JPH06256455A - 難燃性軟質ポリウレタンフォーム - Google Patents

難燃性軟質ポリウレタンフォーム

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JPH06256455A
JPH06256455A JP5069127A JP6912793A JPH06256455A JP H06256455 A JPH06256455 A JP H06256455A JP 5069127 A JP5069127 A JP 5069127A JP 6912793 A JP6912793 A JP 6912793A JP H06256455 A JPH06256455 A JP H06256455A
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JP
Japan
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flame
polyol
halogen
flame retardant
retardant
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Application number
JP5069127A
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English (en)
Inventor
Shingo Ueno
真吾 上野
Fujio Nakamura
富士夫 中村
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Dow Chemical Japan Ltd
Original Assignee
Dow Chemical Japan Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】低密度でありながら強化された難燃規制に対応
可能な高品質の難燃性軟質ポリウレタンフォームを提供
する。 【構成】ポリイソシアネートとポリオールとを発泡剤、
難燃剤、整泡剤およびその他の添加剤の存在下で反応さ
せて得られる難燃性軟質ポリウレタンフォームにおい
て、ポリオールとして、平均官能価数2.5〜4、平均
当量数500〜1500のポリエーテルポリオール;難
燃剤として、ポリオール100重量部に対して、トリブ
ロモネオペンチルアルコールを5〜15重量部およびハ
ロゲン含有燐酸化合物またはハロゲン含有芳香族化合物
から選ばれるハロゲン含有非反応型液体難燃剤を2〜1
5重量部;および整泡剤として、ケイ素含量4〜6%、
全ポリアルキレンオキサイド中のポリエチレンオキサイ
ド含量が40〜60重量%のポリアルキレンオキサイド
・シロキサン共重合体を使用する難燃性軟質ポリウレタ
ンフォーム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、家具、寝具および車輛
部品等の用途に好適に用いられる難燃性軟質ポリウレタ
ンフォームに関する。
【0002】
【従来の技術】軟質ポリウレタンフォームは、通常、ポ
リイソシアネートとポリオールを発泡剤、整泡剤、触媒
およびその他の添加剤の存在下で反応させて得られる。
しかしながら、かかる軟質フォームは易燃性であるた
め、家具、寝具および車輛部品等の用途に用いるには難
燃化する必要がある。難燃化の試みの一つとして、例え
ば、反応性の高いポリオールに炭酸カルシウム、酸化ア
ンチモン、水酸化アルミニウム等の無機化合物、トリス
クロロエチルフォスフェイト等の含ハロゲン燐酸化合物
あるいはメラミンなどの難燃剤を併用することにより、
難燃化高反発性フォームが得られることが知られてい
る。しかしながら、かかるフォームは、ある程度の難燃
性を有しているものの低密度化は達成できず、物性、成
形性、経済性等に少なからず問題を抱えている。また、
反応性の低いポリオールに上記の難燃剤を併用しても十
分な難燃効果は得られず、難燃剤の多量添加は、物性、
成形性、経済性などに悪影響を与えることも知られてい
る。この他にも、軟質ポリウレタンフォームの難燃化に
関しては多数の報告があるが、低密度で高度の難燃性を
有する高品質なフォームを製造する技術については殆ど
知られておらず、昨今の強化された難燃化規制に対応可
能な新技術の早期開発が望まれているのが実情である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決した、低密度でありながらポリウレタンフ
ォームの特性を維持し、かつ、強化された難燃規制に対
応可能な高品質の難燃性軟質ポリウレタンフォームを提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記実情に
鑑み鋭意検討を重ねた結果、特定のポリオールに特定の
難燃剤と整泡剤を併用することにより上記の目的を達成
できることを見出し、本発明を完成するに至った。すな
わち、本発明の要旨は、ポリイソシアネートとポリオー
ルとを発泡剤、難燃剤、整泡剤およびその他の添加剤の
存在下で反応させて得られる難燃性軟質ポリウレタンフ
ォームにおいて、 (1)ポリオールとして、平均官能価数2.5〜4、平
均当量数500〜1500のポリエーテルポリオール; (2)難燃剤として、ポリオール100重量部に対し
て、トリブロモネオペンチルアルコールを5〜15重量
部およびハロゲン含有燐酸化合物またはハロゲン含有芳
香族化合物から選ばれるハロゲン含有非反応型液体難燃
剤を2〜15重量部;および (3)整泡剤として、ケイ素含量4〜6%、全ポリアル
キレンオキサイド中のポリエチレンオキサイド含量が4
0〜60重量%であるポリアルキレンオキサイド・シロ
キサン共重合体 を使用することを特徴とする難燃性軟質ポリウレタンフ
ォームに存する。
【0005】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において使用するポリオールとしては、開始剤にア
ルキレンオキサイドを付加して得られる平均官能価数
2.5〜4、平均当量数500〜1500のポリエーテ
ルポリオールが用いられる。かかるポリエーテルポリオ
ールには、それ自身にエチレン性不飽和モノマーを反応
させて得られる変成体(ポリマーポリオール)も含まれ
る。
【0006】上記の開始剤としては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトー
ル、エリスリトール、ジグリセリン、ソルビトール、シ
ュクロース、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などの単独または混合物が用
いられる。
【0007】上記のアルキレンオキサイドとしては、エ
チレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(P
O)、ブチレンオキサイド(BO)などの単独または混
合物が用いられる。この付加反応は、通常、50〜20
0℃の温度範囲下で行われるが、アルキレンオキサイド
の付加形式は、ランダムまたはブロックいずれでも良
い。
【0008】上記のポリマーポリオールは、常法に従
い、ポリエーテルポリオール中でエチレン性不飽和モノ
マーを重合することにより得られる。エチレン性不飽和
モノマーとしては、アクリロニトリル、アクリルアミ
ド、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸
ビニル、スチレンなどの単独または混合物が用いられる
が、特に、アクリロニトリル、スチレンが好ましい。
【0009】上記のポリオールにおいて、平均官能価数
が2.5未満の場合、フォームの発泡安定性が悪く、得
られるフォームの物性も悪化する。逆に、平均官能価数
が4を超える場合、フォームの発泡安定性は優れるもの
の、伸び等の強度物性が悪化する傾向にある。また、平
均当量数が500未満の場合、フォームは独立気泡にな
り易く、1500を超える場合はフォームの発泡安定性
は劣る傾向にある。従って、本発明における好ましい平
均官能価数は3.0〜3.5であり、好ましい平均当量
数は800〜1300である。
【0010】本発明において使用する難燃剤としては、
トリブロモネオペンチルアルコールとハロゲン含有非反
応型液体難燃剤が併用される。ハロゲン含有非反応型液
体難燃剤としては、トリスクロロエチルフォスフェイ
ト、トリスジクロロプロピルフォスフェイト、トリス−
β−クロロプロピルフォスフェート等のハロゲン含有燐
酸化合物、ペンタブロモジフェニルオキシド等のハロゲ
ン含有芳香族化合物から選ばれる単独または混合物が用
いられる。特に、ハロゲン含有燐酸化合物の中ではトリ
スクロロエチルフォスフェイトが好ましく、ハロゲン含
有芳香族化合物の中ではペンタブロモジフェニルオキシ
ドが好ましい。
【0011】上記のトリブロモネオペンチルアルコール
の使用量は、ポリオール100重量部に対して5〜15
重量部である。5重量部未満の場合、十分な難燃性が得
られない。逆に、15重量部を超えるとフォームの発泡
安定性が悪く、圧縮永久歪等の物性が劣る傾向にある。
従って、好ましい使用量は、8〜12重量部である。な
お、トリブロモネオペンチルアルコールは常温で固体
(融点62℃)であり、上記ポリオール中で加熱攪拌し
て溶解させて使用するのが好ましいが、上記液体難燃剤
と混合し溶解させて使用することもできる。
【0012】ハロゲン含有非反応型液体難燃剤の使用量
は、ポリオール100重量部に対して2〜15重量部で
ある。2重量部未満の場合十分な難燃性が得られず、1
5重量部を超えるとフォームの発泡安定性が劣る傾向に
あり、本発明の目的を達成できない。従って、好ましい
使用量は、4〜10重量部である。
【0013】本発明において使用する整泡剤としては、
ケイ素含量4〜6%、全ポリアルキレンオキサイド含量
100重量%に対して、ポリエチレンオキサイド含量が
40〜60重量%のポリアルキレンオキサイド・シロキ
サン共重合体が用いられる。アルキレンオキサイドの種
類は、エチレンオキサイドの他にプロピレンオキサイド
等が挙げられる。かかる整泡剤の使用量は、ポリオール
100重量部に対して0.5〜3重量部用いられる。
【0014】本発明において使用する発泡剤としては、
水あるいはトリクロロフルオロメタン、1,1,2,2
−ジクロロジフルオロエタン、1,1,1−ジクロロフ
ルオロエタン、1,2,2,2−テトラフルオロエタ
ン、メチレンクロライド等の低沸点揮発性液体から選ば
れた単独又は混合物が用いられるが、水を主成分とする
ものが好ましい。発泡剤の使用量は、フォームの密度、
一般物性、反応の際の発熱温度等を考慮に入れて、従来
公知の方法におけると同様に決定することができる。し
かしながら、ウレタンフォームの難燃性は密度依存が大
であるため、好ましくは、コア密度で16kg/m3 以上に
なるようにその使用量を決定する。例えば、水の使用量
は、ポリオール100重量部に対して、0.5〜10重
量部、好ましくは、3〜7重量部である。
【0015】本発明においては、上記の必須成分の他
に、必要に応じ、触媒、安定剤、顔料、充填剤などが用
いられる。触媒としては、例えば、トリエチレンジアミ
ン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ジメチルシ
クロヘキシルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチ
ルイミダゾールなどのアミン化合物、スタナスオクトエ
ート、ジブチル錫ジラウレートなどの有機錫化合物が挙
げられる。
【0016】本発明において使用するポリイソシアネー
トとしては、脂肪族、環式脂肪族、芳香脂肪族または芳
香族ポリイソシアネ−トなどポリウレタン又はポリウレ
ア工業において公知のものが用いられる。適当な有機ポ
リイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート
(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト(MD
I)、ポリメリックMDI(粗製MDI)、あるいは、
これらを部分的にウレタン化、カルボジイミド化、アミ
ド化またはプレポリマー化などの手段で変成した変性ポ
リイソシアネ−トなどが挙げられる。これらは2種以上
混合して使用することもできる。これらの有機ポリイソ
シアネ−トの中では、特に、芳香族ポリイソシアネ−ト
を用いるのが好ましく、その代表例として、TDIある
いはそのプレポリマー、TDIとポリメリックMDIの
混合物などが挙げられる。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例に基づい
て具体的に説明するが、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。なお、
以下の例において使用した反応成分は次の通りであり、
特に断わらない限り、「部」および「%」は、重量を基
準とする。 (1)ポリイソシアネート TDI−80(2,4−TDI;80%,2,6−TD
I;20%) (2)ポリオール ポリオールA:グリセリンを開始剤としてエチレンオキ
サイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)を付加
させた後、さらにPOを付加させて得られた平均官能価
数3、平均当量数800のポリエーテルポリオール ポリオールB:上記ポリオールAと同様にして得られた
平均官能価数3、平均当量数1000のポリエーテルポ
リオール ポリオールC:上記ポリオールAと同様にして得られた
平均官能価数3、平均当量数1300のポリエーテルポ
リオール ポリオールD:グリセリンとシュクロースの混合物を開
始剤としてEOを付加させた後、さらにPOを付加させ
て得られた平均官能価数3.5、平均当量数1200の
ポリエーテルポリオール (3)難燃剤 難燃剤1:トリブロモネオペンチルアルコール 難燃剤2:トリスクロロエチルフォスフェート 難燃剤3:ペンタブロモジフェニルオキシド (4)整泡剤 整泡剤1:シリコン系整泡剤(ケイ素含量:4.2%、
EO含量:33%) 整泡剤2:シリコン系整泡剤(ケイ素含量:6.5%、
EO含量:51%) 整泡剤3:シリコン系整泡剤(ケイ素含量:5.1%、
EO含量:46%) (5)発泡剤 水 トリクロロフルオロメタン(CFC−11) (6)触媒 触媒1:トリエチレンジアミン(ジプロピレングリコー
ル33%溶液)(Dabco33LV:エアプロダクト
社) 触媒2:ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル(NI
AX A−1:ユニオンカーバイド社) 触媒3:スタナスオクトエート(T−9:日東化成社) (7)助剤:リン酸二水素カリウム
【0018】実施例1−7および比較例1−4 各表に記載の配合処方に従い、次の要領にて軟質ポリウ
レタンフォームを製造した。ポリオールにポリイソシア
ネ−ト原料を除く他の全ての成分を計量して添加し、1
000rpmの条件下に10秒間攪拌後、その中にポリ
イソシアネートを添加し、3000rpmの条件下で3
秒間攪拌後、その混合物を木箱内に注入しフリー発泡さ
せてフォームを得た。そのフォームを常温で1昼夜放置
後、裁断し、物性測定および燃焼試験を行なった。トリ
ブロモネオペンチルアルコール(難燃剤1)を含む系に
おいては、その10部をあらかじめポリオール100部
に混合した後、80℃で3時間加熱し溶解させた。な
お、この溶液を7日間常温で放置したが沈澱物は見られ
なかった。また、フォームの通気度による燃焼性への影
響を排除するため、比較例1、3および4、実施例1、
2、3および5については、通気度を約4cfmに調製
して比較した。各例において得られたフォームの物性
は、JIS K−6401およびK−6301に従って
測定し、通気度は、アムスコ社製モデルFPI通気度測
定器を用いて測定した。また、燃焼試験は、英国規格B
S−5852 Part2 Source2に準拠して
行ない、規格をクリアーした場合に「○」、規格をクリ
アーしなかった場合に「×」として各表に示した。
【0019】各表に示された結果から明らかなように、
難燃剤としてトリブロモネオペンチルアルコールを単独
で使用した比較例1は、発泡安定性および物性は優れて
いるが、十分な難燃性を示していない。トリスクロロエ
チルフォスフェイトを単独で使用した比較例2は、十分
な難燃性が得られないばかりか、発泡安定性にも劣って
いる。さらに、難燃剤として、トリブロモネオペンチル
アルコールとトリスクロロエチルフォスフェイトを併用
し、整泡剤としてシリコン系整泡剤1(ケイ素含量:
4.2%、EO含量:33%)を使用した比較例3およ
び整泡剤としてシリコン系整泡剤2(ケイ素含量:6.
5%、EO含量:51%)を使用した比較例4は、いず
れも難燃性が不十分であり、本発明の目的を達成するこ
とができない。これに対して、本発明において使用しう
る特定の難燃剤と整泡剤3(ケイ素含量;5.1%、E
O含量;46%)を併用した各実施例は、発泡安定性お
よび物性に問題がないばかりか、低密度でありながら厳
しい難燃規格に耐えうる優れた難燃性を示している。ま
た、フォームの通気度を高くした実施例4および水のみ
を発泡剤として用いた実施例7も十分に本発明の目的を
達成している。
【0020】
【発明の効果】本発明の軟質ポリウレタンフォームは、
特定のポリオールと特定の難燃剤と整泡剤との併用によ
り得られるため、低密度でありながら優れた難燃性を有
している。従って、本発明の軟質ポリウレタンフォーム
は、家具、寝具および車輛部品等の難燃性が要求される
製品の基材として好適に用いられる。また、本発明は、
世界的に強化されつつある厳しい難燃規制に対応可能な
技術として、その工業的価値は大である。
【0021】
【表1】 (比較例) 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 ポリオールB 100 100 100 100 水 4.7 4.7 4.7 4.7 CFC−11 10 10 10 10 難燃剤1 10 - 10 10 難燃剤2 - 20 5 5 整泡剤1 1 1 1 - 整泡剤2 - - - 1 触媒1 0.3 0.3 0.3 0.3 触媒2 0.1 0.1 0.1 0.1 触媒3 0.12 0.18 0.12 0.18 TDI−80 62.4 59.5 62.4 62.4 NCOインデックス 110 110 110 110 コア密度 18.9 - 19.2 19.3 25%圧縮硬度 4.4 - 4.3 4.2 伸び 177 132 180 172 引張り強さ 0.75 0.42 0.73 0.70 引裂き強さ 0.49 0.40 0.48 0.46 反発弾性率 36 - 36 37 50%乾熱圧縮永久歪 8.0 - 7.5 7.0 通気度 4.26 - 4.15 4.09 難燃性 × × × ×
【0022】
【表2】 (実施例) 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6 実施例7 ポリオールA 100 - - - - - ー ポリオールB - 100 100 100 - - ー ポリオールC - - - - 100 - ー ポリオールD - - - - - 100 100 水 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 6.0 CFC−11 10 10 10 10 10 10 ー 難燃剤1 10 10 10 10 10 10 10 難燃剤2 5 5 - 5 5 5 5 難燃剤3 - - 5 - - - ー 整泡剤3 1 1 1 1 1 1 1 触媒1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 触媒2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 触媒3 0.15 0.18 0.18 0.14 0.20 0.14 0.30 助剤 - - - - - - 0.05 TDI−80 64.8 62.4 62.4 62.4 60.2 61.0 61.2 NCO インテ゛ックス 110 110 110 110 110 110 90 コア密度 18.5 18.8 19.0 19.0 19.2 19.4 20.5 25%圧縮硬度 4.7 4.5 4.6 4.4 4.3 4.7 4.9 伸び 159 174 176 167 183 160 172 引張り強さ 0.69 0.74 0.75 0.72 0.77 0.68 0.84 引裂き強さ 0.46 0.49 0.52 0.48 0.53 0.46 0.56 反発弾性率 35 34 36 36 35 35 33 50%乾熱圧縮永久歪 5.5 6.2 6.7 6.0 7.2 5.5 9.2 通気度 4.15 3.92 4.08 6.18 4.21 5.82 5.06 難燃性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 75/04 NGA 8620−4J //(C08G 18/48 101:00)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリイソシアネートとポリオールとを発
    泡剤、難燃剤、整泡剤およびその他の添加剤の存在下で
    反応させて得られる難燃性軟質ポリウレタンフォームに
    おいて、 (1)ポリオールとして、平均官能価数2.5〜4、平
    均当量数500〜1500のポリエーテルポリオール; (2)難燃剤として、ポリオール100重量部に対し
    て、トリブロモネオペンチルアルコールを5〜15重量
    部およびハロゲン含有燐酸化合物またはハロゲン含有芳
    香族化合物から選ばれるハロゲン含有非反応型液体難燃
    剤を2〜15重量部;および (3)整泡剤として、ケイ素含量4〜6%、全ポリアル
    キレンオキサイド中のポリエチレンオキサイド含量が4
    0〜60重量%であるポリアルキレンオキサイド・シロ
    キサン共重合体 を使用することを特徴とする難燃性軟質ポリウレタンフ
    ォーム。
  2. 【請求項2】 ハロゲン含有非反応型液体難燃剤とし
    て、トリスクロロエチルフォスフェイト、トリスジクロ
    ロプロピルフォスフェイト、トリスβ−クロロプロピル
    フォスフェイト、ペンタブロモジフェニルオキサイドか
    ら選ばれた少なくとも1種が用いられる請求項1記載の
    難燃性軟質ポリウレタンフォーム。
  3. 【請求項3】 水を主成分とする発泡剤を用いて得られ
    る請求項1記載の難燃性軟質ポリウレタンフォーム。
JP5069127A 1993-03-05 1993-03-05 難燃性軟質ポリウレタンフォーム Pending JPH06256455A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4832477A (en) * 1986-09-30 1989-05-23 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Door mirror assembly for automotive vehicles
WO2011028574A1 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Icl-Ip America Inc. Flame retardant additive composition and polyurethane foam-forming composition and polyurethane foam containing same
WO2023248536A1 (ja) * 2022-06-24 2023-12-28 株式会社イノアックコーポレーション ポリウレタンフォーム
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