JPH1045861A - 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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JPH1045861A
JPH1045861A JP8204659A JP20465996A JPH1045861A JP H1045861 A JPH1045861 A JP H1045861A JP 8204659 A JP8204659 A JP 8204659A JP 20465996 A JP20465996 A JP 20465996A JP H1045861 A JPH1045861 A JP H1045861A
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JP
Japan
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compound
polyurethane foam
rigid polyurethane
weight
foaming agent
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Application number
JP8204659A
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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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾン層を破壊しないフロンを発泡剤として
用いると共に、高難燃性を有する硬質ポリウレタンフォ
ームを得、またこの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。 【解決手段】 ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネ
ート化合物と発泡剤、触媒、整泡剤及びその他の助剤等
からなる硬質ポリウレタンフォームにおいて、芳香族ヒ
ドロキシ化合物を5〜100重量%含有させたものと、
多塩基酸成分であるオルソ、メタ、パラ、の各フタル
酸、又はトリメリト酸のいずれか、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反
応させて生成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5重量%以上用
い、且つ発泡剤としてオゾン破壊係数が0であるフッ素
化合物を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。

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】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このF
11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。このような問題
点より、分子中に1つ以上の水素原子を含み、CFCほ
ど化学的に安定ではなく、そのためオゾン層の破壊への
影響が弱いハイドロクロロフルオロカーボン(以下HC
FCと略す)、ジクロロモノフルオロメタン、ジクロロ
モノフルオロエタンなどが代替発泡剤として提案されて
いるが、これらのHCFCも微弱ではあるが、オゾン層
を破壊するため過渡的に使用されるものであり、将来的
には使用できなくなる。
【0004】このため、オゾン層を全く破壊しない発泡
体を用いた硬質ポリウレタンフォームの実用化が望まれ
ているが、これまでに検討された技術としては発泡剤と
して水のみを使用し、水とポリイソシアネート化合物と
の反応により発生する炭酸ガスを利用しようとするのが
一般的であり、一方、近年になってオゾン層を破壊しな
いハイドロフルオロカーボン化合物(以下HFCとい
う)を使用する技術が提案されている。
【0005】しかし、前者の水のみを発泡剤として利用
する技術では、オゾン層の破壊はないものの、水を発泡
剤とする時の欠点である炭酸ガスの熱伝導率の悪さ、或
いは炭酸ガスがフォーム内から大気中へ拡散し空気と置
換し易いことにより断熱性、寸法安定性に劣ること、更
には接着性が悪化するという問題が生ずる。
【0006】また、前述のように硬質ポリウレタンフォ
ームは、その断熱性、気密性及び接着性に優れ、従来よ
り住宅や冷蔵倉庫などの建築構造物、或いは自動販売機
や冷蔵庫などの冷凍機器類など断熱材として多用されて
きた。しかし、その反面、通常の硬質ポリウレタンフォ
ームは一度着火してしまうと炎が伝播し易いという欠点
があり、特に建築現場での施工中の火災が報告されてい
る。そのため、最近では、イソシアヌレート変性した高
難燃性硬質ポリウレタンフォームの需要が高まってきて
いる。
【0007】本発明者らは、上記事情に鑑みてなされた
もので、オゾン層を破壊しないフッ素化合物を発泡剤と
して用いると共に、高難燃性を有する硬質ポリウレタン
フォームを得ることができ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の硬質
ポリウレタンフォームは、ポリヒドロキシ化合物とポリ
イソシアネート化合物と発泡剤、触媒、整泡剤及びその
他の助剤等からなる硬質ポリウレタンフォームにおい
て、芳香族ヒドロキシ化合物を5〜100重量%含有さ
せたものと、多塩基酸成分であるオルソ、メタ、パラ、
の各フタル酸、又はトリメリト酸のいずれか、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
ステル化反応させて生成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5重量
%以上用い、且つ発泡剤としてオゾン破壊係数が0であ
るフッ素化合物を含有することを特徴とする。
【0009】本発明の請求項2の硬質ポリウレタンフォ
ームは、前記オゾン破壊係数が0であるフッ素化合物
が、ハイドロフルオロカーボン或いはハイドロフロロエ
ーテルであることを特徴とする。
【0010】また、本発明の請求項3の硬質ポリウレタ
ンフォームの製造方法は、ポリヒドロキシ化合物とポリ
イソシアネート化合物を発泡剤、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
ムを得るのに際し、芳香族ヒドロキシ化合物を5〜10
0重量%含有させたものと、多塩基酸成分であるオル
ソ、メタ、パラ、の各フタル酸、又はトリメリト酸のい
ずれか、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反応させて生成したポリエス
テルポリオール化合物を、全ポリヒドロキシ化合物10
0重量%中5重量%以上用い、且つ発泡剤としてオゾン
破壊係数が0であるフッ素化合物を含有することを特徴
とする。
【0011】本発明の請求項4の硬質ポリウレタンフォ
ームの製造方法は、前記オゾン破壊係数が0であるフッ
素化合物が、ハイドロフルオロカーボン或いはハイドロ
フロロエーテルを用いたことを特徴とする。
【0012】以下、本発明の詳細を説明するが、本発明
の硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法は、ポリ
イソシアネートフォーム及びイソシアネート変性ポリウ
レタンフォームをも含むものである。
【0013】
【発明の実施の形態】さて、上記の硬質ポリウレタンフ
ォームにおける燃焼システムとしては、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。ポリオール中の芳香族濃度を上
げることにより、燃焼部分に炭化層膜が出来易くなり、
燃焼部の広がりを防げる効果があると思われ、このため
に燃焼性に好結果を与えると考えられる。
【0014】本発明で使用されるポリエステルポリオー
ル用の多塩基酸成分は、オルソ、メタ、パラの各フタル
酸、又はトリメリト酸のいずれか、或いはジメチルフタ
レート等の誘導体、若しくはそれらの混合物であり、全
ヒドロキシ化合物成分中、5〜100重量%使用する芳
香族ヒドロキシ化合物としては、フェノールやビスフェ
ノールA、ビスフェノールS等のベンゼン環含有ヒドロ
キシ化合物、又はそれらの誘導体化物、若しくは水酸基
にエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアル
キレンオキサイドを1〜数mol開環付加重合させたも
のであり、各々単独或いは2種類以上組み合わせて使用
できる。なお、ポリエステルポリオールの使用形状、粘
度等の扱い易さと難燃効果を合わせて考慮した場合、芳
香族ヒドロキシ化合物は、全ヒドロキシ化合物成分中、
20〜80重量%の範囲で使用してエステル化反応させ
るのがより好ましい。
【0015】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オールを
併用することが望ましい。
【0016】発泡剤として、0℃以上で液体で、オゾン
破壊係数が0であるフッ素化合物の例としては、HFC
−245fa、236ea等のハイドロフルオロカーボ
ン、HFE−347等のハイドロフロロエーテル等が挙
げられる。その使用量は、目的とする発泡体の密度など
により任意に設定されるが、通常、全ポリヒドロキシ化
合物100重量%に対して10〜80重量%、好ましく
は20〜70重量%が望ましい。また、必要に応じて、
水、シクロペンタン等のハイドロカーボン、塩化メチレ
ン等のハイドロクロロカーボン類、或いは、ハイドロク
ロロフルオロカーボン(HCFC)類の1種または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%
に対して、0〜80重量%の中で任意に選定できる。
【0017】また、常温で気体であるF−22等や、更
にオゾン破壊係数が0であるHFC−134a等のフッ
素化合物を使用する場合には、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%)という極く少量の使用で良く、その場合
は、予め上記0℃以上で液体のフッ素化合物と混合した
形で配合原料中に投入したり、また、第三成分として成
分原料中に直接投入する等の簡便な方法が使用できる。
また、HFC−134a等は上記に挙げた水、シクロペ
ンタン等のハイドロカーボン、塩化メチレン等のハイド
ロクロロカーボン類、或いは、ハイドロクロロフルオロ
カーボン(HCFC)類の1種又は2種類以上の発泡剤
との併用もできる。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】
【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。
【0023】フェノールの水酸基にエチレンオキサイド
を数mol付加したものを、5重量%含有したヒドロキ
シ成分と、オルソフタル酸をエステル化させたポリオー
ルをBとし、同様に80重量%含有したヒドロキシ成分
と、オルソフタル酸をエステル化させたポリオールをD
とする。
【0024】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。
【0025】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。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】上記の実施例・比較例に於ても明白なよ
うに、HFC−245faを使用した場合、鎖状ヒドロ
キシ化合物のみをエステル化させたポリエステルポリオ
ール配合処方として比較して、芳香族化合物をエステル
化させたポリエステルポリオール配合処方には発煙係数
低減の効果が観測された。(表1参照) 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(ポリイソシアネート或いはイソシアヌレー
ト変性ポリウレタンフォームを含む)及びその製造方法
によれば、オゾン破壊係数0のフッ素化合物を発泡剤と
して用いて、難燃性の高い、優れた硬質ポリウレタンフ
ォームが出来る可能性が得られ、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 C08J 9/14 CFF C08J 9/14 CFF C08L 75/04 C08L 75/04 //(C08G 18/42 101:00)

Claims (4)

    【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
    ート化合物と発泡剤、触媒、整泡剤及びその他の助剤等
    からなる硬質ポリウレタンフォームにおいて、芳香族ヒ
    ドロキシ化合物を5〜100重量%含有させたものと、
    多塩基酸成分であるオルソ、メタ、パラ、の各フタル
    酸、又はトリメリト酸のいずれか、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反
    応させて生成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5重量%以上用
    い、且つ発泡剤としてオゾン破壊係数が0であるフッ素
    化合物を含有する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】 前記オゾン破壊係数が0であるフッ素化
    合物が、ハイドロフルオロカーボン或いはハイドロフロ
    ロエーテルであることを特徴とする請求項1記載の硬質
    ポリウレタンフォーム。
  3. 【請求項3】 ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネ
    ート化合物を発泡剤、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得るの
    に際し、芳香族ヒドロキシ化合物を5〜100重量%含
    有させたものと、多塩基酸成分であるオルソ、メタ、パ
    ラ、の各フタル酸、又はトリメリト酸のいずれか、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
    をエステル化反応させて生成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5
    重量%以上用い、且つオゾン破壊係数が0であるフッ素
    化合物を含有す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。
  4. 【請求項4】 前記オゾン破壊係数が0であるフッ素化
    合物が、ハイドロフルオロカーボン或いはハイドロフロ
    ロエーテルを用いたことを特徴とする請求項3記載の硬
    質ポリウレタンフォームの製造方法。
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