JPH02150448A

JPH02150448A - 難燃性ポリウレタンフォーム

Info

Publication number: JPH02150448A
Application number: JP30222188A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Mishima; 三島　清志; Noriyuki Kawanishi; 教之川西
Original assignee: MANATSUKU KK; Manac Inc
Current assignee: MANATSUKU KK; Manac Inc
Priority date: 1988-12-01
Filing date: 1988-12-01
Publication date: 1990-06-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、車両用の内装材あるいは電気製品の部材等に
用いられる難燃性ポリウレタンフォームに関する。更に
詳しくは、特定の臭素化シクロアルカンを添加型難燃剤
として特定量配合した難燃性ポリウレタンフォームに関
する。

（従来技術及び発明が解決しようとする課題）ポリウレ
タンフォームは、良好なりッション性、通気性、断熱性
、吸音性、また配合処方により広範囲な比重、クツショ
ン特性を有することから、きわめて広範囲の分野で使用
されている。しかしながらその反面、非常に燃えやすい
という性質を有しており、その難燃化は防災上の見地か
ら強く要望されている。

難燃性付与のために、−船内に行なわれている方法は、
添加型の難燃剤を予め配合して発泡させる方法、後処理
により難燃剤に含浸させる方法がある。これらの方法に
使用される難燃剤としては、従来からトリス（２，３−
ジブロモプロピル）ホスフェート、トリス（ブロモクロ
ロプロピル）ホスフェート、トリス（ブロモエチル）ホ
スフェート等の液状のハロゲン化燐酸エステル、ヘキサ
ブロモベンゼン等のハロゲン化芳香族化合物等が一般的
に用いられ、その他難燃助剤として三酸化アンチモン等
の金属酸化物や水酸化物が併用されることがある。とこ
ろで、添加型難燃剤として専ら利用されているハロゲン
化燐酸エステルは、ポリオールなどとの相溶性が非常に
優れているものの、添加型は本質的に液状物であるため
、可塑化効果やフオームの硬さが低下したり、低密度フ
オームを得難い欠点がある。また、一般にハロゲン化芳
香族化合物は熱に安定であり、ポリウレタン樹脂の難燃
化のためには必ずしも十分な効果を発揮しえない場合が
多い、上記の添加型難燃剤の外に、反応型難燃剤である
燐またはハロゲン含有ポリオールを使用して難燃性ポリ
ウレタンを得る方法もある。しかしながら、この場合は
ハロゲン含有ポリオールがポリウレタンの基本構成成分
となるため、難燃性と物性とを均衡させるために組成比
が制約され、狙い通りの性能が得難いこともある。

上記のようにポリウレタンの難燃化方法は数多く提案さ
れているが、実用上満足できる方法は非常に少ないのが
現状である。

［発明の構成］（課題を解決するための手段及び作用）本発明者らは、
ポリウレタンフォームの難燃化について上記のような未
解決の諸問題を全面的に解消すべく鋭意検討を重ねた結
果、特定の臭素化シクロアルカンを難燃剤として配合す
ることにより、その目的を達成し得ることを見いだし、
本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、側鎖に臭素化アルキル基を有するか有
しない単環式、縮合多環式若しくは架橋環式の炭素数５
〜２０の臭素化シクロアルカンを含有し、かつポリウレ
タンフォームにおける臭素含有率が２．５〜１０重量％
である難燃性ポリウレタンフォームである。

本発明の難燃性ポリウレタンフォームは、ポリエーテル
ポリオールおよび／またはポリエステルポリオールに、
難燃剤として上記臭素化シクロアルカンを分散させ、こ
の混合液にジイソシアネートを加えて、水またはフレオ
ンにより発泡させながら反応させ、硬化させることによ
って得られる。この反応は既知の方法であり、架橋反応
も同時に行なわれ、架橋の程度により軟質ポリウレタン
フォーム、硬質ポリウレタンフォームが得られる。

本発明に使用されるポリエーテルポリオールは、分子量
２００〜１００００の三官能、三官能又は四官能のポリ
エーテルポリオールであり、代表的なものとしては、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポ
リプロピレントリオール等が挙げられる。

本発明に使用されるポリエステルポリオールは、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール等のアルキレング
リコールと、アジピン酸を代表とする炭素数２〜６の二
塩基酸とを反応させたものである。

本発明に使用されるジイソシアネートは、２．４−トリ
レンジイソシアネート、２．４−トリレンジイソシアネ
ートと２．６−）−リレンジイソシアネートの混合物、
ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソ
シアネート、１．５−ナフタレンジイソシアネート等の
芳香族ジイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、テトラメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイ
ソシアネート：イソホロンジイソシアネート、水添キシ
リレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソ
シアネート等の脂環族ジイソシアネートが挙げられる。

本発明の難燃剤として配合される炭素数５〜２０の臭素
化シクロアルカンとしては、テトラブロモシクロヘキサ
ン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロ
ドデカン等の臭素化単環式シクロアルカン：テトラブロ
モテトラヒドロインデン等の臭素化縮合多環式シクロア
ルカンおよびビシクロペンタジェン四臭素付加物等の臭
素化架橋環式シクロアルカンが挙げられる。これら臭素
化シクロアルカンの側鎖に臭素化アルキル基を有してい
てもよく、そのような臭素化シクロアルカンとしては１
．２−ジブロモエチル−３，４−ジプロモシクロヘキサ
ン等が挙げられる。

炭素数５未満の臭素化シクロアルカンも難燃剤として使
用可能であるが、化合物は不安定な性質を有するため、
ポリウレタンフォームの商品価値を損なうことが多い、
また、炭素数が２０を越える臭素化シクロアルカンも難
燃剤として使用可能ではあるが、実用上安価に入手する
ことが困難である。

本発明の難燃性ポリウレタンフォームの臭素含有率は、
２．５〜１０重量％であることが必要である。臭素含有
率が２．５重量％未満では難燃効果が十分でなく、一方
、１０重量％を越える場合は、難燃効果は十分得られる
が、多量の難燃剤の添加を必要とするため、フオーム発
泡時の安定性に欠ける等の本来の優れた特性が損なわれ
る。更に好ましい臭素含有率の範囲は３〜９重量％であ
り、最も好ましい範囲は４〜８重量％である。

本発明の難燃性ポリウレタンフォームの製造には、難燃
剤の他に触媒として三級アミン化合物および有機金属化
合物、界面活性剤、発泡剤並びに整泡剤等の添加剤を加
えるのが好ましい、また。

難燃助剤として三酸化アンチモン等の無機物を併用する
こともできる。

本発明の難燃性ポリウレタンフォームは、難燃性が優れ
、しかもポリウレタンフォーム特有の良好なりッション
性等の特性を損なわないという効果が得られる。これは
本発明の難燃剤である臭素化シクロアルカンは、ポリオ
ールに対する分散性が良いためポリウレタンフォームに
均一に分散し、均一な難燃性を付与するためと推定され
る。

また、本難燃剤はハロゲン化芳香族化合物と比較して、
ポリウレタンフォームの燃焼時に熱安定性がやや低いた
め有効な難燃効果を与えることになり、少量の添加で済
むためであると推定される。

（実施例）以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い、なお、以下において「％」は「重量％」を、「部」
は「重量部」を表わす。

実施例１水酸基価５６のポリプロピレントリオール１００部にヘ
キサブロモシクロドデカン１５部を分散させた。この混
合液にトリエチレンジアミン０．１部、シリコーン整泡
剤（東しシリコーン５Ｈ１９０）１．２部、オクチル酸
錫０．４部および水４部を加え、約１０分間攪拌した後
、ＴＤＩ−８０（２，４−トリレンジイソシアネートと
２．６−トリレンジイソシアネートの８０対２０の混合
物）５０部を加え、激しく攪拌した後、８０℃の乾燥機
内で１時間硬化させた。

得られたポリウレタンフォームは以下の試験方法で評価
した。

密度：　Ｊ　Ｉ　Ｓ−に−６４０１引張り強さ、引裂き強さ：　Ｊ　Ｉ　Ｓ−に−臭素含有
率：ＪＩＳ−に−６３８８難燃性：ＪＩＳ−Ｄ−１２０１分析の結果、得られたポリウレタンフォームは、臭素含
有率６．８％であり、自消性で、機械強度、密度も優れ
たものであった。

実施例２実施例１において、ヘキサブロモシクロドデカンの代わ
りに、１．２−ジブロモエチル−３，４−ジブロモシク
ロヘキサンを配合した以外は実施例１と同様の方法でポ
リウレタンフォームを製造した。

得られたポリウレタンフォームは実施例１と同一の方法
で試験評価した。その結果、得られたポリウレタンフォ
ームは臭素含有率６．９％であり、自消性で、機械強度
、密度も優れたものであった。

実施例３水酸基価６０のポリエステルポリオール１００部にテト
ラブロモテトラヒドロインデン１３部を加え、さらにト
リエチレンジアミン１．５部、シリコーン整泡剤１．５
部、オクチル酸錫０．０３部および水４部を加え、約１
０分間撹拌した後、ＴＤＩ−６５（２，４−トリレンジ
イソシアネートと２．６−）−リレンジイソシアネート
の６５対３５の混合物）４５部を加え、激しく撹拌した
後、８０℃の乾燥機で１時間硬化させた。

得られたポリウレタンフォームは実施例１と同一の方法
で試験評価した。その結果、得られたポリウレタンフォ
ームは臭素含有率６．１％であり、自消性ヤ、機械強度
、密度も優れたものであった。

比較例１実施例１において、ヘキサブロモシクロドデカンを配合
しない以外は実施例１と同様の方法でポリウレタンフォ
ームを製造した。

得られたポリウレタンフォームは実施例１と同一の方法
で試験評価した。その結果、得られたポリウレタンフォ
ームは機械強度、密度は優れたものであったが、完全燃
焼した。

比較例２実施例１において、ヘキサブロモシクロドデカン１５部
の代わりに５部配合した以外は実施例１と同様の方法で
ポリウレタンフォームを製造した。

得られたポリウレタンフォームは実施例１と同一の方法
で試験評価した。その結果、得られたポリウレタンフォ
ームは臭素含有率２．４％であり、機械強度、密度は優
れたものであったが、難燃性は遅燃２級であった。

比較例３実施例１において、ヘキサブロモシクロドデカン１５部
の代わりに３００部配した以外は実施例１と同様の方法
でポリウレタンフォームを製造した。

得られたポリウレタンフォームは実施例１と同一の方法
で試験評価した。その結果、得られたボッウレタンフオ
ームは臭素含有率１２．４％であり、自消性であったが
、機械強度に劣り、密度も大きいものであった。

比較例４実施例１において、ヘキサブロモシクロドデカンのイ曵
わりに、ジブロモネオペンチルグリコール１５部を配合
した以外は実施例１と同様の方法でポリウレタンフォー
ムを製造した。

得られたポリウレタンフォームは実施例１と同一の方法
で試験評価した。その結果、得られたポリウレタンフォ
ームは臭素含有率５．５％であり、自消性であり、機械
強度は優れたものであったが、発泡状態が悪（密度の大
きいものであった。

比較例５実施例１において、ヘキサブロモシクロドデカンの代わ
りに、トリス（２−ブロモエチル）ホスフェートを配合
した以外は実施例１と同様の方法でポリウレタンフォー
ムを製造した。

得られたポリウレタンフォームは実施例１と同一の方法
で試験評価した。その結果、得られたポリウレタンフォ
ームは臭素含有率５．１％であり、機械強度に劣り、密
度の大きいものであった。Ｒ燃性は、遅燃１級であった
。

比較例６実施例１において、ヘキサブロモシクロドデカンの代わ
りに、デカブロモジフェニルエーテルを配合した以外は
実施例１と同様の方法でポリウレタンフォームを製造し
た。

得られたポリウレタンフォームは実施例１と同一の方法
で試験評価した。その結果、得られたポリウレタンフォ
ームは臭素含有率７．５％であり、機械強度に劣り、密
度は大きいものであった。また、難燃性は、遅燃２級で
あった。

表１及び表２に実施例１〜３および比較例１〜６の試験
結果をまとめて示す。

上記表２より明らかなように、本発明の難燃性ポリウレ
タンフォームは難燃性に優れ、しかも、ポリウレタンフ
ォーム本来の優れた特性を有している。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明の難燃性ポリウレタンフォ
ームは優れた難燃性とポリウレタンフォーム本来の優れ
た特性を維持しており、商品価値の優れた加工製品を得
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

側鎖に臭素化アルキル基を有するか有しない単環式、縮
合多環式若しくは架橋環式の炭素数５〜２０の臭素化シ
クロアルカンを含有し、かつポリウレタンフォームにお
ける臭素含有率が２．５〜１０重量％である難燃性ポリ
ウレタンフォーム。