JP2882724B2 - Low fogging flame retardant polyurethane composition - Google Patents
Low fogging flame retardant polyurethane compositionInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は低フォギング性難燃ポリ
ウレタン用組成物に関する。詳しくは、ポリウレタンに
難燃性を付与し、かつ極めて低いフォギング性の液状組
成物に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a composition for a low fogging flame retardant polyurethane. Specifically, the present invention relates to a liquid composition which imparts flame retardancy to polyurethane and has an extremely low fogging property.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】熱硬化
性樹脂として代表的なポリウレタン有機重合体は、比較
的安価に得られ、かつ成形が容易であるなどの優れた特
性を有する為、自動車部品をはじめ、生活用品全般にわ
たり広く使用されている。しかし、これらの有機重合体
は、可燃性で、一度着火したら制御不能の燃焼をするた
め、難燃性のフォームを製造することについて、この業
界において、いろいろ努力がかさねられてきた。今日で
は自動車内装品等、ポリウレタンの利用分野の一部では
法律で難燃化が義務づけられている。さらに、近年環境
問題が社会的にもクローズアップされ、ダイオキシン問
題やフロン問題が騒がれている中、ポリウレタンフォー
ムの自動車部品においてもフォギング性が問題視されて
いる。2. Description of the Related Art Polyurethane organic polymers, which are typical thermosetting resins, are relatively inexpensive and have excellent properties such as easy molding. It is widely used in daily necessities, including parts. However, since these organic polymers are flammable and burn out of control once ignited, various efforts have been made in the industry to produce flame retardant foams. Nowadays, flame retardancy is required by law in some applications of polyurethane, such as automotive interior parts. Furthermore, in recent years, environmental problems have been socially highlighted, and while dioxin problems and chlorofluorocarbon problems are in turmoil, fogging properties are also viewed as a problem in polyurethane foam automotive parts.
【0003】ポリウレタンに難燃性を付与する為には、
一般に含ハロゲン系リン酸エステルの難燃剤を添加する
方法がとられているが、その難燃剤が夏場車内温度上昇
の際、モノマー成分や分解して形成したアミンの塩酸塩
が飛散しガラスを曇らせ、又人体にも悪影響を及ぼすこ
とが判明した。一般に難燃剤としてトリス(クロロエチ
ル)ホスフェートやトリス(クロロプロピル)ホスフェ
ート等のモノマー成分を主としたものが使用されている
が、分子量が小さい為飛散しやすく、又その為フォーム
の難燃性が低下するという欠点がある。In order to impart flame retardancy to polyurethane,
In general, a method of adding a halogen-containing phosphate ester flame retardant is used, but when the flame retardant rises in summer, the monomer component and the hydrochloride of the amine formed by decomposition are scattered and fog the glass. It has also been found to have an adverse effect on the human body. Generally, flame retardants mainly use monomer components such as tris (chloroethyl) phosphate and tris (chloropropyl) phosphate. However, since the molecular weight is small, they are easily scattered, and the flame retardancy of the foam is reduced. There is a disadvantage of doing so.
【0004】また分子量を上げる為に、含ハロゲン系縮
合リン酸エステルが提供されているが、これらは全てオ
リゴマーとして構成され、約5〜20%のトリス(クロ
ロエチル)ホスフェートやトリス(クロロプロピル)ホ
スフェートを含有している為、上記と同様な傾向とな
る。In order to increase the molecular weight, halogen-containing condensed phosphoric acid esters have been provided, all of which are constituted as oligomers, and about 5 to 20% of tris (chloroethyl) phosphate or tris (chloropropyl) phosphate. And the same tendency as described above.
【0005】またさらに縮合度を上げ、モノマー成分を
極力少なくした難燃剤が提供されているが、逆に粘度が
高くなり作業性が困難、又分解しやすい為アミンの塩酸
塩が形成し、飛散又はスコーチ性等他の物性に悪影響を
及ぼすことがあげられる。[0005] Further, flame retardants have been provided in which the degree of condensation is further increased and the monomer component is reduced as much as possible. On the other hand, the viscosity increases and the workability is difficult. Or, it may adversely affect other physical properties such as scorch properties.
【0006】従って本発明は、低分子量の成分を含有せ
ず、耐熱性を有し、優れた難燃性が付与できる液状の低
フォギング性難燃ポリウレタン用組成物を提供しようと
するものである。Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid low fogging flame retardant polyurethane composition which does not contain a low molecular weight component, has heat resistance, and can impart excellent flame retardancy. .
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、式
(I):The present invention provides a compound of the formula (I):
【0008】[0008]
【化4】 (式中、R1及びR2は同一または異なる低級アルキル基
または水素原子、Zは−CH2CH2−、−CH2CH2O
CH2CH2−、Embedded image (Wherein, R 1 and R 2 are the same or different lower alkyl groups or hydrogen atoms, and Z is —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 O
CH 2 CH 2 -,
【0009】[0009]
【化5】 で表される有機燐化合物50〜100重量部と、難燃性
可塑剤として作用する非反応性有機燐化合物50〜0重
量部と、酸化防止剤0〜5重量部とからなる液状の低フ
ォギング性難燃ポリウレタン用組成物が提供される。上
記式(I)においてR1及びR2で示される低級アルキル
基としては、炭素数1〜4の直鎖または分枝状アルキル
基、例えばメチル、エチル、プロピル、i−プロピルブ
チルが含まれる。Embedded image A liquid low fogging comprising 50 to 100 parts by weight of an organic phosphorus compound represented by the formula, 50 to 0 parts by weight of a non-reactive organic phosphorus compound acting as a flame retardant plasticizer, and 0 to 5 parts by weight of an antioxidant. A composition for a flame retardant polyurethane is provided. The lower alkyl group represented by R 1 and R 2 in the above formula (I) includes a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, i-propylbutyl.
【0010】上記式(I)の有機燐化合物としては、C
R−733S〔m−フェニレンビス(ジフェニルホスフ
ェート)〕(大八化学社製)、m−フェニレンビス(ジ
クレジルホスフェート)、2,2−ビス[4−〔ビス
(メチルフェノキシ)ホスホリルオキシ〕フェニル]プ
ロパン、テトラキス(フェニル)エチレンジホスフェー
ト、テトラキス(フェニル)ジエチレンジホスフェート
などが挙げられる。The organic phosphorus compound of the above formula (I) includes C
R-733S [m-phenylenebis (diphenylphosphate ) ] (manufactured by Daihachi Chemical), m-phenylenebis (dicresylphosphate), 2,2-bis [ 4- [bis (methylphenoxy) phosphoryloxy] phenyl ] Examples include propane, tetrakis (phenyl) ethylene diphosphate, and tetrakis (phenyl) diethylene diphosphate.
【0011】難燃性可塑剤で平均分子量350以上のも
のとしては、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェー
ト、アンチフレーズ78〔塩素化ポリホスホネート〕
(A&W社製),サーモリン101〔テトラキス(2−
クロロエチル)エチレンジホスフェート〕(オーリン社
製)、フォスガード2XC20〔2,2−ビス(クロロ
メチル)−1,3−プロパンビス(クロロエチル)ジホ
スフェート(モンサント社製)、CR−530,CR−
507,CR−509〔含ハロゲン系ホスフェートホス
ホネート オリゴマーエステル〕(大八化学社製)(特
願昭57−61762号)、CR−504〔テトラキス
(クロロプロピル)オキシジエチレンジホスフェート〕
(大八化学社製),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があげられる。Examples of the flame-retardant plasticizer having an average molecular weight of 350 or more include tris (dichloropropyl) phosphate and antiphrase 78 [chlorinated polyphosphonate].
(Manufactured by A & W), Thermolin 101 [tetrakis (2-
Chloroethyl) ethylene diphosphate] (manufactured by Ohlin), Fosgard 2XC20 [2,2-bis (chloromethyl) -1,3-propanebis (chloroethyl) diphosphate (manufactured by Monsanto), CR-530, CR-
507, CR-509 [halogen-containing phosphate phosphonate oligomer ester] (manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd.) (Japanese Patent Application No. 57-61762), CR-504 [tetrakis (chloropropyl) oxydiethylene diphosphate]
(Manufactured by Daihachi Chemical), cresyl diphenyl phosphate,
And tricresyl phosphate.
【0012】本発明の組成物に用いられる酸化防止剤と
しては、式(II)The antioxidant used in the composition of the present invention is represented by the formula (II)
【0013】[0013]
【化6】 (式中、R′1、R′2、R′3及びR′4は、それぞれ水
素原子またはC1〜C14のアルキル基を表す。)で示さ
れるハイドロキノン化合物および/または3価の有機燐
化合物である。Embedded image (Wherein, R ′ 1 , R ′ 2 , R ′ 3 and R ′ 4 each represent a hydrogen atom or a C 1 -C 14 alkyl group) and / or a trivalent organic phosphorus Compound.
【0014】上記ハイドロキノン化合物の具体例として
は、ハイドロキノン、2,5−ジ−tert−アミルハイド
ロキノン、2,5−ジオクチルハイドロキノン、tert−
アミルハイドロキノン、tert−ブチルハイドロキノン、
オクチルハイドロキノン等が挙げられ、特に耐熱性に優
れたハイドロキノン化合物として、2,5−ジ−tert−
アミルハイドロキノン、2,5−ジ−tert−ブチルハイ
ドロキノン等が挙げられる。Specific examples of the above hydroquinone compound include hydroquinone, 2,5-di-tert-amylhydroquinone, 2,5-dioctylhydroquinone, tert-
Amyl hydroquinone, tert-butyl hydroquinone,
Octyl hydroquinone and the like, and particularly as a hydroquinone compound having excellent heat resistance, 2,5-di-tert-
Amyl hydroquinone, 2,5-di-tert-butyl hydroquinone and the like can be mentioned.
【0015】上記3価の有機燐化合物の具体例として
は、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニ
ル)ホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイ
ト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペン
タエリスリトールジホスファイト、テトラキス−(2,
4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4−ジフェニレ
ンジホスホナイト等の化合物が挙げられる。Specific examples of the above trivalent organic phosphorus compounds include triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, diphenylisodecyl phosphite, and tris (2,4-di-tert-butylphenyl) pentaerythritol. Diphosphite, tetrakis- (2,
4-di-tert-butylphenyl) -4,4-diphenylenediphosphonite and the like.
【0016】本発明の低フォギング性難燃ポリウレタン
用組成物は、式(I)の有機燐化合物50〜100重量
部に、所望により難燃性可塑剤50〜0重量部、さらに
所望により酸化防止剤0〜5重量部を加えて、55〜6
5℃に加熱、攪拌して、溶解して製剤化できる。The low fogging composition for flame retardant polyurethanes of the present invention comprises 50 to 100 parts by weight of an organic phosphorus compound of the formula (I), 50 to 0 parts by weight of a flame retardant plasticizer and, if desired, antioxidation. 0 to 5 parts by weight of the agent
Heat to 5 ° C, stir and dissolve to form a formulation.
【0017】本発明の一つの観点によれば、低フォギン
グ性難燃ポリウレタンフォームの製造法が提供される。
すなわち、ポリオールとトルエンジイソシアネート(T
DI)の反応に、触媒、水または発泡剤、分散剤等の共
存下、上記組成物を添加、攪拌加熱して製造する。この
場合、触媒としては、第3級アミン触媒(トリエチレン
ジアミン、ジメチルエタノールアミン、N−エチルモル
ホリン等)及び錫系触媒(SnC14 等)が用いられ
る。発泡剤としては、水、フロロカーボン、メチレンク
ロライドのような低沸点化合物がある。原料のポリオー
ル100重量部に対して上記組成物は、2〜60重量部
用いられる。According to one aspect of the present invention, there is provided a method of producing a flame retardant polyurethane foam having low fogging properties.
That is, a polyol and toluene diisocyanate (T
In the reaction of DI), the above composition is added in the presence of a catalyst, water or a foaming agent, a dispersant, and the like, and the mixture is stirred and heated to produce the composition. In this case, as the catalyst, tertiary amine catalyst (triethylenediamine, dimethylethanolamine, N- ethylmorpholine, etc.) and tin-based catalyst (SnCl 4 and the like) is used. Blowing agents include water, fluorocarbons, low boiling compounds such as methylene chloride. The composition is used in an amount of 2 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material polyol.
【0018】また本発明の一つの観点によれば、低フォ
ギング性難燃ポリウレタンフォームが提供される。According to another aspect of the present invention, there is provided a flame-retardant polyurethane foam having low fogging properties.
【0019】本発明の上記組成物によるポリウレタンフ
ォームは、従来の含ハロゲン系リン酸エステルまたはオ
リゴマーと比べ、難燃性は維持したまま極めて少ないフ
ォギング性を有し、且つ組成物自身、高い耐熱性を有す
る為、フォーム内部のやけ(スコーチ)を抑えることが
できる。The polyurethane foam of the above composition of the present invention has extremely low fogging properties while maintaining flame retardancy, as compared with conventional halogen-containing phosphate esters or oligomers, and has a high heat resistance. , The burn (scorch) inside the foam can be suppressed.
【0020】このように、難燃性、フォギング性、スコ
ーチ性に優れていて自動車及び家具工業用に、好ましい
物性を有する製品が得られる。As described above, a product having excellent flame retardancy, fogging property and scorch property and preferable physical properties for the automobile and furniture industries can be obtained.
【0021】[0021]
【実施例】次に本発明を実施例によって説明するが、こ
れらの実施例は本発明の範囲を限定する為のものではな
い。又特に指定しない限り、部は全て重量である。 〈液調製〉Next, the present invention will be described with reference to examples, but these examples are not intended to limit the scope of the present invention. All parts are by weight unless otherwise specified. <Liquid preparation>
【0022】実施例1 難燃剤 CR−733S(大八化学社製)95gを混合容器に入
れ、約60℃に加熱した。連続攪拌しながらハイドロキ
ノン5gを追加した。得られた混合物を攪拌し減圧下約
1時間、60℃に加熱した。次に液体混合物を徐々に約
25℃に冷却し該温度に約24時間保持した。混合物を
検査して固体のハイドロキノンが冷却時に析出沈澱した
か否かを測定した。混合物は、固形分を含有せず25℃
で820センチポイズの粘度を有していた。Example 1 A flame retardant CR-733S (manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd.) (95 g) was placed in a mixing vessel and heated to about 60 ° C. While continuously stirring, 5 g of hydroquinone was added. The resulting mixture was stirred and heated to 60 ° C. under reduced pressure for about 1 hour. The liquid mixture was then gradually cooled to about 25 ° C and held at that temperature for about 24 hours. The mixture was examined to determine if the solid hydroquinone precipitated upon cooling. The mixture contains no solids at 25 ° C
Had a viscosity of 820 centipoise.
【0023】実施例2〜5 難燃剤として表1記載のものを用いること以外は、実施
例1と同様に調製した。Examples 2 to 5 Preparations were made in the same manner as in Example 1 except that the flame retardants shown in Table 1 were used.
【0024】実施例6 難燃剤として表1記載のもののみ用いた。Example 6 Only those listed in Table 1 were used as flame retardants.
【0025】比較例A〜E 本発明の範囲外の成分を用いて、実施例1と同様に調製
及び単独で使用した。実施例及び比較例の各処方で得ら
れた液体の状態を表1に記載する。COMPARATIVE EXAMPLES A-E Prepared and used alone as in Example 1, using components outside the scope of the invention. Table 1 shows the states of the liquids obtained by the respective formulations of the examples and comparative examples.
【0026】[0026]
【表1】 [Table 1]
【0027】次に、上記処方で得られた難燃性組成物の
難燃性及びフォギング性を試験し、表2に示した。Next, the flame retardancy and fogging properties of the flame retardant composition obtained by the above formulation were tested, and the results are shown in Table 2.
【0028】 (低フォギング性難燃ポリウレタンフォームの製造) 処方 ポリオール(三井東圧化学社製、ポリエーテルポリオール、分子量3000) 100 部 イソシアネート(三井東圧化学社製、トルレンジイソシアネート2,4/2, 6 80/20) 55.1部 シリコン油(日本ユニカ社製 商品名L-520) 1.2部 錫系触媒(三井有機合成社製 オクチル酸スズ) 0.3部 アミン系触媒(米国エアプロダクツ社製 トリエチレンジアミン) 0.2部 水 4.5部 メチレンクロライド 所要部 難燃剤 所要部 (表2に記載の量) 上記の処方でワンショット法によって、軟質ウレタン発
泡体を製造した。(Production of flame-retardant polyurethane foam with low fogging properties) Formulation Polyol (Mitsui Toatsu Chemicals, polyether polyol, molecular weight 3000) 100 parts Isocyanate (Mitsui Toatsu Chemicals, Tolylene diisocyanate 2,4 / 2) , 6 80/20) 55.1 parts Silicon oil (trade name L-520, manufactured by Nippon Unica) 1.2 parts Tin-based catalyst (tin octylate manufactured by Mitsui Organic Synthesis Co., Ltd. ) 0.3 part Amine-based catalyst (US Air) by Products and Chemicals, Inc., triethylenediamine) 4.5 parts 0.2 parts water methylene chloride predetermined portions flame retardant predetermined portions (amount shown in Table 2) one-shot process in the above formulation was prepared soft urethane foam.
【0029】製造法 ポリオール、シリコン油、触媒、水及び難燃剤を上記の
処方に示した数量を配合し、3000rpmの回転数を
持つ攪拌機で1分間攪拌して均一に混和した後、イソシ
アネートを加えて、更に3000rpmで5〜7秒間攪
拌後、内容物を手早く正方形のボール箱に注いだ。直ち
に発泡が起こり、数分後最大の容積に達した。このもの
を更に30分間80℃の炉内で硬化せしめた。得られた
発泡体は、白色軟質通気泡型セル組織であった。上記の
方法で得た各種発泡体より、試料を切り取り燃焼試験
(燃焼試験方法MVSS−302)を行った。更にフォ
ギンク性の調査において、DIN75201(欧州のフ
ォギングテスト法)に基づき110℃、 3及び16時
間で行い、ガラスへの付着量の測定を行った。又物性に
おいては、密度(JIS K−7222)〔Kg/
m3〕と通気度(JIS L−1004,ASTM D
−737−46)〔ml/cm2/sec〕の測定を行っ
た。Production Method The polyol, silicone oil, catalyst, water, and flame retardant are mixed in the amounts indicated in the above formulation, stirred for 1 minute with a stirrer having a rotation speed of 3000 rpm, and uniformly mixed. After further stirring at 3000 rpm for 5 to 7 seconds, the contents were quickly poured into a square cardboard box. Foaming occurred immediately and reached a maximum volume after a few minutes. This was cured in an oven at 80 ° C. for an additional 30 minutes. The obtained foam had a white soft open cell structure. From the various foams obtained by the above method, samples were cut out and subjected to a combustion test (combustion test method MVSS-302). Further, in the examination of fogging properties, the adhesion to glass was measured at 110 ° C. for 3 and 16 hours based on DIN 75201 (European fogging test method). Regarding physical properties, the density (JIS K-7222) [Kg /
m 3 ] and air permeability (JIS L-1004, ASTM D
-737-46) [ml / cm 2 / sec] was measured.
【0030】その結果を表2に示す。Table 2 shows the results.
【0031】[0031]
【表2】 [Table 2]
【0032】[0032]
【発明の効果】これらの結果より、比較例に比べて、本
発明の難燃剤を使用した低フォギング性難燃ポリウレタ
ンフォームは、難燃性を維持し、極めて良好なフォギン
グ性を有している。又、該フォームには独立気泡がな
く、通気性が良く、その結果物性は良好である。From these results, the low-fogging flame-retardant polyurethane foam using the flame retardant of the present invention maintains the flame retardancy and has extremely good fogging properties as compared with the comparative example. . In addition, the foam has no closed cells, has good air permeability, and as a result, has good physical properties.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 5:13 5:524) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 75/04 - 75/16 C08K 5/13 C08K 5/521 - 5/523 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI C08K 5:13 5: 524) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C08L 75/04-75/16 C08K 5 / 13 C08K 5/521-5/523
Claims (4)
または水素原子、Zは−CH2CH2−、−CH2CH2O
CH2CH2−、 【化2】 で表される有機燐化合物50〜100重量部と、難燃性
可塑剤として作用する非反応性有機燐化合物50〜0重
量部と、酸化防止剤0〜5重量部とからなる液状の低フ
ォギング性難燃ポリウレタン用組成物。1. A compound of formula (I): (Wherein, R 1 and R 2 are the same or different lower alkyl groups or hydrogen atoms, and Z is —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 O
CH 2 CH 2 —, embedded image A liquid low fogging comprising 50 to 100 parts by weight of an organic phosphorus compound represented by the formula, 50 to 0 parts by weight of a non-reactive organic phosphorus compound acting as a flame retardant plasticizer, and 0 to 5 parts by weight of an antioxidant. A composition for flame-retardant polyurethane.
ェートエステルあるいはそのオリゴマー、塩素化ホスホ
ネートエステルあるいはそのオリゴマー、または非ハロ
ゲン系リン酸エステルあるいはそのオリゴマーで、平均
分子量が350以上で構成される化合物である請求項1
に記載の低フォギング性難燃ポリウレタン用組成物。2. A non-reactive organic phosphorus compound is comprised of chlorinated phosphate esters or oligomers thereof, chlorinated phosphonate ester or its oligomer or halogen-phosphoric acid ester or an oligomer thereof, an average molecular weight of 350 or more Claim 1 which is a compound
The composition for flame-retardant polyurethane having low fogging property described in 1 above.
素原子またはC1〜C14のアルキル基を表す。)で示さ
れるハイドロキノン化合物および/または3価の有機燐
化合物である請求項1に記載の低フォギング性難燃ポリ
ウレタン用組成物。3. The antioxidant of the formula (II): (Wherein, R ′ 1 , R ′ 2 , R ′ 3 and R ′ 4 each represent a hydrogen atom or a C 1 -C 14 alkyl group) and / or a trivalent organic phosphorus The composition for a low fogging flame-retardant polyurethane according to claim 1, which is a compound.
用のポリオール原料100重量部に対して2〜60重量
部使用される請求項1に記載の低フォギング性難燃ポリ
ウレタン用組成物。4. The composition for flame-retardant polyurethane having low fogging properties according to claim 1, wherein the composition is used in an amount of 2 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of a polyol raw material for forming the polyurethane during the production of the polyurethane.
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