JP2023184459A - Urea resin composition, method for producing polyurea foam, and polyurea foam - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウレア樹脂組成物(例えば、ポリウレア発泡体製造用組成物)、ポリウレア発泡体の製造方法及びポリウレア発泡体に関する。 The present invention relates to a urea resin composition (for example, a composition for producing a polyurea foam), a method for producing a polyurea foam, and a polyurea foam.
近年、ウレタン発泡体の代替素材として、ポリウレア発泡体が提案されている(特許文献1及び2)。 In recent years, polyurea foam has been proposed as an alternative material to urethane foam (Patent Documents 1 and 2).
本発明は、例えば低温条件下で塗工した場合でも、優れた接着強度を有する新規なポリウレア発泡体を提供可能な技術を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique capable of providing a novel polyurea foam having excellent adhesive strength even when coated under low temperature conditions.
本発明の第1の態様は、
ポリアミンと、
カルボン酸金属塩と、
ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と
を含有するポリアミン含有組成物である。尚、ここでの「ポリアミン含有組成物」とは、ポリウレアを調製するために必要な一原料組成物を意味する。
また、本発明の第2の態様は、
ポリアミンと、
樹脂化触媒と
を含有するポリアミン含有組成物であって、下記反応条件における、ポリイソシアネートと前記組成物とからポリウレアを得る際の反応時のピーク温度が40℃以上となるポリアミン含有組成物である。
(反応条件)
前記組成物及び前記ポリイソシアネート(それぞれ5℃に冷却)をポリプロピレン製500mLディスポカップ(直径10cm)内で混合し、ハンドミキサーを使用して回転数3000rpmで10秒間攪拌する。攪拌後、熱電対を使用して系の温度を計測する。ポリウレアが得られるまでの最も高い温度をピーク温度とする。
また、本発明の第3の態様は、
第1液として、前記第1の態様のポリアミン含有組成物か、或いは、第1液として、三量化触媒を更に含む、前記第2の態様のポリアミン含有組成物と、
第2液として、ポリイソシアネートを含有する組成物と
を含む2液型ウレア樹脂組成物である。
また、本発明の第4の態様は、
ポリイソシアネートと、
ポリアミンと、
カルボン酸金属塩と、
ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と
を含有するウレア樹脂組成物からポリウレア発泡体を製造する方法である。
また、本発明の第5の態様は、
カルボン酸金属塩と、
ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と
を含有するポリウレア発泡体である。
The first aspect of the present invention is
polyamine and
carboxylic acid metal salt,
A polyamine-containing composition containing a Lewis base compound and/or an organometallic compound. The term "polyamine-containing composition" as used herein means a raw material composition necessary for preparing polyurea.
Moreover, the second aspect of the present invention is
polyamine and
A polyamine-containing composition containing a resinization catalyst, the polyamine-containing composition having a peak temperature of 40° C. or higher during the reaction when polyurea is obtained from a polyisocyanate and the composition under the following reaction conditions. .
(Reaction conditions)
The composition and the polyisocyanate (each cooled to 5° C.) are mixed in a 500 mL polypropylene disposable cup (10 cm in diameter) and stirred for 10 seconds at 3000 rpm using a hand mixer. After stirring, measure the temperature of the system using a thermocouple. The highest temperature until polyurea is obtained is defined as the peak temperature.
Moreover, the third aspect of the present invention is
As a first liquid, the polyamine-containing composition of the first aspect, or as a first liquid, the polyamine-containing composition of the second aspect, which further contains a trimerization catalyst;
This is a two-component urea resin composition containing a polyisocyanate-containing composition as a second component.
Moreover, the fourth aspect of the present invention is
polyisocyanate and
polyamine and
carboxylic acid metal salt,
This is a method for producing a polyurea foam from a urea resin composition containing a Lewis base compound and/or an organometallic compound.
Moreover, the fifth aspect of the present invention is
carboxylic acid metal salt,
A polyurea foam containing a Lewis base compound and/or an organometallic compound.
尚、上記課題は、以下の態様でも解決し得る。
本態様(A1)は、
ポリアミンと、
ポリイソシアネートと、
カルボン酸金属塩と、
ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と
を含有する組成物である。
本態様(A2)は、
前記ルイス塩基化合物が、アミン化合物である、前記態様(A1)の組成物である。
本態様(A3)は、
ポリアミンと、
ポリイソシアネートと、
樹脂化触媒と
を含有する組成物であって、下記反応条件における前記組成物からポリウレアを得る際の反応時のピーク温度が40℃以上となる組成物である。
(反応条件)
前記組成物を回転数3000rpmで10秒間攪拌した後、熱電対を使用して系の温度を計測する。ポリウレアが得られるまでの最も高い温度をピーク温度とする。
本態様(A4)は、
前記組成物が、
第1液として、前記ポリアミンと、前記カルボン酸金属塩と、前記ルイス塩基化合物、及び/又は、前記有機金属化合物と、を含有する組成物、或いは、第1液として、前記ポリアミンと、前記三量化触媒と、前記樹脂化触媒と、を含有する組成物と、
第2液として、前記ポリイソシアネートを含有する組成物と
を含む2液型である、前記態様(A1)~(A3)のいずれか一つの組成物である。
本態様(A5)は、
ポリイソシアネートと、
ポリアミンと、
カルボン酸金属塩と、
ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と
を含有する組成物からポリウレア発泡体を製造する方法である。
本態様(A6)は、
前記ルイス塩基化合物が、アミン化合物である、前記態様(A5)の方法である。
本態様(A7)は、
カルボン酸金属塩と、
ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と
を含有するポリウレア発泡体である。
本態様(A8)は、
前記ルイス塩基化合物が、アミン化合物である、前記態様(A7)のポリウレア発泡体である。
Note that the above problem can also be solved by the following aspects.
This aspect (A1) is
polyamine and
polyisocyanate and
carboxylic acid metal salt,
A composition containing a Lewis base compound and/or an organometallic compound.
This aspect (A2) is
The composition according to aspect (A1), wherein the Lewis base compound is an amine compound.
This aspect (A3) is
polyamine and
polyisocyanate and
The present invention is a composition containing a resin-forming catalyst, and has a peak temperature of 40° C. or higher during the reaction when polyurea is obtained from the composition under the following reaction conditions.
(Reaction conditions)
After stirring the composition for 10 seconds at a rotational speed of 3000 rpm, the temperature of the system is measured using a thermocouple. The highest temperature until polyurea is obtained is defined as the peak temperature.
This aspect (A4) is
The composition is
The first liquid is a composition containing the polyamine, the carboxylic acid metal salt, the Lewis base compound, and/or the organometallic compound, or the first liquid is a composition containing the polyamine and the three metal salts. A composition containing a quantification catalyst and the resinization catalyst;
The composition according to any one of the embodiments (A1) to (A3) is a two-component composition containing the polyisocyanate-containing composition as the second component.
This aspect (A5) is
polyisocyanate and
polyamine and
carboxylic acid metal salt,
This is a method for producing a polyurea foam from a composition containing a Lewis base compound and/or an organometallic compound.
This aspect (A6) is
The method according to aspect (A5), wherein the Lewis base compound is an amine compound.
This aspect (A7) is
carboxylic acid metal salt,
A polyurea foam containing a Lewis base compound and/or an organometallic compound.
This aspect (A8) is
The polyurea foam according to the embodiment (A7), wherein the Lewis base compound is an amine compound.
本発明に係る組成物によれば、ポリウレア発泡体の製造原料として用いた場合、例えば低温条件下で塗工した場合でも、優れた接着強度を有するポリウレア発泡体を提供できるという効果を奏する。加えて、本発明に係る組成物によれば、例えばソリッド状のポリウレアやポリウレア発泡体を製造する際、低温下にて高い反応性を有するという効果も奏する。更に、本発明に係る組成物によれば、発泡直後のフォームに対し、優れた材料強度(圧縮強度、脆性)を付与できるという効果も奏する。 According to the composition according to the present invention, when used as a raw material for producing a polyurea foam, it is possible to provide a polyurea foam having excellent adhesive strength even when applied under low temperature conditions, for example. In addition, the composition according to the present invention has the effect of having high reactivity at low temperatures, for example, when producing solid polyurea or polyurea foam. Furthermore, the composition according to the present invention also has the effect of imparting excellent material strength (compressive strength, brittleness) to the foam immediately after foaming.
また、本発明に係るポリウレア発泡体の製造方法及びポリウレア発泡体によれば、例えば低温下でも優れた接着強度を有するポリウレア発泡体を提供できるという効果を奏する。更に、本発明に係るポリウレア発泡体の製造方法及びポリウレア発泡体によれば、発泡直後のフォームに対し、優れた材料強度(圧縮強度、脆性)を付与できるという効果も奏する。 Further, according to the method for producing a polyurea foam and the polyurea foam according to the present invention, it is possible to provide a polyurea foam that has excellent adhesive strength even at low temperatures, for example. Furthermore, according to the method for producing a polyurea foam and the polyurea foam according to the present invention, excellent material strength (compressive strength, brittleness) can be imparted to the foam immediately after foaming.
以下、本発明に係る一形態を説明する。尚、本発明は該形態に限定されるものではない。また、以下で説明する形態とは別形態として、以下で説明する形態における「カルボン酸金属塩」及び「ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物」をそれぞれ「三量化触媒」及び「樹脂化触媒(ウレア化触媒)」と読み替えたものも記載されているものとする。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited to this form. In addition, as a form different from the form explained below, "carboxylic acid metal salt" and "Lewis base compound and/or organometallic compound" in the form explained below are used as "trimerization catalyst" and "resinization catalyst" and "resinization catalyst", respectively. Catalyst (urea conversion catalyst)" is also included.
本形態に係る、ポリウレアを調製するための一原料であるポリアミン含有組成物は、ポリアミンと、カルボン酸金属塩と、ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と、を含有する。ここで、「ポリアミン含有組成物」とは、ポリウレア(ポリウレア発泡体やソリッド状のポリウレア)の一製造原料であることを意味する。実際にポリウレアを製造する際には、該ポリアミン含有組成物のみならず、ポリイソシアネートをも用いる。また、ポリウレア発泡体を製造する際には、好適には、発泡剤及び整泡剤を用いる。加えて、難燃性のポリウレア(例えば、ポリウレア発泡体)を製造する際には、好適には難燃剤を用いる。よって、以下では、難燃性のポリウレア発泡体にフォーカスし、ポリウレア発泡体の製造原料に係るウレア樹脂組成物(即ち、本形態に係るポリアミン含有組成物とポリイソシアネートと発泡剤と整泡剤と難燃剤とを含有する組成物であり、以下、「ポリウレア発泡体製造用組成物」という)について詳述する。 The polyamine-containing composition that is one raw material for preparing polyurea according to this embodiment contains a polyamine, a carboxylic acid metal salt, a Lewis base compound, and/or an organometallic compound. Here, the "polyamine-containing composition" means a raw material for producing polyurea (polyurea foam or solid polyurea). When actually producing polyurea, not only the polyamine-containing composition but also polyisocyanate is used. Moreover, when manufacturing a polyurea foam, a foaming agent and a foam stabilizer are preferably used. In addition, flame retardants are preferably used when producing flame retardant polyureas (eg, polyurea foams). Therefore, in the following, we will focus on flame-retardant polyurea foam, and explain the urea resin composition (i.e., the polyamine-containing composition, polyisocyanate, blowing agent, and foam stabilizer according to the present embodiment) as raw materials for producing the polyurea foam. A composition containing a flame retardant (hereinafter referred to as a "composition for producing a polyurea foam") will be described in detail.
1.ポリウレア発泡体製造用組成物(ウレア樹脂組成物)
本形態に係るポリウレア発泡体製造用組成物は、(A)ポリイソシアネートと、(B)ポリアミンと、(C)カルボン酸金属塩と、(D)ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と、を含み、好適には、(E)発泡剤と、(F)整泡剤と、(G)難燃剤と、を更に含む。ここで、(C)と(D)とを併用することで、低温条件下で塗工した場合でも、優れた接着強度を有するポリウレア発泡体を提供できる。詳細に述べると、樹脂化が優先的に進行し、反応熱が発生し易くなる。これにより、低沸点の発泡剤を気化させ樹脂を発泡させ易く、且つ、発泡体内部の温度を上昇させることができる。該温度上昇により、効率的に三量化を進行させることができる。また、木板や金属等の面材や躯体上で発泡させる場合、発泡体と面材の界面で樹脂化反応が進行することで低温でも十分な材料強度が発現し、面材や躯体との接着性が良好になる。加えて、発泡直後のフォームの脆性も抑えることができ、強固な発泡体を得ることができる。更に、本形態に係る組成物によれば、発泡直後のフォームに対し、優れた材料強度(圧縮強度、脆性)を付与することができる。
1. Composition for manufacturing polyurea foam (urea resin composition)
The composition for producing a polyurea foam according to this embodiment comprises (A) a polyisocyanate, (B) a polyamine, (C) a carboxylic acid metal salt, and (D) a Lewis base compound and/or an organometallic compound. , and preferably further includes (E) a foaming agent, (F) a foam stabilizer, and (G) a flame retardant. Here, by using (C) and (D) together, it is possible to provide a polyurea foam having excellent adhesive strength even when coated under low temperature conditions. To be more specific, resin formation progresses preferentially, and reaction heat is more likely to be generated. Thereby, the foaming agent with a low boiling point can be easily vaporized to foam the resin, and the temperature inside the foam can be increased. This temperature increase allows trimerization to proceed efficiently. In addition, when foaming is performed on a face material or structure such as a wooden board or metal, a resin conversion reaction progresses at the interface between the foam and the face material, which develops sufficient material strength even at low temperatures, and allows for adhesion to the face material or structure. Improves sex. In addition, the brittleness of the foam immediately after foaming can be suppressed, and a strong foam can be obtained. Furthermore, according to the composition according to this embodiment, excellent material strength (compressive strength, brittleness) can be imparted to the foam immediately after foaming.
ここで、本形態に係るポリウレア発泡体製造用組成物は、一剤型(一液型)でも二剤型(二液型)でもよく、好適には二剤型(システム液)である。二剤型は、ポリアミンとポリイソシアネートとが別々に含まれる組成物の組み合わせである。そして、これら(ポリアミンとポリイソシアネート)以外の成分は、好適には、ポリアミン側の組成物に含まれる。二剤型の場合、具体的には、好適には、第1液が、(B)ポリアミンと、(C)カルボン酸金属塩と、(D)ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と、(E)発泡剤と、(F)整泡剤と、(G)難燃剤と、を含有する組成物であり、第2液が、(A)ポリイソシアネートを含有するポリアミン含有組成物である。但し、(A)ポリイソシアネートと反応しない難燃剤、整泡剤、発泡剤、分散剤及び/又はその他添加剤は、(A)ポリイソシアネート側の組成物に混合してもよい。以下、各成分を詳述する。 Here, the composition for producing a polyurea foam according to the present embodiment may be of a one-part type (one-component type) or a two-part type (two-part type), and is preferably a two-part type (system liquid). A two-part type is a combination of compositions in which a polyamine and a polyisocyanate are contained separately. Components other than these (polyamine and polyisocyanate) are preferably included in the composition on the polyamine side. In the case of a two-part type, specifically, the first liquid preferably contains (B) a polyamine, (C) a carboxylic acid metal salt, (D) a Lewis base compound, and/or an organometallic compound. , (E) a foaming agent, (F) a foam stabilizer, and (G) a flame retardant, and the second liquid is (A) a polyamine-containing composition containing polyisocyanate. . However, flame retardants, foam stabilizers, blowing agents, dispersants, and/or other additives that do not react with (A) polyisocyanate may be mixed into the composition on the (A) polyisocyanate side. Each component will be explained in detail below.
1-1.成分/組成物
1-1-1.(A)ポリイソシアネート
本形態に係るポリイソシアネートは、イソシアナト基を複数有する限り、特に限定されない。例えば、ポリイソシアネートとしては、モノマー型ポリイソシアネートとポリマー型ポリイソシアネートとを挙げることができる。ここで、モノマー型ポリイソシアネートとは、モノマー構造の末端に複数のイソシアナト基が存在する化合物である。ポリマー型ポリイソシアネートとは、ポリマー構造の末端に複数のイソシアナト基が存在する化合物である。ポリイソシアネートは、一種又は複数種を組み合わせて用いてもよい。以下、モノマー型ポリイソシアネート及びポリマー型ポリイソシアネートを詳述する。
1-1. Component/Composition 1-1-1. (A) Polyisocyanate The polyisocyanate according to this embodiment is not particularly limited as long as it has a plurality of isocyanate groups. For example, examples of polyisocyanates include monomer-type polyisocyanates and polymer-type polyisocyanates. Here, the monomer type polyisocyanate is a compound in which a plurality of isocyanate groups are present at the ends of the monomer structure. A polymer type polyisocyanate is a compound in which a plurality of isocyanate groups are present at the ends of a polymer structure. The polyisocyanates may be used alone or in combination. The monomer type polyisocyanate and the polymer type polyisocyanate will be explained in detail below.
<モノマー型ポリイソシアネート>
モノマー型ポリイソシアネートは、例えば、2官能のポリイソシアネートとして、2,4-トルエンジイソシアネート(2,4-TDI)、2,6-トルエンジイソシアネート(2,6-TDI)、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-MDI)、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’-MDI)、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,2’-MDI)、水素添加MDI、キシリレンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水素添加XDI、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)等の芳香族系のもの;シクロヘキサン-1,4-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-4,4’-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート等の脂環式のもの;ブタン-1,4-ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、1,8-ジイソシアナトメチルオクタン等のアルキレン系のものを挙げることができる。3官能以上のポリイソシアネートとして、1-メチルベンゾール-2,4,6-トリイソシアネート、1,3,5-トリメチルベンゾール-2,4,6-トリイソシアネート、ビフェニル-2,4,4’-トリイソシアネート、ジフェニルメタン-2,4,4’-トリイソシアネート、メチルジフェニルメタン-4,6,4’-トリイソシアネート、4,4’-ジメチルジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネート、トリフェニルメタン-4,4’,4”-トリイソシアネート、ポリメリックMDI、リジンエステルトリイソシアネート、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート等を挙げることができる。また、例えば、これらの変性体や誘導体であってもよい。これらの変性体や誘導体としては、例えば、ジイソシアネートのイソシアヌレート化合物、ジイソシアネートのアダクト化合物、ジイソシアネートのビュレット化合物、ジイソシアネートのアロファネート化合物、ジイソシアネートのカルボジイミド変性化合物を挙げることができる。
<Monomer type polyisocyanate>
Monomeric polyisocyanates include, for example, 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI), m-phenylene diisocyanate, and p-phenylene diisocyanate as difunctional polyisocyanates. Phenyl diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI), 2,2'-diphenylmethane diisocyanate (2,2'-MDI) , hydrogenated MDI, xylylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, 1,5- Aromatic ones such as naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), hydrogenated XDI, and tetramethylxylene diisocyanate (TMXDI); cyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, Alicyclic ones such as methylcyclohexane diisocyanate; alkylene-based ones such as butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isopropylene diisocyanate, methylene diisocyanate, lysine diisocyanate, and 1,8-diisocyanatomethyloctane. be able to. Examples of trifunctional or higher functional polyisocyanates include 1-methylbenzole-2,4,6-triisocyanate, 1,3,5-trimethylbenzole-2,4,6-triisocyanate, and biphenyl-2,4,4'-triisocyanate. Isocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, methyldiphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate, 4,4'-dimethyldiphenylmethane-2,2',5,5'-tetraisocyanate, triphenyl Methane-4,4',4''-triisocyanate, polymeric MDI, lysine ester triisocyanate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, bicycloheptane triisocyanate, etc. Also, for example, modified products or derivatives of these may be used. Examples of modified products or derivatives of these include isocyanurate compounds of diisocyanates, adduct compounds of diisocyanates, biuret compounds of diisocyanates, and allophanate compounds of diisocyanates. , carbodiimide-modified compounds of diisocyanates.
モノマー型ポリイソシアネートの内、芳香族イソシアネートが好ましく、MDI又はMDIの変性体若しくは誘導体がより好ましく、モノメリックMDI又はクルードMDIが更に好ましい。例えば吹付工法で該組成物を用いる場合、芳香族イソシアネートは反応性に優れるため、作業環境の安全性を担保できるからである。更に、難燃性に優れるため、クルードMDIが特に好ましい。特に、接着強度をより高くするという観点からは、モノメリックMDIとクルードMDIとの併用が最も好ましい。 Among the monomeric polyisocyanates, aromatic isocyanates are preferred, MDI or modified products or derivatives of MDI are more preferred, and monomeric MDI or crude MDI is even more preferred. For example, when using the composition in a spraying method, aromatic isocyanate has excellent reactivity and can ensure safety in the working environment. Further, crude MDI is particularly preferred because it has excellent flame retardancy. In particular, from the viewpoint of increasing adhesive strength, it is most preferable to use monomeric MDI and crude MDI in combination.
<ポリマー型ポリイソシアネート>
ポリマー型ポリイソシアネートとしては、活性水素基を2以上有する活性水素化合物と過剰量のポリイソシアネートとを反応させることにより、プレポリマー化したものが挙げられる。ここで、活性水素基を2以上有する活性水素化合物としては、例えば、ポリオール及び/又はポリアミンを挙げることができる。ここで、ポリマー型ポリイソシアネートの原料であるポリイソシアネートやポリアミンは、特に限定されず、ポリイソシアネートに関しては、例えば、モノマー型ポリイソシアネートの前述例を挙げることができ、ポリアミンに関しては、例えば、後述する(B)ポリアミンの例を挙げることができる。以下、ポリマー型ポリイソシアネートの原料であるポリオールについて詳述する。
<Polymer type polyisocyanate>
Examples of the polymer type polyisocyanate include those obtained by making a prepolymer by reacting an active hydrogen compound having two or more active hydrogen groups with an excess amount of polyisocyanate. Here, examples of the active hydrogen compound having two or more active hydrogen groups include polyols and/or polyamines. Here, the polyisocyanate and polyamine that are raw materials for the polymer-type polyisocyanate are not particularly limited. Regarding the polyisocyanate, for example, the above-mentioned examples of monomer-type polyisocyanate can be mentioned, and for the polyamine, for example, the following examples can be mentioned. (B) Examples of polyamines can be mentioned. The polyol, which is a raw material for the polymer-type polyisocyanate, will be described in detail below.
(ポリオール)
ポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオールやポリエーテルポリオールを挙げることができる。ポリエステルポリオールとしては、多価アルコールと多価カルボン酸との縮合反応により得られるものを挙げることができる。ここで、多価アルコールとしては、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、ブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等を挙げることができる。また、多価カルボン酸としては、例えば、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等を挙げることができる。これらの多価アルコール及び/又は多価カルボン酸としては、それぞれ一種を用いても複数種を用いてもよい。更に、カプロラクトン、メチルバレロラクトン等を開環縮合して得られるポリエステルポリオールであってもよい。他方、ポリエーテル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、ジエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビトール等の多価アルコールに、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のオキサイドを付加重合させたものを挙げることができる。これらの多価アルコール及び/又はオキサイドとしては、それぞれ一種を用いても複数種を用いてもよい。
(polyol)
Examples of polyols include polyester polyols and polyether polyols. Examples of polyester polyols include those obtained by a condensation reaction between a polyhydric alcohol and a polyhydric carboxylic acid. Here, examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, butylene glycol, glycerin, and trimethylolpropane. Further, examples of the polyhydric carboxylic acid include glutaric acid, adipic acid, maleic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid. These polyhydric alcohols and/or polyhydric carboxylic acids may be used singly or in combination. Furthermore, polyester polyols obtained by ring-opening condensation of caprolactone, methylvalerolactone, etc. may also be used. On the other hand, polyether polyols include, for example, addition polymerization of oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, trimethylene oxide, and butylene oxide to polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and sorbitol. I can list things that I did. These polyhydric alcohols and/or oxides may be used alone or in combination.
<NCO%>
ポリイソシアネートのNCO%は、特に限定されず、例えば、5~40%であり、好ましくは10~35%であり、より好ましくは15~35%である。該範囲内であると、より高い初期接着強度を有するポリウレア発泡体を提供可能である。ここで、ポリイソシアネートのNCO%(イソシアネート含有率)は、JIS K1603-1:2007「プラスチック-ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験方法 第1部:イソシアネート基含有率の求め方」のA法(トルエン/ジブチルアミン、塩酸法)に準拠して測定する。
<NCO%>
The NCO% of the polyisocyanate is not particularly limited, and is, for example, 5 to 40%, preferably 10 to 35%, and more preferably 15 to 35%. Within this range, it is possible to provide a polyurea foam having higher initial adhesive strength. Here, the NCO% (isocyanate content) of the polyisocyanate is determined by method A (toluene/dimethyl Butylamine, hydrochloric acid method).
1-1-2.(B)ポリアミン
本形態に係るポリアミンは、2つ以上のアミノ基(第1級アミノ基や第2級アミノ基)を有する活性水素化合物である限り、特に限定されず、例えば、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、脂環式ポリアミン等を挙げることができる。具体的には、トリエチレンテトラミン、メタフェニレンジアミン、イソホロンジアミン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジクロロジフェニルメタン、トリメチレン-ビス(4-アミノベンゾエート)、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン、ポリテトラメチレンオキシド-ジ-p-アミノベンゾエート、2,2’,6,6’-テトラエチル-4,4’-メチレンジアニリン、4,4’-メチレンビス(2-イソプロピル-6-メチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジイソプロピルアニリン)、4,4’-メチレンビス(3-クロロ-2,6-ジエチルアニリン)、3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、N-(3-アミノメチルベンジル)-2-フェニルエタン-1-アミン、ポリアミドアミンを挙げることができる。ポリアミンは、一種でも複数種を組み合わせて用いてもよい。尚、市販品の例としては、三菱ガス化学社製のガスカミン240、クミアイ化学工業社製のイハラキュアミンMT、イハラキュアミンM液状品、CUA-4、キュアハードMED、エラスマー250P、エラスマー1000P;ロンザジャパン社製のLonzacure M-DEA、Lonzacure M-MIPA、Lonzacure M-DIPA、Lonzacure M-CDEA;アルベマール社製のエタキュア100、エタキュア300、エタキュア410、エタキュア420;Evonik Nutrition & Care社製のVERSALINK740;Evonik社製のANCAMINE2049を挙げることができる。
1-1-2. (B) Polyamine The polyamine according to this embodiment is not particularly limited as long as it is an active hydrogen compound having two or more amino groups (a primary amino group or a secondary amino group). For example, an aliphatic polyamine, Examples include aromatic polyamines and alicyclic polyamines. Specifically, triethylenetetramine, metaphenylenediamine, isophoronediamine, 4,4'-diamino-3,3'-dichlorodiphenylmethane, trimethylene-bis(4-aminobenzoate), 4,4'-diamino-3, 3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzoate, 2,2',6,6'-tetraethyl-4,4'-methylene dianiline, 4,4' -Methylenebis(2-isopropyl-6-methylaniline), 4,4'-methylenebis(2,6-diisopropylaniline), 4,4'-methylenebis(3-chloro-2,6-diethylaniline), 3,5 -diethyltoluene-2,4-diamine, dimethylthiotoluene diamine, N-(3-aminomethylbenzyl)-2-phenylethan-1-amine, and polyamide amine. The polyamines may be used alone or in combination. Examples of commercially available products include Gascamin 240 manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., Iharakyumin MT, Iharakyumin M liquid product manufactured by Kumiai Chemical Industry Co., Ltd., CUA-4, Cure Hard MED, Elasmer 250P, Elasmer 1000P; Lonzacure M-DEA, Lonzacure M-MIPA, Lonzacure M-DIPA, Lonzacure M-CDEA manufactured by Lonza Japan; Ettacure 100, Ettacure 300, Ettacure 410, Ettacure 420 manufactured by Albemarle; Evo VERSALINK740 manufactured by Nik Nutrition &Care; ANCAMINE2049 manufactured by Evonik may be mentioned.
ポリアミンのアミン価は、特に限定されず、例えば、50~1000mgKOH/gであり、好ましくは200~1000mgKOH/gであり、より好ましくは450~1000mgKOH/gであり、更に好ましくは500~1000mgKOH/gである。ポリアミンのアミン価が該範囲にある場合、より高い初期接着強度を有するポリウレア発泡体を提供可能である。ここで、ポリアミンのアミン価は、JIS K1557-7:2011「プラスチック-ポリウレタン原料ポリオール試験方法-第7部:塩基性度の求め方(窒素含有量及び全アミン価表示)」に記載の全アミン価の測定方法によって測定することができる。 The amine value of the polyamine is not particularly limited, and is, for example, 50 to 1000 mgKOH/g, preferably 200 to 1000 mgKOH/g, more preferably 450 to 1000 mgKOH/g, and still more preferably 500 to 1000 mgKOH/g. It is. When the amine value of the polyamine is within this range, it is possible to provide a polyurea foam with higher initial adhesive strength. Here, the amine value of the polyamine is the total amine value described in JIS K1557-7:2011 "Plastics - Polyurethane raw material polyol test method - Part 7: How to determine basicity (nitrogen content and total amine value display)" It can be measured by a method of measuring valence.
尚、本形態に係る組成物は、ポリアミンに加え、他の活性水素化合物を含有していてもよい。他の活性水素化合物としては、例えば、1級アルコール、2級アルコール、3級アルコール等のアルコール類、ポリオール化合物、チオール化合物が挙げられる。アルコール類やポリオール化合物は、ポリイソシアネートと反応してウレタン結合を形成し、ポリウレア発泡体の骨格の一部を形成することができる。尚、ポリウレア発泡体製造用組成物全体における他の活性水素化合物の含有量は、ポリアミンの含有量に対し、質量比で1/5以下であることが好適であり、1/10以下であることがより好適であり、含有しないことが更に好ましい。尚、2液型の場合には、他の活性水素化合物は、ポリアミン含有組成物に含まれる。 Note that the composition according to this embodiment may contain other active hydrogen compounds in addition to the polyamine. Examples of other active hydrogen compounds include alcohols such as primary alcohols, secondary alcohols, and tertiary alcohols, polyol compounds, and thiol compounds. Alcohols and polyol compounds can react with polyisocyanate to form urethane bonds and form part of the skeleton of the polyurea foam. The content of other active hydrogen compounds in the entire composition for producing polyurea foam is preferably 1/5 or less, and 1/10 or less, of the polyamine content in terms of mass ratio. is more preferable, and it is even more preferable not to contain it. In addition, in the case of a two-component type, other active hydrogen compounds are contained in the polyamine-containing composition.
1-1-3.(C)カルボン酸金属塩
本形態に係るカルボン酸金属塩は、アニオン成分及びカチオン成分としてそれぞれカルボン酸イオン及び金属イオンを含む塩である限り、特に限定されない。ここで、該カルボン酸金属塩は、イソシアネートの三量化触媒として機能し得る。即ち、ポリウレア発泡体を製造する際、ポリウレア発泡体にイソシアヌレート構造を形成することができる。以下、各成分を詳述する。
1-1-3. (C) Carboxylic Acid Metal Salt The carboxylic acid metal salt according to this embodiment is not particularly limited as long as it is a salt containing a carboxylic acid ion and a metal ion as an anion component and a cation component, respectively. Here, the carboxylic acid metal salt can function as an isocyanate trimerization catalyst. That is, when manufacturing a polyurea foam, an isocyanurate structure can be formed in the polyurea foam. Each component will be explained in detail below.
<カルボン酸>
カルボン酸金属塩を構成するカルボン酸の例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、オクチル酸、カプロン酸(ヘキサン酸)、カプリル酸(オクタン酸)、カプリン酸(デカン酸)、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、トリフルオロ酢酸、フェニル酢酸、クロロ酢酸、グリコール酸、乳酸等の炭素数1~18の脂肪族モノカルボン酸;シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸等の脂環式モノカルボン酸;安息香酸、メチル安息香酸、エチル安息香酸、プロピル安息香酸、イソプロピル安息香酸、ブチル安息香酸、イソブチル安息香酸、tert-ブチル安息香酸、サリチル酸、アニス酸、エトキシ安息香酸、プロポキシ安息香酸、イソプロポキシ安息香酸、ブトキシ安息香酸、ニトロ安息香酸、フルオロ安息香酸、レゾルシン酸、ナフタレンカルボン酸、ビフェニルカルボン酸等の炭素数7~14の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ニトロフタル酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸等の炭素数7~14の芳香族多価カルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、メチルマロン酸、エチルチリマロン酸、プロピルマロン酸、ブチルマロン酸、ジメチルマロン酸、ジエチルマロン酸、メチルエチルマロン酸、メチルコハク酸、エチルコハク酸、メチルエチルコハク酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の炭素数1~18の脂肪族多価カルボン酸;シクロペンタンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸等の炭素数6~18の脂環式多価カルボン酸、が挙げられる。中でも、より高い初期接着強度を実現できる等の理由から、炭素数6~16のカルボン酸が好ましく、炭素数6~16の脂肪族モノカルボン酸がより好適である。
<Carboxylic acid>
Examples of carboxylic acids constituting carboxylic acid metal salts include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, octylic acid, caproic acid (hexanoic acid), caprylic acid (octanoic acid), capric acid (decanoic acid), Aliphatic monocarboxylic acids having 1 to 18 carbon atoms such as undecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, heptadecanoic acid, stearic acid, trifluoroacetic acid, phenylacetic acid, chloroacetic acid, glycolic acid, lactic acid; cyclo Alicyclic monocarboxylic acids such as pentanecarboxylic acid and cyclohexanecarboxylic acid; benzoic acid, methylbenzoic acid, ethylbenzoic acid, propylbenzoic acid, isopropylbenzoic acid, butylbenzoic acid, isobutylbenzoic acid, tert-butylbenzoic acid, salicylic acid , anisic acid, ethoxybenzoic acid, propoxybenzoic acid, isopropoxybenzoic acid, butoxybenzoic acid, nitrobenzoic acid, fluorobenzoic acid, resorcinic acid, naphthalenecarboxylic acid, biphenylcarboxylic acid, and other aromatic monomers having 7 to 14 carbon atoms. Carboxylic acid; aromatic polycarboxylic acid having 7 to 14 carbon atoms such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, nitrophthalic acid, trimellitic acid, hemimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid, naphthalene dicarboxylic acid; oxalic acid , malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, methylmalonic acid, ethyl Chilimalonic acid, propylmalonic acid, butylmalonic acid, dimethylmalonic acid, diethylmalonic acid, methylethylmalonic acid, methylsuccinic acid, ethylsuccinic acid, methylethylsuccinic acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, etc. with 1 or more carbon atoms 18 aliphatic polycarboxylic acids; alicyclic polycarboxylic acids having 6 to 18 carbon atoms, such as cyclopentanedicarboxylic acid, hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, methylhexahydrophthalic acid, and methyltetrahydrophthalic acid; Can be mentioned. Among these, carboxylic acids having 6 to 16 carbon atoms are preferred, and aliphatic monocarboxylic acids having 6 to 16 carbon atoms are more preferred, since higher initial adhesive strength can be achieved.
<金属>
また、カルボン酸金属塩を構成する金属としては、特に限定されず、好適には、アルカリ金属、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム;アルカリ土類金属、例えば、マグネシウム、カルシウム、を挙げることができる。これらの内、カリウムが最も好適である。好適金属を採用した場合、より高い初期接着強度を有するポリウレア発泡体を提供可能である。
<Metal>
Further, the metal constituting the carboxylic acid metal salt is not particularly limited, and suitable examples include alkali metals such as lithium, sodium, and potassium; and alkaline earth metals such as magnesium and calcium. Among these, potassium is the most preferred. Employing suitable metals can provide polyurea foams with higher initial bond strength.
1-1-4.(D)ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物
<ルイス塩基化合物>
本形態に係るルイス塩基化合物は、共有結合に使われず且つ供与できる電子対を、少なくとも一つ有する化合物であれば特に限定されない。好適なルイス塩基化合物は、アミン化合物、例えば、環状アミン化合物、含芳香族又は脂環式アミンである(例えば、イミダゾール類や第3級アミン)。具体例としては、イミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1-メチル-4-イソプロピルイミダゾール、TEDA等の環状アミン化合物;トリエチレンジアミン、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等の含芳香族、脂環式アミンを挙げることができる。このルイス酸塩基化合物は、ポリウレアの樹脂化触媒(ウレア化触媒)として機能し得る。尚、樹脂化触媒及び泡化触媒の両方の作用を有する化合物は、樹脂化触媒とする。ここで、前述のカルボン酸金属塩とルイス塩基化合物とを組み合わせることで、低温での樹脂化反応の活性を向上できる。具体的には、低温下でありながらも、アミン化合物の反応性を低下させず、反応全体を活性化できる。加えて、前述のカルボン酸金属塩とルイス塩基化合物とを組み合わせることで、より高い初期接着強度を有するポリウレア発泡体が提供可能である。
1-1-4. (D) Lewis base compound and/or organometallic compound <Lewis base compound>
The Lewis base compound according to this embodiment is not particularly limited as long as it is a compound having at least one electron pair that is not used for covalent bonding and can be donated. Suitable Lewis base compounds are amine compounds, such as cyclic amine compounds, aromatic or cycloaliphatic amines (eg imidazoles and tertiary amines). Specific examples include cyclic amine compounds such as imidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-methyl-4-isopropylimidazole, and TEDA; aromatic and alicyclic amines such as triethylenediamine, dimethylbenzylamine, and dicyclohexylmethylamine. can be mentioned. This Lewis acid-base compound can function as a polyurea resin conversion catalyst (urea conversion catalyst). Note that a compound having the functions of both a resin forming catalyst and a foaming catalyst is referred to as a resin forming catalyst. Here, by combining the above-mentioned carboxylic acid metal salt and Lewis base compound, the activity of the resin formation reaction at low temperature can be improved. Specifically, even at low temperatures, the entire reaction can be activated without reducing the reactivity of the amine compound. In addition, by combining the aforementioned carboxylic acid metal salt and Lewis base compound, a polyurea foam having higher initial adhesive strength can be provided.
<構造例>
表1は、好適なアミン化合物の構造例を示したものである。尚、下記表中、R11、R12は、各々独立して、水素、又は、炭素数1~18(好ましくは炭素数1~4)の炭化水素基(例えば、メチル基やイソプロピル基)である。
<Structure example>
Table 1 shows structural examples of suitable amine compounds. In the table below, R 11 and R 12 are each independently hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms (preferably 1 to 4 carbon atoms) (for example, a methyl group or an isopropyl group). be.
<有機金属化合物>
本形態に係る有機金属化合物は、金属と炭素との化学結合を含む化合物である限り特に限定されず、例えば、有機スズ化合物、有機鉛化合物、有機ビスマス化合物、有機亜鉛化合物を挙げることができる。この有機金属化合物は、ポリウレアの樹脂化触媒として機能し得る。ここで、前述のカルボン酸金属塩と有機金属化合物とを組み合わせることで、低温での樹脂化反応の活性を向上できる。具体的には、低温下でありながらも、アミン化合物の反応性を低下させず、反応全体を活性化できる。加えて、前述のカルボン酸金属塩と有機金属化合物とを組み合わせることで、より高い初期接着強度を有するポリウレア発泡体が提供可能である。
<Organometallic compound>
The organometallic compound according to this embodiment is not particularly limited as long as it is a compound containing a chemical bond between a metal and carbon, and examples thereof include organotin compounds, organolead compounds, organobismuth compounds, and organozinc compounds. This organometallic compound can function as a polyurea resinization catalyst. Here, by combining the above-mentioned carboxylic acid metal salt and organometallic compound, the activity of the resin formation reaction at low temperature can be improved. Specifically, even at low temperatures, the entire reaction can be activated without reducing the reactivity of the amine compound. In addition, by combining the aforementioned carboxylic acid metal salt and organometallic compound, a polyurea foam having higher initial adhesive strength can be provided.
<構造例>
表2は、好適な有機金属化合物の構造例を示したものである。例えば、好適な有機スズ化合物は、下記式において、R1~R4のうち、1つが水素であり、残り3つは相互に独立して炭化水素基(例えば、炭素数1~18の炭化水素基、例えば、メチル基やブチル基)又は含硫黄炭化水素基(例えば、炭素数1~18の炭化水素基で置換されたメルカプト基、例えば、-S-C8H17、-S-C12H25)である化合物か;4つが相互に独立して炭化水素基(例えば、炭素数1~18の炭化水素基、例えば、メチル基やブチル基)又は含硫黄炭化水素基(例えば、炭素数1~18の炭化水素基で置換されたメルカプト基、例えば、-S-C8H17、-S-C12H25)である化合物である。また、好適な有機鉛化合物は、下記式において、R1~R4は、相互に独立して炭化水素基(例えば、炭素数1~18の炭化水素基、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基)である化合物である。また、好適な有機ビスマス化合物は、下記式において、R1~R3は、相互に独立して炭化水素基(例えば、炭素数1~18の炭化水素基、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基)である化合物である。また、好適な有機亜鉛化合物は、下記式において、R1~R2は、相互に独立して炭化水素基(例えば、炭素数1~18の炭化水素基、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基)である化合物である。
<Structure example>
Table 2 shows structural examples of suitable organometallic compounds. For example, in the following formula, one of R 1 to R 4 is hydrogen, and the remaining three are each independently a hydrocarbon group (for example, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms). (e.g., a methyl group or a butyl group) or a sulfur-containing hydrocarbon group (e.g., a mercapto group substituted with a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, such as -S-C 8 H 17 , -S-C 12 H 25 It is a compound that is a mercapto group substituted with 1 to 18 hydrocarbon groups, such as -S-C 8 H 17 , -S-C 12 H 25 ). Further, in the following formula, R 1 to R 4 are each independently a hydrocarbon group (for example, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, etc.). It is a compound that is a group). In addition, in the following formula, R 1 to R 3 are each independently a hydrocarbon group (for example, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, etc.). It is a compound that is a group). Furthermore, in the following formula, R 1 to R 2 are each independently a hydrocarbon group (for example, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, etc.). It is a compound that is a group).
1-1-5.(E)発泡剤
本形態に係る発泡剤は、特に限定されない。発泡剤としては、例えば、水、炭化水素(好適にはC4~C6)、ハイドロフルオロオレフィン、炭酸ガスを挙げることができる。具体的には、シクロペンタン、HFO(1336mzz)、HFO(1233zd)を挙げることができる。これらは、単独で又は複数を組み合わせて用いてもよい。
1-1-5. (E) Foaming agent The foaming agent according to this embodiment is not particularly limited. Examples of the blowing agent include water, hydrocarbons (preferably C4 to C6), hydrofluoroolefins, and carbon dioxide gas. Specifically, cyclopentane, HFO (1336mzz), and HFO (1233zd) can be mentioned. These may be used alone or in combination.
1-1-6.(F)整泡剤
本形態に係る整泡剤は、特に限定されない。整泡剤としては、例えば、シリコーン系化合物、非イオン系界面活性剤等を挙げることができる。これらは、単独で又は複数を組み合わせて用いることができる。
1-1-6. (F) Foam stabilizer The foam stabilizer according to this embodiment is not particularly limited. Examples of the foam stabilizer include silicone compounds and nonionic surfactants. These can be used alone or in combination.
1-1-7.(G)難燃剤
本形態に係る難燃剤は、特に限定されない。例えば、赤燐;リン酸エステル;リン酸塩含有難燃剤;臭素含有難燃剤;ホウ素含有難燃剤;アンチモン含有難燃剤;金属水酸化物;及び、複素環又は芳香環を含む環式構造と、エチレン性又はアセチレン性の不飽和炭素結合を含む官能基と、を有する化合物;等を挙げることができる。これらは単独で又は複数を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、赤燐、リン酸エステル、リン酸塩含有難燃剤、臭素含有難燃剤、ホウ素含有難燃剤、アンチモン含有難燃剤及び金属水酸化物から選ばれる少なくとも一つを含むことが好ましい。特に、赤燐を含むことがより好ましい。また、赤燐に加え、リン酸エステル;リン酸塩含有難燃剤;臭素含有難燃剤;ホウ素含有難燃剤;アンチモン含有難燃剤;金属水酸化物;及び、複素環又は芳香環を含む環式構造と、エチレン性又はアセチレン性の不飽和炭素結合を含む官能基と、を有する化合物;から選ばれる少なくとも一つを含む場合が更に好ましい。尚、これらの難燃剤以外のその他の難燃剤を含むことができる。以下、各成分を詳述する。リン酸エステルとしては、例えば、トリ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、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、トリス(t-ブチル化フェニル)ホスフェート、トリス(i-プロピル化フェニル)ホスフェート、2-エチルヘキシルジフェニルホスフェート等の芳香族リン酸エステル;1,3-フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)、1,3-フェニレンビス(ジキシレニル)ホスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニル)ホスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)等の芳香族縮合リン酸エステル;トリス(ジクロロプロピル)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(クロロエチル)ホスフェート等の含ハロゲンリン酸エステル類;2,2-ビス(クロロメチル)トリメチレンビス(ビス(2-クロロエチル)ホスフェート)、ポリオキシアルキレンビスジクロロアルキルホスフェート等の含ハロゲン縮合リン酸エステル類;等を挙げることができる。リン酸塩含有難燃剤としては、例えば、モノリン酸塩としては、リン酸アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム等のアンモニウム塩;リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、亜リン酸一ナトリウム、亜リン酸二ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム等のナトリウム塩;リン酸一カリウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウム、亜リン酸一カリウム、亜リン酸二カリウム、次亜リン酸カリウム等のカリウム塩;リン酸一リチウム、リン酸二リチウム、リン酸三リチウム、亜リン酸一リチウム、亜リン酸二リチウム、次亜リン酸リチウム等のリチウム塩;リン酸二水素バリウム、リン酸水素バリウム、リン酸三バリウム、次亜リン酸バリウム等のバリウム塩;リン酸一水素マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸三マグネシウム、次亜リン酸マグネシウム等のマグネシウム塩;リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸三カルシウム、次亜リン酸カルシウム等のカルシウム塩;リン酸亜鉛、亜リン酸亜鉛、次亜リン酸亜鉛等の亜鉛塩;第一リン酸アルミニウム、第二リン酸アルミニウム、第三リン酸アルミニウム、亜リン酸アルミニウム、次亜リン酸アルミニウム等のアルミニウム塩;等を挙げることができる。ポリリン酸塩としては、例えば、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸ピペラジン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸アンモニウムアミド、ポリリン酸アルミニウム等を挙げることができる。臭素含有難燃剤としては、例えば、ペンタブロモジフェニルエーテル;オクタブロモジフェニルエーテル;デカブロモジフェニルエーテル;テトラブロモビスフェノールA(TBBA)、TBBA-エポキシオリゴマー、TBBA-ポリカーボネートオリゴマー、TBBA-ビス(ジブロモプロピルエーテル)、TBBA-ビス(アリールエーテル)等のTBBA化合物;ビスフェニルペンタメタン、1,2-ビス(2,4,6-トリブロモフェノキシ)エタン、2,4,6-トリス(2,4,6-トリブロモフェノキシ)-1,3,5-トリアジン、2,6-ジブロモフェノール、2,4-ジブロモフェノール等の多ベンゼン環化合物;臭素化ポリスチレン、ポリ臭素化スチレン等の臭素化スチレン化合物;エチレンビステトラブロモフタルイミド等のフタル酸化合物;ヘキサブロモシクロドデカン等の環状脂肪族化合物;ポリ(ペンタブロモフェニルアクリレート)等のポリアクリル酸臭素化芳香族エステル化合物;等を挙げることができる。ホウ素含有難燃剤としては、例えば、ホウ砂;三酸化二ホウ素、三酸化ホウ素、二酸化二ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素等の酸化ホウ素;ホウ酸、ホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸セシウム、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸バリウム、ホウ酸ジルコニウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸アンモニウム等のホウ酸化合物;等を挙げることができる。アンチモン含有難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の酸化アンチモン;アンチモン酸ナトリウム、アンチモン酸カリウム等のアンチモン酸塩;ピロアンチモン酸ナトリウム、ピロアンチモン酸カリウム等のピロアンチモン酸塩;等を挙げることができる。これらは、単独で、又は、複数を組み合わせて用いることができる。金属水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等を挙げることができる。その他の難燃剤としては、公知の難燃剤を用いることができる。その他の難燃剤としては、例えば、塩素化パラフィン等の塩素化合物;ヒンダードアミン、メラミンシアヌレート等の窒素化合物;セルロース;等を挙げることができる。複素環又は芳香環を含む環式構造と、エチレン性又はアセチレン性の不飽和炭素結合を含む官能基と、を有する化合物としては、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリメタイルイソシアヌレート(TMAIC)、トリアリルシアヌレート(TAC)、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート(TEAIC)、テトラアリルグリコルウリレート(TA-G)、アルキルジアリルイソシアヌレート(LCAIC)、フェニレンビスマレイミド(PBMI)、ビスアリルナジイミド(BANI)、ジアリルフタレート(DAP)、ジアリフイソフタレート(iso-DAP)、メタクリロイル基末端ポリフェニレンエーテルオリゴマー(DA-PPE)等が挙げられる。
1-1-7. (G) Flame retardant The flame retardant according to this embodiment is not particularly limited. For example, red phosphorus; phosphoric acid ester; phosphate-containing flame retardant; bromine-containing flame retardant; boron-containing flame retardant; antimony-containing flame retardant; metal hydroxide; and a cyclic structure containing a heterocycle or an aromatic ring; Compounds having a functional group containing an ethylenic or acetylenic unsaturated carbon bond; and the like. These may be used alone or in combination. Among these, it is preferable that at least one selected from red phosphorus, phosphoric acid ester, phosphate-containing flame retardant, bromine-containing flame retardant, boron-containing flame retardant, antimony-containing flame retardant, and metal hydroxide is included. In particular, it is more preferable to include red phosphorus. In addition to red phosphorus, phosphoric acid esters; phosphate-containing flame retardants; bromine-containing flame retardants; boron-containing flame retardants; antimony-containing flame retardants; metal hydroxides; and cyclic structures containing heterocycles or aromatic rings. and a functional group containing an ethylenic or acetylenic unsaturated carbon bond. Note that flame retardants other than these flame retardants may be included. Each component will be explained in detail below. Examples of the phosphoric acid ester include triphenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, tricresyl phosphate, tricylenyl phosphate, tris (t-butylated phenyl) phosphate, tris (i-propylated phenyl) phosphate, 2-ethylhexyl Aromatic phosphate esters such as diphenyl phosphate; aromatic esters such as 1,3-phenylene bis(diphenyl phosphate), 1,3-phenylene bis(dixylenyl) phosphate, resorcinol bis(diphenyl) phosphate, and bisphenol A bis(diphenyl phosphate) Condensed phosphate ester; halogen-containing phosphate esters such as tris(dichloropropyl) phosphate, tris(β-chloropropyl) phosphate, tris(chloroethyl) phosphate; 2,2-bis(chloromethyl)trimethylenebis(bis( 2-chloroethyl) phosphate), halogen-containing condensed phosphoric acid esters such as polyoxyalkylene bisdichloroalkyl phosphate; and the like. Phosphate-containing flame retardants include, for example, monophosphates such as ammonium salts such as ammonium phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, and diammonium hydrogen phosphate; monosodium phosphate, disodium phosphate, and trisodium phosphate. Sodium salts such as sodium, monosodium phosphite, disodium phosphite, sodium hypophosphite; monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, tripotassium phosphate, monopotassium phosphite, dipotassium phosphite , potassium salts such as potassium hypophosphite; lithium salts such as monolithium phosphate, dilithium phosphate, trilithium phosphate, monolithium phosphite, dilithium phosphite, lithium hypophosphite; phosphoric acid Barium salts such as barium dihydrogen, barium hydrogen phosphate, tribarium phosphate, barium hypophosphite; Magnesium salts such as magnesium monohydrogen phosphate, magnesium hydrogen phosphate, trimagnesium phosphate, magnesium hypophosphite; Calcium salts such as dihydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate, tricalcium phosphate, and calcium hypophosphite; Zinc salts such as zinc phosphate, zinc phosphite, and zinc hypophosphite; Aluminum salts such as dialuminum phosphate, tertiary aluminum phosphate, aluminum phosphite, and aluminum hypophosphite; etc. can be mentioned. Examples of the polyphosphate include ammonium polyphosphate, piperazine polyphosphate, melamine polyphosphate, ammonium amide polyphosphate, and aluminum polyphosphate. Bromine-containing flame retardants include, for example, pentabromodiphenyl ether; octabromodiphenyl ether; decabromodiphenyl ether; tetrabromobisphenol A (TBBA), TBBA-epoxy oligomer, TBBA-polycarbonate oligomer, TBBA-bis(dibromopropyl ether), TBBA- TBBA compounds such as bis(aryl ether); bisphenylpentamethane, 1,2-bis(2,4,6-tribromophenoxy)ethane, 2,4,6-tris(2,4,6-tribromophenoxy) )-Multi-benzene ring compounds such as 1,3,5-triazine, 2,6-dibromophenol, and 2,4-dibromophenol; Brominated styrene compounds such as brominated polystyrene and polybrominated styrene; ethylene bistetrabromophthalimide Phthalic acid compounds such as; cycloaliphatic compounds such as hexabromocyclododecane; polyacrylic acid brominated aromatic ester compounds such as poly(pentabromophenyl acrylate); and the like. Boron-containing flame retardants include, for example, borax; boron oxides such as diboron trioxide, boron trioxide, diboron dioxide, tetraboron trioxide, and tetraboron pentoxide; boric acid, lithium borate, sodium borate, Examples include boric acid compounds such as potassium borate, cesium borate, magnesium borate, calcium borate, barium borate, zirconium borate, zinc borate, aluminum borate, and ammonium borate. Examples of antimony-containing flame retardants include antimony oxides such as antimony trioxide and antimony pentoxide; antimonates such as sodium antimonate and potassium antimonate; pyroantimonates such as sodium pyroantimonate and potassium pyroantimonate; etc. can be mentioned. These can be used alone or in combination. Examples of the metal hydroxide include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and the like. As other flame retardants, known flame retardants can be used. Examples of other flame retardants include chlorine compounds such as chlorinated paraffin; nitrogen compounds such as hindered amine and melamine cyanurate; and cellulose. Examples of compounds having a cyclic structure containing a heterocycle or an aromatic ring and a functional group containing an ethylenically or acetylenically unsaturated carbon bond include triallyl isocyanurate (TAIC), trimetyyl isocyanurate (TMAIC), Triallyl cyanurate (TAC), ethoxylated isocyanuric acid triacrylate (TEAIC), tetraallyl glycol urylate (TA-G), alkyl diallyl isocyanurate (LCAIC), phenylene bismaleimide (PBMI), bisallylnadimide ( BANI), diallyl phthalate (DAP), diallyl isophthalate (iso-DAP), and methacryloyl group-terminated polyphenylene ether oligomer (DA-PPE).
1-1-8.その他添加成分
本形態に係るポリウレア発泡体製造用組成物は、上記の添加成分に加え、更に他の添加成分を含有してもよい。他の添加成分としては、例えば、泡化触媒、バランス触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、分散剤等、添加剤として公知のものを挙げることができる。更に、本形態に係るポリウレア発泡体製造用組成物は、上述したカルボン酸金属塩と共に、他の三量化触媒を含んでいてもよい。他の三量化触媒としては、特に限定されず、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム等の金属酸化物類;メトキシナトリウム、エトキシナトリウム、プロポキシナトリウム、ブトキシナトリウム、メトキシカリウム、エトキシカリウム、プロポキシカリウム、ブトキシカリウム等のアルコキシド類;2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、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、トリエチレンジアミン、1,3,5-トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ-s-トリアジン等の3級アミン類;エチレンイミンの誘導体;アルカリ金属、アルミニウム、遷移金属類のアセチルアセトンのキレート類;4級アンモニウム塩;ジアザビシクロウンデセン(DBU)等;が挙げられる。
1-1-8. Other Additive Components In addition to the above-mentioned additive components, the composition for producing a polyurea foam according to the present embodiment may further contain other additive components. Examples of other additive components include those known as additives, such as foaming catalysts, balance catalysts, antioxidants, ultraviolet absorbers, antibacterial agents, and dispersants. Furthermore, the composition for producing a polyurea foam according to the present embodiment may contain other trimerization catalysts in addition to the above-mentioned carboxylic acid metal salt. Other trimerization catalysts include, but are not particularly limited to, metal oxides such as lithium oxide, sodium oxide, and potassium oxide; methoxy sodium, ethoxy sodium, propoxy sodium, butoxy sodium, methoxy potassium, ethoxy potassium, propoxy potassium, butoxy Alkoxides such as potassium; 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, N,N',N''-tris(dimethylaminopropyl)hexahydrotriazine, triethylenediamine, 1,3,5-tris(dimethyl Tertiary amines such as (aminopropyl) hexahydro-s-triazine; derivatives of ethyleneimine; chelates of acetylacetone of alkali metals, aluminum, and transition metals; quaternary ammonium salts; diazabicycloundecene (DBU), etc. Can be mentioned.
1-2.配合/組成物
1-2-1.(A)ポリイソシアネート
ポリウレア発泡体製造用組成物中のポリイソシアネートの含有量は、ポリウレア発泡体製造用組成物中のポリアミンの全含有量を100質量部とした場合、例えば、100~1000質量部である。ここで、ポリイソシアネートの少なくとも一部としてモノメリックMDIを使用する場合、モノメリックMDIの含有量は、ポリイソシアネートの全質量を基準として、好適な下限値は、30質量%、35質量%、40質量%、45質量%、50質量%、55質量%、60質量%、65質量%、70質量%、72.5質量%、75質量%であり、好適な上限値は、100質量%、97.5質量%、95質量%、92.5質量%、90質量%、87.5質量%、85質量%、82.5質量%である。
1-2. Formulation/Composition 1-2-1. (A) Polyisocyanate The content of polyisocyanate in the composition for producing polyurea foam is, for example, 100 to 1000 parts by mass when the total content of polyamine in the composition for producing polyurea foam is 100 parts by mass. It is. Here, when monomeric MDI is used as at least a part of the polyisocyanate, the preferable lower limit of the content of monomeric MDI is 30% by mass, 35% by mass, 40% by mass based on the total mass of polyisocyanate. mass%, 45 mass%, 50 mass%, 55 mass%, 60 mass%, 65 mass%, 70 mass%, 72.5 mass%, 75 mass%, and the preferable upper limit values are 100 mass%, 97 mass% .5% by mass, 95% by mass, 92.5% by mass, 90% by mass, 87.5% by mass, 85% by mass, and 82.5% by mass.
1-2-2.(B)ポリアミン
ポリウレア発泡体製造用組成物中のポリアミンの含有量は、ポリウレア発泡体製造用組成物の全量を100質量%とした場合、例えば、2.0質量%以上であり、好ましくは5.0質量%以上であり、より好ましくは8.0質量%以上である。ポリアミンの含有量の上限は、例えば、40.0質量%以下であり、好ましくは30.0質量%以下であり、より好ましくは20.0質量%以下である。別の観点からは、ポリアミンの含有量は、ポリウレア発泡体製造用組成物のイソシアネートインデックスが、好ましくは200~600となるように配合し、より好ましくは200~500となる量である。ここで、イソシアネートインデックスとは、ポリウレア発泡体製造用組成物の活性水素のモル数と、ポリイソシアネート中のイソシアネート基のモル数と、の比に100を乗じた値(NCOのモル数/活性水素のモル数×100)をいう。ポリウレア発泡体製造用組成物のイソシアネートインデックスがかかる範囲にある場合には、十分なイソシアヌレート構造が形成され、イソシアヌレート化率を適度なものとすることができる。そのため、ポリウレア発泡体の難燃性を優れたものとすることができる。
1-2-2. (B) Polyamine The content of polyamine in the composition for producing polyurea foam is, for example, 2.0% by mass or more, preferably 5% by mass or more, when the total amount of the composition for producing polyurea foam is 100% by mass. The content is .0% by mass or more, more preferably 8.0% by mass or more. The upper limit of the polyamine content is, for example, 40.0% by mass or less, preferably 30.0% by mass or less, and more preferably 20.0% by mass or less. From another point of view, the polyamine content is such that the composition for producing a polyurea foam has an isocyanate index of preferably 200 to 600, more preferably 200 to 500. Here, the isocyanate index is the value obtained by multiplying the ratio of the number of moles of active hydrogen in the composition for producing polyurea foam to the number of moles of isocyanate groups in the polyisocyanate by 100 (number of moles of NCO/active hydrogen number of moles x 100). When the isocyanate index of the composition for producing a polyurea foam is within this range, a sufficient isocyanurate structure is formed and the isocyanurate conversion rate can be made appropriate. Therefore, the polyurea foam can have excellent flame retardancy.
1-2-3.(C)カルボン酸金属塩
ポリウレア発泡体製造用組成物中のカルボン酸金属塩(又は三量化触媒全量)の含有量は、該組成物中のポリアミンの全含有量を100質量部とした場合に、例えば、0.1~30質量部であり、好ましくは1~20質量部であり、より好ましくは5~20質量部であり、更に好ましくは10~20質量部である。該範囲内の場合、初期接着強度に特に優れたポリウレア発泡体を提供できる。加えて、低温下であっても、イソシアヌレート構造の形成において、特に高い反応性を有する。
1-2-3. (C) Carboxylic acid metal salt The content of the carboxylic acid metal salt (or the total amount of trimerization catalyst) in the composition for producing polyurea foam is based on the total content of polyamine in the composition being 100 parts by mass. , for example, 0.1 to 30 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, and even more preferably 10 to 20 parts by weight. Within this range, a polyurea foam particularly excellent in initial adhesive strength can be provided. In addition, it has a particularly high reactivity in the formation of isocyanurate structures even at low temperatures.
1-2-4.(D)ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物
ルイス塩基化合物と有機金属化合物との合計(又は樹脂化触媒全量)の、ポリウレア発泡体製造用組成物中の含有量は、例えば、ポリウレア発泡体製造用組成物中のポリアミンの全含有量を100質量部とした場合に、1~50質量部であり、好ましくは5~40質量部であり、より好ましくは10~40質量部である。該範囲内の場合、初期接着強度に特に優れたポリウレア発泡体を提供できる。加えて、低温下であっても、ポリウレアの樹脂化において、特に高い反応性を有する。
1-2-4. (D) Lewis base compound and/or organometallic compound The content of the total amount of the Lewis base compound and the organometallic compound (or the total amount of resinization catalyst) in the composition for producing polyurea foam is, for example, When the total content of polyamine in the composition for body production is 100 parts by weight, it is 1 to 50 parts by weight, preferably 5 to 40 parts by weight, and more preferably 10 to 40 parts by weight. Within this range, a polyurea foam particularly excellent in initial adhesive strength can be provided. In addition, it has particularly high reactivity in converting polyurea into a resin even at low temperatures.
1-2-5.(Mc)/(Md)比
ここで、ルイス塩基化合物と有機金属化合物(又は樹脂化触媒)との合計質量(Md)に対する、カルボン酸金属塩(又は三量化触媒)の質量(Mc)の比{(Mc)/(Md)}の下限値は、好ましくは、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3であり、上限値は、好ましくは、5、4.5、4、3.5、3、2.5である。該範囲内の場合、初期接着強度に特に優れたポリウレア発泡体を提供できる。加えて、低温下であっても、イソシアヌレート構造の形成及びポリウレアの樹脂化において、特に高い反応性を有する。
1-2-5. (Mc)/(Md) ratio Here, the ratio of the mass (Mc) of the carboxylic acid metal salt (or trimerization catalyst) to the total mass (Md) of the Lewis base compound and the organometallic compound (or resinization catalyst) The lower limit value of {(Mc)/(Md)} is preferably 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, and the upper limit value is preferably 5, 4. 5, 4, 3.5, 3, 2.5. Within this range, a polyurea foam particularly excellent in initial adhesive strength can be provided. In addition, it has particularly high reactivity in the formation of isocyanurate structures and in the resinization of polyurea, even at low temperatures.
1-2-6.(E)発泡剤
ポリウレア発泡体製造用組成物中の発泡剤の含有量は、ポリウレア発泡体製造用組成物中のポリアミンの全含有量を100質量部とした場合、例えば、1~80質量部であり、好適には50~80質量部である。
1-2-6. (E) Blowing agent The content of the blowing agent in the composition for producing polyurea foam is, for example, 1 to 80 parts by mass when the total content of polyamine in the composition for producing polyurea foam is 100 parts by mass. and preferably 50 to 80 parts by mass.
1-2-7.(F)整泡剤
ポリウレア発泡体製造用組成物中の整泡剤の含有量は、ポリウレア発泡体製造用組成物中のポリアミンの全含有量を100質量部とした場合、例えば、0.1~20質量部である。
1-2-7. (F) Foam stabilizer The content of the foam stabilizer in the composition for producing polyurea foam is, for example, 0.1 when the total content of polyamine in the composition for producing polyurea foam is 100 parts by mass. ~20 parts by mass.
1-2-8.(G)難燃剤
ポリウレア発泡体製造用組成物中の難燃剤の含有量は、ポリウレア発泡体製造用組成物中のポリアミンの全含有量を100質量部とした場合、例えば、10~300質量部であり、好ましくは50~250質量部である。該範囲内の場合、ポリウレア発泡体の高い初期接着強度を維持しつつ、高い難燃性を実現できる。以下、各難燃剤について言及する。まず、ポリウレア発泡体製造用組成物中の赤燐の含有量は、ポリウレア発泡体製造用組成物中のポリアミンの全含有量を100質量部とした場合、例えば、100質量部以下であり、5~50質量部が好ましく、25~50質量部がより好ましい。該範囲内の場合、ポリウレア発泡体の高い初期接着強度を維持しつつ、高い難燃性を実現できる。また、リン酸エステル、リン酸塩含有難燃剤、臭素含有難燃剤、ホウ素含有難燃剤、アンチモン含有難燃剤及び金属水酸化物から選ばれる難燃剤の合計の含有量は、ポリウレア発泡体製造用組成物中のポリアミンの全含有量を100質量部とした場合に、例えば、10~200質量部である。該範囲内の場合、ポリウレア発泡体の高い初期接着強度を維持しつつ、高い難燃性を実現できる。
1-2-8. (G) Flame retardant The content of the flame retardant in the composition for producing polyurea foam is, for example, 10 to 300 parts by mass when the total content of polyamine in the composition for producing polyurea foam is 100 parts by mass. and preferably 50 to 250 parts by mass. Within this range, high flame retardance can be achieved while maintaining the high initial adhesive strength of the polyurea foam. Each flame retardant will be mentioned below. First, the content of red phosphorus in the composition for producing polyurea foam is, for example, 100 parts by mass or less, when the total content of polyamine in the composition for producing polyurea foam is 100 parts by mass, and 5 parts by mass or less. ~50 parts by weight is preferred, and 25 to 50 parts by weight is more preferred. Within this range, high flame retardance can be achieved while maintaining the high initial adhesive strength of the polyurea foam. In addition, the total content of flame retardants selected from phosphate esters, phosphate-containing flame retardants, bromine-containing flame retardants, boron-containing flame retardants, antimony-containing flame retardants, and metal hydroxides is the composition for producing polyurea foam. When the total content of polyamine in the product is 100 parts by mass, it is, for example, 10 to 200 parts by mass. Within this range, high flame retardance can be achieved while maintaining the high initial adhesive strength of the polyurea foam.
1-3.物性/組成物
1-3-1.ピーク温度
本形態に係るポリウレア発泡体製造用組成物の下記反応条件におけるピーク温度(ポリウレアを得る際の反応時のピーク温度)は、好ましく40℃以上であり、より好ましくは45℃以上であり、更に好ましくは50℃以上である。尚、上限は特に限定されず、例えば100℃である。ここで、該ピーク温度を測定する際の反応条件は下記の通りである。
(反応条件)
ポリアミン含有組成物{但し、この評価項目においては、ポリアミンと難燃剤(TCPP)と樹脂化触媒とからなる組成物}及びポリイソシアネート(それぞれ5℃に冷却)をポリプロピレン製500mLディスポカップ(直径10cm)内で混合し、ハンドミキサーを使用して回転数3000rpmで10秒間攪拌する。攪拌後、熱電対を使用して系の温度を計測する。ポリウレアが得られるまでの最も高い温度をピーク温度とする。ポリウレア発泡体製造用組成物が上述したポリアミンと樹脂化触媒とを組み合わせることで、上記反応条件におけるピーク温度を得ることができる。
1-3. Physical properties/composition 1-3-1. Peak temperature The peak temperature of the composition for producing polyurea foam according to the present embodiment under the following reaction conditions (peak temperature during reaction to obtain polyurea) is preferably 40°C or higher, more preferably 45°C or higher, More preferably, the temperature is 50°C or higher. Note that the upper limit is not particularly limited, and is, for example, 100°C. Here, the reaction conditions for measuring the peak temperature are as follows.
(Reaction conditions)
A polyamine-containing composition {however, in this evaluation item, a composition consisting of a polyamine, a flame retardant (TCPP), and a resinization catalyst} and a polyisocyanate (each cooled to 5°C) were placed in a polypropylene 500 mL disposable cup (diameter 10 cm). and stirred for 10 seconds at 3000 rpm using a hand mixer. After stirring, measure the temperature of the system using a thermocouple. The highest temperature until polyurea is obtained is defined as the peak temperature. By combining the above-mentioned polyamine and resinization catalyst in the composition for producing a polyurea foam, the peak temperature under the above-mentioned reaction conditions can be obtained.
1-3-2.クリームタイム
本形態に係るポリウレア発泡体製造用組成物の5℃におけるクリームタイムは、例えば、1~120秒であり、好ましくは2~70秒である。ポリウレア発泡体製造用組成物の5℃におけるクリームタイムが該範囲にある場合には、液の流れ性や躯体への濡れ性・接着性を十分に得る点でより優れた効果を奏する。ここで、クリームタイムとは、ポリアミン含有組成物とポリイソシアネートとを混合した時点から、これらの混合物が発泡を開始しクリーム状の液体となり膨張を開始する直前まで、の時間を指す。肉眼で、混合物の溶液の色が白色を帯び始めた時間として測定する。より具体的に説明すると、500mLディスポカップに、ポリアミン、各種触媒、発泡剤、整泡剤、難燃剤を測り取る。これらを混合し、ハンドミキサーを使用して、室温下で回転数1000rpm、5分間攪拌混合を行い、ポリアミン含有組成物(第1液)を作製する。そして、上記のポリアミン含有組成物(第1液)及びポリイソシアネートからなるポリイソシアネート組成物(第2液)を、5℃に設定した冷却庫に保管して、それぞれの温度を5±2℃とする。次に、ポリアミン含有組成物(第1液)とポリイソシアネート組成物(第2液)とを混合し、ハンドミキサーを使用して、回転数3000rpmで3秒間攪拌し、発泡用木箱(170mm×170mm×170mm)に注入して発泡硬化させる。尚、5℃とは、ポリイソシアネートとポリアミン含有組成物とを、それぞれ5℃に保ち混合したことを示す。
1-3-2. Cream time The cream time at 5° C. of the composition for producing a polyurea foam according to the present embodiment is, for example, 1 to 120 seconds, preferably 2 to 70 seconds. When the cream time at 5° C. of the composition for producing a polyurea foam is within this range, more excellent effects can be achieved in terms of obtaining sufficient liquid flowability and wettability and adhesion to the building body. Here, the cream time refers to the time from the time when the polyamine-containing composition and the polyisocyanate are mixed until just before the mixture starts foaming, becomes a creamy liquid, and starts expanding. It is measured with the naked eye as the time when the color of the mixture solution begins to take on a white color. More specifically, polyamine, various catalysts, blowing agent, foam stabilizer, and flame retardant are measured into a 500 mL disposable cup. These are mixed and stirred and mixed for 5 minutes at room temperature at a rotation speed of 1000 rpm using a hand mixer to prepare a polyamine-containing composition (first liquid). Then, the polyamine-containing composition (first liquid) and the polyisocyanate composition (second liquid) made of polyisocyanate were stored in a refrigerator set at 5°C, and the respective temperatures were kept at 5±2°C. do. Next, the polyamine-containing composition (first liquid) and the polyisocyanate composition (second liquid) were mixed, stirred for 3 seconds at a rotation speed of 3000 rpm using a hand mixer, and then placed in a foaming wooden box (170 mm x 170mm x 170mm) and foamed and hardened. In addition, 5 degreeC shows that the polyisocyanate and the polyamine containing composition were each maintained at 5 degreeC, and were mixed.
1-3-3.ライズタイム
本形態に係るポリウレア発泡体製造用組成物の5℃におけるライズタイムは、例えば、1~100秒であり、好ましくは1~50秒である。ここで、5℃におけるライズタイムとは、ポリアミン含有組成物とポリイソシアネートとを5℃で混合攪拌し、発泡を開始させてから、発泡体の発泡高さの変化が完全に停止するまでの時間を表す。より具体的に説明すると、500mLディスポカップに、ポリアミン、各種触媒、発泡剤、整泡剤、難燃剤を測り取る。これらを混合し、ハンドミキサーを使用して、室温下で回転数1000rpm、5分間攪拌混合を行い、ポリアミン含有組成物(第1液)を作製する。そして、上記のポリアミン含有組成物(第1液)及びポリイソシアネートからなるポリイソシアネート組成物(第2液)を、5℃に設定した冷却庫に保管して、それぞれの温度を5±2℃とする。次に、ポリアミン含有組成物(第1液)とポリイソシアネート組成物(第2液)とを混合し、ハンドミキサーを使用して、回転数3000rpmで3秒間攪拌し、発泡用木箱(170mm×170mm×170mm)に注入して発泡硬化させる。
1-3-3. Rise Time The rise time at 5° C. of the composition for producing polyurea foam according to the present embodiment is, for example, 1 to 100 seconds, preferably 1 to 50 seconds. Here, the rise time at 5°C is the time from when the polyamine-containing composition and polyisocyanate are mixed and stirred at 5°C to start foaming until the foaming height of the foam completely stops changing. represents. More specifically, polyamine, various catalysts, blowing agent, foam stabilizer, and flame retardant are measured into a 500 mL disposable cup. These are mixed and stirred and mixed for 5 minutes at room temperature at a rotation speed of 1000 rpm using a hand mixer to prepare a polyamine-containing composition (first liquid). Then, the polyamine-containing composition (first liquid) and the polyisocyanate composition (second liquid) made of polyisocyanate were stored in a refrigerator set at 5°C, and the respective temperatures were kept at 5±2°C. do. Next, the polyamine-containing composition (first liquid) and the polyisocyanate composition (second liquid) were mixed, stirred for 3 seconds at a rotation speed of 3000 rpm using a hand mixer, and then placed in a foaming wooden box (170 mm x 170mm x 170mm) and foamed and hardened.
2.ポリウレア発泡体の製造方法
まず、本形態に係るポリウレア発泡体製造用組成物は、例えば二剤型(2液型)の場合、ポリアミンと、触媒と、発泡剤と、整泡剤と、難燃剤(例えば、赤燐、又は赤燐及びその他の難燃剤)と、必要に応じその他添加成分とを含有する第1液と、ポリイソシアネートを含有する第2液と、を混合して調製する。ポリウレア発泡体製造用組成物の混合方法は、公知の方法でよい。具体的には、容器内で、ポリイソシアネート以外の原料を混合機(例えば、プロペラ式攪拌翼を取り付けた攪拌機)で混合し(例えば、前記攪拌機を用い2000rpmで5分間攪拌する)、ポリアミン含有組成物(第1液)を調製する。続いて、ポリイソシアネート(第2液)とポリアミン含有組成物(第1液)とをそれぞれ所定の温度(例えば、10±1℃)に冷却する。その後、ポリイソシアネートとポリアミン含有組成物とを混合し(例えば、前記攪拌機を用いて2000rpmで5秒間攪拌する)、発泡及び硬化させることで、ポリウレア発泡体を得ることができる。
2. Method for producing polyurea foam First, in the case of a two-component type (two-component type) composition for producing a polyurea foam according to the present embodiment, the composition includes a polyamine, a catalyst, a blowing agent, a foam stabilizer, and a flame retardant. (for example, red phosphorus or red phosphorus and other flame retardants) and other additive components as necessary, and a second solution containing polyisocyanate are prepared by mixing. The composition for producing a polyurea foam may be mixed by any known method. Specifically, raw materials other than the polyisocyanate are mixed in a container using a mixer (e.g., a stirrer equipped with a propeller-type stirring blade) (e.g., stirred at 2000 rpm for 5 minutes using the above-mentioned stirrer), and the polyamine-containing composition is prepared. Prepare a liquid (first solution). Subsequently, the polyisocyanate (second liquid) and the polyamine-containing composition (first liquid) are each cooled to a predetermined temperature (for example, 10±1° C.). Thereafter, a polyurea foam can be obtained by mixing the polyisocyanate and the polyamine-containing composition (for example, stirring at 2000 rpm for 5 seconds using the above-mentioned stirrer), foaming and curing.
尚、吹付工法に用いる場合には、予めポリイソシアネート以外の原料を混合したポリアミン含有組成物(第1液)とポリイソシアネート(第2液)とを、スプレーガンにポンプ等を用いてそれぞれ供給する(この際スプレーガンのノズルを開放する)。そして、スプレーガン内のチャンバーにおいてポリアミン含有組成物とイソシアネートとを混合し、躯体へ吹付を行うことで、ポリウレア発泡体を得ることができる。 In addition, when using the spraying method, a polyamine-containing composition (first liquid) and polyisocyanate (second liquid), which are mixed with raw materials other than polyisocyanate in advance, are supplied to a spray gun using a pump or the like. (Open the spray gun nozzle at this time). A polyurea foam can then be obtained by mixing the polyamine-containing composition and isocyanate in a chamber within a spray gun and spraying the mixture onto the building frame.
3.ポリウレア発泡体
3-1.含有成分
本形態に係るポリウレア発泡体は、カルボン酸金属塩と、ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と、を含有する。尚、これらの成分については、前述の組成物の項目にて述べた通りである。
3. Polyurea foam 3-1. Ingredients The polyurea foam according to the present embodiment contains a carboxylic acid metal salt, a Lewis base compound, and/or an organometallic compound. Incidentally, these components are as described in the above composition section.
3-2.含有量
3-2-1.カルボン酸金属塩
本形態に係るポリウレア発泡体に含まれるカルボン酸金属塩の含有量は、ポリウレア発泡体の全質量を100質量%とした場合、下限値は、例えば、0.01質量%以上、0.05質量%以上、0.1質量%以上、0.25質量%以上、0.5質量%以上、0.75質量%以上であり、上限値は、例えば、20質量%以下、15質量%以下、12.5質量%以下、10質量%以下、7.5質量%以下、5質量%以下、2.5質量%以下である。
3-2. Content 3-2-1. Carboxylic acid metal salt The lower limit of the content of the carboxylic acid metal salt contained in the polyurea foam according to the present embodiment is, for example, 0.01% by mass or more, when the total mass of the polyurea foam is 100% by mass. 0.05% by mass or more, 0.1% by mass or more, 0.25% by mass or more, 0.5% by mass or more, 0.75% by mass or more, and the upper limit is, for example, 20% by mass or less, 15% by mass % or less, 12.5% by mass or less, 10% by mass or less, 7.5% by mass or less, 5% by mass or less, and 2.5% by mass or less.
3-2-2.ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物
本形態に係るポリウレア発泡体に含まれる、ルイス塩基化合物と有機金属化合物との合計含有量は、ポリウレア発泡体の全質量を100質量%とした場合、下限値は、例えば、0.001質量%以上、0.005質量%以上、0.1質量%以上、0.125質量%以上、0.2質量%以上、0.25質量%以上、0.3質量%以上、0.4質量%以上、0.5質量%以上、1質量%以上、1.5質量%以上、2質量%以上、2.5質量%以上であり、上限値は、例えば、20質量%以下、15質量%以下、12.5質量%以下、10質量%以下、7.5質量%以下、5質量%以下である。
3-2-2. Lewis base compound and/or organometallic compound The total content of the Lewis base compound and organometallic compound contained in the polyurea foam according to this embodiment is, when the total mass of the polyurea foam is 100% by mass, The lower limit is, for example, 0.001% by mass or more, 0.005% by mass or more, 0.1% by mass or more, 0.125% by mass or more, 0.2% by mass or more, 0.25% by mass or more, 0. 3% by mass or more, 0.4% by mass or more, 0.5% by mass or more, 1% by mass or more, 1.5% by mass or more, 2% by mass or more, 2.5% by mass or more, and the upper limit is, for example , 20% by mass or less, 15% by mass or less, 12.5% by mass or less, 10% by mass or less, 7.5% by mass or less, and 5% by mass or less.
3-2-3.難燃剤
本形態に係るポリウレア発泡体に含まれる難燃剤の含有量は、ポリウレア発泡体の全質量を100質量%とした場合、例えば、1~60質量%であり、好適には2~45質量%である。該範囲内の場合、ポリウレア発泡体の高い初期接着強度を維持しつつ、高い難燃性を実現できる。また、難燃剤として赤燐を用いる場合、ポリウレア発泡体に含まれる赤燐の含有量は、ポリウレア発泡体の全質量を100質量%とした場合に、例えば、1~30質量%であり、好ましくは2~25質量%である。該範囲内の場合、ポリウレア発泡体の高い初期接着強度を維持しつつ、高い難燃性を実現できる。更に、難燃剤として赤燐と他の難燃剤とを組み合わせて用いる場合、ポリウレア発泡体用組成物中の赤燐の含有量(Fp)と、リン酸エステル、リン酸塩含有難燃剤、臭素含有難燃剤、ホウ素含有難燃剤、アンチモン含有難燃剤及び金属水酸化物から選ばれる難燃剤の合計の含有量(Ft)と、の比(Fp/Ft)は、特に限定されず、例えば、0.01~1であり、好ましくは0.01~0.75であり、より好ましくは0.05~0.75であり、更に好ましくは0.1~0.5である。該範囲内の場合、ポリウレア発泡体の高い初期接着強度を維持しつつ、高い難燃性を実現できる。
3-2-3. Flame Retardant The content of the flame retardant contained in the polyurea foam according to the present embodiment is, for example, 1 to 60% by mass, preferably 2 to 45% by mass, when the total mass of the polyurea foam is 100% by mass. %. Within this range, high flame retardance can be achieved while maintaining the high initial adhesive strength of the polyurea foam. Further, when using red phosphorus as a flame retardant, the content of red phosphorus contained in the polyurea foam is, for example, 1 to 30% by mass, and is preferably 1 to 30% by mass, when the total mass of the polyurea foam is 100% by mass. is 2 to 25% by mass. Within this range, high flame retardance can be achieved while maintaining the high initial adhesive strength of the polyurea foam. Furthermore, when red phosphorus and other flame retardants are used in combination as a flame retardant, the content (Fp) of red phosphorus in the composition for polyurea foam, phosphoric acid ester, phosphate-containing flame retardant, bromine-containing The ratio (Fp/Ft) of the total content (Ft) of flame retardants selected from flame retardants, boron-containing flame retardants, antimony-containing flame retardants, and metal hydroxides is not particularly limited, and is, for example, 0. 01 to 1, preferably 0.01 to 0.75, more preferably 0.05 to 0.75, still more preferably 0.1 to 0.5. Within this range, high flame retardance can be achieved while maintaining the high initial adhesive strength of the polyurea foam.
3-3.密度
ポリウレア発泡体の密度は、本形態の効果を阻害しない限りにおいて特に限定されず、例えば、10~200kg/m3であり、好ましくは10~100kg/m3であり、より好ましくは25~75kg/m3である。ポリウレア発泡体の密度がかかる範囲にある場合には、熱伝導率に優れ、難燃性に優れたポリウレア発泡体を得ることができる。ポリウレア発泡体の密度は、JIS K7222:2005「発泡プラスチック及びゴム-見掛け密度の求め方」に従って測定される。
3-3. Density The density of the polyurea foam is not particularly limited as long as it does not impede the effects of the present embodiment, and is, for example, 10 to 200 kg/m 3 , preferably 10 to 100 kg/m 3 , more preferably 25 to 75 kg. / m3 . When the density of the polyurea foam is within this range, a polyurea foam with excellent thermal conductivity and flame retardancy can be obtained. The density of the polyurea foam is measured according to JIS K7222:2005 "Foamed plastics and rubber - How to determine apparent density."
4.ポリウレア発泡体の用途
本形態に係るポリウレア発泡体の用途は、例えば、建築用途{壁、天井、屋根、床、パイプカバー(住宅配管用発泡断熱材)等};建具(窓、障子、扉戸、ふすま、欄間等);石油及びガス運搬用船舶・貯蔵用タンク;車輛(エンジン、バッテリー、天井、フロア、ドアパネル等);航空機;輸送機;薬剤運搬用保冷バッグ;冷凍・冷蔵室;プラント施設;冷蔵庫等の電化製品;土留壁の、保温材、断熱材、冷熱抵抗緩和材;地盤沈下防止工事や道路建設時の地下充填補強材;トンネルや橋梁、浮桟橋等土木用途注入補修材;不要地下室等の構造部充填材;エネルギー吸収材;防水材;止水材;浮力材;等である。また、木造や鉄筋コンクリート造の建築等では、断熱施工が容易であるため、吹付工法用のポリウレア発泡体として用いることができる。
4. Applications of polyurea foam Applications of the polyurea foam according to this embodiment include, for example, architectural applications {walls, ceilings, roofs, floors, pipe covers (foam insulation materials for residential piping), etc.}; fittings (windows, shoji screens, doors and doors); , sliding doors, transoms, etc.); Ships and storage tanks for oil and gas transportation; Vehicles (engines, batteries, ceilings, floors, door panels, etc.); Aircraft; ;Electrical appliances such as refrigerators;Heat retaining materials, thermal insulation materials, cold-heat resistance mitigation materials for retaining walls;Underground filling reinforcing materials for ground subsidence prevention work and road construction;Injected repair materials for civil engineering applications such as tunnels, bridges, and floating piers;Unnecessary Filling materials for structural parts such as basements; energy absorbing materials; waterproofing materials; water-stopping materials; buoyancy materials; etc. In addition, since it is easy to insulate buildings made of wood or reinforced concrete, it can be used as a polyurea foam for spraying construction methods.
<<ポリウレア発泡体製造用組成物の作製>>
<原料>
(ポリアミン)
・エタキュア420(アルベマール社製、アミン価:529mgKOH/g)
(ポリオール)
・フタル酸エステルポリオール(マキシモールRLK-505、川崎化成工業社製、水酸基価:250mgKOH/g)
(難燃剤)
・トリス(1-クロロ-2-プロピル)ホスフェート(TCPP)
・赤燐
(整泡剤)
・ポリアルキレンエーテルシリコーンコポリマー
(触媒)
・オクチル酸カリウム(三量化触媒)
・1,2-ジメチルイミダゾール(樹脂化触媒)
・1-メチル-4-イソプロピルイミダゾール(樹脂化触媒)
・トリエチレンジアミン(樹脂化触媒)
・ジメチルベンジルアミン(樹脂化触媒)
・ジブチルチンジメルカプチド(R1、R2は、ブチル基;R3、R4は、-SC12H25の構造)(樹脂化触媒)
・2-エチルヘキサン酸ビスマス(樹脂化触媒)
(発泡剤)
・ハイドロフルオロオレフィン
・水
(ポリイソシアネート)
・ミリオネートMR-200(東ソー社製、NCO%:30.9%、クルードMDI*)
・ルプラネートMI(BASF社製、NCO%:33.5%、モノメリックMDI)
*該クルードMDIは、モノメリックMDIを約50質量%含有する。
<<Preparation of composition for producing polyurea foam>>
<Raw materials>
(Polyamine)
・Etacure 420 (manufactured by Albemarle, amine value: 529mgKOH/g)
(polyol)
・Phthalate ester polyol (Maximol RLK-505, manufactured by Kawasaki Chemical Industries, Ltd., hydroxyl value: 250mgKOH/g)
(Flame retardants)
・Tris(1-chloro-2-propyl)phosphate (TCPP)
・Red phosphorus (foam stabilizer)
・Polyalkylene ether silicone copolymer (catalyst)
・Potassium octylate (trimerization catalyst)
・1,2-dimethylimidazole (resinization catalyst)
・1-Methyl-4-isopropylimidazole (resinization catalyst)
・Triethylenediamine (resinization catalyst)
・Dimethylbenzylamine (resinization catalyst)
・Dibutyltin dimercaptide (R 1 and R 2 are butyl groups; R 3 and R 4 are -SC 12 H 25 structure) (resinization catalyst)
・Bismuth 2-ethylhexanoate (resinization catalyst)
(foaming agent)
・Hydrofluoroolefin ・Water (polyisocyanate)
・Millionate MR-200 (manufactured by Tosoh Corporation, NCO%: 30.9%, Crude MDI * )
・Luplanet MI (manufactured by BASF, NCO%: 33.5%, monomeric MDI)
*The crude MDI contains about 50% by mass of monomeric MDI.
<発泡体の作製>
表3及び表4に示す配合に従い、500mLディスポカップに、ポリアミン、各種触媒、発泡剤、整泡剤、難燃剤を測り取った。これらを混合し、ハンドミキサーを使用して、室温下で回転数1000rpm、5分間攪拌混合を行い、ポリアミン含有組成物(第1液)を作製した。そして、上記のポリアミン含有組成物(第1液)及びポリイソシアネートからなるポリイソシアネート組成物(第2液)を、5℃に設定した冷却庫に保管して、それぞれの温度を5±2℃とした。次に、ポリアミン含有組成物(第1液)とポリイソシアネート組成物(第2液)とを混合し、ハンドミキサーを使用して、回転数3000rpmで3秒間攪拌し、発泡用木箱(170mm×170mm×170mm)に注入して発泡硬化させ、発泡体を得た。
<Production of foam>
According to the formulations shown in Tables 3 and 4, polyamines, various catalysts, blowing agents, foam stabilizers, and flame retardants were measured into 500 mL disposable cups. These were mixed and stirred and mixed at room temperature for 5 minutes at a rotation speed of 1000 rpm using a hand mixer to produce a polyamine-containing composition (first liquid). Then, the polyamine-containing composition (first liquid) and the polyisocyanate composition (second liquid) made of polyisocyanate were stored in a refrigerator set at 5°C, and the respective temperatures were kept at 5±2°C. did. Next, the polyamine-containing composition (first liquid) and the polyisocyanate composition (second liquid) were mixed, stirred for 3 seconds at a rotation speed of 3000 rpm using a hand mixer, and then placed in a foaming wooden box (170 mm x 170 mm x 170 mm) and was foamed and cured to obtain a foam.
<<評価>>
以下の評価を各実施例及び比較例について、発泡時の発泡性と、発泡体の特性と、について評価を実施した。尚、ピーク温度、クリームタイム及びライズタイムの評価法については上述したので、他の評価項目における評価法を説明する。
<<Evaluation>>
The following evaluations were carried out for each Example and Comparative Example regarding the foamability during foaming and the characteristics of the foam. Note that since the evaluation methods for peak temperature, cream time, and rise time have been described above, evaluation methods for other evaluation items will be explained.
<発泡体中の残存イソシアネート(NCO)含有量>
上記の製造方法で作製した発泡体から、表層部から2cmを切り落として100mm×100mm×100mmの大きさで、コア部を取り出した。コア部の中心部から、10mm×10mm×10mmの大きさで、試験体を切り出した。この試験体を厚さ2mmまで圧縮して、赤外分光光度計(日本分光、FT/IR-4200)を用いて、赤外線吸収スペクトルを測定した。測定は、ダイヤモンドプリズムを使用したATR法で行い、積算回数を50回、発泡のライズ方向に対して、上部、中心部、底部の3点で測定し、平均値とした。得られた赤外吸収スペクトルから、下記の式及び検出された各ピークの面積を導き、発泡体中の残存イソシアネート含有量を算出した。
残存イソシアネート含有量(%)=P5/(P1+P2+P3+P4)×100 (式―1)
P1: イソシアヌレート構造に由来するピーク面積(波数1410cm-1近傍のヌレート環に由来するピーク、波数が1380~1430cm-1の範囲)
P2: ウレア構造のC=Oに由来するピーク面積(波数が1595cm-1近傍のウレア結合のC=Oに由来するピークの面積、波数が1550~1640cm-1の範囲)
P3: イソシアヌレート構造のC=Oに由来するピーク面積(波数1710cm-1近傍のC=O結合のピークの面積、波数が1680~1730cm-1の範囲)
P4: ウレア構造に含まれるN-Hに由来するピーク面積 (波数1510cm-1近傍のN-Hに由来するピークの面積、波数が1470~1550cm-1の範囲のピーク面積)
P5: イソシアナト基に由来するピーク面積(波数2270cm-1近傍のイソシアナト基に由来するピーク、波数が2160~2380cm-1の範囲)
<Residual isocyanate (NCO) content in foam>
From the foam produced by the above manufacturing method, 2 cm was cut off from the surface layer to take out a core with a size of 100 mm x 100 mm x 100 mm. A test specimen measuring 10 mm x 10 mm x 10 mm was cut out from the center of the core. This specimen was compressed to a thickness of 2 mm, and its infrared absorption spectrum was measured using an infrared spectrophotometer (JASCO Corporation, FT/IR-4200). The measurement was carried out by the ATR method using a diamond prism, and the measurement was carried out 50 times at three points in the rise direction of the foam: the top, the center, and the bottom, and the average value was taken as the average value. From the obtained infrared absorption spectrum, the following formula and the area of each detected peak were derived, and the residual isocyanate content in the foam was calculated.
Residual isocyanate content (%) = P5/(P1+P2+P3+P4)×100 (Formula-1)
P1: Peak area derived from isocyanurate structure (peak derived from nurate ring near wave number 1410 cm -1 , wave number range from 1380 to 1430 cm -1 )
P2: Peak area derived from C=O of the urea structure (area of the peak derived from C=O of the urea bond near the wave number 1595 cm -1 , wave number range from 1550 to 1640 cm -1 )
P3: Peak area derived from C=O of isocyanurate structure (area of peak of C=O bond near wave number 1710 cm -1 , wave number range from 1680 to 1730 cm -1 )
P4: Peak area derived from N-H contained in the urea structure (area of peak derived from N-H near wave number 1510 cm -1 , peak area in the wave number range of 1470 to 1550 cm -1 )
P5: Peak area derived from isocyanato groups (peak derived from isocyanato groups near wave number 2270 cm -1 , wave number range from 2160 to 2380 cm -1 )
<樹脂化反応活性>
(温度プロファイル・固化時間)
ポリアミン含有組成物{本評価では、ポリアミンと難燃剤(TCPP)と樹脂化触媒とからなる組成物}及びポリイソシアネート組成物を5℃に冷却した。ポリアミン含有組成物とポリイソシアネート組成物とをポリプロピレン製500mLディスポカップ(直径10cm)内に投入して、ハンドミキサーにて3000rpmで10秒間攪拌した。熱電対を使用して系の温度を計測し、系が固化するまでの時間をストップウォッチで計測した。
<Resinization reaction activity>
(Temperature profile/solidification time)
The polyamine-containing composition (in this evaluation, a composition consisting of a polyamine, a flame retardant (TCPP), and a resinization catalyst) and the polyisocyanate composition were cooled to 5°C. The polyamine-containing composition and the polyisocyanate composition were placed in a 500 mL polypropylene disposable cup (diameter 10 cm), and stirred for 10 seconds at 3000 rpm using a hand mixer. The temperature of the system was measured using a thermocouple, and the time until the system solidified was measured using a stopwatch.
(可溶部のGPC測定)
各実施例及び比較例で得られた固化物を、テトラヒドロフラン(THF)に、濃度0.5wt%となるように添加した。THF中23℃で24h振とう攪拌して、可溶成分を抽出した。不溶成分をろ過で除去したのち、GPC(ゲル透過クロマトグラフィー、HLC-8320、東ソー社製)を使用して、可溶成分の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)を測定した。測定は、移動相:テトラヒドロフラン(THF)、流速:0.35mL/min、送液圧:4.0MPa、内部標準物質:ポリスチレン、測定用カラム:ポリスチレンゲルカラム(東ソー社製、TSKgel SuperMultiporeHZ-N)、検出器: UV(波長: 254nm)、で実施した。
(GPC measurement of soluble part)
The solidified products obtained in each Example and Comparative Example were added to tetrahydrofuran (THF) at a concentration of 0.5 wt%. The mixture was shaken and stirred in THF at 23°C for 24 hours to extract soluble components. After removing insoluble components by filtration, the number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw), and molecular weight distribution ( Mw/Mn) was measured. For measurement, mobile phase: tetrahydrofuran (THF), flow rate: 0.35 mL/min, liquid feeding pressure: 4.0 MPa, internal standard substance: polystyrene, measurement column: polystyrene gel column (manufactured by Tosoh Corporation, TSKgel SuperMultipore HZ-N). , detector: UV (wavelength: 254 nm).
<密度>
上記の製造方法で作製した発泡体から、表層部から2cmを切り落として100mm×100mm×100mmの大きさで、コア部を取り出した。コア部の体積を求めるため、縦、横、厚みをノギスで測定した。次に、電子天秤を使用して、小数点以下第2位までコア部の重量を測定した。そして、得られた体積及び重量から、密度を算出した。
<Density>
From the foam produced by the above manufacturing method, 2 cm was cut off from the surface layer to take out a core with a size of 100 mm x 100 mm x 100 mm. To determine the volume of the core, the length, width, and thickness were measured using calipers. Next, the weight of the core portion was measured to the second decimal place using an electronic balance. Then, the density was calculated from the obtained volume and weight.
<低温接着性(5℃)>
各実施例及び比較例で作製したポリアミン含有組成物とポリイソシアネート化合物とを、簡易ハンドスプレーを用いて、下記の手順で評価を行った。
1)スタティックミキサー付き2液混合用カートリッジに、ポリアミン含有組成物とポリイソシアネート化合物とを充填した。
2)冷凍庫内で、表面温度が5℃となるように合板を冷却し、スプレーガンで吹付し、発泡体を形成した。
3)発泡体を、縦60mm×横10mmの大きさで切り出し、接着強度をフォースゲージ(アマノ製、500N)で測定した。
<Low temperature adhesion (5℃)>
The polyamine-containing compositions and polyisocyanate compounds prepared in each Example and Comparative Example were evaluated using a simple hand sprayer according to the following procedure.
1) A two-liquid mixing cartridge equipped with a static mixer was filled with a polyamine-containing composition and a polyisocyanate compound.
2) The plywood was cooled in a freezer to a surface temperature of 5°C and sprayed with a spray gun to form a foam.
3) The foam was cut out to a size of 60 mm long x 10 mm wide, and the adhesive strength was measured using a force gauge (manufactured by Amano, 500 N).
<圧縮強度>
各実施例及び比較例で作製したポリアミン含有組成物とポリイソシアネート化合物とを、簡易ハンドスプレーを用いて、下記の手順で評価を行った。
1)スタティックミキサー付き2液混合用カートリッジに、ポリアミン含有組成物とポリイソシアネート化合物とを充填した。
2) 冷凍庫内で、表面温度が5℃となるようにアルミ板(幅210mm×奥行300mm×厚さ10mm)を冷却し、スプレーガンで吹付し、発泡硬化させ発泡体を得た。
3)得られた発泡体の上部表面から2cmを切り落とし、幅5cm×奥行5cm×厚さ4cmでサンプルを切り出した。
4)JIS A9526に記載の圧縮強さの測定方法に準拠して測定を行った。
<Compressive strength>
The polyamine-containing compositions and polyisocyanate compounds prepared in each Example and Comparative Example were evaluated using a simple hand sprayer according to the following procedure.
1) A two-liquid mixing cartridge equipped with a static mixer was filled with a polyamine-containing composition and a polyisocyanate compound.
2) An aluminum plate (width 210 mm x depth 300 mm x thickness 10 mm) was cooled in a freezer to a surface temperature of 5° C. and sprayed with a spray gun to foam and harden to obtain a foam.
3) 2 cm was cut off from the upper surface of the obtained foam, and a sample was cut out with a size of 5 cm width x 5 cm depth x 4 cm thickness.
4) Measurement was performed in accordance with the method for measuring compressive strength described in JIS A9526.
<脆性>
各実施例及び比較例で作製したポリアミン含有組成物とポリイソシアネート化合物とを、簡易ハンドスプレーを用いて、下記の手順で評価を行った。
1)スタティックミキサー付き2液混合用カートリッジに、ポリアミン含有組成物とポリイソシアネート化合物とを充填した。
2)冷凍庫内で、表面温度が5℃となるようにアルミ板(幅210mm×奥行300mm×厚さ10mm)を冷却し、スプレーガンで吹付し、発泡硬化させ発泡体を得た。
3)Φ10mmの円盤上のプローブを取付けたフォースゲージで、50Nの荷重をフォーム上部のスキン層に3秒間与え、フォースゲージをフォームから離した。
4)フォースゲージを当てた部分において、フォームのスキン層が脆く、崩壊したものを「脆性有」、崩壊しないものを「脆性無」とした。
<Brittleness>
The polyamine-containing compositions and polyisocyanate compounds prepared in each Example and Comparative Example were evaluated using a simple hand sprayer according to the following procedure.
1) A two-liquid mixing cartridge equipped with a static mixer was filled with a polyamine-containing composition and a polyisocyanate compound.
2) An aluminum plate (width 210 mm x depth 300 mm x thickness 10 mm) was cooled in a freezer to a surface temperature of 5° C. and sprayed with a spray gun to foam and harden to obtain a foam.
3) A load of 50 N was applied to the skin layer on the upper part of the foam for 3 seconds using a force gauge equipped with a probe on a disc having a diameter of 10 mm, and the force gauge was separated from the foam.
4) In the area where the force gauge was applied, the skin layer of the foam was brittle and collapsed, which was classified as "brittle", and the part that did not collapse was classified as "not brittle."
結果を表3及び表4に示す。また、図1に、ポリイソシアネート組成物とポリアミン組成物とからポリウレアを得る際の反応時のピーク温度の結果(樹脂化反応活性の「温度プロファイル」の評価項目)を示す。 The results are shown in Tables 3 and 4. Further, FIG. 1 shows the results of the peak temperature during the reaction when polyurea is obtained from a polyisocyanate composition and a polyamine composition (evaluation item of "temperature profile" of resin-forming reaction activity).
Claims (8)
カルボン酸金属塩と、
ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と
を含有するポリアミン含有組成物。 polyamine and
carboxylic acid metal salt,
A polyamine-containing composition containing a Lewis base compound and/or an organometallic compound.
樹脂化触媒と
を含有するポリアミン含有組成物であって、下記反応条件における、ポリイソシアネートと前記組成物とからポリウレアを得る際の反応時のピーク温度が40℃以上となるポリアミン含有組成物。
(反応条件)
前記組成物及び前記ポリイソシアネート(それぞれ5℃に冷却)をポリプロピレン製500mLディスポカップ(直径10cm)内で混合し、ハンドミキサーを使用して回転数3000rpmで10秒間攪拌する。攪拌後、熱電対を使用して系の温度を計測する。ポリウレアが得られるまでの最も高い温度をピーク温度とする。 polyamine and
A polyamine-containing composition containing a resin-forming catalyst, the polyamine-containing composition having a peak temperature of 40° C. or higher during the reaction when polyurea is obtained from a polyisocyanate and the composition under the following reaction conditions.
(Reaction conditions)
The composition and the polyisocyanate (each cooled to 5° C.) are mixed in a 500 mL polypropylene disposable cup (10 cm in diameter) and stirred for 10 seconds at 3000 rpm using a hand mixer. After stirring, measure the temperature of the system using a thermocouple. The highest temperature until polyurea is obtained is defined as the peak temperature.
第2液として、ポリイソシアネートを含有する組成物と
を含む2液型ウレア樹脂組成物。 The polyamine-containing composition according to claim 1 or 2 as the first liquid, or the polyamine-containing composition according to claim 3, which further contains a trimerization catalyst as the first liquid;
A two-part urea resin composition comprising, as a second part, a composition containing polyisocyanate.
ポリアミンと、
カルボン酸金属塩と、
ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と
を含有するウレア樹脂組成物からポリウレア発泡体を製造する方法。 polyisocyanate and
polyamine and
carboxylic acid metal salt,
A method for producing a polyurea foam from a urea resin composition containing a Lewis base compound and/or an organometallic compound.
ルイス塩基化合物、及び/又は、有機金属化合物と
を含有するポリウレア発泡体。 carboxylic acid metal salt,
A polyurea foam containing a Lewis base compound and/or an organometallic compound.
The polyurea foam according to claim 7, wherein the Lewis base compound is an amine compound.
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2023
- 2023-05-26 JP JP2023087192A patent/JP2023184459A/en active Pending
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