JP7628491B2 - Polyol composition, polyurethane composition, and polyurethane foam - Google Patents
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Description
本発明は、ポリオール組成物、該ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とを備えるポリウレタン組成物、及び該ポリウレタン組成物から形成されたポリウレタン発泡体に関する。The present invention relates to a polyol composition, a polyurethane composition comprising the polyol composition and a polyisocyanate composition, and a polyurethane foam formed from the polyurethane composition.
従来、ポリウレタン発泡体(ポリウレタンフォーム)は、自動車、鉄道車輌、船舶などの乗り物、建築物などにおいて断熱材として使用されている。ポリウレタン発泡体には、別々の容器に充填されたポリオール組成物とポリイソシアネート組成物を混合して発泡体を形成する2液型ポリウレタンが広く使用される。
2液型ポリウレタンは、各液を比較的簡単な構成で容器から吐出させ混合させることが可能になるから、エアゾール容器で使用されることがある。2液型ポリウレタンがエアゾール容器で使用される場合、一方の容器にポリオール化合物と低沸点化合物が、他方の容器にポリイソシアネート化合物と低沸点化合物が充填される。各容器からは、低沸点化合物の蒸気圧により、ポリオール液剤及びポリイソシアネート液剤をそれぞれ吐出させ、それらを混合することで、ポリウレタン発泡体を形成する。
Conventionally, polyurethane foams have been used as heat insulating materials in vehicles such as automobiles, railway cars, and ships, buildings, etc. For polyurethane foams, two-component polyurethanes in which a polyol composition and a polyisocyanate composition filled in separate containers are mixed to form a foam are widely used.
Two-component polyurethanes are sometimes used in aerosol containers because each liquid can be discharged from a container with a relatively simple structure and mixed. When two-component polyurethanes are used in aerosol containers, one container is filled with a polyol compound and a low-boiling compound, and the other container is filled with a polyisocyanate compound and a low-boiling compound. The polyol liquid and the polyisocyanate liquid are discharged from each container by the vapor pressure of the low-boiling compound, and are mixed to form a polyurethane foam.
エアゾール容器に使用される低沸点化合物としては、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、ジメチルエーテル、液化石油ガスなどが使用される。また、HFC,HCFCは、地球温暖化係数が高いことから、これらを代替する化合物が求められている。
例えば、特許文献1では、低沸点化合物を特定量含む、硬質ポリウレタンフォーム用2液型エアゾール組成物について記載されており、低沸点化合物として、液化石油ガス(LPG)、ジメチルエーテル(DME)などを使用することにより、地球温暖化に対して悪影響を与えないことが記載されている。
Low boiling point compounds used in aerosol containers include hydrofluorocarbons (HFCs), hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), dimethyl ether, liquefied petroleum gas, etc. Furthermore, since HFCs and HCFCs have a high global warming potential, there is a demand for alternative compounds to replace them.
For example, Patent Document 1 describes a two-liquid aerosol composition for rigid polyurethane foams that contains a specific amount of a low-boiling point compound, and describes that by using liquefied petroleum gas (LPG), dimethyl ether (DME), etc. as the low-boiling point compound, there is no adverse effect on global warming.
しかしながら、上記した従来の2液型エアゾール組成物により形成されたポリウレタン発泡体は、収縮し易い傾向があり、形状安定性の観点から改善の余地があった。これに対して、発泡体の収縮を抑制するため、ポリオール組成物にフィラーを配合することが考えられる。しかしながら、フィラーを配合することにより、エアゾール容器からのポリオール組成物の吐出量が不足し、組成物の混合効率が低下したり、施工性が悪化したりするなど、不具合が生じる。However, polyurethane foams formed from the above-mentioned conventional two-liquid aerosol compositions tend to shrink easily, and there is room for improvement in terms of shape stability. In response to this, it has been considered to incorporate a filler into the polyol composition in order to suppress the shrinkage of the foam. However, the incorporation of a filler causes problems such as an insufficient amount of polyol composition discharged from the aerosol container, a decrease in the mixing efficiency of the composition, and deterioration of workability.
そこで、本発明は、容器に封入した場合において、吐出し易いポリオール組成物であり、収縮率の低いポリウレタン発泡体を製造可能なポリオール組成物、及び該ポリオール組成物を備えるポリウレタン組成物、並びにポリウレタン発泡体を提供することを課題とする。Therefore, the present invention aims to provide a polyol composition that is easy to extrude when sealed in a container and can produce a polyurethane foam with a low shrinkage rate, as well as a polyurethane composition and polyurethane foam comprising the polyol composition.
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ポリオール化合物、フィラー、触媒、及び沸点が-10℃以下の有機系発泡剤を含むポリオール組成物、該ポリオール組成物を備えるポリウレタン組成物、並びにポリウレタン発泡体により、上記課題が解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の[1]~[11]を提供する。
[1]ポリオール化合物、フィラー、触媒、及び沸点が-10℃以下の有機系発泡剤を含むポリオール組成物。
[2]下記式(1)で算出されるフィラー割合が5~80%である、上記[1]に記載のポリオール組成物。
式(1) フィラー割合(%)=(E/D)×100
D:ポリオール組成物を容器に封入して、該容器を35℃に保温した後、該容器からポリオール組成物を10秒間吐出して得た吐出物を、40℃で30分間乾燥させた後の重量
E:Dの乾燥後の吐出物をアセトンで希釈して吸引濾過を行い、得られた凝集物の重量
[3]前記有機系発泡剤が、式(1)で表される炭化水素化合物、式(2)で表されるエーテル化合物、及び炭素数3以下のフッ素含有化合物から選択される少なくとも1種以上である、上記[1]又は[2]に記載のポリオール組成物。
式(1):CnH2n+2
(式(1)において、nは1以上4以下の整数である)
式(2):CnH2n+1-O-CmH2m+1
(式(2)において、n及びmは、それぞれ独立して1又は2である)
[4]前記有機系発泡剤が、プロパン、ジメチルエーテル、及びHFO-1234zeから選択される少なくとも1種以上である、上記[1]~[3]のいずれかに記載のポリオール組成物。
[5]前記触媒が、樹脂化触媒及び三量化触媒を含む、上記[1]~[4]のいずれかに記載のポリオール組成物。
[6]上記[1]~[5]のいずれかに記載のポリオール組成物を封入した容器。
[7]エアゾール容器である、上記[6]に記載の容器。
[8]上記[1]~[5]のいずれかに記載のポリオール組成物と、ポリイソシアネート化合物を含むポリイソシアネート組成物とを備える、ポリウレタン組成物。
[9]イソシアネートインデックスが200~1000である上記[8]に記載のポリウレタン組成物。
[10]上記[9]に記載のポリウレタン組成物から形成される、ポリウレタン発泡体。
[11]収縮率が20%未満である、上記[10]に記載のポリウレタン発泡体。
As a result of extensive investigations, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by a polyol composition containing a polyol compound, a filler, a catalyst, and an organic blowing agent having a boiling point of −10° C. or less, a polyurethane composition including the polyol composition, and a polyurethane foam, and have completed the present invention as described below. That is, the present invention provides the following [1] to [11].
[1] A polyol composition comprising a polyol compound, a filler, a catalyst, and an organic blowing agent having a boiling point of −10° C. or lower.
[2] The polyol composition according to the above [1], wherein the filler ratio calculated by the following formula (1) is 5 to 80%.
Formula (1) Filler ratio (%) = (E/D) x 100
D: The weight of a discharged product obtained by sealing the polyol composition in a container and keeping the container at 35° C. for 10 seconds and then drying the discharged product at 40° C. for 30 minutes. E: The weight of an aggregate obtained by diluting the dried discharged product of D with acetone and subjecting it to suction filtration. [3] The polyol composition according to the above [1] or [2], wherein the organic blowing agent is at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon compound represented by formula (1), an ether compound represented by formula (2), and a fluorine-containing compound having 3 or less carbon atoms.
Formula (1): C n H 2n+2
(In formula (1), n is an integer of 1 to 4.)
Formula (2): C n H 2n+1 -O-C m H 2m+1
(In formula (2), n and m are each independently 1 or 2.)
[4] The polyol composition according to any one of the above [1] to [3], wherein the organic blowing agent is at least one selected from the group consisting of propane, dimethyl ether, and HFO-1234ze.
[5] The polyol composition according to any one of the above [1] to [4], wherein the catalyst comprises a resinification catalyst and a trimerization catalyst.
[6] A container enclosing the polyol composition according to any one of [1] to [5] above.
[7] The container described in [6] above, which is an aerosol container.
[8] A polyurethane composition comprising the polyol composition according to any one of [1] to [5] above and a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound.
[9] The polyurethane composition according to the above [8], having an isocyanate index of 200 to 1,000.
[10] A polyurethane foam formed from the polyurethane composition described in [9] above.
[11] The polyurethane foam according to the above [10], having a shrinkage rate of less than 20%.
本発明によれば、容器に封入した場合において、吐出し易いポリオール組成物であり、収縮率の低いポリウレタン発泡体を製造可能なポリオール組成物、及び該ポリオール組成物を備えるポリウレタン組成物、並びにポリウレタン発泡体を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a polyol composition that is easy to extrude when sealed in a container and can produce a polyurethane foam having a low shrinkage rate, as well as a polyurethane composition and polyurethane foam comprising the polyol composition.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、ポリオール化合物、フィラー、触媒、及び沸点が-10℃以下の有機系発泡剤を含むポリオール組成物である。
The present invention will be described in detail below.
The present invention is a polyol composition comprising a polyol compound, a filler, a catalyst, and an organic blowing agent having a boiling point of -10°C or lower.
[沸点が-10℃以下の有機系発泡剤]
本発明のポリオール組成物は、沸点が-10℃以下の有機系発泡剤(以下、単に有機系発泡剤ともいう)を含有する。有機系発泡剤は、その蒸気圧によりポリオール組成物を吐出させると共に、ポリオール組成物を吐出する際に気化することで、ポリオール組成物や後述するポリウレタン組成物を発泡させる。なお、本明細書において、沸点とは1気圧における沸点を意味する。ここで、有機系発泡剤の沸点は、有機系発泡剤単体の沸点を意味し、例えば、有機系発泡剤が他の化合物と共沸する場合において、その共沸する沸点を意味するものではない。
[Organic foaming agents with a boiling point of -10°C or less]
The polyol composition of the present invention contains an organic foaming agent (hereinafter, simply referred to as an organic foaming agent) having a boiling point of -10°C or less. The organic foaming agent expels the polyol composition by its vapor pressure, and vaporizes when expelling the polyol composition, thereby foaming the polyol composition and the polyurethane composition described below. In this specification, the boiling point means a boiling point at 1 atmospheric pressure. Here, the boiling point of the organic foaming agent means the boiling point of the organic foaming agent alone, and does not mean, for example, the boiling point of the azeotropic mixture when the organic foaming agent forms an azeotropic mixture with another compound.
該有機系発泡剤の沸点が-10℃を超える場合は、フィラーを含有するポリオール組成物を吐出させにくくなる。ポリオール組成物をより吐出し易くする観点から、有機系発泡剤の沸点は、-12℃以下であることが好ましく、-15℃以下であることがより好ましい。If the boiling point of the organic foaming agent exceeds -10°C, it becomes difficult to eject the polyol composition containing the filler. From the viewpoint of making it easier to eject the polyol composition, the boiling point of the organic foaming agent is preferably -12°C or lower, and more preferably -15°C or lower.
本発明における有機系発泡剤は、沸点が-10℃以下の有機系発泡剤であれば特に制限されないが、ポリオール組成物を吐出し易くする観点から、式(1)で表される炭化水素化合物、式(2)で表されるエーテル化合物、及び炭素数3以下のフッ素含有化合物から選択される少なくとも1種以上であることが好ましい。The organic foaming agent in the present invention is not particularly limited as long as it has a boiling point of -10°C or less, but from the viewpoint of making the polyol composition easier to extrude, it is preferable that it is at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon compound represented by formula (1), an ether compound represented by formula (2), and a fluorine-containing compound having 3 or less carbon atoms.
(式(1)で表される炭化水素化合物)
式(1)で表される炭化水素化合物は以下のとおりである。
式(1):CnH2n+2
式(1)において、nは1以上4以下の整数である。
式(1)で表される炭化水素化合物としては、具体的には、メタン、エタン、プロパン、イソブタン、ノルマルブタンなどの各種ブタンなどが挙げられる。取り扱い性、ポリオール組成物の吐出性などの観点から、式(1)で表される炭化水素化合物は、nが2以上4以下の整数が好ましく、具体的には、エタン、プロパン、イソブタン、ノルマルブタンなどの各種ブタンなどが好ましい。式(1)で表される炭化水素化合物は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、プロパンとブタン類とを主成分とするLPG(液化石油ガス)なども好適な具体例として挙げられる。
(Hydrocarbon compound represented by formula (1))
The hydrocarbon compounds represented by formula (1) are as follows:
Formula (1): C n H 2n+2
In formula (1), n is an integer of 1 or more and 4 or less.
Specific examples of the hydrocarbon compound represented by formula (1) include various butanes such as methane, ethane, propane, isobutane, and normal butane. From the viewpoint of handling and dischargeability of the polyol composition, the hydrocarbon compound represented by formula (1) is preferably an integer of 2 to 4 inclusive for n, and specifically, various butanes such as ethane, propane, isobutane, and normal butane are preferred. The hydrocarbon compound represented by formula (1) may be used alone or in combination of two or more types, and LPG (liquefied petroleum gas) mainly composed of propane and butanes is also a preferred specific example.
(式(2)で表されるエーテル化合物)
式(2)で表されるエーテル化合物は以下のとおりである。
式(2):CnH2n+1-O-CmH2m+1
式(2)において、n及びmは、それぞれ独立して1又は2である。式(2)で表されるエーテル化合物の中でも、n及びmは共に1であることが好ましい。すなわち、式(2)で表されるエーテル化合物は、ジメチルエーテルであることが好ましい。
(Ether compound represented by formula (2))
The ether compound represented by formula (2) is as follows.
Formula (2): C n H 2n+1 -O-C m H 2m+1
In formula (2), n and m are each independently 1 or 2. Among the ether compounds represented by formula (2), it is preferable that both n and m are 1. That is, it is preferable that the ether compound represented by formula (2) is dimethyl ether.
(炭素数3以下のフッ素含有化合物)
本発明における炭素数3以下のフッ素含有化合物としては、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、ハイドロフルオロオレフィン(HFO)などが挙げられる。これらの中でも、地球温暖化係数が低く、環境負荷を低減する観点から、ハイドロフルオロオレフィン(HFO)が好ましい。
ハイドロフルオロオレフィンとしては、ポリオール組成物の吐出性を良好にする観点から、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze)、1,2,3,3,3-ペンタフルオロプロペン(HFO-1225ye)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロペン(HFO-1225zc)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)などが好ましい。これらの中でも、HFO-1234zeが好ましい。
(Fluorine-containing compounds having 3 or less carbon atoms)
In the present invention, examples of fluorine-containing compounds having 3 or less carbon atoms include hydrofluorocarbons (HFCs), hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), hydrofluoroolefins (HFOs), etc. Among these, hydrofluoroolefins (HFOs) are preferred from the viewpoint of low global warming potential and reducing environmental load.
As the hydrofluoroolefin, from the viewpoint of improving the dischargeability of the polyol composition, 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze), 1,2,3,3,3-pentafluoropropene (HFO-1225ye), 1,1,1,3,3-pentafluoropropene (HFO-1225zc), 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf), etc. are preferred. Among these, HFO-1234ze is preferred.
本発明における有機系発泡剤は、上述のように、式(1)で表される炭化水素化合物、式(2)で表されるエーテル化合物、及び炭素数3以下のフッ素含有化合物から選択される少なくとも1種以上であることが好ましく、特に、プロパン、ジメチルエーテル、及びHFO-1234zeから選択される少なくとも1種以上であることが好ましい。As described above, the organic blowing agent in the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of hydrocarbon compounds represented by formula (1), ether compounds represented by formula (2), and fluorine-containing compounds having 3 or less carbon atoms, and is particularly preferably at least one selected from propane, dimethyl ether, and HFO-1234ze.
ポリオール組成物における有機系発泡剤の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは5~50質量部であり、より好ましくは8~35質量部であり、さらい好ましくは10~30質量部である。The content of the organic blowing agent in the polyol composition is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 8 to 35 parts by mass, and even more preferably 10 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol compound.
ポリオール組成物は、沸点が-10℃以下の有機系発泡剤を含むが、本発明の効果を害さない範囲で、沸点が-10℃以下の有機系発泡剤以外のその他の発泡剤を配合してもよい。その他の発泡剤は、ポリオール組成物に含まれる発泡剤全量基準に対して、好ましくは70質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。The polyol composition contains an organic blowing agent having a boiling point of -10°C or less, but may contain other blowing agents other than the organic blowing agent having a boiling point of -10°C or less, as long as the effects of the present invention are not impaired. The amount of the other blowing agent is preferably 70% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, based on the total amount of the blowing agents contained in the polyol composition.
[フィラー]
本発明におけるポリオール組成物は、フィラーを含有する。フィラーを含有することにより、得られるポリウレタン発泡体の収縮を抑制することができる。
ポリオール組成物の式(1)で算出されるフィラー割合は5~80%であることが好ましい。フィラー割合が5%以上であると、得られるポリウレタン発泡体の収縮を抑制しやすくなり、フィラー割合が80%以下であると、ポリオール組成物を容器から吐出しやすくなる。
ポリオール組成物のフィラー割合は、好ましくは8~78%であり、より好ましくは10~75%である。
[Filler]
The polyol composition of the present invention contains a filler. By containing a filler, shrinkage of the obtained polyurethane foam can be suppressed.
The filler ratio of the polyol composition calculated by formula (1) is preferably 5 to 80%. When the filler ratio is 5% or more, shrinkage of the resulting polyurethane foam is easily suppressed, and when the filler ratio is 80% or less, the polyol composition is easily discharged from a container.
The filler content of the polyol composition is preferably 8 to 78%, more preferably 10 to 75%.
フィラー割合は、以下に示す式(1)により算出される。
式(1) フィラー割合(%)=(E/D)×100
D:ポリオール組成物を容器に封入して、該容器を35℃に保温した後、該容器からポリオール組成物を10秒間吐出して得た吐出物を、40℃で30分間乾燥させた後の重量
E:Dの乾燥後の吐出物をアセトンで希釈して吸引濾過を行い、得られた凝集物の重量
The filler ratio is calculated by the following formula (1).
Formula (1) Filler ratio (%) = (E/D) x 100
D: The weight of the polyol composition after sealing it in a container and keeping the container at 35° C. and then discharging the polyol composition from the container for 10 seconds and drying the discharged material at 40° C. for 30 minutes. E: The weight of the aggregate obtained by diluting the dried discharged material of D with acetone and filtering it by suction.
上記Dにおいて、本発明のポリオール組成物を容器に封入する。容器は、本発明の有機系発泡剤の蒸気圧で、ポリオール組成物を吐出可能な容器であり、典型的には、後述するエアゾール容器である。35℃に保温する操作は、例えば、容器を35℃の温水に、60分間浸漬するとよい。また、上記Dにおいて10秒間ポリオール組成物を吐出させる際には、ポリオール組成物を構成する各成分が均一に混合されている状態で吐出する。例えば、均一なるように十分に混合されたポリオール組成物であり、かつ10秒間の間にすべてが吐出されない程度の十分な量のポリオール組成物が充填された未使用のエアゾール容器を用いると、上記10秒の間の吐出量は一定となる。なお、ポリオール組成物を構成する各成分を均一に混合するために、吐出前に容器を十分に振盪するとよい。容器の振盪は、例えば容器を手で持って上下に振ることにより行うことができる。ポリオール組成物を均一に混合する方法は、前記した方法に限定されるものではない。In the above D, the polyol composition of the present invention is sealed in a container. The container is a container capable of discharging the polyol composition at the vapor pressure of the organic blowing agent of the present invention, and is typically an aerosol container described later. The operation of keeping the container at 35°C may be, for example, immersing the container in warm water at 35°C for 60 minutes. In addition, when discharging the polyol composition for 10 seconds in the above D, the polyol composition is discharged in a state in which each component constituting the polyol composition is uniformly mixed. For example, if an unused aerosol container is used that is a polyol composition that is sufficiently mixed to be uniform and is filled with a sufficient amount of polyol composition such that not all of it is discharged in 10 seconds, the amount discharged during the above 10 seconds will be constant. In order to uniformly mix each component constituting the polyol composition, it is recommended to shake the container sufficiently before discharging. Shaking the container can be performed, for example, by holding the container by hand and shaking it up and down. The method of uniformly mixing the polyol composition is not limited to the above-mentioned method.
また、吐出物を、40℃で30分間乾燥させる際は、直径10cm、高さ12cmの円筒状のポリエチレン製容器に吐出物を入れ、該容器の上部を開放して行う。 When drying the extrudate at 40°C for 30 minutes, the extrudate is placed in a cylindrical polyethylene container with a diameter of 10 cm and a height of 12 cm, and the top of the container is left open.
上記Eにおいて、吐出物をアセトンで希釈する際のアセトンの使用量は、吸引濾過を行うことができれば特に制限されるものではないが、例えば、吐出物1mgあたり、0.1~10mLとすればよい。また、吸引濾過に使用される濾紙は、フィラーを濾別できる濾紙であり、例えば、アドバンテック社製円形定量ろ紙No.3を用いる。吸引濾過を行うと、濾紙上に凝集物(アセトン不溶分)が残る。該凝集物を乾燥させて、凝集物に含まれるアセトンを除いた後に、重量を測定し、この値をEにおける凝集物の重量とする。In the above E, the amount of acetone used when diluting the discharged material with acetone is not particularly limited as long as suction filtration can be performed, but for example, 0.1 to 10 mL per 1 mg of discharged material may be used. The filter paper used for suction filtration is a filter paper that can filter out fillers, for example, Advantec's circular quantitative filter paper No. 3. When suction filtration is performed, aggregates (acetone insolubles) remain on the filter paper. The aggregates are dried and the acetone contained in the aggregates is removed, and then the weight is measured, and this value is the weight of the aggregates in E.
フィラーとしては、例えば固形難燃剤、無機充填剤などが挙げられる。
フィラーとして、固形難燃剤を用いると、ポリウレタン発泡体の難燃性を効果的に高めることができる。また、固形難燃剤は、通常、粉体成分としてポリオール組成物に分散した状態にある。なお、固形難燃剤とは、常温(23℃)、常圧(1気圧)において、固体となる難燃剤である。
固形難燃剤の具体例としては、赤燐系難燃剤、リン酸塩含有難燃剤、臭素含有難燃剤、塩素含有難燃剤、アンチモン含有難燃剤、ホウ素含有難燃剤、及び金属水酸化物が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the filler include a solid flame retardant and an inorganic filler.
The use of a solid flame retardant as a filler can effectively improve the flame retardancy of the polyurethane foam. The solid flame retardant is usually in a state of being dispersed in the polyol composition as a powder component. The solid flame retardant is a flame retardant that is solid at room temperature (23° C.) and normal pressure (1 atm).
Specific examples of solid flame retardants include red phosphorus-based flame retardants, phosphate-containing flame retardants, bromine-containing flame retardants, chlorine-containing flame retardants, antimony-containing flame retardants, boron-containing flame retardants, and metal hydroxides. These may be used alone or in combination of two or more.
<赤燐系難燃剤>
赤燐系難燃剤は、赤燐単体からなるものでもよいが、赤燐に樹脂、金属水酸化物、金属酸化物などを被膜したものでもよいし、赤燐に樹脂、金属水酸化物、金属酸化物などと混合したものでもよい。赤燐を被膜し、または赤燐と混合する樹脂は、特に限定されないがフェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、及びシリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。被膜ないし混合する化合物としては、難燃性の観点から、金属水酸化物が好ましい。金属水酸化物は、後述するものを適宜選択して使用するとよい。
<Red phosphorus-based flame retardants>
The red phosphorus-based flame retardant may be made of red phosphorus alone, may be red phosphorus coated with a resin, a metal hydroxide, a metal oxide, or may be red phosphorus mixed with a resin, a metal hydroxide, a metal oxide, or the like. The resin that coats the red phosphorus or mixes with the red phosphorus is not particularly limited, but examples thereof include thermosetting resins such as phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, melamine resin, urea resin, aniline resin, and silicone resin. From the viewpoint of flame retardancy, metal hydroxide is preferable as the compound to be coated or mixed. The metal hydroxide to be used may be appropriately selected from those described later.
<リン酸塩含有難燃剤>
リン酸塩含有難燃剤としては、例えば、各種リン酸と周期律表IA族~IVB族の金属、アンモニア、脂肪族アミン、芳香族アミン、環中に窒素を含む複素環式化合物から選ばれる少なくとも一種の金属または化合物との塩からなるリン酸塩が挙げられる。
リン酸としては、特に限定されないが、モノリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸等が挙げられる。
周期律表IA族~IVB族の金属として、リチウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、鉄(II)、鉄(III)、アルミニウム等が挙げられる。
前記脂肪族アミンとして、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、ピペラジン等が挙げられる。芳香族アミンとしては、アニリン、o-トリイジン、2,4,6-トリメチルアニリン、アニシジン、3-(トリフルオロメチル)アニリン等が挙げられる。環中に窒素を含む複素環式化合物として、ピリジン、トリアジン、メラミン等が挙げられる。
<Phosphate-containing flame retardants>
Examples of the phosphate-containing flame retardant include phosphates formed from salts of various phosphoric acids and at least one metal or compound selected from metals in Groups IA to IVB of the periodic table, ammonia, aliphatic amines, aromatic amines, and heterocyclic compounds containing nitrogen in the ring.
The phosphoric acid is not particularly limited, but examples thereof include monophosphoric acid, pyrophosphoric acid, and polyphosphoric acid.
Examples of metals in Groups IA to IVB of the periodic table include lithium, sodium, calcium, barium, iron (II), iron (III), and aluminum.
Examples of the aliphatic amine include methylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, piperazine, etc. Examples of the aromatic amine include aniline, o-triidine, 2,4,6-trimethylaniline, anisidine, 3-(trifluoromethyl)aniline, etc. Examples of the heterocyclic compound containing nitrogen in the ring include pyridine, triazine, melamine, etc.
リン酸塩含有難燃剤の具体例としては、例えば、モノリン酸塩、ピロリン酸塩、ポリリン酸塩等が挙げられる。ここで、ポリリン酸塩としては、特に限定されないが、例えば、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸ピペラジン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸アンモニウムアミド、ポリリン酸アルミニウム等が挙げられる。
リン酸塩含有難燃剤は、上記したものから一種もしくは二種以上を使用することができる。
Specific examples of the phosphate-containing flame retardant include monophosphate, pyrophosphate, polyphosphate, etc. Here, the polyphosphate is not particularly limited, but examples thereof include ammonium polyphosphate, piperazine polyphosphate, melamine polyphosphate, ammonium amide polyphosphate, aluminum polyphosphate, etc.
The phosphate-containing flame retardant may be used alone or in combination of two or more of the above-mentioned compounds.
<臭素含有難燃剤>
臭素含有難燃剤としては、分子構造中に臭素を含有し、常温、常圧で固体となる化合物であれば特に限定されないが、例えば、臭素化芳香環含有芳香族化合物等が挙げられる。
臭素化芳香環含有芳香族化合物としては、ヘキサブロモベンゼン、ペンタブロモトルエン、ヘキサブロモビフェニル、デカブロモビフェニル、デカブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモジフェニルエーテル、ビス(ペンタブロモフェノキシ)エタン、エチレンビス(ペンタブロモフェニル)、エチレンビス(テトラブロモフタルイミド)、テトラブロモビスフェノールA等のモノマー系有機臭素化合物が挙げられる。
<Bromine-containing flame retardants>
The bromine-containing flame retardant is not particularly limited as long as it contains bromine in its molecular structure and is a solid at room temperature and pressure. Examples of the bromine-containing flame retardant include brominated aromatic ring-containing aromatic compounds.
Examples of the brominated aromatic ring-containing aromatic compound include monomeric organic bromine compounds such as hexabromobenzene, pentabromotoluene, hexabromobiphenyl, decabromobiphenyl, decabromodiphenyl ether, octabromodiphenyl ether, hexabromodiphenyl ether, bis(pentabromophenoxy)ethane, ethylene bis(pentabromophenyl), ethylene bis(tetrabromophthalimide), and tetrabromobisphenol A.
また、臭素化芳香環含有芳香族化合物は、臭素化合物ポリマーであってもよい。具体的には、臭素化ビスフェノールAを原料として製造されたポリカーボネートオリゴマー、このポリカーボネートオリゴマーとビスフェノールAとの共重合物等の臭素化ポリカーボネート、臭素化ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジエポキシ化合物などが挙げられる。さらには、臭素化フェノール類とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるモノエポキシ化合物等の臭素化エポキシ化合物、ポリ(臭素化ベンジルアクリレート)、臭素化ポリフェニレンエーテルと臭素化ビスフェノールAと塩化シアヌールとの臭素化フェノールの縮合物、臭素化(ポリスチレン)、ポリ(臭素化スチレン)、架橋臭素化ポリスチレン等の臭素化ポリスチレン、架橋または非架橋臭素化ポリ(-メチルスチレン)等が挙げられる。
また、ヘキサブロモシクロドデカンなどの臭素化芳香環含有芳香族化合物以外の化合物であってもよい。
これら臭素含有難燃剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、上記した中では、臭素化芳香環含有芳香族化合物が好ましく、中でも、エチレンビス(ペンタブロモフェニル)などのモノマー系有機臭素化合物が好ましい。
The brominated aromatic ring-containing aromatic compound may be a bromine compound polymer.Specific examples of the brominated aromatic ring-containing aromatic compound include brominated polycarbonates such as polycarbonate oligomers produced from brominated bisphenol A as a raw material, copolymers of the polycarbonate oligomers and bisphenol A, and diepoxy compounds produced by the reaction of brominated bisphenol A and epichlorohydrin.Further examples include brominated epoxy compounds such as monoepoxy compounds obtained by the reaction of brominated phenols with epichlorohydrin, poly(brominated benzyl acrylate), brominated phenol condensates of brominated polyphenylene ether, brominated bisphenol A, and cyanuric chloride, brominated (polystyrene), poly(brominated styrene), brominated polystyrenes such as crosslinked brominated polystyrene, crosslinked or non-crosslinked brominated poly(-methylstyrene), and the like.
In addition, compounds other than brominated aromatic ring-containing aromatic compounds such as hexabromocyclododecane may be used.
These bromine-containing flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
Among the above, brominated aromatic ring-containing aromatic compounds are preferred, and among these, monomeric organic bromine compounds such as ethylenebis(pentabromophenyl) are preferred.
塩素含有難燃剤は、難燃性樹脂組成物に通常用いられるものが挙げられ、例えば、ポリ塩化ナフタレン、クロレンド酸、「デクロランプラス」の商品名で販売されるドデカクロロドデカヒドロジメタノジベンゾシクロオクテンなどが挙げられる。Chlorine-containing flame retardants include those commonly used in flame-retardant resin compositions, such as polychlorinated naphthalenes, chlorendic acid, and dodecachlorododecahydrodimethanodibenzocyclooctene, sold under the trade name "Dechlorane Plus."
<アンチモン含有難燃剤>
アンチモン含有難燃剤としては、例えば、酸化アンチモン、アンチモン酸塩、ピロアンチモン酸塩等が挙げられる。酸化アンチモンとしては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等が挙げられる。アンチモン酸塩としては、例えば、アンチモン酸ナトリウム、アンチモン酸カリウム等が挙げられる。ピロアンチモン酸塩としては、例えば、ピロアンチモン酸ナトリウム、ピロアンチモン酸カリウム等が挙げられる。
アンチモン含有難燃剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
本発明に使用するアンチモン含有難燃剤は、酸化アンチモンであることが好ましい。
<Antimony-containing flame retardants>
Examples of antimony-containing flame retardants include antimony oxide, antimony salts, and pyroantimony salts. Examples of antimony oxide include antimony trioxide and antimony pentoxide. Examples of antimony salts include sodium antimonate and potassium antimonate. Examples of pyroantimonate include sodium pyroantimonate and potassium pyroantimonate.
The antimony-containing flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
The antimony-containing flame retardant used in the present invention is preferably antimony oxide.
<ホウ素含有難燃剤>
本発明で使用するホウ素含有難燃剤としては、ホウ砂、酸化ホウ素、ホウ酸、ホウ酸塩等が挙げられる。酸化ホウ素としては、例えば、三酸化二ホウ素、三酸化ホウ素、二酸化二ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素等が挙げられる。
ホウ酸塩としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、周期表第4族、第12族、第13族の元素およびアンモニウムのホウ酸塩等が挙げられる。具体的には、ホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸セシウム等のホウ酸アルカリ金属塩、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸バリウム等のホウ酸アルカリ土類金属塩、ホウ酸ジルコニウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸アンモニウム等が挙げられる。
ホウ素含有難燃剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
本発明に使用するホウ素含有難燃剤は、ホウ酸塩であることが好ましく、ホウ酸亜鉛がより好ましい。
<Boron-containing flame retardants>
The boron-containing flame retardant used in the present invention includes borax, boron oxide, boric acid, borate, etc. Examples of boron oxide include diboron trioxide, boron trioxide, diboron dioxide, tetraboron trioxide, and tetraboron pentoxide.
Examples of borates include borates of alkali metals, alkaline earth metals, elements of
The boron-containing flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
The boron-containing flame retardant used in the present invention is preferably a borate, more preferably zinc borate.
<金属水酸化物>
本発明に使用する金属水酸化物としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、水酸化ニッケル、水酸化ジルコニウム、水酸化チタン、水酸化亜鉛、水酸化銅、水酸化バナジウム、水酸化スズ等が挙げられる。金属水酸化物は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
<Metal hydroxide>
Examples of the metal hydroxides used in the present invention include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, iron hydroxide, nickel hydroxide, zirconium hydroxide, titanium hydroxide, zinc hydroxide, copper hydroxide, vanadium hydroxide, tin hydroxide, etc. The metal hydroxides may be used alone or in combination of two or more kinds.
固体難燃剤のポリオール組成物中の含有量は、フィラー割合が上記範囲内となるように適宜調整すればよいが、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは5~100質量部であり、より好ましくは10~50質量部である。
固体難燃剤の含有量が上記下限値以上であると、得られるポリウレタン発泡体の収縮率を小さくすることができ、また難燃性を向上させることができる。固体難燃剤の含有量が上記上限値以下であると、ポリオール組成物の吐出性が良好になる。
The content of the solid flame retardant in the polyol composition may be appropriately adjusted so that the filler ratio falls within the above range, but is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyol compound.
When the content of the solid flame retardant is equal to or more than the lower limit, the shrinkage rate of the obtained polyurethane foam can be reduced and the flame retardancy can be improved. When the content of the solid flame retardant is equal to or less than the upper limit, the dischargeability of the polyol composition can be improved.
<無機充填剤>
無機充填材としては、例えば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン、フェライト類、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、ウォラストナイト、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカパルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素パルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムポレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、各種磁性粉、スラグ繊維、フライアッシュ、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、及びジルコニア繊維等が挙げられる。これらの無機充填剤は、単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機充填剤のポリオール組成物中の含有量は、フィラー割合が上記範囲内となるように適宜調整すればよいが、ポリオール化合物100質量部に対して、好ましくは5~150質量部であり、より好ましくは10~100質量部である。
無機充填剤の含有量が上記下限値以上であると、得られるポリウレタン発泡体の収縮率を小さくすることができる。無機充填剤の含有量が上記上限値以下であると、ポリオール組成物の吐出性が良好になる。
<Inorganic filler>
Examples of inorganic fillers include silica, diatomaceous earth, alumina, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, antimony oxide, ferrites, basic magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, barium carbonate, dawsonite, hydrotalcite, calcium sulfate, barium sulfate, gypsum fiber, calcium silicate, talc, clay, mica, wollastonite, montmorillonite, bentonite, activated clay, sepiolite, imogolite, sericite, glass fiber, glass beads, silica palan, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, carbon black, graphite, carbon fiber, carbon palan, charcoal powder, various metal powders, potassium titanate, magnesium sulfate, lead zirconate titanate, aluminum borate, molybdenum sulfide, silicon carbide, stainless steel fiber, various magnetic powders, slag fiber, fly ash, silica alumina fiber, alumina fiber, silica fiber, and zirconia fiber. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.
The content of the inorganic filler in the polyol composition may be appropriately adjusted so that the filler ratio falls within the above range, but is preferably 5 to 150 parts by mass, and more preferably 10 to 100 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyol compound.
When the content of the inorganic filler is equal to or more than the above lower limit, the shrinkage rate of the obtained polyurethane foam can be reduced.When the content of the inorganic filler is equal to or less than the above upper limit, the dischargeability of the polyol composition is improved.
[ポリオール化合物]
本発明のポリオール組成物は、ポリウレタン発泡体の原料となるポリオール化合物を含有する。ポリオール化合物としては、例えば、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、芳香族ポリオール、脂環族ポリオール、脂肪族ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール、及びポリエーテルポリオール等が挙げられる。ポリオール化合物は、通常、常温(23℃)、常圧(1気圧)で液体となる。
[Polyol compounds]
The polyol composition of the present invention contains a polyol compound that is a raw material for polyurethane foam. Examples of the polyol compound include polylactone polyol, polycarbonate polyol, aromatic polyol, alicyclic polyol, aliphatic polyol, polyester polyol, polymer polyol, and polyether polyol. The polyol compound is usually liquid at room temperature (23° C.) and normal pressure (1 atm).
ポリラクトンポリオールとしては、例えば、ポリプロピオラクトングリコール、ポリカプロラクトングリコール、及びポリバレロラクトングリコール等が挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、及びノナンジオール等の水酸基含有化合物と、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等との脱アルコール反応により得られるポリオール等が挙げられる。
Examples of the polylactone polyol include polypropiolactone glycol, polycaprolactone glycol, and polyvalerolactone glycol.
Examples of polycarbonate polyols include polyols obtained by dealcoholization reaction of hydroxyl group-containing compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, octanediol, and nonanediol with ethylene carbonate, propylene carbonate, and the like.
芳香族ポリオールとしては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック、及びクレゾールノボラック等が挙げられる。
脂環族ポリオールとしては、例えば、シクロヘキサンジオール、メチルシクロヘキサンジオール、イソホロンジオール、ジシクロへキシルメタンジオール、及びジメチルジシクロへキシルメタンジオール等が挙げられる。
脂肪族ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、及びヘキサンジオール等のアルカンジオールが挙げられる。
Examples of aromatic polyols include bisphenol A, bisphenol F, phenol novolac, and cresol novolac.
Examples of alicyclic polyols include cyclohexanediol, methylcyclohexanediol, isophoronediol, dicyclohexylmethanediol, and dimethyldicyclohexylmethanediol.
Aliphatic polyols include, for example, alkanediols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, and hexanediol.
ポリエステルポリオールとしては、例えば、多塩基酸と多価アルコールとを脱水縮合して得られる重合体、ε-カプロラクトン、及びα-メチル-ε-カプロラクトン等のラクトンを開環重合して得られる重合体、及びヒドロキシカルボン酸と前記多価アルコール等との縮合物が挙げられる。
多塩基酸としては、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸(m-フタル酸)、テレフタル酸(p-フタル酸)、及びコハク酸等が挙げられる。また、多価アルコールとしては、例えば、ビスフェノールA、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、1,6-ヘキサングリコール、及びネオペンチルグリコール等が挙げられる。
また、ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、ひまし油、ひまし油とエチレングリコールの反応生成物等が挙げられる。
Examples of polyester polyols include polymers obtained by dehydration condensation of polybasic acids and polyhydric alcohols, polymers obtained by ring-opening polymerization of lactones such as ε-caprolactone and α-methyl-ε-caprolactone, and condensates of hydroxycarboxylic acids and the above-mentioned polyhydric alcohols.
Examples of polybasic acids include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, isophthalic acid (m-phthalic acid), terephthalic acid (p-phthalic acid), and succinic acid, etc. Examples of polyhydric alcohols include bisphenol A, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, 1,6-hexane glycol, and neopentyl glycol, etc.
Examples of hydroxycarboxylic acids include castor oil and reaction products of castor oil and ethylene glycol.
ポリマーポリオールとしては、例えば、芳香族ポリオール、脂環族ポリオール、脂肪族ポリオール、及びポリエステルポリオール等に対し、アクリロニトリル、スチレン、メチルアクリレート、及びメタクリレート等のエチレン性不飽和化合物をグラフト重合させた重合体、ポリブタジエンポリオール、及び多価アルコールの変性ポリオール又はこれらの水素添加物等が挙げられる。Examples of polymer polyols include polymers obtained by graft polymerizing ethylenically unsaturated compounds such as acrylonitrile, styrene, methyl acrylate, and methacrylate onto aromatic polyols, alicyclic polyols, aliphatic polyols, and polyester polyols, polybutadiene polyols, and modified polyols of polyhydric alcohols or hydrogenated versions of these.
多価アルコールの変性ポリオールとしては、例えば、原料の多価アルコールにアルキレンオキサイドを反応させて変性したもの等が挙げられる。
多価アルコールとしては、例えば、グリセリン及びトリメチロールプロパン等の三価アルコール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトール等、ショ糖、グルコース、マンノース、フルクト-ス、メチルグルコシド及びその誘導体等の四~八価のアルコール、フロログルシノール、クレゾール、ピロガロール、カテコ-ル、ヒドロキノン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、1,3,6,8-テトラヒドロキシナフタレン、及び1,4,5,8-テトラヒドロキシアントラセン等のポリオール、ひまし油ポリオール、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの(共)重合体及びポリビニルアルコール等の多官能(例えば官能基数2~100)ポリオール、フェノールとホルムアルデヒドとの縮合物(ノボラック)が挙げられる。
Examples of modified polyols of polyhydric alcohols include those obtained by reacting a raw material polyhydric alcohol with an alkylene oxide to modify it.
Examples of polyhydric alcohols include trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane; tetrahydric to octahydric alcohols such as pentaerythritol, sorbitol, mannitol, sorbitan, diglycerin, and dipentaerythritol; sucrose, glucose, mannose, fructose, methyl glucoside, and derivatives thereof; polyols such as phloroglucinol, cresol, pyrogallol, catechol, hydroquinone, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, 1,3,6,8-tetrahydroxynaphthalene, and 1,4,5,8-tetrahydroxyanthracene; polyfunctional polyols (e.g., having 2 to 100 functional groups) such as castor oil polyol, (co)polymers of hydroxyalkyl (meth)acrylate, and polyvinyl alcohol; and condensates of phenol and formaldehyde (novolaks).
多価アルコールの変性方法は特に限定されないが、アルキレンオキサイド(以下、「AO」ともいう)を付加させる方法が好適に用いられる。AOとしては、炭素数2~6のAO、例えば、エチレンオキサイド(以下、「EO」ともいう)、1,2-プロピレンオキサイド(以下、「PO」ともいう)、1,3-プロピレオキサイド、1,2-ブチレンオキサイド、及び1,4-ブチレンオキサイド等が挙げられる。
これらの中でも性状や反応性の観点から、PO、EO及び1,2-ブチレンオキサイドが好ましく、PO及びEOがより好ましい。AOを2種以上使用する場合(例えば、PO及びEO)の付加方法としては、ブロック付加であってもランダム付加であってもよく、これらの併用であってもよい。
Although the method for modifying the polyhydric alcohol is not particularly limited, a method of adding an alkylene oxide (hereinafter also referred to as "AO") is preferably used. Examples of the AO include AOs having 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene oxide (hereinafter also referred to as "EO"), 1,2-propylene oxide (hereinafter also referred to as "PO"), 1,3-propylene oxide, 1,2-butylene oxide, and 1,4-butylene oxide.
Among these, from the viewpoints of properties and reactivity, PO, EO and 1,2-butylene oxide are preferred, and PO and EO are more preferred. When two or more AOs are used (for example, PO and EO), the addition method may be block addition or random addition, or a combination of these may be used.
ポリエーテルポリオ-ルとしては、例えば、活性水素を2個以上有する低分子量活性水素化合物等の少なくとも1種の存在下に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドの少なくとも1種を開環重合させて得られる重合体が挙げられる。活性水素を2個以上有する低分子量活性水素化合物としては、例えば、ビスフェノールA、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、1,6-ヘキサンジオ-ル等のジオール類、グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール類、エチレンジアミン、及びブチレンジアミン等のアミン類等が挙げられる。Examples of polyether polyols include polymers obtained by ring-opening polymerization of at least one alkylene oxide, such as ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran, in the presence of at least one low molecular weight active hydrogen compound having two or more active hydrogens. Examples of low molecular weight active hydrogen compounds having two or more active hydrogens include diols such as bisphenol A, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and 1,6-hexanediol, triols such as glycerin and trimethylolpropane, and amines such as ethylenediamine and butylenediamine.
本発明に使用するポリオール化合物としては、ポリエステルポリオール、及びポリエーテルポリオールが好ましい。中でも、イソフタル酸(m-フタル酸)、テレフタル酸(p-フタル酸)等の芳香族環を有する多塩基酸と、ビスフェノールA、エチレングリコール、及び1,2-プロピレングリコール等の2価アルコールとを脱水縮合して得られる芳香族系ポリエステルポリオールがより好ましい。また、水酸基を2個有するポリオールが好ましい。As the polyol compound used in the present invention, polyester polyols and polyether polyols are preferred. Among them, aromatic polyester polyols obtained by dehydration condensation of polybasic acids having aromatic rings such as isophthalic acid (m-phthalic acid) and terephthalic acid (p-phthalic acid) with dihydric alcohols such as bisphenol A, ethylene glycol, and 1,2-propylene glycol are more preferred. Polyols having two hydroxyl groups are also preferred.
ポリオール化合物の水酸基価は、20~300mgKOH/gが好ましく、30~250mgKOH/gがより好ましく、50~220mgKOH/gがさらに好ましい。ポリオール化合物の水酸基価が前記上限値以下であるとポリオール組成物の粘度が下がりやすく、取り扱い性等の観点で好ましい。一方、ポリオール化合物の水酸基価が前記下限値以上であるとポリウレタン発泡体の架橋密度が上がることにより強度が高くなる。
なお、ポリオール化合物の水酸基価は、JIS K 1557-1:2007に従って測定可能である。
The hydroxyl value of the polyol compound is preferably 20 to 300 mgKOH/g, more preferably 30 to 250 mgKOH/g, and even more preferably 50 to 220 mgKOH/g. When the hydroxyl value of the polyol compound is equal to or less than the upper limit, the viscosity of the polyol composition is likely to decrease, which is preferable from the viewpoint of handleability, etc. On the other hand, when the hydroxyl value of the polyol compound is equal to or more than the lower limit, the crosslink density of the polyurethane foam increases, thereby increasing the strength.
The hydroxyl value of the polyol compound can be measured in accordance with JIS K 1557-1:2007.
本発明のポリオール組成物中のポリオール化合物の含有量は、好ましくは10~80質量%、より好ましくは20~75質量%、更に好ましくは25~70質量%である。ポリオール化合物の含有量が前記下限値以上であるとポリオールとポリイソシアネートとを反応させやすくなるため好ましい。一方、ポリオール化合物の含有量が前記上限値以下であると、ポリオール含有組成物の粘度が高くなりすぎないため取扱い性の観点で好ましい。The content of the polyol compound in the polyol composition of the present invention is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 20 to 75% by mass, and even more preferably 25 to 70% by mass. If the content of the polyol compound is equal to or greater than the lower limit, it is preferable because it makes it easier to react the polyol with the polyisocyanate. On the other hand, if the content of the polyol compound is equal to or less than the upper limit, it is preferable from the viewpoint of handleability because the viscosity of the polyol-containing composition does not become too high.
[触媒]
本発明におけるポリオール組成物は、触媒を含有する。触媒としては、三量化触媒及び樹脂化触媒の少なくとも一方を含有することが好ましく、三量化触媒及び樹脂化触媒の両方を含有することがより好ましい。これら両方の触媒を用いて製造されたポリオール発泡体は、収縮率が低くなりやすく好ましい。
[catalyst]
The polyol composition of the present invention contains a catalyst. As the catalyst, it is preferable to contain at least one of a trimerization catalyst and a resinification catalyst, and it is more preferable to contain both a trimerization catalyst and a resinification catalyst. A polyol foam produced using both of these catalysts is preferable because it tends to have a low shrinkage rate.
三量化触媒は、ポリイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基を反応させて三量化させ、イソシアヌレート環の生成を促進する触媒である。三量化触媒としては、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4-ビス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6-トリス(ジアルキルアミノアルキル)ヘキサヒドロ-S-トリアジン等の窒素含有芳香族化合物、酢酸カリウム、2-エチルヘキサン酸カリウム、オクチル酸カリウム等のカルボン酸アルカリ金属塩、トリメチルアンモニウム塩、トリエチルアンモニウム塩、トリフェニルアンモニウム塩等の3級アンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム、テトラフェニルアンモニウム塩、トリエチルモノメチルアンモニウム塩等の4級アンモニウム塩等を使用できる。アンモニウム塩としては、2,2-ジメチルプロパン酸などカルボン酸のアンモニウム塩が挙げられ、より具体的にはカルボン酸4級アンモニウム塩が挙げられる。
これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中では、カルボン酸アルカリ金属塩、カルボン酸4級アンモニウム塩から選択される1種又は2種以上が好ましく、中でもカルボン酸4級アンモニウム塩がより好ましい。
The trimerization catalyst is a catalyst that reacts isocyanate groups contained in a polyisocyanate compound to trimerize them and promote the formation of an isocyanurate ring. Examples of the trimerization catalyst include nitrogen-containing aromatic compounds such as tris(dimethylaminomethyl)phenol, 2,4-bis(dimethylaminomethyl)phenol, and 2,4,6-tris(dialkylaminoalkyl)hexahydro-S-triazine; alkali metal salts of carboxylic acids such as potassium acetate, potassium 2-ethylhexanoate, and potassium octylate; tertiary ammonium salts such as trimethylammonium salt, triethylammonium salt, and triphenylammonium salt; and quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium salt, tetraethylammonium, tetraphenylammonium salt, and triethylmonomethylammonium salt. Examples of the ammonium salt include ammonium salts of carboxylic acids such as 2,2-dimethylpropanoic acid, and more specifically, quaternary ammonium salts of carboxylic acids.
These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, one or more selected from alkali metal carboxylates and quaternary ammonium carboxylates are preferred, and among these, quaternary ammonium carboxylates are more preferred.
三量化触媒の配合量は、ポリオール化合物100質量部に対して、1~25質量部が好ましく、2~18質量部がより好ましく、3~15質量部が更に好ましい。三量化触媒の配合量がこれら下限値以上であるとポリイソシアネート化合物の三量化が起こりやすくなり、得られるポリウレタンフォームの難燃性が向上する。一方、三量化触媒の配合量が前記上限値以下であると反応の制御がし易くなる。The amount of trimerization catalyst is preferably 1 to 25 parts by mass, more preferably 2 to 18 parts by mass, and even more preferably 3 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of polyol compound. When the amount of trimerization catalyst is equal to or greater than these lower limits, trimerization of the polyisocyanate compound occurs more easily, and the flame retardancy of the resulting polyurethane foam is improved. On the other hand, when the amount of trimerization catalyst is equal to or less than the upper limit, the reaction is easier to control.
樹脂化触媒は、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応を促進させる触媒である。樹脂化触媒としては、イミダゾール化合物、ピペラジン化合物などのアミン系触媒、金属系触媒などが挙げられる。
イミダゾール化合物としては、イミダゾール環の1位の第2級アミンをアルキル基、アルケニル基などで置換し3級アミンが挙げられる。具体的には、N-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1-エチル-2-メチルイミダゾール、1-メチル-2-エチルイミダゾール、1,2-ジエチルイミダゾール、及び1-イソブチル-2-メチルイミダゾールなどが挙げられる。また、イミダゾール環中の第2級アミンをシアノエチル基で置換したイミダゾール化合物などでもよい。
また、ピペラジン化合物として、N-メチル-N’N’-ジメチルアミノエチルピペラジン、トリメチルアミノエチルピペラジンなどの3級アミンが挙げられる。
また、樹脂化触媒としては、イミダゾール化合物、ピペラジン化合物以外にも、ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチルアミン、N-メチルモルホリンビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’-トリメチルアミノエチル-エタノールアミン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、ジアザビシクロウンデセン、トリエチレンジアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、トリプロピルアミン等の各種の3級アミンなどが挙げられる。
The resinification catalyst is a catalyst that promotes the reaction between a polyol compound and a polyisocyanate compound. Examples of the resinification catalyst include amine-based catalysts such as imidazole compounds and piperazine compounds, and metal-based catalysts.
Examples of the imidazole compound include tertiary amines in which the secondary amine at the 1-position of the imidazole ring is substituted with an alkyl group, an alkenyl group, or the like. Specific examples include N-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-ethyl-2-methylimidazole, 1-methyl-2-ethylimidazole, 1,2-diethylimidazole, and 1-isobutyl-2-methylimidazole. In addition, imidazole compounds in which the secondary amine in the imidazole ring is substituted with a cyanoethyl group may also be used.
Furthermore, examples of the piperazine compound include tertiary amines such as N-methyl-N'N'-dimethylaminoethylpiperazine and trimethylaminoethylpiperazine.
In addition to imidazole compounds and piperazine compounds, examples of the resinification catalyst include various tertiary amines such as pentamethyldiethylenetriamine, triethylamine, N-methylmorpholinebis(2-dimethylaminoethyl)ether, N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylenetriamine, N,N,N'-trimethylaminoethyl-ethanolamine, bis(2-dimethylaminoethyl)ether, N,N-dimethylcyclohexylamine, diazabicycloundecene, triethylenediamine, tetramethylhexamethylenediamine, and tripropylamine.
金属系触媒としては、鉛、錫、ビスマス、銅、亜鉛、コバルト、ニッケルなどからなる金属塩が挙げられ、好ましくは鉛、錫、ビスマス、銅、亜鉛、コバルト、ニッケルなどからなる有機酸金属塩である。より好ましくはジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫バーサテート、ビスマストリオクテート、ビスマストリス(2-エチルへキサノエート)、ジオクチル酸スズ、ジオクチル酸鉛などが挙げられ、中でも有機酸ビスマス塩がさらに好ましい。
樹脂化触媒は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、上記した中では、イミダゾール化合物及び有機酸ビスマス塩から選択される1種又は2種以上を使用することが好ましく、これら両方を使用する態様も好ましい。
Examples of the metal catalyst include metal salts of lead, tin, bismuth, copper, zinc, cobalt, nickel, etc., and preferably organic acid metal salts of lead, tin, bismuth, copper, zinc, cobalt, nickel, etc. More preferred are dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, dioctyltin versatate, bismuth trioctate, bismuth tris(2-ethylhexanoate), tin dioctylate, lead dioctylate, etc., and among these, organic acid bismuth salts are even more preferred.
The resinification catalyst may be used alone or in combination of two or more. Among the above, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of imidazole compounds and organic acid bismuth salts, and it is also preferable to use both of them.
樹脂化触媒の配合量は、ポリオール化合物100質量部に対して、1~25質量部が好ましく、2~18質量部がより好ましく、3~12質量部が更に好ましい。樹脂化触媒の配合量がこれら下限値以上であるとウレタン結合が形成しやすくなり、反応が速やかに進行する。一方、これら上限値以下であると、反応速度が制御しやすくなる。The amount of resinification catalyst is preferably 1 to 25 parts by mass, more preferably 2 to 18 parts by mass, and even more preferably 3 to 12 parts by mass, per 100 parts by mass of polyol compound. If the amount of resinification catalyst is equal to or greater than these lower limits, urethane bonds are more easily formed and the reaction proceeds quickly. On the other hand, if the amount is equal to or less than these upper limits, the reaction rate is easier to control.
触媒として、三量化触媒と樹脂化触媒とを併用する場合は、三量化触媒に対する樹脂化触媒の量(樹脂化触媒の量/三量化触媒の量)は、得られるポリウレタン発泡体の収縮率を小さくする観点から、好ましくは0.2~10であり、より好ましくは0.5~2である。When a trimerization catalyst and a resinification catalyst are used in combination as catalysts, the amount of resinification catalyst relative to the trimerization catalyst (amount of resinification catalyst/amount of trimerization catalyst) is preferably 0.2 to 10, and more preferably 0.5 to 2, from the viewpoint of reducing the shrinkage rate of the resulting polyurethane foam.
また、ポリオール組成物における触媒の合計量は、特に限定されないが、好ましくは2~40質量部、より好ましくは4~25質量部、さらに好ましくは5~20質量部である。これら下限値以上であると、ウレタン結合の形成と三量化が適切に進行して、難燃性が良好となりやい。また、これら上限値以下とすると、ウレタン化及び三量化反応の制御が容易となる。 The total amount of catalyst in the polyol composition is not particularly limited, but is preferably 2 to 40 parts by mass, more preferably 4 to 25 parts by mass, and even more preferably 5 to 20 parts by mass. If it is equal to or greater than these lower limits, the formation of urethane bonds and trimerization proceed appropriately, and flame retardancy tends to be good. If it is equal to or less than these upper limits, it becomes easier to control the urethane formation and trimerization reactions.
[液状難燃剤]
本発明におけるポリオール組成物は、液状難燃剤を含有してもよい。液状難燃剤とは、常温、常圧にて液体となる難燃剤である。液状難燃剤の具体例としては、リン酸エステルが挙げられる。ポリオール組成物に液状難燃剤を含有させることで、吐出流速、混合性などを殆ど低下させることなく、難燃性をより向上させやすくなる。
[Liquid flame retardant]
The polyol composition in the present invention may contain a liquid flame retardant. The liquid flame retardant is a flame retardant that is liquid at room temperature and normal pressure. A specific example of the liquid flame retardant is a phosphoric acid ester. By including the liquid flame retardant in the polyol composition, it is possible to improve the flame retardancy without substantially decreasing the discharge flow rate, the mixing property, and the like.
リン酸エステルとしては、モノリン酸エステル、縮合リン酸エステル等を使用できる。モノリン酸エステルとは、分子中にリン原子を1つ有するリン酸エステルである。モノリン酸エステルとしては、常温、常圧で液体のものであれば限定されないが、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ(2-エチルヘキシル)ホスフェートなどのトリアルキルホスフェート、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェートなどのハロゲン含有リン酸エステル、トリブトキシエチルホスフェートなどのトリアルコキシホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジフェニル(2-エチルヘキシル)ホスフェートなどの芳香環含有リン酸エステル、モノイソデシルホスフェート、ジイソデシルホスフェートなどの酸性リン酸エステル等が挙げられる。 As the phosphate ester, monophosphate ester, condensed phosphate ester, etc. can be used. A monophosphate ester is a phosphate ester having one phosphorus atom in the molecule. There is no limitation on the monophosphate ester as long as it is liquid at room temperature and normal pressure, but examples of the monophosphate ester include trialkyl phosphates such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, and tri(2-ethylhexyl)phosphate, halogen-containing phosphate esters such as tris(β-chloropropyl)phosphate, trialkoxy phosphates such as tributoxyethyl phosphate, aromatic ring-containing phosphate esters such as tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, tris(isopropylphenyl)phosphate, cresyl diphenyl phosphate, and diphenyl(2-ethylhexyl)phosphate, and acidic phosphate esters such as monoisodecyl phosphate and diisodecyl phosphate.
縮合リン酸エステルとしては、例えば、トリアルキルポリホスフェート、レゾルシノールポリフェニルホスフェート、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート、ビスフェノールAポリフェニルホスフェートなどの芳香族縮合リン酸エステルが挙げられる。
縮合リン酸エステルの市販品としては、例えば、大八化学工業株式会社製の「CR-733S」、「CR-741」、「CR747」、ADEKA社製の「アデカスタブPFR」、「FP-600」等が挙げられる。
Examples of the condensed phosphate ester include aromatic condensed phosphate esters such as trialkyl polyphosphate, resorcinol polyphenyl phosphate, bisphenol A polycresyl phosphate, and bisphenol A polyphenyl phosphate.
Commercially available condensed phosphate esters include, for example, "CR-733S", "CR-741", and "CR747" manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., and "ADEKA STAB PFR" and "FP-600" manufactured by ADEKA Corporation.
液状難燃剤は、上記したものの中から1種単独で使用してもよいし、2種以を併用してもよい。これらの中でも、ポリオール化合物の粘度を適切にしやすくする観点、及びポリウレタンフォームの難燃性を向上させる観点から、モノリン酸エステルが好ましく、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェートなどのハロゲン含有リン酸エステルがより好ましい。The liquid flame retardants may be used alone or in combination of two or more of the above. Among these, monophosphate esters are preferred from the viewpoint of making it easier to adjust the viscosity of the polyol compound to an appropriate level and from the viewpoint of improving the flame retardancy of the polyurethane foam, and halogen-containing phosphate esters such as tris(β-chloropropyl)phosphate are more preferred.
ポリオール組成物が液状難燃剤を含有する場合、液状難燃剤の配合量は、ポリオール化合物100質量部に対して、5~70質量部が好ましく、10~60質量部がより好ましく、20~50質量部がさらに好ましい。液状難燃剤の配合量をこれら下限値以上とすることで、液状難燃剤を含有させる効果を発揮しやすくなる。また、上限値以下とすることで、液状難燃剤によって、ポリウレタン発泡体の発泡が阻害さたりすることもない。When the polyol composition contains a liquid flame retardant, the amount of the liquid flame retardant is preferably 5 to 70 parts by mass, more preferably 10 to 60 parts by mass, and even more preferably 20 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol compound. By making the amount of the liquid flame retardant equal to or greater than these lower limits, the effect of including the liquid flame retardant is easily achieved. Furthermore, by making the amount equal to or less than the upper limits, the foaming of the polyurethane foam is not inhibited by the liquid flame retardant.
[整泡剤]
本発明のポリオール組成物は、整泡剤を含有してもよい。整泡剤は、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とから得られるポリウレタン組成物の発泡性を向上させる。
整泡剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系整泡剤、オルガノポリシロキサン等のシリコーン系整泡剤等の界面活性剤等が挙げられる。これらの整泡剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
整泡剤の配合量は、ポリオール化合物100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.5~8質量部がより好ましく、1~5質量部が更に好ましい。整泡剤の配合量がこれら下限値以上であるとポリウレタン組成物を発泡させやすくなり、均質なポリウレタン発泡体を得やすくなる。また、整泡剤の配合量がこれら上限値以下であると製造コストと得られる効果のバランスが良好になる。
[Foam stabilizer]
The polyol composition of the present invention may contain a foam stabilizer. The foam stabilizer improves the foamability of the polyurethane composition obtained from the polyol composition and the polyisocyanate composition.
Examples of the foam stabilizer include surfactants such as polyoxyalkylene-based foam stabilizers such as polyoxyalkylene alkyl ethers, silicone-based foam stabilizers such as organopolysiloxanes, etc. These foam stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the foam stabilizer is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass, and even more preferably 1 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyol compound. When the amount of the foam stabilizer is equal to or greater than these lower limits, the polyurethane composition is easily foamed, and a homogeneous polyurethane foam is easily obtained. When the amount of the foam stabilizer is equal to or less than these upper limits, a good balance between the production cost and the obtained effect is obtained.
[水]
本発明におけるポリオール組成物は、水を含有してもよい。水を含有することで、ポリウレタン発泡体を形成するときの発泡性が良好となる。水の配合量は、ポリオール化合物100質量部に対して、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.2~5質量部、より好ましくは0.3~3質量部である。水の配合量をこれら範囲内とすることで、ポリウレタン組成物を適切に発泡しやすくなる。
[water]
The polyol composition of the present invention may contain water. By containing water, the foamability when forming a polyurethane foam is improved. The blend amount of water is, for example, 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.2 to 5 parts by mass, and more preferably 0.3 to 3 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyol compound. By setting the blend amount of water within these ranges, the polyurethane composition can be easily foamed appropriately.
[その他の成分]
ポリオール組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤、沈降防止剤、熱安定剤、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与樹脂等の添加剤、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。
[Other ingredients]
The polyol composition may contain, as necessary, additives such as phenol-based, amine-based, sulfur-based and other antioxidants, anti-settling agents, heat stabilizers, metal damage inhibitors, antistatic agents, stabilizers, crosslinking agents, lubricants, softeners, pigments, and tackifying resins, as well as tackifiers such as polybutene and petroleum resins, provided that the object of the present invention is not impaired.
[容器]
本発明の容器は、上記したポリオール組成物を封入した容器である。該容器は、有機系発泡剤の蒸気圧によりポリオール組成物を吐出させることが可能であれば特に制限されず、エアゾール容器であることが好ましい。エアゾール容器は、例えば、ポリオール組成物が充填される容器本体と、容器本体の上部をシールするキャップ部を備え、キャップ部に設けられたボタンなどが押されることで弁などが開いて内圧が開放され、有機系発泡剤の蒸気圧によりキャップ部に設けられた吐出口からポリオール組成物が吐出する。
容器内にポリオール組成物を封入する方法は特に限定されないが、有機系発泡剤以外の各成分をディスパーなどを用いて必要に応じて混合した後、容器内部に充填して容器を密閉し、次いで有機系発泡剤を充填する。有機系発泡剤の充填は、例えば、容器のキャップ部に備えられた弁を開けて、有機系発泡剤を容器内部に注入することで行うことができる。
[container]
The container of the present invention is a container in which the above-mentioned polyol composition is enclosed. The container is not particularly limited as long as it can discharge the polyol composition by the vapor pressure of the organic foaming agent, and is preferably an aerosol container. The aerosol container, for example, comprises a container body filled with the polyol composition and a cap part that seals the upper part of the container body, and when a button or the like provided on the cap part is pressed, a valve or the like is opened to release the internal pressure, and the polyol composition is discharged from the discharge port provided on the cap part by the vapor pressure of the organic foaming agent.
The method of sealing the polyol composition in the container is not particularly limited, but the components other than the organic foaming agent are mixed as necessary using a disper or the like, then filled into the container, the container is sealed, and then the organic foaming agent is filled in. The filling of the organic foaming agent can be performed, for example, by opening a valve provided on the cap of the container and injecting the organic foaming agent into the container.
容器からポリオール組成物を吐出する際には、ポリオール組成物を構成する各成分が均一に混合されている状態で吐出する。ポリオール組成物を構成する各成分を均一に混合するために、吐出前に容器を十分に振盪するとよい。容器の振盪は、例えば容器を手で持って上下に振ることにより行うことができる。ポリオール組成物を均一に混合する方法は、前記した方法に限定されるものではない。また、吐出する際の容器の温度は、例えば10℃以上40℃以下が好ましい。10℃以上であると、液温が一定程度高いため吐出が良好となり、40℃以下であると容器の破裂などが防止される。When the polyol composition is discharged from the container, each component constituting the polyol composition is discharged in a state in which it is uniformly mixed. In order to uniformly mix each component constituting the polyol composition, it is recommended to shake the container thoroughly before discharging. The container can be shaken, for example, by holding the container by hand and shaking it up and down. The method of uniformly mixing the polyol composition is not limited to the above-mentioned method. In addition, the temperature of the container when discharging is preferably, for example, 10°C or higher and 40°C or lower. If it is 10°C or higher, the liquid temperature is high to a certain extent, so discharging is good, and if it is 40°C or lower, the container is prevented from bursting.
[ポリウレタン組成物]
本発明のポリウレタン組成物は、ポリオール組成物と、ポリイソシアネート化合物を含有するポリイソシアネート組成物とを備える。すなわち、上記した本発明のポリオール組成物は、2液型ポリウレタンのポリオール組成物として使用するものであって、ポリイソシアネート化合物を含有するポリイソシアネート組成物と混合させポリウレタン組成物として使用する。ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とは、後述するようにイソシアネートインデックスが所定の範囲になる質量割合で混合させるとよい。
ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とを混合して得られたポリウレタン組成物は、反応し、かつ上記したポリオール組成物に含有される有機系発泡剤、又は後述するポリイソシアネート組成物に含有される有機系発泡剤などによって、発泡することでポリウレタン発泡体となる。
[Polyurethane composition]
The polyurethane composition of the present invention comprises a polyol composition and a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound. That is, the above-mentioned polyol composition of the present invention is used as a polyol composition for two-component polyurethane, and is mixed with a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound to be used as a polyurethane composition. The polyol composition and the polyisocyanate composition are preferably mixed in a mass ratio such that the isocyanate index falls within a predetermined range, as described below.
The polyurethane composition obtained by mixing the polyol composition and the polyisocyanate composition reacts with each other and foams due to the organic foaming agent contained in the polyol composition described above or the organic foaming agent contained in the polyisocyanate composition described below, thereby forming a polyurethane foam.
<ポリイソシアネート組成物>
ポリイソシアネート組成物は、ポリイソシアネート化合物を含有する。ポリイソシアネート化合物としては、ポリウレタン発泡体の形成に使用する公知のポリイソシアネート化合物を使用できる。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、及び脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジメチルジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI)等が挙げられる。
<Polyisocyanate Composition>
The polyisocyanate composition contains a polyisocyanate compound. As the polyisocyanate compound, a known polyisocyanate compound used for forming a polyurethane foam can be used. As the polyisocyanate compound, for example, an aromatic polyisocyanate, an alicyclic polyisocyanate, an aliphatic polyisocyanate, etc. can be mentioned.
Examples of aromatic polyisocyanates include phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, dimethyldiphenylmethane diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, naphthalene diisocyanate, and polymethylene polyphenyl polyisocyanate (polymeric MDI).
脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、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、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、及びジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、メチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、プロピ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等が挙げられる。
Examples of the alicyclic polyisocyanate include cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, and dimethyldicyclohexylmethane diisocyanate.
Examples of the aliphatic polyisocyanate include methylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate.
これらの中でも、使いやすさの観点、及び入手容易性の観点から、芳香族ポリイソシアネートが好ましく、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックMDI、又はこれらの混合物がより好ましい。ポリイソシアネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。Among these, from the viewpoints of ease of use and availability, aromatic polyisocyanates are preferred, and diphenylmethane diisocyanate, polymeric MDI, or a mixture thereof is more preferred. The polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more kinds.
ポリイソシアネート組成物は、通常、さらに有機系発泡剤を含有する。有機系発泡剤としては、上述したものを特に制限なく使用することができる。なお、ポリイソシアネート組成物で使用する有機系発泡剤は、ポリオール組成物に使用する有機系発泡剤と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ポリイソシアネート組成物中に含まれる有機系発泡剤の割合としては5質量%以上20質量%未満であることが好ましく、7質量%以上15質量%未満であることがより好ましい。有機系発泡剤が5質量%以上含まれることにより十分な吐出力が得られる。また、20質量%未満であることにより得られる発泡密度が低くなり過ぎず、適切な物性が得られる。
また、ポリイソシアネート組成物には、ポリイソシアネートに配合される公知の添加剤が適宜配合されてもよい。
The polyisocyanate composition usually further contains an organic foaming agent. As the organic foaming agent, the above-mentioned ones can be used without any particular limitation. The organic foaming agent used in the polyisocyanate composition may be the same as or different from the organic foaming agent used in the polyol composition.
The proportion of the organic foaming agent contained in the polyisocyanate composition is preferably 5% by mass or more and less than 20% by mass, and more preferably 7% by mass or more and less than 15% by mass. By containing the organic foaming agent at 5% by mass or more, sufficient ejection force can be obtained. In addition, by containing the organic foaming agent at less than 20% by mass, the foam density obtained is not too low, and appropriate physical properties can be obtained.
Furthermore, the polyisocyanate composition may appropriately contain known additives that are blended in polyisocyanates.
<イソシアネートインデックス>
本発明のポリウレタン組成物のイソシアネートインデックスは、200以上が好ましい。イソシアネートインデックスが200以上であると、ポリオール化合物に対するポリイソシアネート化合物の量が過剰になりポリイソシアネートの三量化体によるイソシアヌレート結合が生成し易くなる結果、ポリウレタン発泡体の難燃性が向上する。難燃性をより向上させるために、イソシアネートインデックスは、250以上がより好ましく、340以上が更に好ましい。
また、イソシアネートインデックスは、1000以下が好ましく、650以下がさらに好ましく、500以下がよりさらに好ましい。イソシアネートインデックスがこれら上限値以下であると、得られるポリウレタン発泡体の難燃性と製造コストとのバランスが良好になる。
<Isocyanate Index>
The isocyanate index of the polyurethane composition of the present invention is preferably 200 or more. When the isocyanate index is 200 or more, the amount of the polyisocyanate compound relative to the polyol compound becomes excessive, which makes it easier for isocyanurate bonds to be formed by the trimer of the polyisocyanate, and as a result, the flame retardancy of the polyurethane foam is improved. In order to further improve the flame retardancy, the isocyanate index is more preferably 250 or more, and even more preferably 340 or more.
The isocyanate index is preferably not more than 1000, more preferably not more than 650, and even more preferably not more than 500. When the isocyanate index is not more than these upper limit values, the resulting polyurethane foam has a good balance between flame retardancy and production costs.
なお、イソシアネートインデックスは、以下の方法により計算することができる。
イソシアネートインデックス=ポリイソシアネートの当量数÷(ポリオールの当量数+水の当量数)×100
ここで、各当量数は以下のとおり計算することができる。
・ポリイソシアネートの当量数=ポリイソシアネートの使用量(g)×NCO含有量(質量%)/NCOの分子量(モル)×100
・ポリオールの当量数=OHV×ポリオールの使用量(g)÷KOHの分子量(ミリモル)
OHVはポリオールの水酸基価(mgKOH/g)である。
・水の当量数=水の使用量(g)/水の分子量(モル)×水のOH基の数
上記各式において、NCOの分子量は42(モル)、KOHの分子量は56100(ミリモル)、水の分子量は18(モル)、水のOH基の数は2とする。
The isocyanate index can be calculated by the following method.
Isocyanate index = equivalents of polyisocyanate ÷ (equivalents of polyol + equivalents of water) × 100
Here, each equivalent number can be calculated as follows:
Equivalent number of polyisocyanate = Amount of polyisocyanate used (g) × NCO content (mass%) / Molecular weight of NCO (mol) × 100
Equivalent number of polyol = OHV x amount of polyol used (g) ÷ molecular weight of KOH (mmol)
OHV is the hydroxyl value of the polyol (mg KOH/g).
Number of water equivalents = amount of water used (g) / molecular weight of water (moles) × number of OH groups in water In each of the above formulas, the molecular weight of NCO is 42 (moles), the molecular weight of KOH is 56,100 (mmoles), the molecular weight of water is 18 (moles), and the number of OH groups in water is 2.
[混合システム]
本発明は、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とを混合するための混合システムも提供する。図1に示すように、混合システム10は、ポリオール組成物が内部に封入された第1の容器11と、ポリイソシアネート組成物が内部に封入された第2の容器12とを備える。第1の容器11、12はいずれもエアゾール容器(スプレー缶)である。
第1の容器11に封入されたポリオール組成物は、ポリオール組成物に含有される有機系発泡剤の蒸気圧により吐出される。第2の容器12に封入されたポリイソシアネート組成物は、ポリイソシアネート組成物に含有される有機系発泡剤の蒸気圧により吐出される。なお、第1の容器11内部では、有機系発泡剤の一部が気化して気相を形成する。第2の容器12内部においても同様である。
第1及び第2の容器11、12から吐出されたポリオール組成物及びポリイソシアネート組成物は、有機系発泡剤などにより発泡されながら混合して、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とが反応することで、ポリウレタン発泡体を形成する。
[Mixed system]
The present invention also provides a mixing system for mixing a polyol composition and a polyisocyanate composition. As shown in Fig. 1, the mixing
The polyol composition sealed in the
The polyol composition and the polyisocyanate composition discharged from the first and
混合システム10は、混合器13を備えるとよい。第1及び第2の容器11、12それぞれの吐出口11A、12Aは、供給ライン11B,12Bを介して混合器13に接続される。第1及び第2の容器11、12から吐出されたポリオール組成物及びポリイソシアネート組成物は、それぞれ供給ライン11B,12Bを介して混合器13に供給され、これらは混合器13にて混合される。混合器13で混合されたポリオール組成物とポリイソシアネート組成物は、噴射器などにより、施工対象面に吹き付けられるとよい。The mixing
混合器13は、いわゆるスタテックミキサーと呼ばれる静止型混合器であることが好ましい。静止型混合器は、駆動部のない混合器であって、流体が管体内部を通過することで、流体が混合されるものである。静止型混合器は、例えば、図1に示すように管体13Aの内部にミキサーエレメント13Bが配置されたものが挙げられる。ミキサーエレメント13Bとしては、螺旋状に形成されたもの、複数の邪魔板が形成されたものなどがある。
静止型混合器は、噴射器の機能を兼ね備えたものでもよく、その場合、図1に示すように管体13A内部で混合されたポリオール組成物とポリイソシアネート組成物の混合物を管体の先端13Cから噴射するとよい。なお、図1では、第1及び第2の容器11、12から吐出されたポリオール組成物及びポリイソシアネート組成物が混合器に導入される態様を示しているが、混合器に導入される前に、吐出用ガンや治具などを備えていてもよい。
The
The static mixer may also function as an injector, in which case the mixture of the polyol composition and the polyisocyanate composition mixed inside the
混合器に導入される前に、吐出用ガンを備えた態様の一例として、図2に混合システム20を示す。混合システム20は、第1の容器11と第2の容器12とを有する2液吐出装置15と、供給ライン11B及び12Bと、吐出用ガン14と、混合器13とを備える。第1の容器11と第2の容器12については上記説明したとおりであり、それぞれポリオール組成物、ポリイソシアネート組成物を収容している。第1及び第2の容器から、ポリオール組成物及びポリイソシアネート組成物が、それぞれ供給ライン11B、12Bを介して吐出用ガン14に送液される。吐出用ガン14はレバー14Aを備えており、送液のON-OFF機構を有する。具体的には、レバー14Aを引くと、ポリオール組成物及びポリイソシアネート組成物が混合器13に送液され、レバー14Aを離すと混合器13への送液が停止される。吐出用ガン14を備える混合システム20を用いることで、必要に応じて送液を行うことができるため、ポリウレタン発泡体を形成する際の作業性が向上する。As an example of an embodiment equipped with a discharge gun before being introduced into the mixer, a
本発明のポリウレタン発泡体は、上記したポリウレタン組成物から形成される。本発明ポリウレタン発泡体は、上記したフィラーを含有するため、収縮率が低く、形状安定性に優れる。具体的には、ポリウレタン発泡体の収縮率は、好ましくは20%未満であり、より好ましくは10%未満である。
ポリウレタン発泡体の収縮率は、次のように求められる。発泡完了直後(製造直後)のポリウレタン発泡体を5cm角(縦5cm、横5cm、厚さ5cm)に切り出して、各辺の長さ(試験前長さ)を測定する。なお、各辺とは、切り出した発泡体のすべての辺(12個の辺)を意味する。その後、該切り出された発泡体を温度23℃、相対湿度50%で24時間放置した後、各辺の長さ(試験後長さ)を測定する。各辺の長さの変化率[100×(試験前の長さ-試験後の長さ)/試験前の長さ]を求め、各辺の長さの変化率の平均値(12個の辺の変化率の平均値)を収縮率とする。
The polyurethane foam of the present invention is formed from the polyurethane composition described above. Since the polyurethane foam of the present invention contains the filler described above, it has a low shrinkage rate and excellent shape stability. Specifically, the shrinkage rate of the polyurethane foam is preferably less than 20%, more preferably less than 10%.
The shrinkage rate of a polyurethane foam is determined as follows. Immediately after completion of foaming (immediately after production), a polyurethane foam is cut into a 5 cm square (5 cm long, 5 cm wide, 5 cm thick) and the length of each side (length before test) is measured. Note that each side means all sides (12 sides) of the cut foam. The cut foam is then left to stand for 24 hours at a temperature of 23° C. and a relative humidity of 50%, and the length of each side (length after test) is measured. The rate of change in the length of each side [100×(length before test−length after test)/length before test] is determined, and the average rate of change in the length of each side (average rate of change of the 12 sides) is taken as the shrinkage rate.
本発明では、ポリウレタン組成物から形成されるポリウレタン発泡体は、様々な用途で使用可能であるが、断熱材として使用することが好ましい。ポリウレタン発泡体は、多数の気泡を有するので、それにより断熱効果を有する。
ポリウレタン発泡体は、特に、乗り物または建築物の断熱材として使用することがより好ましい。乗り物としては、鉄道車輌、自動車、船舶、航空機などが挙げられる。
また、本発明では、エアゾール容器などの容器を用いて、簡単な構成で、ポリウレタン発泡体を形成できる。また、容器を用いて発泡体を形成できるため、施工対象面が比較的小さい場合に特に好適である。したがって、例えば、既設の耐熱材が劣化、損傷などした箇所に吹き付けて補修する補修用途に使用することが好ましい。勿論、そのような用途に限定されず、新設の耐熱材を形成するために使用してもよい。
In the present invention, the polyurethane foam formed from the polyurethane composition can be used for various purposes, but is preferably used as a thermal insulation material. The polyurethane foam has a large number of cells, which provides a thermal insulation effect.
The polyurethane foam is particularly preferably used as a thermal insulation material for vehicles or buildings, such as railroad cars, automobiles, ships, and aircraft.
In addition, in the present invention, a polyurethane foam can be formed with a simple structure using a container such as an aerosol container. In addition, since the foam can be formed using a container, it is particularly suitable for cases where the surface to be treated is relatively small. Therefore, it is preferable to use it for repair purposes, for example, by spraying it onto a portion of an existing heat-resistant material that has deteriorated or been damaged. Of course, it is not limited to such uses, and it may also be used to form a new heat-resistant material.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。The present invention will be explained in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.
評価方法は、以下の通りである。The evaluation method is as follows:
[フィラー割合]
ポリオール組成物におけるフィラー割合は、以下に示す式(1)により算出される。
式(1) フィラー割合(%)=(E/D)×100
D:ポリオール組成物を封入したエアゾール容器を35℃に保温した後、該容器からポリオール組成物を10秒間吐出して得た吐出物を、40℃で、30分間乾燥させた後の重量
E:Dの乾燥後の吐出物をアセトンで希釈して吸引濾過を行い、得られた凝集物の重量
[Filler ratio]
The filler ratio in the polyol composition is calculated by the following formula (1).
Formula (1) Filler ratio (%) = (E/D) x 100
D: The weight of the aerosol container containing the polyol composition after keeping the container at 35° C. and then discharging the polyol composition from the container for 10 seconds and drying the discharged product at 40° C. for 30 minutes. E: The weight of the aggregate obtained by diluting the dried discharged product of D with acetone and subjecting it to suction filtration.
[収縮率]
ポリウレタン発泡体の収縮率を以下の方法で算出した。発泡完了直後(製造直後)のポリウレタン発泡体を5cm角(縦5cm、横5cm、厚さ5cm)に切り出して、各辺の長さ(試験前長さ)を測定する。その後、該切り出された発泡体を温度23℃、相対湿度50%で24時間放置した後、各辺の長さ(試験後長さ)を測定した。各辺の長さの変化率[100×(試験前の長さ-試験後の長さ)/試験前の長さ]を求め、各辺の長さの変化率の平均値を収縮率とし
A:収縮率が10%未満
B:収縮率が10%以上20%未満
C:収縮率が20%以上
[Shrinkage rate]
The shrinkage rate of the polyurethane foam was calculated by the following method. Immediately after completion of foaming (immediately after production), the polyurethane foam was cut into a 5 cm square (5 cm long, 5 cm wide, 5 cm thick) and the length of each side (length before test) was measured. The cut foam was then left to stand for 24 hours at a temperature of 23°C and a relative humidity of 50%, and the length of each side (length after test) was measured. The rate of change in the length of each side [100 x (length before test - length after test) / length before test] was calculated, and the average of the rate of change in the length of each side was taken as the shrinkage rate. A: shrinkage rate less than 10% B:
[吐出量]
ポリオール組成物を封入したエアゾール容器を35℃の温水に60分間浸漬した後、5秒間吐出させ、以下の式に基づいて吐出量を算出し、以下の基準に基づいて評価した。
吐出量(g)=吐出前のエアゾール容器の重量-吐出後のエアゾール容器の重量
A:吐出量が15g以上
B:吐出量が10g以上15g未満
C:吐出量が10g未満
[Discharge volume]
The aerosol container containing the polyol composition was immersed in warm water at 35° C. for 60 minutes, and then discharged for 5 seconds. The amount of discharged was calculated based on the following formula and evaluated based on the following criteria.
Discharge amount (g) = weight of aerosol container before discharge - weight of aerosol container after discharge A: Discharge amount is 15g or more B: Discharge amount is 10g or more but less than 15g C: Discharge amount is less than 10g
実施例、比較例にて使用した成分は以下のとおりである。なお、表1に示す各成分の配合部数は、希釈物に関しては希釈物としての配合部数を示す。The components used in the examples and comparative examples are as follows. Note that the number of parts of each component shown in Table 1 indicates the number of parts as diluted product.
ポリオール化合物:フタル酸ポリエステルポリオール(川崎化成工業社製、製品名:マキシモールRLK-087、水酸基価=200mgKOH/g) Polyol compound: Phthalic acid polyester polyol (manufactured by Kawasaki Chemical Industries, Ltd., product name: Maximol RLK-087, hydroxyl value = 200 mg KOH/g)
樹脂化触媒:イミダゾール化合物(有効成分量65~75質量%、エチレングリコールによる希釈物、東ソー株式会社製、製品名:TOYOCAT-DM70)
三量化触媒:カルボン酸4級アンモニウム塩(有効成分量45~55質量%、エチレングリコールによる希釈物)(エボニック ジャパン株式会社、製品名:DABCO TMR-7)
Resinification catalyst: Imidazole compound (active ingredient amount 65 to 75 mass%, diluted with ethylene glycol, manufactured by Tosoh Corporation, product name: TOYOCAT-DM70)
Trimerization catalyst: quaternary ammonium carboxylate (active ingredient amount 45 to 55 mass%, diluted with ethylene glycol) (Evonik Japan Co., Ltd., product name: DABCO TMR-7)
フィラー1:ウォラストナイト(キンセイマテック社製 製品名:SH1250)
フィラー2:赤燐系難燃剤(燐化学工業株式会社製、製品名:ノーバエクセル140、金属水酸化物被覆、赤燐分94質量%以上)
フィラー3:臭素含有難燃剤、エチレンビス(ペンタブロモフェニル)(アルベマール社製、製品名:SAYTEX 8010)
フィラー4:ホウ素含有難燃剤(早川商事 「FIREBREAK ZB」)
整泡剤:ポリオキシアルキレン系整泡剤(東レダウコーニング社製、製品名SH-193)
有機系発泡剤1:DME(ジメチルエーテル) 沸点 -24℃
有機系発泡剤2:LPG(小池化学製 液化石油ガス)
LPGを構成するプロパンの沸点:-42℃
LPGを構成するイソブタンの沸点:-11.7℃
LPGを構成するノルマルブタンの沸点:-0.5℃
LPGを構成するイソペンタンの沸点:27.8℃
LPGを構成するノルマルペンタンの沸点:36.1℃
なおLPGにおける各成分の量は、プロパンが30~40質量%、イソブタンとノルマルブタンの合計が60~70質量%、ノルマルペンタンとイソペンタンの合計量が1.7質量%未満である。
有機系発泡剤3:HFO-1234ze(ハネウエル社製、製品名:ソルティスGBA)
沸点:-19℃
有機系発泡剤4:HFO-1233zd(ハネウエル社製、製品名:ソルティスLBA)
沸点:18℃
有機系発泡剤5:ペンタン 沸点:36℃
その他の発泡剤:窒素 沸点-195.8℃
Filler 1: Wollastonite (Kinsei Matec Co., Ltd. Product name: SH1250)
Filler 2: Red phosphorus-based flame retardant (manufactured by Rinkagaku Kogyo Co., Ltd., product name: Nova Excel 140, metal hydroxide coating, red phosphorus content 94% by mass or more)
Filler 3: Bromine-containing flame retardant, ethylene bis(pentabromophenyl) (manufactured by Albemarle Corporation, product name: SAYTEX 8010)
Filler 4: Boron-containing flame retardant (Hayakawa Shoji "FIREBREAK ZB")
Foam stabilizer: Polyoxyalkylene foam stabilizer (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., product name SH-193)
Organic foaming agent 1: DME (dimethyl ether) Boiling point: -24°C
Organic foaming agent 2: LPG (Koike Chemical's liquefied petroleum gas)
Boiling point of propane that makes up LPG: -42°C
Boiling point of isobutane that constitutes LPG: -11.7°C
Boiling point of normal butane that constitutes LPG: -0.5°C
Boiling point of isopentane that constitutes LPG: 27.8°C
Boiling point of normal pentane that constitutes LPG: 36.1°C
The amount of each component in LPG is 30 to 40 mass % for propane, 60 to 70 mass % in total for isobutane and normal butane, and less than 1.7 mass % in total for normal pentane and isopentane.
Organic foaming agent 3: HFO-1234ze (manufactured by Honeywell, product name: Soltis GBA)
Boiling point: -19℃
Organic blowing agent 4: HFO-1233zd (manufactured by Honeywell, product name: Soltis LBA)
Boiling point: 18°C
Organic foaming agent 5: Pentane Boiling point: 36°C
Other foaming agents: Nitrogen, boiling point -195.8℃
ポリイソシアネート化合物:4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-MDI)(万華化学ジャパン株式会社製、製品名:PM200) Polyisocyanate compound: 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI) (manufactured by Manka Chemical Japan Co., Ltd., product name: PM200)
実施例1
表1の配合に従い、発泡剤以外の成分を1000mlポリプロピレンビーカーに測りとり、ディスパーを用いて1500rpmで5分間混合させた後、エアゾール容器に移し、バキューム式クリンパーを用いて封入した後、さらに発泡剤を充填させ、内部にポリオール組成物が封入された第1のエアゾール容器を得た。なお、ポリオール組成物の充填量は、発泡剤以外のポリオール組成物が460g、発泡剤は表1の配合比率となるように充填した。該第1のエアゾール容器を用いて、上記したフィラー割合、吐出量を測定した。
別のエアゾール容器にポリイソシアネート化合物として4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-MDI、万華化学ジャパン株式会社製、製品名:PM200)を封入した後、さらに有機系発泡剤(DME)を充填させ、ポリイソシアネート組成物が封入された第2のエアゾール容器を得た。ポリイソシアネート組成物において、有機系発泡剤の量は、ポリイソシアネート化合物420gに対して65gとした。
上記した第1のエアゾール容器、及び第2のエアゾール容器から、ポリオール組成物及びポリイソシアネート組成物をそれぞれ吐出し、これらをスタティックミキサーで混合して、ポリウレタン組成物を得て、その先端から噴射することで、石膏ボード上に吹き付けてポリウレタン発泡体を得た。各評価結果を表1に示す。
Example 1
According to the formulation in Table 1, the components other than the foaming agent were weighed into a 1000 ml polypropylene beaker, mixed for 5 minutes at 1500 rpm using a disper, transferred to an aerosol container, sealed using a vacuum crimper, and then further filled with the foaming agent to obtain a first aerosol container with the polyol composition sealed inside. The amount of the polyol composition filled was 460 g of the polyol composition other than the foaming agent, and the foaming agent was filled so as to have the blending ratio in Table 1. Using the first aerosol container, the above-mentioned filler ratio and discharge amount were measured.
In another aerosol container, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI, manufactured by Manka Chemical Japan Co., Ltd., product name: PM200) was charged as a polyisocyanate compound, and then an organic blowing agent (DME) was further added to obtain a second aerosol container containing a polyisocyanate composition. In the polyisocyanate composition, the amount of the organic blowing agent was 65 g relative to 420 g of the polyisocyanate compound.
The polyol composition and the polyisocyanate composition were discharged from the first aerosol container and the second aerosol container, respectively, and mixed in a static mixer to obtain a polyurethane composition, which was then sprayed from the tip of the container onto a gypsum board to obtain a polyurethane foam. The evaluation results are shown in Table 1.
実施例2~14、比較例1~5
ポリオール組成物の組成を表1に記載したとおり変更した以外は、実施例1と同様にして、第1のエアゾール容器、第2のエアゾール容器を作製して、ポリウレタン発泡体を得た。各評価結果を表1に示す。
Examples 2 to 14, Comparative Examples 1 to 5
A first aerosol container and a second aerosol container were produced, and polyurethane foams were obtained, in the same manner as in Example 1, except that the composition of the polyol composition was changed as shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 1.
以上の各実施例は、沸点が-10℃以下の有機系発泡剤を含有する本発明のポリオール組成物を用いた例であり、吐出量に優れ、かつ得られるポリウレタン発泡体の収縮率が小さくなることが分かった。
これに対して、比較例1は、フィラーを含まないポリオール組成物を用いた例であり、得られたポリウレタン発泡体の収縮率が大きくなった。比較例2~4は、沸点が-10℃以下の有機系発泡剤を含有しないポリオール組成物を用いた例であり、吐出量が少ない結果となった。比較例5は触媒を含まないポリオール組成物を用いた例であり、ポリウレタン発泡体が形成されず、収縮率の評価ができなかった。
The above examples are examples in which the polyol composition of the present invention containing an organic blowing agent having a boiling point of -10°C or less was used, and it was found that the discharge amount was excellent and the shrinkage rate of the obtained polyurethane foam was small.
In contrast, Comparative Example 1 is an example in which a polyol composition containing no filler was used, and the shrinkage rate of the obtained polyurethane foam was large. Comparative Examples 2 to 4 are examples in which a polyol composition containing no organic blowing agent having a boiling point of -10°C or less was used, and the discharge amount was small. Comparative Example 5 is an example in which a polyol composition containing no catalyst was used, and no polyurethane foam was formed, making it impossible to evaluate the shrinkage rate.
10 混合システム
11 第1の容器
12 第2の容器
11A、12A 吐出口
11B,12B 供給ライン
13 混合器
13A 管体
13B ミキサーエレメント
13C 先端
14 吐出用ガン
14A レバー
20 混合システム
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
ポリイソシアネート化合物及び沸点が-10℃以下の有機系発泡剤を含むポリイソシアネート組成物と、を有し、
前記ポリオール組成物は第1のエアゾール容器に封入されており、
前記ポリイソシアネート組成物は第2のエアゾール容器に封入されており、
下記式(1)で算出されるフィラー割合が5~80%である、ポリウレタン組成物。
式(1) フィラー割合(%)=(E/D)×100
D:ポリオール組成物をエアゾール容器に封入して、該容器を35℃に保温した後、該容器から均一に混合された状態でポリオール組成物を10秒間吐出して得た吐出物を、40℃で30分間乾燥させた後の重量
E:Dの乾燥後の吐出物をアセトンで希釈して吸引濾過を行い、得られた凝集物の重量 a polyol composition comprising a polyol compound, a filler, a catalyst, and an organic blowing agent having a boiling point of −10° C. or less ;
A polyisocyanate composition comprising a polyisocyanate compound and an organic blowing agent having a boiling point of −10° C. or less,
the polyol composition is contained in a first aerosol container;
the polyisocyanate composition is contained in a second aerosol container;
A polyurethane composition having a filler ratio calculated by the following formula (1) of 5 to 80%:
Formula (1) Filler ratio (%) = (E/D) x 100
D: The weight of the polyol composition after sealing it in an aerosol container and keeping the container at 35° C. and then ejecting the polyol composition from the container for 10 seconds in a homogeneously mixed state and drying the ejected product at 40° C. for 30 minutes.
E: The weight of the aggregate obtained by diluting the dried discharged material of D with acetone and filtering the diluted material by suction.
式(1):CnH2n+2
(式(1)において、nは1以上4以下の整数である)
式(2):CnH2n+1-O-CmH2m+1
(式(2)において、n及びmは、それぞれ独立して1又は2である) 2. The polyurethane composition according to claim 1, wherein the organic blowing agent is at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon compound represented by formula (1), an ether compound represented by formula (2), and a fluorine-containing compound having 3 or less carbon atoms.
Formula (1): C n H 2n+2
(In formula (1), n is an integer of 1 to 4.)
Formula (2): C n H 2n+1 -O-C m H 2m+1
(In formula (2), n and m are each independently 1 or 2.)
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