JP2022173961A - Polyol-containing composition and expandable polyurethane composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリオール含有組成物、及び発泡性ポリウレタン組成物に関する。 The present invention relates to polyol-containing compositions and foamable polyurethane compositions.
ポリウレタンフォームは、その優れた断熱性及び接着性から、例えば、マンション等の集合住宅、戸建住宅、学校の各種施設、商業ビル等の建築物の断熱材として用いられている。ポリウレタンフォームは、ポリオール含有組成物とポリイソシアネートとを含む発泡性ポリウレタン組成物を発泡させることで得られる。 Polyurethane foam is used as a heat insulating material for buildings such as collective housing such as condominiums, detached houses, various facilities of schools, and commercial buildings due to its excellent heat insulating properties and adhesive properties. A polyurethane foam is obtained by foaming a foamable polyurethane composition containing a polyol-containing composition and a polyisocyanate.
ポリウレタンフォームは可燃性であるために、難燃性が求められる場合には、ウレタン樹脂に難燃剤が添加される。従来の難燃剤では、難燃性を向上させるために、多量の難燃剤を含有させる必要があり、諸物性が著しく低下する。
難燃性を向上させるために、ウレタン樹脂の液状原料に膨張黒鉛などの粉体難燃剤を多量に含有させると、原料を注入器で注入する際に、原料がノズルに詰まって良好な成形性が得られない場合がある。また、原料の粘度が上昇して、原料注入時の流動性が低下し、成形加工性が悪化するという問題もある。
さらに、粉体難燃剤を多量に含む原料では、貯蔵中に難燃剤が沈降し、分散不良を生じやすいという問題もある。
Since polyurethane foam is flammable, a flame retardant is added to the urethane resin when flame retardancy is required. In conventional flame retardants, a large amount of flame retardant must be contained in order to improve flame retardancy, and various physical properties are remarkably deteriorated.
If a large amount of powdered flame retardant such as expanded graphite is added to the liquid raw material of urethane resin in order to improve flame resistance, the raw material clogs the nozzle when the raw material is injected into the injector, resulting in poor moldability. may not be obtained. Moreover, there is also the problem that the viscosity of the raw material increases, the fluidity at the time of injection of the raw material decreases, and the moldability deteriorates.
Furthermore, a raw material containing a large amount of a powdery flame retardant has the problem that the flame retardant tends to settle during storage, resulting in poor dispersion.
上記のような問題点に対して、難燃剤として、250℃未満の分解温度を有する低温域難燃剤と、250℃以上400℃未満の分解温度を有する中温域難燃剤と、400℃以上の分解温度を有する高温域難燃剤とからなる難燃剤を含有する硬質ウレタン樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。 For the above problems, as flame retardants, a low-temperature flame retardant having a decomposition temperature of less than 250 ° C., a medium-temperature flame retardant having a decomposition temperature of 250 ° C. or more and less than 400 ° C., and a decomposition temperature of 400 ° C. or more A rigid urethane resin composition containing a flame retardant consisting of a high-temperature flame retardant having a temperature has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1及び2に開示される硬質ウレタン樹脂組成物は、粉体難燃剤の添加量を減らしても良好な難燃性が得られるとしているが、依然として粉体の難燃剤を必須として含有しており、上記課題を完全に達成することは困難である。 The hard urethane resin compositions disclosed in Patent Documents 1 and 2 are said to be able to obtain good flame retardancy even if the amount of the powder flame retardant is reduced, but still contain the powder flame retardant as an essential component. Therefore, it is difficult to completely achieve the above tasks.
そこで、本発明は、ポリオール、発泡剤、難燃剤、及び触媒を含有するポリオール含有組成物であって、粉体の難燃剤を用いることなく、準不燃性を達成することが可能なポリオール含有組成物、これを用いた発泡性ポリウレタン組成物を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a polyol-containing composition containing a polyol, a foaming agent, a flame retardant, and a catalyst, which can achieve semi-noncombustibility without using a powdery flame retardant. An object of the present invention is to provide a product and a foamable polyurethane composition using the same.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリオール、発泡剤、難燃剤、及び触媒を含有するポリオール含有組成物であって、ポリオール含有組成物中のリン濃度を一定濃度以上とすることで、上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。 As a result of extensive studies to solve the above problems, the present inventors have found a polyol-containing composition containing a polyol, a foaming agent, a flame retardant, and a catalyst, wherein the phosphorus concentration in the polyol-containing composition is constant. The present inventors have found that the above problem can be solved by adjusting the concentration to be higher than or equal to the concentration, and completed the present invention described below.
本発明は、下記[1]~[12]を要旨とする。
[1]ポリイソシアネートと反応させてポリウレタンフォームを得るためのポリオール含有組成物であって、ポリオール、発泡剤、難燃剤、及び触媒を含有し、ポリオール含有組成物中のリン濃度が3質量%以上であることを特徴とするポリオール含有組成物。
[2]前記難燃剤が芳香族含有リン酸エステルを含む、上記[1]に記載のポリオール含有組成物。
[3]前記難燃剤が縮合リン酸エステルを含む、上記[1]に記載のポリオール含有組成物。
[4]発泡剤由来以外の塩素濃度が10質量%以上である、上記[1]~[3]のいずれかに記載のポリオール含有組成物。
[5]実質的に粉体を含有しない、上記[1]~[4]のいずれかに記載のポリオール含有組成物。
[6]前記触媒が三量化触媒を含む、上記[1]~[5]のいずれかに記載のポリオール含有組成物。
[7]前記触媒がウレタン化金属触媒を含む、上記[1]~[6]のいずれかに記載のポリオール含有組成物。
[8]20℃での粘度が1000mPa・s以下である上記[1]~[7]のいずれかに記載のポリオール含有組成物。
[9]上記[1]~[8]のいずれかに記載のポリオール含有組成物と、ポリイソシアネートとを含有する、発泡性ポリウレタン組成物。
[10]ISO-5660に準拠した、コーンカロリーメーター試験により、強度50kW/m2にて10分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m2以下である、上記[9]に記載の発泡性ポリウレタン組成物。
[11]イソシアネートインデックスが200以上である上記[9]又は[10]に記載の発泡性ポリウレタン組成物。
[12]吹き付け用途に用いられる、上記[9]~[11]のいずれかに記載の発泡性ポリウレタン組成物。
The gist of the present invention is the following [1] to [12].
[1] A polyol-containing composition for obtaining a polyurethane foam by reacting with a polyisocyanate, the composition containing a polyol, a blowing agent, a flame retardant and a catalyst, and having a phosphorus concentration of 3% by mass or more in the polyol-containing composition. A polyol-containing composition characterized by:
[2] The polyol-containing composition according to [1] above, wherein the flame retardant comprises an aromatic-containing phosphate ester.
[3] The polyol-containing composition according to [1] above, wherein the flame retardant comprises a condensed phosphate.
[4] The polyol-containing composition according to any one of [1] to [3] above, wherein the concentration of chlorine not derived from the foaming agent is 10% by mass or more.
[5] The polyol-containing composition according to any one of [1] to [4], which is substantially free of powder.
[6] The polyol-containing composition according to any one of [1] to [5] above, wherein the catalyst comprises a trimerization catalyst.
[7] The polyol-containing composition according to any one of [1] to [6] above, wherein the catalyst comprises a urethanized metal catalyst.
[8] The polyol-containing composition according to any one of [1] to [7] above, which has a viscosity of 1000 mPa·s or less at 20°C.
[9] A foamable polyurethane composition comprising the polyol-containing composition according to any one of [1] to [8] above and a polyisocyanate.
[10] The foamability according to [9] above, which has a total calorific value of 8 MJ/m 2 or less when heated for 10 minutes at an intensity of 50 kW/m 2 in a cone calorimeter test in accordance with ISO-5660. Polyurethane composition.
[11] The foamable polyurethane composition according to [9] or [10] above, which has an isocyanate index of 200 or more.
[12] The foamable polyurethane composition according to any one of [9] to [11], which is used for spraying applications.
本発明によれば、粉体の難燃剤を用いることなく、準不燃性を達成することが可能なポリオール含有組成物、これを用いた発泡性ポリウレタン組成物を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a polyol-containing composition capable of achieving quasi-noncombustibility without using a powdery flame retardant, and a foamable polyurethane composition using the same.
以下、本発明を詳細に説明する。
[ポリオール含有組成物]
本発明のポリオール含有組成物は、ポリイソシアネートと反応させてポリウレタンフォームを得るためのものであり、ポリオール、発泡剤、難燃剤、及び触媒を含有する。
本発明において、ポリオール含有組成物中のリン濃度は3質量%以上である。リン濃度が3質量%より低いと、ポリオール含有組成物は、難燃剤を含有していても、十分に難燃性を向上させることができない。一方で、上記リン濃度は、3質量%以上とすることで、後述するように粉体を実質的に含有しないような場合でも、難燃性を良好にできる。
上記リン濃度は、好ましくは、3.2質量%以上、より好ましくは3.5質量%以上であり、一方、好ましくは、10質量%以下、より好ましくは6質量%以下である。上記上限値以下とすることで、発泡が阻害されることがない。
The present invention will be described in detail below.
[Polyol-containing composition]
The polyol-containing composition of the present invention is for reacting with a polyisocyanate to obtain a polyurethane foam, and contains a polyol, a blowing agent, a flame retardant and a catalyst.
In the present invention, the phosphorus concentration in the polyol-containing composition is 3% by mass or more. If the phosphorus concentration is lower than 3% by mass, the polyol-containing composition cannot sufficiently improve the flame retardancy even if it contains a flame retardant. On the other hand, by setting the phosphorus concentration to 3% by mass or more, good flame retardancy can be achieved even in the case where powder is not substantially contained as described later.
The phosphorus concentration is preferably 3.2% by mass or more, more preferably 3.5% by mass or more, and is preferably 10% by mass or less, more preferably 6% by mass or less. Foaming is not inhibited by making it below the said upper limit.
<ポリオール>
本発明のポリオール含有組成物はポリウレタンフォームの原料としてポリオールを含有する。
本発明に用いるポリオールとしては、特に限定されないが、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリマーポリオールなどが挙げられる。
<Polyol>
The polyol-containing composition of the present invention contains polyol as a raw material for polyurethane foam.
Polyols used in the present invention are not particularly limited, but include polylactone polyols, polycarbonate polyols, polyester polyols, polyether polyols, polymer polyols and the like.
ポリラクトンポリオールとしては、例えば、ポリプロピオラクトングリコール、ポリカプロラクトングリコール、及びポリバレロラクトングリコール等が挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、及びノナンジオール等の水酸基含有化合物と、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等との脱アルコール反応により得られるポリオール等が挙げられる。
Polylactone polyols include, for example, polypropiolactone glycol, polycaprolactone glycol, and polyvalerolactone glycol.
Examples of polycarbonate polyols include polyols obtained by dealcoholization of hydroxyl group-containing compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, octanediol, and nonanediol with ethylene carbonate, propylene carbonate, and the like. etc.
ポリエステルポリオールとしては、例えば、多塩基酸と多価アルコールとを脱水縮合して得られる重合体、ε-カプロラクトン、及びα-メチル-ε-カプロラクトン等のラクトンを開環重合して得られる重合体、及びヒドロキシカルボン酸と前記多価アルコール等との縮合物が挙げられる。
多塩基酸としては、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸(m-フタル酸)、テレフタル酸(p-フタル酸)、及びコハク酸等が挙げられる。また、多価アルコールとしては、例えば、ビスフェノールA、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、1,6-ヘキサングリコール、及びネオペンチルグリコール等が挙げられる。
また、ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、ひまし油、ひまし油とエチレングリコールの反応生成物等が挙げられる。
Polyester polyols include, for example, polymers obtained by dehydration condensation of polybasic acids and polyhydric alcohols, and polymers obtained by ring-opening polymerization of lactones such as ε-caprolactone and α-methyl-ε-caprolactone. , and condensates of hydroxycarboxylic acids and the above polyhydric alcohols.
Examples of polybasic acids include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, isophthalic acid (m-phthalic acid), terephthalic acid (p-phthalic acid), and succinic acid. Examples of polyhydric alcohols include bisphenol A, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, 1,6-hexane glycol, and neopentyl glycol.
Examples of hydroxycarboxylic acids include castor oil, reaction products of castor oil and ethylene glycol, and the like.
ポリエーテルポリオ-ルとしては、例えば、活性水素を2個以上有する低分子量活性水素化合物等の少なくとも1種の存在下に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドの少なくとも1種を開環重合させて得られる重合体が挙げられる。活性水素を2個以上有する低分子量活性水素化合物としては、例えば、ビスフェノールA、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、1,6-ヘキサンジオ-ル等のジオール類、グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール類、エチレンジアミン、及びブチレンジアミン等のアミン類等が挙げられる。 As the polyether polyol, for example, in the presence of at least one low-molecular-weight active hydrogen compound having two or more active hydrogens, at least one alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran is ring-opened. Examples thereof include polymers obtained by polymerization. Low-molecular-weight active hydrogen compounds having two or more active hydrogens include, for example, bisphenol A, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diols such as 1,6-hexanediol, and triols such as glycerin and trimethylolpropane. , ethylenediamine, and butylenediamine.
ポリマーポリオールとしては、例えば、芳香族ポリオール、脂環族ポリオール、脂肪族ポリオール、及びポリエステルポリオール等に対し、アクリロニトリル、スチレン、メチルアクリレート、及びメタクリレート等のエチレン性不飽和化合物をグラフト重合させた重合体、ポリブタジエンポリオール、及び多価アルコールの変性ポリオール又はこれらの水素添加物等が挙げられる。
ポリマーポリオールの製造に用いられる芳香族ポリオールとしては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック、及びクレゾールノボラック等が挙げられる。
ポリマーポリオールの製造に用いられる脂環族ポリオールとしては、例えば、シクロヘキサンジオール、メチルシクロヘキサンジオール、イソホロンジオール、ジシクロへキシルメタンジオール、及びジメチルジシクロへキシルメタンジオール等が挙げられる。
ポリマーポリオールの製造に用いられる脂肪族ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、及びヘキサンジオール等が挙げられる。
Examples of polymer polyols include polymers obtained by graft-polymerizing ethylenically unsaturated compounds such as acrylonitrile, styrene, methyl acrylate, and methacrylate onto aromatic polyols, alicyclic polyols, aliphatic polyols, and polyester polyols. , polybutadiene polyol, modified polyols of polyhydric alcohols, and hydrogenated products thereof.
Aromatic polyols used in the production of polymer polyols include, for example, bisphenol A, bisphenol F, phenol novolak, cresol novolak, and the like.
Alicyclic polyols used for producing polymer polyols include, for example, cyclohexanediol, methylcyclohexanediol, isophoronediol, dicyclohexylmethanediol, and dimethyldicyclohexylmethanediol.
Aliphatic polyols used in making polymer polyols include, for example, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, and hexanediol.
多価アルコールの変性ポリオールとしては、例えば、原料の多価アルコールにアルキレンオキサイドを反応させて変性したもの等が挙げられる。
多価アルコールとしては、例えば、グリセリン及びトリメチロールプロパン等の三価アルコール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトール等、ショ糖、グルコース、マンノース、フルクト-ス、メチルグルコシド及びその誘導体等の四~八価のアルコール、フロログルシノール、クレゾール、ピロガロール、カテコ-ル、ヒドロキノン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、1,3,6,8-テトラヒドロキシナフタレン、及び1,4,5,8-テトラヒドロキシアントラセン等のポリオール、ひまし油ポリオール、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの(共)重合体及びポリビニルアルコール等の多官能(例えば官能基数2~100)ポリオール、フェノールとホルムアルデヒドとの縮合物(ノボラック)が挙げられる。
Modified polyols of polyhydric alcohols include, for example, polyhydric alcohols that have been modified by reacting them with alkylene oxide.
Examples of polyhydric alcohols include trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, mannitol, sorbitan, diglycerin, dipentaerythritol, sucrose, glucose, mannose, fructose, methylglucoside and tetrahydric to octahydric alcohols such as derivatives thereof, phloroglucinol, cresol, pyrogallol, catechol, hydroquinone, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, 1,3,6,8-tetrahydroxynaphthalene, and 1,4 , 5,8-tetrahydroxyanthracene, castor oil polyol, (co)polymers of hydroxyalkyl (meth)acrylates and polyfunctional (for example, 2 to 100 functional groups) polyols such as polyvinyl alcohol, condensation of phenol and formaldehyde. (Novolak).
多価アルコールの変性方法は特に限定されないが、アルキレンオキサイド(以下、「AO」ともいう)を付加させる方法が好適に用いられる。AOとしては、炭素数2~6のAO、例えば、エチレンオキサイド(以下、「EO」ともいう)、1,2-プロピレンオキサイド(以下、「PO」ともいう)、1,3-プロピレオキサイド、1,2-ブチレンオキサイド、及び1,4-ブチレンオキサイド等が挙げられる。
これらの中でも性状や反応性の観点から、PO、EO及び1,2-ブチレンオキサイドが好ましく、PO及びEOがより好ましい。AOを2種以上使用する場合(例えば、PO及びEO)の付加方法としては、ブロック付加であってもランダム付加であってもよく、これらの併用であってもよい。
The method of modifying the polyhydric alcohol is not particularly limited, but a method of adding alkylene oxide (hereinafter also referred to as "AO") is preferably used. AO includes AO having 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene oxide (hereinafter also referred to as "EO"), 1,2-propylene oxide (hereinafter also referred to as "PO"), 1,3-propyroxide, 1,2-butylene oxide, 1,4-butylene oxide and the like.
Among these, PO, EO and 1,2-butylene oxide are preferred, and PO and EO are more preferred, from the viewpoint of properties and reactivity. When two or more types of AO are used (for example, PO and EO), the addition method may be block addition, random addition, or a combination thereof.
本発明に使用するポリオールとしては、ポリエステルポリオール及びポリエーテルポリオールからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。また、水酸基を2個有するポリオールが好ましい。中でも、難燃性を高める観点から、芳香環を有するポリエステルポリオールである芳香族ポリエステルポリオールが好ましい。芳香族ポリエステルポリオールとしては、イソフタル酸(m-フタル酸)、テレフタル酸(p-フタル酸)等の芳香族環を有する多塩基酸と、ビスフェノールA、エチレングリコール、及び1,2-プロピレングリコール等の2価アルコールとを脱水縮合して得られるものがより好ましい。 The polyol used in the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of polyester polyols and polyether polyols. Polyols having two hydroxyl groups are also preferred. Among them, aromatic polyester polyols, which are polyester polyols having an aromatic ring, are preferable from the viewpoint of enhancing flame retardancy. Aromatic polyester polyols include polybasic acids having aromatic rings such as isophthalic acid (m-phthalic acid) and terephthalic acid (p-phthalic acid), bisphenol A, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, and the like. is more preferably obtained by dehydration condensation with a dihydric alcohol.
ポリオールの水酸基価は、20~300mgKOH/gが好ましく、40~280mgKOH/gがより好ましく、100~250mgKOH/gがさらに好ましく、120~210mgKOH/gが特に好ましい。ポリオールの水酸基価が前記上限値以下であるとポリオール含有組成物の粘度が下がりやすく、取り扱い性等の観点で好ましい。一方、ポリオールの水酸基価が前記下限値以上であると、ポリウレタンフォームの架橋密度が上がることにより強度が高くなる。
なお、ポリオールの水酸基価は、JIS K 1557-1:2007に従って測定可能である。
The hydroxyl value of the polyol is preferably 20-300 mgKOH/g, more preferably 40-280 mgKOH/g, even more preferably 100-250 mgKOH/g, and particularly preferably 120-210 mgKOH/g. When the hydroxyl value of the polyol is equal to or less than the above upper limit, the viscosity of the polyol-containing composition tends to decrease, which is preferable from the viewpoint of handleability and the like. On the other hand, when the hydroxyl value of the polyol is equal to or higher than the lower limit, the crosslink density of the polyurethane foam increases, thereby increasing the strength.
The hydroxyl value of polyol can be measured according to JIS K 1557-1:2007.
本発明のポリオール含有組成物中のポリオールの含有量は、好ましくは10~70質量%、より好ましくは20~60質量%、更に好ましくは30~50質量%である。ポリオールの含有量が前記下限値以上であるとポリオールとポリイソシアネートとを反応させやすくなるため好ましい。一方、ポリオールの含有量が前記上限値以下であると、ポリオール含有組成物の粘度が高くなりすぎないため取扱い性の観点で好ましい。 The polyol content in the polyol-containing composition of the present invention is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, still more preferably 30 to 50% by mass. When the content of the polyol is at least the lower limit, it is preferable because the polyol and the polyisocyanate are easily reacted. On the other hand, when the polyol content is equal to or less than the above upper limit, the viscosity of the polyol-containing composition does not become too high, which is preferable from the viewpoint of handleability.
<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、ハイドロフルオロカーボン化合物、エーテル化合物、ハイドロフルオロオレフィン化合物等が挙げられる。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。
上記ハイドロフルオロカーボン化合物としては、例えば、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)等のハイドロフルオロカーボン、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)等の塩素を含有するハイドロフルオロカーボン(ハイドロクロロフルオロカーボン)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化合物としては、例えば、HFO-1336mzz(Z)(シス―1,1,1,4,4,4、-ヘキサフルオロブタ-2-エン)、HFO-1234yf(2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン)などのハイドロフルオロオレフィン、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-1233zd(E)(トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン)、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)等の塩素原子を有するハイドロフルオロオレフィン(ハイドロクロロフルオロオレフィン)が挙げられる。
ハイドロフルオロオレフィン化合物としては、ハイドロクロロフルオロオレフィンが好ましく、中でもHFO-1233zd(E)がより好ましい。
<Blowing agent>
Specific examples of foaming agents include water, low-boiling hydrocarbons, chlorinated aliphatic hydrocarbon compounds, fluorine compounds, hydrofluorocarbon compounds, ether compounds, hydrofluoroolefin compounds, and the like. Furthermore, examples of foaming agents include organic physical foaming agents such as mixtures 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 hydrocarbons include propane, butane, pentane, hexane, heptane, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, and cycloheptane.
Examples of the chlorinated aliphatic hydrocarbon compounds include dichloroethane, propyl chloride, isopropyl chloride, butyl chloride, isobutyl chloride, pentyl chloride and isopentyl chloride.
Examples of the fluorine compound include CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F and the like.
Examples of the hydrofluorocarbon compounds include hydrofluorocarbons such as HFC-245fa (1,1,1,3,3-pentafluoropropane) and HFC-365mfc (1,1,1,3,3-pentafluorobutane). , trichloromonofluoromethane, trichlorotrifluoroethane, dichloromonofluoroethane (e.g., HCFC141b (1,1-dichloro-1-fluoroethane)), HCFC22 (chlorodifluoromethane), HCFC142b (1-chloro-1,1- and chlorine-containing hydrofluorocarbons (hydrochlorofluorocarbons) such as difluoroethane).
Examples of the ether compound include diisopropyl ether and the like.
Examples of the hydrofluoroolefin compounds include HFO-1336mzz (Z) (cis-1,1,1,4,4,4,-hexafluorobut-2-ene), HFO-1234yf (2,3,3 ,3-tetrafluoro-1-propene), HFO-1224yd(Z) (trans-1-chloro-2,3,3,3,-tetrafluoropropene), HFO-1233zd(E) ( trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene), HFO-1224yd(Z) (trans-1-chloro-2,3,3,3,-tetrafluoropropene), etc. Fluoroolefins (hydrochlorofluoroolefins) may be mentioned.
As the hydrofluoroolefin compound, hydrochlorofluoroolefin is preferred, and HFO-1233zd(E) is more preferred.
本発明においては、発泡剤は、ハイドロフルオロオレフィン化合物を含むことが好ましい。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化合物の含有量は、10~70質量部が好ましく、20~65質量部がより好ましく、30~60質量部がさらに好ましい。 In the present invention, the foaming agent preferably contains a hydrofluoroolefin compound. The content of the hydrofluoroolefin compound with respect to 100 parts by mass of the polyol compound is preferably 10 to 70 parts by mass, more preferably 20 to 65 parts by mass, and even more preferably 30 to 60 parts by mass.
本発明においては、発泡剤は水を含むことも好ましく、発泡剤がハイドロフルオロオレフィン化合物と水と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、蒸留水等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、発泡性及び難燃性の観点から、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、また、好ましくは2質量部以下、より好ましくは1.5質量部以下であり、1質量部であってもよい。本発明では、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が燃え拡がりにくくなる。 In the present invention, the foaming agent preferably contains water, and more preferably the foaming agent contains a hydrofluoroolefin compound and water. As water, for example, ion-exchanged water, distilled water, or the like can be used as appropriate. 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, and still more preferably 0.1 parts by mass or more, from the viewpoint of foamability and flame retardancy. Also, it is preferably 2 parts by mass or less, more preferably 1.5 parts by mass or less, and may be 1 part by mass. In the present invention, if the water content is below these upper limits, the polyurethane foam will be less likely to spread fire.
<難燃剤>
本発明のポリオール含有組成物は、難燃剤を含有する。本発明で使用する難燃剤としては、リン酸エステル系難燃剤を含むことが好ましい。発泡性ウレタン樹脂組成物は、リン酸エステル系難燃剤を含有することで、難燃性が向上する。
リン酸エステル系難燃剤を構成するリン酸エステル化合物について、以下、詳述する。
<Flame retardant>
The polyol-containing composition of the invention contains a flame retardant. The flame retardant used in the present invention preferably contains a phosphate ester flame retardant. The foamable urethane resin composition contains a phosphate ester-based flame retardant to improve its flame retardancy.
The phosphate ester compound constituting the phosphate ester flame retardant will be described in detail below.
<リン酸エステル化合物>
本発明のポリオール含有組成物は、難燃剤として、リン酸エステル化合物を含むことが好ましい。リン酸エステル化合物を含むことにより、ポリオール含有組成物の難燃性が向上し、ポリウレタンフォームの難燃性が向上する。リン酸エステル化合物は、芳香族含有リン酸エステルを含むことが好ましい。また、リン酸エステル化合物としては、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が、縮合リン酸エステルを含むことが好ましい。
<Phosphate ester compound>
The polyol-containing composition of the present invention preferably contains a phosphate ester compound as a flame retardant. By containing the phosphate ester compound, the flame retardancy of the polyol-containing composition is improved, and the flame retardancy of the polyurethane foam is improved. Preferably, the phosphate ester compound comprises an aromatic-containing phosphate ester. Further, the phosphate ester compound includes a monophosphate, a condensed phosphate, and the like, and preferably contains a condensed phosphate.
(モノリン酸エステル)
モノリン酸エステルとは、分子中にリン原子を1つ有するリン酸エステルである。モノリン酸エステルとしては、例えば、トリメチルホスフェート(TMP)、トリエチルホスフェート(TEP)、トリブチルホスフェート、トリ(2-エチルヘキシル)ホスフェートなどのトリアルキルホスフェート、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート、トリスクロロエチルホスフェートなどのハロゲン含有リン酸エステル、トリブトキシエチルホスフェートなどのトリアルコキシホスフェート、トリクレジルホスフェート(TCP)、トリキシレニルホスフェート(TXP)、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジフェニル(2-エチルヘキシル)ホスフェートなどの芳香族含有モノリン酸エステル、モノイソデシルホスフェート、ジイソデシルホスフェートなどの酸性リン酸エステル等が挙げられる。これらのモノリン酸エステルのうち、難燃性の向上効果が高い点から、芳香族含有モノリン酸エステルが好ましい。
また、難燃性向上の観点からは、ハロゲンを含有していることが好ましく、具体的には、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート等の化合物が挙げられる。
また、リン酸エステル化合物としては上記以外にも、亜リン酸エステルなどを使用してもよい。亜リン酸エステルとしては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイトなどが挙げられる。
モノリン酸エステルは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
(monophosphate ester)
A monophosphate is a phosphate having one phosphorus atom in the molecule. Monophosphates include, for example, trimethyl phosphate (TMP), triethyl phosphate (TEP), tributyl phosphate, trialkyl phosphate such as tri(2-ethylhexyl) phosphate, tris(β-chloropropyl) phosphate, tris(tribromoneo pentyl) phosphate, halogen-containing phosphates such as trischloroethyl phosphate, trialkoxy phosphates such as tributoxyethyl phosphate, tricresyl phosphate (TCP), trixylenyl phosphate (TXP), tris(isopropylphenyl) phosphate, Examples include aromatic-containing monophosphates such as diphenyl(2-ethylhexyl)phosphate and diphenyl(2-ethylhexyl)phosphate, and acidic phosphates such as monoisodecylphosphate and diisodecylphosphate. Among these monophosphates, aromatic-containing monophosphates are preferred because they are highly effective in improving flame retardancy.
Further, from the viewpoint of improving flame retardancy, it preferably contains a halogen, and specific examples include compounds such as tris(β-chloropropyl)phosphate and tris(tribromoneopentyl)phosphate.
In addition to the above, phosphites and the like may be used as the phosphate compounds. Phosphites include, for example, triphenylphosphite, tricresylphosphite, trisnonylphenylphosphite, tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite and the like.
Monophosphate ester may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
(縮合リン酸エステル)
縮合リン酸エステルとしては、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」、大八化学工業株式会社製)、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」、大八化学工業株式会社製)、ビスフェノールAポリフェニルホスフェートなどの芳香族縮合リン酸エステル(商品名「CR747」、大八化学工業株式会社製)(商品名ADEKA PFR、ADEKA社製)が挙げられる。また、「DAIGUARD-580」、「DAIGUARD-880」、なども挙げられる。縮合リン酸エステルとしては、芳香族縮合リン酸エステルが好ましい。
また、縮合リン酸エステルとしては、含ハロゲン縮合リン酸エステルも好ましく使用でき、市販品として「CR-504L」、「CR―570」、「DAIGUARD-540」(いずれも、大八化学工業株式会社製)などが挙げられる。
縮合リン酸エステルは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、縮合リン酸エステルとモノリン酸エステルを併用してもよい。
(Condensed phosphate ester)
Condensed phosphates include, for example, resorcinol polyphenyl phosphate (trade name “CR-733S”, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol A polycresyl phosphate (trade name “CR-741”, Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.). Co., Ltd.) and aromatic condensed phosphate esters such as bisphenol A polyphenyl phosphate (trade name “CR747”, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) (trade name ADEKA PFR, manufactured by ADEKA). Also included are "DAIGUARD-580", "DAIGUARD-880", and the like. As the condensed phosphate, an aromatic condensed phosphate is preferred.
In addition, as the condensed phosphate, halogen-containing condensed phosphate can also be preferably used, and commercial products such as "CR-504L", "CR-570", and "DAIGUARD-540" (all available from Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. made), etc.
The condensed phosphate may be used alone or in combination of two or more. Also, a condensed phosphate and a monophosphate may be used in combination.
また、リン酸エステル化合物としては、塩素等のハロゲンを含有することが、難燃性向上の点から好ましい。本発明のポリオール含有組成物は、具体的には、発泡剤由来以外の塩素濃度が10質量%以上であることが好ましい。塩素濃度が10質量%以上であると、後述する総発熱量が小さくなり、良好な耐熱性を示す。なお、ハロゲン含有リン酸エステルとしてトリス(β-クロロプロピル)ホスフェート(TMCPP)が好ましい。塩素濃度は、特に限定されないが例えば20質量%以下である。 Moreover, it is preferable that the phosphate ester compound contains a halogen such as chlorine from the viewpoint of improving flame retardancy. Specifically, the polyol-containing composition of the present invention preferably has a chlorine concentration other than that derived from the blowing agent of 10% by mass or more. When the chlorine concentration is 10% by mass or more, the total calorific value, which will be described later, becomes small, and good heat resistance is exhibited. Incidentally, tris(β-chloropropyl)phosphate (TMCPP) is preferable as the halogen-containing phosphate. Although the chlorine concentration is not particularly limited, it is, for example, 20% by mass or less.
リン酸エステル化合物を2種以上使用する場合は、ハロゲンを含むリン酸エステル(以下「含ハロゲンリン酸エステル」と記載する。)を2種類以上使用してもよいし、含ハロゲンリン酸エステルと、ハロゲンを含まないリン酸エステル(以下「非ハロゲンリン酸エステル」と記載する。)を組み合わせて使用してもよい。例えば、トリアルキルホスフェート又はトリアリールホスフェートと含ハロゲンリン酸エステルを併用してもよい。具体的には、含ハロゲンリン酸エステルとして、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェートと、非ハロゲンリン酸エステルとして、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、トリキシレニルホスフェートから選ばれる少なくとも1種とを併用することが好ましい。
また、含ハロゲンリン酸エステルと、縮合リン酸エステルの併用も好ましく、特に含ハロゲンモノリン酸エステルと、芳香族縮合リン酸エステルの併用が好ましい。
When two or more types of phosphate ester compounds are used, two or more types of phosphate esters containing halogen (hereinafter referred to as "halogen-containing phosphate esters") may be used, and halogen-containing phosphate esters and , a halogen-free phosphate (hereinafter referred to as "halogen-free phosphate") may be used in combination. For example, a trialkyl phosphate or triaryl phosphate and a halogen-containing phosphate may be used in combination. Specifically, the halogen-containing phosphate is tris(β-chloropropyl) phosphate, and the non-halogen phosphate is at least one selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tricresyl phosphate, and trixylenyl phosphate. It is preferable to use together with.
A combination of a halogen-containing phosphate and a condensed phosphate is also preferred, and a combination of a halogen-containing monophosphate and an aromatic condensed phosphate is particularly preferred.
また、リン酸エステル系難燃剤は、室温で液状の難燃剤であることが好ましい。発泡性ウレタン樹脂組成物は、液状のリン酸エステル系難燃剤を含有することで、固体難燃剤の使用量を抑えることができる。そのため、該組成物の貯蔵安定性が良好になり、保管時に沈殿物が生じにくくなる。さらには、該組成物の使用時に用いる機具類の摩耗を抑制できる。
なお、本明細書において、室温とは23℃を意味することとする。
Further, the phosphate ester-based flame retardant is preferably a flame retardant that is liquid at room temperature. The foamable urethane resin composition contains a liquid phosphoric acid ester flame retardant, so that the amount of the solid flame retardant used can be reduced. Therefore, the storage stability of the composition is improved, and precipitation is less likely to occur during storage. Furthermore, abrasion of equipment used when using the composition can be suppressed.
In this specification, room temperature means 23°C.
本発明のポリオール含有組成物におけるリン酸エステルの含有量は、ポリオール含有組成物中のリン濃度が3質量%以上であれば、特に制限されないが、例えばポリオール100質量部に対して55~300質量部の範囲であることが好ましく、60~250質量部の範囲であることがより好ましく、65~200質量部の範囲であることがさらに好ましい。上記下限値以上であると、十分な難燃性が得られ、上記上限値以下であるとポリウレタンフォームの機械強度の低下を抑制できる。 The content of the phosphate ester in the polyol-containing composition of the present invention is not particularly limited as long as the phosphorus concentration in the polyol-containing composition is 3% by mass or more. parts by mass, more preferably 60 to 250 parts by mass, even more preferably 65 to 200 parts by mass. When it is at least the above lower limit, sufficient flame retardancy can be obtained, and when it is at most the above upper limit, it is possible to suppress a decrease in the mechanical strength of the polyurethane foam.
本発明で使用する難燃剤は、上記したリン酸エステル系難燃剤以外にも、本発明の効果を阻害しない範囲で固体難燃剤や固体難燃剤以外の無機フィラーを有してもよいが、実質的に粉体を含まないことが好ましい。ここで、実質的に粉体を含まないとは、ポリオール含有組成物全量基準において、粉体の含有量が、5質量%以下、好ましくは1質量%以下であることを意味する。粉体を実質的に含有しないことにより、保管時に沈殿物が生じ難く、貯蔵安定性に優れ、かつ使用時に用いる機具類の摩耗を抑制することができる発泡性ウレタン樹脂組成物を提供することができる。
なお、固体難燃剤は、室温で固体となる難燃剤であり、通常粉体状である。固体難燃剤としては、膨張黒鉛、赤燐系難燃剤、リン酸塩含有難燃剤、臭素含有難燃剤、塩素含有難燃剤、アンチモン含有難燃剤、ホウ素含有難燃剤、針状フィラー、及び金属水酸化物等が挙げられる。
また、無機フィラーとは、粒子状の無機系の化合物であり、固体難燃剤、固体難燃剤以外の無機充填剤等が例示される。
固体難燃剤以外の無機充填剤としては、例えば、シリカ、珪藻土、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、酸化アンチモン、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、ケイ酸カルシウム等のカリウム塩、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、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラスビーズ、シリカパルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素パルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムポレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、各種磁性粉、フライアッシュ等が挙げられる。
The flame retardant used in the present invention may have a solid flame retardant or an inorganic filler other than the solid flame retardant to the extent that the effect of the present invention is not impaired, in addition to the phosphate ester flame retardant described above. It is preferably free of powder. Here, "substantially free of powder" means that the content of powder is 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less, based on the total amount of the polyol-containing composition. It is possible to provide an expandable urethane resin composition that does not substantially contain powder, so that sediments are less likely to occur during storage, that it has excellent storage stability, and that can suppress abrasion of equipment used during use. can.
The solid flame retardant is a flame retardant that becomes solid at room temperature and is usually in the form of powder. Solid flame retardants include expanded graphite, red phosphorus flame retardants, phosphate-containing flame retardants, bromine-containing flame retardants, chlorine-containing flame retardants, antimony-containing flame retardants, boron-containing flame retardants, acicular fillers, and metal hydroxides. things, etc.
The inorganic filler is a particulate inorganic compound, and examples include solid flame retardants, inorganic fillers other than solid flame retardants, and the like.
Examples of inorganic fillers other than solid flame retardants include silica, diatomaceous earth, alumina, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, antimony oxide, ferrites, basic magnesium carbonate, calcium carbonate, and magnesium carbonate. , barium carbonate, dawsonite, hydrotalcite, calcium sulfate, barium sulfate, potassium salts such as calcium silicate, talc, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated clay, sepiolite, imogolite, sericite, glass beads, silica palun, nitriding Aluminum, boron nitride, silicon nitride, carbon black, graphite, carbon pulp, charcoal powder, various metal powders, potassium titanate, magnesium sulfate, lead zirconate titanate, aluminum porate, molybdenum sulfide, silicon carbide, various magnetic powders, fly ash and the like.
<触媒>
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、触媒を含有する。用いる触媒の内、ウレタン化触媒としては、ウレタン化金属触媒を含むことが好ましい。また、三量化触媒を含有することも好ましい。なお、該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 contains a catalyst. Among the catalysts used, the urethanization catalyst preferably contains a urethanization metal catalyst. It is also preferred to contain a trimerization catalyst. Note that the catalyst contained in the composition does not correspond to the inorganic filler in the present invention.
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。ウレタン化触媒としては、上記ウレタン化金属触媒に加え、アミノ化合物、アセチルアセトン金属塩を使用してもよい。また上記触媒の中には、ウレタン化に寄与するだけではなく、自身がもつ活性の高さから、発泡初期の活性改善に寄与する場合もある。 A urethanization catalyst is a catalyst that accelerates the reaction between a polyol compound and a polyisocyanate compound. As the urethanization catalyst, in addition to the above metal urethanization catalysts, amino compounds and acetylacetone metal salts may be used. Some of the above catalysts not only contribute to urethanization, but also contribute to improvement of activity in the initial stage of foaming due to their high activity.
ウレタン化金属触媒としては錫化合物、ビスマス化合物等が挙げられる。ウレタン化金属触媒を用いることで特に反応初期の活性を高めることができ、例えば吹付けなどの硬化速度が求められる場合において効果的に作用する。
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等が挙げられる。
A tin compound, a bismuth compound, etc. are mentioned as a urethanized metal catalyst. By using a urethanized metal catalyst, the activity in the early stage of the reaction can be particularly enhanced, and it works effectively when a high curing speed is required, for example, by spraying.
Examples of tin compounds include stannous octoate, dibutyltin diacetate, and dibutyltin dilaurate.
Bismuth compounds include bismuth neodecanoate and bismuth octylate.
アミノ化合物としては、例えば、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、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、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、グアニジン誘導体、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等が挙げられる。またこれらアミノ化合物の酸ブロック化物を使用することもできる。ここで、アミノ化合物の酸ブロック化物としては、例えば、アミノ化合物を、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、オクチル酸、2-エチルヘキサン酸等のカルボン酸にてブロックしたものが挙げられる。 Examples of amino compounds include pentamethyldiethylenetriamine, triethylamine, N-methylmorpholine bis(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'-dimethylaminoethylpiperazine, 1-methylimidazole, 1, 2-dimethylimidazole, 1-isobutyl-2methylimidazole, imidazole compounds such as imidazole compounds in which the secondary amine functional group in the imidazole ring is substituted with a cyanoethyl group, N,N-dimethylcyclohexylamine, diazabicycloundecene , guanidine derivatives, triethylenediamine, tetramethylethylenediamine, tetramethylhexamethylenediamine, trimethylaminoethylpiperazine, tripropylamine and the like. Acid-blocked products of these amino compounds can also be used. Examples of acid-blocked amino compounds include formic acid, acetic acid, propionic acid, oxalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, octylic acid, 2-ethylhexanoic acid, and the like. Examples include those blocked with carboxylic acid.
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。 Acetylacetone metal salts include, for example, acetylacetonate aluminum, acetylacetonate iron, acetylacetonate copper, acetylacetonate zinc, acetylacetonate beryllium, acetylacetonate chromium, acetylacetonate indium, acetylacetonate manganese, acetylacetonate molybdenum, acetylacetone titanium, acetylacetonate cobalt, acetylacetonate vanadium, acetylacetonate zirconium, and the like. .
なお、ウレタン化触媒は、ウレタン化金属触媒を単独で使用してもよいし、ウレタン化金属触媒に加え、ウレタン化金属触媒以外の化合物を併用して使用してもよい。ウレタン化金属触媒としては、反応初期の活性をより高める観点から、ビスマス化合物が好ましい。また、ウレタン化金属触媒に加え、ウレタン化金属触媒以外の化合物を併用して使用する場合、アミノ化合物が好ましく、上記のハイドロクロロフルオロオレフィンとの相性の観点からイミダゾール系化合物がより好ましい。アミノ化合物は、単独で使用した場合、対応するアミノ化合物の構造上ハイドロクロロフルオロオレフィンなどのハイドロフルオロオレフィン化合物との相性が悪く触媒失活などの長期保管性が悪化するため、使用量や種類が制限されやすいといった問題がある。一方、ウレタン化金属触媒と併用して使用することで、ハイドロクロロフルオロオレフィンなどのハイドロフルオロオレフィン化合物を使用しても、長期保管性を維持しつつ発泡性ウレタン樹脂組成物の発泡性、反応性等を初期段階から良好にしやすくなる。 As the urethanization catalyst, a metal urethanization catalyst may be used alone, or a compound other than the metal urethanization catalyst may be used in combination with the metal urethanization catalyst. As the urethanized metal catalyst, a bismuth compound is preferable from the viewpoint of further enhancing the activity in the initial stage of the reaction. In addition to the metal urethane catalyst, when a compound other than the metal urethane catalyst is used in combination, an amino compound is preferable, and an imidazole compound is more preferable from the viewpoint of compatibility with the hydrochlorofluoroolefin. Amino compounds, when used alone, are incompatible with hydrofluoroolefin compounds such as hydrochlorofluoroolefin due to the structure of the corresponding amino compound, resulting in deterioration of long-term storage stability such as deactivation of the catalyst. There is a problem that it is easily restricted. On the other hand, by using it in combination with a urethanized metal catalyst, even if a hydrofluoroolefin compound such as hydrochlorofluoroolefin is used, the foamability and reactivity of the foamable urethane resin composition can be maintained while maintaining long-term storage stability. etc., can be improved from the initial stage.
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物におけるウレタン化触媒の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して、例えば0.1質量部以上、1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であることがより好ましい。上記下限値以上とすることで、発泡性を良好にしつつ、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、反応速度を向上させて、吹付用途に好適とするために、ウレタン化触媒の上記含有量は、3質量部以上がより好ましく、4質量部以上がさらに好ましい。また、触媒の含有量に見合った発泡性、反応性を得る観点から、ウレタン化触媒の上記含有量は、15質量部以下が好ましく、12質量部以下がより好ましく、10質量部以下がさらに好ましい。 The content of the urethanization catalyst in the foamable urethane resin composition of the present invention is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 1 part by mass or more, and 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. It is more preferable to have By adjusting the amount to be at least the above lower limit, it is possible to promote the reaction between the polyol compound and the polyisocyanate compound at an appropriate reaction rate while improving the foamability. Moreover, in order to improve the reaction rate and make it suitable for spraying applications, the content of the urethanization catalyst is more preferably 3 parts by mass or more, and even more preferably 4 parts by mass or more. In addition, from the viewpoint of obtaining foamability and reactivity commensurate with the content of the catalyst, the content of the urethanization catalyst is preferably 15 parts by mass or less, more preferably 12 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less. .
また、ウレタン化金属触媒の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対し、0.05~5質量部であることが好ましく、0.1~3質量部がより好ましく、0.15~1質量部がさらに好ましい。
また、ウレタン化触媒としてアミノ化合物を含有する場合、アミノ化合物の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対し、2~14質量部が好ましく、3~10質量部がより好ましく、3.5~9質量部がさらに好ましい。
Further, the content of the urethanized metal catalyst is preferably 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass, and 0.15 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. is more preferred.
Further, when an amino compound is contained as a urethanization catalyst, the content of the amino compound is preferably 2 to 14 parts by mass, more preferably 3 to 10 parts by mass, and 3.5 to 9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. Parts by mass are more preferred.
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、ギ酸カリウム、オクチル酸カリウム、オクチル酸ナトリウム等のアルカリ金属塩、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塩、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。これらの中では、4級アンモニウム塩が好ましい。4級アンモニウム塩を使用すると、発泡剤にハイドロクロロフルオロオレフィンなどのハイドロフルオロオレフィン化合物を使用しても、触媒活性が良好に維持されることで、三量化が適切に進行し難燃性などが向上する。
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 trimerization catalyst is a catalyst that promotes trimerization to form isocyanurate bonds. Polyurethane resin improves flame retardancy of polyurethane foam by promoting trimerization.
Trimerization catalysts include aromatic compounds such as tris(dimethylaminomethyl)phenol, 2,4-bis(dimethylaminomethyl)phenol, 2,4,6-tris(dialkylaminoalkyl)hexahydro-S-triazine, acetic acid Potassium, sodium acetate, potassium 2-ethylhexanoate, sodium 2-ethylhexanoate, potassium formate, potassium octylate, alkali metal salts such as sodium octylate, aziridines such as 2-ethylaziridine, lead naphthenate, octylic acid lead compounds such as lead; alcoholate compounds such as sodium methoxide; phenolate compounds such as potassium phenoxide; Quaternary ammonium salts such as phenylammonium salts and the like can be used. Among these, quaternary ammonium salts are preferred. When a quaternary ammonium salt is used, even if a hydrofluoroolefin compound such as hydrochlorofluoroolefin is used as a blowing agent, the catalyst activity is maintained satisfactorily, so the trimerization proceeds appropriately and flame retardancy is improved. improves.
A trimerization catalyst may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.
三量化触媒の含有量は特に限定されないが、ポリオール化合物100質量部に対して、1~15質量部の範囲であることが好ましく、1.5~13質量部の範囲であることがより好ましく、2~10質量部の範囲であることがさらに好ましい。三量化触媒の含有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。 The content of the trimerization catalyst is not particularly limited, but it is preferably in the range of 1 to 15 parts by mass, more preferably in the range of 1.5 to 13 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyol compound. More preferably, it is in the range of 2 to 10 parts by mass. By setting the content of the trimerization catalyst within the above range, isocyanurate bonds are appropriately formed, and flame retardancy is improved.
<整泡剤>
本発明のポリオール含有組成物は、整泡剤を含有してもよい。整泡剤は、ポリオール含有組成物とポリイソシアネートとを含有する発泡性ポリウレタン組成物の発泡性を向上させる。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。具体的には、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系整泡剤、オルガノポリシロキサン等のシリコーン系整泡剤等の界面活性剤等が挙げられる。これらの整泡剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
整泡剤の配合量は、ポリオール化合物100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.5~8質量部がより好ましく、1~5質量部が更に好ましい。整泡剤の配合量がこれら下限値以上であるとポリウレタン組成物を発泡させやすくなり、均質なポリウレタン発泡体を得やすくなる。また、整泡剤の配合量がこれら上限値以下であると製造コストと得られる効果のバランスが良好になる。
<Foam stabilizer>
The polyol-containing composition of the present invention may contain a foam stabilizer. A foam stabilizer improves the foamability of a foamable polyurethane composition containing a polyol-containing composition and a polyisocyanate. As the foam stabilizer, a compound having a polar portion and a non-polar portion in the molecule and having a surfactant effect can be preferably used. Specific examples include polyoxyalkylene-based foam stabilizers such as polyoxyalkylene alkyl ethers, and surfactants such as silicone-based foam stabilizers such as organopolysiloxane. These foam stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the foam stabilizer is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass, and even more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. When the amount of the foam stabilizer is at least these lower limits, it becomes easier to foam the polyurethane composition, and it becomes easier to obtain a homogeneous polyurethane foam. Moreover, when the blending amount of the foam stabilizer is equal to or less than these upper limits, the balance between the production cost and the effects obtained is good.
<その他成分>
ポリオール含有組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて、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、金属害防止剤、帯電防止剤、熱および光安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料等から選択される1種以上を含むことができる。
<Other ingredients>
The polyol-containing composition may optionally contain antioxidants such as phenolic, amine, and sulfur antioxidants, heat stabilizers, metal damage inhibitors, antistatic agents, heat and light agents, as long as the objects of the present invention are not impaired. One or more selected from stabilizers, cross-linking agents, lubricants, softeners, pigments and the like may be included.
ポリオール含有組成物の20℃における粘度は、1000mPa・s以下であることが好ましい。粘度が1000mPa・s以下であると、取り扱い性が良好となる。以上の観点から、粘度は800mPa・s以下であることがより好ましく、600mPa・s以下であることがさらに好ましい。なお、本発明においては、粉体を実質的に含有しないことにより、低粘度化を達成している。また、下限値については、特に限定はなく、例えば100mPa・s以上であってもよい。 The viscosity of the polyol-containing composition at 20° C. is preferably 1000 mPa·s or less. If the viscosity is 1000 mPa·s or less, the handleability will be good. From the above viewpoints, the viscosity is more preferably 800 mPa·s or less, and even more preferably 600 mPa·s or less. In addition, in the present invention, low viscosity is achieved by substantially not containing powder. Moreover, the lower limit is not particularly limited, and may be, for example, 100 mPa·s or more.
<ポリオール含有組成物の製造方法>
本発明のポリオール含有組成物の製造方法に特に制限はなく、例えば、各成分をホモディスパー等を用いて30秒~20分程度撹拌することにより製造することができる。
<Method for producing polyol-containing composition>
The method for producing the polyol-containing composition of the present invention is not particularly limited, and for example, it can be produced by stirring each component using a homodisper or the like for about 30 seconds to 20 minutes.
[発泡性ポリウレタン組成物及びポリウレタンフォーム]
本発明の発泡性ポリウレタン組成物は、本発明のポリオール含有組成物と、ポリイソシアネートとを含むものであり、これらを混合して得られる。本発明のポリウレタンフォームは、発泡性ポリウレタン組成物からなるものであり、具体的には、発泡性ポリウレタン組成物を、反応及び発泡させた反応生成物である。
[Expandable Polyurethane Composition and Polyurethane Foam]
The foamable polyurethane composition of the present invention contains the polyol-containing composition of the present invention and polyisocyanate, and is obtained by mixing them. The polyurethane foam of the present invention comprises a foamable polyurethane composition, and specifically, is a reaction product obtained by reacting and foaming a foamable polyurethane composition.
<ポリイソシアネート>
ポリイソシアネートとしては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、及び脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジメチルジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等が挙げられる。
<Polyisocyanate>
Examples of polyisocyanates include aromatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, and aliphatic polyisocyanates.
Examples of aromatic polyisocyanates include phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, dimethyldiphenylmethane diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, naphthalene diisocyanate, and polymethylene polyphenyl polyisocyanate.
脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、及びジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of alicyclic polyisocyanates include cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexyl diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, and dimethyldicyclohexylmethane diisocyanate.
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、メチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of aliphatic polyisocyanates include methylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and the like.
これらの中でも、使いやすさの観点、及び入手容易性の観点から、芳香族ポリイソシアネートが好ましく、ジフェニルメタンジイソシアネートがより好ましい。ポリイソシアネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、ポリイソ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。
また、ポリイソシアネートは、ポリオール含有組成物と混合する前に、ポリイソシアネートに配合される公知の添加剤が適宜配合されてもよい。
Among these, aromatic polyisocyanates are preferred, and diphenylmethane diisocyanate is more preferred, from the viewpoints of ease of use and availability. One type of polyisocyanate may be used alone, or two or more types may be mixed and used. Further, a part of the isocyanate active groups in the polyisocyanate compound may be reacted with a hydroxyl group-containing compound to previously treat to increase the affinity with the polyol.
Moreover, before mixing the polyisocyanate with the polyol-containing composition, known additives that are blended with polyisocyanate may be appropriately blended.
<イソシアネートインデックス>
本発明の発泡性ポリウレタン組成物のイソシアネートインデックスに特に制限はないが、200以上であることが好ましい。イソシアネートインデックスが前記下限値以上であると、ポリオールに対するポリイソシアネートの量が過剰になりポリイソシアネートの三量化体によるイソシアヌレート結合が生成し易くなる結果、ポリウレタンフォームの難燃性が向上する。さらに、上記下限値以上とすると、上記した各種触媒を併用することも相俟って、イソシアヌレート結合を十分に有するポリウレタンフォーム、すなわち、難燃性と断熱性とを高い水準で兼ね備えるポリウレタンフォームを製造しやすい。これら観点から、イソシアネートインデックスは、250以上がより好ましく、300以上がさらに好ましい。
また、イソシアネートインデックスは、800以下が好ましく、600以下がより好ましい。イソシアネートインデックスが前記上限値以下であると、得られるポリウレタンフォームの難燃性と製造コストとのバランスが良好になる。
<Isocyanate index>
Although the isocyanate index of the foamable polyurethane composition of the present invention is not particularly limited, it is preferably 200 or more. When the isocyanate index is at least the above lower limit, the amount of polyisocyanate is excessive relative to the polyol, and the polyisocyanate trimer tends to form isocyanurate bonds, resulting in improved flame retardancy of the polyurethane foam. Furthermore, if the above lower limit value or more is used in combination with the various catalysts described above, a polyurethane foam having sufficient isocyanurate bonds, that is, a polyurethane foam having both flame retardancy and heat insulation at a high level can be obtained. Easy to manufacture. From these viewpoints, the isocyanate index is more preferably 250 or more, and even more preferably 300 or more.
Moreover, 800 or less are preferable and, as for an isocyanate index, 600 or less are more preferable. When the isocyanate index is equal to or less than the upper limit, the resulting polyurethane foam has a good balance between flame retardancy and production cost.
なお、イソシアネートインデックスは、以下の方法により計算することができる。
イソシアネートインデックス
=ポリ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、各当量数は以下のとおり計算することができる。
・ポリイソシアネートの当量数=ポリイソシアネートの使用量(g)×NCO含有量(質量%)/NCOの分子量(モル)×100
・ポリオールの当量数=OHV×ポリオールの使用量(g)÷KOHの分子量(ミリモル)
OHVはポリオールの水酸基価(mgKOH/g)である。
・水の当量数=水の使用量(g)/水の分子量(モル)×水のOH基の数
上記各式において、NCOの分子量は42(モル)、KOHの分子量は56,100(ミリモル)、水の分子量は18(モル)、水のOH基の数は2とする。
In addition, the isocyanate index can be calculated by the following method.
Isocyanate index = number of equivalents of polyisocyanate / (number of equivalents of polyol + number of equivalents of water) x 100
Here, each equivalent number can be calculated as follows.
Equivalent number of polyisocyanate = amount of polyisocyanate used (g) x NCO content (% by mass) / molecular weight of NCO (mol) x 100
Equivalent number of polyol = OHV x amount of polyol used (g) / molecular weight of KOH (mmol)
OHV is the hydroxyl value of polyol (mgKOH/g).
Equivalent number of water = amount of water used (g) / molecular weight of water (mol) x number of OH groups of water In the above formulas, the molecular weight of NCO is 42 (mol), and the molecular weight of KOH is 56,100 (mmol) ), the molecular weight of water is 18 (mol), and the number of OH groups of water is 2.
<総発熱量>
本発明の発泡性ポリウレタン組成物は、ISO-5660に準拠した、コーンカロリーメーター試験により、強度50kW/m2にて10分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m2以下であることが好ましい。
総発熱量が8MJ/m2以下であれば、十分な難燃性を示す。以上の観点から、総発熱量は7.5MJ/m2以下であることがより好ましい。
<Total calorific value>
The foamable polyurethane composition of the present invention preferably has a total calorific value of 8 MJ/m 2 or less when heated for 10 minutes at an intensity of 50 kW/m 2 in a cone calorimeter test in accordance with ISO-5660. .
A total calorific value of 8 MJ/m 2 or less indicates sufficient flame retardancy. From the above viewpoints, the total calorific value is more preferably 7.5 MJ/m 2 or less.
上記総発熱量は、コーンカロリーメーター試験により測定され、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、上記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しない程度の形状安定性を有することが好ましい。
The total calorific value is measured by a cone calorimeter test, and can be measured in detail by the method described in the Examples.
In the above cone calorimeter test, it is preferable that the polyurethane foam subjected to the test has shape stability to the extent that it does not come into contact with the spark igniter of the cone calorimeter.
<用途>
本発明の発泡性ポリウレタン組成物、及び該組成物から形成され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、即ち、吹き付け用途に用いられることが好ましい。
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。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。
<Application>
The use of the foamable polyurethane composition of the present invention and the polyurethane foam formed from the composition are not particularly limited. It can be used for spraying on the structure. Among others, it is preferably used for spraying onto structures, that is, for spraying.
Spraying can be carried out using a spraying device (eg, GRACO: A-25) and a spray gun (eg, Gasmer: D gun). Spraying can be performed by adjusting the temperature of the polyol composition and the polyisocyanate composition in separate containers in a spraying device, mixing the two by collision with the tip of a spray gun, and making the mixed liquid mist by air pressure. Atomizers and spray guns are known and commercially available. General urethane foam spraying conditions can be applied to the temperature setting and pressure of the undiluted solution.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these.
[評価方法]
(総発熱量及び最高発熱速度)
各実施例及び比較例で作製したポリウレタン発泡体の総発熱量、最高発熱速度は、以下の方法により評価した。
各実施例、比較例で得た石膏ボードを下地と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/m2にて10分間加熱したときの総発熱量、最高発熱速度を測定した。
総発熱量の評価基準としては、以下の通りである。
◎;総発熱量が7.5MJ/m2以下である。
〇;総発熱量が7.5超~8MJ/m2の範囲である。
×;総発熱量が8MJ/m2を超える。
[Evaluation method]
(Total calorific value and maximum heat release rate)
The total calorific value and maximum heat release rate of the polyurethane foams produced in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
The gypsum board-based polyurethane foam obtained in each example and comparative example 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 obtain cone calorimeter test samples. Got ready. A cone calorimeter test sample was heated for 10 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW/m 2 in accordance with the ISO-5660 test method, and the total calorific value and maximum heat release rate were measured.
The evaluation criteria for the total calorific value are as follows.
⊚: Total calorific value is 7.5 MJ/m 2 or less.
○: The total calorific value is in the range of more than 7.5 to 8 MJ/m 2 .
×; Total calorific value exceeds 8 MJ/m 2 .
(ポリオール含有組成物の物性)
各実施例及び比較例のポリオール含有組成物の20℃における液粘度を測定した。
測定は、液温20℃にてB型粘度計を用いて、60rpmの条件で測定し、回転開始1分後に測定された値である。評価基準は以下の通りである。
〇;1000mPa・s以下である。
×;1000mPa・sを超える。
(Physical properties of polyol-containing composition)
The liquid viscosity at 20° C. of the polyol-containing composition of each example and comparative example was measured.
The value was measured at a liquid temperature of 20° C. using a Brookfield viscometer at 60 rpm, and measured 1 minute after the start of rotation. Evaluation criteria are as follows.
○: 1000 mPa·s or less.
×; exceeds 1000 mPa·s.
[材料]
各実施例及び比較例で用いた材料は以下の通りである。
(ポリオール)
・RLK-087;p-フタル酸ポリエステルポリオール(川崎化成工業社製、製品名マキシモール「RLK-087」、水酸基価;200mgKOH/g)
・RFK-505;p-フタル酸ポリエステルポリオール(川崎化成工業社製、製品名:マキシモールRFK-505、水酸基価=250mgKOH/g)
(整泡剤)
・SH-193;シリコーン系整泡剤(ダウ東レ社製、製品名「SH-193」)
(三量化触媒)
・DABCO(登録商標)K-15;金属触媒、2-エチルヘキサン酸カリウム(エボニック社製、濃度70~80質量%)
・DABCO(登録商標)TMR-7;アンモニウム塩、2,2-ジメチルプロパン酸テトラメチルアンモニウム塩(エボニック社製、濃度45~55質量%)
(ウレタン化触媒)
・TOYOCAT(登録商標)-DM70;樹脂化アミン触媒、1,2-ジメチルイミダゾール(東ソー社製、濃度65~75質量%)
・BI-28(製品名);2-エチルヘキサン酸ビスマス(日東化成社製、濃度81~90質量%)
(液状難燃剤)
・TPCPP;トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート(大八化学工業社製、製品名、含ハロゲンリン酸エステル)
・TEP;トリエチルホスフェート(非ハロゲンリン酸エステル:大八化学工業社製)
・TCP;トリクレジルホスフェート(非ハロゲンリン酸エステル:大八化学工業社製)
・TXP;トリキシレニルホスフェート(非ハロゲンリン酸エステル:大八化学工業社製)
・DAIGUARD-540;含ハロゲン縮合リン酸エステル(大八化学工業社製)
・DAIGUARD-880;非ハロゲン縮合リン酸エステル(大八化学工業社製)
・CR-733S;非ハロゲン芳香族縮合リン酸エステル(大八化学工業社製)
・CR-741;非ハロゲン芳香族縮合リン酸エステル(大八化学工業社製)
(発泡剤)
・イオン交換水
・HFO-1233ZD;トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン
[material]
The materials used in each example and comparative example are as follows.
(polyol)
· RLK-087; p-phthalate polyester polyol (manufactured by Kawasaki Kasei Co., Ltd., product name Maximol "RLK-087", hydroxyl value; 200 mgKOH / g)
- RFK-505; p-phthalate polyester polyol (manufactured by Kawasaki Chemical Industry Co., Ltd., product name: Maximol RFK-505, hydroxyl value = 250 mgKOH/g)
(foam stabilizer)
・ SH-193; silicone foam stabilizer (manufactured by Dow Toray Industries, product name “SH-193”)
(Trimerization catalyst)
・DABCO (registered trademark) K-15; metal catalyst, potassium 2-ethylhexanoate (manufactured by Evonik, concentration 70 to 80% by mass)
・DABCO (registered trademark) TMR-7; ammonium salt, 2,2-dimethylpropanoic acid tetramethylammonium salt (manufactured by Evonik, concentration 45 to 55% by mass)
(Urethane catalyst)
・TOYOCAT (registered trademark)-DM70; resinified amine catalyst, 1,2-dimethylimidazole (manufactured by Tosoh Corporation, concentration 65 to 75% by mass)
・ BI-28 (product name); bismuth 2-ethylhexanoate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd., concentration 81 to 90% by mass)
(Liquid flame retardant)
・TPCPP; tris (β-chloropropyl) phosphate (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., product name, halogen-containing phosphate ester)
・ TEP; triethyl phosphate (non-halogen phosphate: manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)
・TCP; tricresyl phosphate (non-halogen phosphate: manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)
・ TXP; trixylenyl phosphate (non-halogen phosphate: manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)
・DAIGUARD-540; Halogen-containing condensed phosphate ester (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)
・DAIGUARD-880; non-halogen condensed phosphate ester (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)
・ CR-733S; non-halogen aromatic condensed phosphate ester (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)
・ CR-741; non-halogen aromatic condensed phosphate ester (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)
(foaming agent)
・Ion-exchanged water ・HFO-1233ZD; trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene
[実施例1~11、比較例1~3]
ポリオール、整泡剤、触媒、リン酸エステル(液状難燃剤)、及び発泡剤を表1に示す配合量で混合して、ポリオール含有組成物を得、上記した総発熱量及び最高発熱速度の評価を行った。また、液粘度の測定を行った。結果を表1に示す。
[Examples 1 to 11, Comparative Examples 1 to 3]
A polyol, a foam stabilizer, a catalyst, a phosphate ester (liquid flame retardant), and a foaming agent are mixed in the blending amounts shown in Table 1 to obtain a polyol-containing composition, and the total calorific value and maximum heat release rate are evaluated as described above. did Also, the liquid viscosity was measured. Table 1 shows the results.
以上の実施例の結果から明らかなように、ポリオール、発泡剤、触媒、及びリン酸エステルを含む本発明のポリオール含有組成物は、粉体を実質的に含有しない液状の難燃剤(リン酸エステル)を用いているにも関わらず、総発熱量が小さく、かつ最高発熱速度も小さいことがわかる。すなわち、本発明のポリオール含有組成物は難燃性が高く、当該ポリオール含有組成物を用いた発泡性ポリウレタン組成物、及びこれを用いたウレタンフォームも難燃性が高くなる。さらに、本発明のポリオール含有組成物は、固体難燃剤を使用していないため、貯蔵中に難燃剤が沈降し、分散不良を生じることもなく、また、原料注入時の流動性が良好であり、良好な成形加工性が得られる。
一方、比較例のポリオール含有組成物は、総発熱量、最高発熱速度がともに大きく、難燃性に劣るものであった。
As is clear from the results of the above examples, the polyol-containing composition of the present invention containing a polyol, a blowing agent, a catalyst, and a phosphate ester is a liquid flame retardant (phosphate ester) that does not substantially contain powder. ) is used, the total calorific value is small and the maximum heat release rate is also small. That is, the polyol-containing composition of the present invention has high flame retardancy, and the foamable polyurethane composition using the polyol-containing composition and the urethane foam using the composition also have high flame retardancy. Furthermore, since the polyol-containing composition of the present invention does not use a solid flame retardant, the flame retardant does not settle during storage, resulting in poor dispersion. , good moldability can be obtained.
On the other hand, the polyol-containing compositions of Comparative Examples were large in both the total heating value and maximum heat release rate, and were inferior in flame retardancy.
Claims (12)
The foamable polyurethane composition according to any one of Claims 9 to 11, which is used for spraying applications.
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A621 | Written request for application examination |
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