JPH09316158A - 硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法 - Google Patents

硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法

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JPH09316158A
JPH09316158A JP8204660A JP20466096A JPH09316158A JP H09316158 A JPH09316158 A JP H09316158A JP 8204660 A JP8204660 A JP 8204660A JP 20466096 A JP20466096 A JP 20466096A JP H09316158 A JPH09316158 A JP H09316158A
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JP
Japan
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polyurethane foam
rigid polyurethane
compound
acid
weight
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JP8204660A
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English (en)
Inventor
Naoyuki Omori
直之 大森
Masashi Ishii
正史 石井
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬質ポリウレタンフォーム用発泡剤として、
従来使用されてきたF11が、地球のオゾン層破壊によ
り、その使用の削減或は全廃が要請され、これに伴っ
て、代替えるの発泡剤の1つとしてF141bの使用が急務
となっているが、しかしながらF11が不燃性であるのに
対して、F141bは可燃性である為、これを使用した場
合、硬質ポリウレタンフォームの難燃性の低下につなが
る。本発明は、F141bを使用してもF11使用時とほぼ同
等の難燃性を有する硬質ポリウレタンフォーム及びその
製造方法を目的とする。 【解決手段】 原料のポリオールとして、テレフタル
酸、イソフタル酸、又はトリメリト酸、若しくはこれら
を混合した多塩基酸、或いはこれらの誘導体をエステル
化したポリエステルポリオールを、全ポリヒドロキシ化
合物100重量%中20重量%以上使用することによ
り、難燃性に効果のある硬質ポリウレタンフォームが得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、主として断熱材等とし
て使用される硬質ポリウレタンフォーム(ポリイソシア
ヌレートフォーム及びイソシアヌレート変性ポリウレタ
ンフォームを含む)及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】硬質ポリウレタンフォームは、その断熱
性及び自己接着性の良好なことから、住宅、冷蔵庫等の
断熱材として広く利用されている。この硬質ポリウレタ
ンフォームは、一般にポリヒドロキシ化合物と、ポリイ
ソシアネート化合物とを、触媒、発泡剤、整泡剤、及び
その他の助剤と共に混合・撹拌し、気泡の存在下で反応
させることにより製造されている。そして、この場合の
発泡剤としては、その低い熱伝導率と沸点が常温付近に
あるという利点から、主としてトリクロロモノフルオロ
メタン(以下F11とする)が用いられてきた。
【0003】しかしながら、このF11は、地球のオゾン
層破壊という大気環境に対する悪影響が明らかとなり、
規制対象物質として使用量の削減、更には全廃が要請さ
れている。このF11に代表されるクロロフルオロカーボ
ン(以下CFCとする)は、分子中に水素原子を含まな
い構造であり、化学的に安定な為分解しにくく、成層圏
で初めて分解され、そこで発生した塩素がオゾンを破壊
するとされている。
【0004】このF11の削減策としては、発泡剤として
水を併用し、水とポリイソシアネート化合物との反応に
より生ずる炭酸ガスを利用するのが一般的であるが、炭
酸ガスの熱伝導率が相対的に高く、更には炭酸ガスがフ
ォーム内から大気中へ拡散し、空気と置換し易く、断熱
性、寸法安定性が劣ってしまう等により、全てのF11
炭酸ガスで置き換えることは現状の技術では難しいこと
とされている。従って、F11と同等の効果を有し、且つ
オゾン層を破壊しにくい物質の開発利用が不可欠となっ
ている。
【0005】かかるCFCの代替物質としては、分子中
に一つ以上の水素原子を含みオゾン層を破壊しにくい構
造となっているハイドロクロロフルオロカーボン(以下
HCFC)、或いはハイドロフルオロカーボン(以下H
FC)の開発が進んでおり、これらを用いて硬質ポリウ
レタンフォームを製造することは社会的要請である。し
かしながらF11が不燃性であるのに対して、HCFCの
中の一つ、HCFC141bは微可燃性である為、HC
FC141bを使用した場合、硬質ポリウレタンフォー
ムの難燃性に大きな影響を与える可能性が考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような社会的要
請を受けて、沸点がF11よりやや高いものの、硬質ポリ
ウレタンフォームを製造する上で、オゾン層を破壊しに
くい点で比較的利用し易いHCFCであるジクロロモノ
フルオロエタン(以下F141bとする)を利用した例
が、従来より提案されている。従来より、硬質・難燃フ
ォームとして用いられるポリヒドロキシ化合物として
は、燃焼時にCO2 を発生させ易いことからポリエステ
ルポリオールを主成分とした硬質ポリウレタンフォーム
が使用されてきた。このポリエステルポリオールは、
(o−)フタル酸やアジピン酸等の多塩基酸とエチレン
グリコール、ジエチレングリコール等のポリヒドロキシ
化合物のエステル化によって得られる。しかし、F14
1bを発泡剤とし、(o−)フタル酸を多塩基酸成分と
したポリエステルポリオールを使用した硬質ポリウレタ
ンフォームは、F11と同ポリエステルポリオールを使用
した硬質ポリウレタンフォームより難燃性は大幅に低下
してしまうという問題が生じた。
【0007】本発明者らは、上記事情に鑑みてなされた
もので、発泡剤として、F141bを使用しながらも、F11
を使用した場合と同程度の難燃性を有した硬質ポリウレ
タンフォームを得ることが出来る製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1或いは
2の硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法は、ポ
リヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物とジク
ロロモノフルオロエタンを含む発泡剤、触媒、整泡剤及
びその他の助剤の存在下に反応させて硬質ポリウレタン
フォームを製造するに際し、ポリヒドロキシ化合物とし
て、テレフタル酸、イソフタル酸、またはトリメリト
酸、若しくはこれらを混合した多塩基酸、或いはこれら
の誘導体をエステル化したポリエステルポリオール化合
物を全ポリヒドロキシ化合物100重量%中20重量%
以上用いることを特徴とする硬質ポリウレタンフォーム
及びその製造方法としたことにある。
【0009】
【発明の実施の形態】燃焼システムとして、化合物が発
火に伴い熱分解し、可燃性の気体を発生することによ
り、更に燃焼部分が広がり、新たに化合物を熱分解する
というサイクルが考えられる。この点から考えて、(o
−)フタル酸よりも、イソ(m−)、テレ(p−)フタ
ル酸、トリメリト酸は融点が高く、熱分解しにくい構造
のため、燃焼性に好結果を与えると考えられる。
【0010】本発明で使用されるポリエステルポリオー
ルは、(o−)フタル酸、イソ(m−)フタル酸、テレ
(p−)フタル酸、トリメリト酸、或いはジメチルフタ
レート等の誘導体と、エチレングリコ−ル、ジエチレン
グリコール、プロピレングリコール等のポリヒドロキシ
化合物との重縮合(エステル化)反応によって得られる
ポリエステルポリオール類であり、各々、単独或いは2
種類以上を組み合わせて使用することができる。なお、
テレ(p−)フタル酸、イソ(m−)フタル酸、又はト
リメリト酸、若しくはこれらを混合した多塩基、或い
はこれらの誘導体をエステル化させたポリエステルポリ
オール化合物の使用量は、全ポリヒドロキシ化合物10
0重量%中20重量%以上で、より好ましくは40重量
%以上用いると、更に顕著に難燃性の効果が認められ、
よって本発明の目的を効果的に達成することができる。
上記ポリエステルポリオール化合物が20重量%未満の
場合は難燃性の効果が見い出せない。
【0011】他方、ポリエステルポリオールと併用して
使用できるポリヒドロキシ化合物としては特に限定する
ものではなく、例えばグリセリン、シュークローズ、エ
チレンジアミン等に、エチレンオキサイド、プロピレン
オキサイド等のアルキレンオキサイドを開環付加重合し
て得られるポリエーテルポリオール類等があり、各々単
独或いは2種類以上を組み合わせて使用することが出来
るが、ポリエステルポリオール化合物の反応活性が低い
場合は、それを補う為にも反応活性の高いポリエーテル
ポリオール等のポリオールを併用することが望ましい。
【0012】発泡剤としてのジクロロモノフルオロエタ
ンの使用量は、目的とする発泡体の密度により任意に決
定されるが、通常、全ヒドロキシ化合物100重量%に
対して10〜80重量%、特に20〜70重量%が望ま
しい。又、必要に応じて、水、F141b以外のHCFC
類、或いはHFC類、塩化メチレン等のハイドロクロロ
カーボン類の1種又は2種以上の発泡剤も併用できる。
この場合、併用すべき発泡剤の量としては、全ポリヒド
ロキシ化合物100重量%に対し、0〜80重量%の中
で任意に選定できるが、F−22、F−134a等の常
温で気体状のHCFC或いはHFCを使用する場合はシ
ステム原液(配合液+ポリイソシアネート)の総体積に
対し、0〜10体積%(Vol%)と極く少量の使用で
良く、その場合は、予めF141bと混合した混合フロンの
形で配合原料中に投入したり、又は第3成分として成分
原液中に直接投入する等の簡便な方法が使用できる。
【0013】又、本発明に使用できるポリイソシアネー
ト化合物としては、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、トリレンジイソシアネート等の芳香族系イソシアネ
ート類、イソホロンジイソシアネート等の脂環族系イソ
シアネート類、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂
肪族系イソシアネート類及びそれらの粗製物等が使用で
きる。ポリヒドロキシ化合物及び水等の他の活性水素を
有する化合物の全量に対するポリイソシアネート化合物
の使用量、即ちイソシアネート指数は通常の硬質ウレタ
ンフォームを製造する場合80〜130の範囲、イソシ
アヌレート変性硬質ウレタンフォームを製造する場合は
150〜350の範囲とすることが望ましい。
【0014】触媒としては、例えばジブチル錫ジラウレ
ート、鉛オクトエート、スタナスオクトエート等の有機
金属系化合物、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等のアミン系化合物といったポリ
ウレタンフォーム分野で用いられているものであれば特
に制限はなく、又、N、N′、N″−トリス(ジアミノ
プロピル)ヘキサヒドロ−s−トリアジン、酢酸カリウ
ム、オクチル酸カリウム等のイソシアヌレート変性化に
用いられているものも利用できる。
【0015】整泡剤としては、硬質ポリウレタンフォー
ム製造用として効果のあるものは全て使用できる。例え
ばポリオキシアルキレンアルキルエーテル等のシリコー
ン系のもの等を通常の使用量で用いることが出来る。
【0016】更に、本発明においては、上記以外の任意
の成分、例えば難燃剤、充填剤等も本発明の目的を妨げ
ない範囲で使用することが出来る。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基ずいて
更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。
【0018】下記に示す、表1に示す配合処方に従っ
て、先ず配合液A、イソシアネートの2成分を用意し
た。配合液A−ポリイソシアネートはイソシアネート指
数200となるように重量比を決め、液温10℃にて、
ラボミキサーを使用し6000〜9000rpmにて3
秒攪拌し発泡を行った。
【0019】尚、難燃性の試験及び評価は、JIS−A
1321に基ずき、各フォームを22×22×2cm厚
にスライスし表面試験(加熱時間6分)を行った。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】上記の実施例・比較例に於ても明白なよ
うに、F141bを使用しながらも、m−、p−フタル
酸、トリメリト酸、若しくはこれらを混合した誘導体ベ
ースのポリエステルポリオールを使用した配合処方にて
発泡したフォームは、F11、o−フタル酸ベースのポ
リエステルポリオールを使用した配合処方で発泡させた
フォームとほぼ同等の難燃性を示す。また、m−、p−
フタル酸ベースのポリエステルポリオールは、20重量
%未満の使用では、顕著な効果は見られない。(比較例
1、2) 以上、詳細に説明したように、本発明の硬質ポリウレタ
ンフォームの製造方法によれば、可燃性のF141bを用い
て、難燃性の高い、優れた硬質ポリウレタンフォームを
得ることが出来るものであって、環境上の欠点も少な
く、その産業上の利用価値は極めて高いものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 75:04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネ
    ート化合物をジクロロモノフルオロエタンを含む発泡
    剤、触媒、整泡剤及びその他の助剤の存在下に反応させ
    て硬質ポリウレタンフォームを製造するに際し、ポリヒ
    ドロキシ化合物としてテレフタル酸、イソフタル酸、ま
    たはトリメリト酸、若しくはこれらを混合した多塩基
    酸、或いはこれらの誘導体をエステル化させたポリエス
    テルポリオール化合物を全ポリヒドロキシ化合物100
    重量%中20重量%以上用いたことを特徴とする硬質ポ
    リウレタンフォーム。
  2. 【請求項2】 ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネ
    ート化合物をジクロロモノフルオロエタンを含む発泡
    剤、触媒、整泡剤及びその他の助剤の存在下に反応させ
    て硬質ポリウレタンフォームを製造するに際し、ポリヒ
    ドロキシ化合物としてテレフタル酸、イソフタル酸、ま
    たはトリメリト酸、若しくはこれらを混合した多塩基
    酸、或いはこれらの誘導体をエステル化させたポリエス
    テルポリオール化合物を全ポリヒドロキシ化合物100
    重量%中20重量%以上用いることを特徴とする硬質ポ
    リウレタンフォームの製造方法。
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