JP2710368B2 - Flame retardant polyurethane foam - Google Patents

Flame retardant polyurethane foam

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JP2710368B2
JP2710368B2 JP63306796A JP30679688A JP2710368B2 JP 2710368 B2 JP2710368 B2 JP 2710368B2 JP 63306796 A JP63306796 A JP 63306796A JP 30679688 A JP30679688 A JP 30679688A JP 2710368 B2 JP2710368 B2 JP 2710368B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は難燃性の改善されたポリウレタンフォームに
関するもので、本発明のポリウレタンフォームはクッシ
ョン材、保温材、建材などに利用するのに適している。
The present invention relates to a polyurethane foam having improved flame retardancy, and the polyurethane foam of the present invention is suitable for use as a cushioning material, a heat insulating material, a building material, and the like. ing.

[従来の技術] ポリウレタンフォームの中、軟質フォームは、ソフ
ァ、マットレス、自動車用シートなど各種のクッション
材として利用されており、又、硬質フォームは例えば、
電気冷蔵庫の保温材、保温パネル等の建材として従来よ
りその優れた特性を活かして各種の分野に利用されてい
る。
[Prior Art] Among polyurethane foams, flexible foams are used as various cushioning materials such as sofas, mattresses, automobile seats, and rigid foams include, for example,
It has been used in various fields as a building material such as a heat insulating material and a heat insulating panel of an electric refrigerator, taking advantage of its excellent characteristics.

しかしこのフォーム材料にも種々の問題点が指摘され
ており、とりわけ近年の火災による災害予防の観点か
ら、特に燃焼に対する抵抗性の点で改善が要望されてき
た。
However, various problems have been pointed out with this foam material, and from the viewpoint of preventing disasters caused by fires in recent years, improvement in resistance to combustion has been demanded.

この難燃性を高める要求に対して、これまでに各種の
試みがなされ、又提案されている。例えば、 発泡成型されたポリウレタンをリン酸化合物、ハロゲ
ン化合物、水酸化アルミニウム等の水溶液あるいはエマ
ルジョン中に含浸、乾燥する方法。
Various attempts have been made and proposed to meet the demand for enhancing the flame retardancy. For example, a method of impregnating and drying a foamed polyurethane in an aqueous solution or emulsion of a phosphoric acid compound, a halogen compound, aluminum hydroxide or the like.

ポリウレタンフォーム中にハロゲン化合物、ハロゲン
化リン酸エステル化合物、金属水酸化物、金属酸化物、
三酸化アンチモン等を含有させる物理的な方法、 原料の一つであるポリオールとして含リンポリオー
ル、含ハロゲンポリオールを用いたり、フォーム中にイ
ソシアネートの三量体であるイソシアヌレート基等の耐
熱性構造体を形成させるなどの化学的な方法が知られて
いる。
Halogen compound, halogenated phosphate compound, metal hydroxide, metal oxide,
Physical method of containing antimony trioxide, etc., Use of phosphorus-containing polyols and halogen-containing polyols as polyols as one of the raw materials, and heat-resistant structures such as isocyanurate groups which are trimers of isocyanate in the foam Chemical methods such as the formation of are known.

また、かかる目的を達成する別の手段として、米国特
許第3,574,644号にはウレタン製品に熱膨張性黒鉛を添
加することにより難燃性を高める方法が提案されてお
り、米国特許第4,698,369号にも同様の提案がなされて
いる。
Further, as another means for achieving such an object, U.S. Pat.No. 3,574,644 proposes a method of increasing flame retardancy by adding thermally expandable graphite to urethane products, and U.S. Pat. Similar proposals have been made.

本発明者らは難燃性の優れたポリウレタンフォームに
ついて種々検討を重ねた結果、従来公知である、前記熱
膨張性黒鉛を添加する方法によって、炎に接した際に熱
膨張性黒鉛が急激に膨張してポリウレタンフォームの燃
焼が抑制され、また延焼が防止される優れた難燃性を有
するポリウレタンフォーム製品が得られることを認め
た。
The present inventors have conducted various studies on a polyurethane foam having excellent flame retardancy, and as a result, the method of adding the thermally expandable graphite, which is conventionally known, causes the thermally expandable graphite to rapidly increase upon contact with a flame. It was confirmed that a polyurethane foam product having excellent flame retardancy, which expands to suppress the burning of the polyurethane foam and prevent the spread of fire, can be obtained.

しかしながら、従来公知公用の方法で得られる熱膨張
性黒鉛は、ウレタン製品に対する優れた難燃化の効果は
認められるものの、ウレタン製品の製造に際し、次のよ
うな問題点を有することを見出した。
However, it has been found that the heat-expandable graphite obtained by a conventionally known and used method has the following problems when producing a urethane product, although an excellent flame retarding effect on a urethane product is recognized.

即ち、熱膨張性黒鉛は通常、黒鉛の層間に存在する硫
酸の他に遊離硫酸を含有するため酸性を呈し、これがた
めにポリウレタンフォームを成形する際、触媒を失活さ
せ反応性を低下させる。その結果、所望の反応時間で反
応が進行しなかったり、また得られたフォームの特性、
例えば気泡の形成具合、圧縮強度などの機械強度が低下
する。
That is, the heat-expandable graphite usually shows acidity because it contains free sulfuric acid in addition to the sulfuric acid existing between the layers of the graphite, which deactivates the catalyst and reduces the reactivity when molding the polyurethane foam. As a result, the reaction does not proceed in the desired reaction time, or the properties of the obtained foam,
For example, mechanical strength such as the degree of formation of bubbles and compressive strength is reduced.

この問題は、失活する触媒量に見合った触媒を新たに
追加することにより解決することがある程度可能であ
る。また、前記米国特許第3,574,644号には、フィルム
形成性のラテックス、エマルジョンに酸性の熱膨張性黒
鉛を添加することは安定性をそこなうので、この混合系
をアンモニアで中和するか、あるいは、熱膨張性黒鉛を
予めアンモニアと接触させた後に用いることが記載され
ており、熱膨張性黒鉛の酸性を塩基性の物質で中和する
ことが示唆されている。
This problem can be solved to some extent by adding a new catalyst corresponding to the amount of deactivated catalyst. Also, in the above-mentioned U.S. Pat. No. 3,574,644, the addition of acidic heat-expandable graphite to a film-forming latex or emulsion degrades stability, so that the mixed system is neutralized with ammonia or heated. It is described that the expandable graphite is used after being brought into contact with ammonia in advance, and it is suggested that the acidity of the thermally expandable graphite is neutralized with a basic substance.

しかしながら、前者の触媒を追加する方法では、ウレ
タン発泡システムの配合組成を変更することになり、作
業工程が増加するため好ましくない。また、本発明者ら
の実験結果によると、後者の中和する方法では、アンモ
ニアによる中和により触媒の失活をある程度防ぐことが
できるが十分でなく、特にアンモニアをポリオール中に
添加すると、経時的に触媒失活の度合が増すことが判
り、作業上極めて都合が悪いことが明らかとなった。
However, the former method of adding the catalyst is not preferable because the composition of the urethane foaming system is changed and the number of working steps is increased. According to the experimental results of the present inventors, the latter method of neutralization can prevent catalyst deactivation to some extent by neutralization with ammonia, but is not sufficient. It was found that the degree of catalyst deactivation increased, and it was evident that the operation was extremely inconvenient.

これは、中和により生成するとみられる硫酸アンモニ
ウムがウレタン化反応の際発生する反応熱により分解
し、生じた硫酸が触媒の失活を惹起すると考えられる。
This is thought to be because ammonium sulfate, which is expected to be generated by neutralization, is decomposed by the heat of reaction generated during the urethanization reaction, and the generated sulfuric acid causes deactivation of the catalyst.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は、難燃性の優れたポリウレタンフォームを提
供しようとするものであり、さらには、触媒の失活等、
ウレタン化反応を阻害しない難燃化剤を含有するポリウ
レタンフォームを提供しようとするものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention aims to provide a polyurethane foam having excellent flame retardancy, and furthermore, such as deactivation of a catalyst.
An object of the present invention is to provide a polyurethane foam containing a flame retardant that does not inhibit a urethanization reaction.

[課題を解決するための手段] 上記問題点を解決するために、本発明者らは特定の熱
膨張性黒鉛を用いることにより、通常ポリウレタンフォ
ームり製造に用いられている原料システムになんら手を
加えることなしに上記の課題を解決し得ることを見出し
発明に到達した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present inventors use a specific heat-expandable graphite to obtain a raw material system which is usually used for polyurethane foam production. The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved without adding them, and have reached the invention.

すなわち、本発明は熱膨張性黒鉛を含有する難燃性ポ
リウレタンフォームにおいて、 1)この熱膨張性黒鉛がアルカリ金属を含有しているこ
と、 2)この熱膨張性黒鉛の濃度1重量%の水分散液のpHが
4.5以上であること、 3)ポリウレタンフォームにおける熱膨張性黒鉛の含有
量が5〜30重量%であること、 を特徴とする難燃性ポリウレタンフォームを要旨とする
ものである。
That is, the present invention relates to a flame-retardant polyurethane foam containing heat-expandable graphite; 1) the heat-expandable graphite contains an alkali metal; 2) water having a concentration of 1% by weight of the heat-expandable graphite. The pH of the dispersion
The flame retardant polyurethane foam is characterized in that it is 4.5 or more; and 3) the content of the thermally expandable graphite in the polyurethane foam is 5 to 30% by weight.

熱膨張性黒鉛とは、天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ
黒鉛などの黒鉛を、濃厚な硫酸と強い酸化剤との混合物
で処理した後、水洗し、乾燥して得られるものをいい、
黒鉛シートなどの製造に用いられる。
The heat-expandable graphite is obtained by treating graphite such as natural graphite, pyrolytic graphite, and quiche graphite with a mixture of concentrated sulfuric acid and a strong oxidizing agent, followed by washing with water and drying.
Used for manufacturing graphite sheets and the like.

この熱膨張性黒鉛は、約500℃以上に急激に加熱する
とC軸方向に数10〜数100倍に膨張する性質を有してい
る。
This heat-expandable graphite has the property of expanding several tens to several hundreds times in the C-axis direction when rapidly heated to about 500 ° C. or more.

本発明で使用される熱膨張性黒鉛の原料黒鉛、製造方
法には特に制限はないが、その特性としては、1000℃で
10秒間、急激に加熱したときの膨張度が50〜250cm3/gr
であることが望ましい。このような熱膨張性黒鉛は、例
えば、98%濃硫酸と60%過酸化水素水の混合物中に、お
よそ20〜100メッシュに粉砕された黒鉛を、45℃以下で1
0分〜30分接触させ、水洗、乾燥を行うことにより製造
することができる。
The raw graphite of the heat-expandable graphite used in the present invention, the production method is not particularly limited, but as its characteristics, at 1000 ℃
The degree of swelling when heated rapidly for 10 seconds is 50-250cm 3 / gr
It is desirable that Such a heat-expandable graphite can be obtained, for example, by mixing graphite ground to about 20 to 100 mesh in a mixture of 98% concentrated sulfuric acid and 60% aqueous hydrogen peroxide at 45 ° C. or lower.
It can be manufactured by contacting for 0 to 30 minutes, washing with water and drying.

本発明に用いる熱膨張性黒鉛は、アルカリ金属とし
て、Na、Kを含有しており、このアルカリ金属は熱膨張
性黒鉛に含まれる遊離硫酸と反応して塩を形成してお
り、かつ、この熱膨張性黒鉛の1重量%濃度の水分散液
のpHが4.5以上であることが必要である。
The heat-expandable graphite used in the present invention contains Na and K as alkali metals, and the alkali metal reacts with free sulfuric acid contained in the heat-expandable graphite to form a salt, and It is necessary that the pH of the 1% by weight aqueous dispersion of the heat-expandable graphite is 4.5 or more.

このような熱膨張性黒鉛は、酸処理後、水洗を行った
後あるいは水洗工程で、アルカリ金属の水酸化物の水溶
液と接触させ、ついで濾別した後乾燥することにより製
造することができる。
Such heat-expandable graphite can be produced by contacting with an aqueous solution of an alkali metal hydroxide after acid treatment, washing with water or a washing step, followed by filtration and drying.

本発明の熱膨張性黒鉛は、熱膨張性黒鉛の1重量%濃
度の水分散液のpHが4.5以上であることが必要であり、
そのpHが4.5より低い場合は接触失活に対する改善効果
が低く、所望の効果が達成できない。
The heat-expandable graphite of the present invention requires that the pH of a 1% by weight aqueous dispersion of the heat-expandable graphite be 4.5 or more,
If the pH is lower than 4.5, the effect of improving contact deactivation is low, and the desired effect cannot be achieved.

尚、pHの上限は特にないが、例えばpHが8を超えるよ
うな場合は、過剰のアルカリ金属を含むことになりポリ
ウレタンフォームに添加する場合にはその物性に悪影響
を与えることも予想されるので、通常pH値として4.5〜
8.0が好ましい。
There is no particular upper limit to the pH. However, for example, when the pH exceeds 8, an excessive amount of an alkali metal is contained, and when added to a polyurethane foam, its physical properties are expected to be adversely affected. , Usually 4.5 ~
8.0 is preferred.

また、アルカリ金属は硫酸塩として含有されているこ
とが必要であるが、一部は過剰の水酸化物、あるいは炭
酸塩などの形で存在含有されていても良い。
Further, it is necessary that the alkali metal is contained as a sulfate, but a part of the alkali metal may be present and contained in the form of an excess of a hydroxide or a carbonate.

アルカリ金属としてはNa、K単独でもこの両者が適宜
混合されていてもよい。
As the alkali metal, Na and K may be used alone or both may be appropriately mixed.

本発明の熱膨張性黒鉛の1重量%濃度の水分散液のpH
は、測定すべき熱膨張性黒鉛1grを99grの脱イオン水に
投入し、10分間撹拌した後、pH電極により測定される。
尚、この測定に際して使用される脱イオン水はそれ自体
のpHが5.5〜7.0の範囲になければならない。
PH of 1% by weight aqueous dispersion of thermally expandable graphite of the present invention
Is measured by using a pH electrode after adding 1 gr of the heat-expandable graphite to be measured to 99 gr of deionized water and stirring for 10 minutes.
The pH of the deionized water used in this measurement must be in the range of 5.5 to 7.0.

熱膨張性黒鉛の粒度は、通常、これを製造する際の原
料黒鉛の粒度に左右され、原料の粒度に応じた或る範囲
の粒度分布を有しており、目的によって使い分けられて
いるが、粒度の調整を原料黒鉛あるいは熱膨張性黒鉛を
粉砕するなどの方法で行うことも無論可能である。本発
明で用いるられる熱膨張性黒鉛は難燃化効果との関連及
びポリウレタン製品に添加するという目的から、その粒
度分布はある範囲にあることが望ましい。
The particle size of the heat-expandable graphite is usually influenced by the particle size of the raw material graphite at the time of producing the same, and has a certain range of particle size distribution according to the particle size of the raw material. It is of course possible to adjust the particle size by a method such as pulverizing raw graphite or thermally expandable graphite. The particle size distribution of the heat-expandable graphite used in the present invention is desirably within a certain range for the purpose of relating to the flame-retardant effect and for the purpose of being added to polyurethane products.

即ち、その粒度がおよそ80メッシュより細かくなる
と、膨張性が小さくなる傾向があり、150メッシュより
細かい場合には、膨張性が極端に低下し、その結果とし
てポリウレタン製品の難燃化効果が著しく低下する。
That is, when the particle size is smaller than about 80 mesh, the expandability tends to be small, and when the particle size is smaller than 150 mesh, the expandability is extremely reduced, and as a result, the flame retardant effect of the polyurethane product is significantly reduced. I do.

一方、粒度が大きい場合、例えば20〜30メッシュ程度
の場合には、膨張性は十分高いが、ウレタン化反応に用
いる場合に均一分散が困難になり、望ましい難燃性が得
られないと同時にポリウレタン原料系への分散性が良く
ないために作業効率が低下する。
On the other hand, when the particle size is large, for example, in the case of about 20 to 30 mesh, the swelling property is sufficiently high, but when it is used in a urethane-forming reaction, uniform dispersion becomes difficult, and the desired flame retardancy is not obtained, and at the same time, polyurethane is used. The work efficiency is reduced due to poor dispersibility in the raw material system.

従って、本発明される熱膨張性黒鉛の粒度は、30〜10
0メッシュのものが望ましく、更に40〜80メッシュ程度
に分級されたものが最も好ましい。
Therefore, the particle size of the thermally expandable graphite of the present invention is 30 to 10
A mesh of 0 mesh is desirable, and a mesh of about 40 to 80 mesh is most preferred.

ポリウレタンフォームに対する熱膨張性黒鉛の添加比
率は、5〜30%であり、5%以下では難燃化が不十分で
あり、また30%以上ではポリウレタンフォームとしての
特性を低下させるので好ましくない。
The addition ratio of the heat-expandable graphite to the polyurethane foam is 5 to 30%, and if it is 5% or less, the flame retardancy is insufficient, and if it is 30% or more, the characteristics as the polyurethane foam are undesirably deteriorated.

なお、この比率はポリウレタンフォームに対して要求
される難燃性の度合に応じて、適宜選ぶことができる
が、常法に従って、原料の一方であるポリオール側に添
加する場合、原料ポリオールによっては25%以上の添加
は、作業性が低下することがある。
This ratio can be appropriately selected according to the degree of flame retardancy required for the polyurethane foam, but when added to the polyol side, which is one of the raw materials, according to a conventional method, 25% may be used depending on the raw material polyol. % Or more may lower the workability.

本発明で用いられるポリウレタンフォーム原料として
は、軟質フォーム用、硬質フォーム用の何れでもよく、
通常、ポリオールとしては、ポリオキシプロピレングリ
コール、ポリオキシエチレングリコールのようなポリエ
ーテル類、ポリエチレンアジペート、ポリヘキサメチレ
ンアジペート等のポリエステル類を代表的なものとして
挙げることができるが、芳香族ポリエステルポリオール
は、それ自体難燃性の向上に有効であり、機械的強度の
改善にも有効である。
The polyurethane foam raw material used in the present invention may be any of a flexible foam and a rigid foam,
Generally, as the polyol, polyoxypropylene glycol, polyethers such as polyoxyethylene glycol, polyethylene adipate, polyesters such as polyhexamethylene adipate can be mentioned as typical examples, but aromatic polyester polyols Itself is effective in improving the flame retardancy and is also effective in improving the mechanical strength.

また、ポリイソシアネートとしては、TDI、MDI等のジ
イソシアネート類を挙げることができる。
Examples of the polyisocyanate include diisocyanates such as TDI and MDI.

これらの原料に加えて、アミン類等の反応触媒。気泡
を整え、フォーム密度を調整するためのフロンガス、
水、シリコーン系の界面活性剤などが通常用いられる。
In addition to these raw materials, reaction catalysts such as amines. Freon gas for arranging bubbles and adjusting foam density,
Water, silicone-based surfactants and the like are usually used.

また、本発明のポリウレタンフォームには、トリス
(2−クロロエチル)フォスフェート、トリス(2,3−
ジブロモプロピル)フォスフェート等、従来公知の難燃
剤の他、尿素、チオ尿素、メラミン等の有機質粉末或い
は金属水酸化物、三酸化アンチモン等の無機質粉末を難
燃性付与剤として添加、併用してもよい。
Further, the polyurethane foam of the present invention includes tris (2-chloroethyl) phosphate and tris (2,3-
In addition to conventionally known flame retardants such as dibromopropyl) phosphate, organic powders such as urea, thiourea and melamine or inorganic powders such as metal hydroxides and antimony trioxide are added as flame retardants and used in combination. Is also good.

本発明の難燃性ポリウレタンフォームを製造するに
は、アルカリ金属を含有している熱膨張性黒鉛を、ポリ
ウレタンフォーム中に5〜30重量%の割合で含有するよ
うにポリオールに添加し、ポリイソシアネート化合物と
反応させる。
To produce the flame-retardant polyurethane foam of the present invention, a heat-expandable graphite containing an alkali metal is added to a polyol so that the polyurethane foam contains 5 to 30% by weight of the polyurethane foam. React with compound.

なお、難燃性付与剤以外の添加剤も通常、ポリオール
側に添加する。熱膨張性黒鉛の添加方法には特別の制限
はなく、本発明の熱膨張性黒鉛は、ポリオールに添加し
たまま放置しても、経時変化がきわめて少なく、反応性
は殆ど損われないので、作業性の観点から極めて有利で
あるが、場合によってはポリオール混合物の下層に沈降
堆積することもあり、この場合には使用の直前によく撹
拌して用いる。
Note that additives other than the flame retardant are usually added to the polyol side. There is no particular limitation on the method of adding the heat-expandable graphite, and the heat-expandable graphite of the present invention has very little change with time and hardly loses its reactivity even when left to be added to the polyol. Although it is extremely advantageous from the viewpoint of properties, it may be settled and deposited in the lower layer of the polyol mixture in some cases, and in this case, it is used by stirring well immediately before use.

[実施例] 以下本発明を実施例および比較例により更に詳細に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist is not exceeded.

なお、実施例等に記載した各成分の量を示す数値はす
べて重量部である。
The numerical values indicating the amounts of the components described in the examples and the like are all parts by weight.

実施例1〜4、比較例1〜3 軟質ポリウレタンフォームの製造 第1表に示した配合割合で原料を反応させた。用いた
原料の詳細は第1表の欄外に纏めて示した。又、使用し
た熱膨張性黒鉛に含まれるアルカリ金属及び、該黒鉛の
垂片分散液のpHを第2表に示した。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 Production of Flexible Polyurethane Foam Raw materials were reacted at the compounding ratios shown in Table 1. The details of the raw materials used are summarized in the margin of Table 1. Table 2 shows the alkali metals contained in the thermally expandable graphite used and the pH of the flake dispersion of the graphite.

反応の方法は次のようにして行った。 The reaction was carried out as follows.

先ずポリエチレン製容器にポリイソシアネート、熱膨
張性黒鉛以外の各原料を所定比率で添加、混合し、次に
所定比率の熱膨張性黒鉛を添加し、十分に撹拌、混合し
て混合原料を得た。ついで1のポリエチレンビーカー
に所定量の混合原料を採り、ここに所定量のポリイソシ
アネートを投入し、直ちに激しく5秒間撹拌し、撹拌機
を取り除いてそのまま静置した。
First, a raw material other than polyisocyanate and heat-expandable graphite is added and mixed in a polyethylene container at a predetermined ratio, and then a heat-expandable graphite of a predetermined ratio is added, sufficiently stirred and mixed to obtain a mixed material. . Then, a predetermined amount of the mixed raw material was placed in one polyethylene beaker, a predetermined amount of the polyisocyanate was added thereto, and the mixture was immediately vigorously stirred for 5 seconds, the stirrer was removed, and the mixture was allowed to stand.

なお、以上の操作においては液温を20±1℃に調節し
た。
In the above operation, the liquid temperature was adjusted to 20 ± 1 ° C.

反応操作を行った後、クリームタイム、ライズタイム
を測定した。さらに室温に放置された反応物について、
5時間後に生成物の体積を測定した。
After performing the reaction operation, the cream time and rise time were measured. Furthermore, for the reactants left at room temperature,
After 5 hours, the volume of the product was measured.

同様の方法で、本発明の熱膨張性黒鉛を添加しない例
(ブランク)を比較例1として行った。またアンモニア
で処理した熱膨張性黒鉛を使用した例を比較例2とし、
水分散液のpHが4.5未満の熱膨張性黒鉛を用いた例を比
較例3として上記と同様に反応を行った。
In the same manner, an example (blank) in which the thermally expandable graphite of the present invention was not added was performed as Comparative Example 1. In addition, an example using thermally expandable graphite treated with ammonia is referred to as Comparative Example 2,
The reaction was carried out in the same manner as described above, using Comparative Example 3 as an example using a thermally expandable graphite having a pH of the aqueous dispersion of less than 4.5.

試験結果 実施例1〜4及び比較例1〜3の結果を第3表に示
す。第3表に示されたように実施例1〜4では、無添加
の比較例1に比べて反応時のクリームタイム、ライズタ
イムとも遜色がなく、フォームの体積もほぼ同一のもの
であった。
Table 3 shows the results of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3. As shown in Table 3, in Examples 1 to 4, the cream time and the rise time during the reaction were not inferior to those of Comparative Example 1 in which no additives were added, and the foam volumes were almost the same.

燃焼試験 実施例1〜4及び比較例1〜3のポリウレタンフォー
ムについて、JIS−A−9514の6.9項(燃焼試験)に準拠
して燃焼性試験を行った。
Combustion Test The polyurethane foams of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were subjected to a flammability test according to 6.9 of JIS-A-9514 (combustion test).

試験片は長さ150mm、幅50mm、厚さ13mmとし、その試
験片5個をとり、その一方の端に魚尾灯付きのブンゼン
バーナーの炎を60秒間当てた後、ブンゼンバーナーを試
験片から遠ざける。試験片に炎を当ててから、試験片の
火が消えるまでの時間(秒)と試験片の燃えた部分のう
ち燃焼長さが最も長い部分の長さ(mm)とを測定した。
The test piece was 150 mm long, 50 mm wide, and 13 mm thick. Take five test pieces, apply the flame of a Bunsen burner with a fish tail light to one end for 60 seconds, and then move the Bunsen burner away from the test piece . After the flame was applied to the test piece, the time (sec) until the fire of the test piece extinguished and the length (mm) of the burned portion of the burned portion of the test piece were measured.

n=5の測定結果の平均値を第4表に示す。第4表か
ら、本発明のポリウレタンフォームは熱膨張性黒鉛を無
添加の比較例1のものに比べて極めて優れた耐燃焼性を
示した。
Table 4 shows the average value of the measurement results for n = 5. As shown in Table 4, the polyurethane foam of the present invention exhibited extremely excellent combustion resistance as compared with that of Comparative Example 1 to which no heat-expandable graphite was added.

実施例5〜8、比較例4〜6 軟質ポリウレタンフォームの製造 実施例1〜4、比較例1〜3と同様にしてポリオール
系の混合原料を造り、経時変化を調べるために、容器に
蓋をして5℃に保って保存しておき、第1表に示したと
同様の配合割合でポリイソシアネートと反応させた。用
いた原料の詳細は実施例1〜4で用いたものと同じであ
る。
Examples 5 to 8 and Comparative Examples 4 to 6 Production of Flexible Polyurethane Foam In the same manner as in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, a polyol-based mixed raw material was produced, and a lid was placed on the container to examine changes over time. The mixture was kept at 5 ° C. and reacted with polyisocyanate in the same mixing ratio as shown in Table 1. The details of the used raw materials are the same as those used in Examples 1 to 4.

軟質ポリウレタンフォームの製造を、混合原料の製造
直後、2日経過後、5日経過後、10日経過後に実施し、
発泡体の体積を測定した。
Immediately after the production of the mixed raw material, after 2 days, after 5 days, after 10 days, the production of the flexible polyurethane foam was performed,
The volume of the foam was measured.

試験結果 実施例5〜8および比較例4〜6の結果を第5表に示
す。この結果から本発明のポリウレタンフォームは、特
定の処理を施した熱膨張性黒鉛を添加したポリオール系
混合原料の経時変化が少ないことにより、比較例5のア
ンモニアで処理した熱膨張性黒鉛を添加したポリオール
系混合原料を用いたポリウレタンフォームに比べて体積
の変化が少なく、混合後10日経過後のポリオール系混合
原料を使用しても熱膨張性黒鉛を添加しないポリオール
系混合原料を用いた比較例4のポリウレタンフォームと
比べて体積の変化に遜色はない。
Test Results Table 5 shows the results of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 4 and 6. From these results, the polyurethane foam of the present invention was obtained by adding the heat-expandable graphite treated with ammonia of Comparative Example 5 because the time-dependent change of the polyol-based mixed raw material to which the heat-expandable graphite subjected to the specific treatment was added was small. Comparative Example 4 in which the change in volume was smaller than that of the polyurethane foam using the polyol-based mixed raw material, and the polyol-based mixed raw material to which the heat-expandable graphite was not added even when the polyol-based mixed raw material was used 10 days after mixing. Compared to the polyurethane foam, the change in volume is comparable.

実施例9〜12、比較例7〜9 硬質ポリウレタンフォームの製造 第6表に示した配合割合で原料を反応させた。用いた
原料の詳細は第6表の欄外に纏めて示した。なお、使用
した熱膨張性黒鉛は前記第2表に示したものを実施例1
〜4、比較例1〜3にそれぞれ対応させて使用した。
Examples 9 to 12 and Comparative Examples 7 to 9 Production of Rigid Polyurethane Foam Raw materials were reacted in the proportions shown in Table 6. The details of the raw materials used are summarized in the margin of Table 6. The thermally expandable graphite used was the same as that shown in Table 2 above in Example 1.
44 and Comparative Examples 11〜33, respectively.

試験結果 実施例9〜12及び比較例7〜9の結果を第7表に示
す。第7表に示されたように実施例9〜12では、熱膨張
性黒鉛を無添加の比較例7に比べて反応時のクリームタ
イム、ゲルタイム、ライズタイムとも遜色がない。
Test results Table 7 shows the results of Examples 9 to 12 and Comparative Examples 7 to 9. As shown in Table 7, in Examples 9 to 12, the cream time, gel time, and rise time during the reaction were comparable to those of Comparative Example 7 in which no heat-expandable graphite was added.

燃焼試験 実施例9〜12及び比較例7〜9について、IS−A−95
14の6.9項(燃焼試験)に準拠して燃焼性試験を行っ
た。
Combustion Test For Examples 9 to 12 and Comparative Examples 7 to 9, IS-A-95
A flammability test was performed in accordance with Section 14 6.9 (flammability test).

試験片は長さ150mm、幅50mm、厚さ13mmとし、この試
験片5個をとり、その一方の端に魚尾灯付きのブンゼン
バーナーの炎を60秒間当てた後、ブンゼンバーナーを試
験片から遠ざける。試験片に炎を当ててから、試験片の
火が消えるまでの時間(秒)と試験片の燃えた部分のう
ち燃焼長さが最も長い部分の長さ(mm)とを測定した。
The test piece was 150 mm long, 50 mm wide, and 13 mm thick. Take five test pieces, apply the flame of a Bunsen burner with a fish tail light to one end for 60 seconds, and then move the Bunsen burner away from the test piece . After the flame was applied to the test piece, the time (sec) until the fire of the test piece extinguished and the length (mm) of the burned portion of the burned portion of the test piece were measured.

又、JIS−K−7201に基づき、酸素指数を測定した。 The oxygen index was measured based on JIS-K-7201.

それらの結果を第8表に示す。第8表から熱膨張性黒
鉛を添加したポリウレタンフォームは熱膨張性黒鉛を無
添加の比較例7のものに比べて優れた耐燃焼性を示し
た。
Table 8 shows the results. As shown in Table 8, the polyurethane foam to which the heat-expandable graphite was added exhibited better flame resistance than that of Comparative Example 7 to which no heat-expandable graphite was added.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明のポリウレタンフォーム
は難燃性(耐燃焼性)が優れており、かつ、ウレタン化
反応工程において、触媒の活性が低下することがない。
[Effects of the Invention] As described above, the polyurethane foam of the present invention has excellent flame retardancy (combustion resistance), and the activity of the catalyst does not decrease in the urethane-forming reaction step.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 101:00) (72)発明者 井幡 聡 福島県いわき市小名浜字高山34番地 日 本化成株式会社内 (72)発明者 大久保 正一 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 エム・ディー化成株式会社研究所内 (72)発明者 片野 弘章 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 エム・ディー化成株式会社研究所内 (56)参考文献 特開 平2−153811(JP,A) 特開 平1−311137(JP,A) 特開 平1−299870(JP,A) 特開 昭55−50035(JP,A) 特開 平2−105811(JP,A) 特開 平1−311167(JP,A)Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location C08G 101: 00) (72) Inventor Satoshi Inaba 34-Nakayama, Onahama, Iwaki-shi, Fukushima Nihon Kasei Co., Ltd. (72) Inventor Shoichi Okubo 1000 M Kamoshida-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Inside the M-D Kasei Co., Ltd. In-house (56) References JP-A-2-153811 (JP, A) JP-A-1-3111137 (JP, A) JP-A-1-299870 (JP, A) JP-A-55-50035 (JP, A) JP-A-2-105811 (JP, A) JP-A-1-311167 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】熱膨張性黒鉛を含有する難燃性ポリウレタ
ンフォームにおいて、 1)この熱膨張性黒鉛がアルカリ金属を含有しているこ
と、 2)この熱膨張性黒鉛の濃度1重量%の水分散液のpHが
4.5以上であること、 3)ポリウレタンフォームにおける熱膨張性黒鉛の含有
量が5〜30重量%であること、 を特徴とする難燃性ポリウレタンフォーム。
1. A flame-retardant polyurethane foam containing heat-expandable graphite, comprising: 1) the heat-expandable graphite contains an alkali metal; 2) water having a concentration of 1% by weight of the heat-expandable graphite. The pH of the dispersion
3) The flame-retardant polyurethane foam, characterized in that the content of the heat-expandable graphite in the polyurethane foam is 5 to 30% by weight.
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