JP3190920B2 - ハロゲン化芳香族モノマーを含むポリマーポリオール - Google Patents

ハロゲン化芳香族モノマーを含むポリマーポリオール

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリウレタン組成物の
合成において有用なポリマーポリオールに関し、より詳
細には難燃性モノマーを組み入れたポリマーポリオール
に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリイソシアネートとポリヒドロキシル
含有化合物とを適当な触媒の存在下で反応させることに
より得られるポリウレタンフォームは、家具、自動車な
どのクッション用の詰物材料として広く使用されてい
る。また、ポリウレタンフォームはスポンジとして、あ
るいは高い液体吸収性を必要とする他の用途、例えば特
殊包装材料や個人の衛生看護用品(高吸水性おむつを含
む)にも使用されている。ポリウレタンフォームと比較
して架橋を増すために異なる触媒を使って製造されたポ
リイソシアヌレートフォームは、建築産業において断熱
材としてしばしば採用されている。
【0003】ポリウレタンフォームの製造に用いられる
成分は、得られるフォームの諸性質を改良しようとし
て、修飾されたり付加されたりしてきた。例えば、ベー
スポリオールの存在下でモノマーの重合により製造され
るポリマーポリオールは、しばしば、ポリウレタンフォ
ームの性質を増強するためにポリヒドロキシル含有成分
の補助または代替成分として使用される。酸化防止剤、
安定剤および難燃剤のような種々の他の助剤もフォーム
配合物に添加することができる。難燃剤はポリウレタン
フォームが発火しないようにその燃焼を阻止する。代表
的な難燃添加剤には三酸化アンチモン、ホスフェートエ
ステル可塑剤およびハロゲン化化合物が含まれ、これら
に限定されない。
【0004】ポリウレタンフォーム配合物の添加剤また
は充填剤に関する一般的な問題は、配合物全体への添加
剤の分配が均質でないために、欠陥のある又はフォーム
全体に望まれる良好な性質を少なくとも保有しないフォ
ームの分離域が生じる、ということである。もう1つの
代表的な欠点は、耐力特性、引裂強さ、引張強さのよう
な他のフォーム性質が一部の添加剤の物理的存在により
簡単に劣化される、ということである。従って、もしも
他の物質の追加なしにかつ/また最終フォーム性質の劣
化なしに難燃性ポリウレタンフォームを製造することが
できたならば有利であるだろう。
【0005】耐発火性が向上したポリウレタンフォーム
への関心は、英国がフォームについての新しい燃焼標準
規格を導入して以来、世界中で劇的に高まってきた。し
かしながら、上で述べたように、リンやハロゲンを含む
難燃剤を配合したフォームは、現在の難燃性必要条件、
特に最近の英国標準規格5852、パート2、点火源5
を満たすのに限界がある、と一般に認められている。こ
れらの新しい燃焼必要条件を満たすフォームを作るため
に現在使われている技術は、フォーム配合物へ高レベル
の標準液体難燃剤と共に相当量の固体難燃剤(主として
メラミン、その他にはアルミニウム水和物や剥離グラフ
ァイト)を添加することを伴う。
【0006】先に述べたように、メラミンのような固体
難燃剤を添加して燃焼を適切に調節することは、主なフ
ォーム加工パラメーターのいくつかにネガティブな影響
を与える。例えば、ポリオール−充填剤分散体の粘度が
高くなる;気泡の大きさが不均質であり、その結果有意
な頂部−底部密度勾配が生じ、密度を下げるために大量
の望ましくないクロロフルオロカーボン発泡剤が必要と
なる。
【0007】米国特許第3655553号、同第395
3393号、および同第4214055号は、ポリオー
ル中で塩化ビニルまたは塩化ビニリデンを単独もしくは
共重合させることにより製造したポリマーポリオールを
開示している。これらの物質は改良された難燃性を有す
るポリウレタンフォームを製造するために特許請求され
ている。しかし、これらの物質にはいくつかの問題があ
る。塩化ビニルおよび塩化ビニリデンのポリマーは熱的
に不安定である。塩化水素の発生と共に熱分解が進行す
る。これは変色を起こし且つ高酸価を有する生成物をも
たらす。高酸度はウレタン触媒の問題を引き起こす。
【0008】ポリオール中でビス(β−クロロエチル)
ビニルホスホネートを共重合させることにより製造した
ポリマーポリオールから難燃性ウレタンフォームを製造
することは、米国特許第3925506号に開示されて
いる。ビニルホスホネートは非常に反応しにくいモノマ
ーであって、高い転化率でポリオールに組み込まれるこ
とがない。これらの特許はどれも、上で論じた、強化さ
れた難燃性標準規格を満たす問題を解決していない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、増強
された難燃性を達成するために配合物に別の固体添加剤
を加える必要のない、改良された難燃性を有するポリウ
レタンフォームを提供することである。
【0010】本発明の他の目的は、ポリイソシアネート
と反応させることによって難燃性のポリウレタンフォー
ムを製造しうる、安定した、新規なハロゲン含有ポリマ
ーポリオールを提供することである。
【0011】本発明のさらに他の目的は、構造中にエチ
レン性不飽和と少なくとも1個のハロゲンを有する付加
重合可能な芳香族モノマーを組み込んでおり、良好な転
化率で製造される、ポリマーポリオールを提供すること
である。
【0012】これら及び他の本発明目的を実施する場
合、1つの態様において、エチレン性不飽和を有し且つ
構造中に少なくとも1個のハロゲンを有する付加重合可
能な芳香族モノマーを、ポリオールの存在下で、遊離基
反応により、重合させることにより製造したポリマーポ
リオールが提供される。
【0013】
【課題を解決するための手段】エチレン性不飽和を有し
且つ構造中に少なくとも1個の芳香族ハロゲンを有する
付加重合可能なモノマーをベースポリオールの存在下で
重合させることにより、改良された難燃性を有するポリ
ウレタンフォームを製造するためにポリウレタン触媒の
存在下でポリイソシアネートと反応させうるポリマーポ
リオールが得られることが見いだされた。この方法でハ
ロゲンを組み入れることにより、ハロゲンはフォーム全
体に一層均質に分配される。これらのモノマーは芳香環
に結合したハロゲン原子を有する。これらのタイプのハ
ロゲン難燃剤はメラミン含有フォームにもよく作用す
る。
【0014】より詳細には、付加重合可能なモノマーは
エチレン性不飽和と少なくとも1個のハロゲン原子を有
する。ハロゲン原子は塩素、臭素、ヨウ素およびこれら
の混合物でありうる。本発明の特定面において、モノマ
ーは次式:化5
【0015】
【化5】
【0016】〔式中、Rはアルキル、アリール、アルキ
ルアリール基または水素であり;XはCl、Brおよび
Iより成る群から選ばれるハロゲン原子であり;そして
yは1−5の範囲である〕のような構造をしている。
【0017】特に好適なハロゲン化モノマーは2,4,
5−トリブロモスチレン(TBS)であり、Xが臭素
で、yが3である上記式により表される。このモノマー
は70重量%の臭素を含み、スチレンおよびアクリロニ
トリルとよく重合する。実際、驚いたことに、TBSを
アクリロニトリルのみと共重合させるとき、いくつかの
場合には、ポリマーポリオールを均質に維持するための
分散剤をまったく必要としないことが分かった。
【0018】ハロゲン含有モノマーは単独重合させて
も、追加のモノマーと共重合させてもよい。本発明の方
法およびポリマーポリオールに使用しうる2種類のコモ
ノマーは、ハロゲン含有モノマーと一緒にしてターポリ
マーをつくるためのスチレンおよびアクリロニトリルの
両方である。しかしながら、先に述べたように、本発明
の好適な態様は、スチレンを使わずに、単にハロゲン含
有モノマーともう1つのコモノマーを使用するものであ
る。その他の適当なモノマーには、限定するものではな
いが、ブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエ
ン、1,6−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、ス
チレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−
メチルスチレン、メチルスチレン、2,4−ジメチルス
チレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチ
ルスチレン、置換スチレン、例えばシアノスチレン、フ
ェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルス
チレン、ニトロスチレン、N,N−ジメチルアミノ−ス
チレン、アセトキシスチレン、メチル4−ビニルベンゾ
エート、フェノキシスチレン、p−ビニルジフェニルス
ルフィド、p−ビニルフェニルフェニルオキシド、アク
リルおよび置換アクリルモノマー、例えばアクリル酸、
メタクリル酸、メチルアクリレート、2−ヒドロキシエ
チルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、メチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレ
ート、ベンジルメタクリレート、イソプロピルメタクリ
レート、オクチルメタクリレート、エチルα−エトキシ
アクリレート、メチルα−アセトアミノアクリレート、
ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレー
ト、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、
N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジル
アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、メタクリ
リルホルムアミド、ビニルエステル、ビニルエーテル、
ビニルケトン、ビニルアセテート、ビニルアルコール、
ビニルブチレート、イソプロペニルアセテート、ビニル
ホルメート、ビニルアクリレート、ビニルメタクリレー
ト、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、
ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ビニルメチルエー
テル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテ
ル、ビニルブチルエーテル、ビニル2−エチルヘキシル
エーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル2−メトキ
シエチルエーテル、メトキシブタジエン、ビニル2−ブ
トキシエチルエーテル、3,4−ジヒドロ−1,2−ピ
ラン、2−ブトキシ−2′−ビニルオキシジエチルエー
テル、ビニル2−エチルメルカプトエチルエーテル、ビ
ニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルフェニ
ルケトン、ビニルエチルスルフィド、ビニルエチルスル
ホン、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、N−ビニ
ルピロリドン、ビニルイミダゾール、ジビニルスルフィ
ド、ジビニルスルホキシド、ジビニルスルホン、ナトリ
ウムビニルスルホネート、メチルビニルスルホネート、
N−ビニルピロール、ジメチルフマレート、ジメチルマ
レエート、マレイン酸、クロトン酸、フマル酸、イタコ
ン酸、モノメチルイタコネート、t−ブチル−アミノエ
チルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート、グリシジルアクリレート、アリルアルコール、イ
タコン酸のグリコールモノエステル、ビニルピリジン、
無水マレイン酸、マレイミド、N−置換マレイミド、例
えばN−フェニルマレイミドなどが含まれる。
【0019】重合開始剤触媒は用いる特定のモノマーに
適するどのような開始剤であってもよい。本発明のポリ
マーポリオール組成物を製造するのに適した触媒開始剤
は遊離基型のビニル重合触媒、例えばペルオキシド、ペ
ルスルフェート、ペルボーレート、ペルカーボネート、
アゾ化合物などである。特定例には2,2′−アゾ−ビ
スイソブチロニトリル(AIBN)、ジベンゾイルペル
オキシド、ラウロイルペルオキシド、ジ−t−ブチルペ
ルオキシド、ジイソプロピルペルオキシドカーボネー
ト、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエー
ト、t−ブチルペルピバレート、2,5−ジメチル−ヘ
キサン−2,5−ジ−ペル−2−エチルヘキソエート、
t−ブチルペルネオデカノエート、t−ブチルペルベン
ゾエート、t−ブチルペルクロトネート、t−ブチルペ
ルイソブチレート、ジ−t−ブチルペルフタレート、
2,2′−アゾ−ビス(2−メチルブタンニトリル)な
どが含まれる。もちろん、他の適当な触媒も使用でき
る。
【0020】ポリマーポリオールの全ハロゲン含有量
は、使用するモノマー、モノマーの性質、製造条件、そ
の他の要因により広範囲にわたって変化するだろう。
【0021】芳香族ハロゲン含有モノマーは、全モノマ
ーに基づいて約1−100重量%の量、好ましくは約5
0−100重量%の量で使用される。モノマー混合物
は、モノマーとポリオールの合計重量に基づいて約5−
60重量%、好ましくは約15−40重量%の範囲内の
量で使用される。
【0022】本発明のポリマーポリオールは、遊離基開
始剤の存在下に、約60−150℃、好ましくは約10
0−130℃の温度にて、所定のポリオール中でモノマ
ー混合物を重合させることにより製造することができ
る。本発明のポリマーポリオールを製造するために、通
常用いられるどのようなポリマーポリオールの製法を使
用してもよい。半バッチ法と連続法の両方が適してい
る。半バッチ法の場合は、モノマー供給材料の適当な添
加時間が採用され、例えば添加時間は約0.5−5.0
時間、好ましくは約1−2.5時間の範囲でありうる。
この反応は有機溶媒の存在下で行うこともできる。トル
エンやキシレンのような芳香族溶媒が好適である。分散
剤を使用してもよい。適当な分散剤は通常のSANポリ
マーポリオールにおいて知られているものである。ま
た、この反応は連鎖移動剤の存在下で行ってもよい。
【0023】本発明によれば、残りのポリウレタンフォ
ーム成分は従来通りであると予想され、このことは本発
明が標準配合物と適合しうることを示している。例え
ば、種々の比較的高分子量のポリエーテルおよび/また
はポリエステルポリオールは、本発明のポリウレタン組
成物にとってポリマーポリオールと共に有用であること
が期待される。これらのポリオールはまた本発明のポリ
マーポリオールを製造する際のポリオールとして適して
いるかもしれない。これらのポリオールにはエチレンオ
キシド(EO)でキャップされた又はキャップされてい
ないポリオール、並びにプロピレンオキシド(PO)お
よび/またはブチレンオキシドを含むポリオールが含ま
れるが、必ずしもこれらに限定されない。ポリオールは
適当な開始剤に付加されたアルキレンオキシドのブロッ
クまたはランダム分布を含んでいてもよい。1つの面に
おいて、ポリオールは好ましくは約2000−10,0
00、より好ましくは約3000−8000の分子量を
有し、一般的には複数の反応性水素を有する開始剤と1
種またはそれ以上のアルキレンオキシドとの反応により
製造される。適当な開始剤には、限定するものではない
が、グリセリン、アルカノールアミン、アルキルアミ
ン、アリールまたは芳香族アミン、スクロース、ソルビ
トール、トリメチロールプロパン(TMP)、α−メチ
ルグルコシド、β−メチルグルコシド、または他のメチ
ルグルコシド、フェノールの樹脂、アニリンおよび混合
フェノールアニリン、例えばメチレンジアニリンまたは
ビスフェノールA、マンニッヒ縮合物、およびこれらの
混合物が含まれる。ポリオールは希望のモル数のアルキ
レンオキシドで開始剤をアルコキシル化することにより
製造される。好ましくは、アルキレンオキシドは2−4
個の炭素原子を有し、従って上記のようなEO、PO、
ブチレンオキシドまたはこれらの混合物である。アルキ
レンオキシドはブロックまたはキャップを形成するため
に添加に際して混合されるか、あるいは別々にポリオー
ル開始剤鎖に添加される。1つの面において、エチレン
オキシドとプロピレンオキシドの混合物が開始剤に添加
される。アルコキシル化は触媒を使用しても、しなくて
もよい;KOHが通常用いられる触媒であるが、他のも
のも使用できる。例えば、二金属シアン化物触媒、特に
亜鉛ヘキサシアノコバルテートが用いられ、ポリオール
は米国特許第3029505号、同第3900518
号、同第3941049号および同第4355100号
(参照によりここに引用される)に記載される方法に従
って製造される。
【0024】ベースポリオール中に重合物質を均質に分
散させておくために、分散剤は必ずしも必要でないが、
多種多様の分散剤を本発明のポリマーポリオールと共に
使用することができる。例えば、適当な分散剤には、限
定するものではないが、アルキレンオキシド(特に、プ
ロピレンオキシドおよびエチレンオキシド)のグリセリ
ン開始ポリエーテル;ポリオール中で少なくとも1種の
アクリレートモノマーまたはポリマーを重合させること
により製造したポリアクリレートグラフト−ポリオール
(得られるポリアクリレートは使用するポリオールに可
溶性である);亜鉛ヘキサシアノコバルテート触媒の存
在下で多官能性開始剤にアルキレンオキシド成分を付加
することにより製造した高分子量ポリオール分散剤;エ
ポキシ樹脂改質ポリオールなどが含まれる。
【0025】ポリウレタンフォームを通常の方法で製造
する場合には、一般に触媒が使用される。この種の触媒
には1種またはそれ以上の次のもの:
【0026】(a)第三アミン、例えばトリメチルアミ
ン、トリエチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エ
チルモルホリン、N,N−ジメチルベンジルアミン、
N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N,N′,
N′−テトラメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N
−ジメチルピペラジン、1,4−ジアゾビシクロ〔2.
2.2〕オクタンなど;
【0027】(b)第三ホスフィン、例えばトリアルキ
ルホスフィン、ジアルキルベンジルホスフィンなど;
【0028】(c)強塩基、例えばアルカリおよびアル
カリ土類金属水酸化物、アルコキシド、フェノキシド;
【0029】(d)強酸の酸性金属塩、例えば塩化第二
鉄、塩化第二錫、塩化第一錫、三塩化アンチモン、硝酸
ビスマス、塩化ビスマスなど;
【0030】(e)種々の金属のキレート、例えばアセ
チルアセトン、ベンゾイルアセトン、トリフルオロアセ
チルアセトン、エチルアセトアセテート、サリチルアル
デヒド、シクロペンタノン−1−カルボキシレート、ア
セチルアセトイミン、ビス−アセチルアセトンアルキレ
ンジアミン、サリチルアルデヒドイミンなどと、Be、
Mg、Zn、Cd、Pd、Ti、Zr、Sn、As、B
i、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Niのような金属
とから得られるもの;
【0031】(f)種々の金属のアルコラートおよびフ
ェノラート、例えばTi(OR)4、Sn(OR)4
Al(OR)3 など(式中、Rはアルキルまたはアリー
ル)、およびアルコラートとカルボン酸、β−ジケトン
および2−(N,N−ジアルキルアミノ)アルコールと
の反応生成物;
【0032】(g)有機酸と種々の金属(例.アルカリ
金属、アルカリ土類金属、Al、Sn、Pb、Mn、C
o、NiおよびCu)の塩、例えば酢酸ナトリウム、第
一錫オクトエート、第一錫オレエート、鉛オクトエー
ト、マンガンおよびコバルトナフテネートのような金属
ドライヤーなど;および
【0033】(h)4価錫、3価および5価のAs、S
bおよびBiの有機金属誘導体、並びに鉄およびコバル
トの金属カルボニル;が含まれる。
【0034】もちろん、上記ポリウレタン触媒の組合わ
せも利用される。通常、触媒の使用量はポリオール10
0重量部あたり約0.01−5.0重量部の範囲であ
る。より頻繁には、約0.2−2.0重量部の触媒が使
用される。
【0035】ポリウレタン組成物のポリオールブレンド
は、1種またはそれ以上の上記触媒の存在下で慣用方法
に従ってポリイソシアネートと反応させる。用いるポリ
イソシアネートは芳香族または脂肪族ポリイソシアネー
ト、例えばトルエンジイソシアネート(TDI)、高分
子量イソシアネートおよび脂肪族ジイソシアネートであ
りうる。代表的な芳香族ポリイソシアネートには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、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、
2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエン
ジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、ビ
トリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,4−ジイ
ソシアネート、ジフェニレン−4,4′−ジイソシアネ
ート、脂肪族−芳香族ジイソシアネート、例えばキシリ
レン−1,4−ジイソシアネート、キシリレン−1,2
−ジイソシアネート、キシリレン−1,3−ジイソシア
ネート、ビス(4−イソシアナトフェニル)メタン、ビ
ス(3−メチル−4−イソシアナトフェニル)メタン、
および4,4′−ジフェニルプロパンジイソシアネート
が含まれ、これらに限定されない。適当な脂肪族ジイソ
シアネートにはイソホロンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、およびメチレン−ビス−シク
ロヘキシルイソシアネートが含まれるだろう。本発明の
一面においては、トルエンジイソシアネートが好適であ
る。
【0036】使用するのに適した芳香族ポリイソシアネ
ートに、約2−4の官能価を有するメチレン架橋ポリフ
ェニルポリイソシアネートが含まれる。これらのイソシ
アネート化合物は一般に、対応するメチレン架橋ポリフ
ェニルポリアミン(通常、塩酸および/または他の酸性
触媒の存在下でホルムアルデヒドとアニリンのような第
一芳香族アミンを反応させて製造する)のホスゲン化に
より製造される。
【0037】発泡は水と、場合により、追加の有機発泡
剤の存在下で行われる。水は通常ポリマーポリオールお
よび存在する追加のポリオール100重量部あたり0.
5−15重量部、好ましくは1.0−10重量部の量で
使用される。水と共に場合により使用される有機発泡剤
は当分野で知られており、例えばモノフルオロトリクロ
ロメタン、ジフルオロジクロロメタン、塩化メチレン、
および当分野で一般に知られた他のものである。また、
気泡の大きさや構造を調節するための添加剤、例えばジ
メチルポリシロキサンのようなシリコーン界面活性剤、
を発泡混合物に添加してもよい。既知のタイプの充填
剤、染料または可塑剤も使用できる。これら及び他の添
加剤は当分野で習熟した者によく知られている。
【0038】本発明の方法およびポリマーポリオールは
以下の実施例によりさらに詳しく説明されるだろう。異
なる量のスチレン、アクリロニトリルおよびTBSモノ
マーを用いたポリマーポリオールの配合物を、それらの
性質と共に表示する。S/AN/TBS比はそれぞれス
チレン、アクリロニトリルおよびトリブロモスチレンの
重量比率を意味する。スチレンを使わない実施例1−3
および5では分散剤を使用していないことに留意された
い。それから、ポリウレタンフォーム配合物とそれらの
性質が表示され、これらは本発明のポリマーポリオール
を使って製造したポリウレタンフォームが実際に改良さ
れた難燃性を有することを示している。
【0039】
【実施例】ポリマーポリオールの物理的性質の測定方法 粘度はブルックフィールド型コーン・プレート粘度計、
スピンドル#CP−52(25℃、20/secで作
動)を使って測定した。
【0040】粒子サイズはクールター(Coulter )N4
パーティクルサイズアナライザーで分散媒体としてo−
キシレンまたはイソプロピルアルコールを使って測定し
た。
【0041】遠心分離可能な固形分はポリマーポリオー
ルのサンプルを約3300rpm、1470半径方向遠
心“g”力で約24時間遠心することにより測定した。
その後遠心チューブを逆さにして4時間排水させた。チ
ューブの底にたまった非流動ケークは被検サンプルの初
期重量の重量%として記録される。
【0042】ポリマーポリオールの製造 攪拌機、冷却器、温度計および添加チューブを備えた反
応器に、窒素雰囲気下で表1および2に示した量の反応
剤を装填した。反応器装填材料を反応温度に加熱した
後、供給材料を表示した時間にわたって添加した。添加
完了後、反応生成物を反応温度に0.5−1.0時間保
持し、その後残留モノマーを115−125℃、<5m
mHgで1.0時間ストリッピングした。
【0043】
【表1】
【0044】
【表2】
【0045】以下の実施例では、固体難燃剤を添加して
いないスラブストック配合物中で、トリブロモスチレン
/アクリロニトリル(TBS/AN)分散体に基づいた
新規なポリマーポリオールを使用することにより、(先
に述べた)英国標準規格5852、パート2、点火源5
試験の必要条件を満たすフォーム(1.6−2.5pc
fの密度範囲)を製造した。これらのフォームは、固体
難燃剤を使った従来技術により製造されたものと比較し
て、乾燥および湿潤条件下で、優れた強度と圧縮歪特性
を示す。
【0046】以下の実施例15−40には、スラブスト
ックフォーム配合物中での本発明の新規なポリマーポリ
オールの使用方法が示されている。
【0047】すべての結果は、マックスフォーム(Maxf
oam )実験室規模装置および50リットルのカートンボ
ックスへの手動混合注入により製造したポリウレタン樹
脂フォームから得られたものである。使用したポリイソ
シアネートは2,4−および2,6−トルエンジイソシ
アネートの80/20商業ブレンドであるTDI T−
80であった。
【0048】物理的性質はASTM D3574および
RENAULT NFT56112(湿潤圧縮歪)に従
って測定した。耐発火性はASTM E−906または
オハイオ州立大学(OSU)発熱試験に従って測定し
た。この試験は、SPI産業研究プロジェクトが発火抵
抗による可撓性ポリウレタンフォームのグレード評価シ
ステムを開発するために測定装置として選択したもので
ある。詳しくは、J.F.Szabot, et al., Proceedings of
the SPI 31 st Annual Technical/Marketing Conferen
ce, p.190, 1988 ; および A.K.Schrock, et al., Proc
eedings of the SPI 32 nd Annual Technical/Marketin
g Conference, p.451, 1989 を参照されたい。
【0049】難燃性は、1988年の英国家具・室内備
品耐火規則の必要条件を満たすためにフォームに対して
現在採用されている、英国標準規格(BS)5852、
パート2、点火源5試験に従って測定した。勾配E値
(最大発熱速度〔MRHR〕に至る時間でMRHRを割
った値)はBS5852の重量損失と相関関係があると
き特に重要であることが見いだされた。大抵の場合、約
800BTU/ft2-min2より大きい勾配EはBS585
2試験に不合格であることが分かった。
【0050】表3に示すように、TBS/AN分散ポリ
オールから製造したフォーム(1.6−2.6pcfの
密度範囲)は、同量の固体および液体難燃添加剤を使用
するとき、スチレン/アクリロニトリル(S/AN)に
基づくものよりも良好なASTM E−906値を示
す;実施例15と16および実施例21と22を比較さ
れたい。表3および4のすべての実施例において、S/
ANおよびTBS/ANポリマーポリオールのモノマー
比率は75/25であった。BS5852燃焼測定値と
最もよく相関関係のある勾配E値はすべての実施例にお
いて約800BTU/ft2-min2以下であり、驚いたこと
に固体難燃添加剤(メラミン)を使わずに製造したTB
S/AN系フォームの場合もそうである。実施例18、
20および24を参照されたい。
【0051】表5および6には、TBS/AN分散ポリ
オールから製造した非メラミン充填フォームと慣用S/
AN分散ポリオールから製造したメラミン充填フォーム
の物理的性質が比較されている。50pphの分散ポリ
オールを50部のTHANOL F5505ポリオール
と共に使用した場合、全ポリオール成分の総固体含量は
10%であった。30pphの分散ポリオールを使用し
た場合は、総固体含量が6%であった。
【0052】すべての実施例は、重量損失≦60gでも
って、BS5852、パート2、点火源5燃焼試験に合
格するフォームに関する。
【0053】TBS/AN分散ポリオールに基づいた非
メラミン充填フォームは、優れた強度特性(引張−伸
び)と良好な圧縮歪特性(70%乾燥および湿潤圧縮
歪)を示す;特にS/ANポリオール系フォームと比較
して実施例28、29、37および40を参照された
い。また、上記物理的性質の一般的改良は同量のポリマ
ー(10%)を含むTBS/ANおよびS/AN物質に
基づいた配合物の場合にも認められる;実施例25を2
8および29と、実施例38を40と比較されたい。し
かしながら、BS5852、パート2、点火源5燃焼試
験に合格するためには、固体難燃添加剤のほかに液体難
燃添加剤を必要とすることが一般的に認められているに
もかかわらず、本発明者らは、意外にも、液体難燃添加
剤を含まないメラミン充填TBS/ANフォームが英国
標準規格燃焼試験に合格することに気がついた;実施例
33を参照されたい。
【0054】本発明のポリマーポリオールは多くの異な
る方法でポリウレタンフォームに組み入れることができ
る。例えば、本発明のポリマーポリオールは、リン化合
物、ハロゲン化化合物(ポリマーポリオールの製造に関
与せず、添加剤として存在する)、アルミニウム三水和
物、剥離グラファイト、尿素、メラミンおよびメラミン
誘導体を含めた(これらに限定されない)追加の添加剤
のうちのただ1種類とあるいは2種類以上と一緒に使用
される。いくつかの配合物では、本発明のポリマーポリ
オールは、たとえ1種類またはそれ以上の慣用添加剤が
存在しうるとしても、これらの慣用添加剤の割合を、本
発明のポリマーポリオールの芳香族ハロゲン化モノマー
の不在下で英国標準規格5852、パート2、点火源5
燃焼試験に合格するのに要する割合より少なくとも低く
抑えるために使用することができる。
【0055】
【表3】
【0056】
【表4】
【0057】
【表5】
【0058】
【表6】
【0059】本発明のポリマーポリオールおよびそれら
の製造方法には、特許請求の範囲によってのみ規定され
る本発明の精神および範囲を逸脱することなく、多くの
変更が可能である。例えば、当分野で習熟した者は、特
に有利な性質をもつポリマーポリオールを得るために、
上記パラメーターの範囲内で温度、圧力、反応剤、比率
および添加方法を調整することができるだろう。また、
ある種のハロゲン化モノマーまたはモノマーの組合わせ
が最適な結果をもたらすことを発見するかもしれない。
【0060】用語の説明 CFC−11 : トリクロロフルオロメタン
【0061】DE60°F : ペンタブロモジフェニ
ルエーテル/芳香族ホスフェートブレンド、Great Lake
s Chemical社製。
【0062】分散剤1 : プロピレンオキシドと
エチレンオキシドのグリセリン開始ポリエーテル、1
5.8重量%のエチレンオキシドを含み、1.8%EP
ON(登録商標)828で改質され、21.5のヒドロ
キシル価を有する。OH/エポキシ比は2.9。
【0063】分散剤2 : プロピレンオキシドの
グリセリン開始ポリエーテル、3.0%EPON(登録
商標)828で改質され、33のヒドロキシル価を有す
る。OH/エポキシ比は2.3。
【0064】DMMP : ジメチルメチルホスホ
ネート液体難燃剤、Stauffer Chemical 社製。
【0065】メラミン : 標準銘柄、d50=9
0/u、d99=230/u、DutchState Coal Mine
(DSM) 製。
【0066】ポリオールA : ARCOL(登録商
標)1342ポリオール、プロピレンオキシドとエチレ
ンオキシドのグリセリン開始ポリエーテル、34のヒド
ロキシル価およびポリエーテルの全ヒドロキシル含量の
80%の第一ヒドロキシル基含量を有する、ARCO Chemi
cal 社製。
【0067】ポリオールB : ARCOL(登録商
標)1130ポリオール、プロピレンオキシドとエチレ
ンオキシドのグリセリン開始ポリエーテル、48のヒド
ロキシル価を有し、本質的に第二ヒドロキシル基を含
む、ARCO Chemical 社製。
【0068】S/AN分散 : 約20重量%のスチレ
ン/アクリロニトリル(S/AN比、ポリオール
75/25)含量のポリマー改質ポリオール、ヒドロ
キシル価28。
【0069】TBS/AN : 約20重量%のトリブ
ロモスチレン/アクリロニトリル(T分散ポリオール
BS/AN比、75/25)含量のポリマー改質ポリ
オール、ヒドロキシル価28。
【0070】THANOL : プロピレンオキシドと
エチレンオキシドのグリセリン開始ポ(登録商標)
リエーテル、34のヒドロキシル価およびポリエーテ
ルの全F5505 ヒドロキシル含量の80%の
第一ヒドロキシル基含量を有する、ARCO Chemical 社
製。
【0071】Thermolin 101 : テトラキス(2−クロ
ロエチル)−エチレンジホスフェート(登録商標)
、Olin Chemicals製。
【0072】VAZO 67: 2,2′−アゾ−ビス
(2−メチルブタンニトリル)重合触(登録商標)
媒、E.I.duPont de Nemours and Co. 製。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08G 101:00) (72)発明者 ジョーン イー ヘイズ アメリカ合衆国デラウエア州19810 ウ イルミントン サウス ドルトン コー ト 1102 (72)発明者 フイリップ シー モット アメリカ合衆国ペンシルベニア州19063 メディア オールド オーチャード ロード 1504 (56)参考文献 特開 昭55−5988(JP,A) 特開 昭60−69117(JP,A) 特開 昭64−38415(JP,A) 欧州特許出願公開325818(EP,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 283/02 C08F 2/44 C08F 283/06 C08G 18/63 C08G 101:00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 遊離基反応により、トリブロモスチレン
    を単独で、またはトリブロモスチレンおよびトリブロモ
    スチレンと共重合可能な他のモノマー少なくとも1種
    を、ベースポリオールの存在下で、重合させることから
    成る方法により製造したポリマーポリオール。
  2. 【請求項2】 ポリイソシアネートと請求項1に記載の
    ポリマーポリオールをポリウレタン触媒の存在下で反応
    させることにより製造された難燃性ポリウレタンフォー
    ム。
  3. 【請求項3】 リン化合物、ハロゲン化化合物、アルミ
    ニウム三水和物、剥離グラファイト、尿素、メラミン、
    メラミン誘導体およびこれらの混合物より成る群から選
    ばれた少なくとも1種の追加の難燃添加剤を含む請求項
    2に記載の難燃性ポリウレタンフォーム。
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