JP4978986B2 - Polyol composition for foamed rigid polyurethane foam and method for producing foamed rigid polyurethane foam - Google Patents
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Description
本発明は、水を発泡剤とする発泡硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物並びに該ポリオール組成物を使用した硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a polyol composition for foamed rigid polyurethane foam using water as a foaming agent, and a method for producing a rigid polyurethane foam using the polyol composition.
硬質ポリウレタンフォームは、断熱材、軽量構造材等として周知の材料である。係る硬質ポリウレタンフォームは、ポリオール化合物、発泡剤を必須成分として含有するポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを混合し、発泡、硬化させることにより形成される。発泡剤としては、古くはCFC−11等のフロン化合物が使用されていたが、CFC化合物がオゾン層の破壊を引き起こすことから禁止され、HCFC−141bに切り換えられ、さらに2004年からはオゾン層破壊係数がゼロであるHFC化合物への切り換えが行われているが、HFC化合物はGWP(地球温暖化係数)が大きく、また現状では高価であるという問題を有する。 Rigid polyurethane foam is a well-known material as a heat insulating material, a lightweight structural material, and the like. Such a rigid polyurethane foam is formed by mixing a polyol composition containing a polyol compound and a foaming agent as essential components and a polyisocyanate component, and foaming and curing. In the past, chlorofluorocarbon compounds such as CFC-11 were used as foaming agents, but they were prohibited because CFC compounds caused destruction of the ozone layer, and switched to HCFC-141b. Although switching to an HFC compound having a coefficient of zero has been performed, the HFC compound has a problem that it has a large GWP (global warming potential) and is currently expensive.
HFC化合物等のハロゲン化炭化水素化合物に代えて、低コストの発泡剤としてn−ペンタン、iso−ペンタン、シクロペンタン等のペンタン類を使用する技術が公知であるが、ペンタン類は可燃性が高く、火災防止のための設備に多大の費用が必要であるという問題を有する。 Although a technique using pentane such as n-pentane, iso-pentane, cyclopentane or the like as a low-cost blowing agent instead of halogenated hydrocarbon compounds such as HFC compounds is known, pentanes are highly flammable. In addition, there is a problem that a great expense is required for the equipment for preventing fire.
作業環境においても地球環境においても問題がなく、しかも低コストの発泡剤として水が知られており、発泡剤として水を使用した硬質ポリウレタンフォームは公知であるが、低密度の水発泡の硬質ポリウレタンフォームは、寸法変化が大きいという問題を有する。係る問題を解決する技術として硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物のクリームタイム及び得られた硬質ポリウレタンフォームの独立気泡率を限定した技術(特許文献1)等が公知である。 There is no problem in both the work environment and the global environment, and water is known as a low-cost foaming agent. Hard polyurethane foams using water as a foaming agent are known, but low-density water-foaming rigid polyurethane Foam has the problem of large dimensional changes. As a technique for solving such a problem, a technique (Patent Document 1) that limits the cream time of the rigid polyurethane foam foam concentrate solution and the closed cell ratio of the obtained rigid polyurethane foam is known.
また、特許文献2には、発泡剤として水とHFC化合物を併用する硬質ウレタンフォームについて開示されている。 Patent Document 2 discloses a rigid urethane foam that uses water and an HFC compound in combination as a foaming agent.
しかし、特許文献1に記載の技術は、原材料としてピペラジンないしアミノアルキルピペラジンを開始剤とするポリエーテルポリオール化合物を使用するものであり、難燃性が十分ではない。難燃性改善のために芳香族エステル系ポリオールの使用が考えられるが、公知のエチレングリコールないしジエチレングリコールとテレフタル酸ないしオルトフタル酸のエステルポリオールを使用すると発泡剤である水の存在により加水分解を起こし、生じた酸が触媒のアミンと塩を形成するために反応性が低下してポリオール組成物の貯蔵時間経過とともにスプレー法による硬質ポリウレタンフォームの製造が困難となるという問題を有する。 However, the technique described in Patent Document 1 uses a polyether polyol compound starting from piperazine or aminoalkylpiperazine as a raw material, and is not sufficiently flame retardant. In order to improve flame retardancy, the use of aromatic ester-based polyols is conceivable. However, when a known ester polyol of ethylene glycol or diethylene glycol and terephthalic acid or orthophthalic acid is used, hydrolysis occurs due to the presence of water as a blowing agent, Since the generated acid forms a salt with the catalyst amine, the reactivity is lowered, and it becomes difficult to produce a rigid polyurethane foam by a spray method as the polyol composition is stored.
また、特許文献2に開示された技術については、上述したようにHFC化合物は、高価である上に、従来のHCFC−141bを用いる処方と比べて、反応性をマイルドに調整することが困難であり、スプレー法で硬質ポリウレタンフォームの厚吹きが必要な冷蔵倉庫などでは平滑に吹けないなど作業性が悪く問題がある。 In addition, as described above, the technique disclosed in Patent Document 2 is expensive, and it is difficult to adjust the reactivity mildly compared to the conventional formulation using HCFC-141b. However, in a refrigerated warehouse that requires a thick blow of rigid polyurethane foam by the spray method, there is a problem that workability is poor, such as being unable to blow smoothly.
本発明は、上記公知技術の問題に鑑み、水を発泡剤とし、低密度であって難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームを形成することができ、しかも貯蔵安定性に優れた硬質ポリウレタンフォーム用のポリオール組成物並びに該ポリオール組成物を使用した硬質ポリウレタンフォームの製造方法を提供することを目的とするものである。 In view of the above-mentioned problems of the known technology, the present invention is capable of forming a rigid polyurethane foam having low density and excellent flame retardancy using water as a foaming agent, and also having excellent storage stability. It is an object of the present invention to provide a polyol composition and a method for producing a rigid polyurethane foam using the polyol composition.
本発明の発泡硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物は、ポリオール化合物、発泡剤である水、整泡剤及び触媒を含み、ポリイソシアネート成分と混合し、反応させて硬質ポリウレタンフォームを形成するポリオール組成物であって、
前記ポリオール化合物はポリオキシエチレングリコールと芳香族ジカルボン酸とのエステルポリオールであり、
前記ポリオキシエチレングリコールは平均分子量150〜500であり、
前記芳香族ジカルボン酸はテレフタル酸とオルトフタル酸とからなることを特徴とする。
The polyol composition for foamed rigid polyurethane foam of the present invention is a polyol composition comprising a polyol compound, water as a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst, mixed with a polyisocyanate component and reacted to form a rigid polyurethane foam. There,
The polyol compound is an ester polyol of polyoxyethylene glycol and aromatic dicarboxylic acid,
The polyoxyethylene glycol has an average molecular weight of 150 to 500,
The aromatic dicarboxylic acid comprises terephthalic acid and orthophthalic acid.
上記構成のポリオール組成物は、水を発泡剤とし、低密度であって難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームを形成することができ、しかも貯蔵安定性に優れたものである。 The polyol composition having the above-described configuration is capable of forming a rigid polyurethane foam having a low density and excellent flame retardancy using water as a foaming agent, and having excellent storage stability.
エステルポリオールを構成するポリオキシエチレングリコールの平均分子量(末端基定量法による)が150未満の場合には耐加水分解性が低下してポリオール組成物の貯蔵安定性が十分ではなくなり、500を超えると得られる硬質ポリウレタンフォームの難燃性が低下する。またエステルポリオールを構成する芳香族ジカルボン酸がテレフタル酸のみの場合はエステルポリオールの耐加水分解性が十分ではなく、オルトフタル酸のみの場合には難燃性が十分ではなくなる。 When the average molecular weight of polyoxyethylene glycol constituting the ester polyol (by end group quantification method) is less than 150, hydrolysis resistance is lowered and the storage stability of the polyol composition becomes insufficient. The flame retardancy of the resulting rigid polyurethane foam is reduced. When the aromatic dicarboxylic acid constituting the ester polyol is only terephthalic acid, the hydrolysis resistance of the ester polyol is not sufficient, and when only the orthophthalic acid is used, the flame retardancy is not sufficient.
上述の発泡硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物においては、前記芳香族ジカルボン酸のテレフタル酸/オルトフタル酸のモル比が5/95〜95/5であることが好ましい。 In the polyol composition for foamed rigid polyurethane foam, the molar ratio of terephthalic acid / orthophthalic acid of the aromatic dicarboxylic acid is preferably 5/95 to 95/5.
係る構成のポリオール組成物は、市場流通後においても製造直後と同様に硬質ポリウレタンフォームを製造することができる程度に実用的な貯蔵安定性を有するものであり、難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。テレフタル酸/オルトフタル酸のモル比が95/5を超え、テレフタル酸の比率が多い場合にはポリオール組成物の貯蔵安定性が低下し、5/95未満であり、オルトフタル酸の比率が多い場合には、得られる硬質ポリウレタンフォームの耐燃焼性が低下する場合がある。テレフタル酸/オルトフタル酸のモル比は、40/60〜60/40であることが、ポリオール組成物の貯蔵安定性と得られる硬質ポリウレタンフォームの耐燃焼性の双方が満足できるのでより好ましい。 The polyol composition having such a structure has practical storage stability to the extent that a rigid polyurethane foam can be produced even after market distribution, just after production, and a rigid polyurethane foam excellent in flame retardancy. Can be manufactured. When the molar ratio of terephthalic acid / orthophthalic acid exceeds 95/5 and the ratio of terephthalic acid is large, the storage stability of the polyol composition decreases, and is less than 5/95, when the ratio of orthophthalic acid is large. The flame resistance of the resulting rigid polyurethane foam may be reduced. The molar ratio of terephthalic acid / orthophthalic acid is more preferably 40/60 to 60/40, since both the storage stability of the polyol composition and the combustion resistance of the resulting rigid polyurethane foam can be satisfied.
上述の発泡硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物は、さらに水酸基価250〜550mgKOH/g、官能基数が2〜4の化学式(化3)にて示されるポリエーテルポリオールを含むことが好ましい。 The polyol composition for foamed rigid polyurethane foam described above preferably further includes a polyether polyol represented by a chemical formula (Chemical Formula 3) having a hydroxyl value of 250 to 550 mgKOH / g and a functional group number of 2 to 4.
一般式(化3)においてRは炭素数1〜4のアルキル基、Xはオキシエチレン基、オキシプロピレン基の少なくとも1種を含む有機基、Yはエチレン基又はプロピレン基、mは0又は1、qは1又は2、m+g=2、nの平均値は1〜4である。 In the general formula (Chemical Formula 3), R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is an organic group containing at least one of oxyethylene group and oxypropylene group, Y is an ethylene group or propylene group, m is 0 or 1, q is 1 or 2, m + g = 2, and the average value of n is 1 to 4.
上記のポリオール化合物を併用することによって、難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。 By using the above polyol compound in combination, a rigid polyurethane foam excellent in flame retardancy can be produced.
上記一般式(化3)にて示される化学構造を有するポリオール化合物を使用する場合、エステルポリオール/(化3)ポリオールの比率は重量比にて95/5〜5/95であることが好ましく、95/5〜45/55であることがより好ましく、90/10〜50/50であることがさらに好ましい。 When using a polyol compound having a chemical structure represented by the above general formula (Chemical Formula 3), the ratio of ester polyol / (Chemical Formula 3) polyol is preferably 95/5 to 5/95 by weight, It is more preferably 95/5 to 45/55, and further preferably 90/10 to 50/50.
上記発泡硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物において、整泡剤は、(a)Si−O結合を4〜5個含む環状ジアルキルポリシロキサン、(b)(R1)Si(OR2)3、(R1)2Si(OR2)2、(R1)3Si(OR2)からなる群から選択される少なくとも1種とSi(OR2)4との共加水分解縮合物であるシリコーン重合体(R1は炭素数1又は2のアルキル基又はフェニル基、R2は炭素数1又は2のアルキル基、R1、R2は同じであってもよく、異なってもよい。)の2種を含むことが好適である。 In the polyol composition for foamed rigid polyurethane foam, the foam stabilizer is (a) a cyclic dialkylpolysiloxane containing 4 to 5 Si—O bonds, (b) (R 1 ) Si (OR 2 ) 3 , (R 1 ) A silicone polymer that is a cohydrolysis condensate of at least one selected from the group consisting of 2 Si (OR 2 ) 2 and (R 1 ) 3 Si (OR 2 ) and Si (OR 2 ) 4 R 1 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms or a phenyl group, R 2 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms, and R 1 and R 2 may be the same or different. It is preferable to include.
係る組成のポリオール組成物を使用した硬質ポリウレタンフォームは、水を発泡剤とし、低密度であって収縮が効果的に防止されており、しかも面材や吹き付け対象基材との接着強度に優れた硬質ポリウレタンフォームである。 The rigid polyurethane foam using the polyol composition having such a composition uses water as a foaming agent, has a low density and effectively prevents shrinkage, and has excellent adhesive strength with a face material and a base material to be sprayed. Rigid polyurethane foam.
上記組成にてフォームの収縮が防止される理由は明らかではないが、特定組成のポリオールの使用と環状ジアルキルポリシロキサン(a)とシリコーン重合体(b)の使用により、フォームを形成するポリウレタンの気泡にごく微細な孔が形成され、断熱性を損なうことなく気泡内の炭酸ガスの拡散による圧力低下に起因する収縮が防止されるものと推測される。 The reason why foam shrinkage is prevented by the above composition is not clear, but polyurethane foam is formed by using a specific composition polyol and cyclic dialkylpolysiloxane (a) and silicone polymer (b). It is presumed that very fine pores are formed, and shrinkage due to pressure drop due to diffusion of carbon dioxide in the bubbles is prevented without impairing the heat insulation.
別の本発明は、ポリオール化合物、発泡剤である水、整泡剤及び触媒を含むポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを混合し、反応させて硬質ポリウレタンフォームとする硬質ポリウレタンフォームの製造方法であって、
前記ポリオール化合物はポリオキシエチレングリコールと芳香族ジカルボン酸とのエステルポリオールであり、
前記ポリオキシエチレングリコールは平均分子量150〜500であり、
前記芳香族ジカルボン酸はテレフタル酸とオルトフタル酸とからなることを特徴とする。
Another aspect of the present invention is a method for producing a rigid polyurethane foam, wherein a polyol composition containing a polyol compound, water as a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst is mixed with a polyisocyanate component and reacted to form a rigid polyurethane foam. And
The polyol compound is an ester polyol of polyoxyethylene glycol and aromatic dicarboxylic acid,
The polyoxyethylene glycol has an average molecular weight of 150 to 500,
The aromatic dicarboxylic acid comprises terephthalic acid and orthophthalic acid.
上記構成の製造方法により、水を発泡剤とし、低密度であって難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。 By the production method having the above-described configuration, a rigid polyurethane foam having low density and excellent flame retardancy can be produced using water as a foaming agent.
上記の発泡硬質ポリウレタンフォームの製造方法においては、前記芳香族ジカルボン酸のテレフタル酸/オルトフタル酸のモル比が5/95〜95/5あることが好ましく、40/60〜60/40であることがより好ましい。 In the production method of the foamed rigid polyurethane foam, the molar ratio of terephthalic acid / orthophthalic acid of the aromatic dicarboxylic acid is preferably 5/95 to 95/5, and preferably 40/60 to 60/40. More preferred.
係る構成によって、難燃性が実用的に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。テレフタル酸/オルトフタル酸のモル比が95/5を超える場合にはポリオール組成物の貯蔵安定性が低下して製造した硬質ポリウレタンフォームに収縮が発生しやすく、5/95未満の場合には、製造した硬質ポリウレタンフォームの耐燃焼性が低下する場合がある。 With such a configuration, a rigid polyurethane foam having practically excellent flame retardancy can be produced. When the molar ratio of terephthalic acid / orthophthalic acid exceeds 95/5, the storage stability of the polyol composition is lowered and the produced rigid polyurethane foam tends to shrink, and when it is less than 5/95, it is manufactured. The fire resistance of the hard polyurethane foam may decrease.
上記の発泡硬質ポリウレタンフォームの製造方法においては、さらに水酸基価250〜550mgKOH/g、官能基数が2〜4の上記化学式(化3)にて示されるポリエーテルポリオール35〜70重量部を含むことが好ましい。 In the manufacturing method of said foaming rigid polyurethane foam, it further contains 35-70 weight part of polyether polyols shown by the said Chemical formula (Chemical formula 3) whose hydroxyl value is 250-550 mgKOH / g and functional group number is 2-4. preferable.
上記の製造方法によって、難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。 By the above production method, a rigid polyurethane foam excellent in flame retardancy can be produced.
また上記発泡硬質ポリウレタンフォームの製造方法においては、前記整泡剤は、(a)Si−O結合を4〜5個含む環状ジアルキルポリシロキサン、(b)(R1)Si(OR2)3、(R1)2Si(OR2)2、(R1)3Si(OR2)からなる群から選択される少なくとも1種とSi(OR2)4との共加水分解縮合物であるシリコーン重合体(R1は炭素数1又は2のアルキル基又はフェニル基、R2は炭素数1又は2のアルキル基、R1、R2は同じであってもよく、異なってもよい。)の2種を含むことが好ましい。 Also in the above-described method for manufacturing a foamed rigid polyurethane foam, wherein the foam stabilizer, (a) cyclic dialkyl polysiloxane Si-O bond the containing 4-5, (b) (R 1) Si (OR 2) 3, Silicone weight which is a cohydrolysis condensate of at least one selected from the group consisting of (R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 and (R 1 ) 3 Si (OR 2 ) and Si (OR 2 ) 4 2 of a combination (R 1 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms or a phenyl group, R 2 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms, and R 1 and R 2 may be the same or different). Preferably it contains seeds.
上記構成の製造方法によれば、水を発泡剤とし、低密度であって収縮が効果的に防止されており、しかも面材や吹き付け対象基材との接着強度に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。 According to the manufacturing method of the above configuration, water is used as a foaming agent, and a rigid polyurethane foam that is low in density and effectively prevented from shrinking and has excellent adhesive strength with a face material or a base material to be sprayed is manufactured. can do.
本発明は、スプレー装置によりポリイソシアネート成分と混合し、反応させて硬質ポリウレタンフォームを形成するための発泡硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物に関する。
前記ポリオール組成物は、市場流通後においても、製造直後と同様にスプレー法による硬質ポリウレタンフォームを製造することができる程度に実用的な貯蔵安定性を有するものであり、難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。また、スプレー装置を用いてポリイソシアネート成分とポリオール組成物を混合し、吹き付け・発泡させることができるため、対象物に容易に難燃性に優れた断熱層を形成することができる。
The present invention relates to a polyol composition for foamed rigid polyurethane foam for mixing with a polyisocyanate component by a spray device and reacting to form a rigid polyurethane foam.
The polyol composition has practical storage stability to the extent that it can produce a rigid polyurethane foam by spraying, just after production, even after market distribution, and has excellent flame retardancy. Polyurethane foam can be produced. Moreover, since a polyisocyanate component and a polyol composition can be mixed and sprayed / foamed using a spray device, a heat insulating layer excellent in flame retardancy can be easily formed on an object.
本発明は、スプレー装置を用いる発泡硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。スプレー装置を用いることにより、ポリイソシアネート成分とポリオール組成物を混合・発泡させることができ、難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。 The present invention relates to a method for producing a foamed rigid polyurethane foam using a spray device. By using a spray device, the polyisocyanate component and the polyol composition can be mixed and foamed, and a rigid polyurethane foam excellent in flame retardancy can be produced.
硬質ポリウレタンフォームの発泡方法としては、ポリウレタンの技術分野において公知の発泡方法を限定なく使用することができる。例えば、連続製造法、不連続製造法、スプレー法、注入法等が使用できる。特に、スプレー法は施工対象物に2成分の原液をスプレー装置で混合し吹き付ける方法で、対象物に到達すると発泡・硬化し、施工が容易なため、有効な方法である。また、連続製造法は連続コンベア上において、下面材上に混合原液を流し、上面材を供給して連続発泡させる方法であり、所定の長さに裁断することにより、サンドイッチパネルを製造することができる。 As a foaming method of the rigid polyurethane foam, a foaming method known in the technical field of polyurethane can be used without limitation. For example, a continuous production method, a discontinuous production method, a spray method, an injection method, or the like can be used. In particular, the spray method is a method in which a two-component undiluted solution is mixed and sprayed onto a construction object with a spray device, and when reaching the object, it is foamed and cured, and is an effective method because construction is easy. In addition, the continuous production method is a method in which a mixed stock solution is flowed on the lower surface material on the continuous conveyor, and the upper surface material is supplied and continuously foamed, and a sandwich panel can be produced by cutting to a predetermined length. it can.
本発明のポリオール組成物は、ポリオール化合物、発泡剤である水、整泡剤及び触媒を含む。本発明のポリオール組成物の粘度は、スプレー法による硬質ポリウレタンフォームの製造が容易に行える観点より1000mPa・s(20℃)以下であることが好ましく、800mPa・s(20℃)以下であることがより好ましい。なお、連続製造法による場合は、スプレー法に比べて粘度を高くすることができるため、1500mPa・s(20℃)以下であることが好ましく、1000mPa・s(20℃)以下であることがより好ましい。 The polyol composition of the present invention contains a polyol compound, water as a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst. The viscosity of the polyol composition of the present invention is preferably 1000 mPa · s (20 ° C.) or less, and preferably 800 mPa · s (20 ° C.) or less, from the viewpoint of easily producing a rigid polyurethane foam by a spray method. More preferred. In the case of the continuous production method, the viscosity can be increased as compared with the spray method, so that it is preferably 1500 mPa · s (20 ° C.) or less, more preferably 1000 mPa · s (20 ° C.) or less. preferable.
ポリオール化合物は、上述のようにポリオール化合物はポリオキシエチレングリコールと芳香族ジカルボン酸とのエステルポリオールであり、ポリオキシエチレングリコールは平均分子量150〜500であり、芳香族ジカルボン酸はテレフタル酸とオルトフタル酸とからなることを特徴とするものである。平均分子量150〜500のポリオキシエチレングリコールは、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールを含んでいてもよい。このようなエステルポリオールは、従来一般的に使用されている芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールやジエチレングリコールから構成されるエステルポリオールと同様な製造方法にて製造可能である。エステルポリオールを構成する2官能のポリオキシエチレングリコールも常法により製造することができ、また、市販品を1種単独で使用してもよく、また2種以上を併用してより好ましい特性のウレタンフォームとすることも好適な態様である。例えば、平均分子量150〜500のポリオキシエチレングリコールとしては、単独でこの範囲に入る市販品を用いてもよく、また、2種以上を併用して、平均分子量が上記範囲に入る場合でも良い。 As described above, the polyol compound is an ester polyol of polyoxyethylene glycol and aromatic dicarboxylic acid, the polyoxyethylene glycol has an average molecular weight of 150 to 500, and the aromatic dicarboxylic acid is terephthalic acid and orthophthalic acid. It is characterized by the following. The polyoxyethylene glycol having an average molecular weight of 150 to 500 may contain diethylene glycol or triethylene glycol. Such an ester polyol can be produced by the same production method as an ester polyol composed of an aromatic dicarboxylic acid and ethylene glycol or diethylene glycol which are generally used conventionally. The bifunctional polyoxyethylene glycol constituting the ester polyol can also be produced by a conventional method, and a commercially available product may be used alone or in combination with two or more urethanes having more preferable characteristics. It is also a preferred aspect to form a foam. For example, as polyoxyethylene glycol having an average molecular weight of 150 to 500, a commercially available product that falls within this range may be used alone, or two or more kinds may be used in combination and the average molecular weight may fall within the above range.
また本発明のポリオール組成物は、上述のようにエステルポリオール化合物に加えて、さらに水酸基価250〜550mgKOH/g、官能基数が2〜4の化学式(化3)にて示されるポリエーテルポリオールを含むことが好ましい。 In addition to the ester polyol compound as described above, the polyol composition of the present invention further includes a polyether polyol represented by a chemical formula (chemical formula 3) having a hydroxyl value of 250 to 550 mgKOH / g and a functional group number of 2 to 4. It is preferable.
本発明において使用する上記化学式(化3)にて示されるポリオール化合物は、マンニッヒポリオールと称されるポリオール化合物であり、フェノール及び/又はそのアルキル置換誘導体、ホルムアルデヒド及びアルカノールアミンのマンニッヒ反応により得られた活性水素化合物又はこの化合物にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの少なくとも1種を開環付加重合させることによって得られる活性水素化合物である。 The polyol compound represented by the above chemical formula (Chemical Formula 3) used in the present invention is a polyol compound called Mannich polyol, and obtained by a Mannich reaction of phenol and / or an alkyl-substituted derivative thereof, formaldehyde and alkanolamine. An active hydrogen compound or an active hydrogen compound obtained by subjecting this compound to ring-opening addition polymerization of at least one of ethylene oxide and propylene oxide.
本発明のポリオール組成物は、さらに脂肪族アミンポリオール、芳香族アミンポリオールから選択される少なくとも1種の水酸基価200〜500mgKOH/gのポリオール化合物を含むものであってもよい。 The polyol composition of the present invention may further contain at least one polyol compound having a hydroxyl value of 200 to 500 mgKOH / g selected from aliphatic amine polyols and aromatic amine polyols.
脂肪族アミンポリオールとしては、アルキレンジアミン系ポリオールや、アルカノールアミン系ポリオールが例示される。これらのポリオール化合物は、アルキレンジアミンやアルカノールアミンを開始剤としてエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの少なくとも1種を開環付加させた末端水酸基の多官能ポリオール化合物である。アルキレンジアミンとしては、公知の化合物が限定なく使用できる。具体的にはエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ネオペンチルジアミン等の炭素数が2〜8のアルキレンジアミンの使用が好適である。これらの中でも、炭素数の小さなアルキレンジアミンの使用がより好ましく、特にエチレンジアミン、プロピレンジアミンを開始剤としたポリオール化合物の使用が好ましい。アルキレンジアミン系ポリオールにおいては、開始剤であるアルキレンジアミンは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンが例示される。アルキレンジアミンを開始剤としたポリオール化合物の官能基数は4であり、アルカノールアミンを開始剤としたポリオール化合物の官能基数は3である。 Examples of the aliphatic amine polyol include alkylene diamine polyols and alkanol amine polyols. These polyol compounds are polyfunctional polyol compounds having a terminal hydroxyl group obtained by ring-opening addition of at least one of ethylene oxide and propylene oxide using alkylene diamine or alkanol amine as an initiator. As the alkylene diamine, known compounds can be used without limitation. Specifically, use of alkylene diamine having 2 to 8 carbon atoms such as ethylene diamine, propylene diamine, butylene diamine, hexamethylene diamine, and neopentyl diamine is preferable. Among these, the use of alkylenediamine having a small number of carbon atoms is more preferable, and the use of a polyol compound having ethylenediamine or propylenediamine as an initiator is particularly preferable. In the alkylene diamine-based polyol, the alkylene diamine as the initiator may be used alone or in combination of two or more. Examples of the alkanolamine include monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine. The number of functional groups of the polyol compound using alkylene diamine as the initiator is 4, and the number of functional groups of the polyol compound using alkanolamine as the initiator is 3.
芳香族アミン系ポリオールは、芳香族ジアミンを開始剤としてエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの少なくとも1種を開環付加させた末端水酸基の多官能ポリエーテルポリオール化合物である。開始剤としては、公知の芳香族ジアミンを限定なく使用することができる。具体的には2,4−トルエンジアミン、2,6−トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、p−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、ナフタレンジアミン等が例示される。これらの中でも得られる硬質ポリウレタンフォームの断熱性と強度などの特性が優れている点でトルエンジアミン(2,4−トルエンジアミン、2,6−トルエンジアミン又はこれらの混合物)の使用が特に好ましい。なお、脂肪族アミン系ポリオールはスプレーフォーム用としての使用が好ましく、芳香族アミン系ポリオールは連続製造法によるフォーム用として、使用することが好ましい。 The aromatic amine-based polyol is a polyfunctional polyether polyol compound having a terminal hydroxyl group obtained by ring-opening addition of at least one of ethylene oxide and propylene oxide using an aromatic diamine as an initiator. As the initiator, known aromatic diamines can be used without limitation. Specific examples include 2,4-toluenediamine, 2,6-toluenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, p-phenylenediamine, o-phenylenediamine, naphthalenediamine and the like. Of these, the use of toluenediamine (2,4-toluenediamine, 2,6-toluenediamine or a mixture thereof) is particularly preferred in that the obtained rigid polyurethane foam has excellent properties such as heat insulation and strength. The aliphatic amine-based polyol is preferably used for spray foam, and the aromatic amine-based polyol is preferably used for foam by a continuous production method.
本発明の硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物を構成する成分として架橋剤を使用してもよい。架橋剤としてはポリウレタンの技術分野において使用される低分子量多価アルコールが使用可能である。具体的には、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリエタノールアミン等が例示される。 You may use a crosslinking agent as a component which comprises the polyol composition for rigid polyurethane foams of this invention. As the crosslinking agent, low molecular weight polyhydric alcohols used in the technical field of polyurethane can be used. Specifically, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, triethanolamine and the like are exemplified.
本発明において整泡剤成分として使用する(b)シリコーン重合体は、(R1)Si(OR2)3、(R1)2Si(OR2)2、(R1)3Si(OR2)からなる群から選択される少なくとも1種とSi(OR2)4とを水と触媒とを使用して共加水分解縮合してポリシロキサン結合を形成することにより製造することができる。R1、R2は、同一であっても異なっていてもよく、メチル基又はエチル基であることが好ましい。また(a)環状ジアルキルポリシロキサンも公知の方法で製造することができ、環状ジメチルシロキサンであることが好ましい。 In the present invention, the (b) silicone polymer used as the foam stabilizer component is (R 1 ) Si (OR 2 ) 3 , (R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 , (R 1 ) 3 Si (OR 2 ). ) And at least one selected from the group consisting of Si (OR 2 ) 4 and co-hydrolyzing and condensing using water and a catalyst to form a polysiloxane bond. R 1 and R 2 may be the same or different and are preferably a methyl group or an ethyl group. Further, (a) cyclic dialkylpolysiloxane can also be produced by a known method, and is preferably cyclic dimethylsiloxane.
また、本発明において整泡剤成分として使用するa)及び(b)に加えて、(c)ポリジメチルシロキサンとポリオキシアルキレングリコールのグラフト共重合体である共重合シリコーン化合物を含んでもよい。なお、前記共重合シリコーン化合物は、ポリウレタンフォームの技術分野において整泡剤として使用される化合物である。本発明においては、これらの公知の整泡剤の中でも、Si含有率が10〜40重量%のもの、即ち共重合しているポリオキシアルキレングリコールの含有率が小さいく、一般的に活性が低いとされる整泡剤を使用することが好ましい。具体的には、SH−193(Si=30wt%;東レダウコーニングシリコン)、S−824−02(Si=25wt%;日本ユニカー)、SZ−1704(Si=25wt%;日本ユニカー)等の整泡剤を使用することができる。ポリオキシアルキレングリコールを有する整泡剤(共重合シリコーン化合物)は、2種以上を使用してもよく、(a)環状ジアルキルポリシロキサンを含有したものであってもよい。 Moreover, in addition to a) and (b) used as a foam stabilizer component in the present invention, (c) a copolymer silicone compound which is a graft copolymer of polydimethylsiloxane and polyoxyalkylene glycol may be included. The copolymerized silicone compound is a compound used as a foam stabilizer in the technical field of polyurethane foam. In the present invention, among these known foam stabilizers, those having an Si content of 10 to 40% by weight, that is, the content of copolymerized polyoxyalkylene glycol is small and generally low in activity. It is preferable to use a foam stabilizer. Specifically, SH-193 (Si = 30 wt%; Toray Dow Corning Silicon), S-824-02 (Si = 25 wt%; Nihon Unicar), SZ-1704 (Si = 25 wt%; Nihon Unicar), etc. A foaming agent can be used. Two or more kinds of foam stabilizers (copolymerized silicone compounds) having polyoxyalkylene glycol may be used, or (a) a cyclic dialkylpolysiloxane may be contained.
上記(a)、(b)のシリコーン化合物としては市販品を使用することができ、具体的には(a)と(b)を含有する組成物が使用に好適である。上述のように、(a)環状ジアルキルポリシロキサン、(b)シリコーン重合体である整泡剤を予め混合して整泡剤組成物としてポリオール組成物の製造に使用することが好ましい。 Commercially available products can be used as the silicone compounds (a) and (b), and specifically, compositions containing (a) and (b) are suitable for use. As described above, it is preferable that (a) a cyclic dialkylpolysiloxane and (b) a foam stabilizer which is a silicone polymer are mixed in advance and used as a foam stabilizer composition in the production of a polyol composition.
ポリオール組成物と混合、反応させて硬質ポリウレタンフォームを形成するポリイソシアネート化合物としては、取扱の容易性、反応の速さ、得られる硬質ポリウレタンフォームの物理特性が優れていること、低コストであることなどから、液状MDIを使用する。液状MDIとしては、クルードMDI(c−MDI)(スミジュール44V−10,スミジュール44V−20等(住化バイエルウレタン社製)、ミリオネートMR−200(日本ポリウレタン工業))、ウレトンイミン含有MDI(ミリオネートMTL;日本ポリウレタン工業製)、プレポリマー変性の粗製MDI等が使用される。液状MDIに加えて、他のポリイソシアネート化合物を併用してもよい。併用するポリイソシアネート化合物としては、ポリウレタンの技術分野において公知のポリイソシアネート化合物は限定なく使用可能である。 The polyisocyanate compound that forms a rigid polyurethane foam by mixing and reacting with the polyol composition is easy to handle, fast in reaction, excellent in the physical properties of the resulting rigid polyurethane foam, and low in cost. For this reason, liquid MDI is used. As liquid MDI, Crude MDI (c-MDI) (Sumijoule 44V-10, Sumijoule 44V-20, etc. (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.), Millionate MR-200 (Nippon Polyurethane Industry)), uretonimine-containing MDI (Millionate) MTL (manufactured by Nippon Polyurethane Industry), prepolymer-modified crude MDI and the like are used. In addition to liquid MDI, other polyisocyanate compounds may be used in combination. As the polyisocyanate compound used in combination, a polyisocyanate compound known in the technical field of polyurethane can be used without limitation.
本発明の硬質ポリウレタンフォームの製造に際しては、上記成分の他に、当業者に周知の触媒、難燃剤、着色剤、酸化防止剤等が使用可能である。 In the production of the rigid polyurethane foam of the present invention, in addition to the above components, catalysts, flame retardants, colorants, antioxidants and the like well known to those skilled in the art can be used.
触媒としては、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンやN,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン(カオライザーNo.1)、N,N,N’,N’,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン(カオライザーNo.3)等のN−アルキルポリアルキレンポリアミン類、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール等、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン(ポリキャット−8)、トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン、ビス(2−ジメチル−アミノエチル)エーテル(NIAX−A−1)等の第3級アミン類、ジメチルメタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、2−[メチル[2−(ジメチルアミノ)エチル]アミノ]エタノール(TMAEEA)、2−[2−(ジメチルアミノ)エトキシ]エタノール(DMAEE)、1,3−ビス(ジメチルアミノ)−2−プロパノール(TMHPDA)、4−メチルピペラジン−1−エタノール、3,3’−[3−(ジメチルアミノ)プロピルイミノ]ビス(2−プロパノール)(Thancat−DPA)、2−モルホリノエタノール、1−[ビス[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アミノ]エタン−2−オール(ポリキャット16)、1−[ビス[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アミノ]プロパン−2−オール(ポリキャット17)、1−(2−ヒドロキシプロピル)−イミダゾリン(Dabco WT)等の反応型アミン類等を使用することが好ましい。なお、触媒を併用する場合には、配合比(重量比)はポリウレタンの技術分野において使用できる範囲であれば、特に限定されない。 Examples of the catalyst include N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine (Kaorizer No. 1), N, N, N ′, N ′, N ″ -alkylpolyalkylenepolyamines such as N ″ -pentamethyldiethylenetriamine (Kaorizer No. 3), 1-isobutyl-2-methylimidazole, 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, etc., diazabicycloundecene ( DBU), tertiary amines such as N, N-dimethylcyclohexylamine (Polycat-8), triethylenediamine, N-methylmorpholine, bis (2-dimethyl-aminoethyl) ether (NIAX-A-1), Dimethylmethanolamine, dimethylethanolamine, 2- [methyl [2- (dimethylamine B) ethyl] amino] ethanol (TMAEEA), 2- [2- (dimethylamino) ethoxy] ethanol (DMAEE), 1,3-bis (dimethylamino) -2-propanol (TMHPDA), 4-methylpiperazine-1 -Ethanol, 3,3 '-[3- (dimethylamino) propylimino] bis (2-propanol) (Thancat-DPA), 2-morpholinoethanol, 1- [bis [3- (dimethylamino) propyl] amino] Ethan-2-ol (Polycat 16), 1- [bis [3- (dimethylamino) propyl] amino] propan-2-ol (Polycat 17), 1- (2-hydroxypropyl) -imidazoline (Dabco WT It is preferable to use reactive amines such as) etc. In addition, when a catalyst is used in combination, the blending ratio (weight ratio) is As long as the use in the art of urethane, it is not particularly limited.
ポリウレタン分子の構造において難燃性向上に寄与するイソシアヌレート結合を形成する触媒の使用も好ましく、例えば酢酸カリウムやオクチル酸カリウム、第4級アンモニウム塩触媒(特開平9−104734号公報に開示)が例示できる。上述の第3級アミン触媒の中にもイソシアヌレート環形成反応をも促進するものがある。イソシアヌレート結合生成を促進する触媒とウレタン結合生成を促進する触媒を併用してもかまわない。また、上述の第4級アンモニウム塩触媒として、市販品のDabco−TMR、Dabco−TMR−2(エアプロダクツ)等も使用することができる。 It is also preferable to use a catalyst that forms an isocyanurate bond that contributes to improvement in flame retardancy in the structure of the polyurethane molecule. For example, potassium acetate, potassium octylate, and a quaternary ammonium salt catalyst (disclosed in JP-A-9-104734) are used. It can be illustrated. Some of the above-mentioned tertiary amine catalysts also promote the isocyanurate ring formation reaction. A catalyst that promotes the formation of isocyanurate bonds and a catalyst that promotes the formation of urethane bonds may be used in combination. Commercially available Dabco-TMR, Dabco-TMR-2 (air products) and the like can also be used as the quaternary ammonium salt catalyst.
本発明においては、さらに難燃剤を添加することも好ましい態様であり、好適な難燃剤としては、ハロゲン含有化合物、有機リン酸エステル類、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム等の金属化合物が例示される。 In the present invention, addition of a flame retardant is also a preferred embodiment, and examples of suitable flame retardants include metal compounds such as halogen-containing compounds, organophosphates, antimony trioxide, and aluminum hydroxide. .
有機リン酸エステル類は、可塑剤としての作用も有し、従って硬質ポリウレタンフォームの脆性改良の効果も奏することから、好適な添加剤である。またポリオール組成物の粘度低下効果も有する。かかる有機リン酸エステル類としては、リン酸のハロゲン化アルキルエステル、アルキルリン酸エステルやアリールリン酸エステル、ホスホン酸エステル等が使用可能であり、具体的にはトリス(β−クロロエチル)ホスフェート(CLP、大八化学製)、トリス(β−クロロプロピル)ホスフェート(TMCPP、大八化学製)、トリブトキシエチルホスフェート(TBXP,大八化学製)、トリブチルホスフェート、トリエチルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、ジメチルメチルホスホネート等が例示でき、これらの1種以上が使用可能である。有機リン酸エステル類の添加量はポリオール化合物の合計100重量部に対して40重量部以下であり、5〜40重量部であることが好ましい。この範囲を越えると可塑化効果、難燃効果が十分に得られなかったり、フォームの機械的特性が低下するなどの問題が生じる場合が発生する。 Organophosphates are suitable additives because they also have an action as a plasticizer and thus have an effect of improving the brittleness of rigid polyurethane foam. It also has the effect of reducing the viscosity of the polyol composition. Examples of the organic phosphate esters include halogenated alkyl esters of phosphoric acid, alkyl phosphate esters, aryl phosphate esters, phosphonate esters, and the like. Specifically, tris (β-chloroethyl) phosphate (CLP, Daihachi Chemical), Tris (β-chloropropyl) phosphate (TMCPP, Daihachi Chemical), Tributoxyethyl phosphate (TBXP, Daihachi Chemical), Tributyl phosphate, Triethyl phosphate, Cresyl phenyl phosphate, Dimethyl methylphosphonate Etc., and one or more of these can be used. The addition amount of the organic phosphates is 40 parts by weight or less, preferably 5 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total polyol compound. If this range is exceeded, problems such as insufficient plasticization and flame retardant effects and deterioration of the mechanical properties of the foam may occur.
上述の硬質ポリウレタンフォームの製造方法においては、前記ポリオール組成物とポリイソシアネート成分との混合におけるイソシアネート基/活性水素基当量比(NCOインデックス)が1.0〜4.0、より好ましくは1.3〜3.5であり、さらに好ましくは1.3〜2.0である。NCOインデックスを1.3以上として、触媒が三量化触媒を含有するものとすることがより好ましい。 In the method for producing a rigid polyurethane foam, the isocyanate group / active hydrogen group equivalent ratio (NCO index) in the mixing of the polyol composition and the polyisocyanate component is 1.0 to 4.0, more preferably 1.3. It is -3.5, More preferably, it is 1.3-2.0. More preferably, the NCO index is 1.3 or more, and the catalyst contains a trimerization catalyst.
係る構成により、硬質ポリウレタンフォームを構成する樹脂中にイソシアヌレート結合が多く形成され、難燃性がより一層向上した硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。本発明により製造される硬質ポリウレタンフォームの密度は、20g/m3〜50kg/m3であることが好ましい。 With such a configuration, it is possible to produce a rigid polyurethane foam in which many isocyanurate bonds are formed in the resin constituting the rigid polyurethane foam and the flame retardancy is further improved. The density of the rigid polyurethane foam produced according to the present invention is preferably 20 g / m 3 to 50 kg / m 3 .
(ポリオール組成物)
表1の上段に記載した組成にてポリオール組成物を調製した。使用した原料の内容、特性は以下の通りである。
a)ポリオールA
常法によりテレフタル酸/オルトフタル酸=1/1(50/50)の芳香族カルボン酸と2官能で平均分子量290のポリオキシエチレングリコール(PEG)と、トリエチレングリコールから作製したエステルポリオール(日立化成ポリマー);
水酸基価=150mgKOH/g、粘度=2500mPa・sec(25℃)
b)ポリオールB
マンニッヒポリオール化合物(第一工業製薬社製);
水酸基価=315mgKOH/g、粘度=1300mPa・sec(25℃)
c)ポリオールC
エチレンジアミンを開始剤とするポリエーテルポリオール化合物(旭硝子);
水酸基価=500mgKOH/g、粘度=6000mPa・sec(25℃)
d)ポリオールD
常法によりオルトフタル酸とポリオキシエチレングリコール(PEG)400とから作製したエステルポリオール(日立化成ポリマー);
水酸基価=110mgKOH/g、粘度=900mPa・sec(25℃)
e)ポリオールE
常法によりテレフタル酸と2官能で平均分子量400のポリオキシエチレングリコール(PEG)とから作製したエステルポリオール(日立化成ポリマー);
水酸基価=150mgKOH/g、粘度=3000mPa・sec(25℃)
f)ポリオールF
常法によりテレフタル酸/オルトフタル酸=1/1の芳香族カルボン酸とジエチレングリコールとから作製したエステルポリオール(日立化成ポリマー);
水酸基価=150mgKOH/g、粘度=1500mPa・sec(25℃)
g)ポリオールG
トルエンジアミンを開始剤とするポリエーテルポリオール化合物(三井化学ケミカル);
水酸基価=400mgKOH/g、粘度=6500mPa・sec(25℃)
h)TMCPP:リン系難燃剤(可塑剤)(大八化学工業)
i)触媒
テトラメチルヘキサメチレンジアミン(カオライザーNo.1)(花王)
泡化触媒(カオライザーNo.3)(花王)
第4級アンモニウム塩触媒(Dabco−TMR)(エアプロダクツ)
j)整泡剤組成物
(a)環状ジアルキルポリシロキサンと(b)シリコーン重合体の混合物(重量比(a):(b)=1:1)と、(c)ポリジメチルシロキサンとポリオキシアルキレングリコールの共重合体である共重合シリコーン化合物との重量比が、((a)+(b)):(c)=1:1混合物を整泡剤組成物として使用した。
k)ポリイソシアネート成分:スミジュール44V−20(住化バイエルウレタン)。
(Polyol composition)
A polyol composition was prepared with the composition described in the upper part of Table 1. The contents and characteristics of the raw materials used are as follows.
a) Polyol A
Esters polyol (Hitachi Chemical Co., Ltd.) made from triethylene glycol and trifunctional glycol terephthalic acid / orthophthalic acid = 1/1 (50/50) aromatic carboxylic acid, polyfunctional ethyleneoxy (PEG) with an average molecular weight of 290 polymer);
Hydroxyl value = 150 mgKOH / g, viscosity = 2500 mPa · sec (25 ° C.)
b) Polyol B
Mannich polyol compound (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.);
Hydroxyl value = 315 mgKOH / g, viscosity = 1300 mPa · sec (25 ° C.)
c) Polyol C
A polyether polyol compound (Asahi Glass) using ethylenediamine as an initiator;
Hydroxyl value = 500 mgKOH / g, Viscosity = 6000 mPa · sec (25 ° C.)
d) Polyol D
Ester polyol (Hitachi Kasei Polymer) produced from orthophthalic acid and polyoxyethylene glycol (PEG) 400 by a conventional method;
Hydroxyl value = 110 mgKOH / g, viscosity = 900 mPa · sec (25 ° C.)
e) Polyol E
Ester polyol (Hitachi Kasei Polymer) produced from terephthalic acid and bifunctional polyoxyethylene glycol (PEG) having an average molecular weight of 400 by a conventional method;
Hydroxyl value = 150 mgKOH / g, viscosity = 3000 mPa · sec (25 ° C.)
f) Polyol F
Ester polyol (Hitachi Kasei Polymer) prepared from terephthalic acid / orthophthalic acid = 1/1 aromatic carboxylic acid and diethylene glycol by a conventional method;
Hydroxyl value = 150 mgKOH / g, Viscosity = 1500 mPa · sec (25 ° C.)
g) Polyol G
Polyether polyol compound (Mitsui Chemicals) using toluenediamine as an initiator;
Hydroxyl value = 400 mgKOH / g, Viscosity = 6500 mPa · sec (25 ° C.)
h) TMCPP: Phosphorus flame retardant (plasticizer) (Daihachi Chemical Industry)
i) Catalyst Tetramethylhexamethylenediamine (Kaorizer No. 1) (Kao)
Foaming catalyst (Kaorizer No. 3) (Kao)
Quaternary ammonium salt catalyst (Dabco-TMR) (Air Products)
j) Foam stabilizer composition (a) a mixture of cyclic dialkylpolysiloxane and (b) silicone polymer (weight ratio (a) :( b) = 1: 1), (c) polydimethylsiloxane and polyoxyalkylene A mixture having a weight ratio of ((a) + (b)) :( c) = 1: 1 to the copolymerized silicone compound which is a copolymer of glycol was used as the foam stabilizer composition.
k) Polyisocyanate component: Sumidur 44V-20 (Suika Bayer Urethane).
(実施例1〜4、比較例1〜3)
実施例1〜4、比較例1〜3は表2の上段に記載したポリオール化合物の配合にてポリオール組成物を調整した。ポリオール化合物以外の配合物は、ポリオール化合物の全量を100重量部として、難燃剤TMCPP(大八化学工業)30重量部、触媒であるカオライザーNo.1、カオライザーNo.3及びDabco−TMR(重量比はNo.1:No.3:Dabco−TMR=1:1:2)を合計10重量部、発泡剤の水を5重量部、及び上記整泡剤組成物4重量部であった。ポリオール組成物は、まず整泡剤組成物を除く成分と水を撹拌混合し、その後に整泡剤組成物を添加・混合することにより調製した。硬質ポリウレタンフォームの製造においては、ポリオール組成物とポリイソシアネート成分とをNCOインデックスが1.33となるようにラボ用撹拌機にて混合した。
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-3)
In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, polyol compositions were prepared by blending the polyol compounds described in the upper part of Table 2. In the formulation other than the polyol compound, the total amount of the polyol compound was 100 parts by weight, the flame retardant TMCPP (Daihachi Chemical Industry) was 30 parts by weight, and Kaolinizer No. 1, kaolinizer no. 3 and Dabco-TMR (weight ratio: No. 1: No. 3: Dabco-TMR = 1: 1: 2) in total 10 parts by weight, 5 parts by weight of blowing agent water, and the foam stabilizer composition 4 Part by weight. The polyol composition was prepared by first stirring and mixing the components excluding the foam stabilizer composition and water, and then adding and mixing the foam stabilizer composition. In the production of the rigid polyurethane foam, the polyol composition and the polyisocyanate component were mixed with a laboratory stirrer so that the NCO index was 1.33.
(実施例5)
実施例5は、ポリオール化合物の全量を100重量部として、難燃剤TMCPP(大八化学工業)30重量部、触媒であるカオライザーNo.1、カオライザーNo.3及びDabco−TMR(重量比はNo.1:No.3:Dabco−TMR=1:1:2)を合計2重量部、発泡剤の水を6重量部、及び上記整泡剤組成物2重量部であった。ポリオール組成物は、まず整泡剤組成物を除く成分と水を撹拌混合し、その後に整泡剤組成物を添加・混合することにより調製した。硬質ポリウレタンフォームの製造においては、ポリオール組成物とポリイソシアネート成分とをNCOインデックスが1.5となるようにラボ用撹拌機にて混合した。
(Example 5)
In Example 5, the total amount of the polyol compound was 100 parts by weight, the flame retardant TMCPP (Daihachi Chemical Industry) was 30 parts by weight, and the catalyst Kaolinizer No. 1, kaolinizer no. 3 and Dabco-TMR (weight ratio: No. 1: No. 3: Dabco-TMR = 1: 1: 2) in total 2 parts by weight, 6 parts by weight of blowing agent water, and the above foam stabilizer composition 2 Part by weight. The polyol composition was prepared by first stirring and mixing the components excluding the foam stabilizer composition and water, and then adding and mixing the foam stabilizer composition. In the production of rigid polyurethane foam, the polyol composition and the polyisocyanate component were mixed with a laboratory stirrer so that the NCO index was 1.5.
なお、実施例1〜5に使用したポリオールAは、平均分子量200と400のポリオキシエチレングリコール(PEG)を併用したものから作製した。 The polyol A used in Examples 1 to 5 was prepared from a combination of polyoxyethylene glycol (PEG) having an average molecular weight of 200 and 400.
以下に記載の評価を行い、結果を表1の下段に示した。ポリオール組成物の粘度(mPa・s)は20℃にてB型粘度計を使用して測定した。 The evaluation described below was performed, and the results are shown in the lower part of Table 1. The viscosity (mPa · s) of the polyol composition was measured at 20 ° C. using a B-type viscometer.
(評価)
1)フォーム密度(kg/m3)
200mm×200mm,深さ200mmのモールドを使用して自由発泡させ、得られた硬質ポリウレタンフォームよりスキン層を除いたコア層から100mm×100mm,厚さ100mmのフォームサンプルを切り出し、重量測定を行って密度(kg/m3)を算出した。
(Evaluation)
1) Foam density (kg / m 3 )
A foam sample of 100 mm × 100 mm and thickness 100 mm was cut out from the core layer excluding the skin layer from the rigid polyurethane foam obtained by free foaming using a mold of 200 mm × 200 mm, depth 200 mm, and weighed. The density (kg / m 3 ) was calculated.
2)耐燃焼性
(A) スプレー法による発泡硬質ポリウレタンフォームについては、JIS A 1321に準拠して評価した。評価結果は、級別が難燃3級であり、表面試験の判定に適合したものを○、適合しないものを×とした。
(B) 連続製造法による発泡硬質ポリウレタンフォームについては、(99±1)mm×(99±1)mmのサンプルを切り出し、ISO−5660に準拠し、放射熱強度50kW/m2 にて5分間加熱したときの最大発熱速度(発熱速度)、総発熱量を測定した。この測定方法は、建築基準法施行令第108条の2に規定される公的機関である建築総合試験所にて、コーンカロリーメーター法による基準に対応するものとして規定された試験法である。この試験に、20分間耐えた場合を不燃規格に合格と評価した。
2) Combustion resistance
(A) The foamed rigid polyurethane foam by the spray method was evaluated according to JIS A 1321. As for the evaluation results, the classification was flame retardant third grade, and those that conformed to the determination of the surface test were evaluated as ◯, and those that did not conform were evaluated as ×.
(B) For the foamed rigid polyurethane foam by the continuous production method, a sample of (99 ± 1) mm × (99 ± 1) mm is cut out and conforms to ISO-5660 for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW / m 2 . The maximum heat generation rate (heating rate) when heated and the total heat generation were measured. This measurement method is a test method defined as corresponding to the standard according to the corn calorimeter method at the Building Comprehensive Testing Laboratory, which is a public institution prescribed in Article 108-2 of the Building Standard Law Enforcement Ordinance. The case where the test was endured for 20 minutes was evaluated as passing the incombustible standard.
3)ポリオール組成物の貯蔵安定性
ポリオール組成物を密封状態にて40℃の温度条件下で1カ月放置し、自由発泡フォームを作製して上記フォーム密度の測定に使用したサンプルと同形状のサンプルを作成し、高温高湿条件(温度70℃、相対湿度95%)において48時間放置し、発泡垂直方向のコアの寸法変化率(%)を測定した。貯蔵安定性の悪いポリオール組成物を使用した場合には、寸法変化率が大きくなる。寸法変化率10%以下のものを○、これを超えるものを×とした。
3) Storage stability of the polyol composition A sample having the same shape as the sample used for the measurement of the foam density by producing a free-foam foam by leaving the polyol composition in a sealed state for 1 month at a temperature of 40 ° C. Was left for 48 hours under high temperature and high humidity conditions (temperature 70 ° C., relative humidity 95%), and the dimensional change rate (%) of the core in the vertical direction of foaming was measured. When a polyol composition with poor storage stability is used, the dimensional change rate increases. Those with a dimensional change rate of 10% or less were marked with ◯, and those with a dimensional change rate exceeding 10%.
表1の結果より、本発明のポリオール組成物は貯蔵安定性にすぐれたものであり、しかも該ポリオール組成物を使用して製造した硬質ポリウレタンフォームは難燃性に優れたものであった。これに対して同じエステルポリオールを使用した場合であっても、オルトフタル酸のみを使用した場合には、耐燃焼性が十分ではなく、テレフタル酸のみを使用した場合には貯蔵安定性が十分ではなかった。また従来のジエチレングリコールを使用したエステルポリオールを使用した場合も貯蔵安定性がよくなかった。 From the results shown in Table 1, the polyol composition of the present invention was excellent in storage stability, and the rigid polyurethane foam produced using the polyol composition was excellent in flame retardancy. In contrast, even when the same ester polyol is used, combustion resistance is not sufficient when only orthophthalic acid is used, and storage stability is not sufficient when only terephthalic acid is used. It was. In addition, the storage stability was not good when the conventional ester polyol using diethylene glycol was used.
Claims (8)
前記ポリオール化合物はポリオキシエチレングリコールと芳香族ジカルボン酸とのエステルポリオールであり、
前記ポリオキシエチレングリコールは平均分子量150〜500であり、
前記芳香族ジカルボン酸はテレフタル酸とオルトフタル酸とからなり、
前記整泡剤は、(a)Si−O結合を4〜5個含む環状ジアルキルポリシロキサン、(b)(R1)Si(OR2)3、(R1)2Si(OR2)2、(R1)3Si(OR2)からなる群から選択される少なくとも1種とSi(OR2)4との共加水分解縮合物であるシリコーン重合体(R1は炭素数1又は2のアルキル基又はフェニル基、R2は炭素数1又は2のアルキル基、R1、R2は同じであってもよく、異なってもよい。)の2種を含むことを特徴とする発泡硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物。 A polyol composition comprising a polyol compound, water as a blowing agent, a foam stabilizer and a catalyst, mixed with a polyisocyanate component and reacted to form a rigid polyurethane foam,
The polyol compound is an ester polyol of polyoxyethylene glycol and aromatic dicarboxylic acid,
The polyoxyethylene glycol has an average molecular weight of 150 to 500,
The aromatic dicarboxylic acid comprises terephthalic acid and orthophthalic acid,
The foam stabilizer includes (a) a cyclic dialkylpolysiloxane containing 4 to 5 Si—O bonds, (b) (R 1 ) Si (OR 2 ) 3 , (R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 , A silicone polymer (R 1 is an alkyl having 1 or 2 carbon atoms) which is a cohydrolysis condensate of at least one selected from the group consisting of (R 1 ) 3 Si (OR 2 ) and Si (OR 2 ) 4 Or a phenyl group, R 2 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms, and R 1 and R 2 may be the same or different.) Polyol composition.
前記ポリオール化合物はポリオキシエチレングリコールと芳香族ジカルボン酸とのエステルポリオールであり、
前記ポリオキシエチレングリコールは平均分子量150〜500であり、
前記芳香族ジカルボン酸はテレフタル酸とオルトフタル酸とからなり、
前記整泡剤は、(a)Si−O結合を4〜5個含む環状ジアルキルポリシロキサン、(b)(R1)Si(OR2)3、(R1)2Si(OR2)2、(R1)3Si(OR2)からなる群から選択される少なくとも1種とSi(OR2)4との共加水分解縮合物であるシリコーン重合体(R1は炭素数1又は2のアルキル基又はフェニル基、R2は炭素数1又は2のアルキル基、R1、R2は同じであってもよく、異なってもよい。)の2種を含むことを特徴とする発泡硬質ポリウレタンフォームの製造方法。 A method for producing a rigid polyurethane foam comprising mixing a polyol composition containing a polyol compound, water as a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst and a polyisocyanate component, and reacting them to form a rigid polyurethane foam,
The polyol compound is an ester polyol of polyoxyethylene glycol and aromatic dicarboxylic acid,
The polyoxyethylene glycol has an average molecular weight of 150 to 500,
The aromatic dicarboxylic acid comprises terephthalic acid and orthophthalic acid,
The foam stabilizer includes (a) a cyclic dialkylpolysiloxane containing 4 to 5 Si—O bonds, (b) (R 1 ) Si (OR 2 ) 3 , (R 1 ) 2 Si (OR 2 ) 2 , A silicone polymer (R 1 is an alkyl having 1 or 2 carbon atoms) which is a cohydrolysis condensate of at least one selected from the group consisting of (R 1 ) 3 Si (OR 2 ) and Si (OR 2 ) 4 Or a phenyl group, R 2 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms, and R 1 and R 2 may be the same or different.) Manufacturing method.
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