisocyanate compound may be used in combination, and as the polyisocyanate compound to be used in combination, a polyisocyanate compound known in the technical field of polyurethane can be used without limitation.

本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物のイソシアネートインデックスの範囲は、好ましくは150~700であり、より好ましくは200~650であり、さらに好ましくは250~600である。イソシアネートインデックスがこのような範囲であると、上記した熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を所望の範囲に調整しやすくなる。
イソシアネートインデックス(INDEX)は、以下の方法にて算出される。
The range of the isocyanate index of the foamable urethane resin composition of the present invention is preferably 150 to 700, more preferably 200 to 650, and further preferably 250 to 600. When the isocyanate index is in such a range, it becomes easy to adjust the sinking distance and the molten diameter distance of the steel ball in the above-mentioned thermal steel ball evaluation to a desired range.
The isocyanate index (INDEX) is calculated by the following method.

INDEX=イソシアネートの当量数÷(ポリオールの当量数+水の当量数)×100
ここで、
イソシアネートの当量数=ポリイソシアネートの使用部数×NCO含有率(%)×100/NCO分子量
ポリオールの当量数=OHV×ポリオールの使用部数÷KOHの分子量、OHVはポリオールの水酸基価(mgKOH/g)、
水の当量数=水の使用部数×水のOH基の数/水の分子量
である。なお上記式において、使用部数の単位は重量(g)であり、NCO基の分子量は42、NCO含有率はポリイソシアネート化合物中のNCO基の割合を質量%で表したものであり、上記式の単位換算の都合上KOHの分子量は56100とし、水の分子量は18、水のOH基の数は2とする。
INDEX = equivalent of isocyanate ÷ (equivalent of polyol + equivalent of water) x 100
here,
Equivalent number of isocyanate = number of copies of polyisocyanate used x NCO content (%) x 100 / NCO molecular weight Equivalent number of polyol = OHV x number of copies of polyol ÷ molecular weight of KOH, OHV is the hydroxyl value of the polyol (mgKOH / g),
Equivalent number of water = number of copies of water used x number of OH groups of water / molecular weight of water. In the above formula, the unit of the number of copies used is the weight (g), the molecular weight of the NCO group is 42, and the NCO content is the ratio of the NCO group in the polyisocyanate compound expressed by mass%. For convenience of unit conversion, the molecular weight of KOH is 56100, the molecular weight of water is 18, and the number of OH groups of water is 2.

(難燃剤)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、難燃剤を含有することが好ましい。難燃剤としては、固体難燃剤、液体難燃剤が挙げられる。難燃剤を含有することにより、得られるポリウレタン発泡体の難燃性が向上すると共に、ポリウレタン発泡体が熱に晒された際に形状変形しにくくなる。特に、液体難燃剤として後述するリン酸エステル系難燃剤を用いることが好ましい。
ここで、固体難燃剤とは23℃で固体である難燃剤をいい、液体難燃剤とは23℃で液体である難燃剤をいう。
(Flame retardants)
The foamable urethane resin composition of the present invention preferably contains a flame retardant. Examples of the flame retardant include a solid flame retardant and a liquid flame retardant. By containing the flame retardant, the flame retardancy of the obtained polyurethane foam is improved, and the shape of the polyurethane foam is less likely to be deformed when exposed to heat. In particular, it is preferable to use a phosphoric acid ester-based flame retardant, which will be described later, as the liquid flame retardant.
Here, the solid flame retardant means a flame retardant that is solid at 23 ° C, and the liquid flame retardant means a flame retardant that is liquid at 23 ° C.

(液体難燃剤)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物には、室温で液体難燃剤を含有することが好ましい。液体難燃剤を含有することにより、上記した鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離を所望の範囲に調整しやすくなり、かつ液体であることにより、発泡性ウレタン樹脂組成物の使用時に用いる機具などの摩耗を抑制することができる。
液体難燃剤として、例えば、モノリン酸エステル、縮合リン酸エステル等のリン酸エステル系難燃剤が挙げられる。
モノリン酸エステルとしては、特に限定されないが、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェートなどが挙げられる。
縮合リン酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、レゾルシノールポリフェニルホスフェート(商品名CR-733S)、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート(商品名CR-741)、芳香族縮合リン酸エステル(商品名CR747)などが挙げられる。
(Liquid flame retardant)
The foamable urethane resin composition of the present invention preferably contains a liquid flame retardant at room temperature. By containing the liquid flame retardant, it becomes easy to adjust the above-mentioned steel ball subduction distance and melt diameter distance to a desired range, and by being liquid, the equipment used when using the foamable urethane resin composition, etc. Wear can be suppressed.
Examples of the liquid flame retardant include phosphoric acid ester-based flame retardants such as monophosphate ester and condensed phosphoric acid ester.
The monophosphate ester is not particularly limited, and examples thereof include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyldiphenyl phosphate, and tris (β-chloropropyl) phosphate.
The condensed phosphoric acid ester is not particularly limited, and is, for example, resorcinol polyphenyl phosphate (trade name CR-733S), bisphenol A polycredyl phosphate (trade name CR-741), and aromatic condensed phosphoric acid ester (trade name CR747). ) And so on.

(固体難燃剤)
固体難燃剤としては、例えば、ホウ素含有難燃剤、赤燐、臭素含有難燃剤、リン酸塩含有難燃剤、アンチモン含有難燃剤、ホスフィン酸系難燃剤、及び金属水酸化物系難燃剤等が挙げられ、中でも、ホウ素含有難燃剤、臭素含有難燃剤が好ましく、ホウ素含有難燃剤がより好ましい。固体難燃剤を用いることにより、難燃性を高めることに加え、ポリウレタン発泡体が熱に晒された際の、形状変形を抑制しやすくなる。
(Solid flame retardant)
Examples of the solid flame retardant include a boron-containing flame retardant, a red phosphorus, a bromine-containing flame retardant, a phosphate-containing flame retardant, an antimony-containing flame retardant, a phosphinic acid-based flame retardant, and a metal hydroxide-based flame retardant. Among them, a boron-containing flame retardant and a bromine-containing flame retardant are preferable, and a boron-containing flame retardant is more preferable. By using the solid flame retardant, in addition to enhancing the flame retardancy, it becomes easy to suppress the shape deformation when the polyurethane foam is exposed to heat.

<ホウ素含有難燃剤>
ホウ素含有難燃剤としては、具体的には、ホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸セシウム等のホウ酸アルカリ金属塩、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸バリウム等のホウ酸アルカリ土類金属塩、ホウ酸ジルコニウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸アンモニウム等が挙げられる。中でも、ホウ酸亜鉛が好ましい。
<Boron-containing flame retardant>
Specific examples of the boron-containing flame retardant include alkali metal borate salts such as lithium borate, sodium borate, potassium borate, and cesium borate, and boric acid such as magnesium borate, calcium borate, and barium borate. Examples thereof include alkaline earth metal salts, zirconium borate, zinc borate, aluminum borate, and ammonium borate. Of these, zinc borate is preferable.

<臭素系難燃剤>
臭素系難燃剤としては、分子構造中に臭素を含有する化合物であれば特に限定はないが、例えば、芳香族臭素化化合物等を挙げることができる。
前記芳香族臭素化化合物の具体例としては、例えば、例えば、ヘキサブロモベンゼン、ペンタブロモトルエン、ヘキサブロモビフェニル、デカブロモビフェニル、ヘキサブロモシクロデカン、デカブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモジフェニルエーテル、ビス(ペンタブロモフェノキシ)エタン、エチレンビス(ペンタブロモフェニル)、エチレンビス(テトラブロモフタルイミド)、テトラブロモビスフェノールA、等のモノマー系有機臭素化合物、臭素化ビスフェノールAを原料として製造されたポリカーボネートオリゴマー、前記ポリカーボネートオリゴマーとビスフェノールAとの共重合物等の臭素化ポリカーボネート、臭素化ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジエポキシ化合物、臭素化フェノール類とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるモノエポキシ化合物等の臭素化エポキシ化合物、ポリ(臭素化ベンジルアクリレート)、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ビスフェノールA、塩化シアヌールおよび臭素化フェノールの縮合物、臭素化(ポリスチレン)、ポリ(臭素化スチレン)、架橋臭素化ポリスチレン等の臭素化ポリスチレン、架橋または非架橋臭素化ポリ(α-メチルスチレン)等のハロゲン化された臭素化合物ポリマーが挙げられる。
これらの中でも、エチレンビス(ペンタブロモフェニル)、エチレンビス(テトラブロモフタルイミド)、ヘキサブロモベンゼン等が好ましい。
<Brominated flame retardant>
The brominated flame retardant is not particularly limited as long as it is a compound containing bromine in its molecular structure, and examples thereof include aromatic brominated compounds.
Specific examples of the aromatic brominated compound include, for example, hexabromobenzene, pentabromotoluene, hexabromobiphenyl, decabromobiphenyl, hexabromocyclodecane, decabromodiphenyl ether, octabromodiphenyl ether, hexabromodiphenyl ether, and bis. (Pentabromophenoxy) Monomer-based organic bromine compounds such as ethane, ethylenebis (pentabromophenyl), ethylenebis (tetrabromophthalimide), tetrabromobisphenol A, polycarbonate oligomers produced from brominated bisphenol A, the above. Bromine such as brominated polycarbonate such as a copolymer of polycarbonate oligomer and bisphenol A, diepoxy compound produced by reaction between brominated bisphenol A and epichlorohydrin, and bromine such as monoepoxy compound obtained by reaction between brominated phenols and epichlorohydrin. Epoxy compounds, poly (brominated benzyl acrylate), brominated polyphenylene ether, brominated bisphenol A, condensates of cyanur chloride and brominated phenol, brominated (polystyrene), poly (brominated styrene), crosslinked brominated polystyrene, etc. Examples thereof include halogenated bromine compound polymers such as brominated polystyrene, cross-linked or non-cross-linked brominated poly (α-methylstyrene).
Among these, ethylene bis (pentabromophenyl), ethylene bis (tetrabromophthalimide), hexabromobenzene and the like are preferable.

<リン酸塩含有難燃剤>
リン酸塩含有難燃剤としては、例えば、リン酸と、周期律表IA族~IVB族の金属、アンモニア、脂肪族アミン、芳香族アミンから選ばれる少なくとも一種の金属または化合物との塩からなるリン酸塩を挙げることができる。
リン酸は特に限定はないが、モノリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸等の各種リン酸が挙げられる。
前記周期律表IA族~IVB族の金属として、リチウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、鉄(II)、鉄(III)、アルミニウム等が挙げられる。前記脂肪族アミンとして、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、ピペラジン等が挙げられる。また前記芳香族アミンとして、ピリジン、トリアジン、メラミン等が挙げられる。
なお、上記のリン酸塩含有難燃剤は、シランカップリング剤処理、メラミン樹脂で被覆する等の公知の耐水性向上処理を加えてもよい。
<Phosphate-containing flame retardant>
The phosphate-containing flame retardant is, for example, phosphorus composed of a salt of phosphoric acid and at least one metal or compound selected from the metals of Group IA to IVB of the Periodic Table, ammonia, aliphatic amines, and aromatic amines. Phosphate can be mentioned.
The phosphoric acid is not particularly limited, and examples thereof include various phosphoric acids such as monophosphoric acid, pyrophosphoric acid, and polyphosphoric acid.
Examples of the metals of Group IA to Group IVB of the Periodic Table include lithium, sodium, calcium, barium, iron (II), iron (III), and aluminum. Examples of the aliphatic amine include methylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, piperazine and the like. Further, examples of the aromatic amine include pyridine, triazine, melamine and the like.
The above-mentioned phosphate-containing flame retardant may be subjected to a known water resistance improving treatment such as a silane coupling agent treatment or a coating with a melamine resin.

リン酸塩含有難燃剤の具体例としては、例えば、モノリン酸塩、ピロリン酸塩、ポリリン酸塩等が挙げられる。
モノリン酸塩としては特に限定されないが、例えば、リン酸アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素ニアンモニウム等のアンモニウム塩、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、亜リン酸一ナトリウム、亜リン酸二ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム等のナトリウム塩、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウム、亜リン酸一カリウム、亜リン酸二カリウム、次亜リン酸カリウム等のカリウム塩、リン酸一リチウム、リン酸二リチウム、リン酸三リチウム、亜リン酸一リチウム、亜リン酸二リチウム、次亜リン酸リチウム等のリチウム塩、リン酸二水素バリウム、リン酸水素バリウム、リン酸三バリウム、次亜リン酸バリウム等のバリウム塩、リン酸一水素マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸三マグネシウム、次亜リン酸マグネシウム等のマグネシウム塩、リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸三カルシウム、次亜リン酸カルシウム等のカルシウム塩、 リン酸亜鉛、亜リン酸亜鉛、次亜リン酸亜鉛等の亜鉛塩等が挙げられる。
Specific examples of the phosphate-containing flame retardant include monophosphate, pyrophosphate, polyphosphate and the like.
The monophosphate is not particularly limited, but for example, ammonium salts such as ammonium phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, monosodium phosphate, disodium phosphate, trisodium phosphate, and phosphite. Sodium salts such as monosodium, disodium phosphite, sodium hypophosphite, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, tripotassium phosphate, monopotassium phosphite, dipotassium phosphite, hypophosphite Potassium salts such as potassium, monolithium phosphate, dilithium phosphate, trilithium phosphate, monolithium phosphate, dilithium phosphate, lithium salts such as lithium hypophosphite, barium dihydrogen phosphate, phosphorus Barium salts such as barium hydrogen phosphate, tribarium phosphate, barium hypophosphite, magnesium monohydrogen phosphate, magnesium hydrogen phosphate, trimagnesium phosphate, magnesium salts such as magnesium hypophosphite, calcium dihydrogen phosphate , Calcium hydrogen phosphate, tricalcium phosphate, calcium salts such as calcium hypophosphite, zinc salts such as zinc phosphate, zinc phosphite, zinc hypophosphite and the like.

またポリリン酸塩としては特に限定されないが、例えば、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸ピペラジン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸アンモニウムアミド、ポリリン酸アルミニウム等が挙げられる。
これらの中でも、前記リン酸塩含有難燃剤の自己消火性が向上するため、モノリン酸塩を使用することが好ましく、リン酸二水素アンモニウムを使用することがより好ましい。
リン酸塩含有難燃剤は一種単独で使用してもよいし、二種以上を使用することができる。
The polyphosphate is not particularly limited, and examples thereof include ammonium polyphosphate, piperazine polyphosphate, melamine polyphosphate, ammonium polyphosphate amide, and aluminum polyphosphate.
Among these, monophosphate is preferably used, and ammonium dihydrogen phosphate is more preferable, because the self-extinguishing property of the phosphate-containing flame retardant is improved.
The phosphate-containing flame retardant may be used alone or in combination of two or more.

<アンチモン含有難燃剤>
また本発明に使用するアンチモン含有難燃剤としては、例えば、酸化アンチモン、アンチモン酸塩、ピロアンチモン酸塩等が挙げられる。
酸化アンチモンとしては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等が挙げられる。アンチモン酸塩としては、例えば、アンチモン酸ナトリウム、アンチモン酸カリウム等が挙げられる。ピロアンチモン酸塩としては、例えば、ピロアンチモン酸ナトリウム、ピロアンチモン酸カリウム等が挙げられる。
アンチモン含有難燃剤は、酸化アンチモンであることが好ましい。
アンチモン含有難燃剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を使用することができる。
<Antimony-containing flame retardant>
Examples of the antimony-containing flame retardant used in the present invention include antimony oxide, antimony acid salt, pyroantimony acid salt and the like.
Examples of antimony oxide include antimony trioxide and antimony pentoxide. Examples of the antimonate include sodium antimonate, potassium antimonate and the like. Examples of the pyroantimonate include sodium pyroantimonate, potassium pyroantimonate and the like.
The antimony-containing flame retardant is preferably antimony oxide.
The antimony-containing flame retardant may be used alone or in combination of two or more.

<ホスフィン酸系難燃剤>
ホスフィン酸系難燃剤としては、例えば、ホスフィン酸、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホスフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス(4-メトキシフェニル)ホスフィン酸等が挙げられる。
<Phosphinic acid flame retardant>
Examples of the phosphinic acid-based flame retardant include phosphinic acid, dimethylphosphinic acid, methylethylphosphinic acid, methylpropylphosphinic acid, diethylphosphinic acid, dioctylphosphinic acid, phenylphosphinic acid, diethylphenylphosphinic acid, diphenylphosphinic acid, and bis ( 4-methoxyphenyl) phosphinic acid and the like can be mentioned.

<金属水酸化物系難燃剤>
金属水酸化物系難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、水酸化ニッケル、水酸化ジルコニウム、水酸化チタン、水酸化亜鉛、水酸化銅、水酸化バナジウム、水酸化スズ等が挙げられる。金属水酸化物系難燃剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を使用することもできる。
<Metal hydroxide flame retardant>
Examples of the metal hydroxide-based flame retardant include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, iron hydroxide, nickel hydroxide, zirconium hydroxide, titanium hydroxide, zinc hydroxide, copper hydroxide, and hydroxide. Examples include vanadium and tin hydroxide. The metal hydroxide-based flame retardant may be used alone or in combination of two or more.

上記した固体難燃剤以外の固体難燃剤としては、ホスファゼン、ホスフィン酸金属塩、シリコーン系難燃剤、有機スルホン酸塩系難燃剤などを例示することができる。 Examples of the solid flame retardant other than the above-mentioned solid flame retardant include phosphazene, a phosphinic acid metal salt, a silicone-based flame retardant, and an organic sulfonate-based flame retardant.

難燃剤の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して5~100質量部であることが好ましく、10~80質量部であることがより好ましく、20~70質量部であることがさらに好ましい。 The content of the flame retardant is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 80 parts by mass, and even more preferably 20 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound.

(整泡剤)
本発明の難燃性ウレタン樹脂組成物は、整泡剤を含有してもよい。整泡剤としては、例えば、分子内に極性部分と非極性部分を有し界面活性効果を備える化合物を使用することができる。整泡剤としては、具体的には、オルガノポリシロキサン等のシリコーン整泡剤が挙げられる。また、シリコーン整泡剤としては、ポリジメチルシロキサンとポリエチレングリコールのグラフト共重合体を含むものでもよい。
(Defoamer)
The flame-retardant urethane resin composition of the present invention may contain a defoaming agent. As the defoaming agent, for example, a compound having a polar portion and a non-polar portion in the molecule and having a surface-active effect can be used. Specific examples of the defoaming agent include silicone defoaming agents such as organopolysiloxane. Further, the silicone foam stabilizer may contain a graft copolymer of polydimethylsiloxane and polyethylene glycol.

(発泡剤)
発泡剤の具体例としては、例えば、水、低沸点の炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素化合物、フッ素化合物、ハイドロクロロフルオロカーボン化合物、ハイドロフルオロカーボン、エーテル化合物、ハイドロフルオロオレフィンなどが挙げられる。さらに、発泡剤としては、これらの化合物の混合物等の有機系物理発泡剤、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素ガス等の無機系物理発泡剤等が挙げられる。
上記低沸点の炭化水素としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等が挙げられる。
上記塩素化脂肪族炭化水素化合物としては、例えば、ジクロロエタン、プロピルクロリド、イソプロピルクロリド、ブチルクロリド、イソブチルクロリド、ペンチルクロリド、イソペンチルクロリド等が挙げられる。
上記フッ素化合物としては、例えば、CHF3、CH22、CH3F等が挙げられる。
上記ハイドロクロロフルオロカーボン化合物としては、例えば、トリクロルモノフルオロメタン、トリクロルトリフルオロエタン、ジクロロモノフルオロエタン(例えば、HCFC141b(1,1-ジクロロ-1-フルオロエタン)、HCFC22 (クロロジフルオロメタン)、HCFC142b(1-クロロ-1,1-ジフルオロエタン))等が挙げられる。
上記ハイドロフルオロカーボンとしては、HFC-245fa(1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン)、HFC-365mfc(1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン)等が挙げられる。
上記エーテル化合物としては、例えば、ジイソプロピルエーテル等が挙げられる。
上記ハイドロフルオロオレフィンとしては、例えば、HFO-1233zd(E)(トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン)、HFO-1234yf(2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン)HFO-1224yd(Z)(トランス-1-クロロ-2,3,3,3,‐テトラフルオロプロペン)、HFO-1336mzz(Z)(シス―1,1,1,4,4,4、-ヘキサフルオロブタ-2-エン)、HFO-1224yd(Z)等が挙げられる。
(Effervescent agent)
Specific examples of the foaming agent include water, low boiling point hydrocarbons, chlorinated aliphatic hydrocarbon compounds, fluorine compounds, hydrochlorofluorocarbon compounds, hydrofluorocarbons, ether compounds, hydrofluoroolefins and the like. Further, examples of the foaming agent include organic physical foaming agents such as a mixture of these compounds, and inorganic physical foaming agents such as nitrogen gas, oxygen gas, argon gas and carbon dioxide gas.
Examples of the low boiling point hydrocarbon include propane, butane, pentane, hexane, heptane, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane and the like.
Examples of the chlorinated aliphatic hydrocarbon compound include dichloroethane, propyl chloride, isopropyl chloride, butyl chloride, isobutyl chloride, pentyl chloride, isopentyl chloride and the like.
Examples of the fluorine compound include CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F and the like.
Examples of the hydrochlorofluorocarbon compound include trichlormonofluoromethane, trichlorotrifluoroethane, dichloromonofluoroethane (for example, HCFC141b (1,1-dichloro-1-fluoroethane), HCFC22 (chlorodifluoromethane), HCFC142b (). 1-chloro-1,1-difluoroethane)) and the like can be mentioned.
Examples of the hydrofluorocarbon include HFC-245fa (1,1,1,3,3-pentafluoropropane) and HFC-365mfc (1,1,1,3,3-pentafluorobutane).
Examples of the ether compound include diisopropyl ether and the like.
Examples of the hydrofluoroolefin include HFO-1233zd (E) (trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene) and HFO-1234yf (2,3,3,3-tetrafluoro-1-. Propen) HFO-1224yd (Z) (trans-1-chloro-2,3,3,3,-tetrafluoropropene), HFO-1336mzz (Z) (cis-1,1,1,4,4,4, -Hexafluorobuta-2-ene), HFO-1224yd (Z) and the like can be mentioned.

本発明においては、環境負荷を低減する観点から、発泡剤はハイドロフルオロオレフィン(HFO)を含むことが好ましく、ハイドロフルオロオレフィン(HFO)と水を含むことがより好ましい。水としては、例えば、イオン交換水、蒸留水などを適宜用いることができる。ポリオール化合物100質量部に対する水の量は、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上であり、そして好ましくは2.0質量部以下、より好ましくは1.5質量部以下である。水の含有量がこれら下限値以上であると、発泡性ウレタン樹脂組成物を発泡させやすくなり、密度を所望の範囲に調整しやすくなる。また、水の含有量がこれら上限値以下であると、ポリウレタン発泡体の熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を上記した所望の範囲に調整しやすくなる。 In the present invention, from the viewpoint of reducing the environmental load, the foaming agent preferably contains a hydrofluoroolefin (HFO), and more preferably contains a hydrofluoroolefin (HFO) and water. As the water, for example, ion-exchanged water, distilled water and the like can be appropriately used. The amount of water with respect to 100 parts by mass of the polyol compound is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass or more, still more preferably 0.1 parts by mass or more, and preferably 2.0 parts by mass. Hereinafter, it is more preferably 1.5 parts by mass or less. When the water content is at least these lower limit values, it becomes easy to foam the foamable urethane resin composition, and it becomes easy to adjust the density to a desired range. Further, when the water content is not more than these upper limit values, it becomes easy to adjust the sinking distance and the melt diameter distance of the steel balls in the evaluation of the hot steel balls of the polyurethane foam to the above-mentioned desired ranges.

本発明においては、発泡剤は、上記したようにハイドロフルオロオレフィンを含有することが好ましく、ハイドロフルオロオレフィンと上記した水を共に含有することがより好ましい。ポリオール化合物100質量部に対するハイドロフルオロオレフィンの量は、10~60質量部が好ましく、15~50質量部がより好ましく、25~45質量部がさらに好ましい。 In the present invention, the foaming agent preferably contains a hydrofluoroolefin as described above, and more preferably contains both a hydrofluoroolefin and the above-mentioned water. The amount of the hydrofluoroolefin to 100 parts by mass of the polyol compound is preferably 10 to 60 parts by mass, more preferably 15 to 50 parts by mass, still more preferably 25 to 45 parts by mass.

(触媒)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、触媒を含むことが好ましい。触媒は、三量化触媒を含むことが好ましく、前記三量化触媒に加え、ウレタン化触媒を含むことがより好ましい。なお、発泡性ウレタン樹脂組成物に含まれる触媒は、本発明における無機フィラーに該当しないものとする。
(catalyst)
The foamable urethane resin composition of the present invention preferably contains a catalyst. The catalyst preferably contains a trimerization catalyst, and more preferably contains a urethanization catalyst in addition to the trimerization catalyst. The catalyst contained in the foamable urethane resin composition does not correspond to the inorganic filler in the present invention.

三量化触媒は、イソシアヌレート結合を形成する三量化を促進する触媒である。ポリウレタン樹脂は、三量化が促進されることで、ポリウレタンフォームの難燃性が向上する。
三量化触媒としては、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4-ビス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6-トリス(ジアルキルアミノアルキル)ヘキサヒドロ-S-トリアジン等の芳香族化合物、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、2-エチルヘキサン酸カリウム、2-エチルヘキサン酸ナトリウム、オクチル酸カリウム、ギ酸カリウム、オクチル酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩、2-エチルアジリジン等のアジリジン類、ナフテン酸鉛、オクチル酸鉛等の鉛化合物、ナトリウムメトキシド等のアルコラート化合物、カリウムフェノキシド等のフェノラート化合物、トリメチルアンモニウム塩、トリエチルアンモニウム塩、トリフェニルアンモニウム塩等の3級アンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム、テトラフェニルアンモニウム塩等の4級アンモニウム塩等を使用することができる。
三量化触媒は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用して使用してもよい。
A quantification catalyst is a catalyst that promotes quantification to form an isocyanate bond. The flame retardancy of the polyurethane foam is improved by promoting the triquantization of the polyurethane resin.
Examples of the trimerization catalyst include aromatic compounds such as tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4-bis (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dialkylaminoalkyl) hexahydro-S-triazine, and acetic acid. Ammonium metal salts such as potassium, sodium acetate, potassium 2-ethylhexanoate, sodium 2-ethylhexanoate, potassium octylate, potassium formate, sodium octylate, aziridines such as 2-ethylaziridin, lead naphthenate, octylic acid Lead compounds such as lead, alcoholate compounds such as sodium methoxydo, phenolate compounds such as potassium phenoxide, tertiary ammonium salts such as trimethylammonium salt, triethylammonium salt, triphenylammonium salt, tetramethylammonium salt, tetraethylammonium, tetraphenyl A quaternary ammonium salt such as an ammonium salt can be used.
The trimerization catalyst may be used alone or in combination of two or more.

三量化触媒の配合量は特に限定されないが,ウレタン樹脂100質量部に対して、0.3~15質量部の範囲であることが好ましく、0.5~10質量部の範囲であることがより好ましく、1~8質量部の範囲であることがさらに好ましい。三量化触媒の量を上記範囲内とすることで、イソシアヌレート結合が適度に形成され、難燃性が向上する。また、独立気泡率を所望の範囲に調整しやすくなる。 The blending amount of the trimerization catalyst is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.3 to 15 parts by mass, and more preferably in the range of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane resin. It is preferably in the range of 1 to 8 parts by mass, and more preferably in the range of 1 to 8 parts by mass. By setting the amount of the trimerization catalyst within the above range, the isocyanurate bond is appropriately formed and the flame retardancy is improved. In addition, it becomes easy to adjust the closed cell ratio to a desired range.

ウレタン化触媒は、ポリオール成分とポリイソシアネートとの反応を促進させる触媒である。具体的には、アミノ化合物、錫化合物、ビスマス化合物、アセチルアセトン金属塩が挙げられる。
前記アミノ化合物としては、例えば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、イミダゾール環中の第2級アミン官能基をシアノエチル基で置換したイミダゾール化合物などのイミダゾール系化合物、ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチルアミン、N-メチルモルホリンビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’-トリメチルアミノエチル-エタノールアミン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、N-メチル-N’,N’-ジメチルアミノエチルピペラジン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、ジアザビシクロウンデセン、トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、グアニジン誘導体、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、トリメチルアミノエチルピペラジン、トリプロピルアミン等、またはそれらの酸ブロック体が挙げられる。
また、錫化合物としては、例えば、オクチル酸第一錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート等が挙げられる。ビスマス化合物としては、ネオデカン酸ビスマス、オクチル酸ビスマスなどが挙げられる。
アセチルアセトン金属塩としては、例えば、アセチルアセトンアルミニウム、アセチルアセトン鉄、アセチルアセトン銅、アセチルアセトン亜鉛、アセチルアセトンベリリウム、アセチルアセトンクロム、アセチルアセトンインジウム、アセチルアセトンマンガン、アセチルアセトンモリブデン、アセチルアセトンチタン、アセチルアセトンコバルト、アセチルアセトンバナジウム、アセチルアセトンジルコニウム等が挙げられる。
ウレタン樹脂硬化触媒は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用して使用してもよい。
The urethanization catalyst is a catalyst that promotes the reaction between the polyol component and polyisocyanate. Specific examples thereof include amino compounds, tin compounds, bismuth compounds, and acetylacetone metal salts.
Examples of the amino compound include 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-isobutyl-2methylimidazole, and an imidazole compound in which the secondary amine functional group in the imidazole ring is replaced with a cyanoethyl group. , Pentamethyldiethylenetriamine, triethylamine, N-methylmorpholinbis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N, N', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine, N, N, N'-trimethylaminoethyl-ethanolamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N-methyl-N', N'-dimethylaminoethyl piperazine, N, N-dimethylcyclohexylamine, diazabicycloundecene , Triethylenediamine, tetramethylethylenediamine, guanidine derivative, tetramethylhexamethylenediamine, trimethylaminoethylpiperazine, tripropylamine and the like, or acid blocks thereof.
Examples of the tin compound include stannous octylate, dibutyl tin diacetate, and dibutyl tin dilaurate. Examples of the bismuth compound include bismuth neodecanoate and bismuth octylate.
Examples of the acetylacetone metal salt include acetylacetone aluminum, acetylacetone iron, acetylacetone copper, acetylacetone zinc, acetylacetone beryllium, acetylacetone chromium, acetylacetone indium, acetylacetone manganese, acetylacetone molybdenum, acetylacetone titanium, acetylacetone cobalt, acetylacetone vanadium, acetylacetone zirconium and the like. ..
The urethane resin curing catalyst may be used alone or in combination of two or more.

発泡性ウレタン樹脂組成物におけるウレタン化触媒の配合量に特に限定はないが、ウレタン樹脂100質量部に対して、0.5~30質量部の範囲であることが好ましく、1~20質量部の範囲であることがより好ましく、3~15質量部の範囲であることがさらに好ましい。上記範囲内とすることで、適度な反応速度で、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応を促進できる。また、独立気泡率を所望の範囲に調整しやすくなる。なお、ウレタン樹脂100質量部とは、ポリオール化合物及びポリイソシアネート化合物の合計100質量部を意味する。 The blending amount of the urethanization catalyst in the foamable urethane resin composition is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane resin, and is preferably 1 to 20 parts by mass. The range is more preferably in the range of 3 to 15 parts by mass. Within the above range, the reaction between the polyol compound and the polyisocyanate compound can be promoted at an appropriate reaction rate. In addition, it becomes easy to adjust the closed cell ratio to a desired range. The urethane resin by 100 parts by mass means a total of 100 parts by mass of the polyol compound and the polyisocyanate compound.

上記の全触媒の合計量は、ウレタンの硬化速度(特に発泡によるセル形成と本発明の孔の発現バランス)や難燃性を向上させる観点から、ウレタン樹脂100質量部に対して、0.5~15質量部が好ましく、1~12質量部がより好ましく、2~10質量部がさらに好ましい。 The total amount of all the above catalysts is 0.5 with respect to 100 parts by mass of the urethane resin from the viewpoint of improving the curing rate of urethane (particularly the cell formation by foaming and the expression balance of pores of the present invention) and flame retardancy. It is preferably up to 15 parts by mass, more preferably 1 to 12 parts by mass, still more preferably 2 to 10 parts by mass.

発泡性ウレタン樹脂組成物は、本発明の効果を妨げない範囲で、添加剤として、例えば、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、金属害防止剤、帯電防止剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、染料、粘着付与樹脂等を含むことができる。 The foamable urethane resin composition can be used as an additive as an additive, for example, an antioxidant such as a phenol-based, amine-based, or sulfur-based agent, a heat stabilizer, a light stabilizer, or a metal damage inhibitor, as long as the effect of the present invention is not impaired. , Antistatic agents, cross-linking agents, lubricants, softeners, pigments, dyes, tackifier resins and the like.

本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とが反応して硬化するため、その粘度は時間と共に変化する。そこで発泡性ウレタン樹脂組成物を使用する前は、発泡性ウレタン樹脂組成物を二以上に分割して、発泡性ウレタン樹脂組成物が反応して硬化することを防止しておく。そして発泡性ウレタン樹脂組成物を使用する際に、二以上に分割しておいた発泡性ウレタン樹脂組成物を一つにまとめることが好ましい。 Since the foamable urethane resin composition of the present invention is cured by reacting the polyol compound with the polyisocyanate compound, its viscosity changes with time. Therefore, before using the foamable urethane resin composition, the foamable urethane resin composition is divided into two or more to prevent the foamable urethane resin composition from reacting and curing. When using the foamable urethane resin composition, it is preferable to combine the foamable urethane resin compositions divided into two or more into one.

なお発泡性ウレタン樹脂組成物を二以上に分割するときは、二以上に分割された発泡性ウレタン樹脂組成物のそれぞれの成分単独では硬化が始まらず、発泡性ウレタン樹脂組成物のそれぞれの成分を混合した後に硬化反応が始まるようにそれぞれの成分を分割すればよい。通常、発泡性ウレタン樹脂組成物を、ポリオール化合物を含有するポリオール組成物と、ポリイソシアネート化合物を含有するポリイソシアネート組成物とに分割する。 When the foamable urethane resin composition is divided into two or more, curing does not start by each component of the foamable urethane resin composition divided into two or more, and each component of the foamable urethane resin composition is used. Each component may be divided so that the curing reaction starts after mixing. Usually, the foamable urethane resin composition is divided into a polyol composition containing a polyol compound and a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound.

上記した難燃剤、発泡剤、触媒、及び整泡剤は、ポリオール組成物に含有されていてもよいし、ポリイソシアネート組成物に含有されていてもよいし、ポリオール組成物及びポリイソシアネート組成物とは別に提供されてもよいが、ポリオール組成物に含有されることが好ましい。 The above-mentioned flame retardant, foaming agent, catalyst, and foam stabilizer may be contained in the polyol composition, may be contained in the polyisocyanate composition, and may be contained in the polyol composition and the polyisocyanate composition. May be provided separately, but is preferably contained in the polyol composition.

本発明の発泡体は、特に限定されないが、例えば2液型の発泡性ウレタン樹脂組成物などのように2以上に分割される場合には、例えば、予め各成分を混合して調製されたポリオール組成物、及びポリイソシアネート組成物などの2以上に分割されたものを作製しておき、それらを混合して、発泡させることで得ることができる。各成分の混合及び発泡は、公知の方法により行うことができる。例えば高圧発泡機、低圧発泡機、吹き付け発泡機、ハンドミキサーなど公知の装置を用いて得ることができる。また、1液型の場合には、発泡性ウレタン樹脂組成物を構成する各成分を混合して得た発泡性ウレタン樹脂組成物を公知の方法で発泡させる方法が挙げられる。 The foam of the present invention is not particularly limited, but when it is divided into two or more, for example, a two-component foamable urethane resin composition, for example, a polyol prepared by mixing each component in advance. It can be obtained by preparing a composition, a polyisocyanate composition, or the like divided into two or more, mixing them, and foaming them. Mixing and foaming of each component can be performed by a known method. For example, it can be obtained by using a known device such as a high-pressure foaming machine, a low-pressure foaming machine, a spray foaming machine, and a hand mixer. Further, in the case of the one-component type, a method of foaming the foamable urethane resin composition obtained by mixing each component constituting the foamable urethane resin composition by a known method can be mentioned.

(ポリオール組成物の粘度)
ポリオール組成物の25℃における粘度は、特に限定されないが、2000mPa・s以下であることが好ましく、1500mPa・s以下であることが好ましい。ポリオール組成物の粘度を上記上限値以下とすることで、発泡性ウレタン樹脂組成物の流動性も良好となり、混合不良などを抑制することができる。ポリオール組成物の粘度は、例えば使用するポリオール化合物の分子量や粉体成分の種類や量などにより適宜調整できる。なお、ポリオール組成物の粘度は、B型粘度計を使用し、温度25℃にて測定したものである。
(Viscosity of polyol composition)
The viscosity of the polyol composition at 25 ° C. is not particularly limited, but is preferably 2000 mPa · s or less, and preferably 1500 mPa · s or less. By setting the viscosity of the polyol composition to the above upper limit or less, the fluidity of the foamable urethane resin composition is also improved, and poor mixing can be suppressed. The viscosity of the polyol composition can be appropriately adjusted depending on, for example, the molecular weight of the polyol compound used, the type and amount of powder components, and the like. The viscosity of the polyol composition was measured at a temperature of 25 ° C. using a B-type viscometer.

(用途)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物、及びポリウレタン発泡体の用途は特に限定されないが、建築物、家具、自動車、電車、船等の構造物などの空洞に充填する用途に用いたりすることができる。また、発泡性ウレタン樹脂組成物は、上記構造物に対して吹き付ける用途に用いたりすることができる。中でも、構造物に対して吹き付ける用途、すなわち、吹き付け用の発泡性ウレタン樹脂組成物として用いることが好ましい。該発泡性ウレタン樹脂組成物を吹きつけることにより、ポリウレタン発泡体が形成される。
吹き付けは、吹き付け装置(例えばGRACO社製:A-25)及びスプレーガン(例えばガスマー社製:Dガン)を利用して実施することができる。吹き付けは、別容器に入ったポリオール組成物とポリイソシアネート組成物を吹き付け装置内で温度調整し、スプレーガンの先端で両者を衝突混合させ、混合液をエア圧によりミスト化することで実施できる。吹き付け装置及びスプレーガンは公知であり、市販品を使用することができる。また原液温度設定・圧力等は一般的なウレタンフォームの吹き付け条件が適応できる。
(Use)
The use of the foamable urethane resin composition of the present invention and the polyurethane foam is not particularly limited, but they can be used for filling cavities in structures such as buildings, furniture, automobiles, trains, and ships. .. Further, the foamable urethane resin composition can be used for spraying on the above-mentioned structure. Above all, it is preferable to use it for spraying on a structure, that is, as a foamable urethane resin composition for spraying. A polyurethane foam is formed by spraying the foamable urethane resin composition.
The spraying can be carried out by using a spraying device (for example, GRACO: A-25) and a spray gun (for example, Gasmer: D gun). The spraying can be carried out by adjusting the temperature of the polyol composition and the polyisocyanate composition in separate containers in a spraying device, colliding and mixing the two with the tip of a spray gun, and mistizing the mixed solution by air pressure. Spraying devices and spray guns are known, and commercially available products can be used. In addition, general urethane foam spraying conditions can be applied to the undiluted solution temperature setting, pressure, etc.

本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.

各実施例及び比較例において使用した各成分の詳細は次の通りである。
(1)ポリオール化合物
(i)ポリエステルポリオール
・p-フタル酸系ポリエステルポリオール(川崎化成社製、製品名:RFK-505、水酸基価=250mgKOH/g、短鎖ポリオール)
(ii)ポリエーテルポリオール
・マンニッヒ系ポリエーテルポリオール(第一工業製薬社製、製品名:DK3776、水酸基価=350mgKOH/g、短鎖ポリオール)
・エチレンジアミン系ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、製品名:エクセノール750ED、水酸基価=760mgKOH/g、短鎖ポリオール)
・長鎖ポリエーテルポリオール(三井化学製、製品名:T-3000、水酸基価=56mgKOH/g、長鎖ポリオール)
(iii)ポリマーポリオール(セルオープナー含有ポリオール)
マンニッヒ系を主成分とするポリエーテルポリオール内にアクリロニトリル重合体を0.1~2wt%の範囲で含む 水酸基価=315mgKOH/g 短鎖ポリオール
The details of each component used in each Example and Comparative Example are as follows.
(1) Polyol compound (i) Polyester polyol / p-phthalic acid-based polyester polyol (manufactured by Kawasaki Kasei Co., Ltd., product name: RFK-505, hydroxyl value = 250 mgKOH / g, short-chain polyol)
(Ii) Polyether polyol / Mannig-based polyether polyol (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., product name: DK3776, hydroxyl value = 350 mgKOH / g, short-chain polyol)
-Ethylenediamine-based polyether polyol (manufactured by AGC Inc., product name: Exenol 750ED, hydroxyl value = 760 mgKOH / g, short chain polyol)
-Long-chain polyether polyol (manufactured by Mitsui Chemicals, product name: T-3000, hydroxyl value = 56 mgKOH / g, long-chain polyol)
(Iii) Polymer polyol (polyol containing cell opener)
Acrylonitrile polymer is contained in a Mannich-based polyether polyol in the range of 0.1 to 2 wt% Hydroxyl value = 315 mgKOH / g Short chain polyol

(2)セルオープナー
・有機微粒子・・アクリロニトリルの重合体
・無機微粒子・・シリカ微粒子(比表面積400m/g以下のヒュームドシリカ)
(2) Cell opener, organic fine particles, polymer of acrylonitrile, inorganic fine particles, silica fine particles (fumed silica with a specific surface area of 400 m 2 / g or less)

(3)液体難燃剤
・リン酸エステル系難燃剤<トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート>、(大八化学社製、製品名:TMCPP)
(4)固体難燃剤
・赤燐(燐化学工業社製、製品名:ノーバエクセル140)
・臭素系難燃剤(マナック社製、製品名:HBB-b)
(5)整泡剤
・シリコーン系整泡剤(東レダウコーニング社製、製品名:SH-193)
(6)触媒
(i)三量化触媒
・4級アンモニウム塩(エボニックジャパン社製、製品名:TMR-7)、エチレングリコールとの混合物(4級アンモニウム塩45~55質量%、エチレングリコール45~55質量%)
(ii)ウレタン化触媒
・イミダゾール化合物、(花王社製、製品名:KL No.390)、濃度65~75質量%
・ビスマス化合物、(日東化成社製、製品名:ネオスタンU-600)、濃度55~58質量%
(7)発泡剤
・水
・HFO-1233zd<ハイドロフルオロオレフィン>(ハネウェル製、製品名:ソルスティスLBA)
(8)ポリイソシアネート化合物
・MDI(住化コベストロウレタン(株)製、製品名:44V-20)
(3) Liquid flame retardant / phosphoric acid ester flame retardant <Tris (β-chloropropyl) phosphate>, (manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd., product name: TMCPP)
(4) Solid flame retardant, red phosphorus (manufactured by Phosphorus Chemical Industry Co., Ltd., product name: Nova Excel 140)
-Brominated flame retardant (manufactured by Manac, product name: HBB-b)
(5) Defoaming agent / silicone-based defoaming agent (manufactured by Toray Dow Corning, product name: SH-193)
(6) Catalyst (i) Quaternary catalyst, quaternary ammonium salt (manufactured by Ebonic Japan, product name: TMR-7), mixture with ethylene glycol (quaternary ammonium salt 45-55% by mass, ethylene glycol 45-55) mass%)
(Ii) Urethane catalyst / imidazole compound, (manufactured by Kao Corporation, product name: KL No. 390), concentration 65-75% by mass
-Bismuth compound, (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd., product name: Neostan U-600), concentration 55-58% by mass
(7) Foaming agent, water, HFO-1233zd <hydrofluoroolefin> (manufactured by Honeywell, product name: Solstice LBA)
(8) Polyisocyanate compound / MDI (manufactured by Sumika Cobestrourethane Co., Ltd., product name: 44V-20)

各物性及び性状の測定方法は、以下のとおりである。
[独立気泡率]
各実施例及び比較例で作製したポリウレタン発泡体を、30mm角に裁断して、重量を測定し見掛け密度を求めた。定容積膨張法による乾式密度測定により、真密度を求め、以下の式(1)により連続気泡率を算出した。測定には、乾式自動密度計(島津製作所製「アキュピックII 1340シリーズ」)を用いた。なお、真密度は、気相置換法(ピクノメーター)により求めた。パージ圧力は0.2MPaとした。
連続気泡率(%)={(真密度[g/cm])-(見掛け密度[g/cm])}/(真密度[g/cm])×100 (1)
独立気泡率(%)=100-(1)式の結果から求めた連続気泡率・・・・(2)
独立気泡率が80%以上を〇、80%未満を×とした。
The methods for measuring each physical property and property are as follows.
[Closed cell ratio]
The polyurethane foam produced in each Example and Comparative Example was cut into 30 mm squares, and the weight was measured to determine the apparent density. The true density was obtained by dry density measurement by the constant volume expansion method, and the open cell ratio was calculated by the following formula (1). A dry automatic density meter (“Accupic II 1340 series” manufactured by Shimadzu Corporation) was used for the measurement. The true density was determined by the gas phase substitution method (pycnometer). The purge pressure was 0.2 MPa.
Open cell ratio (%) = {(true density [g / cm 3 ])-(apparent density [g / cm 3 ])} / (true density [g / cm 3 ]) × 100 (1)
Closed cell ratio (%) = 100-Open cell ratio obtained from the result of equation (1) ... (2)
When the closed cell ratio was 80% or more, it was evaluated as 〇, and when it was less than 80%, it was evaluated as ×.

[孔の有無]
各実施例及び比較例で作製したポリウレタン発泡体を測定可能な大きさに裁断して、測定試料を作製した。
測定試料の表面を走査型電子顕微鏡(日立製「N-FE-SEM」)により観察し、発泡体のセル膜に孔が形成されているか否かを観察した。
観察倍率は50~300倍、加速電圧1.0kVの条件で測定した。
図1に、一例としてセル膜に孔が確認された実施例2の走査型電子顕微鏡の観察結果を示した。また図2に、一例としてセル膜に孔が確認されなかった比較例1の走査型電子顕微鏡の観察結果を示した。
[Presence / absence of holes]
The polyurethane foam produced in each Example and Comparative Example was cut into a measurable size to prepare a measurement sample.
The surface of the measurement sample was observed with a scanning electron microscope (“N-FE-SEM” manufactured by Hitachi) to observe whether or not pores were formed in the cell membrane of the foam.
The observation magnification was 50 to 300 times, and the measurement was performed under the conditions of an acceleration voltage of 1.0 kV.
FIG. 1 shows the observation results of the scanning electron microscope of Example 2 in which pores were confirmed in the cell membrane as an example. Further, FIG. 2 shows, as an example, the observation results of the scanning electron microscope of Comparative Example 1 in which no pores were confirmed in the cell membrane.

[貯蔵安定性の評価]
各実施例及び比較例で作製したポリオール組成物を、ガラス容器に移し,23℃で24時間保管した。24時間後のポリオール組成物を目視にて観察し、やや分離が確認されたものを△、分離が確認できなかったものを○とした。
[Evaluation of storage stability]
The polyol compositions prepared in each Example and Comparative Example were transferred to a glass container and stored at 23 ° C. for 24 hours. The polyol composition after 24 hours was visually observed, and those in which separation was confirmed were marked with Δ, and those in which separation could not be confirmed were marked with ◯.

[寸法安定性の評価]
各実施例及び比較例で得られたポリウレタン発泡体を、縦10cm、横10cm、厚さ5cmに切り出し、これを室温条件で7日間保管した。この時内部にスキン層を1層含むように裁断した。
以下の式により、縦横のそれぞれの長さの保持率を求めこれらを平均して形状保持率とし寸法安定性を評価した。形状保持率100%の場合は、全く収縮していないことを意味する。なお各長さはそれぞれ最小となる部分を測定した。評価が「〇」であれば、収縮しにくい発泡体であり、寸法安定性に優れることを意味する。
保持率=100×(7日間保管後の一辺の長さ)/(保管前の一辺の長さ)。
〇・・形状保持率が90%以上
×・・形状保持率が90%未満
[Evaluation of dimensional stability]
The polyurethane foams obtained in each Example and Comparative Example were cut into a length of 10 cm, a width of 10 cm, and a thickness of 5 cm, and these were stored at room temperature for 7 days. At this time, it was cut so as to include one skin layer inside.
The retention rate of each of the vertical and horizontal lengths was calculated by the following formula, and these were averaged to obtain the shape retention rate and the dimensional stability was evaluated. When the shape retention rate is 100%, it means that the shape is not shrunk at all. It should be noted that each length was measured at the minimum portion. If the evaluation is "○", it means that the foam is hard to shrink and has excellent dimensional stability.
Retention rate = 100 x (length of one side after storage for 7 days) / (length of one side before storage).
〇 ・ ・ Shape retention rate is 90% or more × ・ ・ Shape retention rate is less than 90%

[熱鋼球評価]
各実施例及び比較例で作製したポリウレタン発泡体について、以下(1)~(3)の手順で、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定した。
(1)ポリウレタン発泡体を各辺50mmの立方体に切り出し、試験体とした。
(2)炉内温度を800℃に設定した電気炉の内部に、直径10.0mm、重量4.15gの鋼球(SUS304)を入れて15分加熱した。
(3)23℃雰囲気下にて、上記(2)で加熱した鋼球を直ちに、上記(1)の試験体の上部の中心に載せて、鋼球の沈み込みが完了するまで放置した。次いで、23℃で30分放置することにより十分に冷却された試験体の断面を裁断して、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定した。
得られた鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離から、下記のとおり、燃え広がらない性質の良し悪しを判断した。
[Evaluation of hot steel balls]
For the polyurethane foams produced in each Example and Comparative Example, the subduction distance and the melt diameter distance of the steel balls were measured by the following procedures (1) to (3).
(1) The polyurethane foam was cut into a cube having a side of 50 mm and used as a test body.
(2) A steel ball (SUS304) having a diameter of 10.0 mm and a weight of 4.15 g was placed inside an electric furnace in which the temperature inside the furnace was set to 800 ° C. and heated for 15 minutes.
(3) In an atmosphere of 23 ° C., the steel ball heated in (2) above was immediately placed on the center of the upper part of the test piece of (1) above, and left to stand until the subduction of the steel ball was completed. Then, the cross section of the test piece sufficiently cooled by leaving it at 23 ° C. for 30 minutes was cut, and the subduction distance and the melt diameter distance of the steel ball were measured.
From the subduction distance and the molten diameter distance of the obtained steel balls, the quality of the property of not spreading was judged as follows.

≪熱鋼球評価基準≫
〇・・鋼球の沈み込み距離が5mm以下であり、かつ溶融直径距離が15mm以下
△・・鋼球の沈み込み距離が5mm以下であり、かつ溶融直径距離が15mm超
×・・上記〇及び△以外の場合
≪Thermal steel ball evaluation criteria≫
〇 ・ ・ The subduction distance of the steel ball is 5 mm or less and the melt diameter distance is 15 mm or less △ ・ ・ The subduction distance of the steel ball is 5 mm or less and the melt diameter distance is over 15 mm × ・ ・ The above 〇 and Other than △

[最高発熱速度、総発熱量]
各実施例及び比較例で作製したポリウレタン発泡体の最高発熱速度、総発熱量は、以下のコーンカロリーメーター試験により評価した。なお吹付け装置及びスプレーガンを利用して、石膏ボード(12.5mm)に吹き付けて、ポリウレタン発泡体を作製した。石膏ボードを下地として接着したポリウレタン発泡体を縦10cm、横10cmおよび厚み3.25cm(内石膏ボード12.5mm)に切断して、コーンカロリーメーター試験用サンプルを準備した。コーンカロリーメーター試験用サンプルを、ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/mにて5分間加熱したときの最高発熱速度及び総発熱量を測定した。なお、ポリウレタン発泡体の作製方法は上記方法以外に、ハンドミキサーによる手法を用いても同様の結果が得られた。
[Maximum heat generation rate, total heat generation amount]
The maximum heat generation rate and the total heat generation amount of the polyurethane foams produced in each Example and Comparative Example were evaluated by the following cone calorimeter test. A polyurethane foam was produced by spraying on a gypsum board (12.5 mm) using a spraying device and a spray gun. A polyurethane foam adhered using a gypsum board as a base was cut into a length of 10 cm, a width of 10 cm, and a thickness of 3.25 cm (inner gypsum board 12.5 mm) to prepare a sample for a cone calorimeter test. The maximum heat generation rate and the total calorific value when the cone calorimeter test sample was heated at a radiant heat intensity of 50 kW / m 2 for 5 minutes according to the test method of ISO-5660 were measured. Similar results were obtained by using a method using a hand mixer in addition to the above method for producing the polyurethane foam.

[高温時の寸法変化(点火器への接触の有無の評価)]
上記したコーンカロリーメーター試験において、各実施例及び比較例で作製したポリウレタン発泡体が加熱により、点火器に接触の有無を評価した。接触しなかった場合(接触無し)を「〇」、接触した場合(接触有り)を「×」として評価した。接触無しの場合は、高温時の寸法安定性に優れ、接触有りの場合は、高温時の寸法安定性に劣ると判断される。
[Dimensional change at high temperature (evaluation of contact with igniter)]
In the above-mentioned cone calorimeter test, the presence or absence of contact with the igniter was evaluated by heating the polyurethane foam produced in each Example and Comparative Example. The case of no contact (no contact) was evaluated as "○", and the case of contact (with contact) was evaluated as "x". When there is no contact, it is judged that the dimensional stability at high temperature is excellent, and when there is contact, it is judged that the dimensional stability at high temperature is inferior.

[熱伝導率]
各実施例及び比較例で使用した発泡性ウレタン樹脂組成物を、吹付け装置及びスプレーガンを利用して、構造物に吹き付けて、ポリウレタン発泡体を作製した。ポリウレタン発泡体を作製して3日後に、発泡体を200mm×200mm×25mm(内部にスキン層を含む)の大きさに切り出して、熱伝導率を測定した。ポリウレタン発泡体の厚み方向での熱伝導率を測定した。熱伝導率の測定に使用した機器は、栄弘精機(株)社製 HC-074である。
[Thermal conductivity]
The foamable urethane resin composition used in each Example and Comparative Example was sprayed onto the structure using a spraying device and a spray gun to prepare a polyurethane foam. Three days after the polyurethane foam was prepared, the foam was cut into a size of 200 mm × 200 mm × 25 mm (including a skin layer inside), and the thermal conductivity was measured. The thermal conductivity of the polyurethane foam in the thickness direction was measured. The device used to measure the thermal conductivity is HC-074 manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd.

[実施例1]
表1の配合に従い、ポリオール化合物、セルオープナー、液体難燃剤、整泡剤、触媒、発泡剤を混合した発泡性ウレタン樹脂組成物を、吹付け装置及びスプレーガンを利用して、JISA9526に準拠し構造物に吹き付けて、ポリウレタン発泡体を作製した。該ポリウレタン発泡体を用いて、各種評価を行った。結果を表1に示した。
[Example 1]
A foamable urethane resin composition in which a polyol compound, a cell opener, a liquid flame retardant, a foam stabilizer, a catalyst, and a foaming agent are mixed according to the formulation shown in Table 1 is compliant with JIS A9526 using a spraying device and a spray gun. A polyurethane foam was made by spraying on the structure. Various evaluations were performed using the polyurethane foam. The results are shown in Table 1.

[実施例2~6、比較例1~2]
配合を表1のとおりに変更した以外は、実施例1と同様にしてポリウレタン発泡体を得た。該ポリウレタン発泡体を用いて、各種評価を行った。結果を表1に示した。
[Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 2]
A polyurethane foam was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation was changed as shown in Table 1. Various evaluations were performed using the polyurethane foam. The results are shown in Table 1.

Figure 2022038409000001
Figure 2022038409000001

本発明の要件を満足する各実施例のポリウレタン発泡体は、熱伝導率が低いため断熱性に優れることが確認され、さらに高温時および常温時の寸法安定性にも優れることが分かった。
これに対して、本発明の要件を満足しない、各比較例のポリウレタン発泡体は、寸法安定性が悪い結果となった。
It was confirmed that the polyurethane foam of each example satisfying the requirements of the present invention has excellent heat insulating properties due to its low thermal conductivity, and further excellent in dimensional stability at high temperature and normal temperature.
On the other hand, the polyurethane foams of the comparative examples, which do not satisfy the requirements of the present invention, have poor dimensional stability.

11 セル
12 孔
13 試料作製時に生じた部位
11 Cell 12 Hole 13 Site generated during sample preparation

Claims (8)

セルを複数有するポリウレタン発泡体であって、独立気泡率が80%以上であり、前記セルのセル膜の少なくとも一部に孔が形成された、ポリウレタン発泡体。 A polyurethane foam having a plurality of cells, having a closed cell ratio of 80% or more, and having holes formed in at least a part of the cell membrane of the cell. ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、難燃剤、発泡剤、及び触媒を含む発泡性ウレタン樹脂組成物から形成されたものである、請求項1に記載のポリウレタン発泡体。 The polyurethane foam according to claim 1, which is formed from a foamable urethane resin composition containing a polyol compound, a polyisocyanate compound, a flame retardant, a foaming agent, and a catalyst. 前記発泡性ウレタン樹脂組成物が、有機微粒子及び無機微粒子から選択される少なくとも1種の微粒子成分を含むセルオープナーを含有する、請求項2に記載のポリウレタン発泡体。 The polyurethane foam according to claim 2, wherein the foamable urethane resin composition contains a cell opener containing at least one fine particle component selected from organic fine particles and inorganic fine particles. 前記発泡剤がハイドロフルオロオレフィンを含む、請求項2又は3に記載のポリウレタン発泡体。 The polyurethane foam according to claim 2 or 3, wherein the foaming agent contains a hydrofluoroolefin. ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/mにて、5分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m以下である、請求項1~4のいずれかに記載のポリウレタン発泡体。 The invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the total calorific value when heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW / m 2 is 8 MJ / m 2 or less in accordance with the ISO-5660 test method. Polyurethane foam. ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/mにて、5分間加熱したときの最高発熱速度が200kW/m以下である、請求項1~5のいずれかに記載のポリウレタン発泡体。 The invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the maximum heat generation rate when heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW / m 2 is 200 kW / m 2 or less in accordance with the test method of ISO-5660. Polyurethane foam. 下記の熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が10mm以下である、請求項1~6のいずれかに記載のポリウレタン発泡体。
(熱鋼球評価)
(1)ポリウレタン発泡体を各辺50mmの立方体に切り出し、試験体とする。
(2)800℃に設定した電気炉の内部に、直径10.0mm、重量4.15gの鋼球を入れて10分以上加熱する。
(3)23℃雰囲気下にて、上記(2)で加熱した鋼球を直ちに、上記(1)の試験体の上部の中心に載せて、鋼球の沈み込みが完了するまで放置する。次いで、十分に冷却された試験体の断面を裁断して、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定する。
The polyurethane foam according to any one of claims 1 to 6, wherein the sinking distance of the steel ball in the following thermal steel ball evaluation is 10 mm or less.
(Evaluation of hot steel balls)
(1) A polyurethane foam is cut into a cube having a side of 50 mm and used as a test piece.
(2) A steel ball having a diameter of 10.0 mm and a weight of 4.15 g is placed inside an electric furnace set at 800 ° C. and heated for 10 minutes or more.
(3) In an atmosphere of 23 ° C., the steel ball heated in (2) above is immediately placed on the center of the upper part of the test piece of (1) above, and is left to stand until the subduction of the steel ball is completed. Then, the cross section of the sufficiently cooled test piece is cut to measure the subduction distance and the melt diameter distance of the steel ball.
ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、難燃剤、発泡剤、及び触媒を含む発泡性ウレタン樹脂組成物を吹き付けることにより形成される、請求項1~7のいずれかに記載のポリウレタン発泡体。

The polyurethane foam according to any one of claims 1 to 7, which is formed by spraying a foamable urethane resin composition containing a polyol compound, a polyisocyanate compound, a flame retardant, a foaming agent, and a catalyst.

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