JPH10152543A - 貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤 - Google Patents

貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤

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JPH10152543A
JPH10152543A JP9234007A JP23400797A JPH10152543A JP H10152543 A JPH10152543 A JP H10152543A JP 9234007 A JP9234007 A JP 9234007A JP 23400797 A JP23400797 A JP 23400797A JP H10152543 A JPH10152543 A JP H10152543A
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JP9234007A
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Michael Reichelt
ミヒャエル、ライヒェルト
Rainer Hemsiek
ライナー、ヘムズィーク
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】満足な貯蔵安定性を有しかつ良好な機械的及び
熱的性質を有する硬質ウレタンフォームをもたらす貯蔵
安定性難燃剤含有ポリオール配合剤の提供。 【解決手段】少なくとも1種のポリオールに加え、所望
により、少なくとも2つの反応性水素原子を有する比較
的高分子量の化合物と、所望により、低分子量連鎖延長
剤及び/又は架橋剤と、発泡剤と、触媒と、安定剤と、
所望により補助剤及び/又は添加剤とを含有する貯蔵安
定性難燃剤含有ポリオール配合剤において、使用安定剤
が次の一般式(1)で表わされ、 かつRがアルキル基、ヒドロキシアルキル基など、R
、R、RがH又はアルキル基及び/又はギ酸であ
るイミダゾールであることを特徴とする貯蔵安定性難燃
剤含有ポリオール配合剤を、有機の、及び/又は変性有
機ポリイソシアネートと反応することにより、イソシア
ネート由来の硬質ウレタンフォームを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イソシアネートを
基材とする難燃性硬質ウレタン(PUR)フォームの製
造に使用される貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤
に関する。これら硬質ウレタンフォームは、好ましくは
絶縁材として建築物部門に使用される。
【0002】
【従来の技術】イソシアネートを基材とするかかる硬質
ウレタンフォームは、特徴的な構成要素として、ウレタ
ン及び/又はイソシアネート及び/又はビウレット及び
/又はアロファネート(allophanate)及び
/又はウレタジオン(uretdione)及び/又は
尿素及び/又はカルボジイミドの基を有する。実際、ポ
リオール配合剤を製造するのに有利であることが分かっ
ている。これらは、イソシアネートを基材とする硬質ウ
レタンフォームを製造するのに必要な配合成分、例え
ば、ポリオール、難燃剤及び水に加え、所望により補助
剤及び添加剤、例えば触媒、遅延剤、物理的発泡剤、フ
ォーム安定剤、可塑剤、乳化剤、染料、充填剤及び抗沈
澱剤を含む液体混合物である。
【0003】硬質ウレタンフォームの製造及び使用する
開始剤の概要は、例えば、Dr.R. Vieweg及
びDr.A.Hoechtlen著のクンストストッフ
−ハンドブック(Kunststoff−Handbu
ch)、第2巻、「ポリウレタン」、第1版、1996
年並びにDr.G.Oertel(Carl Hans
er Verlag, Munich)著の第2版、1
993年及び第3版、1993年に見られる。
【0004】CFCsを代替の発泡剤に置き替えて、イ
ソシアネート−水反応により発生するCOを唯一の発
泡剤として使用するか、又は水素含有CFCs、水素含
有フルオロカーボン又は炭化水素との共発泡剤として使
用することが増えている。これは、ポリオール配合剤中
に比較的高い含水量を伴う。このことは、特に難燃剤が
同時に存在する場合には、硬質フォームを得るための処
理までの貯蔵期間中に問題を引き起こすことになる。加
水分解処理の結果、ポリオール配合剤中の酸含量が急激
に増加する。これにより、同伴するイソシアネート成分
との処理中における反応時間が長くなり、加工性をより
低下させ、また得られる硬質ウレタンフォームの性質を
損なうことになる。かかるポリオール配合剤は、触媒の
更なる添加により調整しなければならない場合があり、
あるいはまた最悪の場合には廃棄しなければならない。
このことは経済的に不利であり、また、数週間又は数ケ
月の所望の長い貯蔵期間を実際に達成することは事実上
不可能である。従って、貯蔵安定性ポリオール配合剤を
見つけ出すことは重要な工業上の目標である。
【0005】BE 843 172,DE−A−3 6
07 964,EP−A−401787,EP−A−4
10 467,EP−A−451 826,JP 12
56 511,JP 20 47 125,JP 30
33 120,JP31 31 618,JP 40
55 419,JP 41 61 4 17,JP
42 02 215,JP 42 14 712,JP
52 09034,JP 58 213 016,J
P 60 084 319,JP 61 031 41
3,JP 61 031 414,JP 42 998
519,JP 50 70 544,US−A−4
165 412,US−A−431 753,US−A
−4 481 309,US−A−5 240 96
4,WO 93 15 121及びWO 93 16
122には、ウレタンフォーム製造用の触媒としてN−
置換イミダゾールが記載されている。
【0006】JP 30 64 312及びEP−A−
560 154には、発泡剤としてギ酸の使用が記載さ
れている。JP 50 31 989によると、フレオ
ン22とギ酸とを含む発泡剤の組み合わせを用いると、
貯蔵中に安定なpH値とゲル化時間が得られる。特許E
P332 801及びJP 11 04 611には、
触媒に対するギ酸のモル量によるアミン触媒の変性が記
載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、満足
な貯蔵安定性を有しかつ良好な機械的及び熱的性質を有
する硬質ウレタンフォームをもたらす貯蔵安定性難燃剤
含有ポリオール配合剤に関して安定な配合を見い出すこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、安定剤と
してイミダゾール及び/又はギ酸の使用により前記目的
を達成し得ることを見い出した。
【0009】従って、本発明は、少なくとも1種のポリ
オールに加え、所望により、少なくとも2つの反応性水
素原子を有する比較的高分子量の化合物と、所望によ
り、低分子量連鎖延長剤及び/又は架橋剤と、発泡剤
と、触媒と、安定剤と、所望により補助剤及び/又は添
加剤とを含有する貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合
剤において、使用安定剤が次の一般式で表わされ、
【0010】
【化2】 かつRがC〜C−アルキル基、C〜C−ヒド
ロキシアルキル基又はジメチルアミノ−C〜C−ア
ルキル基及びR、R、RがH又はC〜C−ア
ルキル基及び/又はギ酸であるイミダゾールであること
を特徴とする貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤に
関する。
【0011】また、本発明は、イソシアネートを基材と
し、かつこのポリオールを有機ポリイソシアネート及び
/又は変性された有機ポリイソシアネートと反応させる
ことにより製造することのできる硬質ウレタンフォー
ム、及びこれを建築物部門における絶縁材として使用す
る方法に関する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明のポリオール配合剤はま
た、比較的多量の難燃剤、水及び触媒を含む場合、良好
な貯蔵安定性を有する。更なる利点は、安定剤によって
難燃作用に悪影響が及ぶことがなく、少量で安定剤を使
用することができることである。
【0013】使用に好ましいイミダゾールは、1−エチ
ルイミダゾール、1−プロピルイミダゾール、1−ブチ
ルイミダゾール、1,3−ジメチルイミダゾール、1,
5−ジメチルイミダゾール、1−エチル−2−メチルイ
ミダゾール、1−メチル−2−エチルイミダゾール、1
−メチル−2−プロピルイミダゾール、1−n−ブチル
−2−メチルイミダゾール、1−イソブチル−2−メチ
ルイミダゾール、1−(3−ジメチルアミノプロピル)
イミダゾール、1,1’−(オキソジエチレン)ビス
(イミダゾール)、1,1’−(オキソジエチレン)ビ
ス(2−メチルイミダゾール)、極めて特に好ましくは
1−メチルイミダゾール及び1,2−ジメチルイミダゾ
ールである。
【0014】イミダゾールは個々に使用するか、又は互
いに混合して使用することができる。
【0015】本発明においては、ギ酸もまた安定剤とし
て好適である。ギ酸は単独で、又は上述のイミダゾール
と混合して用いることができる。
【0016】特に好適な例においては、ギ酸を1−メチ
ルイミダゾール又は1,2−ジメチルイミダゾールと組
み合わせて使用することであり、よってこれら組み合わ
せを採用することが好ましい。
【0017】安定剤としてのギ酸はポリオール配合剤に
対し、通常、0.01〜0.5重量%、好ましくは0.
05〜0.2重量%使用する。
【0018】安定剤としてのイミダゾールはポリオール
配合剤に対し、通常、0.1〜8重量%、好ましくは
0.5〜4重量%使用する。
【0019】イミダゾールとギ酸の双方を安定剤として
使用する場合には、合計使用量はポリオール配合剤に対
し0.1〜8.5重量%である。
【0020】発泡剤として又は触媒調整剤としてこれま
で公知であったギ酸、及びポリウレタンの触媒として公
知であった置換されたイミダゾールの両者が、難燃剤含
有ポリオール配合剤中で安定化作用を有し、以前の非常
に不満足なポリオール配合剤の貯蔵安定性の問題を解決
することを初めて可能にしたのは驚くべきことであり、
全く予期できなかったことである。特に、様々なタイプ
の第三アミンの中で、置換されたイミダゾールだけがか
かる安定化作用を有するのは驚くべきことであり、予期
できなかったことである。更に、一般に第三アミンは貯
蔵安定性の問題を増加させる傾向があったので、このこ
とは全く驚くべきことであった。ギ酸の安定化作用に関
しては、発泡作用がほとんど観測できない低い含量です
ら、これが起こることは注目すべきことである。
【0021】これにより、建築部門において絶縁物質と
して適する硬質ウレタンフォームを作るために、容易に
加工できる貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤の経
済的な製造方法を開発するに至った。
【0022】貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤は
少なくとも1種のポリオールに加え、所望により、少な
くとも2つの反応性水素原子を有する比較的高分子量の
化合物と、所望により、低分子量連鎖延長剤及び/又は
架橋剤と、発泡剤と、触媒と、安定剤と、所望により補
助剤及び/又は添加剤とを含有している。
【0023】本発明の貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール
配合剤は、特定の安定剤以外には、それ自体公知な配合
成分を使用して調製するが、これにつき以下、詳細に述
べる。
【0024】採用するポリオールとして、また少なくと
も2つの反応性水素原子を有する他の任意比較的高分子
量化合物としても、2〜8、好ましくは2〜6の官能価
及び300〜8000、好ましくは300〜3000の
分子量を有するものを用いるのが有利である。有効であ
ることが分かっている化合物は、例えば、ポリエーテル
ポリアミン及び/又は、好ましくはポリエーテルポリオ
ール、ポリエステルポリオール、ポリチオエーテルポリ
オール、ポリエステルアミド、水酸基含有ポリアセター
ル及び水酸基含有脂肪族ポリカーボネート又は上記ポリ
オールの少なくとも2種の混合物から成る群から選択さ
れるポリオールである。ポリエステルポリオール及び/
又はポリエーテルポリオールを使用することが好まし
い。ポリヒドロキシル化合物の水酸基価は、一般に、1
50〜850mg KOH/gで、好ましくは200〜
600mg KOH/gである。
【0025】好適なポリエステルポリオールは、例え
ば、2〜12個の炭素原子を有する有機ジカルボン酸、
好ましくは4〜6個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボ
ン酸、及び2〜12個の炭素原子、好ましくは2〜6個
の炭素原子を有する多価アルコール、好ましくはジオー
ルから調製することができる。好適なジカルボン酸の例
はコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、マレイ
ン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸及びテレフ
タル酸である。ジカルボン酸は単独でも、互いに混合し
ても使用することができる。遊離のジカルボン酸の代わ
りに、相当するジカルボン酸誘導体、例えば、1〜4個
の炭素原子を有するアルコールのジカルボン酸エステル
又はジカルボン酸無水物を使用することもまた可能であ
る。例えば、20〜35:35〜50:20〜32の重
量混合比のコハク酸、グルタル酸及びアジピン酸の混合
物及び、特にアジピン酸を使用することが好ましい。二
価及び多価アルコール、特にジオールの例は、エタンジ
オール、ジエチレングリコール、1,2−又は1,3−
プロパンジオール、ジプロピレングリコール、1,4−
ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−
ヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、グリセ
ロール及びトリメチロールプロパンである。エタンジオ
ール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオー
ル、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール又は上記ジオールの少なくとも2つの混合物、特に
1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール及
び1,6−ヘキサンジオールの混合物を使用することが
好ましい。ラクトン、例えば、ε−カプロラクトン又は
ヒドロキシカルボン酸、例えばω−ヒドロキシカプロン
酸から誘導されたポリエステルポリオールを使用するこ
ともまた可能である。
【0026】ポリエステルポリオールを調製するため
に、有機、例えば、芳香族及び好ましくは脂肪族ポリカ
ルボン酸及び/又はその誘導体と多価アルコールとを、
触媒不在下、又は好ましくはエステル化触媒存在下、有
利には不活性ガス雰囲気、例えば、窒素、一酸化炭素、
ヘリウム、アルゴン等の雰囲気中、150〜250℃、
好ましくは180〜220℃の溶融状態にて、常圧又は
減圧下で、10以下、好ましくは2以下の所望の酸価に
なるように重縮合するのが有利である。好適例では、エ
ステル化混合物を前述の温度で、常圧下、次いで500
mbar以下、好ましくは50〜150mbar下で、
80〜30、好ましくは40〜30の酸価になるように
重縮合する。好適なエステル化触媒は、例えば、金属、
金属酸化物又は金属塩の形態の鉄触媒、カドミウム触
媒、コバルト触媒、鉛触媒、亜鉛触媒、アンチモン触
媒、マグネシウム触媒、チタニウム触媒及びスズ触媒で
ある。しかしながら、重縮合は、共沸蒸溜で縮合水を溜
去するため、希釈剤及び/又は共溜剤、例えば、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン又はクロロベンゼンなどの存在
下、液相中で行うこともできる。
【0027】ポリエステルポリオールを調製するため
に、有機ポリカルボン酸及び/又はその誘導体と多価ア
ルコールとを、モル比1:1〜1.8、好ましくは1:
1.05〜1.2で重縮合するのが有利である。
【0028】得られたポリエステルポリオールは、好ま
しくは2〜4、特には2〜3の官能価及び480〜30
00、好ましくは600〜2000、特に好ましくは6
00〜1500の分子量を有している。
【0029】しかしながら、特に好ましく使用されるポ
リオールは、例えば、アルカリ金属水酸化物、例えば水
酸化ナトリウム又は水酸化カリウム、或はアルカリ金属
アルコキシド、例えばナトリウムメトキシド、ナトリウ
ム又はカリウムエトキシド、或はカリウムイソプロポキ
シドを触媒として用い、2〜8個、好ましくは2〜6個
の反応性水素原子を結合形態で有する反応開始剤分子の
少なくとも1つを添加するアニオン重合か、又はルイス
酸、例えば、五塩化アンチモン、フッ化ホウ素エーテル
錯体等、又は漂白土類(breaching eart
h)を触媒として用いるカチオン重合により、2〜4個
の炭素原子をアルキレン基中に有する1つ又はそれ以上
のアルキレンオキシドから公知の方法で調製されるポリ
エーテルポリオールである。
【0030】好適なアルキレンオキシドは、例えば、テ
トラヒドロフラン、1,3−プロピレンオキシド、1,
2−ブチレンオキシド又は2,3−ブチレンオキシド、
スチレンオキシド、及び好ましくはエチレンオキシド並
びに1,2−プロピレンオキシドである。アルキレンオ
キシドは単独で、繰り返し連続して、又は混合物として
使用することができる。好適な反応開始剤分子の例は、
水、有機ジカルボン酸、例えばコハク酸、アジピン酸、
フタル酸及びテレフタル酸、アルキル基中に1〜4個の
炭素原子を有する脂肪族及び芳香族、非アルキル化又は
N−モノアルキル化、N,N−又はN,N’−ジアルキ
ル化ジアミン、例えば非アルキル化、モノアルキル化又
はジアルキル化エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、1,3−プロピレンジア
ミン、1,3−又は1,4−ブチレンジアミン、1,2
−、1,3−、1,4−、1,5−及び1,6−ヘキサ
メチレンジアミン、フェニルアミンジアミン、2,3
−、2,4−及び2,6−トリレンジアミン及び4,
4’−、2,4’−及び2,2’−ジアミノジフェニル
メタンである。
【0031】他の好適な反応開始剤分子は、アルカノー
ルアミン、例えばエタノールアミン、N−メチルエタノ
ールアミン及びN−エチルエタノールアミン、ジアルカ
ノールアミン、例えばジエタノールアミン、N−メチル
ジエタノールアミン及びN−エチルジエタノールアミ
ン、及びトリアルカノールアミン、例えばトリエタノー
ルアミン、及びアンモニアである。多価、特に、二価及
び/又は三価アルコール、例えばエタンジオール、1,
2− 及び1,3−プロパンジオール、ジエチレングリ
コール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、グリセロール、トリ
メチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ソルビト
ール及びショ糖を使用することが好ましい。
【0032】ポリエーテルポリオール、好ましくはポリ
オキシプロピレン及びポリオキシプロピレンポリオキシ
エチレンポリオールは、好ましくは2〜8及び、特には
2〜6の官能価、並びに300〜3000、好ましくは
300〜2000及び、特に好ましくは400〜200
0の分子量を有し、好適なポリオキシテトラメチレング
リコールは約3500までの分子量を有している。
【0033】他の好適なポリエーテルポリオールは、ポ
リマー変性ポリエーテルポリオール、好ましくはグラフ
トポリエーテルポリオール、特には、Germam P
atents 11 11 394, 12 22 6
69(US 3 304 273, 3 383 35
1, 3 523 093), 11 52 53
6, (GB 10 40 452)及び 11 52
537(GB 987618)に示されているのと同
様な方法を用いて、有利には前述のポリエーテルポリオ
ールの中で、アクリルニトリル、スチレン又は好ましく
はスチレンとアクリルニトリルの混合物を、例えば9
0:10〜10:90、好ましくは70:30〜30:
70の重量比で現場重合することにより調製されるスチ
レン及び/又はアクリロニトリルを基材とするもの、
又、通常、1〜50重量%、好ましくは2〜25重量%
の分量で分散相として、例えばポリウレア、ポリヒドラ
ジド、結合された第三アミノ基を有するポリウレタン及
び/又はメラミンであり、例えば、EP−B−011
752(US 4 304 708),US−A−43
74 209 及び DE−A−32 31 497
に記載されているポリエーテルポリオール分散物であ
る。
【0034】ポリエステルポリオールと同じように、ポ
リエーテルポリオールは単独でも、混合物の形態で使用
することができる。更に、これらはグラフトポリエーテ
ルポリオール又はグラフトポリエステルポリオールと、
又は水酸基含有ポリエステルアミド、ポリアセタール、
ポリカーボネート及び/又はポリエーテルポリアミンと
混合することができる。
【0035】好適な水酸基含有ポリアセタールは、例を
挙げれば、グリコール、例えばジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、4,4’−ジヒドロキシエト
キシ(ジフェニルジメチルメタン)、ヘキサンジオール
と、ホルムアルデヒドとから、調製できる化合物であ
る。好適なポリアセタールも環状アセタールの重合によ
って調製することができる。
【0036】好適な水酸基含有ポリカーボネートは、そ
れ自体公知のタイプのもので、例を挙げれば、ジオー
ル、例えば1,3−プロパンジオール、1,4−ブタン
ジオール及び/又は1,6−ヘキサンジオール、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール又はテトラエ
チレングリコールと、ジアリルカーボネート、例えばジ
フェニルカーボネート又はホスゲンとを反応させること
により調製することができる。
【0037】ポリエステルアミドには、例えば多塩基性
の、飽和及び/又は不飽和のカルボン酸又はその無水物
と、多官能の飽和及び/又は不飽和のアミノアルコール
又は多官能アルコールの混合物及びアミノアルコール及
び/又はポリアミンとから得られる主として直鎖の縮合
物などがある。
【0038】好適なポリエーテルポリアミンは、上記の
ポリエーテルポリオールから、公知の方法で調製するこ
とができる。例を挙げれば、ポリオキシアルキレンポリ
オールのシアノアルキル化と、それに続く生成ニトリル
の水素化(US 3 267050)又は、水素及び触
媒の存在下、アミン又はアンモニアによる、ポリオキシ
アルキレンポリオールの部分的或は全体的なアミノ化が
ある(DE 12 15 373)。
【0039】貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤
は、これから調製される硬質ウレタンフォームの所望の
性質にもよるが、連鎖延長剤及び/又は架橋剤の同時使
用をしてもしなくても、製造することができる。連鎖延
長剤、架橋剤又は、所望によりそれらの混合物の添加
は、機械的性質、例えば硬さを改良するのに有利である
ことが判っている。用いられる連鎖延長剤及び/又は架
橋剤は、400未満、好ましくは60〜300の分子量
を持つジオール及び/又はトリオールである。好適な連
鎖延長剤/架橋剤は、2〜14個、好ましくは4〜10
個の炭素原子を有する脂肪族、脂環族及び/又はアラリ
ファティック(araliphatic)のジオール
類、例えばエチレングリコール、1,3−プロパンジオ
ール、1,10−デカンジオール、o−、m−、p−ジ
ヒドロキシシクロヘキサン、ジエチレングリコール、ジ
プロピレングリコール及び、好ましくは1,4−ブタン
ジオール、1,6−ヘキサンジオール並びにビス(2−
ヒドロキシエチル)ヒドロキノンであり、トリオール
類、例えば1,2,4−、1,3,5−トリヒドロキシ
シクロヘキサン、グリセロール及びトリメチロールプロ
パンであり、またエチレン及び/又は1,2−プロピレ
ンオキシドと、反応開始剤分子としての上記ジオール及
び/又はトリオールとを基材とする低分子量の水酸基含
有ポリアルキレンオキシドである。
【0040】連鎖延長剤、架橋剤又はこれらの混合物
を、硬質ウレタンフォームの調製に用いる場合には、用
いられるポリオール及び少なくとも2個の反応性水素原
子を有する任意他の比較的高分子量の化合物の重量に対
して、0〜20重量%、好ましくは2〜8重量%の分量
で用いるのが有利である。
【0041】上述した如く、CFCsを代替の発泡剤で
置き替える結果として、イソシアネートと水との反応に
より発生するCOの発泡作用を利用して、単独か又は
発泡助剤としての水の使用が増加している。更に、物理
的発泡剤も追加使用することができる。
【0042】好適な物理的発泡剤は、本発明のポリオー
ル配合剤のその後の加工に使用して、硬質ウレタンフォ
ームを生ずる、有機の変性又は未変性のポリイソシアネ
ートに対して不活性な液体であって、これが発熱的重付
加反応の作用下で蒸発するように、大気圧での沸点が1
00℃以下、好ましくは50℃以下で、特に好ましくは
−50℃〜30℃のものである。かかる好ましく使用さ
れる液体の例を挙げれば、アルカン類、例えばヘプタ
ン、ヘキサン、n−及びイソ−ペンタン、好ましくはn
−及びイソ−ペンタンの工業的混合品、n−及びイソ−
ブタン及びプロパン、シクロアルカン、例えばシクロペ
ンタン及び/又はシクロヘキサン、エーテル類、例えば
フラン、ジメチルエーテル及びジエチルエーテル、ケト
ン類、例えばアセトン及びメチルエチルケトン、カルボ
ン酸アルキルエステル、例えばギ酸メチル、シュウ酸ジ
メチル及び酢酸エチルであり、また塩素化炭化水素、例
えばメチレンクロリド、ジクロロモノフルオロメタン、
ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、ジフルオロエ
タン、テトラフルオロエタン、クロロジフルオロエタ
ン、1,1−ジクロロ−2,2,2−トリフルオロエタ
ン、2,2−ジクロロ−2−フルオロエタン、及びヘプ
タフルオロプロパン等である。これら低沸点液体相互
の、及び/又は他の置換又は未置換の炭化水素との混合
物も又使用することができる。好適なものとして、有機
のカルボン酸、例えばギ酸、酢酸、シュウ酸、リシノレ
イン酸及びカルボキシル基含有化合物もある。
【0043】好ましいのは、水、クロロジフルオロメタ
ン、クロロジフルオロエタン、ジクロロフルオロエタ
ン、ペンタン混合物、シクロヘキサン及び少なくとも2
種の発泡剤の混合物、例えば水とシクロヘキサンとの混
合物、クロロジフルオロメタンと1−クロロ−2,2−
ジフルオロエタンと、所望により、水との混合物であ
る。
【0044】水が発泡剤として使われる場合は、好まし
くは0.5〜5重量%の量で添加する。水の添加は、上
記の他の発泡剤の添加と組合せて行うことができる。
【0045】使用される発泡剤又は発泡剤混合物の合計
量は1〜25重量%で、好ましくは5〜15重量%であ
る。
【0046】表示した量は、おのおの全ポリオール配合
剤の重量に対するものである。
【0047】用いられる触媒は、反応性水素原子、特に
水酸基を含有するポリオール配合剤化合物と有機の変性
又は未変性のポリイソシアネートとの反応を強力に促進
する、硬質ウレタンフォームの製造に慣用される化合物
である。
【0048】塩基性のウレタン触媒の使用が有利であっ
て、例を挙げれば、第三アミン、例えばトリエチルアミ
ン、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジシ
クロヘキシルメチルアミン、ジメチルシクロヘキシルア
ミン、ビス(N,N−ジメチルアミノエチル)エーテ
ル、ビス(ジメチルアミノプロピル)ウレア、N−メチ
ルモルフォリン又はN−エチルモルフォリン、N−シク
ロヘキシルモルフォリン、N,N,N’,N’−テトラ
メチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラ
メチルブタンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメ
チルヘキサン−1,6−ジアミン、ペンタメチルジエチ
レントリアミン、ジメチルピペラジン、N−ジメチルア
ミノエチルピペラジン、1−アゾビシクロ〔2.2.
0〕オクタン、1,4−ジアゾビシクロ〔2.2.2〕
オクタン(ダブコ社(Dabco))及びアルカノール
アミン化合物、例えばトリエタノールアミン、トリイソ
プロパノールアミン、N−メチルジエタノールアミン及
びN−エチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタ
ノール、2−(N,N−ジメチルアミノエトキシ)エタ
ノール、N,N’,N”−トリス(ジアルキルアミノア
ルキル)ヘキサヒドロトリアジン類、例えばN,N’,
N”−トリス(ジメチルアミノプロピル)−s−ヘキサ
ヒドロトリアジン及びトリエチレンジアミンなどであ
る。しかし、金属塩、例えば塩化第一鉄(II)、塩化
亜鉛、オクタン酸鉛、オクタン酸ビスマス及び、好まし
くはスズ塩、例えばジオクタン酸スズ、ジエチルヘキサ
ン酸スズ及びジブチルスズジラウレート、特には、第三
アミンと有機スズ塩の混合物も好適である。
【0049】更に好適な触媒は、アミジン類、例えば
2,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロピリ
ミジン、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、例
えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシド、アルカリ
金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウム及びアルカリ金
属アルコキシド、例えばナトリウムメトキシド及びカリ
ウムイソプロポキシド、又10〜20個の炭素原子と、
できれば側水酸基を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩
である。好ましくは、ポリオール配合剤総重量に対して
0.001〜5重量%、特には0.05〜2重量%の触
媒又は組み合わせ触媒を使用する。
【0050】本発明のポリオール配合剤は、難燃剤を含
有している。好適な難燃剤は、この目的で硬質ウレタン
フォームに慣用されるすべての化合物である。
【0051】例として挙げられるものには、ジフェニル
クレジルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ト
リエチル−又はトリブチルホスフェート、トリス(2−
クロロエチル)ホスフェート、トリス(2−クロロプロ
ピル)ホスフェート、トリス(1,3−ジクロロプロピ
ル)ホスフェート、テトラキス(2−クロロエチル)エ
チレンジホスフェート、ジエチルエタンホスホネ−ト及
びジエチルジエタノールアミノメチルホスホネ−トなど
がある。
【0052】また、好適なものは、臭素原子含有難燃
剤、例えばトリブロモネオペンチルアルコール、トリブ
ロモネオペンチルアルコールの反応生成物、ジブロモネ
オペンチルグリコールとその反応生成物、ジブロモブタ
ンジオールとその反応生成物、2,3−ジブロモプロパ
ノールとその反応生成物、無水テトラブロモフタール酸
とその反応生成物、トリブロモフェノールとその反応生
成物、テトラブロモビスフェノールAとその反応生成
物、臭素含有リン酸エステル及び臭素化炭化水素などで
ある。
【0053】上に挙げた化合物に加えて、無機の、又は
有機の難燃剤、例えば赤リン、水和酸化アルミニウム、
三酸化アンチモン、酸化ヒ素、ポリリン酸アンモニウム
及び硫酸カルシウム、発泡グラファイト又はシアヌール
酸誘導体、例えば、メラミンと発泡グラファイト及び/
又はポリイソシアネート重付加生成物を耐燃性にする芳
香族或は脂肪族のポリエステルが使用可能である。
【0054】好ましい難燃剤は室温で液体で、少なくと
も20重量%の塩素含有量、又は少なくとも30重量%
の臭素含有量、或は少なくとも5重量%のリン含有量を
有している。
【0055】一般に、全ポリオール配合剤重量に対し
て、上記難燃剤を10〜80重量%、好ましくは30〜
60重量%使用するのが有利であることが見いだされ
た。
【0056】所望により、更に助剤及び/又は添加剤
を、本発明の貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤に
含有させることができる。挙げることのできる例は、界
面活性物質、気泡安定剤、気泡調整剤、充填剤、染料、
顔料、加水分解抑制剤、制カビ物質及び制菌物質であ
る。
【0057】好適な界面活性物質は、例えば出発原料の
均一化を助けるのに役立ち、かつ、プラスチックの気泡
構造を調整するのに適する化合物である。挙げ得る例
は、乳化剤、例えばヒマシ油サルフェート又は脂肪酸の
ナトリウム塩、又脂肪酸のアミン塩、例えばジエチルア
ミンオレエート、ジエタノールアミンステアレート、ジ
エタノールアミンリシノレート、スルフォン酸の塩、例
えばドデシルベンゼン、又はジナフチルメタンジスルフ
ォン酸及びリシノレイン酸のアルカリ金属又はアンモニ
ウム塩である。気泡安定剤は、例えばシロキサン−オキ
シアルキレンコポリマー及び他のオルガノポリシロキサ
ン、エトキシル化したアルキルフェノール、エトキシル
化した脂肪アルコール、パラフィン油、ひまし油又はリ
シノレイン酸エステル、ロート油及びピーナッツ油、又
は、気泡調整剤は、例えばパラフィン、脂肪アルコール
及びジメチルポリシロキサンがある。更に、上述の、ポ
リオキシアルキレンと側基としてのフルオロアルカン基
を有するアクリレートオリゴマーは、乳化作用、気泡構
造及び/又は気泡安定化に適している。界面活性物質
は、通常全ポリオール配合剤の重量に対し、0.01〜
5重量%の分量で用いられる。
【0058】本発明の目的に添って、充填剤、特に補強
充填剤は、それ自体公知の、慣用的な有機又は無機の充
填剤、補強剤、増量剤、塗料や塗装組成物での摩耗性改
良剤等である。特有の例は、珪質無機物のような無機充
填剤、例を挙げれば、シート状シリケート、例えばアン
チゴライト、蛇紋石、ホルンブレンド、角閃石、温石綿
及びタルク、金属酸化物、例えばカオリン、酸化アルミ
ニウム、酸化チタン及び酸化鉄、金属塩、例えば白亜、
重晶石及び無機顔料、例えば硫化カドミウム及び硫化亜
鉛、並びにガラス等である。好ましいものは、カオリン
(チャイナクレー)、珪酸アルミニウム、及び硫酸バリ
ウムと珪酸アルミニウムとの共沈物、並びに天然及び合
成の繊維物質、例えば珪灰石、金属及び、特にサイズ剤
を施すことができる、各種長さのガラス繊維である。好
適な有機充填剤の例は、炭素、メラミン、ロジン、シク
ロペンタジエン樹脂及びグラフトポリマー、並びにセル
ローズ繊維、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリ
ウレタンや、芳香族及び/又は脂肪族ジカルボン酸エス
テルを基材とするポリエステル繊維で、特に好ましいの
は炭素繊維である。
【0059】無機及び有機の充填剤は、単独でも、或は
混合物としてでも使用でき、全ポリオール配合剤重量に
対して、0.5〜50重量%、好ましくは1〜40重量
%の分量で反応混合物に含有させるのが有利である。
【0060】上述の慣用助剤及び添加剤に関する詳細
は、専門の文献、例えば、J.H.Saunders及
びK.C.Frisch著のモノグラフで、「高分子物
質(High Polymers)」、第16巻、ポリ
ウレタン、第1部及び第2部、(Interscien
ce Publishers 1962及び1964
年)、又は、クンストストッフ−ハンドブック、「ポリ
ウレタン」第7巻(Hanser−Verlag,Mu
nich,Vienna)第1,2,3版、(196
6、1983、1993年)において見ることができ
る。
【0061】本発明の貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール
配合剤は、自体慣用的な方法によって、原則的にはあら
ゆるタイプの硬質ウレタンフォームの製造に適してい
る。
【0062】この硬質フォームは、特に、特徴的な化学
構造成分として、ウレタン及び/又はイソシアヌレート
及び/又はビウレット及び/又はアロファネート及び/
又はウレタジオン及び/又は尿素及び/又はカルボジイ
ミドの基を含有するものである。
【0063】これらは本発明のポリオール配合剤と、有
機の及び/又は変性した有機のポリイソシアネートとの
反応によって製造される。
【0064】好適な有機の及び/又は変性した有機のポ
リイソシアネートは、それ自体公知の脂肪族、脂環族、
アラリファティック及び、好ましくは芳香族の多官能イ
ソシアネートである。
【0065】特有の例としては、アルキレン基に4〜1
2個の炭素原子を有するアルキレンジイソシアネート、
例えばドデカン1,12−ジイソシアネート、2−エチ
ルテトラメチレン1,4−ジイソシアネート、2−メチ
ルペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、テトラメ
チレン1,4−ジイソシアネート、及び、好ましくはヘ
キサメチレン1,6−ジイソシアネート、脂環式ジイソ
シアネート、例えばシクロヘキサン1,3−及び1,4
−ジイソシアネート並びにこれらの異性体の任意混合
物、1−イソシアナート−3,3,5−トリメチル−5
−イソシアナートメチルシクロヘキサン(IPDI)、
ヘキサヒドロトリレン2,4−及び2,6−ジイソシア
ネート並びに相当する異性体混合物、ジシクロヘキシル
メタン4,4’−、2,2’−及び2,4’−ジイソシ
アネート並びに相当する異性体混合物、又、好ましくは
芳香族のジイソシアネート及びポリイソシアネート、例
えばトリレン2,4− 及び2,6−ジイソシアネート
並びに相当する異性体混合物、ジフェニルメタン4,
4’−、2,4’−及び2,2’−ジイソシアネート並
びに相当する異性体混合物、ジフェニルメタン4,4’
− 及び2,2’−ジイソシアネートの混合物、ポリフ
ェニルポリメチレンポリイソシアネート、ジフェニルメ
タン4,4’−、2,4’− 及び2,2’−ジイソシ
アネート並びにポリフェニルポリメチレンポリイソシア
ネート(粗製MDI)の混合物、及び粗製MDIとトリ
レンジイソシアネートとの混合物などである。有機ジイ
ソシアネートとポリイソシアネートとは、単独で又は混
合物形態で使用することができる。
【0066】改質多官能イソシアネート、即ち、有機の
ジイソシアネート及び/又はポリイソシアネートの化学
反応によって得る生成物もまた使用されることが多い。
挙げ得る例は、エステル、尿素、ビウレット、アロファ
ネート、カルボジイミド、イソシアヌレート、ウレタジ
オン及び/又はウレタン等の基を含有するジイソシアネ
ート及び/又はポリイソシアネートである。好適な変性
有機ジイソシアネート/ポリイソシアネートの特有の例
としては、ウレタン基を含有し、総重量に対して、3
3.6〜15重量%、好ましくは31〜21重量%のN
CO含量を有する、有機の、好ましくは芳香族のポリイ
ソシアネートであり、例えば6000までの分子量、特
には1500までの分子量を有する低分子量のジオー
ル、トリオール、ジアルキレングリコール、トリアルキ
レングリコール又はポリオキシアルキレングリコールで
変性したジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート
であり、例えば単独で又は混合物として使用することの
できるジエチレン及びジプロピレングリコール、ポリオ
キシエチレン、ポリオキシプロピレン及びポリオキシプ
ロピレン−ポリオキシエチレングリコール、トリオール
及び/又はテトラオールであるジオキシアルキレン又は
ポリオキシアルキレングリコールで変性したジフェニル
メタン4,4’− 及び2,4’−ジイソシアネートの
混合物、変性した粗製MDI又はトリレン2,4−及び
2,6−ジイソシアネートである。又、好適なものとし
て、NCO基を含有し、総重量に対して25〜3.5重
量%、好ましくは21〜14重量%のNCO含量を有
し、上記のポリエステル及び/又は好ましくはポリエー
テルポリオールと、ジフェニルメタン4,4’−ジイソ
シアネート、ジフェニルメタン2,4’− 及び4,
4’−ジイソシアネートの混合物、トリレン2,4−及
び/又は2,6−ジイソシアネート又は粗製MDIとか
ら調製したプレポリマーがある。有用であると判明した
他の変性ポリイソシアネートには、カルボジイミド基及
び/又はイソシアヌレート環を含有し、総重量に対して
33.6〜15重量%、好ましくは31〜21重量%の
NCO含量を有する液状ポリイソシアネートがあり、例
えばジフェニルメタン4,4’−2,4’−及び/又は
2,2’−ジイソシアネート及び/又はトリレン2,4
− 及び/又は2,6−ジイソシアネートを基材とする
ものがある。
【0067】変性ポリイソシアネート類は、所望によ
り、相互に又は未変性のポリイソシアネート、例えばジ
フェニルメタン2,4’− 及び/又は4,4’−ジイ
ソシアネート、粗製MDI、トリレン2,4− 及び/
又は2,6−ジイソシアネート等と混合してもよい。
【0068】特に有用であると判明し、従って使用する
ことが好ましい有機ポリイソシアネートは、トリレンジ
イソシアネートと粗製MDIとの混合物又は、ウレタン
基を含有し、33.6〜15重量%のNCO含量である
変性有機ポリイソシアネート類の混合物、特にはトリレ
ンジイソシアネート、ジフェニルメタン4,4’−ジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート異性
体混合物又は粗製MDI、及び、特には、30〜80重
量%、好ましくは30〜60重量%、特に好ましくは3
0〜55重量%のジフェニルメタンジイソシアネート異
性体混合物含量を有する粗製MDIを基材とするもので
ある。
【0069】本発明のポリオール配合剤及び有機の及び
/又は変性した有機ポリイソシアネートに加えて、上述
の如く更に助剤及び/又は添加剤を反応混合物に加える
ことができる。
【0070】硬質ウレタンフォームを製造するには、有
機の及び/又は変性した有機ポリイソシアネートを本発
明のポリオール配合剤と、 所望により更に助剤及び/
又は添加剤の存在下、ポリオール配合剤の反応性水素原
子の合計に対するポリイソシアネートのNCO基の当量
比が0.85〜1.25:1、好ましくは0.95〜
1.15:1、特に好ましくは1〜1.05:1となる
ような分量で反応させる。硬質ウレタンフォームが、少
なくともある結合したイソシアヌレート基を含有する場
合には、ポリオール配合剤の反応性水素原子の合計に対
するポリイソシアネートのNCO基の比として、1.5
〜60:1、好ましくは1.5〜8:1が通常用いられ
る。
【0071】硬質ウレタンフォームは、開放式又は密閉
式の金型、例えば金属枠中に、例えば高圧或いは低圧の
技術によってワンショット法で製造するのが有利であ
る。また、パネル製造用の適切なベルト上で、反応混合
物を連続的に適用することが慣用されている。
【0072】本発明のイソシアネートを基材とする硬質
ウレタンフォームは、好ましくは注型、又はスプレー法
で製造される。特に、ブロック発泡又は金型発泡或いは
二重コンベアベルト方式(the double co
nveyer belt process)による連続
製造法が使用される。
【0073】出発物質の配合剤を、通常15〜90℃
で、好ましくは20〜60℃で、特に好ましくは20〜
35℃で混合し、開放式金型又は過圧下でもできる密閉
式金型中に注入し、或は連続工程ワークステーションの
場合には反応混合物を投入するベルトに充当する。混合
は攪拌機又は攪拌スクリューによって行うことができ
る。成型温度は、20〜110℃、好ましくは30〜6
0℃、特に好ましくは45〜50℃が有利である。
【0074】本発明の方法によって製造される硬質ウレ
タンフォームは、0.02〜0.30g/cm、好ま
しくは0.025〜0.24g/cm、特に好ましく
は0.03〜0.1g/cmの密度である。
【0075】かかる硬質ウレタンフォームは、良好な機
械的及び熱的性能を有する。
【0076】生成物は、好ましくは熱的絶縁(断熱)建
築材料として用いられる。
【0077】
【実施例】本発明を以下の実施例に基づいて説明する。 実施例1〜6及び比較例1 基本混合物を、下記成分から調製した。28質量部(p
arts by mass)の、ショ糖/グリセロール
/プロピレンオキシドを基材としたポリエーテルアルコ
ール(水酸基価 440)、26質量部の、グリセロー
ル/プロピレンオキシドを基材としたポリエーテルアル
コール(水酸基価 400)、22質量部の難燃剤トリ
スクロロプロピルフォスフェート、4質量部のテトラブ
ロモフタール酸/グリコールを基材とした難燃剤(水酸
基価215)、15質量部の、ジブロモブタンジオール
/エピクロロヒドリン/プロピレンオキシド、を基材と
した難燃剤(水酸基価 330)、1.5質量部の、シ
リコーンを基材とした気泡安定剤、及び3.5質量部の
【0078】目的とするポリオール配合剤を、下記の表
1に示す如くこの基本混合物から添加剤と混合して調製
した。
【0079】比較例2 上記基本混合物において、3.5質量部の水に替えて、
5質量部のギ酸(純度98%)と、1.5質量部のジメ
チルシクロヘキシルアミンを加えた。目的とするポリオ
−ル配合剤を、出発原料を混合して調製した。この場
合、比較的多量のギ酸が発泡剤として作用し、安定化作
用は生じなかった。
【0080】貯蔵安定性の測定 貯蔵安定性を2週間以上45℃で貯蔵して測定した。貯
蔵安定性の測定標準として、貯蔵後のファイバータイム
(fiber time)(糸引き時間)(threa
d−drawing time)の変化を、ポリオール
配合剤の調製後すぐのファイバータイムに対する百分率
として測定した。ファイバータイムは、42gのポリオ
ール配合剤を58gの粗製ジフェニルメタンジイソシア
ネート(NCO含量31.6%)と混合したビーカー試
験によって測定した。ガラス棒によって持ち上げられる
反応混合物から、糸を引くことができるようになった後
の最も早い時間を、ファイバータイムとして測定した。
測定したファイバータイムを表1に示す。
【0081】
【表1】
【0082】実施例から、本発明に従って安定剤を含有
する処方が、比較例と比較して貯蔵安定性を有意に改良
していることが明らかである。
【0083】実施例7〜9 各場合それぞれ、厚さ0.8mmで、寸法1000x2
000mmの2枚のカバー鉄板を60mmの間隔を置い
て、成型機中に配置した。カバー板の間の中空空間を、
各場合とも5.8kgの発泡反応混合物で充填した。反
応混合物は、各場合それぞれ実施例1、4、及び6のポ
リオール化合物2.436kgを、それぞれ粗製MDI
(NCO含量31.6%)3.364kgと混合して調
製した。硬化後、サンドイッチ成分を成型機から取り出
した。
【0084】配合剤は、絶縁材に使用でき、DIN41
02に従って建造物B1級(thebuilding
class B1)の必要条件を満たした。
【0085】生成したポリウレタンフォームは、48k
g/m の全嵩密度と45kg/mの心部密度を有
した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 75/08 C08L 75/08 //(C08G 18/48 101:00) C08L 75:04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1種のポリオールに加え、所
    望により、少なくとも2つの反応性水素原子を有する比
    較的高分子量の化合物と、所望により、低分子量連鎖延
    長剤及び/又は架橋剤と、発泡剤と、触媒と、安定剤
    と、所望により補助剤及び/又は添加剤とを含有する貯
    蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤において、使用安
    定剤が次の一般式で表わされ、 【化1】 かつRがC〜C−アルキル基、C〜C−ヒド
    ロキシアルキル基又はジメチルアミノ−C〜C−ア
    ルキル基及びR、R、RがH又はC〜C−ア
    ルキル基及び/又はギ酸であるイミダゾールであること
    を特徴とする貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤。
  2. 【請求項2】 使用イミダゾールが1−メチルイミダゾ
    ール及び/又は1,2−ジメチルイミダゾールである請
    求項1記載のポリオール配合剤。
  3. 【請求項3】 使用安定剤がポリオール配合剤に対し
    0.1〜8重量%の量でイミダゾールを含有する請求項
    1記載のポリオール配合剤。
  4. 【請求項4】 使用安定剤がポリオール配合剤に対し
    0.01〜0.5重量%の量でギ酸を含有する請求項1
    記載のポリオール配合剤。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のポリオール配合剤を有機
    ポリイソシアネート及び/又は変性された有機ポリイソ
    シアネートと反応させることにより製造し得る、イソシ
    アネートを基材とする硬質ウレタンフォーム。
JP9234007A 1996-08-29 1997-08-29 貯蔵安定性難燃剤含有ポリオール配合剤 Withdrawn JPH10152543A (ja)

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