JPS63314231A - ポリウレタンフォ−ムの製法 - Google Patents

ポリウレタンフォ−ムの製法

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JPS63314231A
JPS63314231A JP62150915A JP15091587A JPS63314231A JP S63314231 A JPS63314231 A JP S63314231A JP 62150915 A JP62150915 A JP 62150915A JP 15091587 A JP15091587 A JP 15091587A JP S63314231 A JPS63314231 A JP S63314231A
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JP
Japan
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polyurethane foam
polyol
foam
brominated bisphenol
polyols
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JP62150915A
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Inventor
Kazuhiro Murai
村井 和浩
Yoshiyuki Kawato
川戸 良行
Sadakatsu Yasui
貞勝 安井
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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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】 [産業上の利用分野] 本発明はポリウレタンフォームの製法、詳しくは耐熱性
の優れた難熱性ポリウレタンフォームの製法に関するも
のである。
[従来の技術] 従来、ポリウレタンフォームの雑然化剤としては、含ハ
ロゲン燐酸エステル(トリクロロエチルホスフェート等
)、ハロゲン化合物(塩素化パラフィン)、活性水素原
子含有燐化合物(プロポキシル化′Wi1など)、三酸
化アンチモン等が知られている。
[発明が解決しようとする問題点] このような雑然化剤を用いて得られるポリウレタンフォ
ームは、フオーム内部にスコーチを起こす、経時的に雑
然性、物性が低下する。難熱剤添加によりフオーム硬さ
が低下する等の問題点がある。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らはこのような耐熱性などの物性の改善された
ポリウレタンフォームの製法を見出すべく検討した結果
、特定の臭素化合物を使用するこ、とにより、耐熱性等
の改善された雑然性ポリウレタンフォームが得られるこ
とを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は:有機ポリイソシアネートとポリオ
ールを発泡剤、触媒および整泡剤の存在下に反応させて
ポリウレタンフォームを製造する方法において、ポリオ
ールの少なくとも一部として臭素化ビスフェノールAの
オキシアルキレンエーテル(a)を使用することを特徴
とする、ポリウレタンフォームの製法である。
本発明で用いられる臭素化ビスフェノールAのオキシア
ルキレンエーテル(a)としては、一般式(1)で示さ
れるものが挙げられる。
一般式(1)において、Aはアルキレン基、mおよびn
はOまたは1以上の整数を表す。
Aとしては炭素数2〜4好ましくは炭素数2〜3のアル
キレン基:エチレンおよびプロピレン基・が挙げられる
。mとnの合計は、通常1〜100好ましくは2〜50
である。複数(m+n )個のAは同一でも異なってい
てもよい。
臭素化ビスフェノールAのオキシアルキレンエーテル(
a)は、臭素化ビスフェノールAにアルキレンオキサイ
ド(以下AOと略記)を付加させることにより、製造す
ることができる。臭素化ビスフェノールAとしてはテト
ラブロモビスフェノールA1AOとしてはエチレンオキ
サイド(以下EOと略記)および/またはプロピレンオ
キサイド(以下POと略記)が挙げられる。
AOの付加は無触媒または触媒(アルカリ金属触媒)の
存在下に、常圧ないし加圧下(好ましくは3〜5に’j
/ct/iG>で行なわれ、その反応温度は通常150
〜180’Cである。
AOの付加モル数は、臭素化ビスフェノールA1モル当
り2通常1〜100.好ましくは2〜50.ざらに好ま
しくは2〜10モルでおる。1モル未満では、臭素化ビ
スフェノールAが残存し、ポリウレタンフォーム製造時
に樹脂化が極端に遅れ満足なフオームが得られない。1
00モルを越えると、得られるフオームの雑然性は悪く
なり好ましくない。
2種以上のAO(EOおよびPO)を用いる場合、これ
らは混合物として付加(ランダム付加)しても。
順次に付加(ブロック付加)しても、それらの混合系(
例えばランダム付加後ブロック付加)でもよい。
臭素化ビスフェノールAのオキシアルキレンエーテル(
a)は、臭素化ビスフェノールSのオキシアルキレンエ
ーテルに比して、耐熱性および耐着色性の点で優れてい
る。
本発明において、ポリオールとしては、臭素化ビスフェ
ノールAのオキシアルキレンエーテル(a)に加えて、
ポリエーテルポリオールが使用できる。
ポリエーテルポリオールとしては、少なくとも2個(好
ましくは2〜8個ざらに好ましくは3〜4個)の活性水
素原子を有する化合物(たとえば多価アルコール、多価
フェノール、アミン類)にAOを付加した構造の化合物
およびれらの混合物が挙げられる。
上記多価アルコールとして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、1,3−お
よび1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコールなどのアルキレングリコー
ル、および環状基を有するジオール(たとえば、特公昭
45−1474号公報記載のもの)などのような2価ア
ルコール;グリセリン、トリメチロールプロパン、トリ
メチロールエタン、ヘキサントリオール、トリエタノー
ルアミンなどの3価アルコール;ペンタエリスリトール
、メチルグリコシド、ジグリセリン、テトラキス(ヒド
ロキシメチル)シクロヘキサノール、ソルビトール。
ショ糖などの4価またはそれ以上のアルコールなどが挙
げられる。多価フェノールとしては、ピロガロール、ハ
イドロキノン、フロログルシンなどの単環多価フェノー
ル;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノ
ールBなどのビスフェノール類;フェノールとホルムア
ルデヒドの縮合物(ノボラック)たとえば、米国特許第
3265641号明細書に記載のポリフェノールなどが
挙げられ・る。またアミン類としてはアンモニア:モノ
−。
ジー、およびトリーエタノールアミン、イソプロパツー
ルアミン、アミノエチルエタノールアミンなどのアルカ
ノールアミン ルアミン類;C2〜C6アルキレンジアミンたとえばエ
チレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレン
ジアミン、ポリアルキレンポリアミンたとえばジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族ア
ミン類ニアニリン、フェニレンジアミン、ジアミノトル
エン、キシリレンジアミン、メチレンジアニリン、ジフ
ェニルエーテルジアミンおよび特開昭61−17172
0号公報記載のその他の芳香族アミン類:イソホロンジ
アミン,シクロヘキシレンジアミン、ジシクロヘキシル
メタンジアミンなどの脂環式アミン類;アミノエヂルピ
ベラジンおよびその他特公昭55−21044号公報記
載の複素環式アミン類などが挙げられる。
これらの活性水素原子含有化合物は2種以上併用しても
よい。これらのうちで好ましいのは多価(とくに3〜4
価)アルコールであり、とくに好・ましいのは、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール
でおる。
上記活性水素原子含有化合物に付加するAOとしては通
常POおよび/またはEOが用いられるが、これらに他
のアルキレンオキサイド(1.2−、1.3−。
1、4−、 2.3−ブチレンオキサイド、スチレンオ
キサイド等)を少量(たとえば5%以下)併用すること
もできる。
本発明において使用する上記ポリエーテルポリオールと
しては、上記活性水素原子含有化合物にEOおよびPO
をそれぞれ単独で付加したもの、および共付加したもの
〔■PO− EOの順序で付加したもの(チップド)、
■PO− EO− PO− EOの順序で付加したもの
(バランスド)、■EO− PO− EOの順序で付加
したもの,■PO− EO− POの順で付加したもの
(活性セカンダリ−)などのようなブロック付加物;■
EOおよびPOを混合付加したランダム付加物:および
■特開昭57− 209920号公報記載の順序で付加
したもの,■特開昭53ー13700号公報記載の順序
で付加したものなどのようなランダム/ブロック。
付加物等〕が挙げられる。これらのうちで好ましいもの
は、PO単独付加物、およびPO/ EO共付加物(末
端ポリオキシエチレン鎖を有するもの、とくに■および
■)である。
上記ポリエーテルポリオールのヒドロキシル価は、通常
20〜800好ましくは35〜eoo  <軟質フオー
ム用には通常20〜100好ましくは35〜70,硬質
フオーム用には通常350〜800好ましくは400〜
600 )である。ヒドロキシル価の異なるもの(例え
ば軟質フオーム用のものと硬質フオーム用のもの)を併
用することもできる。
本発明のポリウレタンの製法を実施するに当っては、ポ
リオールとして、ポリエーテルポリオールに代えて,ま
たはそれとともに他の高分子ポリオールおよび/または
低分子ポリオールを使用することができる。他の高分子
ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、および
重合体ポリオールが使用できる。ポリエステルポリオー
ルとしては、上記多価アルコール(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。
1、3−または1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキ
サンジオール、ネオペンチルグリコールなどの2価アル
コールまたはこれとグリセリン、トリメチロールプロパ
ンなどの3価またはそれ以上のアルコールとの混合物)
および/またはポリエーテルポリオール(上述のような
ポリエーテルポリオール)に、ポリカルボン酸もしくは
その無水物,低級エステルなどのエステル形成性誘導体
(たとえばアジピン酸,セバシン酸,無水マレイン酸,
無水フタル酸,テレフタル酸ジメチルなど)、またはそ
の無水物およびAO (EO, POなと)を反応(縮
合)させ  ′る、おるいはラクトン(ε−カプロラク
トンなど)を開環重合させることにより得られるものが
挙げられる。重合体ポリオールとしては、これらのポリ
オール(ポリエーテルポリオールおよび/またはポリエ
ステルポリオール等)とエチレン性不飽和単量体くアク
リロニトリル、スチレンなど)を重合させて得られるポ
リオール(たとえば特開昭54−101899号、特開
昭54−122396号公報記載のもの)が挙げられる
。また、ポリブタジエンボリオi−ル、水酸基含有ビニ
ル重合体(アクリル系ポリオール)たとえば特開昭58
−57413号および57414号公報記載のものやヒ
マシ油などの天然油系ポリオールも使用できる。
低分子ポリオールとしては、上記ポリエーテルポリオー
ル原料として述べた多価アルコール、および前記活性水
素原子含有化合物のAO低モル付加物が挙げられる。
また、ポリオールに加えて、必要により他の低分子活性
水素原子含有化合物(例えば上記ポリエーテルポリオー
ル原料として述べたアルカノールアミン、ポリアミン等
)を併用することができる。
ポリオール(および必要により他の活性水素原子含有化
合物)合計口中に占める臭素化ビスフェノールAのオキ
シアルキレンエーテル(a)の量は、通常2%以上、好
ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上である
ポリオール(および必要により他の活性水素原子含有化
合物)全体の平均官能基数は、通常2〜4好ましくは2
.1〜3である。ポリオール全体(平均)の水酸基価は
、通常20〜800好ましくは35〜600である。
本発明において使用する有機ポリイソシアネートとして
は従来からポリウレタン製造に使用されているものが使
用できる。このようなポリイソシアネートに炭素数(N
GO基中の炭素を除り)6〜20の芳香族ポリイソシア
ネート、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、
炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8
〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネートおよびこれらの
ポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイ
ミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基
、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート
基、オキサゾリドン基含有変性物など)が含まれる。こ
のようなボリイソシ乙ネートの具体例としては1,3−
および1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−
および/または2,6−トリレンジイソシアネート(T
OIL、粗製TDI 、’ジフェニルメタンー2,4−
および/または4,4゛−ジイソシアネート(HOI>
、粗製)fDI  [粗製ジアミノフェニルメ1タン(
ホルムアルデヒドと芳香族アミン(アニリン)またはそ
の混合物との縮合物生成物ニジアミノ′ジフェニルメタ
ンと少量(たとえば5〜20重量%)の3官能以上のポ
リアミンとの混合物〕のホスゲン化物:ポリアリルポリ
イソシアネート(PAPI)]、]ナフチレンー1,5
−ジイソシアネートトリフェニルメタン−4,4°、4
”−トリイソシアネート。
m−および叶イソシアナトフェニルスルホニルイソシア
ネートなどの芳香族ポリイソシアネート;エチレンジイ
ソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート。
ドデカメチレンジイソシアネート、  1,6.11−
ウンデカントリイソシアネート、 2,2.4−トリメ
チルヘキサンジイソシアネート、リジンジインシアネー
ト、2.6−ジインシアネートメチルカプロエート。
ビス(2−イソシアネートエチル)フマレート、ビス(
2−イソシアネートエチル)カーボネート、2−イツシ
アネートエチル−2,6−ジインシアネートヘキサノエ
ートなどの脂肪族ポリインシアネート;イソホロンジイ
ソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネー
ト(水添)iDI)、シクロヘキシレンジイソシアネー
ト、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添T
DI)、ビス(2−イソシアネートエチル)4−シクロ
ヘキセン−1,2−ジカルボキシレートなどの脂環式ポ
リイソシアネート;キシリレンジイソシアネート、ジエ
チルベンゼンジイソシアネートなどの芳香脂肪族ポリイ
ソシアネート;変性)1()I  (ウレタン変性MD
I 、カルボジイミド変性MDI 、 トリヒドロカル
ビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TD
Iなどのポリイソシアネートの変性物およびこれらの2
種以上の混合物[たとえば変性MDIとウレタン変性T
DI  (イソシアネート含有プレポリマー)との併用
]が挙げられる。ウレタン変性ポリイソシアネート[過
剰のポリイソシアネート(TDI 、 MDIなど〉と
ポリオールとを反応させて得られる遊離イソシアネート
含有プレポリマー]の製造に用いるポリオールとしては
、当量が30〜200のポリオールたとえばエチレング
リコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコールなどのグリコール;トリメ
チロールプロパン、グリセリンなどのトリオール:ペン
タエリスワトール、ソルビトールなどの高官能ポリオー
ル:およびこれらのアルキレンオキサイド(エチレンオ
キサイドおよび/またはプロピレンオキサイド)付加物
が挙げられる。これらのうちで好ましいものは官能基数
2〜3のものである。上記変性ポリイソシアネートおよ
びプレポリマーの遊離イソシアネート基含量は通常8〜
33%好ましくは10〜30%とくに好ましくは12〜
29%のものである。
これらのうちで好ましいものは芳香族ジイソシア ・ネ
ートであり、とくに好ましいものは2,4−および2.
6−TDIおよびこれらの異性体の混合物、粗製TOI
、4,4°−および2.4’−MDIおよびこれらの異
性体の混合物、粗iMoxとも称せられるPAPIおよ
びこれらポリイソシアネート類より誘導されるウレタン
基、カルボジイミド基、アロファネート基。
ウレア基、ビューレット基、イソシアヌレート基を含有
する変性ポリイソシアネート類でおる。
本発明に従って、ポリオールの少なくとも一部として臭
素化ビスフェノールAのオキシアルキレンエーテル(a
)を使用してポリウレタンフォームを製造するに当り、
発泡剤としては、水および/または揮発性発泡剤が用い
られる。揮発性発泡剤としてはハロゲン置換脂肪族炭化
水素系発泡剤(トリクロロモノフロロメタンなどのフロ
ン類)が挙げられる。また、成形時に空気等の気体を導
入するなどの方法(エアーローディング)で発泡させる
こともできる。
発泡剤の使用量は、生成ポリウレタンフォームの密度が
通常0.015〜0.09 g/cr!!またはそれ以
上、好ましくは0.03〜0.069/CIIとなるよ
うな量用いられる。水の使用量は高分子ポリオールに対
し、通常6%以下好ましくは2〜4.5%である。水の
使用量が6%を越えると、スコーチを起こし易くなり:
また、2%より少ないと、ポリウレタンフォームの物性
(硬ざ2通気性)が低下し、好ましくない。ハロゲン置
換炭化水素系発泡剤の使用量は、樹脂原料の重量に基づ
いて通常20%以下好ましくは5〜10%)である。エ
アーローディングを行なう場合は、樹脂原料の比重に対
し10%以上、好ましくは10〜40%の量含有するよ
うに気体の導入を行なうのが望ましい。
ポリウレタンフォーム製造に当り、NGO指数は、通常
95〜120好ましくは100〜115とくに好ましく
は105〜110゜またイソシアネートを過剰に(指数
として、例えば120〜5,000.好ましくは150
〜1 、000 )用いてポリイソシアヌレートフオー
ム)を形成することもできる。
ポリウレタンフォームの製造の際に用いられる触媒とし
ては第3級アミン類、有機スズ化合物。
有機鉛化合物など;整泡剤としては界面活性剤(シリコ
ーン系界面活性剤など)が挙げられる。
ポリウレタンフォーム製造に際しては、必要により、他
の助剤、添加剤、たとえば顔料、フィラー、難燃剤、溶
剤、内部離型剤、揺変剤などを添加することもできる。
ポリウレタンフォーム中の臭素化ビスフェノールAのオ
キシアルキレンエーテル(a)の含量は通常2〜50重
量%好ましくは10〜30重伍%である。(a)が2%
未満では雑然性の良好なポリウレタンフォームは得られ
ず、また50%を越えると得られるポリウレタンフォー
ムの物性が極端に悪くなる。
ポリウレタン製造法は従来と同じでよく、ワンショット
法、プレポリマー法(準プレポリマー法)のいずれでも
適用できる。ワンショット法が好ましい。発泡方法とし
ては、スラブ法、モールド法[ホットモールド法、HR
(高弾性)モールド法等コなどの何れにも適用できる。
とくに従来法ではスコーチの起こりやすい大規模発泡の
スラブ法やホットモールド法によるポリウレタンフォー
ム製造に有用である。
本発明で得られるポリウレタンフォームは、軟質、半硬
質、硬質フオームの何れでもよいが、とくに軟質、半硬
質フオームが好ましい。
[実施例] 以下実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに
限定されるものではない。実施例中に示す部は重聞部を
表わす。
以下実施例および比較例において使用した各成分は次の
通りでおる。
(1)ポリオール GP3000 :グリセリンにPOを付加して得た分子
最3000のポリエーテルトリオール。
GL3000 :グリセリンにPOおよびEOを順次付
加して得た1級OH含量85%1分子量3000のポリ
エーテルトリオール。
EP400 :ペンタエリスリトールにPOを付加して
得た分子@ 400のポリエーテルテトラオール。
(2)雑然化剤 TaF5 :テトラブロモごスフエノールA1モルにE
o 2モルを150〜180’Cの温度で加圧下に反応
させて得たヒドロキシル価176のジオール。
TBP2 :テトラブロモビスフェノールA1モルにP
o 2モルを150〜180℃の温度で加圧下に反応さ
せて得たヒドロキシル価174のジオール。
TDCP:t〜リスジクロロプロピルホスフェート。
AnoX : M化アンチモン(3)ポリイソシアネー
トT−80:スミジュールT−80[住友バイエルウレ
タン0躬製TDI、 2.4−/2.6−異性体比: 
80/20 ])IR−200:ミリオネート)IR−
200[日本ポリウレタン■製粗製MDI ] (4)整泡剤 L−520:日本ユニカ■製シリコーン整泡剤。
Y−6B27 :日本ユニカ■製シリコーン整泡剤。
PRX−67:トーレシリコーン■製シリコーン整泡剤
5H−193:トーレシリコーン((3)製シリコーン
整泡剤。
(5)触媒 ■−9:スタナスオクトエート。
DABCO:エアープロダクツ社製トリエチレンジアミ
ン。
DABCO33LV :エアープロダクツ社製トリエチ
レンジアミンのジプロピレングリコール溶液。
DMEA ニジメチルエタノールアミン。
実施例1〜5および比較例1 表1に記載の発泡処方に従って、ポリオールに難熱剤を
加温下(80〜90℃)で溶解させたものと、水にDA
BCOを溶かしたもの、整泡剤、■−9をプレミックス
した後、T−80を加えて、10秒間激しく撹拌し、紙
箱に注入しフリー発泡させた。 ライスタイム(秒)、
得られたポリウレタンフォームの物性、スコーチの有無
および難熱性の試験結果を表2に示す。
試験方法および単位は下記の通りである。
1)物性試験法 引張強度(Kg/ci>、伸び(%) : JIS K
−6301゜引裂強度(Ng/cm) : JIS K
4382゜圧縮強度(Kg/ci) :JISに−63
82゜永久歪[25%歪、65%歪]  CK9/31
4Ci): JIS K−6382゜ 2)スコーチ: 50cmX 50cm X 80Cmのフオームブロッ
クを作成し、発泡後−昼夜経過後、カットし、フオーム
内部のスコーチの発生状況を観察する。
◎ニスコーチ発生せず(白色)。
0:わずかにスコーチ発生(淡黄色)。
Xニスコーチ発生(m黄色)。
3)燃焼速度<cm1分): 初期および経時後(70℃×2週間エージング後) 、
HVSS No、302 ニ準シテ測定。
表1 表2 実施例6,7および比較例2,3 表3に記載の発泡処方に従って、実施例1と同様にして
、発泡させ、物性等を試験した。その結果を表4に示す
表4 [発明の効果] 本発明に従って、ポリウレタンフォーム製造の際に、ポ
リオールの少なくとも一部として臭素化ビスフェノール
のオキシアルキレンエーテルを用いることにより、次の
ような効果が奏される。
1)耐熱性が優れ、フオーム内部のスコーチが起こらな
い。
2)加熱によるフオームの雑然性、物性の経時変化が少
ない。
3)雑然剤使用によるフオーム物性(硬さ等)の低下が
起こ・らず、硬さ等の物性の優れた雑然性ポリウレタン
フォームが得られる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、有機ポリイソシアネートとポリオールを発泡剤、触
    媒および整泡剤の存在下に反応させてポリウレタンフォ
    ームを製造する方法において、ポリオールの少なくとも
    一部として臭素化ビスフェノールAのオキシアルキレン
    エーテル(a)を使用することを特徴とする、ポリウレ
    タンフォームの製法。 2、(a)が一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Aは炭素数2〜3のアルキレン基、mおよびn
    はm+nが1〜100となる0または1以上の整数であ
    る。] で示される化合物である、特許請求の範囲第1項記載の
    製法。 3、(a)をポリウレタンフォームの重量に基づいて2
    〜50%使用する、特許請求の範囲第1項または第2項
    記載の製法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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