JP2022526393A - 難燃性pur/pirフォーム材料を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、難燃性ポリウレタンフォーム材料又はポリウレタン/ポリイソシアヌレートフォーム材料(以下、個別に又は総称して「PUR/PIRフォーム材料」とも呼ばれる)、並びにA1 イソシアネート反応性成分、A2 発泡剤、A3 触媒、A4 任意に添加剤、及びA5 難燃剤を含有する反応混合物をB イソシアネート成分と反応させることによりPUR/PIRフォーム材料を製造する方法に関し、製造が80~600の指数を使用して行われる。本発明は、難燃剤A5が、成分A5.1として(ヒドロキシメチル)ホスホン酸ジエチル及び任意にその二量体を含有することを特徴とする。【選択図】なし
Description
本発明は、ヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルを含有する難燃化ポリウレタンフォーム又はポリウレタン/ポリイソシアヌレートフォーム(以下、個別に又は共通して「PUR/PIRフォーム」と呼ばれる)並びにPUR/PIRフォームを製造する方法に関する。
全ての有機ポリマーと同様に、PUR/PIRフォームも可燃性であり、フォーム内の単位質量当たりの表面積が大きいため、この挙動は更に増強される。PUR/PIRフォームは、断熱材料として、例えば、建築産業における断熱材としてしばしば使用される。したがって、PUR/PIRフォームの多くの用途では、難燃剤の添加により難燃性を与えることが必要である。
好ましく使用される難燃剤には、ハロゲン含有化合物並びに窒素化合物及びリン化合物が含まれる。ハロゲンと低原子価のリン化合物とを含む化合物は、炎を消す難燃剤の典型的な代表例である。高原子価のリン化合物は、ポリウレタンの触媒的開裂を引き起こし、ポリリン酸塩を含む固体の炭化した表面を形成するように設計されている。この膨張層は、材料を更なる燃焼から保護する(非特許文献1)。
しかしながら、特にこれらのクラスのハロゲン含有の代表物の1つの不利点は、これらは持続性があり、比較的揮発性であるため、フォームから移行する可能性があること(非特許文献2)、及びその使用により燃焼過程で腐食性のハロゲン化水素酸が形成されることである。
一部で環境において健康を害する作用を有する有機ハロゲン化合物の一層の普及により、ハロゲン不含の代替物、例えばハロゲン不含のリン酸エステル及び亜リン酸エステル(非特許文献3、非特許文献4)並びに赤リンに関心が移っている。
最も普及しているのは、リン酸トリス(2-クロロイソプロピル)(TCPP)及びリン酸トリエチル(TEP)等の有機リン酸塩により難燃性が与えられたPURフォーム及びPIRフォームである。ホスホン酸ジメチルプロパン(DMPP、特許文献1)又はホスホン酸ジエチルエチル(DEEP、特許文献2)等の有機ホスホン酸エステル及びその他(特許文献3及び特許文献4)も、イソシアネートベースの硬質フォーム用のハロゲン不含の難燃剤として記載されている。難燃剤としての固体ポリリン酸アンモニウム(APP)の使用も同様に従来技術であり(特許文献5及び特許文献6)、それに基づく配合物はAPPの沈降傾向のため貯蔵安定性ではない。
しかしながら、これらのハロゲン不含の代替物はまた、これらがPUR/PIRフォーム系に典型的なアルカリ性条件下で加水分解され易い又は不十分な効果を示す場合があるという不利点を有する。TEPは強力な可塑剤であり、十分な難燃性効果に必要とされる量では、しばしばフォームの不十分な圧縮強度をもたらす。赤リンは、例えば、水分の急速な吸収及び急速な酸化に関して不利であることから、難燃性の喪失、場合により有毒なホスフィンの形成につながり、また粉塵爆発の傾向を有する。これらの問題を克服するために、赤リンはしばしばマイクロカプセル化される(非特許文献5)。
特許文献7及び特許文献8は、α-ヒドロキシアルキルホスホン酸ジアルキルの調製、及び難燃剤としてのそれらの使用を開示している。機械的特性、特にポリウレタンフォームに引張荷重がかかった場合の弾性及び靭性に対するα-ヒドロキシアルキルホスホン酸ジアルキルの効果については一切何も開示されていない。
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本発明の課題は、ハロゲン不含の難燃剤を含むPUR/PIRフォームであって、良好な難燃性及び改善された機械的特性を示し、好ましくは、発癌性、突然変異誘発性、又は生殖毒性として分類される物質が使用されない、PUR/PIRフォームの製造を可能にすることである。
上記課題は、PUR/PIRフォームの製造における難燃剤としての成分A5.1の本発明による使用によって解決された。
本発明は、
A1 イソシアネート反応性成分、
A2 発泡剤、
A3 触媒、
A4 任意に添加剤、
A5 難燃剤、
を含有する反応混合物と、
B イソシアネート成分と、
の反応によりPUR/PIRフォームを製造する方法であって、
製造が80~600の指数で行われ、
難燃剤A5は、成分A5.1としてヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有することを特徴とする、方法を提供する。
A1 イソシアネート反応性成分、
A2 発泡剤、
A3 触媒、
A4 任意に添加剤、
A5 難燃剤、
を含有する反応混合物と、
B イソシアネート成分と、
の反応によりPUR/PIRフォームを製造する方法であって、
製造が80~600の指数で行われ、
難燃剤A5は、成分A5.1としてヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有することを特徴とする、方法を提供する。
驚くべきことに、成分A5.1を含有する本発明によるPUR/PIRフォームは、リン含有量が低いにもかかわらず良好な難燃性を示すことが判明した。特定の実施の形態において、PUR/PIRフォームを製造するための本発明による配合物の動態特性も同様に改善される。更なる特定の実施の形態において、PUR/PIRフォームの引張強度、破断伸び、靭性、及び連続気泡含有量等の機械的特性も同様に改善される。
イソシアネート反応性成分A1として使用されるのは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及びポリエーテル-ポリカーボネートポリオールからなる群より選択される少なくとも1種の化合物である。ポリエステルポリオール及び/又はポリエーテルポリオールが好ましい。イソシアネート反応性成分A1は、好ましくは25mgKOH/gから800mgKOH/gの間、特に50mgKOH/gから500mgKOH/gの間、特に好ましくは100mgKOH/gから400mgKOH/gの間、特に非常に好ましくは100mgKOH/gから300mgKOH/gの間のヒドロキシル価を有し得る。個々のポリオール成分は、好ましくは120g/mol~6000g/mol、特に400g/mol~2000g/mol、特に好ましくは400g/mol~700g/molの数平均分子量を有する。
本発明の文脈では、数平均モル質量Mn(分子量としても知られる)は、DIN 55672-1(2007年8月)に準拠してゲル浸透クロマトグラフィーによって測定される。
単独のポリオールが添加される場合に、OH価(ヒドロキシル価としても知られる)は、上記ポリオールのOH価を示す。混合物について報告されるOH価は、個々の成分のOH価からそれぞれのモル割合で計算された混合物の数平均OH価に関連している。OH価は、アセチル化の間に1グラムの物質により結合された酢酸の量に相当するミリグラムでの水酸化カリウムの量を示す。本発明の文脈では、OH価は、規格DIN 53240-1(2013年6月)に準拠して測定される。
本発明の文脈では、「官能性」は、既知の原料及びそれらの定量比から計算された理論的平均官能性(分子中のイソシアネート反応性官能基又はポリオール反応性官能基の数)を指す。
等価重量は、数平均分子量及びイソシアネート反応性成分の官能性の比率を示す。報告される混合物についての等価重量は、個々の成分の等価重量からそれぞれのモル割合で計算され、混合物の数平均等価重量に関連している。
成分A1のポリエステルポリオールは、例えば、2個~12個の炭素原子、好ましくは2個~6個の炭素原子を有する多価アルコール、好ましくはジオールと、ポリカルボン酸、例えば、ジカルボン酸、トリカルボン酸、若しくは更にはテトラカルボン酸又はヒドロキシカルボン酸又はラクトンとの重縮合物であり得て、芳香族ジカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸との混合物を使用することが好ましい。また、遊離ポリカルボン酸の代わりにポリエステルを調製するために使用可能であるのは、対応するポリカルボン酸無水物又は対応する低級アルコールのポリカルボン酸エステルである。無水フタル酸、テレフタル酸及び/又はイソフタル酸を使用することが好ましい。
企図されるカルボン酸には、特に、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テトラクロロフタル酸、イタコン酸、マロン酸、フランジカルボン酸、2-メチルコハク酸、3,3-ジエチルグルタル酸、2,2-ジメチルコハク酸、ドデカン二酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、二量体脂肪酸、三量体脂肪酸、クエン酸、トリメリト酸、安息香酸、トリメリト酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、及びテレフタル酸が含まれる。同様に、これらのカルボン酸の誘導体、例えば、テレフタル酸ジメチルを使用することも可能である。カルボン酸は、単独で及び混合物での両方で使用することができる。好ましくは、カルボン酸として使用されるのは、アジピン酸、セバシン酸及び/又はコハク酸、特に好ましくはアジピン酸及び/又はコハク酸である。
末端ヒドロキシル基を有するポリエステルポリオールの調製において反応関与物として同時に使用され得るヒドロキシカルボン酸は、例えば、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシデカン酸、ヒドロキシステアリン酸等である。適切なラクトンは、とりわけ、カプロラクトン、プロピオラクトン、ブチロラクトン及び同族体である。
また、ポリエステルポリオールの調製に特に有用なのは、バイオベースの出発材料及び/又はそれらの誘導体、例えば、ヒマシ油、ポリヒドロキシ脂肪酸、リシノール酸、ヒドロキシル変性油、ブドウ種子油、ブラッククミン油、カボチャ種子油、ルリジサ種子油、大豆油、小麦胚芽油、菜種油、ヒマワリ種子油、落花生油、杏仁油、ピスタチオ油、アーモンド油、オリーブ油、マカデミアナッツ油、アボカド油、シーバックソーン油、ゴマ油、麻油、ヘーゼルナッツ油、プリムラ油、ワイルドローズ油、ベニバナ油、クルミ油、例えば、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、ペトロセリン酸、ガドレイン酸、エルシン酸、ネルボン酸、リノール酸、α-リノレン酸及びγ-リノレン酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、ティムノドン酸、クルパノドン酸及びセルボン酸に基づく脂肪酸、ヒドロキシル変性及びエポキシ化脂肪酸、並びに脂肪酸エステルである。リシノール酸と多官能性アルコール、例えば、グリセロールとのエステルが特に好ましい。そのようなバイオベースの酸と他のカルボン酸、例えば、フタル酸との混合物の使用も好ましい。
適切なジオールの例は、エチレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコール並びに1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、シクロヘキサンジメタノール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール及び異性体、ネオペンチルグリコール又はネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートである。エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール、ヘキサン-1,6-ジオール、又は上述のジオールの少なくとも2つの混合物、特にブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール及びヘキサン-1,6-ジオールの混合物を使用することが好ましい。
さらに、トリメチロールプロパン、グリセロール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールベンゼン又はトリスヒドロキシエチルイソシアヌレート等のポリオールを使用することも可能であり、グリセロール及びトリメチロールプロパンが好ましい。
加えて、一価アルカノールを更に併用することもできる。
本発明により使用されるポリエーテルポリオールは、当業者に既知の調製方法によって、例えば、2個~4個の炭素原子を有する1つ以上のアルキレンオキシドを、水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド若しくはカリウムエトキシド若しくはカリウムイソプロポキシド等のアルカリ金属アルコキシド、又はジメチルエタノールアミン(DMEOA)、イミダゾール及び/又はイミダゾール誘導体等のアミンアルコキシル化触媒により、2個~8個、好ましくは2個~6個の反応性水素原子を結合形で含む少なくとも1つのスターター分子を使用してアニオン重合することによって得られる。
適切なアルキレンオキシドは、例えば、テトラヒドロフラン、1,3-プロピレンオキシド、1,2-ブチレンオキシド及び2,3-ブチレンオキシド、スチレンオキシド、好ましくはエチレンオキシド及び1,2-プロピレンオキシドである。アルキレンオキシドは、単独で、続けて交互に、又は混合物として使用することができる。好ましいアルキレンオキシドは、プロピレンオキシド及びエチレンオキシドであり、エチレンオキシドが特に好ましい。アルキレンオキシドを、CO2と組み合わせて反応させることができる。
企図されるスターター分子には、例えば、水、有機ジカルボン酸、例えば、コハク酸、アジピン酸、フタル酸及びテレフタル酸、アルキル基中に1個~4個の炭素原子を有する脂肪族及び芳香族の任意にN-モノアルキル置換、N,N-ジアルキル置換及びN,N’-ジアルキル置換されたジアミン、例えば、任意にモノアルキル置換及びジアルキル置換されたエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、1,3-プロピレンジアミン、1,3-ブチレンジアミン及び1,4-ブチレンジアミン、1,2-ヘキサメチレンジアミン、1,3-ヘキサメチレンジアミン、1,4-ヘキサメチレンジアミン、1,5-ヘキサメチレンジアミン及び1,6-ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミン、2,3-トリレンジアミン、2,4-トリレンジアミン及び2,6-トリレンジアミン、並びに2,2’-ジアミノジフェニルメタン、2,4’-ジアミノジフェニルメタン及び4,4’-ジアミノジフェニルメタンが含まれる。
二価アルコール又は多価アルコール、例えば、エタンジオール、プロパン-1,2-ジオール及びプロパン-1,3-ジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタン-1,4-ジオール、ヘキサン-1,6-ジオール、トリエタノールアミン、ビスフェノール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、並びにスクロースを使用することが好ましい。
使用することができるポリカーボネートポリオールは、ヒドロキシル基を有するポリカーボネート、例えば、ポリカーボネートジオールである。これらは、炭酸ジフェニル、炭酸ジメチル又はホスゲン等の炭酸誘導体と、ポリオール、好ましくはジオールとの反応で形成される。
そのようなジオールの例は、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール及び1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール及び1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2,4-トリメチルペンタン-1,3-ジオール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、ポリブチレングリコール、ビスフェノール、並びに上述のタイプのラクトン変性ジオールである。
純粋なポリカーボネートジオールの代わりに又はそれに加えて、例えば、アルキレンオキシド、例えば、プロピレンオキシドとCO2との共重合によって得ることができるポリエーテルポリカーボネートジオールも使用可能である。
使用可能なポリエーテルエステルポリオールは、エーテル基、エステル基及びOH基を含む化合物である。ポリエーテルエステルポリオールを調製するために、最大12個の炭素原子を有する有機ジカルボン酸、好ましくは4個~6個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸が適しており、これらは単独で又は混合物で使用される。例としては、スベリン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸、フランジカルボン酸、マレイン酸、マロン酸、フタル酸、ピメリン酸及びセバシン酸、特にグルタル酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、フタル酸、テレフタル酸及びイソテレフタル酸が含まれる。有機ジカルボン酸に加えて、これらの酸の誘導体、例えば、これらの酸の無水物、並びにこれらの酸の1個~4個の炭素原子を有する低分子量単官能性アルコールとのエステル及び半エステルを使用することもできる。上述のバイオベースの出発材料、特に脂肪酸/脂肪酸誘導体(オレイン酸、大豆油等)の割合の使用も同様に可能であり、例えば、ポリオール配合物の貯蔵安定性、寸法安定性、燃焼挙動及びフォームの圧縮強度に関して利点を有し得る。
多価アルコール等のスターター分子のアルコキシル化によって得られるポリエーテルポリオールは、ポリエーテルエステルポリオールを製造するために使用される更なる成分である。スターター分子は少なくとも二官能性であるが、任意により高官能性の、特に三官能性のスターター分子の割合を含むこともできる。
スターター分子には、例えば、1,2-エタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンテンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-ブテン-1,4-ジオール及び2-ブチン-1,4-ジオール等のジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジブチレングリコール、トリブチレングリコール、テトラブチレングリコール、ジヘキシレングリコール、トリヘキシレングリコール、テトラヘキシレングリコール等のエーテルジオール、並びにジエチレングリコール等のアルキレングリコールのオリゴマー混合物が含まれる。OH以外の官能性を有するスターター分子を、単独で又は混合物で使用することもできる。
ジオールに加えて、ポリエーテルを調製するために使用されるスターター分子はまた、3個以上のツェレビチノフ活性水素を有する、特に3~8の、特に3~6の数平均官能性を有する化合物、例えば1,1,1-トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、グリセロール、ソルビタン及びペンタエリスリトール、並びに更にはトリオール又はテトラオールで開始されたポリエチレンオキシドポリオールであり得る。
ポリエーテルエステルポリオールはまた、有機ジカルボン酸及びそれらの誘導体と、ツェレビチノフ活性水素を有する成分、特にジオール及びポリオールとの反応によって得られる反応生成物のアルコキシル化、特にエトキシル化及び/又はプロポキシル化によって調製され得る。使用することができるこれらの酸の誘導体には、例えば、それらの無水物、例えば、無水フタル酸が含まれる。
ポリオールを調製する方法は、例えば、Ionescuによって"Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes", Rapra Technology Limited, Shawbury 2005の第55頁以降(チャプター4:弾性ポリウレタン用のオリゴポリオール(Oligo-Polyols for Elastic Polyurethanes))、第263頁以降(チャプター8:弾性ポリウレタン用のポリエステルポリオール(Polyester Polyols for Elastic Polyurethanes))及び、特に第321頁以降(チャプター13:硬質ポリウレタンフォーム用のポリエーテルポリオール(Polyether Polyols for Rigid Polyurethane Foams))及び第419頁以降(チャプター16:硬質ポリウレタンフォーム用のポリエステルポリオール(Polyester Polyols for Rigid Polyurethane Foams))に記載されている。適切なポリマーリサイクル素材の解糖により、ポリエステルポリオール及びポリエーテルポリオールを得ることも可能である。適切なポリエーテルポリカーボネートポリオール及びその調製は、例えば、欧州特許出願公開第2910585号の[0024]~[0041]に記載されている。ポリカーボネートポリオールの例及びその調製は、とりわけ、欧州特許出願公開第1359177号に見出すことができる。適切なポリエーテルエステルポリオールの調製は、とりわけ、国際公開第2010/043624号及び欧州特許出願公開第1923417号に記載されている。
イソシアネート反応性成分A1は、低分子量のイソシアネート反応性化合物を更に含み得て、好ましくは二官能性又は三官能性のアミン及びアルコール、好ましくは400g/mol未満、特に60g/mol~300g/molのモル質量Mnを有するジオール及び/又はトリオール、例えば、トリエタノールアミン、ジエチレングリコール、エチレングリコール及びグリセロールを使用することができる。そのような低分子量のイソシアネート反応性化合物が硬質ポリウレタンフォームの製造のために、例えば鎖延長剤及び/又は架橋剤として使用される場合に、これらは、有利には、成分A1の総重量に対して最大5重量%の量で使用される。
上記のポリオール及びイソシアネート反応性化合物に加えて、成分A1は、更なるイソシアネート反応性化合物、例えば、グラフトポリオール、ポリアミン、ポリアミノアルコール及びポリチオールを含み得る。記載されたイソシアネート反応性成分はまた、混合された官能性を有する化合物を含むことが理解されるであろう。
成分A1は、上述のイソシアネート反応性成分のうちの1つ以上からなり得る。
使用可能な発泡剤A2には、例えば、低沸点有機化合物、例えば、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、ケトン、カルボン酸エステル又は炭酸エステル等の物理発泡剤が含まれる。イソシアネート成分Bに対して不活性であり、大気圧で100℃未満、好ましくは50℃未満の沸点を有する有機化合物が特に適している。これらの沸点は、発熱性重付加反応の作用下で有機化合物が気化するという利点を有する。そのような好ましく使用される有機化合物の例は、アルカン、例えば、ヘプタン、ヘキサン、n-ペンタン及びイソペンタン、好ましくはn-ペンタン及びイソペンタン、n-ブタン及びイソブタン及びプロパンのテクニカルグレードの混合物、シクロアルカン、例えば、シクロペンタン及び/又はシクロヘキサン、エーテル、例えば、フラン、ジメチルエーテル及びジエチルエーテル、ケトン、例えば、アセトン及びメチルエチルケトン、カルボン酸アルキル、例えば、ギ酸メチル、シュウ酸ジメチル及び酢酸エチル、並びにハロゲン化炭化水素、例えば、塩化メチレン、ジクロロモノフルオロメタン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、ジフルオロエタン、テトラフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、1,1-ジクロロ-2,2,2-トリフルオロエタン、2,2-ジクロロ-2-フルオロエタン及びヘプタフルオロプロパンである。また、(ヒドロ)フッ素化オレフィン、例えば、HFO 1233zd(E)(トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン)又はHFO 1336mzz(Z)(シス-1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテン)又は3M社のFA 188(1,1,1,2,3,4,5,5,5-ノナフルオロ-4-(トリフルオロメチル)ペンタ-2-エン)等の添加剤の使用が好ましい。列挙された有機化合物のうちの2つ以上の混合物を使用することもできる。この場合に、該有機化合物を小滴のエマルジョンの形で使用することもできる。
また、発泡剤A2として使用可能であるのは、例えば、水、カルボン酸及びそれらの混合物等の化学発泡剤である。これらはイソシアネート基と反応して発泡ガスを形成し、例えば、水の場合は二酸化炭素を形成し、例えば、ギ酸の場合は二酸化炭素及び一酸化炭素を形成する。使用されるカルボン酸は、好ましくは、ギ酸、酢酸、シュウ酸及びリシノール酸からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である。特に好ましい化学発泡剤は水である。
ハロゲン化炭化水素は、好ましくは発泡剤として使用されない。
物理発泡剤及び化学発泡剤からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が、発泡剤A2として使用される。物理発泡剤のみを使用することが好ましい。好ましい実施の形態において、使用される発泡剤A2は、120未満の平均地球温暖化係数(GWP)、好ましくは20未満のGWPを有する。
PUR/PIRフォームを製造するために触媒A3として使用されるのは、反応性水素原子、特にヒドロキシル基を含む化合物と、イソシアネート成分B、例えば、第三級アミンとの反応を促進する化合物又は金属塩である。触媒成分は、反応混合物中に計量供給され得る、又はイソシアネート反応性成分A1中に完全に若しくは部分的に予め装入され得る。
使用される化合物は、例えば、第三級アミン、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルジアミノジエチルエーテル、ビス(ジメチルアミノプロピル)尿素、N-メチルモルホリン又はN-エチルモルホリン、N-シクロヘキシルモルホリン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N,N-テトラメチルブタンジアミン、N,N,N,N-テトラメチルヘキサン-1,6-ジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス[2-(ジメチルアミノ)エチル]エーテル、ジメチルピペラジン、N-ジメチルアミノエチルピペリジン、1,2-ジメチルイミダゾール、1-アザビシクロ[3.3.0]オクタン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(Dabco)及びアルカノールアミン化合物、例えば、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N-メチルジエタノールアミン及びN-エチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、2-(N,N-ジメチルアミノエトキシ)エタノール、N,N’,N’’-トリス(ジアルキルアミノアルキル)ヘキサヒドロトリアジン、例えば、N,N’,N’’-トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン及びトリエチレンジアミンである。
金属塩、例えばアルカリ金属塩又は遷移金属塩を使用することもできる。使用される遷移金属塩は、例えば、亜鉛塩、ビスマス塩、鉄塩、鉛塩、又は好ましくはスズ塩である。使用される遷移金属塩の例は、塩化鉄(II)、塩化亜鉛、オクタン酸鉛、ジオクタン酸スズ、ジエチルヘキサン酸スズ及びジラウリン酸ジブチルスズである。遷移金属塩は、特に好ましくは、ジオクタン酸スズ、ジエチルヘキサン酸スズ及びジラウリン酸ジブチルスズからなる群からの少なくとも1種の化合物から選択される。アルカリ金属塩の例は、アルカリ金属アルコキシド、例えば、ナトリウムメトキシド及びカリウムイソプロポキシド、アルカリ金属カルボン酸塩、例えば、酢酸カリウム、並びに更には10個~20個の炭素原子及び任意にペンダントOH基を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩である。アルカリ金属塩として1つ以上のアルカリ金属カルボン酸塩を使用することが好ましい。
企図される触媒A3には、アミジン、例えば、2,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、水酸化テトラアルキルアンモニウム、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、アルカリ金属水酸化物、例えば、水酸化ナトリウム、及びテトラアルキルアンモニウムカルボン酸塩又はホスホニウムカルボン酸塩が更に含まれる。マンニッヒ塩基及びフェノールの塩も適切な触媒である。触媒作用なしで反応を行うことも可能である。この場合に、アミン開始ポリオールの触媒活性が利用される。
発泡に際して過剰の比較的大きなポリイソシアネートが使用される場合に、過剰のNCO基の互いの三量化反応のために企図される触媒には、イソシアヌレート基形成触媒、例えば、単独での又は第三級アミンと組み合わされた、アンモニウムイオン塩又はアルカリ金属塩、特にアンモニウムカルボン酸塩又はアルカリ金属カルボン酸塩が更に含まれる。イソシアヌレートの形成により、特に難燃性のPIRフォームが得られる。
上述の触媒は、単独で又は互いに組み合わせて使用することができる。
成分A4として1つ以上の添加剤を任意に使用することができる。成分A4の例は、界面活性物質、フォーム安定剤、気泡調節剤、充填剤、染料、顔料、加水分解安定剤、静真菌性物質及び静細菌性物質である。
企図される界面活性物質には、例えば、出発物質の均質化を促進するのに役立ち、任意にプラスチックの気泡構造を調節するためにも適している化合物が含まれる。例としては、乳化剤、例えば、硫酸ヒマシ油又は脂肪酸のナトリウム塩及び脂肪酸のアミンとの塩、例えば、オレイン酸ジエチルアミン、ステアリン酸ジエタノールアミン、リシノール酸ジエタノールアミン、スルホン酸の塩、例えば、ドデシルベンゼンジスルホン酸又はジナフチルメタンジスルホン酸及びリシノール酸のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩、フォーム安定剤、例えば、シロキサンオキシアルキレン混合ポリマー及び他の有機ポリシロキサン、エトキシル化アルキルフェノール、エトキシル化脂肪アルコール、パラフィン油、ヒマシ油エステル又はリシノール酸エステル、ロート油及び落花生油、並びに気泡調節剤、例えば、パラフィン、脂肪アルコール及びジメチルポリシロキサンが含まれる。側基としてポリオキシアルキレン基及びフルオロアルカン基を有する上記のオリゴマーアクリレートもまた、乳化作用、気泡構造及び/又はフォームの安定化を改善するのに適している。
充填剤、特に補強充填剤には、それ自体が既知の、通常の有機充填剤及び無機充填剤、補強剤、増量剤、塗料の摩耗特性を改善する作用物質、コーティング剤等が含まれる。これらには、特に、例えば、無機充填剤、例えば、珪質鉱物、例えば、フィロケイ酸塩、例えば、アンチゴライト、蛇紋岩、海泡石、普通角閃石、角閃石、クリソタイル、モンモリロナイト及びタルク、金属酸化物、例えば、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン及び酸化鉄、金属塩、例えば、チョーク、ハンタイト、バライト及び無機顔料、例えば、磁鉄鉱、針鉄鉱、硫化カドミウム及び硫化亜鉛、並びにとりわけガラス、並びに天然繊維状鉱物及び合成繊維状鉱物、例えば、ウォラストナイト、金属繊維、特に任意にサイジング剤が塗布されていてもよい様々な長さのガラス繊維が含まれる。企図される有機充填剤の例には、炭素、メラミン、コロホニー、シクロペンタジエニル樹脂及びグラフトポリマー、並びに更にはセルロース繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリウレタン繊維、並びに芳香族ジカルボン酸エステル及び/又は脂肪族ジカルボン酸エステルを基礎とするポリエステル繊維、並びに炭素繊維が含まれる。
PUR/PIRフォームを製造するのに、難燃剤A5が使用され、ここで、本発明によれば、難燃剤A5は、成分A5.1としてヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有する。成分A5.1の化合物の調製は自体既知であり、例えば特許文献8に記載されている。その調製は一般に、触媒の存在下で実施され、無溶媒で又は溶媒の存在下で実施され得る。
成分A5.1の化合物の調製は、好ましくは、ホスファゼン又はアルカリ金属リン酸塩等のリン含有塩基、アルカリ金属炭酸塩、及び第三級トリアルキルアミンを除くアミンからなる群より選択される、特に好ましくはリン含有塩基及びアルカリ金属炭酸塩からなる群より選択される触媒を使用して実施される。触媒としてリン含有塩基を使用することが特に好ましい。アルカリ金属リン酸塩及びアルカリ金属炭酸塩に関するアルカリ金属としてナトリウム又はカリウムを使用することが好ましい。
溶媒を用いずに又はリン含有溶媒(例えば、ヒドロキシメチルホスホン酸エステル)中で成分A5.1を調製することも好ましい。
ヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの二量体が成分A5.1中に存在する場合に、ヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの二量体は、ヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの総重量に対して、好ましくは0.1重量%~30.0重量%、特に好ましくは1.0重量%~25.0重量%、非常に特に好ましくは4.0重量%~15.0重量%の割合で存在する。
成分A5.1に加えて、難燃剤A5は、例えばリン酸エステル、例えばリン酸トリエチル(TEP)、リン酸トリフェニル(TPP)、リン酸トリクレジル、リン酸ジフェニルクレジル(DPK)、リン酸tert-ブチルフェニルジフェニル、リン酸レゾルシニルジフェニル(オリゴマーとしても)、及びビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)(オリゴマーとしても)等の更なる難燃剤を含有し得る。エチルホスホン酸ジエチル(DEEP)、プロピルホスホン酸ジメチル(DMPP)、ジエタノールアミノメチルホスホン酸ジエチル、ICL社からのVeriquel(商標)R100又は「E06-16」等のホスホン酸エステル、そしてまたヒドロキシメチルホスホン酸エチルブチル等の混合ホスホン酸エステル、並びに9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスホリルフェナントレン10-オキシド(DOPO)等のホスフィン酸エステル、ジフェニルホスフィン酸の塩及びジエチルホスフィン酸Et2PO2Hの塩(Exolit(商標)OP 1235、Exolit(商標)OP 935、Exolit(商標)OP 935、Exolit(商標)OP L 1030)が使用される。更なる適切な難燃剤A5には、例えば、臭素化エステル、臭素化エーテル(Ixol)又は臭素化アルコール、例えば、ジブロモネオペンチルアルコール、トリブロモネオペンチルアルコール、テトラブロモフタレートジオール、並びに更には塩素化リン酸エステル、例えばリン酸トリス(2-クロロエチル)、リン酸トリス(2-クロロプロピル)(TCPP)、リン酸トリス(1,3-ジクロロプロピル)、リン酸トリス(2,3-ジブロモプロピル)、二リン酸テトラキス(2-クロロエチル)エチレン、並びに更には市販のハロゲン含有の難燃性ポリオールが含まれる。リン酸ジフェニルクレジル、リン酸トリエチル及びビスフェノールAビス(リン酸ジフェニル)が好ましい。ハロゲン含有の難燃剤が使用されない場合が特に好ましい。
難燃剤A5中の成分A5.1の割合は、それぞれの場合に難燃剤A5の総質量に対して、好ましくは30.0重量%~100.0重量%、好ましくは50.0重量%~100.0重量%、特に80.0重量%~100.0重量%である。
反応混合物中の成分A5.1の割合は、それぞれの場合に成分A1の総質量=100重量%に対して、好ましくは0.1重量%~30.0重量%、好ましくは5.0重量%~25.0重量%、特に10.0重量%~25.0重量%である。
企図される適切なイソシアネート成分Bは、例えば、ポリイソシアネート、すなわち、少なくとも2のNCO官能性を有するイソシアネートである。そのような適切なポリイソシアネートの例には、1,4-ブチレンジイソシアネート、1,5-ペンタンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート及び/又は2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、異性体ビス(4,4’-イソシアナトシクロヘキシル)メタン又はそれらの任意の所望の異性体含有量の混合物、1,4-シクロヘキシレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート及び/又は2,6-トリレンジイソシアネート(TDI)、1,5-ナフチレンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート及び/又は2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート及び/又は4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)及び/又は高級同族体(ポリマーMDI)、1,3-ビス(2-イソシアナトプロパ-2-イル)ベンゼン及び/又は1,4-ビス(2-イソシアナトプロパ-2-イル)ベンゼン(TMXDI)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン(XDI)、並びに更にはC1~C6-アルキル基を有する2,6-ジイソシアナトヘキサン酸アルキル(リジンジイソシアネート)が含まれる。イソシアネート成分Bは、好ましくは、MDI、ポリマーMDI及びTDIからなる群からの少なくとも1種の化合物から選択される。
上述のポリイソシアネートに加えて、ウレトジオン構造、イソシアヌレート構造、ウレタン構造、カルボジイミド構造、ウレトンイミン構造、アロファネート構造、ビウレット構造、アミド構造、イミノオキサジアジンジオン構造及び/又はオキサジアジントリオン構造を有する変性ジイソシアネート、並びに更には1分子当たり3個以上のNCO基を有する非変性ポリイソシアネート、例えば、4-イソシアナトメチル-1,8-オクタンジイソシアネート(ノナントリイソシアネート)又はトリフェニルメタン4,4’,4’’-トリイソシアネートの割合を併用することも可能である。
また、上述のポリイソシアネートの代わりに又はそれに加えてイソシアネート成分Bとして使用可能であるのは、適切なNCOプレポリマーである。該プレポリマーは、1つ以上のポリイソシアネートと、イソシアネート反応性成分A1として記載されるポリオールに対応する1つ以上のポリオールとの反応によって調製可能である。
イソシアネート指数(指数としても知られる)は、実際に使用されたイソシアネート基の物質量(mol)と実際に使用されたイソシアネート反応性基の物質量(mol)との商に100を掛けたもの:
指数=(イソシアネート基のモル数/イソシアネート反応性基のモル数)×100
を意味すると理解されるべきである。
指数=(イソシアネート基のモル数/イソシアネート反応性基のモル数)×100
を意味すると理解されるべきである。
本発明によれば、反応混合物における上記指数は、80~600、好ましくは100~500、好ましくは200~400である。この指数は、特に好ましくは、高い割合のポリイソシアヌレート(PIR)が存在する240~400の範囲にあり(このフォームは、PIRフォーム又はPUR/PIRフォームと呼ばれる)、PUR/PIRフォーム自体のより高い難燃性をもたらす。イソシアネート指数についての別の特に好ましい範囲は90~150、特に110~150の値範囲(このフォームは、ポリウレタンフォーム(PURフォーム)と呼ばれる)であり、この場合に、PUR/PIRフォームは、例えば脆性が低下する傾向にある。
NCO値(NCO含有量、イソシアネート含有量としても知られる)は、EN ISO 11909(2007年5月)に準拠して測定される。別段の定めがない限り、値は25℃のものである。
同様に、本発明は、本発明による方法によって製造されたPUR/PIRフォームに関する。
本発明によるPUR/PIRフォームは、反応成分を連続的に又は断続的に互いに反応させた後に、引き続きコンベアベルト上に又は適切な型内に排出した後に高圧プロセス又は低圧プロセスにて手動で又は機械装置を用いて硬化させる、当業者に既知のワンステッププロセスによって製造される。米国特許第2764565号、G. Oertel(ed.)"Kunststoff-Handbuch", Volume VII, Carl Hanser Verlag, 3rd edition, Munich 1993, pages 267 ff.、及びK. Uhlig(ed.)"Polyurethan Taschenbuch", Carl Hanser Verlag, 2nd edition, Vienna 2001, pages 83-102に例が記載されている。
本発明によるPUR/PIRフォームは、好ましくは、複合要素の製造に使用される。本明細書において、発泡は、典型的には、少なくとも1つの外層に対して連続的又は断続的な様式で実施される。
したがって、本発明は更に、本発明によるPUR/PIRフォームを含む層と少なくとも1つの外層とを含む複合要素における断熱フォームとしての及び/又は接着促進剤としての、本発明によるPUR/PIRフォームの使用を提供する。外層は、この場合、本発明によるPUR/PIRフォームを含む層と少なくとも部分的に接触している。本明細書で関心が持たれるタイプの複合要素は、サンドイッチ型要素又は断熱パネルとしても知られており、一般に、防音用、断熱用、商業建物用、又はファサード構造用の建築要素として使用される。外層は、例えば、複合要素の用途に応じて、最大7mmの厚さの金属板若しくはプラスチック板又はパーティクルボードによって形成され得る。1つ又は2つの外層は、それぞれの場合に、例えば、アルミ箔、紙で作られた軟質の外層、紙及びアルミニウム又は鉱物不織布で作られた多層外層、及び/又は、例えば、鋼板又はパーティクルボードで作られた硬質の外層であり得る。
本発明の第1の実施形態において、
A1 イソシアネート反応性成分、
A2 発泡剤、
A3 触媒、
A4 任意に添加剤、
A5 難燃剤、
を含有する反応混合物と、
B イソシアネート成分と、
の反応によりPUR/PIRフォームを製造する方法であって、
製造が80~600の指数で行われ、
難燃剤A5は、成分A5.1としてヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有することを特徴とする、方法に関する。
A1 イソシアネート反応性成分、
A2 発泡剤、
A3 触媒、
A4 任意に添加剤、
A5 難燃剤、
を含有する反応混合物と、
B イソシアネート成分と、
の反応によりPUR/PIRフォームを製造する方法であって、
製造が80~600の指数で行われ、
難燃剤A5は、成分A5.1としてヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有することを特徴とする、方法に関する。
本発明の第2の実施形態において、イソシアネート反応性成分A1はが、ポリエステルポリオールを含有することを特徴とする、第1の実施形態による方法に関する。
本発明の第3の実施形態において、ポリエステルポリオールは、100mgKOH/g~400mgKOH/gの範囲内のOH価を有することを特徴とする、第2の実施形態による方法に関する。
本発明の第4の実施形態において、発泡剤A2は、ハロゲン不含の化学発泡剤、ハロゲン不含の物理発泡剤、及び(ヒドロ)フッ素化オレフィンからなる群からの1種以上の化合物から選択されることを特徴とする、実施形態1~3のいずれかによる方法に関する。
本発明の第5の実施形態において、難燃剤A5は、難燃剤A5の総質量に対して30.0重量%~100.0重量%の成分A5.1を含有することを特徴とする、実施形態1~4のいずれかによる方法に関する。
本発明の第6の実施形態において、成分A5.1の割合は、成分A1の総質量=100重量%に対して0.1重量%~30.0重量%であり、好ましくはフォーム1kg当たり0.04mol~0.4molのホスホン酸エステルであることを特徴とする、実施形態1~5のいずれかによる方法に関する。
本発明の第7の実施形態において、難燃剤A5は、ハロゲン含有の難燃剤を含有しないことを特徴とする、実施形態1~6のいずれかによる方法に関する。
本発明の第8の実施形態において、成分A5.1は、リン含有塩基、アルカリ金属炭酸塩、及び第三級トリアルキルアミンを除くアミンからなる群からの少なくとも1種の化合物から選択される触媒を使用して製造されたものであることを特徴とする、実施形態1~7のいずれかによる方法に関する。
本発明の第9の実施形態において、成分A5.1が、触媒としてリン含有塩基を使用して製造されたものであることを特徴とする、実施形態1~7のいずれかによる方法に関する。
本発明の第10の実施形態において、成分A5.1は、第三級アミンの不存在下で、かつリン不含の溶媒を用いずに製造されたものであることを特徴とする、実施形態1~7のいずれかによる方法に関する。
本発明の第11の実施形態において、成分A5.1は、ヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの混合物であり、かつ使用されるヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの総重量に対して0.1重量%~30重量%のヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの二量体であることを特徴とする、実施形態1~10のいずれかによる方法に関する。
本発明の第12の実施形態において、
A1 それぞれの場合に成分A1の総重量に対して50重量%~100重量%の1種以上のポリエステルポリオール及び0重量%~20重量%の1種以上のポリエーテルポリオール、
A2 水及び物理発泡剤、
A3 触媒、
A4 任意に添加剤、
A5 A5.1のヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有する難燃剤、
を含有する反応混合物を、
B ポリマーイソシアネートと反応させることを特徴とする、第1の実施形態による方法に関する。
A1 それぞれの場合に成分A1の総重量に対して50重量%~100重量%の1種以上のポリエステルポリオール及び0重量%~20重量%の1種以上のポリエーテルポリオール、
A2 水及び物理発泡剤、
A3 触媒、
A4 任意に添加剤、
A5 A5.1のヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有する難燃剤、
を含有する反応混合物を、
B ポリマーイソシアネートと反応させることを特徴とする、第1の実施形態による方法に関する。
本発明の第13の実施形態において、
A1 50mgKOH/g~400mgKOH/gのヒドロキシル価を有するポリエステルポリオール、
A2 ハロゲン不含の化学発泡剤、ハロゲン不含の物理発泡剤、及び(ヒドロ)フッ素化オレフィンからなる群から選択される化合物を含有する発泡剤、
A3 アルカリ金属カルボン酸塩、及び/又はジアルキルアミノメチルフェノール若しくはトリアルキルアミノメチルフェノールを含有する触媒、
A4 フォーム安定剤を含有する添加剤、
A5 A5.1のヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有する難燃剤、
を含有する反応混合物を、
B モノマーMDI及びポリマーMDIと反応させることを特徴とする、第1の実施形態による方法に関する。
A1 50mgKOH/g~400mgKOH/gのヒドロキシル価を有するポリエステルポリオール、
A2 ハロゲン不含の化学発泡剤、ハロゲン不含の物理発泡剤、及び(ヒドロ)フッ素化オレフィンからなる群から選択される化合物を含有する発泡剤、
A3 アルカリ金属カルボン酸塩、及び/又はジアルキルアミノメチルフェノール若しくはトリアルキルアミノメチルフェノールを含有する触媒、
A4 フォーム安定剤を含有する添加剤、
A5 A5.1のヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有する難燃剤、
を含有する反応混合物を、
B モノマーMDI及びポリマーMDIと反応させることを特徴とする、第1の実施形態による方法に関する。
本発明は、第14の実施形態において、実施形態1~13のいずれかによる方法によって得ることができるPUR/PIRフォームに関する。
本発明は、第15の実施形態において、断熱材料を製造するための、第14の実施形態によるPUR/PIRフォームの使用に関する。
本発明は、第16の実施形態において、製造が110~150の指数で行われることを特徴とする、実施形態1~13のいずれかによる方法に関する。
本発明は、第17の実施形態において、製造が240~390の指数で行われることを特徴とする、実施形態1~13のいずれかによる方法に関する。
OH価(ヒドロキシル価)をDIN 53240-1(2013年6月)に準拠して決定した。酸価をDIN EN ISO 2114(2006年11月)に準拠して決定した。粘度をAnton Paar社のPhysica MCR 501レオメーターで決定した。1mmの間隔を有するコーン-プレート構成を選択した(DCP25測定システム)。ポリオール(0.1g)をレオメータープレートに適用し、25℃で0.01 1/s~1000 1/sの剪断をかけて、10秒ごとに10分間粘度を測定した。全ての測定点にわたって平均化された粘度が報告される。
ヒドロキシメチルホスホン酸ジエチル(DEHMP)及びヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル(DBHMP)は、プロトンデカップル31P-NMR分光法を使用して23.8ppm及び23.7ppmのそれらのシグナルによって特定される(H3PO4=0.0ppm)。二量体は、DEHMPの場合は17.8ppm及び25.2ppmで、そしてDBHMPの場合は18.2ppm及び25.3ppmで、それぞれ2つの二重線(JP-P=59Hz)を介して特定される。O-アセチル化誘導体は、17.85ppm(アセチル化DEHMP)及び18.0ppm(アセチル化DBHMP)でのそれらの31Pシグナル、並びに16.7ppmと19.7ppmとの二重線(アセチル化DEHMPの二量体)、及び16.9ppmと19.8ppmとの二重線(アセチル化DBHMPの二量体)によって特定することができる。単量体に対する16.5ppm~18.5ppmの範囲内の二量体に関連する二重線の31P-NMR積分値を示す指標D/Mを、本明細書で以下に報告する。指標D/Mの単量体対二量体の重量比への変換は、31P-NMRにおける全てのリン原子の緩和時間が等しいと仮定し、かつ重なり合った全ての微量不純物を無視して行われる。
投入材料:
A1-1
86重量%の、アジピン酸、コハク酸、及びグルタル酸の混合物をエチレングリコールと反応させることにより製造される214mgKOH/gのOH価、及び25℃で2000mPasの粘度を有する脂肪族ポリエステルポリオール、
14重量%の、28のOH価、90mol%の第一級OH基、及び25℃で860mPasの粘度を有する脂肪族ポリエーテルポリオール(Desmophen(商標)L 2830、Covestro Deutschland AG社)
A1-2
93重量%の、195mgKOH/gのOH価を有するテレフタル酸、アジピン酸、及びジエチレングリコールに基づくポリエステルポリオール、
7重量%の、プロピレンオキシドの中央ブロック及びエチレンオキシドの2つの末端ブロックを有するポリエーテルポリオール
A1-3 100重量%の、240mgKOH/gのOH価を有する芳香族ポリエステルポリオール(Stepanpol(商標)PS-2352、Stepan Company社)
A2-1 n-ペンタン
A2-2 水
A2-3 30/70の重量比でのシクロペンタンとイソペンタンとの混合物
A3-1 ジメチルシクロヘキシルアミン
A3-2 25重量%の、ジエチレングリコール中の酢酸カリウム
A4-1 ポリエーテル変性シリコーン(Tegostab(商標)B8421、Evonik社)
A5-1 リン酸トリス(2-クロロイソプロピル)(Levagard(商標)PP、Lanxess社)
A5-2 リン酸ジフェニルクレジル(Disflamoll(商標)DPK、Lanxess社)
A5-3 19重量%のリン含有量を有する環状ホスホン酸エステル(Aflammit(商標)PLF 710、Thor GmbH社)
B-1 25℃で700mPasの粘度及び31.5重量%のNCO含有量を有するポリマーMDI(Desmodur(商標)44V70L、Covestro Deutschland AG社)。
A1-1
86重量%の、アジピン酸、コハク酸、及びグルタル酸の混合物をエチレングリコールと反応させることにより製造される214mgKOH/gのOH価、及び25℃で2000mPasの粘度を有する脂肪族ポリエステルポリオール、
14重量%の、28のOH価、90mol%の第一級OH基、及び25℃で860mPasの粘度を有する脂肪族ポリエーテルポリオール(Desmophen(商標)L 2830、Covestro Deutschland AG社)
A1-2
93重量%の、195mgKOH/gのOH価を有するテレフタル酸、アジピン酸、及びジエチレングリコールに基づくポリエステルポリオール、
7重量%の、プロピレンオキシドの中央ブロック及びエチレンオキシドの2つの末端ブロックを有するポリエーテルポリオール
A1-3 100重量%の、240mgKOH/gのOH価を有する芳香族ポリエステルポリオール(Stepanpol(商標)PS-2352、Stepan Company社)
A2-1 n-ペンタン
A2-2 水
A2-3 30/70の重量比でのシクロペンタンとイソペンタンとの混合物
A3-1 ジメチルシクロヘキシルアミン
A3-2 25重量%の、ジエチレングリコール中の酢酸カリウム
A4-1 ポリエーテル変性シリコーン(Tegostab(商標)B8421、Evonik社)
A5-1 リン酸トリス(2-クロロイソプロピル)(Levagard(商標)PP、Lanxess社)
A5-2 リン酸ジフェニルクレジル(Disflamoll(商標)DPK、Lanxess社)
A5-3 19重量%のリン含有量を有する環状ホスホン酸エステル(Aflammit(商標)PLF 710、Thor GmbH社)
B-1 25℃で700mPasの粘度及び31.5重量%のNCO含有量を有するポリマーMDI(Desmodur(商標)44V70L、Covestro Deutschland AG社)。
A5-4:ヒドロキシメチルホスホン酸ジエチル(DEHMP)の調製
138.1gの亜リン酸ジエチル(1mol)、36.04gのパラホルムアルデヒド(1.2mol)、0.2dm3のイソブタノール、0.15dm3のシクロペンタン、及び6.9gの炭酸カリウム(50mmol、5mol%)を35℃で混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた1dm3の4ツ口フラスコ中で1時間加熱還流する。冷却及び濾過後に、ロータリーエバポレーターにおいて60℃で10mbarの最終真空まで下げて溶媒を混合物から除去する。178.25グラムの収量の清澄な液体が残留する。OH価は300mgKOH/gであり、酸価は5.83mgKOH/gである。
D/M=0.011
単量体対二量体の重量比の計算値=98:2
138.1gの亜リン酸ジエチル(1mol)、36.04gのパラホルムアルデヒド(1.2mol)、0.2dm3のイソブタノール、0.15dm3のシクロペンタン、及び6.9gの炭酸カリウム(50mmol、5mol%)を35℃で混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた1dm3の4ツ口フラスコ中で1時間加熱還流する。冷却及び濾過後に、ロータリーエバポレーターにおいて60℃で10mbarの最終真空まで下げて溶媒を混合物から除去する。178.25グラムの収量の清澄な液体が残留する。OH価は300mgKOH/gであり、酸価は5.83mgKOH/gである。
D/M=0.011
単量体対二量体の重量比の計算値=98:2
A5-5:ヒドロキシメチルホスホン酸ジエチル(DEHMP)の調製
138.1gの亜リン酸ジエチル(1mol)、0.35dm3の1-ブタノール、及び36.04gのパラホルムアルデヒド(1.2mol)を、還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で撹拌しながら35℃に加熱した。6.9グラムの乾燥炭酸カリウムを少しずつ添加する。水浴を使用して温度を60℃以下に保つ。添加後に、反応混合物を60℃で合計1時間撹拌する。冷却及び濾過後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて溶液を混合物から蒸留する。180グラムの収量が得られる。D/M=0.009
単量体対二量体の重量比の計算値=98:2
138.1gの亜リン酸ジエチル(1mol)、0.35dm3の1-ブタノール、及び36.04gのパラホルムアルデヒド(1.2mol)を、還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で撹拌しながら35℃に加熱した。6.9グラムの乾燥炭酸カリウムを少しずつ添加する。水浴を使用して温度を60℃以下に保つ。添加後に、反応混合物を60℃で合計1時間撹拌する。冷却及び濾過後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて溶液を混合物から蒸留する。180グラムの収量が得られる。D/M=0.009
単量体対二量体の重量比の計算値=98:2
A5.1-1:触媒としてリン酸カリウムを用いたヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル(DBHMP)の調製
97.4gの亜リン酸ジブチル(0.5mol)、25.03gの亜リン酸トリブチル(0.1mol)、及び3.4gのリン酸カリウムK3PO4(16mmol、1.6mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で65℃に加熱する。同時に、磁気撹拌機を備えたPE製洗瓶において20℃で、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)を58.2gの亜リン酸ジブチル(0.3mol)中で撹拌する。この懸濁液を4ツ口フラスコ中に6回に分けて計量供給する。水浴を使用して温度を75℃以下に保つ。6回目の分量後に、19.4gの亜リン酸ジブチル(0.1mol)を洗瓶中に充填し、壁に付着している残りのパラホルムアルデヒドをすすいで4ツ口フラスコ中に入れる。添加後に、反応混合物を75℃で合計4時間撹拌する。冷却後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃から75℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物から9.0グラムの蒸留物を除去する。212.9グラムの収量の清澄な液体が残留する。OH価は212mgKOH/gであり、酸価は0.5mgKOH/gである。
D/M=0.11
単量体対二量体の重量比の計算値=84:16
97.4gの亜リン酸ジブチル(0.5mol)、25.03gの亜リン酸トリブチル(0.1mol)、及び3.4gのリン酸カリウムK3PO4(16mmol、1.6mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で65℃に加熱する。同時に、磁気撹拌機を備えたPE製洗瓶において20℃で、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)を58.2gの亜リン酸ジブチル(0.3mol)中で撹拌する。この懸濁液を4ツ口フラスコ中に6回に分けて計量供給する。水浴を使用して温度を75℃以下に保つ。6回目の分量後に、19.4gの亜リン酸ジブチル(0.1mol)を洗瓶中に充填し、壁に付着している残りのパラホルムアルデヒドをすすいで4ツ口フラスコ中に入れる。添加後に、反応混合物を75℃で合計4時間撹拌する。冷却後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃から75℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物から9.0グラムの蒸留物を除去する。212.9グラムの収量の清澄な液体が残留する。OH価は212mgKOH/gであり、酸価は0.5mgKOH/gである。
D/M=0.11
単量体対二量体の重量比の計算値=84:16
A5.1-2:触媒としてリン酸カリウムを用いたヒドロキシメチルホスホン酸ブチルエチルの調製
97.4gの亜リン酸ジブチル(0.5mol)、16.62gの亜リン酸トリエチル(0.1mol)、及び1.36gのリン酸カリウムK3PO4(6.4mmol、0.64mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で70℃に加熱する。同時に、磁気撹拌機を備えたPE製洗瓶において20℃で、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)を58.2gの亜リン酸ジブチル(0.3mol)中で撹拌する。この懸濁液を4ツ口フラスコ中に6回に分けて計量供給する。水浴を使用して温度を75℃以下に保つ。6回目の分量後に、19.4gの亜リン酸ジブチル(0.1mol)を洗瓶中に充填し、壁に付着している残りのパラホルムアルデヒドをすすいで4ツ口フラスコ中に入れる。添加後に、反応混合物を75℃で合計4時間撹拌する。冷却後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃から75℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物から蒸留物(0.9グラム)を除去する。折り畳み濾紙を通して濾過することにより、7.6グラムの濾滓、及び204グラムの収量の清澄な液体が得られた。OH価は210mgKOH/gであり、酸価は1.45mgKOH/gである。
D/M=0.06
単量体対二量体の重量比の計算値=91:9
97.4gの亜リン酸ジブチル(0.5mol)、16.62gの亜リン酸トリエチル(0.1mol)、及び1.36gのリン酸カリウムK3PO4(6.4mmol、0.64mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で70℃に加熱する。同時に、磁気撹拌機を備えたPE製洗瓶において20℃で、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)を58.2gの亜リン酸ジブチル(0.3mol)中で撹拌する。この懸濁液を4ツ口フラスコ中に6回に分けて計量供給する。水浴を使用して温度を75℃以下に保つ。6回目の分量後に、19.4gの亜リン酸ジブチル(0.1mol)を洗瓶中に充填し、壁に付着している残りのパラホルムアルデヒドをすすいで4ツ口フラスコ中に入れる。添加後に、反応混合物を75℃で合計4時間撹拌する。冷却後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃から75℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物から蒸留物(0.9グラム)を除去する。折り畳み濾紙を通して濾過することにより、7.6グラムの濾滓、及び204グラムの収量の清澄な液体が得られた。OH価は210mgKOH/gであり、酸価は1.45mgKOH/gである。
D/M=0.06
単量体対二量体の重量比の計算値=91:9
A5.1-3:触媒としてリン酸カリウムを用いたヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル(DBHMP)の調製
97.4gの亜リン酸ジブチル(0.5mol)、25.03gの亜リン酸トリブチル(0.1mol)、及び1.36gのリン酸カリウムK3PO4(6.4mmol、0.64mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で70℃に加熱する。同時に、磁気撹拌機を備えたPE製洗瓶において20℃で、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)を58.2gの亜リン酸ジブチル(0.3mol)中で撹拌する。この懸濁液を4ツ口フラスコ中に6回に分けて計量供給する。水浴を使用して温度を75℃以下に保つ。6回目の分量後に、19.4gの亜リン酸ジブチル(0.1mol)を洗瓶中に充填し、壁に付着している残りのパラホルムアルデヒドをすすいで4ツ口フラスコ中に入れる。添加後に、反応混合物を75℃で合計4時間撹拌する。冷却後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃から75℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物から蒸留物(5.75グラム)を除去する。折り畳み濾紙を通して濾過することにより、8.4グラムの濾滓、及び207グラムの収量の清澄な液体が得られた。OH価は213mgKOH/gであり、酸価は0.48mgKOH/gである。
D/M=0.07
単量体対二量体の重量比の計算値=90:10
97.4gの亜リン酸ジブチル(0.5mol)、25.03gの亜リン酸トリブチル(0.1mol)、及び1.36gのリン酸カリウムK3PO4(6.4mmol、0.64mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で70℃に加熱する。同時に、磁気撹拌機を備えたPE製洗瓶において20℃で、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)を58.2gの亜リン酸ジブチル(0.3mol)中で撹拌する。この懸濁液を4ツ口フラスコ中に6回に分けて計量供給する。水浴を使用して温度を75℃以下に保つ。6回目の分量後に、19.4gの亜リン酸ジブチル(0.1mol)を洗瓶中に充填し、壁に付着している残りのパラホルムアルデヒドをすすいで4ツ口フラスコ中に入れる。添加後に、反応混合物を75℃で合計4時間撹拌する。冷却後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃から75℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物から蒸留物(5.75グラム)を除去する。折り畳み濾紙を通して濾過することにより、8.4グラムの濾滓、及び207グラムの収量の清澄な液体が得られた。OH価は213mgKOH/gであり、酸価は0.48mgKOH/gである。
D/M=0.07
単量体対二量体の重量比の計算値=90:10
A5.1-4:触媒としてホスファゼンを用いたヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの調製
97.4gの亜リン酸ジブチル(0.5mol)、25.03gの亜リン酸トリブチル(0.1mol)、及び0.1gのホスファゼン塩基BTPP(0.32mmol、0.032mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で70℃に加熱する。同時に、磁気撹拌機を備えたPE製洗瓶において20℃で、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)を58.2gの亜リン酸ジブチル(0.3mol)中で撹拌する。この懸濁液を4ツ口フラスコ中に6回に分けて計量供給する。水浴を使用して温度を75℃以下に保つ。6回目の分量後に、19.4gの亜リン酸ジブチル(0.1mol)を洗瓶中に充填し、壁に付着している残りのパラホルムアルデヒドをすすいで4ツ口フラスコ中に入れる。添加後に、反応混合物を75℃で合計4時間撹拌する。その際、反応混合物は非常に清澄である。冷却後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃から90℃に高めて3時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物から8.7グラムの蒸留物を除去する。216.2グラムの収量の清澄な液体が残留する。OH価は203mgKOH/gであり、酸価は1.3mgKOH/gである。
D/M=0.039
単量体対二量体の重量比の計算値=94:6
97.4gの亜リン酸ジブチル(0.5mol)、25.03gの亜リン酸トリブチル(0.1mol)、及び0.1gのホスファゼン塩基BTPP(0.32mmol、0.032mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で70℃に加熱する。同時に、磁気撹拌機を備えたPE製洗瓶において20℃で、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)を58.2gの亜リン酸ジブチル(0.3mol)中で撹拌する。この懸濁液を4ツ口フラスコ中に6回に分けて計量供給する。水浴を使用して温度を75℃以下に保つ。6回目の分量後に、19.4gの亜リン酸ジブチル(0.1mol)を洗瓶中に充填し、壁に付着している残りのパラホルムアルデヒドをすすいで4ツ口フラスコ中に入れる。添加後に、反応混合物を75℃で合計4時間撹拌する。その際、反応混合物は非常に清澄である。冷却後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を60℃から90℃に高めて3時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物から8.7グラムの蒸留物を除去する。216.2グラムの収量の清澄な液体が残留する。OH価は203mgKOH/gであり、酸価は1.3mgKOH/gである。
D/M=0.039
単量体対二量体の重量比の計算値=94:6
A5.1-5:触媒としてジイソプロピルエチルアミンを用いたヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの調製
A5-4からの33.33mLのバッチ、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)、及び3.05gのジイソプロパノールアミン(23.6mmol、2.36mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で50℃に加熱する。175gの亜リン酸ジブチル(0.9mol)及び25.03gの亜リン酸トリブチル(0.1mol)の混合物を4ツ口フラスコ中に少しずつ計量供給する。水浴を使用して温度を50℃以下に保つ。添加後に、混合物を75℃で2時間撹拌する。その際、反応混合物は非常に清澄である。ロータリーエバポレーターにおいて温度を45℃から75℃に高めて3時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて粗生成物から14.13グラムの蒸留物を除去する。245.87グラムの収量の清澄な液体が残留する。OH価は204mgKOH/gであり、酸価は2.9mgKOH/gである。
D/M=0.054
単量体対二量体の重量比の計算値=92:8
A5-4からの33.33mLのバッチ、31.5gのパラホルムアルデヒド(1.05mol)、及び3.05gのジイソプロパノールアミン(23.6mmol、2.36mol%)を混合し、撹拌しながら還流冷却器、窒素ブランケット、及び温度計を備えた0.5dm3の4ツ口フラスコ中で50℃に加熱する。175gの亜リン酸ジブチル(0.9mol)及び25.03gの亜リン酸トリブチル(0.1mol)の混合物を4ツ口フラスコ中に少しずつ計量供給する。水浴を使用して温度を50℃以下に保つ。添加後に、混合物を75℃で2時間撹拌する。その際、反応混合物は非常に清澄である。ロータリーエバポレーターにおいて温度を45℃から75℃に高めて3時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて粗生成物から14.13グラムの蒸留物を除去する。245.87グラムの収量の清澄な液体が残留する。OH価は204mgKOH/gであり、酸価は2.9mgKOH/gである。
D/M=0.054
単量体対二量体の重量比の計算値=92:8
A5.1-6:アセチル化されたヒドロキシメチルホスホン酸ジエチルの調製
45gのA5-5を25gの無水酢酸と一緒に0.1dm3の丸底フラスコ中で撹拌する。反応は、最初はわずかに発熱的である。室温で一晩放置した後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を100℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物を蒸留する。57グラムの収量が得られる。D/M=0.016
単量体対二量体の重量比の計算値=98:2
45gのA5-5を25gの無水酢酸と一緒に0.1dm3の丸底フラスコ中で撹拌する。反応は、最初はわずかに発熱的である。室温で一晩放置した後に、ロータリーエバポレーターにおいて温度を100℃に高めて4時間にわたり10mbarの最終真空まで下げて混合物を蒸留する。57グラムの収量が得られる。D/M=0.016
単量体対二量体の重量比の計算値=98:2
PUR/PIRフォームの製造及び試験
PUR/PIRフォームの展炎性を、18cm×9cm×2cmの寸法を有する試料に対して、DIN 4102-1(1998年5月)に準拠したスモールバーナー試験でのエッジ火炎によって測定した。発熱を「コーン熱量計」を使用してISO 5660-1(2015年3月)に準拠して測定した。
PUR/PIRフォームの展炎性を、18cm×9cm×2cmの寸法を有する試料に対して、DIN 4102-1(1998年5月)に準拠したスモールバーナー試験でのエッジ火炎によって測定した。発熱を「コーン熱量計」を使用してISO 5660-1(2015年3月)に準拠して測定した。
見掛け密度の測定をDIN EN ISO 845(2009年10月)に準拠して実施した。
DIN 53430(1975年9月)に準拠した引張試験を使用して、引張試験片(DIN 53430 5.1に準拠して機械加工した)の引張強度(σFmax)、破断伸び(ε破断)、及び靭性の尺度(σFmax×ε破断/2)を決定した。PUR/PIRフォームの連続気泡含有量をDIN EN ISO 4590(2003年8月)に準拠して、5cm×3cm×3cmの寸法を有する試験片でAccupyk-1330機器を用いて測定した。
ポリオール成分に基づいて、0.3dm3の反応混合物を紙コップ中で混合することによって、研究室でPUR/PIRフォームを製造した。このために、難燃剤、フォーム安定剤、触媒、及び水、並びに発泡剤としてのn-ペンタンを、それぞれのポリオール成分に添加し、混合物を手短に撹拌した。得られた混合物をイソシアネートと混合し、反応混合物を紙型(3×3×1dm3)内に注ぎ、その中で反応させた。個々の実験の正確な調合は、得られた試料の物理的測定の結果と同様に、以下の表に報告されている。
表1aは、従来技術を代表する難燃剤と比較した、難燃剤としてのヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの使用(例3)を示している。例3からの本発明による難燃剤を用いて製造されたPUR/PIRフォームは、難燃剤の塩素及びリンの含有量がより低いにもかかわらず、展炎性及び発熱の低下を示している。さらに、例3からのPUR/PIRフォームは、DIN 53430(1975年9月)に準拠した引張試験において改善された値を示し、比較例1及び比較例2と比較してより低い連続気泡含有量を示している。
表1bは、本発明による難燃剤により、難燃剤としてのヒドロキシメチルホスホン酸ブチルエチルと比較して改善された機械的特性を有するPUR/PIRフォームが得られることを示している。
表2は、本発明により難燃剤として成分A5.1を含有する例6~例8のPUR/PIRフォームの比較を示す。表2中の成分A5.1は、触媒としてリン含有塩基(例6及び例6)又はアミン(例8)を用いて調製された。例6~例8のPUR/PIRフォームは同じ垂直展炎性を有する。しかしながら、好ましい実施形態に従って製造された例6及び例7のPUR/PIRフォームは、より高いクリームタイム/ライズタイム比を特徴とするより有利な動態を示す。
表3及び表4の結果は、アセチル化されたヒドロキシメチルホスホン酸ジエチルを成分A5として使用した場合に(例10、例12、及び例13)、良好な難燃性が得られることを示している。
Claims (15)
- A1 イソシアネート反応性成分、
A2 発泡剤、
A3 触媒、
A4 任意に添加剤、
A5 難燃剤、
を含有する反応混合物と、
B イソシアネート成分と、
の反応によりPUR/PIRフォームを製造する方法において、
製造が80~600の指数で行われる方法であって、
前記難燃剤A5は、成分A5.1としてヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有することを特徴とする、方法。 - 前記イソシアネート反応性成分A1は、ポリエステルポリオールを含有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリエステルポリオールは、100mgKOH/g~400mgKOH/gの範囲内のOH価を有することを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記発泡剤A2は、ハロゲン不含の化学発泡剤、ハロゲン不含の物理発泡剤、及び(ヒドロ)フッ素化オレフィンからなる群からの1種以上の化合物から選択されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記難燃剤A5は、前記難燃剤A5の総質量に対して30.0重量%~100.0重量%の前記成分A5.1を含有することを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記成分A5.1の割合は、前記成分A1の総質量=100重量%に対して0.1重量%~30.0重量%であり、好ましくはフォーム1kg当たり0.04mol~0.4molのホスホン酸エステルであることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記難燃剤A5は、ハロゲン含有の難燃剤を含有しないことを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記成分A5.1は、リン含有塩基、アルカリ金属炭酸塩、及び第三級トリアルキルアミンを除くアミンからなる群からの少なくとも1種の化合物から選択される触媒を使用して製造されたものであることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記成分A5.1は、触媒としてリン含有塩基を使用して製造されたものであることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記成分A5.1は、第三級アミンの不存在下で、かつリン不含の溶媒を用いずに製造されたものであることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記成分A5.1は、ヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの混合物であり、かつ使用されるヒドロキシメチルホスホン酸ジブチルの総重量に対して0.1重量%~30重量%であることを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- A1 それぞれの場合に前記成分A1の総重量に対して50重量%~100重量%の1種以上のポリエステルポリオール及び0重量%~20重量%の1種以上のポリエーテルポリオール、
A2 水及び物理発泡剤、
A3 触媒、
A4 任意に添加剤、
A5 A5.1のヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有する難燃剤、
を含有する反応混合物を、
B ポリマーイソシアネートと反応させることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - A1 50mgKOH/g~400mgKOH/gのヒドロキシル価を有するポリエステルポリオール、
A2 ハロゲン不含の化学発泡剤、ハロゲン不含の物理発泡剤、及び(ヒドロ)フッ素化オレフィンからなる群から選択される化合物を含有する発泡剤、
A3 アルカリ金属カルボン酸塩、及び/又はジアルキルアミノメチルフェノール若しくはトリアルキルアミノメチルフェノールを含有する触媒、
A4 フォーム安定剤を含有する添加剤、
A5 A5.1のヒドロキシメチルホスホン酸ジブチル及び任意にその二量体を含有する難燃剤、
を含有する反応混合物を、
B モノマーMDI及びポリマーMDIと反応させることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 請求項1~13のいずれか一項に記載の方法によって得ることができるPUR/PIRフォーム。
- 断熱材料を製造するための、請求項14に記載のPUR/PIRフォームの使用。
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