JP5049658B2 - Rigid polyurethane foam composition and rigid polyurethane foam obtained using the same - Google Patents
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Description
本発明は、硬質ポリウレタンフォーム用組成物及びこれより得られる硬質ポリウレタンフォームに係り、特に、ビル・マンション・冷凍倉庫等の建物の断熱、結露防止や、輸液パイプの断熱を目的として、吹き付け方式の発泡法(吹き付け発泡法)によって形成される硬質ポリウレタンフォーム、及び、電気冷蔵庫やパネル、内外壁材の断熱性付与を目的として、注入方式の発泡法(注入発泡法)によって形成される硬質ポリウレタンフォームの製造に有利に用いられる硬質ポリウレタンフォーム用組成物、並びに、かかる硬質ポリウレタンフォーム用組成物を、吹き付け発泡法によって、発泡・硬化せしめて得られる硬質ポリウレタンフォームに関するものである。 The present invention relates to a composition for rigid polyurethane foam and a rigid polyurethane foam obtained therefrom, and in particular, for the purpose of heat insulation of buildings such as buildings, condominiums and frozen warehouses, prevention of condensation, and heat insulation of infusion pipes. Rigid polyurethane foam formed by foaming method (spraying foaming method) and rigid polyurethane foam formed by injection method foaming method (injection foaming method) for the purpose of imparting heat insulation to electric refrigerators, panels, and inner and outer wall materials And a rigid polyurethane foam obtained by foaming and curing the rigid polyurethane foam composition by a spray foaming method.
従来より、硬質ポリウレタンフォーム(以下、単にフォームともいう)は、断熱材等として、建物や電気冷蔵庫等、各種構造物に用いられており、ポリオール成分に、発泡剤、必要に応じて、硬化触媒や難燃剤、整泡剤等の各種助剤を配合したプレミックス液(ポリオール組成物)とイソシアネート成分とを混合装置を用いて混合して調製される硬質ポリウレタンフォーム用組成物(以下、発泡性原液ともいう)を、例えば、建物や電気冷蔵庫等の断熱部位へ吹き付け又は注入し、発泡・硬化させる手法によって、製造されている。 Conventionally, rigid polyurethane foam (hereinafter, also simply referred to as foam) has been used as a heat insulating material in various structures such as buildings and electric refrigerators. A polyol component, a foaming agent, and a curing catalyst as necessary. A composition for rigid polyurethane foam prepared by mixing a premix liquid (polyol composition) containing various auxiliaries such as flame retardant and foam stabilizer with an isocyanate component using a mixing device (hereinafter, foaming property). For example, it is manufactured by a method of spraying or injecting an undiluted solution) into a heat insulating part such as a building or an electric refrigerator, and foaming and curing.
そして、かかる発泡性原液には、発泡剤として、成層圏オゾン層の破壊という環境問題に対応した代替フロン(例えば、HFC−245fa、HFC−365mfc等)が使用されてきているのであるが、近年においては、更に、温暖化防止の観点から、ポリイソシアネート成分と水との化学反応で生成する二酸化炭素(以下、炭酸ガスという。)を、代替フロン系発泡剤の一部又は全部の代替として利用する、所謂、「水発泡法」と称される非フロン化指向の硬質ポリウレタンフォームの製造方法が提案されている(特許文献1参照)。 In such foaming stock solutions, alternative chlorofluorocarbons (for example, HFC-245fa, HFC-365mfc, etc.) corresponding to the environmental problem of destruction of the stratospheric ozone layer have been used as foaming agents. Furthermore, from the viewpoint of preventing global warming, carbon dioxide (hereinafter referred to as carbon dioxide) generated by a chemical reaction between a polyisocyanate component and water is used as a substitute for part or all of an alternative fluorocarbon foaming agent. A so-called “water foaming method” has been proposed as a method for producing a non-fluorocarbon-oriented rigid polyurethane foam (see Patent Document 1).
しかしながら、かかる水発泡法においては、減粘効果を有する代替フロンに代えて、減粘効果のない水が配合されているところから、発泡機での使用が可能な程度まで発泡性原液の粘度を低くする必要があり、通常、発泡性原液の低粘化を目的として、ポリオール成分として、ポリエーテルポリオール等の低粘性のポリオールが使用されている。このように、低粘性のポリオールを使用することにより、発泡性原液自体の粘度の低減を図り得るものの、それに相反して、発泡性原液の粘着性が低下して、被着体表面への接着性が悪化する傾向がある。特に、冬季の厳寒期等の低温環境(例えば、−5〜−15℃)下において、建物等の建設現場で、コンクリート躯体や壁面、天井、屋根等の被着体表面に、硬質ポリウレタンフォームを形成せしめると、施工後、形成されたフォームが被着体から剥離し易いという問題があった。このため、低温環境下における発泡・硬化等の反応性の低下を補うべく、吹き付け施工に先立って、被着体表面に発泡性原液を薄く吹き付ける下吹き処理を施し、発泡・硬化反応に必要な熱が低温環境下に晒された冷たい被着体に奪われないようにして、反応性の低下を防ぐ対策も行われているのであるが、下吹き処理によって作業工数が増加し、施工効率が悪くなると共に、フォームの密度も高くなるといった問題を内在するものであった。 However, in such a water foaming method, instead of substitute chlorofluorocarbon having a thinning effect, water having no thinning effect is blended, so that the viscosity of the foaming stock solution is adjusted to the extent that it can be used in a foaming machine. In general, low-viscosity polyols such as polyether polyols are used as the polyol component for the purpose of reducing the viscosity of the foamable stock solution. Thus, although the viscosity of the foamable stock solution itself can be reduced by using a low-viscosity polyol, on the contrary, the adhesiveness of the foamable stock solution is lowered and adhesion to the adherend surface is reduced. There is a tendency to deteriorate. In particular, hard polyurethane foam is applied to the surface of adherends such as concrete frames, walls, ceilings, and roofs at construction sites such as buildings under low-temperature environments (eg, -5 to -15 ° C) such as severe cold seasons in winter. When formed, there was a problem that the foam formed easily peeled off from the adherend after construction. For this reason, in order to compensate for the decrease in reactivity such as foaming / curing in a low-temperature environment, prior to spraying, the bottom surface is treated by thinly spraying the foaming stock solution on the adherend surface, which is necessary for the foaming / curing reaction. Although measures are taken to prevent the decrease in reactivity by preventing heat from being taken away by a cold adherend exposed to a low-temperature environment, the work efficiency increases due to the lower blowing treatment, and the work efficiency is improved. The problem was that the density of the foam was increased with the worsening.
加えて、水発泡法により形成されるフォームは、その表面硬度が、一般に、代替フロンを発泡剤として用いる代替フロン発泡法により形成されるフォームの表面硬度よりも高く、柔軟性に欠けるものとなっている。それ故、吹き付け施工後、かかる吹き付け面に内壁材(ボード)を貼り付ける前に実施される、タッピング処理(吹き付けフォーム表面を切削して平滑化する作業)が困難な場合があり、作業効率が低下するという問題があった。特に、低温環境下においては、初期の発泡性が悪いところから、得られるフォームは密度が高くて硬く、切削性が悪いものとなっている。 In addition, foams formed by the water foaming method generally have a surface hardness that is higher than the surface hardness of foams formed by the alternative Freon foaming method using alternative Freon as a foaming agent and lack flexibility. ing. Therefore, the tapping process (the work of cutting and smoothing the surface of the sprayed foam), which is performed after the spraying work and before the inner wall material (board) is pasted on the sprayed surface, may be difficult and the work efficiency is improved. There was a problem of lowering. In particular, in a low temperature environment, the foam obtained is high in density and hard due to poor initial foamability, and has poor machinability.
また一方、硬質ポリウレタンフォームにおいては、施工現場におけるフォーム火災の発生・類焼防止の観点から、耐熱・難燃化が強く求められている。このため、耐熱・難燃化を図るべく、例えば、ポリオール成分として、ポリエステルポリオール等の耐熱性を有するポリオールを採用したり、燐酸系難燃剤等の難燃剤を使用したり、或いは、硬化触媒であるウレタン化触媒と共に、イソシアヌレート化触媒(以下、ヌレート化触媒という)を用いて、得られるポリウレタン中に新たな架橋構造(イソシアヌレート構造)を導入する等、各種の対策が講じられてきている。かかるヌレート化触媒としては、特許文献2〜5には、脂肪酸アルカリ金属塩が、例示されているのであるが、かかる脂肪酸アルカリ金属塩を、起泡剤として用いることについては、何等明らかにされてはいない。 On the other hand, in the case of rigid polyurethane foams, heat resistance and flame resistance are strongly demanded from the viewpoint of foam fires at the construction site and prevention of similar firing. For this reason, in order to achieve heat resistance and flame retardancy, for example, as the polyol component, a polyol having heat resistance such as polyester polyol is used, a flame retardant such as a phosphoric acid flame retardant is used, or a curing catalyst is used. Various measures have been taken, such as introducing a new cross-linked structure (isocyanurate structure) into the obtained polyurethane using an isocyanurate catalyst (hereinafter referred to as a nurate catalyst) together with a certain urethanization catalyst. . As such a nurating catalyst, Patent Documents 2 to 5 exemplify fatty acid alkali metal salts. However, it is clarified that the fatty acid alkali metal salt is used as a foaming agent. No.
また、特許文献6には、水を発泡剤源として使用する硬質ポリウレタンフォームの製造方法が提案され、そこでは、ポリイソシアネートと水との反応を促進させるために、アミン系泡化触媒が用いられている。更に、特許文献7には、水とポリイソシアネートとの反応で生成する炭酸ガスを発泡剤とする完全水発泡の硬質ポリウレタンフォームが提案され、そこでは、人体への有害性が指摘されている、例えばオクチル酸鉛、ナフテン酸鉛等の鉛系触媒に代わる触媒として、有機酸ビスマス塩が有効であることが、明らかにされている。また、特許文献8には、防水材、床材、シーリング材等に用いられる非発泡性のポリウレタン組成物が提案され、そこでは、触媒として、有機酸ビスマス塩と、脂肪酸アルカリ金属塩又は脂肪酸アルカリ土類金属塩と、塩基性化合物との併用が、有用であることが明らかにされている。しかしながら、これらの公報には、厳寒期等の低温環境下において、水発泡法を行う際に惹起される上記諸問題について、何等の検討もなされてはいないのである。 Patent Document 6 proposes a method for producing a rigid polyurethane foam using water as a foaming agent source, in which an amine-based foaming catalyst is used to promote the reaction between polyisocyanate and water. ing. Furthermore, Patent Document 7 proposes a completely water-foamed rigid polyurethane foam using carbon dioxide gas generated by the reaction of water and polyisocyanate as a foaming agent, where the harmfulness to the human body is pointed out. For example, it has been clarified that bismuth organic acid salts are effective as catalysts instead of lead-based catalysts such as lead octylate and lead naphthenate. Patent Document 8 proposes a non-foaming polyurethane composition for use in waterproofing materials, flooring materials, sealing materials, etc., in which an organic acid bismuth salt and a fatty acid alkali metal salt or fatty acid alkali are used as a catalyst. Combinations of earth metal salts and basic compounds have been found useful. However, these publications do not discuss any of the above-mentioned problems caused when the water foaming method is performed in a low temperature environment such as a severe cold season.
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、水を発泡剤源として用いる硬質ポリウレタンフォーム用組成物において、低温環境(例えば、−5〜−15℃)下における初期の発泡性及び被着体への接着性を高めて、フォームの低密度化及び被着体からのフォームの剥離防止を実現し得ると共に、得られる硬質ポリウレタンフォームに適度な柔軟性を付与して、施工後(発泡・硬化後)の切削加工における作業効率を向上せしめることが可能な硬質ポリウレタンフォーム用組成物、並びに、かかる硬質ポリウレタンフォーム用組成物を、吹き付け発泡法により、発泡及び硬化せしめてなる硬質ポリウレタンフォームを提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background of such circumstances, and the problem to be solved is that in a composition for rigid polyurethane foam using water as a foaming agent source, a low temperature environment (for example, -5 to -15 [deg.] C.) to improve the initial foamability and adhesion to the adherend, and to achieve low density of the foam and prevention of foam peeling from the adherend, A composition for rigid polyurethane foam capable of imparting appropriate flexibility to polyurethane foam and improving work efficiency in cutting after foaming (after foaming and curing), and a composition for such rigid polyurethane foam Another object of the present invention is to provide a rigid polyurethane foam which is foamed and cured by a spray foaming method.
そして、本発明者が、上記課題を解決するために、厳寒期における水発泡法に有用な硬質ポリウレタンフォーム用組成物(発泡性原液)について鋭意検討を重ねた結果、特定の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩が有する石鹸機能による起泡化と、ポリオール成分として、反応活性の高いマンニッヒ系ポリオールを所定の割合で含有せしめることによる硬化(樹脂化)の促進と、アミン系泡化触媒による炭酸ガスの生成の早期化とが、相互に作用し合うことにより、初期の発泡性が改善されて、上述の如き課題が悉く解決されることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 And in order to solve the said subject, this inventor repeated the earnest examination about the composition for hard polyurethane foams (foamable undiluted | stock solution) useful for the water foaming method in a severe cold season, As a result of specific aliphatic carboxylic acid Foaming due to the soap function of alkali metal salts, acceleration of curing (resinification) by containing a highly reactive Mannich polyol as a polyol component at a predetermined ratio, and carbon dioxide gas by an amine foaming catalyst It was found that the early foaming property is improved by the interaction between the early generation of the compound and the initial problem of foaming, and the above-mentioned problems are solved. Thus, the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、(A)ポリイソシアネート成分と、(B)マンニッヒ系ポリオールを50質量%以上の割合で含有するポリオール成分と、(C)水と、(D)炭素数12〜18の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の起泡剤と、(E)前記ポリイソシアネート成分と前記水との反応を促進せしめるアミン系泡化触媒と、を含むことを特徴とする硬質ポリウレタンフォーム用組成物を、その要旨とするものである。 That is, the present invention includes (A) a polyisocyanate component, (B) a polyol component containing a Mannich polyol in a proportion of 50% by mass or more, (C) water, and (D) a fat having 12 to 18 carbon atoms. Comprising at least one foaming agent selected from the group consisting of alkali metal salts of group carboxylic acids, and (E) an amine-based foaming catalyst that promotes the reaction between the polyisocyanate component and the water. The gist of the composition for rigid polyurethane foam is as follows.
なお、かかる本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物の好ましい態様によれば、前記ポリオール成分中に占めるマンニッヒ系ポリオールの割合が、70質量%以上、更には、80質量%以上とされる。 In addition, according to the preferable aspect of the composition for rigid polyurethane foams according to this invention, the ratio of the Mannich-type polyol in the said polyol component shall be 70 mass% or more, Furthermore, 80 mass% or more.
また、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物における別の好ましい態様の一つによれば、前記ポリオール成分が、グリセリン系ポリエーテルポリオールを含有している。 Moreover, according to one of the other preferable aspects in the composition for rigid polyurethane foams according to this invention, the said polyol component contains the glycerol polyether polyol.
さらに、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物における望ましい態様の一つによれば、前記ポリオール成分が、更にグリコール系ポリエーテルポリオールを含有している。 Furthermore, according to one of the desirable aspects in the composition for rigid polyurethane foams according to this invention, the said polyol component contains glycol type polyether polyol further.
加えて、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物の別の好ましい態様によれば、前記起泡剤として、前記脂肪族カルボン酸のカリウム塩が採用され得るのであり、また、かかる前記脂肪族カルボン酸のカリウム塩としては、リシノール酸カリウム、ヒマシ油脂肪酸カリウム及びオレイン酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種が、好適に採用され得る。 In addition, according to another preferred embodiment of the composition for rigid polyurethane foam according to the present invention, a potassium salt of the aliphatic carboxylic acid can be employed as the foaming agent, and the aliphatic carboxylic acid As the potassium salt, at least one selected from the group consisting of potassium ricinoleate, potassium castor oil fatty acid and potassium oleate can be suitably employed.
また、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物の別の好ましい態様の一つによれば、硬化触媒として、有機酸ビスマス塩が更に含有せしめられる。 According to another preferred embodiment of the rigid polyurethane foam composition according to the present invention, an organic acid bismuth salt is further contained as a curing catalyst.
さらに、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物の望ましい態様の一つによれば、燐酸系難燃剤及び/又はシリコーン系界面活性剤が更に含有せしめられる。 Furthermore, according to one of the desirable embodiments of the composition for rigid polyurethane foam according to the present invention, a phosphoric acid-based flame retardant and / or a silicone-based surfactant is further contained.
そして、本発明においては、上述せる如き硬質ポリウレタンフォーム用組成物を、吹き付け発泡法により、発泡及び硬化せしめてなる硬質ポリウレタンフォームをも、その要旨とするものである。 The gist of the present invention is also a rigid polyurethane foam obtained by foaming and curing a composition for a rigid polyurethane foam as described above by a spray foaming method.
このように、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物においては、上記(A)〜(E)の各構成成分が、組み合わされて用いられているところから、各構成成分による効果が相俟って、低温環境下で水発泡法を行っても、初期の発泡性が有利に高められ、フォームを低密度化することができ、これにより、従来の如き下吹き処理を省くことが可能となって、施工効率を向上せしめることができると共に、被着体への接着性が有利に高められ、被着体からのフォームの剥離が効果的に防止され得ると共に、得られる硬質ポリウレタンフォームに適度な柔軟性が付与されて、換言すれば、硬質ポリウレタンフォームの表面硬度が低くなって、切削作業性も有利に向上せしめられる。 Thus, in the composition for rigid polyurethane foams according to the present invention, since the constituent components (A) to (E) are used in combination, the effects of the constituent components are combined. Even if the water foaming method is performed in a low temperature environment, the initial foamability can be advantageously increased, and the foam can be reduced in density, which makes it possible to omit the conventional bottom blowing treatment. The construction efficiency can be improved, the adhesion to the adherend can be advantageously enhanced, the foam can be effectively prevented from peeling off the adherend, and the resulting rigid polyurethane foam can be softened moderately. In other words, the surface hardness of the rigid polyurethane foam is lowered and the cutting workability is advantageously improved.
しかも、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物にあっては、ポリオール成分として、マンニッヒ系ポリオールを50質量%以上の割合において含有しているところから、得られる硬質ポリウレタンフォームの難燃性も有利に高められるのである。 Moreover, in the composition for rigid polyurethane foam according to the present invention, since the Mannich polyol is contained in a proportion of 50% by mass or more as a polyol component, the flame resistance of the obtained rigid polyurethane foam is also advantageous. It is enhanced.
加えて、本発明に従う硬質ポリウレタンフォームにあっては、上述せる如き硬質ポリウレタンフォーム用組成物を、吹き付け発泡法により、発泡及び硬化せしめてなるものであるところから、上述せる如き種々の効果を享受することができ、低温環境下で施工されたものであっても、被着体からの剥離が有利に防止され得ると共に、表面硬度も適度に低下せしめられ、切削加工の作業性にも優れたものとなっている。 In addition, in the rigid polyurethane foam according to the present invention, the composition for a rigid polyurethane foam as described above is foamed and cured by the spray foaming method, and thus, various effects as described above are enjoyed. Even if it is constructed in a low temperature environment, peeling from the adherend can be advantageously prevented, and the surface hardness is moderately reduced, and the workability of the cutting process is excellent. It has become a thing.
なお、本発明において、上述せる如き優れた効果が発現される理由は、充分に解明されてはいないものの、本発明者の推察によれば、起泡剤と水とが混合・接触されることによって生じる発泡性原液の物理的な泡立ちによって、発泡性原液と被着体との接触が可及的に防止される。つまり、発泡性原液を被着体表面に吹き付けると、吹き付けられた被着体表面で発泡性原液が物理的に泡立ち、発泡性原液と被着体との接触量が可及的に低減され得る。これにより、発泡性原液に配合された反応活性の高いマンニッヒ系ポリオールとアミン系泡化触媒とによって促進される、硬化反応(樹脂化)及び泡化反応(炭酸ガスの生成)で生じた反応熱が、低温環境下に晒された被着体へ移行して被着体に奪われるようなことが有利に防止されるようになる。その結果、生じた反応熱は、更なる硬化反応及び泡化反応に利用され得て、初期の発泡性を改善せしめることができることから、初期発泡段階における硬化反応と泡化反応とのバランスが極めて良好に保たれるようになる。従って、発泡性原液を低温環境下の被着体に吹き付ける際の、初期の発泡状態や被着体への接着性が極めて効果的に改善され、水発泡法にも拘わらず、被着体からのフォームの剥離が有利に防止され得ると共に、フォームの密度も低下し、施工コストの低減(発泡性原液の使用量の低減)のみならず、適度な表面硬度乃至は柔軟性を有するフォームが得られるようになる。これにより、低温環境下で吹き付け発泡を行っても、得られるフォームの切削加工は容易となり、また下吹き作業も不要となって、施工効率も顕著に改善され得るのである。 In the present invention, the reason why the above-described excellent effects are manifested is not fully elucidated, but according to the inventor's inference, the foaming agent and water are mixed and contacted. Due to physical foaming of the foamable stock solution caused by the above, contact between the foamable stock solution and the adherend is prevented as much as possible. That is, when the foamable concentrate is sprayed on the surface of the adherend, the foamable concentrate is physically foamed on the sprayed adherend surface, and the amount of contact between the foamable concentrate and the adherend can be reduced as much as possible. . The reaction heat generated by the curing reaction (resinification) and the foaming reaction (generation of carbon dioxide gas) promoted by the highly reactive Mannich polyol and amine-based foaming catalyst blended in the foaming stock solution. However, it is advantageously prevented from shifting to the adherend exposed to a low temperature environment and being taken away by the adherend. As a result, the generated heat of reaction can be used for further curing reaction and foaming reaction, and the initial foamability can be improved. Therefore, the balance between the curing reaction and the foaming reaction in the initial foaming stage is extremely high. It will be kept good. Therefore, when the foaming stock solution is sprayed on the adherend in a low temperature environment, the initial foaming state and the adhesion to the adherend are extremely effectively improved. The foam can be advantageously prevented from being peeled off, the foam density is reduced, and not only the construction cost is reduced (the amount of foaming concentrate used is reduced), but also a foam having an appropriate surface hardness or flexibility. Be able to. As a result, even if blowing and foaming is performed in a low temperature environment, it is easy to cut the foam obtained, and no bottom blowing work is required, so that the construction efficiency can be remarkably improved.
以下、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物及びこれを用いて得られる硬質ポリウレタンフォームについて詳細に説明することとする。 Hereinafter, the rigid polyurethane foam composition according to the present invention and the rigid polyurethane foam obtained by using the composition will be described in detail.
まず、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物は、上述したように、少なくとも、(A)ポリイソシアネート成分と、(B)マンニッヒ系ポリオールを50質量%以上の割合で含有するポリオール成分と、(C)水と、(D)炭素数12〜18の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の起泡剤と、(E)前記ポリイソシアネート成分と前記水との反応を促進せしめるアミン系泡化触媒を、含有するものである。 First, as described above, the composition for rigid polyurethane foam according to the present invention includes at least (A) a polyisocyanate component, (B) a polyol component containing a Mannich polyol in a proportion of 50% by mass or more, and (C And (D) at least one foaming agent selected from the group consisting of alkali metal salts of aliphatic carboxylic acids having 12 to 18 carbon atoms, and (E) a reaction between the polyisocyanate component and the water. An amine-based foaming catalyst to be promoted is contained.
そして、硬質ポリウレタンフォーム用組成物の構成成分のうち、(A)ポリイソシアネート成分としては、分子中に2個以上のイソシアネート基(NCO基)を有するイソシアネート化合物であれば、特に限定されず、従来から公知の各種のポリイソシアネートが適宜に選択されて用いられることとなる。そして、そのようなポリイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(クルードMDI)、トリレンジイソシアネート、ポリトリレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネートの他、上記ポリイソシアネートを用いたイソシナネート基末端プレポリマー(ウレタンプレポリマー)や、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体、カルボジイミド変性体等を挙げることができ、これらのポリイソシアネートは、単独で用いられてもよく、或いは、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。 Of the constituent components of the rigid polyurethane foam composition, the (A) polyisocyanate component is not particularly limited as long as it is an isocyanate compound having two or more isocyanate groups (NCO groups) in the molecule. Thus, various known polyisocyanates are appropriately selected and used. Examples of such polyisocyanates include diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenylene polyisocyanate (crude MDI), tolylene diisocyanate, polytolylene polyisocyanate, xylylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, and other aromatic polyisocyanates, hexamethylene. In addition to aliphatic polyisocyanates such as diisocyanates, cycloaliphatic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate, isocyaninate group-terminated prepolymers (urethane prepolymers) using the above polyisocyanates, isocyanurate modified carbodiimide modified products of polyisocyanate, etc. These polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more. It may be used in the I.
一方、本発明において用いられる(B)ポリオール成分としては、各種ポリオールの中でも、反応活性が高く、且つ、難燃化に有効なマンニッヒ系ポリオールを少なくとも50質量%以上の割合において含有するもの、換言すれば、ポリオール成分中に、マンニッヒ系ポリオールが50〜100質量%の割合で含有せしめられたものが用いられるのであり、これにより、低温環境下における反応が効果的に高められて、吹き付け直後の発泡性(初期の発泡性)や建築躯体等の被着体界面部での硬化性が向上せしめられて、被着体への接着性が効果的に改善せしめられると共に、得られる硬質ポリウレタンフォームの難燃性乃至は耐火性も有利に高められる。中でも、ポリオール成分中に占めるマンニッヒ系ポリオールの割合が、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上であるものを採用すると、施工性と難燃性とが更に向上せしめられる。 On the other hand, as the polyol component (B) used in the present invention, among various polyols, those containing a Mannich polyol having a high reaction activity and effective for flame retardancy in a proportion of at least 50% by mass or more. In this case, the polyol component contains a Mannich polyol in a proportion of 50 to 100% by mass, which effectively enhances the reaction in a low-temperature environment, and immediately after spraying. The foamability (initial foamability) and curability at the interface of adherends such as building enclosures are improved, and the adhesion to the adherend is effectively improved. Flame retardancy or fire resistance is also advantageously increased. Among them, when the ratio of the Mannich polyol in the polyol component is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, the workability and the flame retardancy are further improved.
ここにおいて、マンニッヒ系ポリオールとは、マンニッヒ反応を利用して得られる分子中に2個以上の水酸基を有するマンニッヒ縮合物、又は該マンニッヒ縮合物にアルキレンオキサイドを付加させたマンニッヒ系ポリエーテルポリオール、又はこれらの混合物である。これらの中でも、フェノール類とアルデヒド類と第二級アミン類を反応させたマンニッヒ縮合物、又は該マンニッヒ縮合物にアルキレンオキサイドを付加させたマンニッヒ系ポリエーテルポリオール等、フェノール類ベースのマンニッヒ系ポリオールが好ましい。このような好ましいマンニッヒ系ポリオールの具体例としては、前者には、特開平10−298258号公報に記載の手法に基づいて製造されるマンニッヒ縮合物を挙げることができ、また、後者には、商業的に入手することが可能なマンニッヒ系ポリエーテルポリオールである、例えば、旭硝子社製EXCENOL−200R、EXCENOL−400R、EXCENOL−FB800(商品名)等を挙げることができる。 Here, the Mannich polyol is a Mannich condensation product having two or more hydroxyl groups in a molecule obtained by utilizing a Mannich reaction, or a Mannich polyether polyol obtained by adding an alkylene oxide to the Mannich condensation product, or It is a mixture of these. Among these, Mannich polyols based on phenols, such as Mannich condensation products obtained by reacting phenols, aldehydes and secondary amines, or Mannich polyether polyols obtained by adding alkylene oxide to the Mannich condensation products, preferable. Specific examples of such preferred Mannich polyols include Mannich condensation products produced based on the method described in JP-A-10-298258, and the latter include commercial products. Examples thereof include Mannich polyether polyols that can be obtained in the public domain, such as EXCENOL-200R, EXCENOL-400R, and EXCENOL-FB800 (trade name) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
そして、このようなマンニッヒ系ポリオールとしては、水酸基価が300〜800mg−KOH/gであり、25℃における粘度が500〜7000mPa・sであるマンニッヒ系ポリオールが、より一層好適に用いられる。また、マンニッヒ系ポリオールの中でも、フェノール系マンニッヒ縮合物は、マンニッヒ系ポリエーテルポリオールに比べて、反応活性及び難燃性の点で優れるものの、粘度が高いところから、水発泡法における施工性を重視すると、マンニッヒ系ポリエーテルポリオールが、より好適である。 As such a Mannich polyol, a Mannich polyol having a hydroxyl value of 300 to 800 mg-KOH / g and a viscosity at 25 ° C. of 500 to 7000 mPa · s is more preferably used. Among Mannich polyols, phenolic Mannich condensation products are superior in terms of reaction activity and flame retardancy compared to Mannich polyether polyols, but because of their high viscosity, emphasis is placed on workability in the water foaming method. Then, Mannich polyether polyol is more suitable.
ところで、(B)ポリオール成分は、上述せる如きマンニッヒ系ポリオールのみ(ポリオール成分中に占めるマンニッヒ系ポリオールの割合:100質量%)にて構成することも可能であるが、マンニッヒ系ポリオールの割合が上述の如き範囲内において、他のポリオールを組み合わせたものが、好適に採用される。この場合、併用するポリオールとしては、分子中に2個以上の水酸基を有する化合物であれば、特に限定されるものではないものの、フォームの物性(接着性や難燃性)向上、発泡性原液の硬化性改善、ポリオール成分の低粘度化等、目的に応じたポリオールを選択することが望ましい。 By the way, the (B) polyol component can be composed of only the Mannich polyol as described above (the ratio of the Mannich polyol in the polyol component: 100% by mass). In such a range, a combination of other polyols is preferably employed. In this case, the polyol used in combination is not particularly limited as long as it is a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule, but the foam physical properties (adhesiveness and flame retardancy) are improved, It is desirable to select a polyol according to the purpose such as improving curability and reducing the viscosity of the polyol component.
なお、上記の併用されるポリオールとしては、例えば、グリセリン系、ソルビトール系、エチレンジアミン系、トリレンジアミン系、フェノール樹脂系、グリコール系等の各種ポリエーテルポリオールを挙げることができ、これらは、目的に応じて適宜に選択され、マンニッヒ系ポリオール以外のポリオール成分として、単独で用いられてもよく、或いは、2種以上が併用されてもよい。それらポリエーテルポリオールの中でも、特に、グリセリン系ポリエーテルポリオールは、低温での接着性改善に有効であり、また、グリコール系ポリエーテルポリオールは、発泡性原液の粘度を水発泡法に適した粘度に調整するための粘度調節剤として有効であるところから、好適に採用され得る。つまり、ポリオール成分としては、各種の組合せの中でも、マンニッヒ系ポリオール及びグリセリン系ポリエーテルポリオールを組み合わせたもの(2種類のポリオールの混合物)が好適に用いられるのであり、更に好ましくは、マンニッヒ系ポリオール、グリセリン系ポリエーテルポリオール及びグリコール系ポリエーテルポリオールを組み合わせたもの(3種類のポリオールの混合物)が、施工性の観点から、より一層有利に用いられるのである。 Examples of the polyol used in combination include various polyether polyols such as glycerin-based, sorbitol-based, ethylenediamine-based, tolylenediamine-based, phenolic resin-based, glycol-based, etc. Depending on the choice, the polyol component other than the Mannich polyol may be used alone or in combination of two or more. Among these polyether polyols, in particular, glycerin-based polyether polyols are effective for improving adhesiveness at low temperatures, and glycol-based polyether polyols have a viscosity suitable for the water foaming method. Since it is effective as a viscosity modifier for adjusting, it can be suitably employed. That is, as the polyol component, among various combinations, a combination of a Mannich polyol and a glycerin polyether polyol (a mixture of two kinds of polyols) is preferably used, and more preferably, a Mannich polyol, A combination of glycerin-based polyether polyol and glycol-based polyether polyol (a mixture of three types of polyols) is more advantageously used from the viewpoint of workability.
ここにおいて、上記グリセリン系ポリエーテルポリオールとしては、水酸基価が20〜100mg−KOH/gであり、25℃における粘度が200〜2000mPa・sであるものが、より一層好適に用いられるのであり、市販品としては、例えば、旭硝子社製EXCENOL−3030(商品名)や、ADEKA社製G3000B(商品名)等を挙げることができる。また一方、上記グリコール系ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール類であるジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリプロピレングリコール類であるジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール等を例示することができる。これらは、単独で或いは2種以上を併用することが可能である。 Here, as the glycerin-based polyether polyol, those having a hydroxyl value of 20 to 100 mg-KOH / g and a viscosity at 25 ° C. of 200 to 2000 mPa · s are more suitably used, and are commercially available. As an article, Asahi Glass Co., Ltd. EXCENOL-3030 (brand name), ADEKA G3000B (brand name), etc. can be mentioned, for example. On the other hand, examples of the glycol-based polyether polyol include polyethylene glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and polypropylene glycols such as dipropylene glycol, tripropylene glycol, and tetrapropylene glycol. . These can be used alone or in combination of two or more.
そして、上記(A)ポリイソシアネート成分と、(B)ポリオール成分との配合割合は、フォームの種類(ポリウレタン、イソシアヌレート変性ポリウレタン、ウレタン変性ポリイソシアヌレート、ポリイソシアヌレート)や、後述する水の配合量、物性等に応じて適宜に選択され、一般に、イソシアネート基の数と水酸基の数の比率を示すNCO/OHインデックス(当量比)が0.8〜3.0程度の範囲で設定されるが、ポリウレタン型の場合には、0.8〜1.3程度、また、イソシアヌレート型の場合には、1.3〜3.0程度の範囲とされる。 The blending ratio of the (A) polyisocyanate component and the (B) polyol component is determined depending on the type of foam (polyurethane, isocyanurate-modified polyurethane, urethane-modified polyisocyanurate, polyisocyanurate), and water blending described later. The NCO / OH index (equivalent ratio) indicating the ratio of the number of isocyanate groups to the number of hydroxyl groups is generally set in the range of about 0.8 to 3.0, depending on the amount, physical properties and the like. In the case of the polyurethane type, the range is about 0.8 to 1.3, and in the case of the isocyanurate type, the range is about 1.3 to 3.0.
また、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物の他の構成成分の一つである(C)水は、ポリイソシアネート成分との反応によって、発泡剤として機能する炭酸ガスを発生させる発泡剤源である。本発明においては、後述する(E)アミン系泡化触媒の触媒作用によって、かかる水とポリイソシアネート成分との反応が促進されるため、炭酸ガスの早期の発生が達成され得る。なお、水の配合量は、所望とするフォーム密度に応じて適宜に設定されるが、1質量部未満の場合には、炭酸ガスの発生量が十分ではなく、フォーム密度が高くなって、施工コストがアップする一方、10質量部を超える場合には、フォーム密度が極端に低下して、フォームの脆弱化を惹起するおそれがあるところから、通常、ポリオール成分の100質量部に対して、1〜10質量部の範囲で、好ましくは2〜8質量部、より好ましくは3〜7質量部の範囲で適宜に設定され得る。 In addition, water (C), which is one of the other components of the rigid polyurethane foam composition according to the present invention, is a foaming agent source that generates carbon dioxide gas that functions as a foaming agent by reaction with the polyisocyanate component. . In the present invention, the reaction between the water and the polyisocyanate component is promoted by the catalytic action of the (E) amine-based foaming catalyst described later, so that early generation of carbon dioxide gas can be achieved. The amount of water is appropriately set according to the desired foam density. However, when the amount is less than 1 part by mass, the amount of carbon dioxide generated is not sufficient, and the foam density becomes high. On the other hand, when the amount exceeds 10 parts by mass, the foam density is extremely lowered and may cause weakening of the foam. It can be appropriately set in the range of 10 to 10 parts by mass, preferably 2 to 8 parts by mass, more preferably 3 to 7 parts by mass.
さらに、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物の別の構成成分の一つである(D)起泡剤としては、高い起泡性と良好な泡安定性を併せ持つもの、いわゆる石鹸機能に優れているものが望ましく、本発明においては、炭素数が12〜18である脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種、或いは2種以上を組み合わせたものが採用される。このような特定の起泡剤を用いることによって、低温環境下における初期の発泡性や、被着体への接着性が有利に改善され得るようになる。より具体的には、かかる起泡剤が、発泡性原液中に含有される水と接触し、吹き付けられた被着体表面で泡化することによって、上記水とイソシアネート成分との反応で炭酸ガスが発生するまでの間、低温環境下に晒された冷たい被着体表面に発泡性原液が接触して発泡性原液内で発生する反応熱が奪われるようなことが防止され、その反応熱を発泡性原液の泡化や硬化反応に有効に利用することが可能となり、これにより、泡化や硬化がバランス良く促進せしめられて、発泡性原液を低温環境下の被着体に吹き付ける際の、初期の発泡状態や被着体への接着性が極めて効果的に改善され得るようになるのである。なお、かかる起泡剤の炭素数が上記範囲に満たない場合や上記範囲を超える場合には、起泡力とその保持力が不十分なものとなって、所望とする効果を得ることができなくなる。 Furthermore, as the foaming agent (D) which is one of the other components of the composition for rigid polyurethane foam according to the present invention, the foaming agent having both high foaming property and good foam stability, so-called soap function is excellent. In the present invention, at least one selected from the group consisting of alkali metal salts of aliphatic carboxylic acids having 12 to 18 carbon atoms, or a combination of two or more types is employed. By using such a specific foaming agent, the initial foamability in a low temperature environment and the adhesion to an adherend can be advantageously improved. More specifically, such a foaming agent comes into contact with water contained in the foaming stock solution and foams on the surface of the sprayed adherend, whereby carbon dioxide gas is produced by the reaction between the water and the isocyanate component. Until this occurs, it is prevented that the foaming stock solution comes into contact with the cold adherend surface exposed to a low temperature environment and the reaction heat generated in the foaming stock solution is taken away. It becomes possible to effectively use the foaming stock solution for foaming and curing reaction, thereby promoting foaming and curing in a well-balanced manner, and when blowing the foaming stock solution to the adherend in a low temperature environment, The initial foamed state and the adhesion to the adherend can be improved extremely effectively. In addition, when the carbon number of the foaming agent is less than the above range or exceeds the above range, the foaming force and the holding force thereof are insufficient, and a desired effect can be obtained. Disappear.
また、上記起泡剤が、前述せる如きマンニッヒ系ポリオールや後述するアミン系泡化触媒等と組み合わされて用いられることにより、低温環境下で水発泡法による吹き付け発泡を行っても、フォームの発泡倍率を高くすることが可能となり、以て、フォーム全体の密度を有利に低下せしめることができる。その結果、フォーム表面にあるスキン層の硬度が下がって、柔軟性が上がり、施工後の切削作業の効率が高められるといった効果も享受され得るようになる。 Further, the foaming agent is used in combination with a Mannich polyol as described above, an amine foaming catalyst described later, etc. The magnification can be increased, and the density of the entire foam can be advantageously reduced. As a result, the hardness of the skin layer on the foam surface is lowered, the flexibility is increased, and the effect of increasing the efficiency of the cutting work after the construction can be enjoyed.
ここにおいて、上記起泡剤として使用される炭素数(炭素原子数)12〜18の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩としては、例えば、脂肪酸ナトリウム塩(固形石鹸)や脂肪酸カリウム塩(液体石鹸)を挙げることができ、中でも、水発泡法への適応性を考慮すると、ポリオール成分や水への溶解性乃至は混合性が良好であるものが望ましく、脂肪酸カリウム塩がより好適に用いられる。更に、かかる脂肪酸カリウム塩の好適な例としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸等のカリウム塩、及びヒマシ油脂肪酸カリウム(主成分:リシノール酸カリウム)等を挙げることができ、これらの中でも、特に、オレイン酸カリウム、リシノール酸カリウム、及びリシノール酸カリウムを主成分とするヒマシ油脂肪酸カリウムにあっては、優れた石鹸機能を有し、低温環境下の被着体表面上で良好に泡化するところから、より一層好適に用いられる。なお、上記脂肪酸カリウム塩は、ヌレート化触媒として、従来よりポリウレタンフォームの製造に用いられているのであるが、本発明においては、所定の脂肪酸カリウム塩の優れた起泡力が、他の構成成分による反応促進効果と相俟って、初期の発泡性や被着体への接着性等が、効果的に改善されるようになっているのである。 Here, as an alkali metal salt of an aliphatic carboxylic acid having 12 to 18 carbon atoms (carbon atoms) used as the foaming agent, for example, fatty acid sodium salt (solid soap) or fatty acid potassium salt (liquid soap) Among them, in view of adaptability to the water foaming method, those having good solubility or mixing in the polyol component or water are desirable, and the fatty acid potassium salt is more preferably used. Furthermore, suitable examples of such fatty acid potassium salts include potassium salts such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, ricinoleic acid, and castor oil fatty acid potassium (main component: Among these, potassium oleate, potassium ricinoleate, and castor oil fatty acid potassium mainly composed of potassium ricinoleate have an excellent soap function. In view of the fact that foaming is satisfactorily formed on the surface of the adherend in a low-temperature environment, it is more preferably used. In addition, although the said fatty acid potassium salt is conventionally used for manufacture of a polyurethane foam as a nurating catalyst, in this invention, the outstanding foaming power of the predetermined fatty acid potassium salt is another component. Combined with the reaction promoting effect of the above, the initial foamability, adhesion to the adherend, and the like are effectively improved.
そして、上記起泡剤は、一般に、ポリオール成分の100質量部に対して、0.01〜5質量部となる割合で配合され、好ましくは0.1〜3質量部、より好ましくは0.1〜2質量部、更に好ましくは0.3〜1質量部の範囲で配合される。なお、かかる配合量が、ポリオール成分の100質量部に対して、0.01質量部未満では、充分な起泡効果を得ることができず、逆に、5質量部を超えても、起泡作用の更なる向上を図り得ず、経済的ではない。 And generally the said foaming agent is mix | blended in the ratio used as 0.01-5 mass parts with respect to 100 mass parts of a polyol component, Preferably it is 0.1-3 mass parts, More preferably, it is 0.1. ˜2 parts by mass, more preferably 0.3 to 1 part by mass. If the blending amount is less than 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol component, a sufficient foaming effect cannot be obtained. The effect cannot be further improved, and it is not economical.
また、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物の更に別の構成成分の一つである(E)アミン系泡化触媒は、上記ポリイソシアネート成分と水との反応を促進する触媒であって、泡化反応における炭酸ガスの発生時期を早めて、上述の如き各成分を含有する発泡性原液の硬化(樹脂化)反応と泡化反応の良好なバランスを実現するためのものである。このようなアミン系泡化触媒としては、例えば、トリエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N′−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール等を挙げることができ、これらは、単独で或いは2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、作業者や環境への悪影響を考慮すると、上記ポリイソシアネート成分と反応してポリウレタンの構造中に組み込まれる、分子中に水酸基を1個以上有する反応型アミン系泡化触媒(例えば、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N′−トリメチルアミノエチルエタノールアミン)が、アミン系化合物に起因する臭気の発生を防止する点から、好適に用いられるのであり、特に、アミン系泡化触媒中に占める反応型アミン系泡化触媒の割合が、90〜100質量%とされることが望ましい。 Further, (E) the amine foaming catalyst which is one of the other components of the composition for rigid polyurethane foam according to the present invention is a catalyst for promoting the reaction between the polyisocyanate component and water, This is for advancing the generation time of carbon dioxide gas in the liquefaction reaction and realizing a good balance between the curing (resinization) reaction and the foaming reaction of the foamable stock solution containing each component as described above. Examples of such amine-based foaming catalysts include triethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, bis (dimethylaminoethyl) ether, N, N, N′-trimethylaminoethylethanolamine, N, N-dimethylaminoethoxyethanol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, considering adverse effects on workers and the environment, a reactive amine-based foaming catalyst having at least one hydroxyl group in the molecule that reacts with the polyisocyanate component and is incorporated into the polyurethane structure (for example, N, N-dimethylaminoethoxyethanol, N, N, N′-trimethylaminoethylethanolamine) are preferably used from the viewpoint of preventing the generation of odor caused by amine compounds, and particularly amine-based compounds. The ratio of the reactive amine-based foaming catalyst in the foaming catalyst is preferably 90 to 100% by mass.
なお、上記アミン系泡化触媒の配合量は、使用するアミン系泡化触媒の触媒活性に応じて適宜に設定され、一般に、ポリオール成分の100質量部に対して、1〜20質量部の範囲で設定されるが、好ましくは3〜15質量部、より好ましくは3〜10質量部とされる。かかる配合量が、1質量部未満の場合には、泡化反応での触媒効果を十分に得ることができず、逆に、20質量部を超えても、触媒効果の更なる向上を図り得ず、経済的ではない。 In addition, the compounding quantity of the said amine type foaming catalyst is suitably set according to the catalyst activity of the amine type foaming catalyst to be used, and generally it is the range of 1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of a polyol component. However, it is preferably 3 to 15 parts by mass, more preferably 3 to 10 parts by mass. If the blending amount is less than 1 part by mass, the catalytic effect in the foaming reaction cannot be sufficiently obtained. Conversely, even if it exceeds 20 parts by mass, the catalytic effect can be further improved. It is not economical.
また、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物には、有利には、ウレタン化触媒やヌレート化触媒等の硬化触媒が、上述せる如き各成分(A)〜(E)と共に配合され得るのであり、これにて、上記各成分(A)〜(E)を組み合わせることによって発揮される効果を、より一層顕著に享受し得るようになる。このような硬化触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸カリウム、有機酸ビスマス塩等の金属触媒、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルモルホリン、トリメチルアミノエチルピペラジン、ビス(ジメチルアミノチル)エーテル、メチルイミダゾール、イソブチルメチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン等のアミン触媒を挙げることができ、これらを単独で或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、有機酸ビスマス塩は、低温環境下における反応促進効果に優れているところから、吹き付け初期の発泡性や被着体への接着性をより効果的に高め得ると共に、得られるフォームの密度をより一層低下せしめ、フォームの切削性を更に改善せしめ得るため、また、脱鉛化傾向に沿った触媒であることから、特に好適に用いられる。 Further, in the composition for rigid polyurethane foam according to the present invention, a curing catalyst such as a urethanization catalyst or a nuration catalyst can be advantageously blended with the components (A) to (E) as described above, Thereby, the effect exhibited by combining the components (A) to (E) can be more remarkably enjoyed. Examples of such curing catalysts include metal catalysts such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, potassium octylate, and organic acid bismuth salt, tetramethylhexamethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, methylmorpholine, trimethylaminoethylpiperazine, Examples include amine catalysts such as bis (dimethylaminotyl) ether, methylimidazole, isobutylmethylimidazole, dimethylimidazole, and tris (dimethylaminopropyl) hexahydrotriazine. These may be used alone or in combination of two or more. Can do. Among these, the organic acid bismuth salt is excellent in the reaction promoting effect in a low temperature environment, so that the foamability at the initial stage of spraying and the adhesion to the adherend can be improved more effectively, and the foam obtained Since the density can be further reduced and the machinability of the foam can be further improved, and since the catalyst conforms to the tendency to lead-free, it is particularly preferably used.
このような有機酸ビスマス塩としては、例えば、アビエチン酸ビスマス等の脂環族系有機酸ビスマス塩、安息香酸ビスマス、p−オキシケイ皮酸ビスマス等の芳香族系有機酸ビスマス塩等に代表される樹脂酸ビスマス塩、更に、炭素数8〜20の脂肪酸ビスマス塩等が挙げられ、これらは、単独で用いられても、或いは2種以上が組み合わされて用いられてもよい。これらの中でも、水発泡法への適応性の観点から、炭素原子数8〜20の脂肪酸ビスマス塩が、有利に用いられる。かかる脂肪酸ビスマス塩としては、例えば、オクチル酸ビスマス、2−エチルヘキシル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、ネオドデカン酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス等を挙げることができ、これらのうちの1種が単独で又は2種以上が組み合わされて用いられる。 Examples of such organic acid bismuth salts include alicyclic organic acid bismuth salts such as bismuth abietic acid, aromatic organic acid bismuth salts such as bismuth benzoate and bismuth oxycinnamate. Resin acid bismuth salts, fatty acid bismuth salts having 8 to 20 carbon atoms and the like may be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, fatty acid bismuth salts having 8 to 20 carbon atoms are advantageously used from the viewpoint of adaptability to the water foaming method. Examples of the fatty acid bismuth salt include bismuth octylate, bismuth 2-ethylhexylate, bismuth neodecanoate, bismuth neododecanoate, and bismuth naphthenate, one of which is singly or in combination of two or more. Are used in combination.
また、かかる有機酸ビスマス塩等の硬化触媒を配合する場合、その配合量としては、従来の硬質ポリウレタンフォームを製造する場合と同様な配合量が採用され、使用する硬化触媒の触媒活性に応じて、一般に、ポリオール成分の100質量部に対して、0.01〜10質量部の範囲で適宜に設定されることとなる。特に、有機酸ビスマス塩を用いる場合には、重金属含量の低減の観点及び充分な配合効果を得る点から、ポリオール成分の100質量部に対して、好ましくは0.1〜5質量部とすることが望ましい。なお、かかる配合割合が、ポリオール成分の100質量部に対して、0.01質量部未満では、添加による効果が得られず、逆に、10質量部を超える場合には、硬化反応が速くなりすぎる傾向があり、炭酸ガスによる発泡と硬化のバランスが悪くなる。 In addition, when a curing catalyst such as bismuth salt of organic acid is blended, the blending amount is the same as that for producing a conventional rigid polyurethane foam, depending on the catalytic activity of the curing catalyst used. Generally, the amount is appropriately set in the range of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol component. In particular, when an organic acid bismuth salt is used, it is preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol component from the viewpoint of reducing the heavy metal content and obtaining a sufficient blending effect. Is desirable. If the blending ratio is less than 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol component, the effect of addition cannot be obtained. Conversely, if it exceeds 10 parts by mass, the curing reaction is accelerated. It tends to be too much, and the balance between foaming and curing by carbon dioxide gas becomes worse.
さらに、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物には、フォームの難燃化の観点から、難燃剤が、有利に配合される。かかる難燃剤としては、従来から公知の難燃剤を使用することができるが、中でも、トリスクロロエチルフォスフェート、トリスクロロプロピルフォスフェート、トリエチルフォスフェート等の燐酸エステルにあっては、環境への負荷も少なく、発泡性原液の減粘剤としても作用するところから、水発泡法に適した難燃剤として、有利に用いられる。なお、かかる燐酸エステルを配合する場合、その配合量は、目的とするフォーム特性や、使用する難燃剤の種類等に応じて適宜決定され得るが、好ましくは、ポリオール成分の100質量部に対して、10〜60質量部、より好ましくは、10〜40質量部程度の割合とされる。また、かかる燐酸エステル以外の好適な難燃剤として、水酸化アルミニウムを、例示することができる。それら難燃剤は、単独で或いは2種以上を組み合わせて使用することができる。 Furthermore, a flame retardant is advantageously blended with the rigid polyurethane foam composition according to the present invention from the viewpoint of flame retardancy of the foam. As such a flame retardant, conventionally known flame retardants can be used, and among them, in the case of phosphate esters such as trischloroethyl phosphate, trischloropropyl phosphate, triethyl phosphate, etc. Therefore, it can be used advantageously as a flame retardant suitable for the water foaming method. In addition, when mix | blending this phosphate ester, the compounding quantity can be suitably determined according to the objective foam characteristic, the kind of flame retardant to use, etc., Preferably, with respect to 100 mass parts of a polyol component 10 to 60 parts by mass, and more preferably about 10 to 40 parts by mass. Moreover, aluminum hydroxide can be illustrated as a suitable flame retardant other than this phosphate ester. These flame retardants can be used alone or in combination of two or more.
加えて、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物には、断熱性の観点から、整泡剤が、有利に配合される。かかる整泡剤としては、非イオン系界面活性剤が、好適に用いられるのであり、具体例として、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ヒマシ油エチレンオキシド付加物、ラウリル脂肪酸エチレンオキシド付加物、ジメチルポリシロキサン、ポリオキシアルキレン変性ジメチルポリシロキサン、ポリシロキサンオキシアルキレン共重合体等を挙げることができ、これらのうちの1種が単独で或いは2種以上が組み合わされて用いられる。これらの中でも、シリコーン系界面活性剤にあっては、硬質ポリウレタンフォームに形成される発泡セルのセル壁を強化し得るところから、特に好適に用いられる。なお、整泡剤を配合する場合、その配合量は、目的とするフォーム特性や、使用する整泡剤の種類等に応じて適宜決定され得るが、好ましくは、ポリオール成分の100質量部に対して、0.1〜5質量部程度の割合とされる。 In addition, a foam stabilizer is advantageously blended in the rigid polyurethane foam composition according to the present invention from the viewpoint of heat insulation. Nonionic surfactants are preferably used as such foam stabilizers. Specific examples include polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, castor oil ethylene oxide adduct, lauryl fatty acid ethylene oxide adduct, dimethylpolysiloxane, polyoxysiloxane. Examples thereof include oxyalkylene-modified dimethylpolysiloxane, polysiloxane oxyalkylene copolymer, and the like, and one of these is used alone or in combination of two or more. Among these, silicone surfactants are particularly preferably used because they can reinforce the cell walls of the foamed cells formed in the rigid polyurethane foam. In addition, when the foam stabilizer is blended, the blending amount can be appropriately determined according to the desired foam characteristics, the type of foam stabilizer to be used, etc., but preferably with respect to 100 parts by mass of the polyol component. And about 0.1-5 parts by mass.
さらに、本発明においては、上記した(A)〜(E)の各必須成分、有利に添加される硬化触媒、難燃剤及び整泡剤の他にも、必要に応じて、尿素、メラミン等のホルムアルデヒド捕捉剤、トリメチルメトキシシラン等の気泡微細化剤、可塑剤、補強基材等を、適宜、配合することが可能である。 Furthermore, in the present invention, in addition to the essential components (A) to (E) described above, a curing catalyst that is advantageously added, a flame retardant, and a foam stabilizer, as necessary, urea, melamine, and the like. Formaldehyde scavengers, bubble refining agents such as trimethylmethoxysilane, plasticizers, reinforcing base materials and the like can be appropriately blended.
ところで、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物は、上述せる如きポリオール成分に対して、水、起泡剤、アミン系泡化触媒、及び、その他必要に応じて用いられる硬化触媒、難燃剤、整泡剤等の各種助剤を配合したプレミックス液(ポリオール組成物)に、更に、ポリイソシアネート成分を組み合わせた組成物であって、これらの各種原料成分を、公知の混合装置にて攪拌、混合することにより、調製される発泡性原液である。 By the way, the composition for rigid polyurethane foam according to the present invention is composed of water, a foaming agent, an amine-based foaming catalyst, and other curing catalysts, flame retardants, and regulators, as necessary, with respect to the polyol component as described above. A premix liquid (polyol composition) containing various auxiliary agents such as foaming agents and a polyisocyanate component, and these various raw material components are stirred and mixed in a known mixing device. This is a foaming stock solution prepared.
そして、かかる硬質ポリウレタンフォーム用組成物(発泡性原液)の中でも、例えば、ミキシングヘッドによる高速攪拌混合により調製される発泡性原液は、注入発泡法に好適に適用されて、例えば、電気冷蔵庫等の断熱部位や断熱ボードのハニカム構造内に注入充填されて、発泡・硬化せしめられ、硬質ポリウレタンフォームとされる一方、ノズル噴射による高圧衝突混合により調製される発泡性原液は、吹き付け発泡法に好適に適用されて、スプレーガンヘッドから被着体に直接吹き付けられて、発泡・硬化せしめられ、硬質ポリウレタンフォームとされる。このように、本発明に従う硬質ポリウレタンフォーム用組成物は、注入発泡法及び吹き付け発泡法の何れの場合にも用いられ、低温環境下における初期の発泡性が有利に改善され得るようになるのであるが、本発明においては、特に、吹き付け発泡法を採用する現場施工用の硬質ポリウレタンフォーム用組成物として、好適に用いられる。 Among such hard polyurethane foam compositions (foamable stock solutions), for example, foamable stock solutions prepared by high-speed stirring and mixing with a mixing head are suitably applied to the injection foaming method, for example, electric refrigerators and the like. The foamable stock solution prepared by high-pressure impingement mixing by nozzle injection is suitable for the spray foaming method, while it is injected and filled into the honeycomb structure of heat insulation parts and heat insulation boards, foamed and cured, and made into rigid polyurethane foam. Applied, sprayed directly from the spray gun head to the adherend, foamed and cured, and made into a rigid polyurethane foam. As described above, the rigid polyurethane foam composition according to the present invention can be used in both the injection foaming method and the spray foaming method, and the initial foamability in a low temperature environment can be advantageously improved. However, in the present invention, it is particularly suitably used as a hard polyurethane foam composition for on-site construction employing a spray foaming method.
また、上記吹き付け発泡法によって、発泡及び硬化せしめて得られる硬質ポリウレタンフォームにあっては、低密度であり、接着性に優れ、被着体からの剥離が生じ難くなっていると共に、代替フロン発泡法により形成されるフォームと遜色のない程度の柔軟性乃至は表面硬度を有し、切削性にも優れたものとなっているのである。しかも、マンニッヒ系ポリオールを50%以上の割合で含有するポリオール成分を用いて形成されているところから、難燃性も高められているのである。 In addition, the rigid polyurethane foam obtained by foaming and curing by the above blowing foaming method has a low density, excellent adhesiveness, hardly peels off from the adherend, and substitutes Freon foam. It has the same flexibility or surface hardness as the foam formed by the method, and has excellent machinability. And since it is formed using the polyol component which contains a Mannich-type polyol in the ratio of 50% or more, a flame retardance is also improved.
以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等が加え得るものであることが、理解されるべきである。 Some examples of the present invention will be shown below to clarify the present invention more specifically. However, the present invention is not limited by the description of such examples. Needless to say. In addition to the following examples, the present invention includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention, in addition to the specific description described above. It should be understood that improvements and the like can be added.
(実施例1)
容量500mlのポリビーカー内に、ポリオール成分として、マンニッヒ系ポリオール(商品名:EXCENOL−200R、旭硝子社製)80質量部、グリセリン系ポリエーテルポリオール(商品名:G3000B、ADEKA社製)10質量部、及び、粘度調節剤として作用するポリエチレングリコール(数平均分子量:400)10質量部を入れ、更に、アミン系泡化触媒として、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール5質量部、硬化触媒として、ジブチル錫ジラウレート0.7質量部、起泡剤として、33%ヒマシ油脂肪酸カリウム水溶液(商品名:FR−25、花王株式会社製)3質量部(有効成分:1質量部)、発泡剤源として、水5.5質量部、整泡剤として、ポリシロキサンオキシアルキレン共重合体(商品名:SH193、東レ・ダウコーニング社製)1質量部、難燃剤として、トリス(クロロプロピル)フォスフェート20質量部を入れた後、十分に手混ぜ混合して、ポリオール成分を含むプレミックス液(ポリオール組成物)を調製した(下記表1参照)。
Example 1
In a polybeaker having a capacity of 500 ml, as a polyol component, 80 parts by mass of Mannich polyol (trade name: EXCENOL-200R, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), 10 parts by mass of glycerin-based polyether polyol (trade name: G3000B, manufactured by ADEKA), And 10 parts by mass of polyethylene glycol (number average molecular weight: 400) acting as a viscosity modifier, and further 5 parts by mass of N, N-dimethylaminoethoxyethanol as an amine foaming catalyst and dibutyltin as a curing catalyst 0.7 parts by weight of dilaurate, 33% castor oil fatty acid potassium aqueous solution (trade name: FR-25, manufactured by Kao Corporation) as a foaming agent, 3 parts by weight (active ingredient: 1 part by weight), water as a foaming agent source 5.5 parts by mass, as a foam stabilizer, a polysiloxane oxyalkylene copolymer (trade name: SH 93, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) 1 part by mass, 20 parts by mass of tris (chloropropyl) phosphate as a flame retardant, and then thoroughly mixed by hand, a premix solution containing a polyol component (polyol composition) Product) (see Table 1 below).
そして、上記のように調製されたプレミックス液(ポリオール組成物)と、ポリイソシアネート成分としてのクルードMDI(商品名:M11S、BASF INOAC ポリウレタン社製)とを、それぞれ、液温10℃に調整した後、NCO/OH=1.05となるように、それぞれを紙コップ(容量500ml)内に秤量後、直ちにホモディスパー(高速攪拌混合機、回転数:8000rpm、特殊機化工業社製)を用いて、泡化開始のクリームタイムまで攪拌混合して、硬質ポリウレタンフォーム用組成物(発泡性原液)を調製した。その後、その調製された発泡性原液を、そのまま、常温で、発泡硬化せしめることにより、硬質ポリウレタンフォーム用組成物を得た。 And the premix liquid (polyol composition) prepared as described above and crude MDI (trade name: M11S, manufactured by BASF INOAC Polyurethane Co., Ltd.) as a polyisocyanate component were adjusted to a liquid temperature of 10 ° C., respectively. Thereafter, each was weighed into a paper cup (capacity 500 ml) so that NCO / OH = 1.05, and then immediately used a homodisper (high-speed stirring mixer, rotation speed: 8000 rpm, manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) Then, the mixture was stirred and mixed until the foaming start cream time to prepare a hard polyurethane foam composition (foamable stock solution). Then, the composition for rigid polyurethane foam was obtained by making the prepared foamable undiluted solution foam-harden at normal temperature as it is.
また、発泡性原液の反応性を判断するために、クリームタイム(C.T)、ゲルタイム(G.T)及びライズタイム(R.T)を測定したところ、それらの時間は、下記表2に示すように、C.Tから順に、4秒、8秒及び15秒であった。なお、ここにおいて、C.Tとは、プレミックス液(ポリオール組成物)とイソシアネート成分の混合開始から発泡が始まるまでの時間、G.Tとは、前記成分の混合開始からフォームの表面が糸引き可能な粘着性を示すまでの時間、及び、R.Tとは、前記成分の混合開始から発泡が終了するまでの時間を、それぞれ示している。更にまた、得られた硬質ポリウレタンフォームの密度(フリー密度)を、JIS K 7222に準拠して測定したところ、下記表2に示すように、26.0kg/m3 であった。 Moreover, in order to judge the reactivity of a foaming undiluted | stock solution, when cream time (CT), gel time (GT), and rise time (RT) were measured, those time is shown in following Table 2. As shown, C.I. In order from T, they were 4 seconds, 8 seconds and 15 seconds. Here, C.I. T is the time from the start of mixing the premix liquid (polyol composition) and the isocyanate component to the start of foaming. T is the time from the start of mixing of the above components until the foam surface exhibits sticky adhesiveness, and R.T. T indicates the time from the start of mixing of the components to the end of foaming. Furthermore, when the density (free density) of the obtained rigid polyurethane foam was measured according to JIS K 7222, it was 26.0 kg / m 3 as shown in Table 2 below.
また一方、上述の如き手順で調製されたポリオール成分を含むプレミックス液と、ポリイソシアネート成分としてのクルードMDI(商品名:M11S、BASF INOAC ポリウレタン社製)とを、現場スプレー発泡機(商品名:FF−1600、ガスマー社製)を用いて、攪拌混合して、発泡性原液を調製した。そして、この発泡性原液を、雰囲気温度:5℃、−5℃又は−15℃のそれぞれの条件下において、躯体であるコンクリート板(被着体)の表面に吹き付け、発泡、硬化せしめることにより、厚さ:約30mmの硬質ポリウレタンフォームからなる発泡層を形成せしめた。なお、かかる吹き付けの際、吹き付け開始直後の発泡性原液の発泡状態を観察し、「初期の発泡性」を、後述の評価基準にて評価し、得られた結果を下記表2に示した。 On the other hand, a premix solution containing a polyol component prepared by the procedure as described above and a crude MDI (trade name: M11S, manufactured by BASF INOAC Polyurethane Co., Ltd.) as a polyisocyanate component are used in an on-site spray foaming machine (trade name: FF-1600 (manufactured by Gasmer) was mixed with stirring to prepare a foaming stock solution. And, by blowing this foaming undiluted solution on the surface of the concrete plate (adhered body) which is a casing under the respective conditions of the atmospheric temperature: 5 ° C., −5 ° C. or −15 ° C., foaming and hardening, Thickness: A foamed layer made of a rigid polyurethane foam having a thickness of about 30 mm was formed. In addition, the foaming state of the foamable stock solution immediately after the start of spraying was observed during the spraying, and “initial foamability” was evaluated according to the evaluation criteria described later. The obtained results are shown in Table 2 below.
また、吹き付けから5分経過した後、コンクリート板からはみ出た硬質ポリウレタンフォームの端部を、コンクリート板の周縁部に沿ってカッターナイフで切断し、その際の触感により、下記の評価基準にて、雰囲気温度:−15℃で形成されたフォームの「フォーム切削性」を評価した。更に、切断後の切断面、特にコンクリート板とポリウレタンフォームとの接着面を目視で観察し、硬質ポリウレタンフォームの剥離の有無を確認することにより、下記の評価基準で、「接着性」を評価した。また、それぞれの環境温度で作製した硬質ポリウレタンフォームの密度を、JIS K 7222に準じて測定した。更に、各硬質ポリウレタンフォーム(雰囲気温度:−15℃で形成されたフォーム)から燃焼用試験片(300mm×200mm×30mm)を切り出し、かかる燃焼用試験片をガストーチから約100mm離れた位置にセットした後、この燃焼用試験片に対し、30秒間にわたり炎を直接当て、難燃性の評価を下記の評価基準にて行なった。また、これらの結果を、下記表2に併せて示した。 In addition, after 5 minutes from spraying, the end of the rigid polyurethane foam protruding from the concrete plate was cut with a cutter knife along the peripheral edge of the concrete plate, and the following evaluation criteria, according to the touch at that time, Atmosphere temperature: The “foam machinability” of the foam formed at −15 ° C. was evaluated. Furthermore, by visually observing the cut surface after cutting, particularly the adhesive surface between the concrete plate and the polyurethane foam, and confirming whether or not the hard polyurethane foam was peeled off, the “adhesiveness” was evaluated according to the following evaluation criteria. . Moreover, the density of the rigid polyurethane foam produced at each environmental temperature was measured according to JIS K7222. Further, a combustion test piece (300 mm × 200 mm × 30 mm) was cut out from each rigid polyurethane foam (foam formed at ambient temperature: −15 ° C.), and the combustion test piece was set at a position about 100 mm away from the gas torch. Thereafter, flame was directly applied to the combustion test piece for 30 seconds, and the flame retardancy was evaluated according to the following evaluation criteria. These results are also shown in Table 2 below.
なお、上記「初期の発泡性」の評価基準は、×:液ダレが発生し、表面が平滑でない、△:液ダレが若干発生したが、表面が平滑である、○:液ダレが発生せず、且つ表面が平滑である、◎:○より更に良好な状態である、とした。また、「フォーム切削性」の評価基準は、×:切断の際に大きな力を要し、平滑化作業が困難である、△:切断の際に多少の力を要し、平滑化作業に多少難点がある、○:容易に切断でき、平滑化作業が容易である、とした。更に、「接着性」の評価基準は、×:コンクリート板からのフォームの剥離が認められ、接着性に難点がある、△:コンクリート板からのフォームの剥離が僅かに認められるものの、接着性に問題がない、○:コンクリート板からのフォームの剥離が認められず、接着性に問題がない、とした。また更に、「難燃性」の評価基準は、×:大きな貫通がある、△:若干の貫通が認められる、○:試験後の試験片に貫通がない、とした。 The evaluation criteria for the above-mentioned “initial foamability” are: x: liquid sag occurs, surface is not smooth, Δ: liquid sag occurs slightly, surface is smooth, ◯: liquid sag occurs And the surface was smooth, ◎: better than ◯. In addition, the evaluation criteria for “form machinability” are: x: a large force is required for cutting, and smoothing work is difficult, Δ: some force is required for cutting, and some smoothing work is required. There is a difficulty, ○: It can be easily cut, and smoothing work is easy. Furthermore, the evaluation criteria for “adhesiveness” are: x: peeling of the foam from the concrete board is recognized and there is a difficulty in adhesion, Δ: peeling of the foam from the concrete board is slightly recognized, but the adhesiveness is No problem, ○: No exfoliation of the foam from the concrete board was observed, and there was no problem in adhesion. Furthermore, the evaluation criteria for “flame retardant” were: X: large penetration, Δ: slight penetration, ○: no penetration in the test piece after the test.
(実施例2〜7及び比較例1〜3)
実施例1において、ポリオール成分を含むプレミックス液における各成分の配合割合や配合成分を下記表1に示すものに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜7及び比較例1〜3に係る9種類のプレミックス液を調製した。なお、実施例2では、マンニッヒ系ポリオールとして、後述のマンニッヒ縮合物を用いると共に、硬化触媒として、オクチル酸ビスマス(商品名:プキャット25、日本化学産業株式会社製)を用いた。また、実施例4においては、起泡剤としてオレイン酸カリウムを用い、更に、比較例2では、硬化触媒として、オクチル酸カリウム(商品名:プキャット15G、日本化学産業株式会社製)を、それぞれ、用いた。
(Examples 2-7 and Comparative Examples 1-3)
In Example 1, Examples 2 to 7 and Comparative Examples were performed in the same manner as in Example 1 except that the blending ratio of each component in the premix solution containing the polyol component and the blending components were changed to those shown in Table 1 below. Nine types of premix solutions according to 1 to 3 were prepared. In Example 2, the Mannich condensation product described below was used as the Mannich polyol, and bismuth octylate (trade name: Puccat 25, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the curing catalyst. Moreover, in Example 4, potassium oleate is used as a foaming agent, and in Comparative Example 2, potassium octylate (trade name: PACCAT 15G, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) is used as a curing catalyst. Using.
なお、上記マンニッヒ縮合物としては、以下のようにして製造されたものを用いた。即ち、先ず、温度計、攪拌機及び還流冷却器を備えた反応容器に、フェノールの1222質量部及びジエタノールアミンの819質量部を仕込み、攪拌状態下で、47質量%ホルマリンの498質量部を、40℃を超えないように発熱を制御しつつ滴下した。滴下終了後、60℃に昇温し、同温度で1時間反応させてから30℃に冷却した。引続き、ジエチルアミンの380質量部を加え、前記と同様の操作で47質量%ホルマリンの332質量部を滴下したのち、60℃で1時間反応させてから40℃に冷却した。次いで、攪拌状態下で、反応系内を20〜60mmHg程度の減圧にすると共に、100℃まで加熱濃縮することにより、マンニッヒ縮合物を製造した。このようにして得られたマンニッヒ縮合物は、水分含有量(カールフィシャー法)が0.4質量%、JIS K 0070に準じて測定される水酸基価が500mgKOH/g、コーンプレート粘度計CV−1S(商品名、東亜工業社製、粘度はコーン型回転子No.5を94rpmで回転開始30秒後の表示値に8を乗じて算出した数値である)で測定された30℃における初期粘度が4450mPa・sであった。 In addition, as the Mannich condensation product, one produced as follows was used. That is, first, 1222 parts by mass of phenol and 819 parts by mass of diethanolamine were charged into a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser, and 498 parts by mass of 47% by mass formalin was added at 40 ° C. under stirring. The solution was dropped while controlling the heat generation so as not to exceed. After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to 60 ° C., the mixture was reacted at the same temperature for 1 hour, and then cooled to 30 ° C. Subsequently, 380 parts by mass of diethylamine was added, and 332 parts by mass of 47% by mass formalin was added dropwise by the same operation as described above, followed by reaction at 60 ° C. for 1 hour and then cooling to 40 ° C. Next, the pressure inside the reaction system was reduced to about 20 to 60 mmHg under stirring, and the Mannich condensation product was produced by heating and concentrating to 100 ° C. The Mannich condensation product thus obtained has a moisture content (Karl Fischer method) of 0.4 mass%, a hydroxyl value measured according to JIS K 0070 of 500 mg KOH / g, and a cone plate viscometer CV-1S. (Trade name, manufactured by Toa Kogyo Co., Ltd., viscosity is a numerical value calculated by multiplying the display value 30 seconds after starting rotation of corn type rotor No. 5 at 94 rpm by 8) with an initial viscosity at 30 ° C. It was 4450 mPa · s.
かくして、上記で調製されたプレミックス液と、ポリイソシアネート成分(商品名:M11S)とを用いて、上記実施例1と同様に、C.T、G.T、R.T及び常温における密度(フリー密度)を測定すると共に、現場スプレー発泡機によるコンクリート板への吹き付けを行って、初期の発泡性、フォーム接着性、接着性及び難燃性の評価、並びに密度の測定を行い、得られた結果を下記表2に併せ示した。 Thus, using the premix solution prepared above and the polyisocyanate component (trade name: M11S), C.I. T, G. T, R.M. Measure density at T and normal temperature (free density), spray on concrete board with on-site spray foaming machine, evaluate initial foamability, foam adhesion, adhesion and flame retardancy, and measure density The results obtained are also shown in Table 2 below.
かかる表2からも明らかなように、実施例1〜7に係る硬質ポリウレタンフォーム用組成物にあっては、初期の発泡性、接着性、フォーム切削性及び難燃性が、何れも、◎、○又は△となっており、良好であることがわかる。特に、オクチル酸ビスマスが添加された実施例2にあっては、5℃及び−5℃における初期の発泡性が◎となっていると共に、5℃、−5℃及び−15℃における各密度が他の実施例に比べて低く、切削性にも優れていることが認められる。 As apparent from Table 2, in the hard polyurethane foam compositions according to Examples 1 to 7, the initial foamability, adhesiveness, foam cutting property and flame retardancy were all It turns out that it is (circle) or (triangle | delta) and it is favorable. In particular, in Example 2 to which bismuth octylate was added, the initial foamability at 5 ° C. and −5 ° C. was ◎, and the respective densities at 5 ° C., −5 ° C. and −15 ° C. were It is low compared to other examples, and it is recognized that the machinability is excellent.
一方、起泡剤が配合されていない比較例1及び比較例2にあっては、低温環境(−5℃、−15℃)下における初期の発泡性、接着性及びフォーム切削性が良好でないことがわかる。また、マンニッヒ系ポリオールがポリオール成分中に45%しか配合されていない比較例3にあっても、低温環境下(−5℃、−15℃)における初期の発泡性、接着性及びフォーム切削性が良好ではなく、しかも、他の実施例に比べて、難燃性も劣っていることがわかる。
On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which no foaming agent is blended, initial foamability, adhesiveness, and foam machinability under a low temperature environment (−5 ° C., −15 ° C.) are not good. I understand. Further, even in Comparative Example 3 in which only 45% of the Mannich polyol is blended in the polyol component, the initial foamability, adhesiveness, and foam cutting property in a low temperature environment (−5 ° C., −15 ° C.) It turns out that it is not favorable and is also inferior in flame retardance compared with the other Examples.
Claims (10)
(B)マンニッヒ系ポリオールを50質量%以上の割合で含有するポリオール成分と、
(C)水と、
(D)炭素数12〜18の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の起泡剤と、
(E)前記ポリイソシアネート成分と前記水との反応を促進せしめるアミン系泡化触媒と、
を含むことを特徴とする硬質ポリウレタンフォーム用組成物。 (A) a polyisocyanate component;
(B) a polyol component containing a Mannich polyol in a proportion of 50% by mass or more;
(C) water and
(D) at least one foaming agent selected from the group consisting of alkali metal salts of aliphatic carboxylic acids having 12 to 18 carbon atoms;
(E) an amine-based foaming catalyst that promotes the reaction between the polyisocyanate component and the water;
A composition for rigid polyurethane foam, comprising:
A rigid polyurethane foam obtained by foaming and curing the composition for rigid polyurethane foam according to any one of claims 1 to 9 by a spray foaming method.
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