KR20050061601A - 난연성 연질 폴리우레탄 발포체용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, (A) 2개 이상의 수산기를 갖는 수평균 분자량 2000~5000의 폴리에테르 폴리올을 포함하는 폴리올 성분 100중량부, (B) 평균 입자지름 30~60㎛의 멜라민계 난연제 3~50중량부, (C) 첨가형 인 함유 난연제 5~35중량부, (D) 촉매0.01~2중량부, (E) 발포제 0.1~10중량부, (F) 실리콘 정포제 0.1~3중량부, 및 (G) 이소시아네이트 인덱스가 90~120이 되는 량의 폴리이소시아네이트 성분을 함유하는 난연성 연질 폴리우레탄 발포체용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 조성물에 의하면, 범용의 폴리올을 사용할 경우에도, 양호한 난연성을 갖는 폴리우레탄 발포체를 수득할 수 있다.

Description

난연성 연질 폴리우레탄 발포체용 조성물{Composition for flame-retardant flexible polyurethane foam}
본 발명은 난연성 연질 폴리우레탄 발포체용 조성물 및 상기 조성물로부터 형성된 난연성 연질 폴리우레탄 발포체에 관한 것이다.
열경화성 수지로서 대표적인 폴리우레탄 수지는 비교적 저렴하고 성형이 용이해서, 이의 발포체는 자동차 부품을 비롯하여, 생활 용품 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 그러나, 폴리우레탄 수지는 가연성이며, 일단 착화하면 제어할 수 없이 연소한다. 따라서, 현재 폴리우레탄 수지가 이용되는 분야의 일부에서는, 법률적으로 폴리우레탄 수지 제품의 난연화를 의무화하고 있다. 예를 들면, 자동차내장 부품의 분야에서는 미국의 FMVSS 302, 건축재료의 분야에서는 일본의 JISA 1321, 가구에 관한 분야에서는 미국의 CAL 117, 영국의 BS 5852 등의 난연규제(難燃規制)가 마련되어 있다.
이러한 규제에 의해 정해진 기준을 충족시키기 위해서, 연질 폴리우레탄 폼에 인 함유 유기난연제(phosphorous-containing organic flame retardant)를 배합하는 방법, 수산화 알루미늄(aluminum hydroxide), 3 산화 안티몬(antimony trioxide) 등의 무기난연제를 배합하는 방법 등이 널리 사용되었다. 이러한 방법 중, 인 함유 유기난연제를 난연제로 사용하는 방법에서는, 폴리우레탄 발포체 연소시의 용융 적하물이 많아, 난연규제에서 정해진 기준을 만족하기 어렵다. 또한, 무기난연제를 난연제로 사용하는 방법에서는, 다량으로 사용하지 않으면 충분한 난연성을 부여할 수 없어 원료의 점도가 과도하게 상승할 뿐만 아니라, 폴리우레탄 발포체의 기계적물성이 저하되기 쉽다.
따라서, 다른 방법으로서 멜라민계 난연제(melamine-based flame retardant)를 사용하는 방법이 제안되었다. 이러한 방법에서는, 멜라민계 난연제 단독으로는 폴리우레탄 폼(foam)에 충분한 난연성을 부여하는 것이 곤란하기 때문에, 보통, 다른 난연제와 병용되었다. 예를 들면, 일본국 특허공개 2001-200028호 공보에 기재된 폴리우레탄 폼에서는, 멜라민 수지와 인 함유 유기난연제를 병용하고 있지만, 다량의 멜라민 수지를 사용하는 것이 필수이기 때문에, 수득되는 폴리우레탄 발포체의 물성이 손상된다. 또한, 멜라민 수지는 고가이기 때문에, 다량으로 사용할 경우에는 폴리우레탄 폼의 용도가 한정되어 버린다.
또한, 일본국 특허공개 평 2-202948호 공보에 기재된 방법에서는, 난연제로서 멜라민을 사용하고 있지만, BS 5852에 규정된 규격을 만족하는 조성물로서, 구체적으로는 요소나 스티렌을 분산 또는 중합시킨 고가의 변성 폴리올을 포함하는 일 예만이 기재되어 있다.
발명의 개시
본 발명의 주목적은 멜라민계 난연제를 포함한 폴리우레탄 발포체용 조성물을 제공하는 것이며, 특수한 변성 폴리올을 사용하지 않고, 범용 폴리올을 사용했을 경우에도 충분한 난연성을 부여할 수 있는 신규 난연성 연질 폴리우레탄 발포 체용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 특정한 평균 입자지름의 멜라민계 난연제와 첨가형의 인 함유 난연제를 특정한 비율로 조합시키면, 범용 폴리에테르 폴리올을 폴리올로서 사용했을 경우에도, 예를 들면 BS 5852에 규정된 규격을 만족하는, 뛰어난 난연성을 갖는 성형체를 얻을 수 있음을 발견하였다. 또한, 정포제(foam stabilizer)로서 실리콘 정포제를 이용하면, 성형체가 보다 뛰어난 난연성을 보임을 발견하였다. 본 발명은 이러한 사실에 근거해서 완성되었다.
즉, 본 발명은 하기의 폴리우레탄 발포체용 조성물 및 상기 조성물로부터 형성된 발포체를 제공하는 것이다.
1.
(A) 2개 이상의 수산기를 갖는 수평균 분자량 2000~5000의 폴리에테르 폴리올(polyether polyol)을 포함하는 폴리올 성분 100중량부,
(B) 평균 입자지름 30~60㎛의 멜라민계 난연제 3~50중량부,
(C) 첨가형 인 함유 난연제(additive-type phosphorous-containing flame retardant) 5~35중량부,
(D) 촉매 0.01~2중량부,
(E) 발포제 0.1~10중량부,
(F) 실리콘 정포제 0.1~3중량부, 및
(G) 이소시아네이트(isocyanate) 인덱스가 90~120이 되는 양의 폴리이소시아네이트 성분을 함유하는 난연성 연질 폴리우레탄 발포체용 조성물.
2. 폴리올 성분 중의 폴리에테르 폴리올량이 전체 폴리올 성분량을 기준으로 70중량％ 이상인 1항에 기재된 조성물.
3. 멜라민계 난연제가, 멜라민, 황산 멜라민, 폴리인산 멜라민, 시아눌산 멜라민, 멜라민 수지 및 염소화 멜라민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 1항에 기재된 조성물.
4. 실리콘 정포제의 표면장력이 25℃에서 20.5~22mN/m이며, 상기 실리콘 정포제의 규소 원자 함유량이 4.7중량% 이하인 1항에 기재된 조성물.
5. 첨가형 인 함유 난연제의 분자량이 350~600인 1항에 기재된 조성물.
6. 상기 1항에 기재된 조성물로부터 의해 형성된, 부피밀도가 25~50kg/m3인 난연성 연질 폴리우레탄 발포체.
1. 폴리우레탄 발포체용 조성물
이하, 본 발명의 난연성 연질 폴리우레탄 발포체용 조성물에 배합되는 각 성분에 관하여 설명한다.
(A) 폴리올 성분
폴리올 성분으로서는, 수평균 분자량 2000~5000 정도의 폴리에테르 폴리올을 사용하는 것이 필요하다. 이러한 폴리에테르 폴리올은 일반적으로 범용 폴리올이라고 불리고 있으며, 저렴하게 구입할 수 있다. 본 발명의 조성물에서는, 특정한 입경의 멜라민계 난연제와 첨가형 인 함유 난연제를 조합시킴으로써, 저렴한 범용 폴리올을 사용할 경우에도 뛰어난 난연성을 갖는 성형체를 수득할 수 있다.
폴리에테르 폴리올은, 수평균 분자량이 2000~5000 정도, 바람직하게는 3000~4000 정도이며, 수산기를 2개 이상, 바람직하게는 2~4개 갖는 것이면 좋다. 이러한 폴리에테르 폴리올로서는, 예를 들면 다관능 폴리올(polyfunctional polyol), 아민(amine) 화합물 등에, 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide), 프로필렌 옥사이드(propylene oxide) 등의 알킬렌 옥사이드를 랜덤(random) 또는 블로킹(blocking) 형태로 부가시켜서 얻을 수 있는, 수산기값 25~70mg KOH/ｇ 정도의 폴리에테르 폴리올 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 다관능 폴리올로서는, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등의 글리콜류; 글리세린, 트리메틸프로판, 1,2,6-헥산트리올 등의 트리올류; 펜타에리스리톨(pentaerythritol), 솔비톨(sorbitol), 슈크로즈(sucrose) 등의 폴리올류 등을 예시할 수 있다. 아민 화합물로서는, 암모니아(ammonia), 트리에탄올아민(triethanolamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 아미노에틸피페라진(aminoethylpiperazine), 아닐린(aniline), 디아미노톨루엔(diaminotolune), 디페닐메탄 4,4'－디아민(diphenylmethane-4,4'-diamine) 등을 예시할 수 있다.
특히, 글리세린, 트리메틸프로판, 1,2,6-헥산트리올 등의 트리올류에 에틸렌옥사이드, 프로필렌 옥사이드 등의 알킬렌 옥사이드를 랜덤 또는 블로킹 형태로 부가시켜서 얻을 수 있는 폴리에테르 폴리올이 바람직하다.
이러한 폴리에테르 폴리올은, 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합시켜서 사용할 수도 있다.
본 발명의 조성물에서는, 폴리올 성분으로서는 상기 언급한 수평균 분자량 2000~5000 정도의 폴리에테르 폴리올을 사용하는 것이 필요하지만, 이외에 다른 폴리올을 이용할 수도 있다. 다른 폴리올로서는, 연질 폴리우레탄 발포체의 제조에 사용되는 공지된 폴리올 성분, 예를 들면 폴리에스테르 폴리올, 페놀계 폴리올 등을 사용할 수 있다.
폴리에스테르 폴리올은 다관능 카르복시산과 다관능 하이드록시 화합물과의 중축합에 의해 수득할 수 있는, 말단에 수산기를 갖는 화합물이다. 폴리에스테르 폴리올로서는, 바람직하게는 수평균 분자량 500~10000 정도, 더욱 바람직하게는 수평균 분자량 1000~5000 정도의 것을 사용할 수 있다. 다관능 카르복시산으로서는, 아디핀산(adipic acid), 프탈산(phthalic acid), 숙신산(succinic acid), 아젤라인산(azelaic acid), 세바신산(sebacic acid) 등을 사용할 수 있다. 또한, 다관능 하이드록시 화합물로서는, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 디에틸렌 글리콜 등의 글리콜류; 글리세린, 트리메틸올프로판(trimethylolpropane), 펜타에리스리톨(pentaerythritol) 등의 다가 알코올 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리에스테르 폴리올로서, ε-카프로락톤(ε-caprolactone) 등과 같은 환형 에스테르의 개환중합에 의해 수득할 수 있는 락톤계 폴리에스테르 폴리올 등도 사용할 수 있다.
페놀계 폴리올로서는, 페놀과 포름알데히드를 반응시켜서 얻을 수 있는 노볼락 수지(novolak resin) 또는 레졸 수지(resole resin)에, 알킬렌 옥사이드류를 반응시켜서 수득할 수 있는 폴리올 등을 들 수 있다. 페놀계 폴리올로서는, 바람직하게는 수평균 분자량 1000~3000 정도, 더욱 바람직하게는 수평균 분자량 1500~2500 정도의 것을 사용할 수 있다.
상기 폴리에테르 폴리올 이외의 폴리올 성분은, 형성되는 폴리우레탄 발포체에 대하여 요구되는 특성에 따라, 1종 단독 또는 2종 이상을 조합시켜서 사용할 수 있다.
상기 수평균 분자량 2000~5000 정도의 폴리에테르 폴리올은, 필요에 따라 첨가되는 다른 폴리올과의 합계량, 즉 전체 폴리올 성분량을 기준으로 70중량％ 정도 이상 사용하는 것이 바람직하고, 80중량％ 정도 이상 사용하는 것이 보다 바람직하다.
(B) 평균 입자지름 30~60㎛의 멜라민계 난연제
본 발명에서는, 난연제로서 평균 입자지름이 30~60㎛ 정도의 멜라민계 난연제를 사용한다.
멜라민계 난연제는 직접 불꽃을 진화하는 효과는 작지만, 분해할 때에 열을 흡수하고, 발포체의 연소손실을 막는 작용을 갖는다. 따라서, 멜라민계 난연제를 난연제로서 사용하면, 연소손실을 평가하는 BS 시험에서 양호한 결과를 얻을 수 있다.
평균 입자지름 30~60㎛ 정도의 멜라민계 난연제를 사용하고, 또한 이것을 하기의 (C)성분인 첨가형 인 함유 난연제와 조합시키면, 폴리올 성분으로서 상기 범용 폴리에테르 폴리올을 사용할 경우에도, 발포체에 요구되는 다른 물성(예를 들면, 신장, 인장강도 등)이 손상되지 않아, 난연성이 뛰어난 발포체를 수득할 수 있다. 평균 입자지름이 60㎛을 초과하거나 30㎛ 미만인 것은, 수득되는 발포체에 충분한 난연성을 부여할 수 없다.
멜라민계 난연제의 평균 입자지름은, 40~50㎛ 정도가 보다 바람직하다.
한편, 본 명세서에 있어서, 멜라민계 난연제의 평균 입자지름은, 아래와 같이 산출되는 값이다: 멜라민계 난연제를, JIS규격 Z8801에 준한 미립표준망 체(공칭 구멍 크기 32㎛, 45㎛, 53㎛, 63㎛, 75㎛, 90㎛, 106㎛)로 분리한다. 체를 통과한 멜라민계 난연제의 중량을 계량하여, 누적 중량(%)을 구한다. 가로축을 입자지름(m)으로 하고, 세로축을 누적 중량(%)으로 한, 입도분포도를 작성한다. 이 입도분포도에 있어서, 누적 중량(%)이 50%가 되는 입자지름을, 멜라민계 난연제의 평균 입자지름으로 한다.
멜라민계 난연제로서는, 난연제로 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 멜라민(melamine), 황산 멜라민(melamine sulfate), 폴리인산 멜라민(melamine polyphosphate), 시아눌산 멜라민(melamine cyanurate), 멜라민 수지(melamine resin), 염소화 멜라민(chlorinated melamine) 등을 들 수 있다. 이러한 멜라민계 난연제는, 1종 단독 또는 2종 이상 혼합해서 사용될 수 있다. 본 발명에서는 특히 멜라민이 바람직하다.
상기 멜라민계 난연제의 사용량은, 폴리올 성분 100중량부에 대하여 3~50중량부 정도, 바람직하게는 5~40중량부 정도, 더욱 바람직하게는 10~30중량부 정도이다. 멜라민계 난연제의 사용량이 지나치게 적으면 난연 효과가 부족하고, 지나치게 많으면 수득되는 발포체의 기계적물성이 저하되므로 바람직하지 못하다.
(C) 첨가형 인 함유 난연제
본 발명에 따른 폴리우레탄 발포체용 조성물에는, 첨가형 인 함유 난연제를 배합하는 것이 필요하다. 이러한 특정한 난연제를 상기의 (B)성분인 특정 입경의 멜라민계 난연제와 조합시킴으로써, 멜라민계 난연제를 다량으로 사용하는 않고, 난연성이 뛰어난 발포체를 수득할 수 있다.
첨가형 인 함유 난연제는, 반응성 작용기를 포함하지 않는 인 함유 화합물로부터 형성되는 난연제다. 이러한 난연제로서는, 예를 들면 반응성 작용기를 포함하지 않는 할로겐 함유 유기 인 화합물(halogen-containing organic phosphorus compounds), 그의 올리고머(oligomer); 반응성 작용기를 포함하지 않는 비할로겐 유기 인 화합물, 그의 올리고머 등을 들 수 있다.
할로겐 함유 유기 인 화합물 및 그의 올리고머로서는, 모노머형 또는 올리고머형의 할로겐화 포스페이트 에스테르(halogenated phosphate ester), 할로겐화 포스포네이트 에스테르(halogenated phosphonate ester) 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 트리스(클로로에틸) 포스페이트(tris(chloroethyl) phosphate), 트리스(클로로프로필) 포스페이트(tris(chloropropyl) phosphate), 트리스(디클로로프로필) 포스페이트(tris(dichloropropyl) phosphate), 모노브로모네오펜틸디(클로로프로필) 포스페이트(monobromoneopentyldi(chloropropyl) phosphate), 디(모노브로모네오펜틸)클로로테프로필 포스페이트(di(monobromoneopentyl)chlorotepropyl phosphate), 모노브로모네오펜틸디(클로로에틸) 포스페이트(monobromoneopentyldi(chloroethyl) phosphate), 디(모노브로모네오펜틸)클로로에틸 포스페이트(di(monobromoneopentyl)chloroethyl phosphate), 파이어매스터 LV-T23P(Firemaster LV-T23P)[상품명: 트리스(2,3-디브로모프로필) 포스페이트, 그레이트 레이크사 제품] 등의 모노머 형의 포스페이트 에스테르; 안티블레이즈 78(Antiblaze 78)[상품명: 염소화 폴리포스포네이트, A&Ｗ사 제품] 등의 올리고머 형의 포스포네이트 에스테르; 설모린 101(Thermolin 101)[상품명: 테트라키스(2-클로로에틸)에틸렌 디포스페이트, 올인사 제품], 포스가드 2XC20(Phosgard 2XC20)[상품명: 테트라키스(2-클로로에틸)-2,2-비스(클로로메틸)프로필렌 디포스페이트, 몬산토사 제품], CR-504L[상품명: 할로겐 함유 올리고머형 포스페이트 에스테르, 다이하치화학공업(주) 제품], CR-505[상품명: 할로겐 함유 올리고머형 포스페이트 에스테르, 다이하치화학공업(주) 제품], CR-570[상품명: 할로겐 함유 올리고머형 포스페이트 포스포네이트 에스테르, 다이하치화학공업(주) 제품], CR-509[상품명: 할로겐 함유 올리고머형 포스페이트 포스포네이트 에스테르, 다이하치화학공업(주) 제품], 및 CR-530[상품명: 할로겐 함유 올리고머형 포스페이트 포스포네이트 에스테르, 다이하치화학공업(주) 제품] 등의 올리고머형의 유기 인 화합물을 들 수 있다.
또한, 비할로겐 유기 인 화합물 및 그의 올리고머로서는, 구체적으로는, 트리페닐 포스페이트(triphenyl phosphate), 나프틸디페닐 포스페이트(naphthyldiphenyl phosphate), 디나프틸페닐 포스페이트(dinaphthylphenyl phosphate), 트리크레실 포스페이트(tricresyl phosphate), 크레실디페닐 포스페이트(cresyldiphenyl phosphate), 트리자일레닐 포스페이트(trixylenyl phosphate), 트리(2-에틸헥실) 포스페이트(tri(2-ethylhexyl) phosphate), 디페닐-2-에틸헥실 포스페이트(diphenyl-2-ethylhexyl phosphate), 트리메틸 포스페이트(trimethyl phosphate), 트리에틸 포스페이트(triethyl phosphate), 트리부틸 포스페이트(tributyl phosphate), 트리부톡시에틸 포스페이트(tributoxyethyl phosphate) 등의 모노머 형의 포스페이트 에스테르; 레졸시놀 비스(디페닐포스페이트)(resorcinol bis(diphenylphosphate)), 비스페놀-A 비스(디페닐포스페이트)(bisphenol-A bis(diphenylphosphate)), 레졸시놀 비스(비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트)(resorcinol bis(bis(2,6-dimethylphenyl)phosphate)), 하이드로퀴논 비스(비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트)(hydroquinone bis(bis(2,6-dimethylphenyl)phosphate)), 비페놀 비스(비스(2,6-디메틸페닐)포스페이트)(biphenol bis(bis(2,6-dimethylphenyl)phosphate)) 등의 올리고머 형의 포스페이트 에스테르 등을 들 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 첨가형 인 함유 난연제 중에서도, 상기에 예시한 것 같은 포스페이트 에스테르 및 포스포네이트 에스테르를 바람직하게 사용할 수 있고, 특히 포스페이트 에스테르(첨가형 포스페이트 에스테르 난연제)가 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 첨가형 인 함유 난연제로서는, 상기에 예시한 화합물 중에서도, 분자량(난연제가 올리고머인 경우에는 수평균 분자량)이 350~600 정도의 것이 바람직하다. (수평균)분자량이 350 이상이면, 형성되는 발포체의 내열노화성(heat-aging resistance)이 뛰어나, 시간 변화에 따라 난연성이 저하되는 것을 막을 수 있다. 또한, 발포체에 열이 가해졌을 경우, 열에 의한 난연제의 증발이 일어나기 어렵다. (수평균)분자량이 600 이하이면, 가소효과가 유발되지 않으므로, 수득되는 발포체의 연소시 융해 현상이 쉽게 일어나지 않는다. 따라서, 발포체의 감량을 평가하는 난연 테스트(BS, CAL의 스몰더링(smoldering))에서 특히 뛰어난 결과를 보이는 것이 가능해 진다. 또한, 가소효과가 유발되지 않으므로, 수득되는 발포체에서는 충분한 경도를 얻을 수 있다.
분자량 350~600정도의 첨가형 인 함유 난연제의 구체적인 예로서는, 트리스(디클로로프로필) 포스페이트(tris(dichloropropyl) phosphate), 모노브로모네오펜틸디(클로로프로필) 포스페이트(monobromoneopentyldi(chloropropyl) phosphate), 디(모노브로모네오펜틸)클로로프로필 포스페이트(di(monobromoneopenty)chloropropyl phosphate), 모노브로모네오펜틸디(클로로에틸) 포스페이트(monobromoneopentyldi(chloroethyl) phosphate), 디(모노브로모네오펜틸)클로로에틸 포스페이트(di(monobromoneopentyl)chloroethyl phosphate), CR-530, CR-504L, CR-505, CR-570 등을 들 수 있다.
첨가형 인 함유 난연제의 사용량은, 폴리올 성분 100중량부에 대하여, 보통 5~35중량부 정도, 바람직하게는 8~30중량부 정도, 더욱 바람직하게는 10~25중량부 정도이다. 첨가형 인 함유 난연제의 사용량이 지나치게 적을 경우에는 수득되는 발포체의 난연성이 불충분하고, 지나치게 많을 경우에는 수득되는 발포체의 기계적물성이 손상된다.
(D) 촉매
촉매로서는, 폴리우레탄 발포체용의 촉매로 공지된 화합물이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 아민 촉매, 금속 촉매 등을 예시할 수 있다.
아민 촉매로서는, 예를 들면 트리에틸렌디아민(triethylenediamine), 테트라메틸헥사메틸렌디아민(tetramethylhexamethylenediamine), 헥사메틸에틸렌디아민(hexamethylethylenediamine), 펜타메틸디에틸렌트리아민(pentamethyldiethylenetriamine), N-메틸몰폴린(N-methylmorpholine), DBU(1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센) 등의 첨가형 아민 촉매; 디에탄올아민(diethanolamine), 디메틸아미노헥산올(dimethylaminohexanol), 디메틸아미노에톡시에탄올(dimethylaminoethoxyethanol), 트리메틸아미노에틸에탄올아민(trimethylaminoethylethanolamine) 등의 1분자 당 수산기를 1개 이상 함유하는 아민 화합물, 4급 암모늄염류 등의 반응형 아민 촉매 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 디에탄올아민을 다른 아민 촉매와 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하다.
금속 촉매에 대해서는, 주석, 동, 납, 아연, 코발트, 니켈, 칼륨 등의 각종 금속을 포함하는 유기금속 화합물이 대표적인 것이며, 예를 들면 디부틸 주석 디라우레이트(dibutyltin dilaurate), 디부틸 주석 디아세테이트(dibutyltin diacetate), 옥틸산 아연(zinc octoate), 옥틸산 주석(tin octoate), 옥틸산 칼륨(potassium octoate), 초산 칼륨(potassium acetate) 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 특히 디부틸 주석 디라우레이트, 옥틸산 주석 등의 주석 촉매가 양호한 촉매활성을 나타낸다.
촉매로서는, 상기 아민 촉매, 금속 촉매 등의 공지된 촉매를 1종 단독 또는 2종 이상 혼합해서 사용할 수 있고, 촉매 전체량은 보통, 폴리올 성분 100중량부에 대하여, 0.01~2중량부 정도다.
더욱 구체적으로는, 아민 촉매의 사용량은 보통, 폴리올 성분 100중량부에 대하여, 0.01~1중량부 정도, 바람직하게는 0.03~0.5중량부 정도의 범위일 수 있다.
금속 촉매의 사용량은, 폴리올 성분 100중량부에 대하여 0.01~1중량부 정도, 특히 0.05~0.5 정도의 범위인 것이 바람직하다. 보통, 상기 배합량의 범위내에서, 아민 촉매와 금속 촉매를 병용함으로써, 수지화 반응과 발포 반응을 균형적으로 진행시킬 수 있다.
(E) 발포제
본 발명의 폴리우레탄 발포체용 조성물에서는, 발포제에 대해서 요구되는 발포체의 각종 물성 등을 고려하여, 종래부터 연질 폴리우레탄 발포체용 조성물에서 사용된 공지의 발포제 성분을 적당하게 선택해서 사용할 수 있다.
이러한 발포제로서는, 물이 대표적이며, 기타, 염화 메틸렌(methylene chloride), n-부탄(n-butane), 이소부탄(isobutane), n-펜탄(n-pentane), 이소펜탄(isopentane), 디메틸 에테르(dimethyl ether), 아세톤(acetone), 이산화탄소(carbon dioxide) 등을 사용할 수 있다.
이러한 발포제는, 공지의 사용 방법을 따르고, 요구되는 발포체의 밀도나 그 밖의 물성 등에 따라, 1종 단독으로 또는 2종 이상 혼합해서 사용할 수 있다.
발포제의 사용량에 관해서도, 특별하게 제한되지 않지만, 보통 폴리올 성분 100중량부에 대하여 0.1~10중량부 정도, 바람직하게는 1~8중량부 정도의 범위에서 적당하게 선택할 수 있다.
(F) 실리콘 정포제
본 발명조성물에서는, 정포제로서 실리콘 정포제를 이용한다. 실리콘 정포제를 배합함으로써, 원료성분의 혼합 유화, 비말 가스(entrained gas)의 분산 등이 용이하게 되고, 또한 거품의 합체 방지, 셀(cell) 막의 안정화 등과 같은 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 우수한 특성의 발포체를 얻을 수 있다.
실리콘 정포제로서는, 보통, 디메틸 실록산과 폴리에테르의 블록공중합체를 사용할 수 있고, 직쇄형, 가지형, 펜던트(pendant)형 등의 각종 형태의 것을 사용할 수 있다. 특히, 가지형, 펜던트형 등의 공중합체가 대부분 사용된다. 본 발명에서는, 이러한 공지의 실리콘 정포제를 사용함으로써, 우수한 특성뿐만 아니라 뛰어난 난연성을 갖는 발포체를 수득할 수 있다. 특히, 상기 멜라민계 난연제 및 첨가형 인 함유 난연제와 실리콘 정포제를 조합시킴으로써, 뛰어난 난연성을 갖는 발포체를 수득할 수 있다.
실리콘 정포제로서는, 저활성 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 저활성 실리콘은, 활성을 저하시키기 위해서 규소의 함유량을 감소시킨 것이다. 저활성 실리콘의 표면장력은, 25℃에서 20.5~22mN/ｍ 정도인 것이 바람직하고, 20.9~21.7mN/ｍ 정도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 저활성 실리콘의 규소 원자 함유량은, 4.7중량% 이하 정도가 바람직하고, 4.5중량% 이하 정도가 보다 바람직하다. 규소 원자 함유량의 하한은, 특별하게 제한되는 것이 아니지만, 보통, 2중량% 정도다.
저활성 실리콘으로서는, 화학식 (1)
[식중, m과 n은 각각 1이상의 정수이며, m과 n의 합계는 20~150이고, (m/m+n)=1/20~1/5이다. a와 b는 각각 1이상의 정수이며, a와 b의 합계는 20~60이고, a/b=2/3~3/2이다. EO는 에틸렌 옥사이드, PO는 프로필렌 옥사이드, R은 수소 원자, 탄소수 1~4의 알킬기 또는 R'CO- (R'은, 수소 원자 또는 탄소수 1~4의 알킬기를 나타냄)를 나타낸다]로 나타내지는 화합물이며, 상기의 표면장력 및 규소 원자 함유량의 조건을 만족시키는 화합물을 들 수 있다.
화학식 (1)중, m과 n은 각각 1이상의 정수이며, m과 n의 합계는 20~150 정도이고, 20~130 정도가 바람직하다. 또한, (m/m+n)=1/20~1/5 정도이며, 바람직하게는, 1/20~1/6 정도다. a와 b는 각각 1이상의 정수이며, a와 b의 합계는 20~60 정도이고, 20~50 정도가 바람직하다.
또한, 화학식 (1)중, R은 수소 원자, 탄소수 1~4 정도의 알킬기 또는 R'CO- (R'은, 수소 원자 또는 탄소수 1~4 정도의 알킬기를 나타냄)를 나타낸다. 탄소수 1~4 정도의 알킬기로서는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸 등과 같은 탄소수 1~4 정도의 직쇄 또는 가지쇄 형의 알킬기를 들 수 있다. R'CO- 로 나타내지는 기로서는, 포르밀기, 아세틸기 등과 같은 탄소수 1~4 정도의 아실(acyl)기를 들 수 있다.
화학식 (1)로 표현되는 화합물에 있어서, 주쇄에 존재하는 2개의 반복 단위는, 랜덤형 또는 블로킹형일 수 있다. 또한, 측쇄에 존재하는 반복 단위인 에틸렌 옥사이드(EO)와 프로필렌 옥사이드(PO)도, 랜덤형 또는 블로킹형일 수 있다.
저활성 실리콘으로서는, F-242T[상품명: 신에츠화학공업(주) 제품], L-5770[상품명: Crompton(주) 제품], L-620[상품명: 위트코(주) 제품] 등을 예시할 수 있다.
실리콘 정포제의 사용량은, 폴리올 성분 100중량부에 대하여 보통 0.1~3중량부 정도, 특히 0.5~2중량부 정도인 것이 바람직하다. 한편, 정포제의 사용량이 아주 적으면 정포 효과가 없고, 우수한 물성의 발포체를 얻을 수 없다. 또한, 정포제의 사용량이 과도하여도 일정 이상의 효과는 얻을 수 없고, 비용이 높아질 뿐이다.
(G) 폴리이소시아네이트 성분
폴리이소시아네이트 성분으로서는, 종래부터 폴리우레탄 발포체용 조성물에 배합되는, 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 각종 폴리이소시아네이트 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 폴리이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들면 방향족 폴리이소시아네이트, 지방족 폴리이소시아네이트, 지환식 폴리이소시아네이트 등을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 폴리이소시아네이트의 2종 이상의 혼합물, 이러한 폴리이소시아네이트를 변성해서 얻을 수 있는 변성 폴리이소시아네이트 등도 사용할 수 있다. 이러한 폴리이소시아네이트 화합물의 구체적인 예로서는, 톨릴렌 디이소시아네이트(tolylene diisocyanate), 디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트(polymethylene polypenylene polyisocyanate)(crude MDI), 자일렌 디이소시아네이트(xylylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate) 등의 폴리이소시아네이트; 이러한 폴리이소시아네이트의 변성물, 예를 들면 카르보디이미드 변성물(carbodiimide modified products), 뷰렛 변성물(biuret modified products), 2량체, 3량체 등을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 폴리이소시아네이트와 활성수소 함유 화합물과부터 수득할 수 있는 말단 이소시아네이트 기를 갖는 프리폴리머(prepolymer) 등도 사용할 수 있다.
본 발명에서는, 특히, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 등의 이성질체를 포함하는 톨릴렌 디이소시아네이트를 단독 또는 2종 이상을 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하다.
폴리이소시아네이트 성분의 사용량에 대해서는, 보통, 이소시아네이트 인덱스가 90~120 정도가 되는 양일 수 있고, 95~115 정도가 되는 양인 것이 바람직하고, 100~110 정도가 되는 양인 것이 보다 바람직하다.
본 명세서에서, 이소시아네이트 인덱스는 폴리올 성분, 물 등의 활성수소 함유 화합물에 포함되는 활성수소 기의 몰수에 대하여 폴리이소시아네이트 성분에 포함되는 이소시아네이트 기의 몰수의 퍼센티지(percentage)를 의미한다.
그 밖의 성분
본 발명의 폴리우레탄 발포체용 조성물에는, 필요에 따라, 형성되는 발포체에 대하여 악영향을 미치지 않는 범위내에서, 첨가제로서, 상기 멜라민계 난연제 및 첨가형 인 함유 난연제 이외의 난연제, 산화방지제(antioxidants), 감점제(viscosity decreasers), 충전제(fillers), 대전방지제(anti-static agents), 자외선흡수제(UV absorbants), 윤활제(lubricants), 착색제(colorants), 가교제(crosslinkers), 가수분해방지제(hydrolysis inhibitors) 등을 배합할 수 있다. 이러한 첨가제의 종류 및 첨가량에 관해서는 특별하게 제한은 없고, 공지의 첨가제를 일반적인 사용량의 범위로 사용할 수 있다.
상기 멜라민계 난연제 및 첨가형 인 함유 난연제 이외의 난연제로서는, 벤조 구아나민, 요소, 폴리인산 암모늄, 파이로인산 암모늄 등의 질소함유 화합물; 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 붕산 아연과 같은 금속 화합물 등을 들 수 있다. 이러한 난연제는, 폴리우레탄 발포체용 조성물의 발포성 등을 방해하지 않는 범위, 즉 폴리올 성분 100중량부에 대하여 보통 5중량부 이하의 범위에서 첨가할 수 있다.
상기 멜라민계 난연제 및 첨가형 인 함유 난연제 이외의 난연제로서, 반응성 작용기를 갖는 포스페이트 에스테르, 즉 반응형 포스페이트 에스테르 난연제를 첨가할 수 있다. 이러한 포스페이트 에스테르로서는, 디페닐 하이도로퀴논 포스페이트(diphenyl hydroquinone phosphate), 디페닐비스페놀 A 포스페이트(diphenyl bisphenol A phosphate), 디자일릴 하이드로퀴논 포스페이트(dixylyl hydroquinone phosphate), 디자일릴 비스페놀 A 포스페이트(dixylyl bisphenol A phosphate), 펜타에리스리톨 포스페이트(pentaerythritol phosphate), D-600(상품명: 다이하치화학공업(주) 제품), 엑솔리트 OP-550(Exolit OP-550)(상품명: 클라리언트(주) 제품), 파이롤-PNX(Fyrol-PNX)(상품명: 아크조 노벨 화학(주) 제품)등과 같은 모노머 형의 포스페이트 에스테르 등을 예시할 수 있다.
반응형 포스페이트 에스테르 난연제를 사용할 경우의 사용량은, 폴리올 성분 100중량부에 대하여 15중량부 정도 이하인 것이 바람직하고, 0.01~10중량부 정도인 것이 보다 바람직하다.
산화방지제로서는, 예를 들면 트리페닐 포스파이트(triphenyl phosphite), 트리스(노닐페닐) 포스파이트(tris(nonylphenyl) phosphite), 디페닐이소데실 포스파이트(diphenylisodecyl phosphite), 비스(2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에리스리톨 디포스파이트(bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite), 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4-디페닐렌 포스포나이트(tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4-diphenylene phosphonite) 등의 3가 인 함유 화합물과 같은 인 화합물; 하이드로퀴논(hydroquinone), 2,5-디-tert-부틸하이드로퀴논(2,5-di-tert-butylhydroquinone), 옥틸하이드로퀴논(octylhydroquinone), 2,5-디-tert-아밀하이드로퀴논(2,5-di-tert-amylhydroquinone) 등의 하이드로퀴논 화합물 등을 들 수 있다.
감점제로서는, 예를 들면 프탈산 에스테르(phthalic acid ester), 2 염기성 지방산 에스테르(dibasic fatty acid ester), 트리멜리트산 에스테르(trimellitic acid ester), 글리세린 에스테르(glycerol ester) 등을 들 수 있다.
충전제로서는, 예를 들면 마이카(mica), 탈크(talc) 또는 알루미나 등의 무기충전제를 들 수 있다.
대전방지제로서는, 예를 들면 양이온(cation) 계면활성제, 비이온계면활성제등을 들 수 있다.
자외선흡수제로서는, 예를 들면 벤조페논 화합물(benzophenone compound), 살리실산 화합물(salicylate compound), 벤조트리아졸 화합물(benzotriazole compound) 등을 들 수 있다.
윤활제로서는, 예를 들면 지방산 화합물, 지방족 아미드 화합물, 에스테르 화합물, 알코올 화합물 등을 들 수 있다.
2.발포체의 제조 방법
폴리우레탄 발포체는 일반적으로 실시되고 있는 방법에 의해 본 발명의 폴리우레탄 발포체용 조성물로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, 폴리올 성분, 난연제, 촉매, 발포제, 정포제 등을 폴리이소시아네이트 성분과 동시에 혼합하여 반응시킨 후 발포시키는 원샷(one shot)법; 폴리올 성분의 일부를 폴리이소시아네이트 성분의 전량과 미리 반응시켜, 생성된 프리폴리머에 다른 성분을 혼합해서 반응시키는 프리폴리머법 등에 의해 폴리우레탄 발포체를 수득할 수 있다. 이러한 방법에서는, 보통, 촉매는 미리 폴리올 성분과 교반 혼합하고, 균일용액 또는 균일분산액으로서 사용된다. 발포체를 얻은 후, 필요에 따라 40~120℃ 정도에서 경화시킬 수 있다.
3.폴리우레탄 발포체
본 발명의 난연성 연질 폴리우레탄 발포체용 조성물에 의하면, 난연성이 뛰어난 연질 폴리우레탄 발포체를 얻을 수 있다. 상기 발포체는, 폴리우레탄 폼의 밀도가 낮은 경우(예를 들면, 25kg/m3정도)에도, 예를 들면 영국의 BS 5852 등의 난연규제를 만족하는 충분한 난연성을 보인다. 이러한 발포체의 부피밀도는, 보통, 25~50kg/m3 정도, 더 바람직하게는 25~35kg/m3 정도다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 특정한 평균 입자지름의 멜라민계 난연제와 첨가형 인 함유 난연제를 조합시킴으로써, 범용 폴리에테르 폴리올을 폴리올로서 사용했을 경우에도, 뛰어난 난연성을 갖는 폴리우레탄 발포체를 수득할 수 있다. 또한, 정포제로서 실리콘 정포제를 사용함으로써, 보다 뛰어난 난연성을 갖는 폴리우레탄 발포체를 수득할 수 있다. 본 발명의 발포체는, 범용 폴리에테르 폴리올을 사용함에도 불구하고, 난연성이 뛰어나, 예를 들면 BS 5852에 규정된 엄격한 규격을 만족할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 실시예, 비교예 및 시험예를 들어서 또한 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 가리키고, 부는 중량부를 가리킨다.
실시예 1~4 및 비교예 1~8
표 1~표 3에 기재한 배합에 근거하고, 하기의 원샷법에 의해 연질 폴리우레탄 발포체를 제조했다.
폴리이소시아네이트 성분 이외의 성분을, 소정의 비율로 배합하고, 회전수 3000rpm의 교반기로 1분간 교반하여 균일하게 혼화했다. 그 다음에, 폴리이소시아네이트를 첨가해서 또한 회전수 3000rpm으로 5~7초간 교반한 후, 내용물을 단면이 정방형인 볼 상자(cardboard box)에 빠르게 쏟았다. 즉시 발포가 일어나고, 몇분 후에 최대용적에 도달했다. 이것을 또한 15분간 80℃의 로(furnace) 내에서 경화시켰다. 수득된 발포체는 백색·연질의 거품형 셀 조직을 갖는 것이었다.
표 1~표 3에 기재한 각 기호는, 하기의 성분을 가리킨다.
(1) 폴리올 성분
MN-3050:
3관능의 프로필렌계 폴리에테르 폴리올(수평균 분자량: 3000, 수산기값: 56.0mg KOH/g)(미츠이 타케다 케미컬사제, 상품명: MN-3050 ONE)
(2) 멜라민계 난연제
멜라민A: 평균 입자지름 45㎛의 멜라민(닛산화학공업(주) 제품)
멜라민B: 평균 입자지름 12㎛의 멜라민(미쓰비시화학공업사(주) 제품)
멜라민C: 평균 입자지름 85㎛의 멜라민
(3) 첨가형 인 함유 난연제
① D-660:
(할로겐 함유 올리고머형 포스페이트 에스테르를 포함하는 포스페이트 에스테르의 혼합물, 다이하치화학공업주식회사 제품, 상품명: Daiguard-660)
② D-520
(할로겐 함유 올리고머형 포스페이트 에스테르를 포함하는 포스페이트 에스테르의 혼합물, 다이하치화학공업주식회사 제품, 상품명: Daiguard-520)
(4) 촉매
① DABCO 33LV:
아민 촉매로서 사용되는 트리에틸렌디아민의 디프로필렌 글리콜 용액
(산교 에어 프로덕트(주) 제품, 상품명: DABCO 33LV)
② A-1:
아민 촉매로서 사용되는 비스-(2-디메틸아미노에틸)에테르의 70% 프로필렌 글리콜 용액
(Crompton사 제품, 상품명: A-1)
③ 디에탄올아민
④ T-9:
옥틸산 주석(산교 에어 프로덕트(주) 제품, 상품명: T-9)
(5) 발포제
물
(6) 실리콘 정포제
L-620:
(표면장력: 21.1mN/m, 규소 원자 함유량: 4.0중량%, 위트코사 제품, 상품명: L-620)
(7) 폴리이소시아네이트 성분
코스모네이트 T-80:
톨릴렌 디이소시아네이트(2,4-/2,6-이성질체비=80/20)
(미츠이 타케다 케미컬 주식회사 제품, 상품명: 코스모네이트 T-80)
상기 방법에 있어서, 라이즈 타임(rise time)(발포가 멈출 때까지의 시간, 초)을 측정했다. 또한, 상기 방법에서 수득된 폴리우레탄 발포체로부터 시료를 잘라내고, 하기의 시험 방법에 의해 물성을 측정했다. 결과를 폴리우레탄 발포체용 조성물의 배합 성분 및 그 비율을 하기 표 1~3에 나타내었다.
(1) 밀도(kg/cm3)
JIS K-7222에 준해서 측정했다.
(2) 환기도(ml/cm2/sec)
JIS L-1004에 준해서 측정했다.
(3) 연소시험
① BS 시험
영국공업규격(BS) 제5852호에 준해서 측정했다.
ㅇ시험편: 450mm×450mm×75mm(2매)
450mm×300mm×75mm(2매)
ㅇ시험수： n=2
ㅇ시험 방법:
의자형의 플레임(frame)에 난연성의 천을 감은 폼(foam)(시료)을 설치하고, 그 위에 면을 붙인 나무 플레임(wooden frame)를 두었다. 그 다음에, 프로판-2-올 1.4ml을 나무 플레임의 천에 배어들게 하고, 불을 켠 후, 10분간 방치하고, 연소손실 및 자기소화성(self-extinguishability)을 평가했다.
ㅇ합격기준:
연소손실: 60g 이하
연소시간: 10분 이내
② CAL 시험 a) (수직형 연소시험)
캘리포니아 공업규격(CAL) 제117호에 준해서 측정했다.
CAL 117 Section A Part I (수직형 연소시험)
ㅇ시험편 사이즈: 305mm×75mm×13mm
ㅇ에이징(aging) 처리: 104℃×24h
ㅇ시험편수: 상온처리 5매
에이징 처리 5매, 합계 10매
ㅇ불꽃의 길이: 3.8mm
ㅇ시험 방법:
시험편을 수직으로 매달고, 12초간 버너로 연소시켰다. 12초 후에 버너를 분리시킨 후의 연소시간 및 연소거리를 측정하였다(연소시간에는 시료의 용융 적하한 폼의 연소시간도 포함된다). 상온처리 시료를 5매 및 에이징 처리 시료를 5매씩 수행하고, 평균을 냈다.
ㅇ합격기준:
최대 연소거리: 196mm 이하
평균 연소거리: 147mm 이하
최대 연소시간: 10초 이내
평균 연소시간: 5초 이내
③ CAL 시험 b) (스몰더시험)
캘리포니아 공업규격(CAL) 제117호에 준해서 측정했다.
Section D, Part II
ㅇ시험편: 203mm×184mm×51mm
203mm×102mm×51mm
ㅇ시험수： n=3
ㅇ시험 방법:
의자형의 나무 플레임에 시료를 천과 함께 셋팅하고, 이어서, 불이 켜진 담배를 중앙에 위치시키고, 천을 씌웠다. 연소가 종료한 시점에서, 그 시료의 잔존율을 조사하였다.
ㅇ합격기준:
시험을 3회 수행하고, 각각의 시험편의 잔존율이 80% 이상이면 합격으로 하였다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
배합량(중량부) 폴리올 성분 MN-3050 100 100 100
멜라민 A(평균 입자지름 45㎛)멜라민 B(평균 입자지름 12㎛)멜라민 C(평균 입자지름 85㎛) 25-- -25- --25
첨가형 인 함유 난연제 D-660 20 20 20
촉매 DABCO 33LV A-1 디에탄올아민 T-9 0.080.040.040.24 0.080.040.040.24 0.080.040.040.24
발포제 물 4.6 4.6 4.6
실리콘 소포제 L-620 0.9 0.9 0.9
폴리이소시아네이트 성분코스모네이트 T-80 56.2 56.2 56.2
특성 라이즈 타임(초) 85 86 88
밀도(kg/cm3) 28.6 29.0 28.8
통기도(ml/cm2/초) 120 149 155
BS 시험 연소손실(g) 연소시간(초) 판정 35.0195합격 연소206불합격 연소210불합격
* 실시예 1 및 비교예 1, 2의 각 조성물은, 인텍스 값이 105인 이소시아네이트를 갖는다.
표 1에 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 평균 입자지름 45㎛의 멜라민과 첨가형 인 함유 난연제를 난연제로서 포함하는 실시예 1의 조성물에 의하면, 수득된 발포체는 뛰어난 난연성을 갖고 있고, BS 시험에 있어서의 연소손실과 연소시간의 기준을 동시에 만족할 수 있었다.
실시예 2 비교예 3 비교예 4
배합량(중량부) 폴리올 성분 MN-3050 100 100 100
멜라민 A(평균 입자지름 45㎛)멜라민 B(평균 입자지름 12㎛)멜라민 C(평균 입자지름 85㎛) 10-- -10- --10
첨가형 인 함유 난연제 D-520 14 14 14
촉매 DABCO 33LV A-1 T-9 0.080.080.30 0.080.080.30 0.080.080.30
발포제 물 3.9 3.9 3.9
실리콘 소포제 L-620 1.2 1.2 1.2
폴리이소시아네이트 성분코스모네이트 T-80 49.0 49.0 49.0
특성 라이즈 타임(초) 84 83 81
밀도(kg/cm3) 27.5 27.6 27.6
통기도(ml/cm2/초) 120.0 125.0 130.0
CAL 시험 a) (수직형 연소시험) 평균 연소길이(mm) 평균 연소시간(초) 최대 연소길이(mm) 최대 연소시간(ch) 78.20.089.00.0 87.60.6112.01.0 99.30.4117.41.0
* 실시예 2 및 비교예 3, 4의 각 조성물은, 인텍스 값이 105인 이소시아네이트를 갖는다.
표 2에 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 평균 입자지름 45㎛의 멜라민과 첨가형 인 함유 난연제를 난연제로서 포함하는 실시예 2의 조성물에 의하면, 수득된 발포체는 뛰어난 난연성을 갖고 있고, CAL 시험 a) (수직형연소시험)에 있어서의 평균 연소거리, 평균 연소시간, 최대 연소거리 및 최대 연소시간의 기준을 만족할 수 있었다.
실시예 비교예
3 4 5 6 7 8
배합량(중량부) 폴리올 성분 MN-3050 100 100 100 100 100 100
멜라민 A(평균입자지름 45㎛)멜라민 B(평균입자지름 12㎛)멜라민 C(평균입자지름 85㎛) 5-- 10-- -5- -10- --5 --10
첨가형 인 함유 난연제 D-520 14 14 14 14 14 14
촉매 DABCO 33LV A-1 T-9 0.080.080.30 0.080.080.30 0.080.080.30 0.080.080.30 0.080.080.30 0.080.080.30
발포제 물 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9
실리콘 소포제 L-620 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
폴리이소시아네이트 성분코스모네이트 T-80 49.0 49.0 49.0 49.0 49. 49.0
특성 라이즈 타임(초) 83 92 89 93 86 94
밀도(kg/cm3) 27.6 28.7 27.7 28.8 27.8 28.6
통기도(ml/cm2/sec) 110 110 116 92 109 112
CAL 시험 b) (스몰더 스크리닝 시험) 잔존율(%) 판정 86.9합격 96.9합격 77.2불합격 79.6불합격 75.6불합격 79.1불합격
* 실시예 3~4 및 비교예 5~8의 각 조성물은, 인텍스 값이 105인 이소시아네이트를 갖는다.
표 3에 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 평균 입자지름 45㎛의 멜라민과 첨가형 인 함유 난연제를 난연제로서 포함하는 실시예 3및 4의 조성물에 의하면, 수득된 발포체는 뛰어난 난연성을 갖고 있고, CAL 시험 b) (스몰더 시험)에 있어서의 잔존율의 기준을 만족할 수 있었다.

Claims (6)

  1. (A) 2개 이상의 수산기를 갖는 수평균 분자량 2000~5000의 폴리에테르 폴리올을 포함하는 폴리올 성분 100중량부,
    (B) 평균 입자지름 30~60㎛의 멜라민계 난연제 3~50중량부,
    (C) 첨가형 인 함유 난연제 5~35중량부,
    (D) 촉매 0.01~2중량부,
    (E) 발포제 0.1~10중량부,
    (F) 실리콘 정포제 0.1~3중량부, 및
    (G) 이소시아네이트 인덱스가 90~120이 되는 양의 폴리이소시아네이트 성분
    을 함유하는 난연성 연질 폴리우레탄 발포체용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    폴리올 성분 중의 폴리에테르 폴리올량이, 전체 폴리올 성분량을 기준으로 70중량% 이상인
    조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    멜라민계 난연제가, 멜라민, 황산 멜라민, 폴리인산 멜라민, 시아눌산 멜라민, 멜라민 수지 및 염소화 멜라민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종인
    조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    실리콘 정포제의 표면장력이 25℃에서 20.5~22mN/m이며, 상기 실리콘 정포제의 규소 원자 함유량이 4.7중량% 이하인
    조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    첨가형 인 함유 난연제의 분자량이 350~600인
    조성물.
  6. 제 1항에 기재된 조성물에 의해 형성되는, 부피밀도가 25~50kg/m3인 난연성연질 폴리우레탄 발포체.
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