JPS58120644A - 耐炎性に優れたフエノ−ルフオ−ムの製造方法 - Google Patents

耐炎性に優れたフエノ−ルフオ−ムの製造方法

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JPS58120644A
JPS58120644A JP339282A JP339282A JPS58120644A JP S58120644 A JPS58120644 A JP S58120644A JP 339282 A JP339282 A JP 339282A JP 339282 A JP339282 A JP 339282A JP S58120644 A JPS58120644 A JP S58120644A
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

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】 本発明は耐炎性に優れ、フオームと接触する金属の腐蝕
性が無く、独立気泡軍が高く、優れた断熱性能を有する
フェノールフオームの製造方法に関する。
従来、フェノールフオームはポリスチレン系の熱可塑性
樹脂フオーム、あるいは、ポリウレタン系の硬質フオー
ム擲に比較して耐炎性に優れている事から不燃性に優れ
ている事から不燃性の断熱材として注目されて来た。し
かしながら、従来のフェノールフオームの不燃性は十分
なものでなく、例えば、JISA1321法による不燃
性評価を行々つと、フオームにき裂が生じ、変形が大き
い等の欠点を有し準不燃材料としての性能を有していな
い。
又、フェノールフオームの製造において樹脂の硬化に酸
触媒を使用する為、フオーム中にこれら酸触媒を使用す
る為、フオーム中にこれら酸触媒が残存し断熱施工した
時に、フオームと接触する金属類を腐蝕させる欠点も有
し、従来のフェノールフオームはその独立気泡率が零な
いしは高々50嗟程度で断熱性能も劣るものであった。
一方、これらフェノールフオームの欠点1[良する為、
研究がなされ、たとえば、米国特許3298973号に
はホウ酸と有機ハイドロキシ酸化合物との混合物を触媒
と′する方法、特開昭54−52168号には非揮発性
のアミン化合物を添加する方法、特開昭55−8213
3号には無機充填材を添加する方法等が開示されている
。しかしながら、これらの方法によって耐炎性を改良し
ても、断熱材として重要な特性である断熱性能は改善さ
れず、又、金属への腐蝕性も従来品と変わらず実用化さ
れるKは到っていない。
本発明は、これらフェノールフオームの欠点全改良し、
耐炎性に優れ独立気f@率が80%以上で断熱回能に優
れ、金属の腐蝕性が無い優れたフェノールフオームを製
造する方法に関する8即ち本発明は、レゾール型フェノ
ール樹脂にエポキシ化合物酸触媒及び発泡剤を混合1.
て発泡体を製造する方法において、 エポキシ化合物が一般式(1)で現わされる化合物(た
だしnは1以上の整数)    ・・・・・・(1)式
エポキシ化合物の添加量により定義されるX軸と、酸触
媒の添加tVcより定義されるY軸より成る直交座標に
おいて、座標点A ro、oso、o、o47s)B(
0,679,0,0550)、C(0,150,0,0
70)。
DrO,O(’!0.0.0355)で囲まれる範囲に
ある組成物を発泡させる事を特徴とする耐炎性に優れた
フェノールフオームのa遣方法 エポキシ化合物を7エノール樹脂に添加して物性を改良
する事は米国特許3298973号、特開昭55−82
133号にも記載されているが、本発明で使用するエポ
キシ化合物の例示は無く、九とえエポキシ化合物のみを
変えて上記公知技術を適用しても本発明の目的は達せら
れない。
本発明で使用されるエポキシ化合物は、一般式(1)で
示されるものであって、たとえば、グリセリンジグリシ
ジルエーテル、ジグリセリンジグリシジルエーテル、ト
リグリセリンジグリシジルエーテル等及びこれらの混合
物が使用出来る。その添加量は、レゾール型フェノール
樹脂100グラムに対し0.060〜0150モルであ
ってo、osoモルより少ない量では耐炎性、独立気泡
率、断熱性能が改善されず好ましくない。又、0.15
0モルより多い量を添加すると得られるフオームの気泡
が著しく大きくなり、独立気泡率も低下するので好まし
くない。
さらに、エポキシ化合物の添加量は、使用するレゾール
型フェノール樹脂の反応活性、及び触媒の添加量によっ
て変わり、エポキシ化合物の添加量をX軸、式■で現わ
される酸触媒の量(至)をY軸とする直交座標(第1図
)において座標点A(0,060,0,0475)、B
(0,079,0,0550)。
C(0,150,0,070)、D(0,060,0,
0355)で囲まれるfIJ囲にする事が重要である。
酸触媒量(7)=酸触媒添加ji(+0.047(1−
R)・・・・・・(5)式 添加量が0060〜0.150モルの範囲内であっても
第1図の線分CDKよって決められる量より多くのエポ
キシ化合物を添加すると、レゾール型フェノール樹脂の
硬化が著しく遅くなりフオームが発泡後収縮したり、ま
ったく発泡しなくなったりするので好ましくない。又、
第1図の線分人B及びBCより少ない債の添加では独立
気泡率が著しく低下し実質的に連続気泡の発泡体とな9
、断熱性能が改善されず、フオームの金属に対する腐蝕
性が著しく好ましくない。
本発明で使用する酸触媒の量を式■で規定される値を用
いる理由は、使用するフェノール樹脂の反応性とエポキ
シ化合物の反応性とをバランスさせないと本発明で目的
とする優れた発泡体が得られない為である。従来、フェ
ノール樹脂の反応性が高くなれば(Rが大きくなる)、
その硬比反芯に必要な晴触媒は少なくて済む為、発泡体
の製造においても、もっばらこの化学量論に基いた組成
で行なわれていたが、本発明はこれとは逆の関係にある
酸触媒量の範囲でフェノール樹脂組成物の粘弾性が発泡
に適性となる事を見い出し、本発明を完成するに到った
本発明で使用するエポキシ化合物の特異的効果の理由は
現在の所明確でないが、その特異的化学構造によるレゾ
ール型フェノール樹脂との相溶性、樹脂混合物の発泡過
程における反応硬化特性、その時の樹脂粘性、弾性の特
性、樹脂モルホ−ジー特性等が発泡現象に適した範囲に
あり、発泡時の気泡膜の破損を抑制し独立気泡率80%
以上にし、7オーム中の残存酸触媒量を極度に少なくす
る事に加えて、フオームが燃焼炭化する時の寸法収縮を
小さくシ、生成する炭化物の9機械的強度を高め、炭化
物の残炎性を小さくする化学構造を硬化フェノール樹脂
構造の内に形成している為と考えられる。
本発明で使用するレゾール型フェノール樹脂は、フェノ
ールとホルムアルデヒドとの重縮合反応によって得られ
る液状のフェノール樹脂であって公知の製造方法で製造
される。液・状のレゾール型樹脂であれば、適宜使用出
来るが、フオームを製造する操作性上から、25℃にお
ける粘度が200〜300000  センチボイズで含
水率が10重量%以下であるものが好ましい。
本発明で使用する酸触媒は有機カルボン酸、有機スルホ
ン酸、無機酸等、従来公知の酸が使用される。たとえば
、シュウ酸、ギ酸、パラ−トルエンスルホン酸、キシレ
ンスルホン酸、フェノール酸、燐酸、ホウ酸等が使用さ
れ、4iHCパラトルエンスルホン酸、キシレンスルホ
ン酸が発泡速W及Uyオーム硬1ヒ速度が速く有用であ
る。
これら酸触媒は単独、又は混合して使用する事が出来る
が、混合する場合は、その各成分の酸について求めた式
印〕の酸触媒添加量(7)の和が本発明の範囲内になる
様な混合比で使用する。
本発明で使用する発泡剤は低沸点の揮発性有接化合物が
使用される。好ましくは沸点が一40℃〜95℃のポリ
ハロゲン化飽和フルオロカーボン、ハロゲン化炭化水素
、炭化水素またはそれらの混合物であって、特に、ハロ
ゲン化フルオロ炭化水素が断熱性能を改善する点から好
ましい。
使用される発泡剤の例としては、クロロホルム、塩化メ
チル、トリクロロフルオロメタン、塩化メチル、トリク
ロロフルオロエタン、テトラフルオロメタン、1,1.
2−)リクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、モ
ノクロロジフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン
、1.l−ジクon  1 、2 、2 、2−?)ラ
フルオロエIン、1.2−ジクロロ−1,1,2,2−
テトラフルオロエタン、1,1.1−)ジクロロ−2,
2゜2− )、IJ フルオロエタン、l 、 2−シ
フにオロエタン、1,1,1.2−テト°ラクロロー2
.2−ジフルオロエタンあるいはこれらの混合物がある
本発明のフェノールフオームの製造方法は、従来公知の
方法、たとえば、樹脂組成物と発泡剤及び硬化触媒を均
一に混線し型内に注入し発泡硬化させる方法、連続混線
機を通し、ベルトコンベアー上に連続的に吐出させ発泡
硬化させる方法、これら発泡時に、フオーム表面にガラ
ス繊維繊布、クラフト紙、メタル積層クラフト紙等補強
材面材を供給し、複合パネルを製造する方法等が適用出
来る。
本発明において使用するフオームの評価方法を以下に記
す。
1、密度 JIS A 9514に準じて測定した。
2、独立気泡率 ASTM D2・、856に記載のエアービクノメータ
ー法で測定した。
3 不燃性試験 、LIS A 1321法に記載の難燃2級に相当する
試験条件で評価した。
評価 良好・・・・・・・・・難燃2級材料として合格する不
良・・・・・・・・・試験サンプルに許容値以上のき裂
、変形が発生した。
4、水抽出液の酸量 フオームのサンプルを70℃で恒量になるまで乾燥し、
粉砕し、1.0グラムを精秤し、蒸留水20−を加え2
5℃で30分間振とり抽出し、whatman IPS
 fp紙でp遇し、F液5−をフェノールフタレイン指
示薬を使用して0.01規定の水酸化す) IJウム水
溶液で滴定し7オーム1グラム当りの残存する酸量(モ
ル)を求めた。
翫 腐蝕性試験 ブラスト処理した冷間圧延鋼板をフオームサンプル(長
さ100X巾100X厚み20m)ではさみ、25℃、
65蚤RHの雰囲気中Klケ月放置した後、試験鋼板を
取抄出しその表面の腐蝕状態を観察し評価した。
評価 良 好・・・・・・・・・端部に発錆が認められるが鋼
板面は変化なし。
腐蝕大・・・・・・・・・鋼板両面に発錆が認められる
実M1例1 液状レゾール型フェノール、樹脂(25℃における粘度
5ボイズ、反応性指数R=0.50)100グラムにト
リクロロモノフルオロメタン15グラム、グリセリンジ
グリシジルエーテル0.06モルを加え、均一に混合し
、パラトルエンスルホン−酸の75%水溶液2.75グ
ラムを加え高速攪拌機で均一に混合し、−辺200uの
正方形の型わくに流し込み発泡させた。
次いで、発泡体を70℃の乾燥機内に20分放置し硬化
を終了させた。(実験AI) 得られたフオームの物性は密度40にP/−1独立気泡
軍82 ’lk s熱伝導率0.0160(0℃)Kc
m/m−hrcで、残炎時間20(秒)、発煙係数15
、温度時間面積3(℃分)、き裂、変形のない優れた耐
炎性を示した。
又、フオーム中の残存酸量は4X101モル/グラムで
、フオームに接触させた鋼板による腐蝕性評価も良好な
結果を示した。
実施例2 実施例1においてグリセリンジグリシジルエーテルの添
加量と、パラトルエン酸水溶液の添加量を第1表に示す
童に変えた他は同様の方法で発泡させた。得られたフオ
ームの物性を第1表に示した。(実験ム2,3及び4) 比較例1及び2 実施Mlkおいて、グリセリンジグリシジルエーテルの
量を0.05モルにした他は同様の方法で発泡させた。
(実験A5) 又、実施例2、実験蔦2及び轟4においてグリセリンジ
グリシジルエーテルの量をそれぞれ0.05−t−ル、
0.16  モルに変えた他はそれぞれ同様の方法で発
泡させた。(実験46.7) 得られたフオームの物性を第1表に示した。
なお、実験A7の発泡体は、中心部に大きな空洞があ抄
、又、気泡の大きさも太き((5I1m以上)不ぞろい
で外観の悪いものであった。
以下余白 実施例3 実施例1において、グリセリンジグリシジルエーテルと
パラトルエン水溶液の添加量を、それぞれ 0.06モル、5..5グラA : (’、079モル
、 7.2グラムに変えた他は同様の方法で発泡させた
結果を第2表、実験A8.9に示した。
実施例4 、液状レゾール型フェノール樹脂(25℃における粘度
300ボイズ、反応性指数R=1.0)100グラムK
l、1.2−)リクロロー1.2.2−トリフルオロエ
タン20グラムグリセリンジグリシジルエーテル0.0
6モルを加え均一に混合し、パラ)ルエンスルホン酸の
751水溶液9.76グラムを加え、高速攪拌機で均一
に混合し、−辺200flの正方形の型わくに流し込み
発泡させた。
次いで、発泡体を70℃の乾燥機内に20分放置し硬化
を終了させた。(実験410)得られ九フオームの物性
は、第2表A8[示した通りであった。(残炎時間20
秒、発煙係数12温度時間面積3℃分、き裂、変形−め
られず)又1、グリセリンジグリシジルエーテルのみ加
量と、パラトルエンスルホン酸水溶液の添加針をそれぞ
れ 0.0795モル、11.5グラム:0.10モル、1
3.5グラムに変えた他は同様の方法で発泡させた。得
られたフオームの物性を第2表実験All、12に示し
た。
比較例3 実施例1Vcおいてグリセリンジグリシジルニーテルト
パラトルエンスルホン酸水溶液の添加tt−第2表実験
A13,14,15,16  に示した普に変更した他
は同様の方法で発泡させた。
実験A13及び15はフオームの硬化が遅く、70℃の
恒温室で2時間加熱して硬化が完了した。
比較例4 実施例4においてグリセリンジグリシジルエーテルとパ
フ)ルエンスルホン醗水浴液の添加量を第2表夷躾ム1
7,18に示した量に変更し九他は、同様の方法で発泡
させた。
実験A117は、フオームの硬化が遅く、70 ’Cの
恒温室で1時間加熱して硬化を完了した。
以下余白 第2表の実験A9(実施例3、フェノール樹脂の反応活
性R−0,5)と、実験A11(実施例4フエノール樹
脂の反応活性R=1.0)及び、実験A17(比較例4
、フェノール樹脂の反応活性R=1.0)の比較から 反応活性の異なる樹脂を使用する場合は、同じ量の酸触
媒あるいけ反応活性の増加忙応じ減じた量の触媒のを添
加して本、独立気泡率の高い発泡体は得られず、式Iで
現わされるYが同じレベル節目である添加量にする事が
重要である事が明らかである。
第1表、及び第2表の結果を総合的に評価して低密度の
発泡体で、独立気泡率が80%以上で、不燃性試験が良
好で(発煙係数が小さく、温度時間面積が小さく、残炎
時間が短く、き裂・変形がない)、残酸量が少なく、中
性に近く、金属への腐蝕性が無いものを0印、いずれか
1つの性能が劣るものをX印としてエポキシ化合物の添
加量をX@1酸触媒の添加量(イ)”IY軸とする直交
座標にプロットし、た結果を第2図に示した。
第2図から座標点A(0,060,0,0475)、B
(0,079,0,0550)、C(0,150、0,
070)、D(0,060,0,0355)で囲まれる
範囲にある組成で発泡させた発泡体が優れた性能を有し
、反応性の鴇なるフェノール樹脂を使用t、f?:場合
も上記範囲内の組成で発泡させる事により優tまた発泡
体が製造される事が明らかである。
実施例5 液状レゾール型フェノールtlld脂(2s℃における
粘度300ポイズ、反応性指数R=1.0)100グラ
ムに1.1.2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオ
ロエタン20ゲラムシグリセリンジグ+1シジエーテル
0.08モルを加え、均一に混合し、正リン酸4.9グ
ラム(O,OSモル)を加え高速攪拌機で均一に混合し
発泡させた。次いで、発泡体を70℃の乾燥機内で20
分放置し、硬化を終了させた。
得られたフオームはv!!度35Ky/rr?、独立気
泡率81チ、残炎時間22(秒)、発煙係数IQ%温度
時間而積面(’C分)、き裂・変形のない優れた耐炎性
を有する本のであった。又、 フオーム中の残存酸量は 1.5X10−4モル/グラ
ムで腐蝕性評価も良好な結果であった。
比較例5 液状レゾール型フェノール樹脂(25℃における粘度3
00ボイズ、反応性指数R= 1.0 )100グラム
にトリクロロモノフルオロメタン15グラム、全加工、
パラトルエンスルホン酸の’yss水溶液12グラムを
加′え高速攪拌機で均一に混合し発泡させた。
次いで、70℃の乾燥機内に20分放置し硬化を終了さ
せた。
得られたフオームの物性は、密[40に2/yr?、独
立気泡率0チ、熱伝導$0.035(0℃) Km/m
11hr℃で、残炎時間35(秒)、発煙係数10、温
度時間面積2(℃、分)、き裂、変形が大きく、試験後
、フオームサンプルは非常にもろく粉化17た。又、フ
オーム中の残存酸量は&0X10−4モル/グラムでフ
オームに接触した鋼板による腐蝕試験でも全面に腐蝕が
発生し、鋼板の内部に腐蝕が進行してもろくなっていた
比較例6 実施例4においてグリセリンジグリシジルエーテル0.
06モルを、ビスフェノールAジグリシジルエーテル0
.06モルに替えた他は同様の方法で発泡させ、密度3
3Ky/m’ 、独立気泡率74憾の発泡体を得た。
このものの不燃性を試験した結果、残炎時間33秒、発
煙、係数35、温度時間面積20℃分で試験片の表面に
試験片の厚みの115の巾を有するき裂が入り、試験後
変形が著しく、又、残炎はもろく、粉化しやすいもので
あった。
【図面の簡単な説明】
第1図は特許請求の範囲に記載の直交座標の座標点を示
す図。 第2図は第1図の基となった、実施例・比較例の解析図
である。 特許出願人 旭ダウ株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 レゾール型フェノール樹脂にエポキシ化合物酸触
    媒及び発泡剤を混合して発泡体を製造する方法において エポキシ化合物が一般式(1)で現わされる化合物であ
    って、 (1)式 (ただしnは1以上の整数) エポキシ化合物の添加量によシ定義されるX軸と、酸触
    媒の添加量により定義されるY軸よ抄成る直交座標にお
    いて、座標点A(o、oso。 0.0475 )、B(0,079,0,0550)、
    C(0,150゜0.070)、D(0,060,0,
    0355)  で囲まれる範囲にある組成物を発泡させ
    る事を特徴とする耐炎W!EK優れたフェノールフオー
    ムの製造方法2、発泡剤が低沸点の揮発性有機化合物で
    ある特許請求の範囲第1項記載の製造方法 3、 エポキシ化合物(1)がグリセリンジグリシ・ジ
    ルエーテルである特許請求の範囲第1項記載の製造方法 4、酸触媒がP−トルエンスルホン酸及び/又はキシレ
    ンスルホン酸である特許請求の範囲tJX 1項記載の
    製造方法
JP339282A 1982-01-14 1982-01-14 耐炎性に優れたフエノ−ルフオ−ムの製造方法 Granted JPS58120644A (ja)

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