JPS61152719A - ポリイソシアヌレ−ト系難燃性材料の製造方法 - Google Patents

ポリイソシアヌレ−ト系難燃性材料の製造方法

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JPS61152719A
JPS61152719A JP59273697A JP27369784A JPS61152719A JP S61152719 A JPS61152719 A JP S61152719A JP 59273697 A JP59273697 A JP 59273697A JP 27369784 A JP27369784 A JP 27369784A JP S61152719 A JPS61152719 A JP S61152719A
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polyisocyanate
polyol
polyisocyanurate
ladder
diisocyanate
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Teruo Furusawa
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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、ポリインシアヌレート系難燃性材料の製造方
法に関し、更に詳しくは、難燃性の改良されたポリイソ
シアヌレート系材料の製造方法に関する。本発明は、ポ
リイソシアネート、又はポリイソシアネートとポリオー
ル及びラダー形シリコーンオリゴマーをインシアネート
の三量化触媒存在下に同時に重合させて難燃性材料を製
造する方法に関するものである。
従来の研究によればポリイソシアヌレートは、難燃性と
耐熱性で優れた材料とされているが、建築材料や電気材
料等火災の危険に遭遇する材料としては、難燃性が不十
分であるため本格的な使用がためられれている。従来、
之らポリイソシアヌレートの難燃剤としては、単体燐や
、燐やハロゲン(塩素、臭素)を含む化合物や、酸化7
ンチモンや酸化モリブデン等の金属酸化物等が検討され
てきた。しかるに、このような難燃剤の配合により、ポ
リイソシアヌレートを製造した場合1次の難点を回避す
ることができなかった。
(1)難燃剤によるイソシアヌレート化反応への悪影響
(反応の遅延や停止等による。) (2)難燃剤配合による液状反応成形加工への悪影響(
固体離燃剤の配合による反応系の増粘や、難燃剤の沈降
等による。) (3)該ポリイソシアヌレート系材料の耐熱性や機械的
特性の低下 (4)該ポリイソシアヌレート系材料の火災時による刺
激性ガスの発性や発煙(Jl燃剤の熱分解による。) (5)該ポリイソシアスレート系材料の廃棄処分時の環
境保全上の問題(難燃剤およびその分解物による環境汚
染等。) 本発明は、上記の難点を解決すべくなされたもので、下
記の改良された製造方法を提供することを目的としてい
る。
(す従来のポリウレタン液状反応成形技術を利用して、
ポリイソシアヌレート系難燃材料が容易にできること。
(2)本方法によって得られる材料は、良好な難燃性を
示し、しかも耐熱性や機械的特性の低下を伴わないこと
(3)本方法によって得られる材料では、火災発生時に
おける刺激性ガスの発生や、廃棄処分時の環境悪化等の
難点が軽減されること。
即ち、本発明は、インシアネート三量化触媒の存在下に
、ポリイソシアネート、又はポリイソシアネートとポリ
オール及びラダー形シリコーンオリゴマーを同時重合さ
せることを特徴とするポリイソシアスレート系雌燃性材
料の製造方法である。
本発明は、又;ポリイソシアヌレートを製造スるにあた
り、ポリイソシアネート単独、又はポリイソシアネート
とポリオール合計量の50〜99重量部及びラダー形シ
リコーンオリゴマー1〜50重量部を混合したものに三
量化触媒を作用させ重合させることを特徴とするもので
ある。
本発明の方法において、ポリイソシアネートが必須の出
発成分として用いられる。好ましいポリイソシアネート
は、脂肪族、脂環式、芳香族置換脂肪族、芳香族又は複
素環式ポリイソシアネート類で、例えば、ヘキサメチレ
ン−1,6−ジイツシアネー) 、2,2.4−又は2
,2.6− )リメチルへキサメチレン−1,6−ジイ
ソシアネート、1−インシアナト−3,3,5−トリメ
チル−5−インシアナトメチルシクーヘキ号ン、ヘキサ
ヒドロ−トリレン−2,4−又は2,6−ジイソシアネ
ート、cis −又はT rans−シフ−へ中サンー
1,4−ジイソシアネート、ジシク四へ中シルメタンー
4.41−ジイソシアネート、ω、ω′−ジイソシアナ
トメチルシクロへ中サン、トリレン−2,4−又は−2
,6−ジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソ
シアネート、ビトリレンジイソシアネート、m−または
p−フェニレンジインシアネート、キシリレン−1,3
−又は−1,4−ジイソシアネート、アニリンをホルム
アルデヒドと縮合してからホスゲン化して得られる種類
の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’−又1t−2,4’−ジイソシ
アネート、トリフェニルメタン−4,4’。
4β−トリイソシアネート、トリス(4−インシアナト
フェニル)チオホスフェ−)、N、N’−ビス(ω−イ
ソシアナトプロピル)オΦサジントリオン、ドイツ特許
1092007明細書に記載されているようなカルボジ
イミド基またはウレトンイミン基をもつ常温で液状のジ
フェニルメタンジイソシアネート類、あるいは、ウレタ
ン結合、ビウレット結合、ウレア結合、アロファネート
結合、ウレチジオン環あるいはイソシアヌレート環構造
等を含有する改質ポリイソシアネート類、あるいは、特
開昭58−12832、特開昭58−216194ある
いは、特開昭58−32887に記載されているような
ケイ素含有ポリイソシアネート類などである。上記ポリ
イソシアネートは、1種又は2種以上の混合物として使
用できる。
これらの中、取り扱い易さや商業的な入手し易さより、
ジフェニルメタン−4,4I−ジイソシアネート及びジ
フェニルメタン−2,4′−ジイソシアネート、及び、
これら異性体のあらゆる混合物、液状化ジフェニルメタ
ンジイソシアネート類あるいは、ポリフェニルポリメチ
レンポリイソシアネートが特に好適である。
本発明における三量化触媒としては、公知のものが使用
でき、例えば、炭素数が2〜12のカルボン酸のアルカ
リ金属塩(酢酸カリウム、プロピオン酸カリウム、2−
エチルヘキサン酸カリウム、安息香酸すMllラム)、
炭素数が13以上のカルボン酸のアルカリ金属塩(オレ
イン酸ナトリウム、リルイン酸カリウム等)、ナトリウ
ムフェルレートのようなカルボン酸以外の弱酸のアルカ
リ金属塩などの塩基性物質、ナトリウムメトキシド、ベ
ンジルトリメチルアンモニウムヒト−キシド、アルカリ
金属水酸化物等の強塩基性物質、サリチルアルデヒドと
カリウムのキレート化合物で代表される中レート化合物
、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸鉛、カプリル酸鉛
等のカルボン酸のアルカリ金属以外の金属塩、トリエチ
ルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N
−メチルモルホリン、N、N’−ジメチルピペラジン、
2゜4.6− トリス(ジメチルアミノメチル)フェノ
ール、 N、N’−N“−トリス(ジアルキルアミノア
ル中ル)へ午すLドー−8−トリアジン等の三級アミン
類、特開昭59−140218号に記載されているよう
な7ジリジニル化合物および三級アミン類及び/又はア
ジリジニル化合物と助触媒(ウレタン化合物、フェノー
ル類、エポキシ化合物、フルヤシカーボネート類、アル
デLド類等の組合せ等である。以上の触媒は、単独又は
混合物としても使用できる。触媒の配合率は、注型剤の
ポットライフ設定や触媒の強さによって適宜、決定され
るものであるが、注型剤中に通常0.1〜10重量5程
度含有せしめるようにする。
本発明におけるラダー形シリコーンオリゴ/−(オルガ
ノシルセスキオキサンオリゴマー)の概略的化学構造は
、次式 (この式でR,m−は、炭化水素アリール、アルキルお
よび7ケケニル基−これらのそれぞれは6個以下(即ち
1〜6)の炭素原子を含有し亀とR8は同−又は相異な
るーよりなる群から独立的に選ばれた1価の基を表わし
、nは4〜18の数を表わす。)で示されるブタノール
に可溶な固体である。この種のオルガハロシリキサン樹
脂の製造方法は、特公昭49−15079に記載されて
いる。これらの中、メチルトリアルコキシシラン、フェ
ニルトリアルコキシシラン、及び水からなる混合物を加
熱処理後、アルコールを留去して得られる。メチルフェ
ニルシル七スキオキサンオリゴマー、あるいは、メチル
トリアルコキシシランと水からなる混合物を加熱処理後
、アルプールを留去して得られるメチルシルセスキオキ
サンオリゴマー、アルいは、フェニルトリアル:l=?
ジシランと水からなる混合物を加熱処理後、アルコール
を留去して得られるフェニルシルセス中オ中サンオリコ
マ−が、商業的に入手し易いため、特に好ましい。
上記のラダー形シリプーンオリゴマーは、ポリイソシア
ネート及び/又は、ポリオールに溶解してポリイソシア
ヌレート系雌燃性材料の製造に供せられる。三量化触媒
は、溶解後、又は溶解と同時に添加せられる。ラダー形
シリコーンオリゴマーの溶解は、50〜120℃に加熱
して行うができるだけ低温かつ速やかに行うのが好まし
い。又ラダー形シリコーンオリゴマーを溶解するために
用いるポリオールは、低分子量のポリオール類、例えば
、低分子量ジオール類として、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、プロピレングリー−ル、1,4−
ブタンジオール、1.4−シフ田ヘキサンジメタツール
、低分子量トリオール類トして、グリセリン、トリメチ
ロールプロパン等、及び/又は、分子量500〜800
0程度の比較的高分子量のポリオール類で、ポリウレタ
ン工業において使用されている公知のポリオール類、例
えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル、ポリカーボネートポリオール、ポリジエン系ポリオ
ール、ポリオレフィン系ポリオール、その他が使用でき
る。これらの中、ラダー形シリプーンオリゴマーを溶解
するために好ましいポリオールは、エチレングリコール
、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジブ
−ピレングリコール、ポリオ中シブーピレン系ポリオー
ル、ポリオキシエチレン/オキシプロピレン系共重合ポ
リオール、ポリ(ジエチレンアジペート)系ボリオール
及びポリ(ブーピレン7ジペート)等の常温で液状のポ
リオールである。
又、ラダー形シリコーンオリゴマーは、必要に応じてポ
リイソシアネートのポリイソシアヌレート化と同時に重
合可能な反応体に溶解してポリイソシ、7ヌレート系難
燃性材料の製造に供せられる。
このような反応体としては、例えば、多官能性エポサイ
ド類や不飽和結合含有化合物類等がある。
本発明におけるラダー形シリフーンオリゴマーの使用量
は、ポリイソシアネート、又はポリイソシアネートとポ
リオール50〜99重量部に対して1〜50重量部であ
り、該ポリイソシアネートとポリオールの使用比率はN
GO10H当量比で3以上とすべきである。この比率が
3より小さくなると、インシアヌレート環構造の含有量
がある限度より低くなるため耐熱性に劣るものとなる。
上記の如く、ラダー形シリコーンオリゴマーは、ポリイ
ソシアネート、及び/又はポリオール又は、その他の媒
体で溶液化しインシアネートの三量化触媒の存在下にポ
リイソシアネートと同時重合に供せられる。この重合は
、100℃以上の温度でするが、加熱は、同時に進行す
るインシアヌレート化の反応熱が利用でき、又加熱オー
ブンによって100〜250℃で1〜16時間行うこと
もできる。又硬化物を更に、後キ、7−1.、重合反応
を完結せしめることも可能である。
本発明の製造方法においては、顔料、発泡剤(公知の発
泡剤の他、ラダー形シリフーンオリゴマーの縮合時に生
成する成分も利用できる)、充填、強化剤、界面活性剤
、酸化防止剤、光安定剤あるいは、その他の添加剤、配
合材を含有させることが出来る。
次に実施例によって、本発明を更に具体的に説明する。
但し、本発明は、これらの実施例のみに限定されるもの
ではない。
ポリイソシアネート(A液)の調製 攪拌機、温度計及び窒素ガス送入管を付した密閉IFm
)中にミリオネー)MTL(ジフェニルメタン−4,4
′−ジイソシアネートをカルボジイミド化変性により液
状化したもの、NGO含有率28.5%、日本ポリウレ
タン工業製品)1000重量部を仕込み、窒素ガスで空
間部を満たした後、攪拌を開始し、内温が80℃になる
ように加熱した。
次に、攪拌しながらグラスレジンGR−950(ラダー
1シリコーンオリゴマー、オーエンスイリノイ社製品)
150重量部を仕込み、除々に昇温し、100℃で15
分間攪拌し完全に溶解した後、室温まで冷却し、黄褐色
の粘稠液体を得た。
之をA液とする。
ポリオール(B液)の調製 攪拌機、温度計及び窒素ガス送入管を付した密閉容器中
に7デ力ポ替エーテルCM−224(d(リオキシプp
ピレンーオキシエチレンポリオール、旭電化工業製品)
1000重量部を仕込み、空間部を窒素ガスで満した後
、攪拌を開始し、内温が100℃になるように加熱した
。次に、攪拌しながらグラスレジンGR−908(ラダ
ー形シリコーンオリゴマー、オーエンスイリノイ社11
)100重量部を仕込−に30分間攪拌し完全に溶解し
た後、室温まで冷却し、淡黄色の粘稠液体な得た。之を
B液とする。
ポリイソシ7ネー)(C液)の調製 攪拌機、温度計及び窒素ガス送入管を付した密閉容器中
にミリオネートMR−200(ポリフェニルポリメチレ
ンポリイソシ7ネート、日本ポリウレタン工業製品)1
000重量部を仕込み、窒素ガスで空間部を満たした後
、攪拌を開始し、内温が80℃になるように加熱した。
次に、攪拌しながらグラスレジンGR−950100重
量部を仕込み、除々に昇温し、100℃で20分間攪拌
し完全に溶解した後、室温まで冷却し、黒褐色の粘稠液
体を得た。之をC液とする。
実施例1〜4、比較例1.2 表1に示す配合組成物を脱泡、混合後金型に注入して硬
化させた後、140℃で6時間及び180℃で16時間
加熱キ、アーさせ物性を測定した。
実施例のものは、いずれも燃焼し難いことがわかる。な
お、表1における配合処方は、重量部で示す。各物性値
は、次の通りである。
(リバープル硬度:バーコル硬度計(GYZJ934−
1タイプ)で測定した。25℃での硬さを示す。
(2)曲げ強度(4/++++%’)及び曲げそジュラ
ス(jf/m”): JISK 7203に準拠して測
定した。
(3)熱変形温度(℃): JISK7207 C準拠
して測定した。18.611f/−加圧下の値を示す。
(4)燃焼試験:UL94HB試験法に準拠して測定し
た。10秒間接炎しサンプル先端まで燃え続けるかどう
かを調べた。3m厚X 12.7+mX 127閤の成
形品を本試験に用いた。
以下余白 実施例5〜7、比較例3.4 表2に示す配合組成物をホモミキサーで混合し、ビーカ
ーに注いで発泡させた。JISA9514に準拠し、フ
オーム密度と燃焼性を調べた。実施例のものは、いずれ
も燃焼し難いことがわかった。
また、これらのフオームの燃焼時に刺激性ガスの発生が
見られなかった。
以下余白 以上の説明から明らかなように、本発明のポリイソシア
ヌレート系難燃性材料の製造方法は、次に示すような効
果が見られる。
1)ラダー形シリコーンオリゴマーが反応系又は、反応
原料系中に容易に混合できるため、従来のポリウレタン
液状反応成形技術を利用できる。
2)ラダー形シリコーンオリゴマーとポリイソシアネー
トが三量化触媒の存在下に同時重合することにより、難
燃性、耐熱性及び機械的特性などの優れた材料を製造で
きる。
3)火災時に有毒ガスが発生したり、廃棄処分時におけ
る環境保全上の問題発生を減少せしめ得る材料を製造、
提供できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)イソシアネート三量化触媒の存在下に、ポリイソ
    シアネート、又はポリイソシアネートとポリオール、及
    びラダー形シリコーンオリゴマーを同時重合させること
    を特徴とするポリイソシアヌレート系難燃性材料の製造
    方法。
  2. (2)ポリイソシアヌレートを製造するにあたり、ポリ
    イソシアネート、又はポリイソシアネートとポリオール
    50〜99重量部及びラダー形シリコーンオリゴマー1
    〜50重量部を混合したものに三量化触媒を作用させ重
    合させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    方法。
JP59273697A 1984-12-27 1984-12-27 ポリイソシアヌレ−ト系難燃性材料の製造方法 Granted JPS61152719A (ja)

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