JP2022057750A - Flame-retardant urethane resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、難燃性ウレタン樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a flame-retardant urethane resin composition.
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、壁面などの各構造物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は、例えば各構造物の表面に、ポリオール組成物及びポリイソシアネート組成物を含むウレタン樹脂組成物を吹き付け、発泡及び硬化させることにより形成される。 Polyurethane foam is practically used for heat insulation and dew condensation prevention of each structure such as ceilings, roofs, walls of buildings such as condominiums, detached houses, and commercial buildings by utilizing its excellent heat insulating properties. ing. The polyurethane foam is formed, for example, by spraying, foaming and curing a urethane resin composition containing a polyol composition and a polyisocyanate composition on the surface of each structure.
ポリウレタン発泡体は、軽量であるものの、有機物であるため燃えやすい。これを改善するため、難燃性の高いポリウレタン発泡体が必要とされている。
例えば特許文献1では、ポリイソシアネート成分、ポリオール成分、水、触媒、整泡剤、難燃剤、及び粉体を含有する配合液を発泡して得られる硬質ポリウレタンフォームからなり、ポリエステルポリオール及び水の量を特定範囲とし、かつ粉体として一定の粒径のものを特定量使用することを特徴とする吹き付け断熱材に関する発明が記載されている。そして、該吹き付け断熱材は、難燃性や寸法安定性などに優れることが示されている。
Although polyurethane foam is lightweight, it is easy to burn because it is an organic substance. In order to improve this, a highly flame-retardant polyurethane foam is required.
For example, Patent Document 1 comprises a rigid polyurethane foam obtained by foaming a compounding liquid containing a polyisocyanate component, a polyol component, water, a catalyst, a foam stabilizer, a flame retardant, and a powder, and the amount of the polyester polyol and water. The present invention describes an invention relating to a sprayed heat insulating material, which comprises a specific range and uses a specific amount of a powder having a certain particle size. The sprayed heat insulating material has been shown to be excellent in flame retardancy and dimensional stability.
一般に、難燃性の高いポリウレタン発泡体を形成させる場合は、イソシアネートインデックスの高い組成物の使用が好適であることが知られている。しかしながら、吹き付けによりポリウレタン発泡体を形成する場合は、吹き付け装置のポンプが特定の構造であるため、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物の混合を容量比で1:1程度にしか調整できず、ポリイソシアネート組成物の容量を相対的に増加させて、イソシアネートインデックスを高めることが難しい。
そこで、本発明は、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物との混合の容量比が特定範囲である難燃性ウレタン樹脂組成物であって、難燃性に優れるポリウレタン発泡体を形成できる難燃性ウレタン樹脂組成物を提供することを目的とする。
In general, it is known that the use of a composition having a high isocyanate index is suitable for forming a highly flame-retardant polyurethane foam. However, when the polyurethane foam is formed by spraying, since the pump of the spraying device has a specific structure, the mixture of the polyol composition and the polyisocyanate composition can be adjusted only to a volume ratio of about 1: 1 and poly. It is difficult to increase the isocyanate index by relatively increasing the volume of the isocyanate composition.
Therefore, the present invention is a flame-retardant urethane resin composition in which the volume ratio of the mixture of the polyol composition and the polyisocyanate composition is in a specific range, and is flame-retardant capable of forming a polyurethane foam having excellent flame retardancy. It is an object of the present invention to provide a urethane resin composition.
本発明者は、鋭意検討の結果、ポリオール組成物に対するポリイソシアネート組成物の容量比及びイソシアネートインデックスが特定範囲である、難燃性ウレタン樹脂組成物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]~[7]を提供する。
[1]ポリオール化合物、難燃剤、触媒、発泡剤を含むポリオール組成物と、ポリイソシアネート化合物を含むポリイソシアネート組成物とを混合させた混合液である難燃性ウレタン樹脂組成物であって、ポリオール組成物に対するポリイソシアネート組成物の容量比(ポリイソシアネート組成物/ポリオール組成物)が0.8~1.2であり、イソシアネートインデックスが250以上である、難燃性ウレタン樹脂組成物。
[2]前記混合液における、前記ポリオール化合物の加重平均水酸基価が200mgKOH/g超である上記[1]に記載の難燃性ウレタン樹脂組成物。
[3]前記ポリオール組成物のカールフィッシャー法で測定される水分率が2質量%以下である、上記[1]又は[2]に記載の難燃性ウレタン樹脂組成物。
[4]さらにフィラーを含み、該フィラーの含有量がポリオール化合物100質量部に対して20質量部以上である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の難燃性ウレタン樹脂組成物。
[5]前記難燃剤がリン酸エステル系難燃剤を含み、該リン酸エステル系難燃剤の含有量がポリオール化合物100質量部に対して40質量部以上である、上記[1]~[4]のいずれかに記載の難燃性ウレタン樹脂組成物。
[6]前記触媒がビスマス化合物を含有する、上記[1]~[5]のいずれかに記載の難燃性ウレタン樹脂組成物。
[7]吹き付け用である、上記[1]~[6]のいすれかに記載の難燃性ウレタン樹脂組成物。
As a result of diligent studies, the present inventor has found that the above-mentioned problems can be solved by a flame-retardant urethane resin composition in which the volume ratio of the polyisocyanate composition to the polyol composition and the isocyanate index are in a specific range, and completed the present invention. I let you. That is, the present invention provides the following [1] to [7].
[1] A flame-retardant urethane resin composition which is a mixed solution of a polyol composition containing a polyol compound, a flame-retardant agent, a catalyst, and a foaming agent and a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound, and is a polyol. A flame-retardant urethane resin composition having a volume ratio of the polyisocyanate composition to the composition (polyisocyanate composition / polyol composition) of 0.8 to 1.2 and an isocyanate index of 250 or more.
[2] The flame-retardant urethane resin composition according to the above [1], wherein the weighted average hydroxyl value of the polyol compound in the mixed solution is more than 200 mgKOH / g.
[3] The flame-retardant urethane resin composition according to the above [1] or [2], wherein the water content of the polyol composition measured by the Karl Fischer method is 2% by mass or less.
[4] The flame-retardant urethane resin composition according to any one of the above [1] to [3], which further contains a filler and the content of the filler is 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. ..
[5] The above [1] to [4], wherein the flame retardant contains a phosphoric acid ester flame retardant, and the content of the phosphoric acid ester flame retardant is 40 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. The flame retardant urethane resin composition according to any one of.
[6] The flame-retardant urethane resin composition according to any one of [1] to [5] above, wherein the catalyst contains a bismuth compound.
[7] The flame-retardant urethane resin composition according to any one of the above [1] to [6], which is used for spraying.
本発明によれば、ポリオール組成物に対するポリイソシアネート組成物の容量比を一定範囲としつつ、難燃性に優れるポリウレタン発泡体を形成できる難燃性ウレタン樹脂組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a flame-retardant urethane resin composition capable of forming a polyurethane foam having excellent flame retardancy while keeping the volume ratio of the polyisocyanate composition to the polyol composition within a certain range.
本発明は、ポリオール化合物、難燃剤、触媒、発泡剤を含むポリオール組成物と、ポリイソシアネート化合物を含むポリイソシアネート組成物とを混合させた混合液である難燃性ウレタン樹脂組成物に関する。該難燃性ウレタン樹脂組成物は、ポリオール組成物に対するポリイソシアネート組成物の容量比(ポリイソシアネート組成物/ポリオール組成物)が0.8~1.2であり、イソシアネートインデックスが250以上である。
なお、本発明の難燃性ウレタン樹脂組成物は、上記したとおりポリオール組成物とポリイソシアネート組成物との混合液であるため、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、難燃剤、触媒、及び発泡剤を少なくとも含む組成物である。
The present invention relates to a flame-retardant urethane resin composition which is a mixed solution of a polyol composition containing a polyol compound, a flame retardant, a catalyst and a foaming agent and a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound. The flame-retardant urethane resin composition has a volume ratio (polyisocyanate composition / polyol composition) of the polyisocyanate composition to the polyol composition of 0.8 to 1.2, and an isocyanate index of 250 or more.
Since the flame-retardant urethane resin composition of the present invention is a mixed solution of the polyol composition and the polyisocyanate composition as described above, at least the polyol compound, the polyisocyanate compound, the flame retardant, the catalyst, and the foaming agent are used. It is a composition containing.
本発明の難燃性ウレタン樹脂組成物は、後述するように吹き付け用として用いることが好ましい。その場合は、本発明の難燃性ウレタン樹脂組成物は、吹き付け装置などにより、ポリオール化合物、難燃剤、触媒、及び発泡剤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むポリイソシアネート組成物とを混合させた混合液として調製する。吹き付け装置のポンプ構造のため、該混合液における、ポリオール組成物に対するポリイソシアネート組成物の容量比(ポリイソシアネート組成物/ポリオール組成物)は、通常は0.8~1.2となり、より一般的には0.9~1.1となる。なお、前記容量比は体積比を意味する。本発明では、このようにポリオール組成物とポリイソシアネート組成物の容量比を一定範囲とした難燃性ウレタン樹脂組成物であっても、優れた難燃性を備えるポリウレタン発泡体を提供できる。 The flame-retardant urethane resin composition of the present invention is preferably used for spraying as described later. In that case, the flame-retardant urethane resin composition of the present invention comprises a polyol composition containing a polyol compound, a flame retardant, a catalyst, and a foaming agent, and a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound by a spraying device or the like. Is prepared as a mixed solution. Due to the pump structure of the spraying device, the volume ratio of the polyisocyanate composition to the polyol composition (polyisocyanate composition / polyol composition) in the mixture is usually 0.8 to 1.2, which is more general. Is 0.9 to 1.1. The volume ratio means a volume ratio. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a polyurethane foam having excellent flame retardancy even in a flame-retardant urethane resin composition in which the volume ratio of the polyol composition and the polyisocyanate composition is within a certain range.
[イソシアネートインデックス]
本発明の難燃性ウレタン樹脂組成物のイソシアネートインデックスは、250以上である。イソシアネートインデックスが250未満であると、所望の難燃性を備えるポリウレタン発泡体を得ることができない。また、本発明の難燃性ウレタン樹脂組成物は、水酸基価が一定以上のポリオール化合物を使用する場合であっても、イソシアネートインデックスを250以上とすることができるため、得られるポリウレタン発泡体の機械的強度を維持しつつ、難燃性を向上させることができる。難燃性ウレタン樹脂組成物のイソシアネートインデックスは、好ましくは300以上であり、より好ましくは350以上である。また、発泡体形成時の発泡性を良好にする観点から、イソシアネートインデックスは600以下であることが好ましい。
イソシアネートインデックス(INDEX)は、ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基のモル数を、ポリオールの水酸基及び発泡剤として用いる水の活性水素基の合計モル数で割った値に100を掛けた値であり、以下の方法にて算出される。
[Isocyanate index]
The isocyanate index of the flame-retardant urethane resin composition of the present invention is 250 or more. If the isocyanate index is less than 250, a polyurethane foam having the desired flame retardancy cannot be obtained. Further, the flame-retardant urethane resin composition of the present invention can have an isocyanate index of 250 or more even when a polyol compound having a hydroxyl value of a certain value or more is used, so that the obtained polyurethane foam machine can be used. It is possible to improve flame retardancy while maintaining the target strength. The isocyanate index of the flame-retardant urethane resin composition is preferably 300 or more, more preferably 350 or more. Further, from the viewpoint of improving the foamability at the time of forming the foam, the isocyanate index is preferably 600 or less.
The isocyanate index (INDEX) is a value obtained by dividing the number of moles of isocyanate groups in polyisocyanate by the total number of moles of hydroxyl groups of the polyol and active hydrogen groups of water used as a foaming agent, and multiplying by 100. It is calculated by.
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 in 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.
[水分率]
ポリオール組成物のカールフィッシャー法で測定される水分率は、2質量%以下であることが好ましい。水分率が2質量%以下であると、難燃性ウレタン樹脂組成物のイソシアネートインデックスが高くなり、得られるポリウレタン発泡体の難燃性が向上する。ポリウレタン発泡体の難燃性向上の観点から、ポリオール組成物のカールフィッシャー法で測定される水分率は、好ましくは1.5質量%以下であり、より好ましくは1質量%以下である。
[Moisture percentage]
The water content of the polyol composition measured by the Karl Fischer method is preferably 2% by mass or less. When the water content is 2% by mass or less, the isocyanate index of the flame-retardant urethane resin composition becomes high, and the flame-retardant property of the obtained polyurethane foam is improved. From the viewpoint of improving the flame retardancy of the polyurethane foam, the water content of the polyol composition measured by the Karl Fischer method is preferably 1.5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less.
[ポリオール化合物]
本発明におけるポリオール組成物に含まれるポリオール化合物は、1種類のポリオールであってもよく、2種以上のポリオールであってもよい。
混合液における、ポリオール化合物の加重平均水酸基価は、200mgKOH/g超であることが好ましい。加重平均水酸基価が200mgKOH/g超であると、形成されるポリウレタン発泡体の機械的強度が向上しやすくなり、また、吹き付けの際の施工性が良好になる。したがって、得られるポリウレタン発泡体の機械強度を高め、かつ吹き付き付けの際の施工性を良好にする観点から、ポリオール化合物の加重平均水酸基価は、好ましくは205mgKOH/g以上であり、より好ましくは210mgKOH/g以上であり、さらに好ましくは220mgKOH/g以上である。一方、得られるポリウレタン発泡体の難燃性を高める観点から、ポリオール化合物の加重平均水酸基価は、好ましくは400mgKOH/g以下であり、より好ましくは300mgKOH/g以下であり、さらに好ましくは270mgKOH/g以下である。
[Polyol compound]
The polyol compound contained in the polyol composition in the present invention may be one kind of polyol or two or more kinds of polyols.
The weighted average hydroxyl value of the polyol compound in the mixed solution is preferably more than 200 mgKOH / g. When the weighted average hydroxyl value is more than 200 mgKOH / g, the mechanical strength of the formed polyurethane foam is likely to be improved, and the workability at the time of spraying is improved. Therefore, from the viewpoint of increasing the mechanical strength of the obtained polyurethane foam and improving the workability at the time of spraying, the weighted average hydroxyl value of the polyol compound is preferably 205 mgKOH / g or more, more preferably. It is 210 mgKOH / g or more, more preferably 220 mgKOH / g or more. On the other hand, from the viewpoint of enhancing the flame retardancy of the obtained polyurethane foam, the weighted average hydroxyl value of the polyol compound is preferably 400 mgKOH / g or less, more preferably 300 mgKOH / g or less, still more preferably 270 mgKOH / g. It is as follows.
ここで、ポリオール化合物の加重平均水酸基価は、ポリオール化合物を構成する個々のポリオールの水酸基価と、該個々のポリオールのポリオール化合物中の重量分率との積の総和により求められる。例えば、ポリオール化合物として、2種類のポリオール(d1)、ポリオール(d2)を用いる場合、ポリオール(d1)の水酸基価をX1、配合量をm1、ポリオール(d2)の水酸基価をX2、配合量をm2とすると、加重平均水酸基価は、以下の式で表される。なお、配合量m1及びm2は、ポリオール化合物100質量部中の質量部数である。
加重平均水酸基価(mgKOH/g)=X1×(m1/(m1+m2))+X2×(m2/(m1+m2))
Here, the weighted average hydroxyl value of the polyol compound is determined by the sum of the product of the hydroxyl values of the individual polyols constituting the polyol compound and the weight fraction of the individual polyols in the polyol compound. For example, when two types of polyol (d1) and polyol (d2) are used as the polyol compound, the hydroxyl value of the polyol (d1) is X 1 , the compounding amount is m 1 , and the hydroxyl value of the polyol (d2) is X 2 . Assuming that the blending amount is m 2 , the weighted average hydroxyl value is expressed by the following formula. The blending amounts m 1 and m 2 are the number of parts by mass in 100 parts by mass of the polyol compound.
Weighted average hydroxyl value (mgKOH / g) = X 1 x (m 1 / (m 1 + m 2 )) + X 2 x (m 2 / (m 1 + m 2 ))
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。
The polyol compound is not particularly limited, and examples thereof include polyether polyols and polyester polyols.
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.
<ポリエステルポリオール>
ポリエステルポリオールは、芳香環を有するポリエステルポリオールでもよいし、脂肪族ポリエステルポリオールでもよいが、得られるポリウレタン発泡体の難燃性を考慮した場合、芳香環を有するポリエステルポリオールを使用することが好ましい。芳香環を有する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。
ポリウレタン発泡体の難燃性を高める観点から、ポリオール化合物100質量部において、p-フタル酸系ポリエステルポリオールの含有量は50質量部以上であることが好ましく、80質量部以上であることがより好ましく、100質量部であることがさらに好まし。
<Polyester polyol>
The polyester polyol may be a polyester polyol having an aromatic ring or an aliphatic polyester polyol, but in consideration of the flame retardancy of the obtained polyurethane foam, it is preferable to use a polyester polyol having an aromatic ring. The polyester polyol having an aromatic ring 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. It is preferable to have. Above all, from the viewpoint of enhancing the flame retardancy of the polyurethane foam, the polyol compound preferably contains a phthalic acid-based polyester polyol which is a condensate of phthalic acid and glycol, and is a condensate of p-phthalic acid and glycol. It is more preferable to contain some p-phthalic acid-based polyester polyols.
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.
From the viewpoint of enhancing the flame retardancy of the polyurethane foam, the content of the p-phthalic acid-based polyester polyol is preferably 50 parts by mass or more, more preferably 80 parts by mass or more in 100 parts by mass of the polyol compound. , 100 parts by mass is even more preferred.
<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)などが挙げられる。
これらのうち、芳香環を有する開始剤を用いて製造したポリエーテルポリオールが、芳香環を有するポリエーテルポリオールであり、例えば芳香族アミンを開始剤として用いて製造したポリエーテルポリオールは、芳香環を有するポリエーテルポリオールである。芳香環を有するポリエーテルポリオールの中でも、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を好適に使用することができる。
<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 diol, neopentyl glycol, cyclohexylene glycol, cyclohexanedimethanol, triols such as trimethylolpropane and glycerin, tetrafunctional alcohols such as pentaerythritol, polyfunctionals such as sucrose and sorbitol), Aliper amines (eg, alkylene diamines such as ethylene diamine, propylene diamine, butylene diamine, hexamethylene diamine, neopentyl diamine, alkanol amines such as monoethanolamine, diethanolamine), aromatic amines (eg, aniline, tolylene diamine, xiri). Rangeamine, diphenylmethanediamine, Mannig condensate, etc.) and the like.
Among these, the polyether polyol produced by using the initiator having an aromatic ring is a polyether polyol having an aromatic ring, and for example, the polyether polyol produced by using an aromatic amine as an initiator has an aromatic ring. It is a polyether polyol having. Among the polyether polyols having an aromatic ring, tolylene diamine-based polyether polyols, Mannig-based polyether polyols and the like can be preferably used.
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製造したトリレンジアミン系ポリエーテルポリオールである。
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 tolylene diamine-based polyether polyol is a tolylene diamine-based polyether polyol produced by using tolylene diamine as an initiator.
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 the Mannich reaction of formaldehyde and alkanolamine, or at least one of ethylene oxide and propylene oxide is subjected to ring-opening addition polymerization of this compound. It is a polyether polyol obtained by making it.
また、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、芳香環を有するポリオールを含むことが好ましく、中でも、芳香環を有するポリエステルポリオールを含むことが好ましい。
芳香環を有するポリオールの含有量は、得られるポリウレタン発泡体の難燃性向上の観点から、ポリオール化合物100質量部のうち50質量部以上であることが好ましく、80質量部以上であることがより好ましく、100質量部であることがさらに好ましい。
Further, from the viewpoint of improving the flame retardancy of the polyurethane foam, the polyol compound preferably contains a polyol having an aromatic ring, and more preferably contains a polyester polyol having an aromatic ring.
From the viewpoint of improving the flame retardancy of the obtained polyurethane foam, the content of the polyol having an aromatic ring is preferably 50 parts by mass or more, and more preferably 80 parts by mass or more out of 100 parts by mass of the polyol compound. It is preferably 100 parts by mass, and more preferably 100 parts by mass.
[難燃剤]
本発明におけるポリオール組成物は、得られるポリウレタン発泡体の難燃性向上の観点から難燃剤を含有することが好ましい。該難燃剤は、液状難燃剤であり、特にリン酸エステル系難燃剤を含有することが好ましい。リン酸エステル系難燃剤は、液状難燃剤であり、ポリウレタン発泡体の難燃性を向上させることができ、また後述するフィラーを使用した場合でもポリオール組成物の粘度を適切に制御することができる。ここで、液状難燃剤とは、23℃において液状の難燃剤である。
[Flame retardants]
The polyol composition in the present invention preferably contains a flame retardant from the viewpoint of improving the flame retardancy of the obtained polyurethane foam. The flame retardant is a liquid flame retardant, and it is particularly preferable to contain a phosphoric acid ester-based flame retardant. The phosphoric acid ester flame retardant is a liquid flame retardant, and can improve the flame retardancy of the polyurethane foam, and can appropriately control the viscosity of the polyol composition even when a filler described later is used. .. Here, the liquid flame retardant is a flame retardant that is liquid at 23 ° C.
<リン酸エステル系難燃剤>
リン酸エステル系難燃剤としては、例えば、モノリン酸エステル、縮合リン酸エステル等が挙げられる。
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。
<Phosphoric acid ester flame retardant>
Examples of the phosphoric acid ester-based flame retardant include 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.
リン酸エステル系難燃剤の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは40質量部以上であり、より好ましくは43質量部以上であり、さらに好ましくは45質量部以上である。リン酸エステル系難燃剤の含有量がこれら下限値以上であると、ポリオール組成物中のポリオール化合物の濃度が低下するため、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とを上記の通り一定の容量比で混合した場合などにおいて、イソシアネートインデックスが高まりやすく、そのため得られるポリウレタン発泡体の難燃性が向上する。また、リン酸エステル系難燃剤の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは100質量部以下であり、より好ましくは80質量部以下である。リン酸エステル系難燃剤の含有量がこれら上限値以下であると、ポリオール化合物の濃度が一定以上確保され、ポリウレタン発泡体の機械的強度を向上させることができる。 The content of the phosphoric acid ester flame retardant is preferably 40 parts by mass or more, more preferably 43 parts by mass or more, and further preferably 45 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. When the content of the phosphoric acid ester flame retardant is equal to or higher than these lower limit values, the concentration of the polyol compound in the polyol composition decreases. Therefore, the polyol composition and the polyisocyanate composition are separated by a constant volume ratio as described above. When mixed, the isocyanate index tends to increase, and the flame retardancy of the obtained polyurethane foam is improved. The content of the phosphoric acid ester flame retardant is preferably 100 parts by mass or less, and more preferably 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. When the content of the phosphoric acid ester flame retardant is not more than these upper limit values, the concentration of the polyol compound is secured to a certain level or more, and the mechanical strength of the polyurethane foam can be improved.
<フィラー>
本発明におけるポリオール組成物は、フィラーを含有してもよい。フィラーは、難燃性ウレタン樹脂組成物において固体分として含まれるものであり、一般的に粒状、粉状として存在する成分である。フィラーを含有することで、フィラーの種類に応じて、機械的強度や難燃性などの各種物性を向上させることができる。
フィラーは、常温(23℃)、常圧(1気圧)において、固体であり、かつ難燃性ウレタン樹脂組成物において溶解しない成分であればよい。
<Filler>
The polyol composition in the present invention may contain a filler. The filler is contained as a solid component in the flame-retardant urethane resin composition, and is a component that generally exists in the form of granules or powder. By containing the filler, various physical properties such as mechanical strength and flame retardancy can be improved depending on the type of the filler.
The filler may be a component that is solid at room temperature (23 ° C.) and normal pressure (1 atm) and does not dissolve in the flame-retardant urethane resin composition.
フィラーとしては、固体難燃剤を使用することが好ましい。固体難燃剤としては、ホウ素系難燃剤、臭素系難燃剤、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、金属水酸化物系難燃剤、赤燐、及び針状フィラー等が好ましい。
これらの中でも、吹き付け性を良好にしつつ、ポリウレタン発泡体の難燃性を向上させる観点から、フィラーとしては、赤燐、ホウ素系難燃剤、臭素系難燃剤、リン酸塩含有難燃剤などが好ましく、ホウ素系難燃剤がより好ましい。
As the filler, it is preferable to use a solid flame retardant. Examples of solid flame retardants include boron-based flame retardants, brominated flame retardants, phosphate-containing flame retardants, antimony-containing flame retardants, phosphinic acid-based flame retardants, metal hydroxide-based flame retardants, red phosphorus, and needle-like fillers. Is preferable.
Among these, red phosphorus, boron-based flame retardants, brominated flame retardants, phosphate-containing flame retardants and the like are preferable as fillers from the viewpoint of improving the flame retardancy of the polyurethane foam while improving the sprayability. , Boron flame retardants are more preferred.
(ホウ素系難燃剤)
ホウ素系難燃剤としては、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 flame retardant)
Specific examples of the boron-based 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)
Examples of the phosphate-containing flame retardant include phosphoric acid and metals of the Group IA to Group IVB of the Periodic Table.
Phosphates consisting of salts with at least one metal or compound selected from ammonia, aliphatic amines and aromatic amines 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, and for example, ammonium salts such as ammonium phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, and diammonium hydrogen phosphate, monosodium phosphate, and the like.
Sodium salts such as disodium phosphate, trisodium phosphate, monosodium phosphite, dissodium phosphite, sodium hypophosphite, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, tripotassium phosphate, phosphite Potassium salts such as monopotassium, dipotassium phosphite, potassium hypophosphite, monolithium phosphate, dilithium phosphate, trilithium phosphate, monolithium phosphite, dilithium phosphite, hypophosphite Lithium salt such as lithium, barium dihydrogen phosphate,
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, dihydrogen phosphate Examples thereof include calcium salts such as calcium, calcium hydrogen phosphate, tricalcium phosphate and calcium hypophosphite, and zinc salts such as zinc phosphate, zinc phosphite and zinc hypophosphite.
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。
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.
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)
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,
Examples thereof include potassium pyroantimonate.
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.
(赤燐)
赤燐としては、赤燐単体からなるものであってもよいし、赤燐に、樹脂、金属水酸化物、金属酸化物などを混合したり、被覆したりしたものであってもよい。
(Red phosphorus)
The red phosphorus may be composed of a simple substance of red phosphorus, or may be a mixture or a coating of red phosphorus with a resin, a metal hydroxide, a metal oxide or the like.
(針状フィラー)
針状フィラーとしては、例えば、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、マグネシウム含有ウィスカー、珪素含有ウィスカー、ウォラストナイト、セピオライト、ゾノライト、エレスタダイト、ベーマイト、棒状ヒドロキシアパタイト、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、金属繊維、スラグ繊維、石膏繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、硼素繊維、ステンレス繊維等が挙げられる。
これらの針状フィラーは、一種もしくは二種以上を使用することができる。
(Needle filler)
Examples of the needle-shaped filler include potassium titanate whisker, aluminum borate whisker, magnesium-containing whisker, silicon-containing whisker, wollastonite, sepiolite, zonolite, elestadite, boehmite, rod-shaped hydroxyapatite, glass fiber, carbon fiber, and graphite fiber. , Metal fiber, slag fiber, gypsum fiber, silica fiber, alumina fiber, silica alumina fiber, zirconia fiber, boron nitride fiber, boron fiber, stainless fiber and the like.
These needle-shaped fillers may be used alone or in combination of two or more.
また、フィラーとしては、上記した難燃剤以外の無機充填剤であってもよい。無機充填剤として、アルミナ、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、フェライト類、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、イモゴライト、セリサイト、ガラスビーズ、シリカバルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、グラファイト、炭素バルン、木炭粉末、各種金属粉、硫酸マグネシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、硫化モリブデン、炭化ケイ素、各種磁性粉、フライアッシュ等を適宜使用できる。無機充填剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Further, the filler may be an inorganic filler other than the above-mentioned flame retardant. As inorganic fillers, alumina, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, ferrites, basic magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, barium carbonate, dosonite, hydrotalcite, calcium sulfate , Barium sulfate, calcium silicate, talc, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated white clay, imogolite, sericite, glass beads, silica balun, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, graphite, carbon balun, charcoal powder, various metals Powder, magnesium sulfate, lead zirconate titanate, molybdenum sulfide, silicon carbide, various magnetic powders, fly ash and the like can be appropriately used. The inorganic filler may be used alone or in combination of two or more.
フィラーの含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは20質量部以上であり、より好ましくは25質量部以上であり、さらに好ましくは30質量部以上である。フィラーの含有量がこれら下限値以上であると、ポリオール組成物中のポリオール化合物の濃度が低下するため、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とを上記の通り一定の容量比で混合した場合などにおいて、イソシアネートインデックスが高まりやすく、そのため得られるポリウレタン発泡体の難燃性が向上する。また、フィラーとして上記した固体難燃剤を使用した場合には、該固体難燃剤自体の機能により、難燃性を向上させることができる。
フィラーの含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは80質量部以下であり、より好ましくは60質量部以下であり、さらに好ましくは50質量部以下である。フィラーの含有量がこれら上限値以下であると、吹き付け装置の詰まりなどが抑制され、吹き付け性を向上させることができる。
The content of the filler is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more, and further preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. If the content of the filler is at least these lower limit values, the concentration of the polyol compound in the polyol composition decreases. Therefore, when the polyol composition and the polyisocyanate composition are mixed at a constant volume ratio as described above, etc. , The isocyanate index tends to increase, and therefore the flame retardancy of the obtained polyurethane foam is improved. Further, when the above-mentioned solid flame retardant is used as the filler, the flame retardancy can be improved by the function of the solid flame retardant itself.
The content of the filler is preferably 80 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less, and further preferably 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. When the content of the filler is not more than these upper limit values, clogging of the spraying device and the like can be suppressed, and the spraying property can be improved.
[ポリイソシアネート化合物]
ポリイソシアネート組成物に含ま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 polyisocyanate 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.
[触媒]
ポリオール組成物は、触媒を含有する。触媒は、例えばウレタン化触媒、三量化触媒が挙げられる。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。そのため、本発明のポリオール組成物は、ポリウレタン発泡体の難燃性向上の観点から、三量化触媒を含むことが好ましい。
[catalyst]
The polyol composition contains a catalyst. Examples of the catalyst include a urethanization catalyst and a trimerization catalyst. A quantification catalyst is a catalyst that promotes quantification to form an isocyanate bond. Therefore, the polyol composition of the present invention preferably contains a trimerization catalyst from the viewpoint of improving the flame retardancy of the polyurethane foam.
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-トリアジン等の窒素含有芳香族化合物、酢酸カリウム、2-エチルヘキサン酸カリウム、オクチル酸カリウム等のカルボン酸アルカリ金属塩、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塩、テトラフェニルアンモニウム塩、トリエチルモノメチルアンモニウム塩、カルボン酸4級アンモニウム塩等の4級アンモニウム塩等を使用できる。上記カルボン酸アンモニウム塩におけるカルボン酸の好適な具体例としては、2-エチルヘキサン酸、2,2-ジメチルプロパン酸、酢酸、及びギ酸からなる群から選択される少なくとも1種である。三量化触媒は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよいが2種以上を併用することが好ましい。
三量化触媒としては、カルボン酸アルカリ金属塩及びカルボン酸4級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、カルボン酸アルカリ金属塩とカルボン酸4級アンモニウム塩とを併用することが好ましい。
As the trimerization catalyst, nitrogen-containing aromatic compounds such as tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4-bis (dimethylaminomethyl) phenol, and 2,4,6-tris (dialkylaminoalkyl) hexahydro-S-triazine , Carboxylic acid alkali metal salts such as potassium acetate, potassium 2-ethylhexanoate, potassium octylate, tertiary ammonium salts such as trimethylammonium salt, triethylammonium salt, triphenylammonium salt, tetramethylammonium salt, tetraethylammonium salt, etc. A quaternary ammonium salt such as a tetraphenylammonium salt, a triethylmonomethylammonium salt, or a quaternary ammonium salt of a carboxylic acid can be used. A preferred specific example of the carboxylic acid in the ammonium carboxylic acid salt is at least one selected from the group consisting of 2-ethylhexanoic acid, 2,2-dimethylpropanoic acid, acetic acid, and formic acid. The trimerization catalyst may be used alone or in combination of two or more, but it is preferable to use two or more in combination.
As the trimerization catalyst, at least one selected from the group consisting of a carboxylic acid alkali metal salt and a carboxylic acid quaternary ammonium salt is preferable, and it is preferable to use a carboxylic acid alkali metal salt and a carboxylic acid quaternary ammonium salt in combination. ..
三量化触媒の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは1~30質量部であり、より好ましくは3~20質量部である。 The content of the trimerization catalyst is preferably 1 to 30 parts by mass, and more preferably 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound.
また、本発明において触媒は、ウレタン化触媒を含むことが好ましく、上記した三量化触媒及びウレタン化触媒の両方を含むことがより好ましい。 Further, in the present invention, the catalyst preferably contains a urethanization catalyst, and more preferably contains both the above-mentioned trimerization catalyst and urethanization catalyst.
ウレタン化触媒は、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、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、およびそれらの酸ブロック体等が挙げられる。アミノ化合物の中でも、イミダゾール系化合物が好ましい。
The urethanization catalyst is a catalyst that promotes the reaction between the polyol compound and the polyisocyanate compound. 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, tetramethylhexamethylenediamine, trimethylaminoethylpiperazine, tripropylamine, and acid blocks thereof. Among the amino compounds, imidazole compounds are preferable.
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。
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. ..
本発明における触媒は、難燃性ウレタン樹脂組成物を吹き付けることによりポリウレタン発泡体を形成する際の発泡性を良好にする観点から、上記したビスマス化合物を含有することが好ましい。ビスマス化合物の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは0.1~15質量部であり、より好ましくは1~10質量部である。
また、ウレタン化触媒として、ビスマス化合物とアミノ化合物の併用が好ましく、ビスマス化合物とイミダゾール系化合物の併用がより好ましい。
ビスマス化合物とアミノ化合物を併用する場合は、ビスマス化合物に対するアミノ化合物の質量比(アミノ化合物の質量/ビスマス化合物の質量)は、好ましくは0.1~10であり、より好ましくは0.3~5であり、さらに好ましくは0.5~3である。
The catalyst in the present invention preferably contains the above-mentioned bismuth compound from the viewpoint of improving the foamability when forming the polyurethane foam by spraying the flame-retardant urethane resin composition. The content of the bismuth compound is preferably 0.1 to 15 parts by mass, and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound.
Further, as the urethanization catalyst, the combined use of a bismuth compound and an amino compound is preferable, and the combined use of a bismuth compound and an imidazole compound is more preferable.
When the bismuth compound and the amino compound are used in combination, the mass ratio of the amino compound to the bismuth compound (mass of the amino compound / mass of the bismuth compound) is preferably 0.1 to 10, and more preferably 0.3 to 5. It is more preferably 0.5 to 3.
ウレタン化触媒の含有量に特に限定はないが、ポリオール化合物100質量部に対して、1~30質量部であることが好ましく、5~25質量部であることがより好ましい。 The content of the urethanization catalyst is not particularly limited, but is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 5 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound.
また、触媒の合計量は、ポリオール化合物100質量部に対して、2~60質量部が好ましく、8~45質量部がより好ましい。 The total amount of the catalyst is preferably 2 to 60 parts by mass, more preferably 8 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound.
[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、CH2F2、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-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 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-. Propene), HFO-1336mzz (Z) (cis-1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-en), HFO-1224yd (Z) and the like.
上記した中でも、発泡剤としては、ハイドロフルオロオレフィン、水などが好ましく、ハイドロフルオロオレフィン及び水を併用することがより好ましい。
発泡剤の含有量は、発泡体の密度を所望の範囲に調整する観点から、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは5~70質量部であり、より好ましくは10~60質量部であり、さらに好ましくは20~50質量部である。
Among the above, as the foaming agent, hydrofluoroolefin, water and the like are preferable, and it is more preferable to use hydrofluoroolefin and water in combination.
The content of the foaming agent is preferably 5 to 70 parts by mass, and more preferably 10 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound from the viewpoint of adjusting the density of the foam to a desired range. , More preferably 20 to 50 parts by mass.
発泡剤として使用するハイドロフルオロオレフィンの量は、ポリウレタン発泡体の密度を所望の範囲とする観点から、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは3~60質量部であり、より好ましくは8~57質量部であり、さらに好ましくは19~49質量部である。
発泡剤として使用する水としては、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、イソシアネートインデックスを一定以上に調整する観点、及びポリウレタン発泡体の密度を所望の範囲に調整する観点から、好ましくは0.05~10質量部であり、より好ましくは0.1~3質量部であり、さらに好ましくは0.2~1質量部である。
The amount of the hydrofluoroolefin used as the foaming agent is preferably 3 to 60 parts by mass, more preferably 8 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound from the viewpoint of keeping the density of the polyurethane foam in a desired range. It is 57 parts by mass, more preferably 19 to 49 parts by mass.
As the water used as the foaming agent, 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 0.05 to 10 parts by mass, preferably from the viewpoint of adjusting the isocyanate index to a certain level or higher and adjusting the density of the polyurethane foam to a desired range. It is preferably 0.1 to 3 parts by mass, and more preferably 0.2 to 1 part by mass.
[整泡剤]
ポリオール組成物は、整泡剤を含有してもよい。整泡剤としては、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好適に使用することができる。整泡剤としては、例えば、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。
整泡剤の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して、0.01~10質量部であることが好ましく、0.1~8質量部であることがより好ましく、0.5~5質量部であることが更に好ましい。整泡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。
[Foam control agent]
The polyol composition may contain a defoaming agent. As the defoaming agent, a compound having a polar portion and a non-polar portion in the molecule and having a surface-active effect can be preferably used. 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.
The content of the foam stabilizer is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 8 parts by mass, and 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. It is more preferably a part. The foam stabilizer may be used alone or in combination of two or more.
難燃性ウレタン樹脂組成物には、本発明の効果を妨げない範囲で、上記した各成分以外にも、その他添加剤として、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。 In addition to the above-mentioned components, the flame-retardant urethane resin composition may contain other additives such as phenol-based, amine-based, and sulfur-based antioxidants, and heat, as long as the effects of the present invention are not impaired. Stabilizers, light stabilizers, metal damage inhibitors, antistatic agents, cross-linking agents, lubricants, softeners, pigments, dyes, tackifier resins and the like can be included.
本発明の難燃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。そこで該組成物を使用する前は、該組成物を二以上に分割して、該組成物が反応して硬化することを防止しておく。そして該組成物を使用する際に、二以上に分割しておいた該組成物を混合することが好ましい。
なお難燃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難燃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、難燃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成分を分割すればよい。通常、難燃性ウレタン樹脂組成物を、ポリオール化合物、難燃剤、触媒、及び発泡剤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。そして、上記したように、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とを容量比(ポリイソシアネート組成物/ポリオール組成物)が0.8~1.2となるように混合して、難燃性ウレタン樹脂組成物が調製される。
Since the flame-retardant 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 composition, the composition is divided into two or more to prevent the composition from reacting and curing. Then, when using the composition, it is preferable to mix the composition divided into two or more.
When the flame-retardant urethane resin composition is divided into two or more, curing does not start with each component of the flame-retardant urethane resin composition divided into two or more, and each of the flame-retardant urethane resin compositions does not start curing. The components may be divided so that the curing reaction starts after the components of the above are mixed. Usually, the flame-retardant urethane resin composition is divided into a polyol composition containing a polyol compound, a flame retardant, a catalyst, and a foaming agent, and a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound. Then, as described above, the polyol composition and the polyisocyanate composition are mixed so that the volume ratio (polyisocyanate composition / polyol composition) is 0.8 to 1.2, and the flame-retardant urethane resin is mixed. The composition is prepared.
[ポリウレタン発泡体]
本発明のポリウレタン発泡体は、上記した難燃性ウレタン樹脂組成物から形成されてなるものであり、具体的には、難燃性ウレタン樹脂組成物を発泡及び硬化させて得られるものである。
[Polyurethane foam]
The polyurethane foam of the present invention is formed from the above-mentioned flame-retardant urethane resin composition, and specifically, it is obtained by foaming and curing the flame-retardant urethane resin composition.
(密度)
ポリウレタン発泡体の密度は、特に限定されないが、20~200kg/m3の範囲であることが好ましい。密度を200kg/m3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/m3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、20~100kg/m3の範囲であることがより好ましく、23~80kg/m3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。
(density)
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 20 to 100 kg / m 3 , and further preferably in the range of 23 to 80 kg / m 3 . The density of the polyurethane foam can be measured according to JIS K7222.
本発明の発泡体は、特に限定されないが、例えば2液型の難燃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、難燃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難燃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 flame-retardant urethane resin composition, it is prepared by mixing each component in advance. It can be obtained by preparing two or more divided parts such as a polyol composition and a polyisocyanate composition, 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 flame-retardant urethane resin composition obtained by mixing each component constituting the flame-retardant urethane resin composition by a known method can be mentioned.
(用途)
本発明の難燃性ウレタン樹脂組成物、及び該組成物を発泡させて成る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、該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、吹き付け用の難燃性ウレタン樹脂組成物として用いることが好ましい。
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。該混合液における、ポリオール組成物に対するポリイソシアネート組成物の容量比(ポリイソシアネート組成物/ポリオール組成物)は、通常は0.8~1.2であり、より一般的には0.9~1.1である。
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 flame-retardant urethane resin composition of the present invention and the polyurethane foam obtained by foaming the composition is not particularly limited, but it is filled in cavities of structures such as buildings, furniture, automobiles, trains and ships. It can be used for the purpose of spraying on the structure or for spraying on the structure. Above all, it is preferable to use it as a flame-retardant urethane resin composition for spraying on a structure, that is, for spraying.
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. The volume ratio of the polyisocyanate composition to the polyol composition (polyisocyanate composition / polyol composition) in the mixed solution is usually 0.8 to 1.2, and more generally 0.9 to 1. .1.
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。
<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(川崎化成工業社製、製品名:RLK-087、水酸基価200mgKOH/g)
・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)
(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)
・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=750mgKOH/g)
The details of each component used in each Example and Comparative Example are as follows.
<polyol compound>
(I) Polyester polyol / p-phthalic acid-based polyester polyol (manufactured by Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd., product name: RLK-087, hydroxyl value 200 mgKOH / g)
-P-Phthalic acid polyester polyol (manufactured by Kawasaki Kasei Co., Ltd., product name: RFK-505, hydroxyl value = 250 mgKOH / g)
(Ii) Polyether polyol / Mannich-based polyether polyol (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., product name: DK3776, hydroxyl value = 350 mgKOH / g)
-Ethylenediamine-based polyether polyol (manufactured by AGC Inc., product name: Exenol 750ED, hydroxyl value = 750 mgKOH / g)
<触媒>
(i)三量化触媒:カルボン酸4級アンモニウム塩(エボニック ジャパン株式会社製DABCO TMR-7)、濃度45~55質量%
(ii)三量化触媒:2-エチルヘキサン酸カリウム塩(エアープロダクツ社製、製品名:DABCO K-15)、濃度70~80質量%
(iii)ウレタン化触媒:1,2-ジメチルイミダゾール(花王社製、製品名:カオライザー No.390)濃度65~75質量%
(iv)ウレタン化触媒:2-エチルヘキサン酸ビスマス(日東化成社製、製品名:Bi28)、濃度81~90質量%
<Catalyst>
(I) Trimerization catalyst: Carboxylic acid quaternary ammonium salt (DABCO TMR-7 manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.), concentration 45-55% by mass
(Ii) Triquantization catalyst: 2-ethylhexanoic acid potassium salt (manufactured by Air Products and Chemicals, product name: DABCO K-15), concentration 70 to 80% by mass
(Iii) Urethane catalyst: 1,2-dimethylimidazole (manufactured by Kao Corporation, product name: Kaorizer No. 390) Concentration 65-75% by mass
(Iv) Urethane catalyst: Bismuth 2-ethylhexanoate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd., product name: Bi28), concentration 81-90% by mass
<難燃剤>
・液状難燃剤 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)
<フィラー>
・フィラー ウォラストナイト(SiO2・CaO)(キンセイマテック社製、製品名:SH-1250)、固体難燃剤
・フィラー ホウ酸亜鉛(ボラックス社製、製品名firebrake ZB)、固体難燃剤
<Flame retardant>
-Liquid flame retardant Phosphoric acid ester flame retardant Tris (β-chloropropyl) phosphate (manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd., product name: TMCPP)
<Filler>
-Filler wollastonite (SiO2 · CaO) (manufactured by Kinsei Matek, product name: SH-1250), solid flame retardant-Filler zinc borate (manufactured by Borax, product name firebrake ZB), solid flame retardant
<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)
<Effervescent agent>
-Water-HFO-1233zd <hydrofluoroolefin> (manufactured by Honeywell, product name: Solstice LBA)
<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)
<Polyisocyanate compound>
・ MDI (manufactured by Sumika Cobestro Urethane Co., Ltd., product name: 44V-20)
[水分率]
ポリオール組成物に含まれる水分量をカールフィッシャー水分測定装置(京都電子工業社製、製品名:MKV-710)により測定した。
[Moisture percentage]
The amount of water contained in the polyol composition was measured by a Karl Fischer water measuring device (manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd., product name: MKV-710).
[難燃性評価(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を測定した。なお、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。
[Flame retardancy evaluation (heat steel ball evaluation)]
For the polyurethane foams produced in each Example and Comparative Example, the subduction distance of the steel ball was measured by the following procedures (1) to (3).
(1) A 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 of the steel ball was measured. 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.
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を用いた。また、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。
得られた鋼球の沈み込み距離から、下記の基準により、難燃性を判断した。
(基準)
〇・・鋼球の沈み込み距離が10mm以下であった。
×・・鋼球の沈み込み距離が10mm超であった。
In the evaluation of the hot steel ball, a small program electric furnace (MMF-1) having internal dimensions of 120 mm × 150 mm × 100 mm was used as the electric furnace of (2) above, and SUS304 was used as the steel ball. Further, 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.
From the subduction distance of the obtained steel balls, the flame retardancy was judged according to the following criteria.
(standard)
〇 ・ ・ The subduction distance of the steel ball was 10 mm or less.
× ... The subduction distance of the steel ball was more than 10 mm.
[吹付け装置適性の評価]
各実施例及び比較例で作製したポリオール組成物およびポリイソシアネート組成物を吹付け装置で評価した際に、本体装置内部に取り付けられたポリオール側のストレーナーメッシュ(60メッシュ)の詰まりやすさを評価した。
◎:詰まりがほとんどない。
○:やや詰まりがあるが、運用可能なレベル
×:詰まりが多く、機械負荷が高くなり運用できないレベル
[Evaluation of spraying device suitability]
When the polyol composition and the polyisocyanate composition produced in each Example and Comparative Example were evaluated by a spraying device, the ease of clogging of the strainer mesh (60 mesh) on the polyol side installed inside the main body device was evaluated. ..
⊚: There is almost no clogging.
○: Slightly clogged, but operational level ×: Highly clogged, machine load is high and cannot be operated
[実施例1~6、比較例1~2]
表1の配合に従い、ポリオール化合物、三量化触媒、ウレタン化触媒、難燃剤、フィラー及び発泡剤からなるポリオール組成物、及びMDIからなるポリイソシアネート組成物を調製し、それぞれの組成物を吹き付け装置(GRACO社製:A-25)に導入した。装置内で温度調整し、スプレーガン(GRACO社製:APガン)を利用して、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物の混合液からなる難燃性ウレタン樹脂組成物を、厚さ12.5mmの石膏ボード上に吹き付けることで、ポリウレタン発泡体を形成させた。なお、難燃性ウレタン樹脂組成物(混合液)におけるポリオール組成物とポリイソネート組成物の容量比は1:1とした。また、難燃性ウレタン樹脂組成物(混合液)のイソシアネートインデックスは、表1に示すとおりであった。表1に評価結果を示した。
[Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 2]
According to the formulation shown in Table 1, a polyol composition consisting of a polyol compound, a quantification catalyst, a urethanization catalyst, a flame retardant, a filler and a foaming agent, and a polyisocyanate composition consisting of MDI were prepared, and the respective compositions were sprayed. Introduced in GRACO: A-25). A flame-retardant urethane resin composition consisting of a mixed solution of a polyol composition and a polyisocyanate composition is prepared into a flame-retardant urethane resin composition having a thickness of 12.5 mm by adjusting the temperature in the apparatus and using a spray gun (manufactured by GRACO: AP gun). Polyurethane foam was formed by spraying onto gypsum board. The volume ratio of the polyol composition to the polyisonate composition in the flame-retardant urethane resin composition (mixed solution) was 1: 1. The isocyanate index of the flame-retardant urethane resin composition (mixed solution) was as shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 1.
なお、各触媒の質量部は製品としての質量部である。
ポリオール化合物の括弧内の数値は、個々のポリオール化合物の水酸基価(mgKOH/g)である。
The mass part of each catalyst is the mass part as a product.
The numerical value in parentheses of the polyol compound is the hydroxyl value (mgKOH / g) of each polyol compound.
各実施例では、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物の容量比が1:1であるが、難燃性ウレタン樹脂組成物のイソシアネートインデックスが高く、吹き付けにより形成されたポリウレタン発泡体の難燃性は優れたものであった。
一方、各比較例で使用した難燃性ウレタン樹脂組成物のイソシアネートインデックスは低く、ポリウレタン発泡体の難燃性は、実施例と比べて劣るものとなった。
In each example, the volume ratio of the polyol composition to the polyisocyanate composition is 1: 1, but the isocyanate index of the flame-retardant urethane resin composition is high, and the flame-retardant property of the polyurethane foam formed by spraying is high. It was excellent.
On the other hand, the isocyanate index of the flame-retardant urethane resin composition used in each comparative example was low, and the flame-retardant property of the polyurethane foam was inferior to that of the examples.
Claims (7)
The flame-retardant urethane resin composition according to any one of claims 1 to 6, which is used for spraying.
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