JP2654651B2 - Method for producing high hardness and flame retardant flexible polyurethane slab foam with low compression set - Google Patents
Method for producing high hardness and flame retardant flexible polyurethane slab foam with low compression setInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、圧縮永久歪みの少ない高硬度高難燃性軟
質ポリウレタンスラブフォームの製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a high-hardness / high-flame-retardant flexible polyurethane slab foam having a small compression set.
（従来の技術） 軟質ポリウレタンスラブフォームは、クッション材を
始めとして幅広く用いられているが、用途によっては、
25％圧縮硬さが15kg/314cm2以上からなる高硬度のもの
が必要とされることがあり、近年そのような高硬度軟質
ポリウレタンスラブフォームの需要が増大している。(Prior art) Flexible polyurethane slab foam is widely used, including cushioning materials, but depending on the application,
High hardness having a 25% compression hardness of 15 kg / 314 cm 2 or more may be required, and the demand for such a high hardness flexible polyurethane slab foam has been increasing in recent years.
とろろが、軟質ポリウレタンスラブフォーム用のポリ
オールとして従来より多用されている分子量3000のポリ
オキシプロピレングリコール（PPG−3000）を用いて、
高硬度軟質ポリウレタンスラブフォームを製造しようと
しても、25％硬さが15kg/314cm2以上のものを得ること
ができなかった。By using polyoxypropylene glycol (PPG-3000) with a molecular weight of 3000, which has been widely used as a polyol for flexible polyurethane slab foam,
Even if an attempt was made to produce a high-hardness flexible polyurethane slab foam, one having a 25% hardness of 15 kg / 314 cm 2 or more could not be obtained.
そこで本発明者は、ポリエーテルポリオールにビニル
化合物をグラフト重合してなるポリマーポリオールをポ
リオールとして用いることにより、ポリウレタンスラブ
フォームの硬さを高めることができるのではないかと考
え、更に、製造時の軟質ポリウレタンフォーム内が150
℃以上の高温になることを考慮し、前記ビニル化合物と
してのアクリルニトリル成分を耐熱性に劣る理由から減
らして、アクリルニトリルとスチレンのコポリマーから
なるポリマーポリオールを用いて軟質ポリウレタンスラ
ブフォームの製造を試みたところ、25％圧縮硬さが15kg
/314cm2以上の高硬度軟質ポリウレタンスラブフォーム
を得ることができた。Therefore, the present inventor thought that by using a polymer polyol obtained by graft-polymerizing a vinyl compound to a polyether polyol as the polyol, the hardness of the polyurethane slab foam could be increased. 150 in polyurethane foam
Considering the high temperature of ℃ or more, reducing the acrylonitrile component as the vinyl compound because of poor heat resistance, tried to produce a flexible polyurethane slab foam using a polymer polyol composed of a copolymer of acrylonitrile and styrene After 25% compression hardness is 15kg
A high hardness flexible polyurethane slab foam of / 314 cm 2 or more was obtained.
（発明が解決しようとする問題点） ところが前記のようにして得られる高硬度軟質ポリウ
レタンスラブフォームは、その用途によっては高い難燃
性が求められることがある。(Problems to be Solved by the Invention) However, the high hardness flexible polyurethane slab foam obtained as described above may be required to have high flame retardancy depending on the application.
そこで、従来軟質ポリウレタンスラブフォーム用難燃
剤として多用されている、ハロゲン含有ジホスフェース
系難燃剤、例えばテトラミス（２−クロロエチル）エチ
レンジホスフェートを添加して前記高硬度軟質ポリウレ
タンスラブフォームを製造したところ、その難燃剤の添
加量がある量以上になると、得られる高硬度軟質ポリウ
レタンスラブフォームの高温時における圧縮永久歪みが
著しく悪化することが判明した。その理由は明らかでは
ないが、ハロゲン含有ジホスフェート系難燃燃剤が、ポ
リマーポリオール中のポリマーを変形させたり、ポリマ
ー同士の接着を引き起こすためと推察される。従って、
高温時の圧縮永久歪みが問題となる用途については、難
燃剤の添加量が少量に限定されるため、難燃性の高い高
硬度軟質ポリウレタンスラブフォームを得られない問題
がある。Therefore, when a halogen-containing diphosphoric flame retardant, for example, tetramis (2-chloroethyl) ethylene diphosphate, which has been frequently used as a conventional flame retardant for flexible polyurethane slab foam, was added to produce the high-hardness flexible polyurethane slab foam, It has been found that when the amount of the flame retardant added exceeds a certain amount, the compression set of the obtained high-hardness flexible polyurethane slab foam at a high temperature is significantly deteriorated. Although the reason is not clear, it is supposed that the halogen-containing diphosphate-based flame retardant deforms the polymers in the polymer polyol or causes adhesion between the polymers. Therefore,
For applications in which compression set at high temperatures becomes a problem, the amount of the flame retardant to be added is limited to a small amount, so that there is a problem that a high hardness flexible polyurethane slab foam having high flame retardancy cannot be obtained.
本発明は前記の点に鑑み、高温時における圧縮永久歪
みの少ない高硬度高難燃性ポリウレタンスラブフォーム
の製造方法を提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a method for producing a high-hardness and high-flame-retardant polyurethane slab foam having a small compression set at a high temperature.
（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨は、ポリオール、発泡剤、触媒、難燃
剤、整泡剤等を主成分とするＡ成分と、有機ポリイソシ
アネートを主成分とするＢ成分とを反応させて高硬度高
難燃整軟質ポリウレタンスラブフォームを製造する方法
において、水酸基価が20〜60mgKOH/g、該ポリオール中
のポリマー含量が20〜50重量％であって、グラフト重合
されたポリマー中のスチレンの含量が70〜80％であり、
ポリオール全体の20〜55重量％以上をアクリルニトリル
−スチレンコポリマー系のポリマーポリオールとし、難
燃剤をハロゲン含有モノフォスフェート系難燃剤とし、
該難燃剤を14〜20重量％とすることを特徴とする圧縮永
久歪みの少ない高硬度高難燃性軟質ポリウレタンスラブ
フォームの製造方法にある。(Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to provide an A component mainly composed of a polyol, a foaming agent, a catalyst, a flame retardant, a foam stabilizer and the like, and a B component mainly composed of an organic polyisocyanate. Wherein the hydroxyl value is 20 to 60 mg KOH / g, the polymer content in the polyol is 20 to 50% by weight, and the graft-polymerized polymer is obtained. The content of styrene in 70-80%,
20 to 55% by weight or more of the entire polyol is an acrylonitrile-styrene copolymer-based polymer polyol, and the flame retardant is a halogen-containing monophosphate-based flame retardant;
A method for producing a high-hardness, high-flame-retardant flexible polyurethane slab foam having a small compression set, characterized in that the flame retardant is contained in an amount of 14 to 20% by weight.
（作 用） 本発明において、ポリオール全体の20〜55重量％以上
をアクリルニトリル−スチレンコポリマー系のポリマー
ポリオールとしたのは、該ポリマーポリオールを20重量
％未満とすると、得られる軟質ポリウレタンスラブフォ
ームの25％圧縮硬さが15kg/314cm2よりも低くなるから
である。(Action) In the present invention, the acrylonitrile-styrene copolymer-based polymer polyol accounts for 20 to 55% by weight or more of the total polyol, provided that the polymer polyol is less than 20% by weight. This is because the 25% compression hardness becomes lower than 15 kg / 314 cm 2 .
また、ポリマーポリオールをアクリルニトリル−スチ
レンコポリマー系としたのは、ポリマーを構成するアク
リルニトリルが、耐熱性に劣るのみならずコーチを生じ
易いためその量を少なくするのが好ましい反面、ポリマ
ーポリオールの製造上においては好ましい成分であると
いう二面性を有するため、その両者を考慮してアクリル
ニトリルの割合を減らそうとしたことによる。なお、前
記理由からグラフト重合されるスチレンの割合は70〜80
％とするのが好ましい。該ポリマーポリオールとして
は、通常水酸基価が20〜60、ポリマー含量が20〜50％以
上、グラフト重合されたポリマー中のスチレンの含量が
70〜80％以上のものが好ましい。In addition, the reason why the polymer polyol is an acrylonitrile-styrene copolymer system is that acrylonitrile constituting the polymer is not only inferior in heat resistance but also easily produces coach, so it is preferable to reduce the amount thereof, but on the other hand, production of polymer polyol This is due to the fact that the ratio of acrylonitrile was reduced in consideration of both of these factors because of the duality of being a preferable component. The ratio of styrene to be graft-polymerized for the above reason is 70 to 80.
% Is preferable. The polymer polyol generally has a hydroxyl value of 20 to 60, a polymer content of 20 to 50% or more, and a styrene content in the graft-polymerized polymer.
70-80% or more is preferable.
またポリマーポリオールと併用されるポリオールは、
得られる高硬度高難燃性ポリウレタンスラブフォームの
硬さを調整するために用いられるもので、求められる硬
さによっては不要の場合もある。そのポリオールとして
は、通常軟質ポリウレタンフォーム用ポリオールとして
汎用されている、平均分子量3000前後のポリエーテルが
使用される。The polyol used in combination with the polymer polyol,
It is used to adjust the hardness of the resulting high hardness and flame retardant polyurethane slab foam, and may not be necessary depending on the required hardness. As the polyol, a polyether having an average molecular weight of about 3000, which is generally used as a polyol for a flexible polyurethane foam, is used.
一方、難燃剤としてハロゲン含有モノホスフェート系
を用いるのは、それによって得られる高硬度難燃性ポリ
ウレタンスラブフォームが、ハロゲン含有ジホスフェー
ト系を用いて得られるポリウレタンスラブフォームより
も、高温時における圧縮永久歪みの悪化が少ないこと
を、本発明の研究中に見いだしたからである。したがっ
て、ハロゲン含有モノホスフェート系難燃剤を用いるこ
とにより、高温時における圧縮永久歪みの悪化を生じる
ことなく、その難燃剤の添加量を増加させて難燃性を高
めることができるため、高難燃性の高硬度軟質ポリウレ
タンスラブフォームを得ることができる。ハロゲン含有
モノホスフェート系難燃剤としては、たとえばトリス
（2,3−ジクロロプロピル）ホスフェート、トリス（２
−クロロプロピル）ホスフェート、トリス（２−クロロ
エチル）ホスフェート等が挙げられる。なおその難燃剤
の添加量は、製品に求められる難燃性等によって定まる
ものであるが、14〜20重量部程度とされる。On the other hand, the use of a halogen-containing monophosphate system as a flame retardant is such that the high-hardness flame-retardant polyurethane slab foam obtained thereby has a higher compression set at high temperatures than the polyurethane slab foam obtained using a halogen-containing diphosphate system. This is because it was found during the study of the present invention that the deterioration of distortion was small. Therefore, by using the halogen-containing monophosphate flame retardant, the flame retardancy can be increased by increasing the amount of the flame retardant without deteriorating the compression set at a high temperature. High rigidity flexible polyurethane slab foam can be obtained. Examples of halogen-containing monophosphate flame retardants include tris (2,3-dichloropropyl) phosphate and tris (2
-Chloropropyl) phosphate, tris (2-chloroethyl) phosphate and the like. The amount of the flame retardant to be added is determined by the flame retardancy required for the product and the like, but is about 14 to 20 parts by weight.
また、その他のＡ成分である発泡剤、触媒、整泡剤、
あるいはＢ成分としての有機ポリイソシアネート等は、
通常軟質ポリウレタンスラブフォーム用として用いられ
ているのものが使用される。例えば、発泡剤としては水
あるいはハロゲン化炭化水素等、触媒としては３級アミ
ン類あるいは有機すず化合物等、製泡剤としてはシリコ
ン類、有機ポリイソシアネートとしてはトリレンジイソ
シアネート（T.D.I）等である。Further, other A components such as a foaming agent, a catalyst, a foam stabilizer,
Alternatively, the organic polyisocyanate as the component B,
What is usually used for flexible polyurethane slab foam is used. For example, water or a halogenated hydrocarbon is used as a foaming agent, a tertiary amine or an organic tin compound is used as a catalyst, silicons are used as a foaming agent, and tolylene diisocyanate (TDI) is used as an organic polyisocyanate.
（実施例） 以下実施例について説明する。Example An example will be described below.
Ａ成分 〇ポリオール ・アクリルニトリル−スチレンコポリマー系ポリマーポ
リオール ・・50 ・ポリオキシプロピレングリコール ・・50 （分子量:3000、３官能） 〇触媒 ・トリエチレンジアミン ・・0.1 〇発泡剤 ・水 ・・3.5 〇整泡剤 ・シリコーン油 ・・1.0 〇難燃剤 ・トリス（2,2−ジクロロピル）ホスフェート ・・14 Ｂ成分 ・トリレンジイソシアネートＴ−80 ・・50 前記の配合により発泡を行ったところ、密度30kg/
m3、25％圧縮硬さ22.4kg/314cm2、50％圧縮による25℃
における圧縮永久歪み2.4mm、70℃における圧縮永久歪
み4.5mmの高硬度高難燃性ポリウレタンスラブフォーム
が得られた。A component 〇 polyol ・ Acrylic nitrile-styrene copolymer polymer polyol ・ ・ 50 ・ Polyoxypropylene glycol ・ ・ 50 (Molecular weight: 3000, trifunctional) 〇Catalyst ・ Triethylenediamine ・ ・ 0.1 〇Blowing agent ・ Water ・ ・ 3.5 〇Foam stabilizer ・ Silicone oil ・ ・ 1.0 〇Flame retardant ・ Tris (2, 2-Dichloropyr) phosphate ··· 14 B component · Tolylene diisocyanate T-80 ··· 50 When foaming was performed by the above blending, the density was 30 kg /
m 3 , 25% compression hardness 22.4kg / 314cm 2 , 25 ° C with 50% compression
Thus, a high hardness and flame retardant polyurethane slab foam having a compression set of 2.4 mm and a compression set of 4.5 mm at 70 ° C. was obtained.
また、ジホスフェート系難燃剤を用いた場合と、この
発明におけるモノホスフェート系難燃剤を用いた場合と
の圧縮永久歪みの違いを確認するため、前記配合中、難
燃剤についてのみその種類および添加量を変化させて軟
質ポリウレタンスラブフォームを製造し、それらの50％
圧縮永久歪みを25℃および70℃で調べた。第１表にその
結果を示す。Also, in order to confirm the difference in compression set between the case of using the diphosphate-based flame retardant and the case of using the monophosphate-based flame retardant in the present invention, only the type and amount of the flame retardant in the above-mentioned compounding were used. To produce flexible polyurethane slab foam, 50% of them
Compression set was examined at 25 ° C and 70 ° C. Table 1 shows the results.
（発明の効果） 前記のように、本発明によれば難燃剤の大量添加によ
り、高温時における圧縮永久歪みの悪化が少なくかつ難
燃性の高い高硬度軟質ポリウレタンスラブフォームを得
ることができるため、高温時の圧縮永久歪みおよび難燃
性が問題となる用途についても高硬度軟質ポリウレタン
スラブフォームの使用が可能になる効果がある。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, by adding a large amount of a flame retardant, it is possible to obtain a high-hardness flexible polyurethane slab foam with little deterioration in compression set at high temperatures and high flame retardancy. In addition, the use of a high-hardness flexible polyurethane slab foam is effective for applications in which compression set and flame retardancy at high temperatures are problematic.
Claims (1)
剤等を主成分とするＡ成分と、有機ポリイソシアネート
を主成分とするＢ成分とを反応させて高硬度高難燃性軟
質ポリウレタンスラブフォームを製造する方法におい
て、水酸基価が20〜60mgKOH/g、該ポリオール中のポリ
マー含量が20〜50重量％であって、グラフト重合された
ポリマー中のスチレンの含量が70〜80％であり、ポリオ
ール全体の20〜55重量％以上をアクリルニトリル−スチ
レンコポリマー系のポリマーポリオールとし、難燃剤を
ハロゲン含有モノフォスフェート系難燃剤とし、該難燃
剤を14〜20重量％とすることを特徴とする圧縮永久歪み
の少ない高硬度高難燃性軟質ポリウレタンスラブフォー
ムの製造方法。1. A high-hardness, high-flame-retardant soft component obtained by reacting an A component mainly composed of a polyol, a foaming agent, a catalyst, a flame retardant, a foaming agent, etc. with a B component mainly composed of an organic polyisocyanate. In the method for producing a polyurethane slab foam, the hydroxyl value is 20 to 60 mgKOH / g, the polymer content in the polyol is 20 to 50% by weight, and the styrene content in the graft-polymerized polymer is 70 to 80%. Yes, 20 to 55% by weight or more of the entire polyol is an acrylonitrile-styrene copolymer type polymer polyol, the flame retardant is a halogen-containing monophosphate type flame retardant, and the flame retardant is 14 to 20% by weight. A method for producing a high hardness, high flame retardant flexible polyurethane slab foam having a small compression set.
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| JPH01168719A JPH01168719A (en) | 1989-07-04 |
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1987
- 1987-12-25 JP JP62328500A patent/JP2654651B2/en not_active Expired - Lifetime
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