JP7674872B2 - Polyol composition, flame-retardant rigid polyurethane foam and method for producing same - Google Patents
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Description
本発明は、難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリオール組成物、並びに、これを用いた難燃性硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a polyol composition used in the production of a flame-retardant rigid polyurethane foam, as well as a flame-retardant rigid polyurethane foam using the same and a method for producing the same.
硬質ポリウレタンフォームの断熱材は、優れた断熱性能や簡便な施工性等の観点から、建築物用途として幅広く使用されているが、建築施工や改修工事、解体工事中に、溶接溶断作業における火花を原因とした断熱材の延焼による火災事故も、しばしば発生している。
このような火災事故を低減させるために、硬質ポリウレタンフォーム自体の難燃化が進められており、硬質ポリウレタンフォームの原料液に難燃剤を添加して、難燃性を向上させることが検討されている。
Rigid polyurethane foam insulation is widely used in buildings due to its excellent insulating performance and easy application. However, fires are often caused by sparks from welding and cutting during construction, renovation, and demolition work, which can lead to the spread of fire in the insulation.
In order to reduce such fire accidents, efforts are being made to make the rigid polyurethane foam itself flame retardant, and consideration is being given to adding a flame retardant to the raw material liquid of the rigid polyurethane foam to improve the flame retardancy.
難燃剤としては、粉体難燃剤である赤リンが知られている。赤リンは、比重が大きい粉体であり、硬質ポリウレタンフォームの原料液中で沈降しやすいため、保管安定性や現場での施工性等の観点から、沈降防止剤が併用される。
赤リンの沈降防止剤として、例えば、特許文献1に、酸化金属微粒子を配合することが記載されており、また、特許文献2には、カーボンブラック、微粉シリカ、水添ヒマシ油ワックス、脂肪酸アミドワックス、有機クレー等を添加することが記載されている。
Red phosphorus, a powder flame retardant, is known as a flame retardant. Red phosphorus is a powder with a high specific gravity and is prone to settling in the raw material liquid of rigid polyurethane foam, so an anti-settling agent is used in combination with it from the viewpoints of storage stability and on-site workability.
As an agent for preventing sedimentation of red phosphorus, for example, Patent Document 1 describes the incorporation of metal oxide fine particles, and Patent Document 2 describes the addition of carbon black, finely divided silica, hydrogenated castor oil wax, fatty acid amide wax, organic clay, and the like.
赤リンは、発火性を有する物質であり、取り扱い時の安全性に十分に注意する必要があり、また、近年、赤リンよりも難燃性に優れた難燃剤の開発が進められており、各種のリン化合物による難燃剤も使用されつつある。例えば、赤リンの代替又は併用する難燃剤として、リン酸塩やホスフィン酸塩等のリン化合物の粉体難燃剤がある。これらのリン化合物の粉体難燃剤も、赤リンと同様に、硬質ポリウレタンフォームの原料となるポリオール化合物やポリイソシアネート化合物に溶解し難く、かつ、比重が大きい粉体であるため、沈降防止剤を併用する必要がある。 Red phosphorus is a substance that has flammable properties, and so great care must be taken when handling it safely. In recent years, there has been progress in the development of flame retardants with superior flame retardancy to red phosphorus, and flame retardants made from various phosphorus compounds are also beginning to be used. For example, as flame retardants to be used in place of or in combination with red phosphorus, there are powder flame retardants made from phosphorus compounds such as phosphates and phosphinates. Like red phosphorus, these powder flame retardants made from phosphorus compounds are also difficult to dissolve in the polyol compounds and polyisocyanate compounds that are the raw materials for rigid polyurethane foam, and because they are powders with a high specific gravity, they must be used in combination with an anti-settling agent.
しかしながら、前記リン化合物の粉体難燃剤に対して、上記特許文献1及び2に記載されているような赤リンの沈降防止剤のみを添加しても、必ずしも良好に沈降が抑制されず、さらに、沈降物が一旦凝集して固化(ケーキング)すると、現場での施工時に、硬質ポリウレタンフォームの原料液を撹拌して、沈降及び凝集した粉体を均一に再分散させることが困難な場合もあった。ひいては、良好な難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームが得られないこともあった。 However, adding only a red phosphorus anti-settling agent as described in Patent Documents 1 and 2 to the powder flame retardant of the phosphorus compound does not necessarily suppress sedimentation well. Furthermore, once the sediment aggregates and solidifies (caking), it may be difficult to uniformly redisperse the settled and aggregated powder by stirring the raw material liquid of the rigid polyurethane foam during construction at the site. As a result, a rigid polyurethane foam with good flame retardancy may not be obtained.
したがって、赤リン以外の粉体難燃剤の使用に際し、ポリオール組成物や硬質ポリウレタンフォームの原料液中での粉体(固体)の沈降や凝集が抑制され、均一な原料液を得る上での取り扱い性に優れていることが求められている。 Therefore, when using powder flame retardants other than red phosphorus, it is required that the settling and aggregation of the powder (solid) in the raw material liquid of the polyol composition or rigid polyurethane foam is suppressed, and that the handling properties are excellent in order to obtain a uniform raw material liquid.
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、赤リン以外の粉体難燃剤を含むポリオール組成物及び難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液において、粉体の沈降や凝集が抑制され、かつ、優れた難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームを得ることができるポリオール組成物、並びに、これを用いた難燃性硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above technical problems, and aims to provide a polyol composition containing a powder flame retardant other than red phosphorus and a raw material liquid for a flame-retardant rigid polyurethane foam, which suppresses powder settling and aggregation and can produce a rigid polyurethane foam with excellent flame retardancy, as well as a flame-retardant rigid polyurethane foam and a method for producing the same using the same.
本発明は、赤リン以外の粉体難燃剤を含むポリオール組成物において、沈降防止剤及び分散剤を併用することにより、粉体の沈降及び凝集を効果的に抑制することができ、しかも、優れた難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームが得られることを見出したことに基づく。 The present invention is based on the discovery that by using an anti-settling agent and a dispersant in a polyol composition containing a powder flame retardant other than red phosphorus, the settling and aggregation of the powder can be effectively suppressed, and a rigid polyurethane foam with excellent flame retardancy can be obtained.
すなわち、本発明は、以下の[1]~[11]を提供する。
[1]難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリオール組成物であって、ポリオール化合物、赤リン以外の粉体難燃剤、沈降防止剤及び分散剤を含む、ポリオール組成物。
[2]前記粉体難燃剤は、リン酸塩及びホスフィン酸塩から選ばれる1種以上を含む、上記[1]に記載のポリオール組成物。
[3]前記沈降防止剤は、有機ベントナイト、脂肪族アマイドワックス及び水添ひまし油ワックスから選ばれる1種以上を含む、上記[1]又は[2]に記載のポリオール組成物。
[4]前記分散剤は、有機アンモニウム塩、リン酸エステル及びリン酸エステル塩から選ばれる1種以上を含む、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載のポリオール組成物。
[5]前記ポリオール化合物は、マンニッヒ系ポリオールを含む、上記[1]~[4]のいずれか1項に記載のポリオール組成物。
[6]発泡剤を含む、上記[1]~[5]のいずれか1項に記載のポリオール組成物。
[7]前記発泡剤が、ハイドロフルオロオレフィン及びハイドロクロロフルオロオレフィンから選ばれる1種以上を含む、上記[6]に記載のポリオール組成物。
[8]触媒を含む、上記[1]~[7]のいずれか1項に記載のポリオール組成物。
[9]整泡剤を含む、上記[1]~[8]のいずれか1項に記載のポリオール組成物。
That is, the present invention provides the following [1] to [11].
[1] A polyol composition for use in the production of a flame-retardant rigid polyurethane foam, comprising a polyol compound, a powder flame retardant other than red phosphorus, an anti-settling agent, and a dispersant.
[2] The polyol composition according to the above [1], wherein the powder flame retardant comprises at least one selected from the group consisting of phosphates and phosphinates.
[3] The polyol composition according to the above [1] or [2], wherein the anti-settling agent comprises one or more selected from organic bentonite, aliphatic amide wax, and hydrogenated castor oil wax.
[4] The polyol composition according to any one of the above [1] to [3], wherein the dispersant comprises at least one selected from an organic ammonium salt, a phosphoric acid ester, and a phosphoric acid ester salt.
[5] The polyol composition according to any one of the above [1] to [4], wherein the polyol compound comprises a Mannich polyol.
[6] The polyol composition according to any one of the above [1] to [5], further comprising a blowing agent.
[7] The polyol composition according to the above [6], wherein the blowing agent comprises at least one selected from hydrofluoroolefins and hydrochlorofluoroolefins.
[8] The polyol composition according to any one of the above [1] to [7], which contains a catalyst.
[9] The polyol composition according to any one of the above [1] to [8], further comprising a foam stabilizer.
[10]上記[1]~[9]のいずれか1項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との反応生成物である、難燃性硬質ポリウレタンフォーム。
[11]上記[1]~[9]のいずれか1項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混合し、発泡及び硬化させて、難燃性硬質ポリウレタンフォームを得る、難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
[10] A flame-retardant rigid polyurethane foam, which is a reaction product of the polyol composition according to any one of [1] to [9] above and a polyisocyanate compound.
[11] A method for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam, comprising mixing the polyol composition according to any one of [1] to [9] above with a polyisocyanate compound, and foaming and curing the mixture to obtain a flame-retardant rigid polyurethane foam.
本発明によれば、赤リン以外の粉体難燃剤を含むポリオール組成物及び難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液において、粉体の沈降や凝集が抑制され、取り扱い性に優れたポリオール組成物を提供することができる。
また、前記ポリオール組成物を用いることにより、優れた難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームを得ることができる。
According to the present invention, in a polyol composition containing a powder flame retardant other than red phosphorus and a raw material liquid for a flame-retardant rigid polyurethane foam, settling and aggregation of the powder are suppressed, and a polyol composition with excellent handleability can be provided.
Furthermore, by using the polyol composition, a rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy can be obtained.
以下、本発明のポリオール組成物、並びに、これを用いた難燃性硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法について詳細に説明する。 The polyol composition of the present invention, as well as the flame-retardant rigid polyurethane foam using the same and the method for producing the same, are described in detail below.
[ポリオール組成物]
本発明のポリオール組成物は、難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリオール組成物であって、ポリオール化合物、赤リン以外の粉体難燃剤、沈降防止剤及び分散剤を含む。
このようなポリオール組成物を用いることにより、赤リン以外の粉体難燃剤を含む難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液において、粉体の沈降や凝集を効果的に抑制することができる。これにより、難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造時に、ポリオール組成物及び難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液を均一に混合するための作業負担を軽減させることができ、また、前記原料液中の粉体の均一分散性を高めることができる。また、前記原料液を用いて製造された難燃性硬質ポリウレタンフォームは、粉体難燃剤による優れた難燃性を有するものとして得ることができる。
[Polyol composition]
The polyol composition of the present invention is a polyol composition used for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam, and contains a polyol compound, a powdery flame retardant other than red phosphorus, an anti-settling agent, and a dispersant.
By using such a polyol composition, it is possible to effectively suppress the settling or aggregation of powder in the raw material liquid of a flame-retardant rigid polyurethane foam containing a powder flame retardant other than red phosphorus. This can reduce the workload for uniformly mixing the polyol composition and the raw material liquid of a flame-retardant rigid polyurethane foam during the production of the flame-retardant rigid polyurethane foam, and can also improve the uniform dispersion of the powder in the raw material liquid. In addition, the flame-retardant rigid polyurethane foam produced using the raw material liquid can be obtained as one having excellent flame retardancy due to the powder flame retardant.
<ポリオール化合物>
ポリオール化合物は、難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料化合物の主成分である。ポリオール化合物は、水酸基を2個以上有するアルコール化合物であり、ポリイソシアネート化合物との重付加反応により、ポリウレタン樹脂を生成する。
<Polyol Compound>
A polyol compound is a main component of raw material compounds for flame-retardant rigid polyurethane foams. A polyol compound is an alcohol compound having two or more hydroxyl groups, and produces a polyurethane resin by a polyaddition reaction with a polyisocyanate compound.
難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリオール化合物としては、優れた難燃性の観点から、好ましくは、主として、ポリエステルポリオールを含み、より好ましくは、芳香族ポリエステルポリオールを含む。
ポリエステルポリオールは、一般的なポリウレタンフォーム原料として用いられるポリプロピレングリコール等と比較して、より優れた難燃性を付与し得る。
From the viewpoint of excellent flame retardancy, the polyol compound used in the production of the flame-retardant rigid polyurethane foam preferably contains mainly a polyester polyol, and more preferably contains an aromatic polyester polyol.
Polyester polyols can impart superior flame retardancy compared to polypropylene glycols and the like that are commonly used as raw materials for polyurethane foams.
前記ポリエステルポリオールは、優れた難燃性を有する難燃性硬質ポリウレタンフォームを得る観点から、水酸基価が、好ましくは100~900mgKOH/g、より好ましくは150~800mgKOH/g、さらに好ましくは180~700mgKOH/gである。 From the viewpoint of obtaining a flame-retardant rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy, the polyester polyol preferably has a hydroxyl value of 100 to 900 mgKOH/g, more preferably 150 to 800 mgKOH/g, and even more preferably 180 to 700 mgKOH/g.
また、前記ポリオール化合物は、より好ましくは、マンニッヒ系ポリオールを含み、さらに好ましくは、芳香族ポリエステルポリオール及びマンニッヒ系ポリオールを含む。
ポリオール組成物及び難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液中の粉体の凝集の抑制は、主に分散剤の作用によるが、分散剤とともに、ポリオール化合物としてマンニッヒ系ポリオールも含むことにより、さらに効果的に粉体の凝集を抑制することができる。
The polyol compound more preferably includes a Mannich polyol, and further preferably includes an aromatic polyester polyol and a Mannich polyol.
The inhibition of powder aggregation in the raw material liquid of the polyol composition and the flame-retardant rigid polyurethane foam is mainly due to the action of the dispersant, but by including a Mannich polyol as a polyol compound together with the dispersant, the aggregation of the powder can be inhibited even more effectively.
前記ポリオール化合物は、ポリエステルポリオール及びマンニッヒ系ポリオール以外に、例えば、マンニッヒ系ポリオール以外の芳香族ポリエーテルポリオール等を含んでいてもよい。また、優れた難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームを得る観点から、脂肪族ポリオールは、できる限り含まないことが好ましい。ポリオール化合物100質量部中の芳香族ポリオールの合計含有量が、好ましくは90質量部以上、より好ましくは95質量部以上、さらに好ましくは100質量部である。 The polyol compound may contain, in addition to polyester polyols and Mannich polyols, for example, aromatic polyether polyols other than Mannich polyols. From the viewpoint of obtaining a rigid polyurethane foam with excellent flame retardancy, it is preferable that the polyol compound contains as few aliphatic polyols as possible. The total content of aromatic polyols in 100 parts by mass of the polyol compound is preferably 90 parts by mass or more, more preferably 95 parts by mass or more, and even more preferably 100 parts by mass.
ポリオール組成物中のポリオール化合物の合計含有量は、優れた難燃性及び適度な硬度を有する難燃性硬質ポリウレタンフォームを得る観点から、ポリオール組成物100質量部中、好ましくは10~60質量部、より好ましくは20~55質量部、さらに好ましくは25~50質量部である。 The total content of the polyol compounds in the polyol composition is preferably 10 to 60 parts by mass, more preferably 20 to 55 parts by mass, and even more preferably 25 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol composition, from the viewpoint of obtaining a flame-retardant rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy and appropriate hardness.
(ポリエステルポリオール)
ポリエステルポリオールとしては、優れた難燃性及び適度な硬度を有する難燃性硬質ポリウレタンフォームを得る観点から、好ましくは芳香族ポリエステルポリオールであり、例えば、芳香族多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合により得られる化合物等が挙げられる。芳香族ポリエステルポリオールは、1種単独でも、2種以上が併用されてもよい。
芳香族多価カルボン酸の具体例としては、フタル酸、テレフタル酸、オルトフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
多価アルコールの具体例としては、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ビスフェノールA等が挙げられる。
また、芳香族ポリエステルポリオールとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリアルキレンテレフタレートを、多価アルコールでエステル交換したもの等も挙げられる。
(Polyester polyol)
From the viewpoint of obtaining a flame-retardant rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy and appropriate hardness, the polyester polyol is preferably an aromatic polyester polyol, for example, a compound obtained by polycondensation of an aromatic polycarboxylic acid and a polyhydric alcohol, etc. The aromatic polyester polyol may be used alone or in combination of two or more kinds.
Specific examples of aromatic polyvalent carboxylic acids include phthalic acid, terephthalic acid, orthophthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, hemimellitic acid, and pyromellitic acid.
Specific examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, propanediol, butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, and bisphenol A.
Examples of aromatic polyester polyols include those obtained by transesterifying polyalkylene terephthalates such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate with polyhydric alcohols.
前記ポリオール化合物は、優れた難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームを得る観点から、芳香族ポリエステルポリオールの占める割合が最も多いことが好ましく、ポリオール化合物中の芳香族ポリエステルポリオールの含有量は、ポリオール化合物100質量部中、好ましくは50質量部以上、より好ましくは55~98質量部、さらに好ましくは60~95質量部である。 From the viewpoint of obtaining a rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy, it is preferable that the proportion of aromatic polyester polyol is the largest in the polyol compound, and the content of aromatic polyester polyol in the polyol compound is preferably 50 parts by mass or more, more preferably 55 to 98 parts by mass, and even more preferably 60 to 95 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol compound.
(マンニッヒ系ポリオール)
本発明におけるマンニッヒ系ポリオールとは、フェノール化合物、アルデヒド化合物及びアミン化合物のマンニッヒ反応により得られる生成物(マンニッヒ縮合物)である芳香族ポリオールに、アルキレンオキサイドを付加重合させた芳香族ポリエーテルポリオールを言う。マンニッヒ系ポリオールは、1種単独でも、2種以上が併用されてもよい。
フェノール化合物としては、例えば、フェノール;クレゾール、ノニルフェノール等のアルキルフェノール等が一般的に用いられる。
アルデヒド化合物としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等が一般的に用いられる。
アミン化合物としては、例えば、脂肪族第一級又は第二級のモノアミン類が挙げられ、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、1-アミノ-2-プロパノール等のアルカノールアミン;メチルアミン、ジエチルアミン等のアルキルアミン等が一般的に用いられる。
アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が一般的に用いられる。
マンニッヒ系ポリオールは、具体的には、国際公開第2010/147091号等に記載されている製造方法により製造することができる。
(Mannich polyol)
The Mannich polyol in the present invention refers to an aromatic polyether polyol obtained by addition polymerization of an alkylene oxide to an aromatic polyol, which is a product (Mannich condensation product) obtained by the Mannich reaction of a phenol compound, an aldehyde compound, and an amine compound. The Mannich polyol may be used alone or in combination of two or more kinds.
As the phenol compound, for example, phenol; alkylphenols such as cresol and nonylphenol, etc. are generally used.
As the aldehyde compound, for example, formaldehyde, acetaldehyde, etc. are generally used.
Examples of the amine compound include aliphatic primary or secondary monoamines. Generally used are alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and 1-amino-2-propanol; and alkylamines such as methylamine and diethylamine.
As the alkylene oxide, for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc. are generally used.
Specifically, the Mannich polyol can be produced by the production method described in WO 2010/147091 and the like.
前記ポリオール化合物中にマンニッヒ系ポリオールが含まれる場合、その含有量は、ポリオール組成物中の粉体の凝集の抑制、また、優れた難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームを得る観点から、ポリオール化合物100質量部中、好ましくは1~25質量部、より好ましくは2~20質量部、さらに好ましくは3~15質量部である。
また、同様の観点から、芳香族系ポリエステルポリオールの含有量に対するマンニッヒ系ポリオールの含有量の比率が、好ましくは0.02~1.00、より好ましくは0.05~0.80、さらに好ましくは0.08~0.50である。
When the polyol compound contains a Mannich polyol, the content thereof is preferably 1 to 25 parts by mass, more preferably 2 to 20 parts by mass, and even more preferably 3 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol compound, from the viewpoints of suppressing aggregation of powder in the polyol composition and obtaining a rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy.
From the same viewpoint, the ratio of the Mannich polyol content to the aromatic polyester polyol content is preferably 0.02 to 1.00, more preferably 0.05 to 0.80, and even more preferably 0.08 to 0.50.
<粉体難燃剤>
本発明のポリオール組成物に用いられる粉体難燃剤は、赤リン以外の粉体難燃剤である。本発明のポリオール組成物は、従来の粉体難燃剤である赤リンよりも取り扱い時の安全性が高く、また、硬質ポリウレタンフォームに、優れた難燃性を付与し得る粉体難燃剤を用い、該ポリオール組成物及び難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液における粉体の沈降や凝集を抑制するものである。
ここで、粉体難燃剤とは、15℃、1気圧で固体であり、かつ、ポリオール組成物中で溶解せずに粉体(固体)として存在する難燃剤を言う。
<Powder flame retardant>
The powder flame retardant used in the polyol composition of the present invention is a powder flame retardant other than red phosphorus. The polyol composition of the present invention uses a powder flame retardant that is safer to handle than red phosphorus, a conventional powder flame retardant, and can impart excellent flame retardancy to a rigid polyurethane foam, thereby suppressing settling and aggregation of the powder in the raw material liquid of the polyol composition and the flame-retardant rigid polyurethane foam.
Here, the powder flame retardant refers to a flame retardant which is solid at 15° C. and 1 atmospheric pressure and which exists as a powder (solid) without dissolving in the polyol composition.
前記粉体難燃剤としては、リン酸塩及びホスフィン酸塩から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。リン酸塩及びホスフィン酸塩は、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。 The powder flame retardant preferably contains one or more selected from phosphates and phosphinates. The phosphates and phosphinates may be used alone or in combination of two or more.
リン酸塩は、無機リン酸塩であっても、有機リン酸塩であってもよく、例えば、周期表第1族~第14族の金属、アンモニア、脂肪族アミン及び芳香族アミンから選ばれる1種以上の金属又は化合物の、各種リン酸塩が挙げられる。
各種リン酸としては、例えば、オルトリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸等が挙げられ、また、アルキルリン酸等の有機リン酸であってもよい。
金属の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、鉄、アルミニウム、チタン、亜鉛等が挙げられる。脂肪族アミンの具体例としては、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。芳香族アミンの具体例としては、ピリジン、トリアジン、メラミン等が挙げられる。
The phosphate may be an inorganic phosphate or an organic phosphate, and examples thereof include various phosphates of one or more metals or compounds selected from metals of Groups 1 to 14 of the periodic table, ammonia, aliphatic amines, and aromatic amines.
Examples of various phosphoric acids include orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, and the like. Also, organic phosphoric acids such as alkyl phosphoric acids may be used.
Specific examples of metals include lithium, sodium, calcium, barium, iron, aluminum, titanium, zinc, etc. Specific examples of aliphatic amines include methylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, piperazine, etc. Specific examples of aromatic amines include pyridine, triazine, melamine, etc.
ホスフィン酸塩は、無機ホスフィン酸塩であっても、有機ホスフィン酸塩であってもよく、例えば、周期表第1族~第14族の金属、アンモニア、脂肪族アミン及び芳香族アミンから選ばれる1種以上の金属又は化合物の、各種ホスフィン酸塩が挙げられる。
各種ホスフィン酸としては、ホスフィン酸の他、アルキルホスフィン酸等の有機ホスフィン酸であってもよい。
金属、脂肪族アミン及び芳香族アミンの具体例としては、上述したリン酸塩についてのものと同様のものが挙げられる。
The phosphinate may be an inorganic phosphinate or an organic phosphinate, and examples thereof include various phosphinates of one or more metals or compounds selected from metals of Groups 1 to 14 of the periodic table, ammonia, aliphatic amines, and aromatic amines.
The various phosphinic acids may be phosphinic acids or organic phosphinic acids such as alkylphosphinic acids.
Specific examples of metals, aliphatic amines and aromatic amines include those similar to those mentioned above for the phosphates.
リン酸塩及びホスフィン酸塩は、例えば、シランカップリング剤処理、メラミン被覆処理等の表面処理が施されていてもよい。
前記粉体難燃剤中には、さらなる難燃性向上の観点から、リン酸塩及びホスフィン酸塩の他に、難燃助剤として作用し得る成分が含まれていてもよく、例えば、フタル酸メラミン、シアヌル酸メラミン、ベンゾグアナミン等の窒素含有化合物が含まれていることが好ましい。
前記粉体難燃剤中に窒素含有化合物が含まれる場合、その含有量は、リン酸塩及びホスフィン酸塩の合計100質量部に対して、好ましくは200質量部以下、より好ましくは100質量部以下、さらに好ましくは50質量部以下である。
The phosphates and phosphinates may be subjected to a surface treatment such as a silane coupling agent treatment or a melamine coating treatment.
From the viewpoint of further improving flame retardancy, the powder flame retardant may contain, in addition to the phosphate and the phosphinate, a component that can act as a flame retardant assistant, and it is preferable that the powder flame retardant contains, for example, a nitrogen-containing compound such as melamine phthalate, melamine cyanurate, or benzoguanamine.
When the powder flame retardant contains a nitrogen-containing compound, the content thereof is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, and even more preferably 50 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total of the phosphate and the phosphinate.
前記粉体難燃剤は、優れた難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームを得る観点から、ポリオール組成物100質量部中、好ましくは10~55質量部、より好ましくは15~50質量部、さらに好ましくは20~40質量部である。 From the viewpoint of obtaining a rigid polyurethane foam with excellent flame retardancy, the powder flame retardant is preferably present in an amount of 10 to 55 parts by mass, more preferably 15 to 50 parts by mass, and even more preferably 20 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol composition.
<液体難燃剤>
前記ポリオール組成物は、粉体難燃剤に加えて、好ましくは液体難燃剤を含む。
ここで、液体難燃剤は、15℃、1気圧で、液体である、又は、ポリオール組成物に溶解する難燃剤を言う。
前記液体難燃剤としては、硬質ポリウレタンフォームの加熱や燃焼時の初期の炭化抑制効果の観点から、好ましくはリン酸エステルを含む。
<Liquid flame retardant>
In addition to the powder flame retardant, the polyol composition preferably contains a liquid flame retardant.
Here, the liquid flame retardant refers to a flame retardant that is liquid at 15° C. and 1 atmospheric pressure or that dissolves in the polyol composition.
The liquid flame retardant preferably contains a phosphoric acid ester from the viewpoint of the effect of suppressing initial carbonization during heating or combustion of the rigid polyurethane foam.
リン酸エステルは、モノリン酸エステルであっても、縮合リン酸エステルであってもよい。
モノリン酸エステルとしては、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、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、また、含ハロゲンリン酸エステルであるトリス(β-クロロプロピル)ホスフェート等が挙げられる。
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、レゾルシノールビスフェニルホスフェート、ビスフェノールAビスジフェニルホスフェート等が挙げられる。
The phosphate ester may be a monophosphate ester or a condensed phosphate ester.
Examples of monophosphate esters include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, and also tris(β-chloropropyl) phosphate, which is a halogen-containing phosphate ester.
Examples of the condensed phosphate ester include trialkyl polyphosphate, resorcinol bisphenyl phosphate, and bisphenol A bisdiphenyl phosphate.
前記ポリオール組成物中に液体難燃剤が含まれる場合、その含有量は、硬質ポリウレタンフォームの加熱や燃焼時の初期の炭化抑制効果の観点から、ポリオール組成物100質量部中、好ましくは1~50質量部、より好ましくは2~45質量部、さらに好ましくは5~40質量部である。 When a liquid flame retardant is contained in the polyol composition, the content thereof is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 2 to 45 parts by mass, and even more preferably 5 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol composition, from the viewpoint of the effect of suppressing initial carbonization during heating or combustion of the rigid polyurethane foam.
<沈降防止剤>
沈降防止剤は、ポリオール組成物中の粉体難燃剤等の比重が大きい粉体粒子の沈降を抑制する役割を有し、揺変剤とも呼ばれる。
沈降防止剤は、ポリオール組成物中で、水素結合を形成したり、粉体粒子の吸着基を介して架橋構造を形成したり、ポリマー鎖が絡み合うこと等により、静置状態のポリオール組成物を増粘させて、粉体の沈降を抑制する作用を奏する。水素結合や架橋構造、また、ポリマー鎖の絡み合いは、撹拌等のシェアがかかると容易に解放されるため、難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造時に、ポリオール組成物及び難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液の粘度が高すぎて、均一な混合のための作業負担が過大となるようなことはない。
<Anti-settling agent>
The anti-settling agent has the role of suppressing the settling of powder particles having a large specific gravity, such as a powder flame retardant, in the polyol composition, and is also called a thixotropic agent.
The anti-settling agent acts to suppress the settling of the powder by thickening the polyol composition in a stationary state through the formation of hydrogen bonds in the polyol composition, the formation of crosslinked structures via the adsorption groups of the powder particles, the entanglement of polymer chains, etc. The hydrogen bonds, crosslinked structures, and entanglement of polymer chains are easily released when shear such as stirring is applied, so that the viscosity of the polyol composition and the raw material liquid of the flame-retardant rigid polyurethane foam is not too high during the production of the flame-retardant rigid polyurethane foam, and the workload for uniform mixing is not excessively high.
本発明で用いられる沈降防止剤としては、好ましくは、有機ベントナイト、脂肪族アマイドワックス及び水添ひまし油ワックスから選ばれる1種以上を含む。これらは、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。
これらの沈降防止剤は、ポリオール組成物中の含有量が少量でも、粉体の沈降を効果的に抑制することができるため好適である。
前記ポリオール組成物中の沈降防止剤の含有量は、ポリオール組成物100質量部中、好ましくは0.01~5.00質量部、より好ましくは0.02~2.00質量部、さらに好ましくは0.05~1.00質量部である。
The anti-settling agent used in the present invention preferably includes at least one selected from organic bentonite, aliphatic amide wax, and hydrogenated castor oil wax. These may be used alone or in combination of two or more.
These anti-settling agents are suitable because they can effectively inhibit the settling of powder even when contained in a small amount in the polyol composition.
The content of the anti-settling agent in the polyol composition is preferably 0.01 to 5.00 parts by mass, more preferably 0.02 to 2.00 parts by mass, and even more preferably 0.05 to 1.00 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol composition.
なお、赤リンの沈降防止剤として、カーボンブラックやシリカ粉末等が知られているが、これらは、前記粉体難燃剤を用いたポリオール組成物においては、増粘作用を示すものの、粉体の凝集が生じやすくなる傾向がある。このため、本発明における沈降防止剤としては、有機ベントナイト、脂肪族アマイドワックス及び水添ひまし油ワックスから選ばれる1種以上を用いることが好ましい。 Carbon black, silica powder, and the like are known as anti-settling agents for red phosphorus. Although these have a thickening effect in polyol compositions using the powder flame retardant, they tend to cause the powder to easily aggregate. For this reason, it is preferable to use one or more of organic bentonite, aliphatic amide wax, and hydrogenated castor oil wax as the anti-settling agent in the present invention.
有機ベントナイトは、粘土鉱物であるモンモリロナイトの結晶層間の陽イオンを第四級アンモニウムイオンとイオン交換させて変性した有機変性粘土である。有機ベントナイトは、親水性が低く、水には分散しにくい一方で、ポリオール化合物との親和性が高く、ポリオール組成物中の粉体に対して、優れた沈降抑制作用を奏する。
脂肪酸アマイドワックスは、分子内に長鎖脂肪酸基とアミド基を持ち、熱にも化学的にも安定である。水添ひまし油ワックスは、精製ひまし油に水素添加して得られる飽和脂肪酸のトリグリセリドである。水添ひまし油ワックス及び脂肪酸アマイドワックスは、ワックス系の沈降防止剤であり、いずれも、ポリオール組成物中の粉体に対して、優れた沈降抑制作用を奏する。
Organic bentonite is an organically modified clay that is modified by ion-exchanging the cations between the crystal layers of the clay mineral montmorillonite with quaternary ammonium ions. Organic bentonite has low hydrophilicity and is difficult to disperse in water, but has high affinity with polyol compounds and exerts an excellent sedimentation suppressing effect on the powder in the polyol composition.
Fatty acid amide wax has a long-chain fatty acid group and an amide group in the molecule, and is thermally and chemically stable. Hydrogenated castor oil wax is a triglyceride of saturated fatty acid obtained by hydrogenating refined castor oil. Hydrogenated castor oil wax and fatty acid amide wax are wax-based anti-settling agents, and both have excellent anti-settling effect on powder in the polyol composition.
<分散剤>
分散剤は、ポリオール組成物中の粉体(固体)粒子が凝集して、固結したり、ゲル化したりすることを抑制する役割を有する。
本発明における粉体難燃剤を含むポリオール組成物は、上述したような沈降防止剤のみでは、難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造時に、ポリオール組成物及び難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液を混合するために撹拌等を行った際、これらの原料液中の粉体を均一に分散させることが困難であり、粉体難燃剤による優れた難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームが得られない。
本発明のポリオール組成物は、沈降防止剤及び分散剤を併用することにより、難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液中の粉体の沈降や凝集を効果的に抑制することができ、このような原料液を用いることにより、優れた難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームが得られる。
<Dispersant>
The dispersant plays a role in preventing the powder (solid) particles in the polyol composition from agglomerating, caking, or gelling.
In the polyol composition containing the powder flame retardant of the present invention, if only an anti-settling agent as described above is used, it is difficult to uniformly disperse the powder in the raw material liquids of the polyol composition and the flame-retardant rigid polyurethane foam when stirring or the like is performed to mix them during the production of the flame-retardant rigid polyurethane foam, and a rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy due to the powder flame retardant cannot be obtained.
The polyol composition of the present invention, when used in combination with an anti-settling agent and a dispersant, can effectively suppress the settling and aggregation of powder in the raw material liquid for a flame-retardant rigid polyurethane foam, and by using such a raw material liquid, a rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy can be obtained.
分散剤は、ポリオール組成物中で、粉体粒子の表面に吸着し、粉体粒子間に電気的な反発や立体障害による距離を生じさせることにより、粉体の凝集を抑制する作用を奏する。分散剤を用いることにより、ポリオール組成物中の粉体が一旦沈降した場合であっても、該ポリオール組成物を再撹拌等することで、粉体を容易に分散させることができる。 In the polyol composition, the dispersant adsorbs to the surface of the powder particles, and generates distance between the powder particles due to electrical repulsion or steric hindrance, thereby suppressing the aggregation of the powder. By using a dispersant, even if the powder in the polyol composition has once settled, the powder can be easily dispersed by re-stirring the polyol composition, etc.
本発明で用いられる分散剤としては、好ましくは、有機アンモニウム塩、リン酸エステル及びリン酸エステル塩から選ばれる1種以上を含む。有機アンモニウム塩としては、例えば、アルキルアンモニウム塩、アルキロールアンモニウム塩等が挙げられる。これらは、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。
これらの分散剤は、ポリオール組成物中の含有量が少量でも、沈降防止剤との併用により、粉体の凝集を効果的に抑制することができるため好適である。
前記ポリオール組成物中の分散剤の含有量は、ポリオール組成物100質量部中、好ましくは0.05~5.00質量部、より好ましくは0.10~2.00質量部、さらに好ましくは0.15~1.00質量部である。
The dispersant used in the present invention preferably contains at least one selected from organic ammonium salts, phosphoric acid esters, and phosphoric acid ester salts. Examples of the organic ammonium salts include alkyl ammonium salts and alkylol ammonium salts. These may be used alone or in combination of two or more.
These dispersants are suitable because even if their content in the polyol composition is small, they can effectively suppress the aggregation of powder when used in combination with an anti-settling agent.
The content of the dispersant in the polyol composition is preferably 0.05 to 5.00 parts by mass, more preferably 0.10 to 2.00 parts by mass, and even more preferably 0.15 to 1.00 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol composition.
前記分散剤は、好ましくは、ポリエステルやポリエーテル、ポリカルボン酸等を主鎖とするポリマー型分散剤であり、粉体難燃剤に吸着しやすい基を有する。有機アンモニウム塩は、第四級アンモニウム基に基づく塩基性基を有し、リン酸エステル及びリン酸エステル塩は、リン酸エステル基を有する。 The dispersant is preferably a polymer-type dispersant having a main chain of polyester, polyether, polycarboxylic acid, or the like, and has a group that is easily adsorbed to the powder flame retardant. The organic ammonium salt has a basic group based on a quaternary ammonium group, and the phosphate ester and phosphate ester salt have a phosphate ester group.
<その他の成分>
難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造原料としては、主原料である、ポリオール化合物、難燃剤及びポリイソシアネート化合物以外に、発泡剤、触媒、整泡剤等を配合することが好ましい。これらの成分は、難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造時に、ポリオール組成物とは別に添加されてもよいが、難燃性硬質ポリウレタンフォームの施工時の作業負担を軽減する観点から、ポリオール組成物中に含まれていることが好ましい。
さらに、ポリオール組成物中には、必要に応じて、本発明の効果を妨げない範囲内で、溶剤や、フィラー、着色剤、酸化防止剤等の添加剤等が含まれていてもよい。
<Other ingredients>
As the raw materials for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam, in addition to the main raw materials, that is, a polyol compound, a flame retardant, and a polyisocyanate compound, it is preferable to compound a blowing agent, a catalyst, a foam stabilizer, etc. These components may be added separately from the polyol composition when producing the flame-retardant rigid polyurethane foam, but from the viewpoint of reducing the workload when applying the flame-retardant rigid polyurethane foam, it is preferable that they are contained in the polyol composition.
Furthermore, the polyol composition may contain additives such as a solvent, a filler, a colorant, and an antioxidant, if necessary, within the range that does not impair the effects of the present invention.
(発泡剤)
発泡剤は、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とが反応してウレタン結合を形成する樹脂化反応の発熱により気体を発生させ、ポリウレタン樹脂を発泡させる作用を有する。
発泡剤としては、例えば、ハイドロフルオロオレフィン(HFO)、ハイドロクロロフルオロオレフィン(HCFO)、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、水等が挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらのうち、HFOやHCFOは、地球温暖化防止等の観点から、HFCに代わり、今後、需要の増加が見込まれる発泡剤であり、これらを用いることが好ましい。具体的には、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(トランス-HFO-1234ze)、1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテン(HFO-1336mzz)、トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロぺン(HCFO-1233zd)等が挙げられる。
(Foaming Agent)
The foaming agent has the effect of generating gas by heat generated during a resinification reaction in which a polyol compound reacts with a polyisocyanate compound to form a urethane bond, thereby foaming the polyurethane resin.
Examples of the blowing agent include hydrofluoroolefins (HFOs), hydrochlorofluoroolefins (HCFOs), hydrofluorocarbons (HFCs), water, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, HFOs and HCFOs are blowing agents whose demand is expected to increase in the future in place of HFCs from the viewpoint of preventing global warming, and it is preferable to use these. Specific examples include trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene (trans-HFO-1234ze), 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene (HFO-1336mzz), trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd), and the like.
ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基は、水と反応してウレア結合を形成し、炭酸ガスを発生する泡化反応も生じる。水は、硬質ポリウレタンフォームの生成反応の初期段階における発泡の誘因となり、また、製造される硬質ポリウレタンフォームの密度を低減させる観点から、発泡剤として水が含まれていてもよい。 The isocyanate group of the polyisocyanate compound reacts with water to form a urea bond, and also undergoes a foaming reaction that generates carbon dioxide gas. Water induces foaming in the early stages of the reaction to produce rigid polyurethane foam, and water may be included as a blowing agent to reduce the density of the rigid polyurethane foam produced.
発泡剤の配合量は、適度にポリウレタン樹脂を発泡させる観点から、ポリイソシアネート化合物100質量部に対して、好ましくは5.0~40.0質量部、より好ましくは10.0~30.0質量部、さらに好ましくは12.0~25.0質量部である。
なお、発泡剤として水を含む場合、ポリオール化合物の加水分解を抑制する観点から、水の含有量は、水以外の発泡剤よりも少ないことが好ましく、水以外の発泡剤の合計100質量部に対して、好ましくは20.0質量部以下、より好ましくは15.0質量部、さらに好ましくは10.0質量部以下である。
The amount of the foaming agent to be added is preferably 5.0 to 40.0 parts by mass, more preferably 10.0 to 30.0 parts by mass, and even more preferably 12.0 to 25.0 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyisocyanate compound, from the viewpoint of foaming the polyurethane resin appropriately.
In addition, when water is contained as a blowing agent, from the viewpoint of suppressing hydrolysis of the polyol compound, the content of water is preferably less than that of the blowing agents other than water, and is preferably 20.0 parts by mass or less, more preferably 15.0 parts by mass or less, and even more preferably 10.0 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total of the blowing agents other than water.
(触媒)
硬質ポリウレタンフォームの生成反応では、樹脂化反応及び泡化反応を促進する観点から、第三級アミン触媒、金属系ウレタン化触媒等が好適に用いられる。また、一部ヌレート化による難燃性向上の観点から、好ましくは、ヌレート化触媒(三量化触媒)も用いられる。これらの各種触媒としては、硬質ポリウレタンフォームの製造における公知の触媒を用いることができる。これらの触媒は、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。
(catalyst)
In the reaction for producing rigid polyurethane foam, a tertiary amine catalyst, a metal-based urethane catalyst, etc. are preferably used from the viewpoint of promoting the resinification reaction and the foaming reaction. In addition, a nurate catalyst (trimerization catalyst) is preferably used from the viewpoint of improving flame retardancy by partial nurate. As these various catalysts, catalysts known in the production of rigid polyurethane foam can be used. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
第三級アミン触媒としては、例えば、ジメチルエタノールアミン、トリエチレンジアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、ジエチルメチルベンゼンジアミン、1,2-ジメチルイミダゾール、1-イソブチル-2-メチルイミダゾール、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。これらは、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。
第三級アミン触媒の配合量は、硬質ポリウレタンフォームの樹脂化反応及び泡化反応を適度に促進させる観点から、ポリイソシアネート化合物100質量部に対して、好ましくは0.1~10.0質量部、より好ましくは0.2~8.0質量部、さらに好ましくは0.5~5.0質量部である。
Examples of the tertiary amine catalyst include dimethylethanolamine, triethylenediamine, methyldicyclohexylamine, dimethylcyclohexylamine, pentamethyldiethylenetriamine, bis(2-dimethylaminoethyl)ether, diethylmethylbenzenediamine, 1,2-dimethylimidazole, 1-isobutyl-2-methylimidazole, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the tertiary amine catalyst to be added is preferably 0.1 to 10.0 parts by mass, more preferably 0.2 to 8.0 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5.0 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyisocyanate compound, from the viewpoint of appropriately promoting the resinification reaction and the foaming reaction of the rigid polyurethane foam.
金属系ウレタン化触媒としては、例えば、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、アセチルアセトンアルミニウム、アセチルアセトンジルコニウム、2-エチルヘキシル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、ナフテン酸鉛、オクチル酸鉛、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛等が挙げられる。これらは、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。
金属系ウレタン化触媒の配合量は、硬質ポリウレタンフォームの樹脂化反応及び泡化反応を適度に促進させる観点から、ポリイソシアネート化合物100質量部に対して、好ましくは0.01~2.0質量部、より好ましくは0.02~1.0質量部、さらに好ましくは0.05~0.5質量部である。
Examples of metal-based urethanization catalysts include dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, aluminum acetylacetone, zirconium acetylacetone, bismuth 2-ethylhexylate, bismuth neodecanoate, lead naphthenate, lead octylate, zinc naphthenate, zinc octylate, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the metal-based urethanization catalyst to be added is preferably 0.01 to 2.0 parts by mass, more preferably 0.02 to 1.0 part by mass, and even more preferably 0.05 to 0.5 part by mass, per 100 parts by mass of the polyisocyanate compound, from the viewpoint of appropriately promoting the resinification reaction and the foaming reaction of the rigid polyurethane foam.
ヌレート化触媒としては、例えば、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-エチルヘキシ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第三級アンモニウム塩;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等の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらは、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。
ヌレート化触媒の配合量は、イソシアネートのヌレート化反応を適度に促進させる観点から、ポリイソシアネート化合物100質量部に対して、好ましくは0.1~10.0質量部、より好ましくは0.2~8.0質量部、さらに好ましくは0.5~5.0質量部である。
Examples of the nurate 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 carboxylates such as potassium acetate and potassium 2-ethylhexylate; tertiary ammonium salts such as trimethylammonium salts, triethylammonium salts, and triphenylammonium salts; and quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium salts, tetraethylammonium, and tetraphenylammonium salts. These may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the nurate catalyst to be added is preferably 0.1 to 10.0 parts by mass, more preferably 0.2 to 8.0 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5.0 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyisocyanate compound, from the viewpoint of appropriately promoting the nurate reaction of isocyanate.
(整泡剤)
整泡剤は、均質な難燃性硬質ポリウレタンフォームを得る観点から配合され、硬質ポリウレタンフォームの製造における公知の整泡剤を用いることができる。一般的には、シリコーン系整泡剤が好適に用いられ、例えば、シロキサン-ポリアルキレンオキサイド共重合体等が挙げられる。
整泡剤の配合量は、生成するポリウレタン樹脂の種類に応じて適宜設定されるが、ポリイソシアネート化合物100質量部に対して、好ましくは0.1~10.0質量部、より好ましくは0.2~8.0質量部、さらに好ましくは0.5~5.0質量部である。
(Foam stabilizer)
The foam stabilizer is added from the viewpoint of obtaining a homogeneous flame-retardant rigid polyurethane foam, and any foam stabilizer known in the art for producing rigid polyurethane foams can be used. In general, silicone-based foam stabilizers are preferably used, such as siloxane-polyalkylene oxide copolymers.
The amount of the foam stabilizer to be added is appropriately set depending on the type of polyurethane resin to be produced, but is preferably 0.1 to 10.0 parts by mass, more preferably 0.2 to 8.0 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5.0 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyisocyanate compound.
<ポリオール組成物の製造方法>
本発明のポリオール組成物の製造方法は、特に限定されるものではなく、ポリオール組成物に含まれる上述した各成分を配合して、例えば、ホモディスパー、遊星式撹拌機等の公知の撹拌装置を用いて撹拌混合することにより、ポリオール組成物を製造することができる。
<Method of producing polyol composition>
The method for producing the polyol composition of the present invention is not particularly limited, and the polyol composition can be produced by blending the above-mentioned components contained in the polyol composition and stirring and mixing them using a known stirring device such as a homodisper or a planetary stirrer.
[難燃性硬質ポリウレタンフォーム]
本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームは、前記ポリオール組成物と、ポリイソシアネート化合物との反応生成物である。
粉体が十分に均一に分散していないポリオール組成物を用いた場合には、全体的に優れた難燃性を有する均質な硬質ポリウレタンフォームが得られ難い。
これに対して、本発明のポリオール組成物によれば、上述したように、比重が大きい粉体難燃剤を含んでいても、ポリオール組成物及び難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液中での粉体の沈降や凝集を効果的に抑制することができる。したがって、難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造時に、ポリオール組成物及び難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液を均一に混合するための撹拌等の作業負担が軽減され、また、前記原料液中の粉体の均一分散性を高めることができる。また、製造される難燃性硬質ポリウレタンフォームは、粉体難燃剤による優れた難燃性を有するものとして得られる。
[Flame-retardant rigid polyurethane foam]
The flame-retardant rigid polyurethane foam of the present invention is a reaction product of the polyol composition and a polyisocyanate compound.
When a polyol composition in which the powder is not sufficiently uniformly dispersed is used, it is difficult to obtain a homogeneous rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy overall.
In contrast, according to the polyol composition of the present invention, as described above, even if the polyol composition contains a powder flame retardant having a large specific gravity, the settling and aggregation of the powder in the raw material liquid of the polyol composition and the flame-retardant rigid polyurethane foam can be effectively suppressed. Therefore, when producing a flame-retardant rigid polyurethane foam, the workload of stirring and the like for uniformly mixing the polyol composition and the raw material liquid of the flame-retardant rigid polyurethane foam can be reduced, and the uniform dispersion of the powder in the raw material liquid can be improved. In addition, the produced flame-retardant rigid polyurethane foam is obtained as one having excellent flame retardancy due to the powder flame retardant.
<ポリイソシアネート化合物>
ポリイソシアネート化合物は、イソシアネート基を2個以上有するイソシアネート化合物であり、ポリオール化合物との重付加反応によりポリウレタン樹脂を生成する。
前記ポリイソシアネート化合物は、芳香族ポリイソシアネート又は脂肪族ポリイソシアネートのいずれでもよく、これらのうち1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
<Polyisocyanate Compound>
The polyisocyanate compound is an isocyanate compound having two or more isocyanate groups, and produces a polyurethane resin by a polyaddition reaction with a polyol compound.
The polyisocyanate compound may be any of aromatic polyisocyanates and aliphatic polyisocyanates, and these may be used alone or in combination of two or more kinds.
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルエーテル-2,4’-ジイソシアネート、ジフェニルエーテル-4,4’-ジイソシアネート、トリレン-2,4-ジイソシアネート、トリレン-2,6-ジイソシアネート、4,6-ジメチル-1,3-フェニレンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,2’-MDI)、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’-MDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-MDI)等のモノメリックMDI、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(クルードMDI又はポリメリックMDI)、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、m-キシリレ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、非環式又は脂環式のポリイソシアネートのいずれでもよく、例えば、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、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等が挙げられる。
これらのうち、反応性、及び製造される硬質ポリウレタンフォームの難燃性等の観点から、好ましくは、2,2’-MDI、2,4’-MDI、4,4’-MDI等のモノメリックMDI、クルードMDI又はポリメリックMDIが用いられ、さらに、入手容易性やコスト等の観点から、より好ましくは、クルードMDI又はポリメリックMDIが用いられる。
Examples of aromatic polyisocyanates include diphenylether-2,4'-diisocyanate, diphenylether-4,4'-diisocyanate, tolylene-2,4-diisocyanate, tolylene-2,6-diisocyanate, 4,6-dimethyl-1,3-phenylene diisocyanate, monomeric MDI such as 2,2'-diphenylmethane diisocyanate (2,2'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI), and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), polymethylene polyphenyl polyisocyanate (crude MDI or polymeric MDI), 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, and m-xylylene diisocyanate.
The aliphatic polyisocyanate may be either an acyclic or an alicyclic polyisocyanate, and examples thereof include tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexylmethane diisocyanate.
Among these, from the viewpoints of reactivity and the flame retardancy of the produced rigid polyurethane foam, preferably, monomeric MDI such as 2,2'-MDI, 2,4'-MDI, 4,4'-MDI, crude MDI or polymeric MDI is used, and further, from the viewpoints of availability, cost and the like, crude MDI or polymeric MDI is more preferably used.
難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液中のポリイソシアネート化合物の配合量は、ポリイソシアネート化合物の種類に応じて適宜設定されるが、ポリオール化合物との十分な反応性や前記原料液の混合操作時の取り扱い容易性等の観点から、ポリオール組成物100質量部に対して、好ましくは50~200質量部、より好ましくは70~150質量部、さらに好ましくは80~120質量部である。 The amount of polyisocyanate compound in the raw material liquid for flame-retardant rigid polyurethane foam is appropriately set depending on the type of polyisocyanate compound, but from the viewpoints of sufficient reactivity with the polyol compound and ease of handling during mixing of the raw material liquid, the amount is preferably 50 to 200 parts by mass, more preferably 70 to 150 parts by mass, and even more preferably 80 to 120 parts by mass per 100 parts by mass of the polyol composition.
<難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法>
本発明の難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法においては、前記ポリオール組成物と、ポリイソシアネート化合物を混合して、発泡及び硬化させて、難燃性硬質ポリウレタンフォームを得る。
難燃性硬質ポリウレタンフォームを得るための発泡及び硬化方法は、特に限定されるものではなく、例えば、スラブ成形、モールド成形、ラミネート成形、注入成形等の各種成形、また、スプレー発泡等の公知の方法を適用することができる。これらの各種発泡及び硬化方法において、前記ポリオール組成物とポリイソシアネート化合物とを混合した難燃性硬質ポリウレタンフォームの原料液を、発泡及び硬化させることにより、全体的に優れた難燃性を有する均質な硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。
<Method for producing flame-retardant rigid polyurethane foam>
In the method for producing a flame-retardant rigid polyurethane foam of the present invention, the polyol composition and a polyisocyanate compound are mixed, foamed and cured to obtain a flame-retardant rigid polyurethane foam.
The foaming and curing method for obtaining the flame-retardant rigid polyurethane foam is not particularly limited, and for example, known methods such as various moldings such as slab molding, mold molding, laminate molding, injection molding, spray foaming, etc. can be applied. In these various foaming and curing methods, a raw material liquid for the flame-retardant rigid polyurethane foam, which is a mixture of the polyol composition and the polyisocyanate compound, is foamed and cured, whereby a homogeneous rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy overall can be produced.
前記ポリオール組成物は、上述したように、含有する粉体の沈降や凝集が抑制されているため、ポリイソシアネート化合物と混合する際、例えば、撹拌羽根等を備えた一般的な撹拌機を用いて、大きな剪断力等を要することなく、粉体を容易に均一に分散させることかできる。このため、前記ポリオール組成物を用いることにより、原料液を少ない作業負担で混合することができ、難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームの製造の効率化が図られる。 As described above, the polyol composition suppresses settling and aggregation of the powder contained therein, so when the polyol composition is mixed with a polyisocyanate compound, the powder can be easily and uniformly dispersed without the need for large shear forces, for example, by using a general stirrer equipped with stirring blades. Therefore, by using the polyol composition, the raw material liquid can be mixed with little work, and the production of rigid polyurethane foam with excellent flame retardancy can be made more efficient.
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[ポリオール組成物の調製]
下記実施例及び比較例のポリオール組成物の調製に用いた各原料の詳細を以下に示す。
<ポリオール化合物>
・ポリエステルポリオール(RFK-556):テレフタル酸系ポリエステルポリオール;「マキシモール(登録商標) RFK-556」、川崎化成工業株式会社製;水酸基価224mgKOH/g
・マンニッヒ系ポリオール(NB-622):「エクセノール(登録商標) NB-622」、AGC株式会社製、水酸基価500mgKOH/g
<粉体難燃剤>
・ホスフィン酸塩(CM-6R):「フランCM-6R」、大和化学工業株式会社製;窒素含有化合物
・リン酸塩(R1910-4);「ノンネン(登録商標) R1910-4」、丸菱油化工業株式会社製;窒素含有化合物
・赤リン;「ノーバエクセル(登録商標) 140」、燐化学工業株式会社製
<液体難燃剤>
・含ハロゲンリン酸エステル(TMCPP):トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート;「TMCPP」、大八化学工業株式会社製
<沈降防止剤>
・有機ベントナイト(BENTONE 38);「BENTONE(登録商標) 38」、エレメンティス スペシャリティーズ社製、粉体
・脂肪酸アマイドワックス(PFA-131);「ディスパロン PFA-131」、楠本化成株式会社製;有効成分10質量%
・水添ひまし油ワックス(SNシックナー4040);「SNシックナー4040」、サンノプコ株式会社製
<分散剤>
・有機アンモニウム塩(BYK-2155):「DISPERBYK(登録商標;以下、同様。)-2155」、ビックケミー・ジャパン株式会社;塩基性基を有するブロック共重合体
・アルキロールアンモニウム塩(BYK-180):「DISPERBYK-180」、ビックケミー・ジャパン株式会社;酸基を含む共重合物のアルキロールアンモニウム塩
・リン酸エステル(BYK-111):「DISPERBYK-111」、ビックケミー・ジャパン株式会社;共重合体の両末端にリン酸基を有するリン酸エステル
・リン酸エステル塩(BYK-145):「DISPERBYK-145」、ビックケミー・ジャパン株式会社;共重合物のリン酸エステル塩
<発泡剤>
・HCFO(LBA):トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロぺン(HCFO-1233zd);「ソルスティス(登録商標)LBA」、ハネウェル・インターナショナル株式会社製
<触媒>
・第三級アミン触媒(KL-120);1-イソブチル-2-メチルイミダゾール;「カオーライザー(登録商標) No.120」、花王株式会社製
・金属系ウレタン化触媒(DINP17);オクチル酸鉛;「ニッカオクチックス(登録商標) 鉛17%DINP」、日本化学産業株式会社製;Pb含有量17質量%
・ヌレート化触媒(U-18X);トリエチルメチルアンモニウム 2-エチルヘキサン塩;「U-CAT 18X」、サンアプロ株式会社製
<整泡剤>
・L-6100:シリコーン系整泡剤;「Niax(登録商標) silicone L-6100」、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ株式会社製
[Preparation of polyol composition]
Details of each raw material used in the preparation of the polyol compositions in the following Examples and Comparative Examples are shown below.
<Polyol Compound>
Polyester polyol (RFK-556): Terephthalic acid-based polyester polyol; "Maximol (registered trademark) RFK-556", manufactured by Kawasaki Chemical Industries, Ltd.; hydroxyl value 224 mg KOH/g
Mannich polyol (NB-622): "Exenol (registered trademark) NB-622", manufactured by AGC Inc., hydroxyl value 500 mg KOH/g
<Powder flame retardant>
Phosphinate (CM-6R): "Furan CM-6R" manufactured by Yamato Chemical Industry Co., Ltd.; nitrogen-containing compound Phosphate (R1910-4): "Non-Nen (registered trademark) R1910-4" manufactured by Marubishi Yuka Kogyo Co., Ltd.; nitrogen-containing compound Red phosphorus: "Nova Excel (registered trademark) 140" manufactured by Rinkagaku Kogyo Co., Ltd. <Liquid flame retardant>
Halogen-containing phosphate ester (TMCPP): Tris(β-chloropropyl)phosphate; "TMCPP", manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. <Anti-settling agent>
Organic bentonite (BENTONE 38): "BENTONE (registered trademark) 38", manufactured by Elementis Specialties, Inc., powder Fatty acid amide wax (PFA-131): "DISPARLON PFA-131", manufactured by Kusumoto Chemicals Co., Ltd., active ingredient 10% by mass
Hydrogenated castor oil wax (SN Thickener 4040); "SN Thickener 4040", manufactured by San Nopco Ltd. <Dispersant>
Organic ammonium salt (BYK-2155): "DISPERBYK (registered trademark; hereinafter the same)-2155", BYK Japan Co., Ltd.; block copolymer having a basic group. Alkylol ammonium salt (BYK-180): "DISPERBYK-180", BYK Japan Co., Ltd.; alkylol ammonium salt of copolymer containing an acid group. Phosphate ester (BYK-111): "DISPERBYK-111", BYK Japan Co., Ltd.; phosphoric acid ester having phosphoric acid groups at both ends of the copolymer. Phosphate ester salt (BYK-145): "DISPERBYK-145", BYK Japan Co., Ltd.; phosphoric acid ester salt of copolymer. <Foaming agent>
HCFO (LBA): trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd); "Solstice (registered trademark) LBA", manufactured by Honeywell International, Inc. <catalyst>
Tertiary amine catalyst (KL-120): 1-isobutyl-2-methylimidazole; "Kao Raiser (registered trademark) No. 120" manufactured by Kao Corporation. Metal-based urethane catalyst (DINP17): lead octoate; "Nikka Octix (registered trademark) Lead 17% DINP" manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd.; Pb content 17% by mass.
Nurate catalyst (U-18X); triethylmethylammonium 2-ethylhexane salt; "U-CAT 18X", manufactured by San-Apro Co., Ltd. <Foam stabilizer>
L-6100: Silicone foam stabilizer; "Niax (registered trademark) silicone L-6100", manufactured by Momentive Performance Materials, Inc.
(実施例1)
500mLポリ瓶に、ポリオール化合物として、ポリエステルポリオールRFK-556 28.04質量部、触媒として、KL-120 1.26質量部、DINP17 0.14質量部、及びU-18X 3.78質量部、液体難燃剤TMCPP 20.16質量部、並びに整泡剤L-6100 1.4質量部を入れ、かご型アタッチメントを装着した電気ドリルにて3000rpmで20秒間撹拌した(以下、撹拌の方法は同様。)。
これに、粉体難燃剤CM-6R 30.0質量部、沈降防止剤BENTONE 38 0.76質量部、及び分散剤BYK-2155 0.46質量部を添加して、20秒間撹拌し、次いで、発泡剤(HCFO) LBA 14.0質量部を添加して、さらに20秒間撹拌した後、20℃の恒温水槽にて保温し、ポリオール組成物を調製した。
Example 1
In a 500 mL plastic bottle, 28.04 parts by mass of polyester polyol RFK-556 as a polyol compound, 1.26 parts by mass of KL-120, 0.14 parts by mass of DINP17, and 3.78 parts by mass of U-18X as catalysts, 20.16 parts by mass of liquid flame retardant TMCPP, and 1.4 parts by mass of foam stabilizer L-6100 were placed, and stirred for 20 seconds at 3000 rpm with an electric drill equipped with a cage-type attachment (hereinafter, the same stirring method is used).
To this, 30.0 parts by mass of a powder flame retardant CM-6R, 0.76 parts by mass of an anti-settling agent BENTONE 38, and 0.46 parts by mass of a dispersant BYK-2155 were added and stirred for 20 seconds, and then 14.0 parts by mass of a foaming agent (HCFO) LBA was added and stirred for a further 20 seconds, and the mixture was kept warm in a thermostatic water bath at 20° C. to prepare a polyol composition.
(実施例2~15、比較例1~11)
下記表1又は表2に示す原料配合組成で、実施例1と同様にして、ポリオール組成物をそれぞれ調製した。
(Examples 2 to 15, Comparative Examples 1 to 11)
Polyol compositions were prepared in the same manner as in Example 1 using the raw material blend compositions shown in Table 1 or Table 2 below.
[硬質ポリウレタンフォームの製造]
上記各実施例及び各比較例で調製した各ポリオール組成物100質量部を15℃で撹拌し、ポリイソシアネート化合物として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:「ミリオネート(登録商標) MR-200」、東ソー株式会社製)90質量部とともに1Lデスカップに入れ、5秒間撹拌混合して発泡させた。30分間静置後、硬化物をデスカップから取り出して、硬質ポリウレタンフォームを得た。
[Production of Rigid Polyurethane Foam]
100 parts by mass of each of the polyol compositions prepared in the above Examples and Comparative Examples were stirred at 15°C, placed in a 1 L descup together with 90 parts by mass of polymethylene polyphenyl polyisocyanate (Polymeric MDI: "Millionate (registered trademark) MR-200", manufactured by Tosoh Corporation) as a polyisocyanate compound, and mixed and foamed for 5 seconds. After leaving to stand for 30 minutes, the cured product was removed from the descup to obtain a rigid polyurethane foam.
[評価]
上記各実施例及び各比較例で調製したポリオール組成物及びこれを用いて製造した硬質ポリウレタンフォームについて、下記の項目の評価を行った。これらの評価結果を、下記表1及び表2に示す。
[evaluation]
The polyol compositions prepared in the above Examples and Comparative Examples and the rigid polyurethane foams produced using the same were evaluated for the following items. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2 below.
<沈降性>
ポリオール組成物30gを入れた50mLバイアル瓶を室温(25℃)で静置した。外観観察にて、1日後の粉体(固体)の沈降物の上面の高さ位置(液面基準)を測定した。
これらの測定値を、下記の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
AA:沈降物の上面の高さ位置が液面から1mm未満
A :沈降物の上面の高さ位置が液面から1mm以上3mm未満
B :沈降物の上面の高さ位置が液面から3mm以上5mm未満
C :沈降物の上面の高さ位置が液面から5mm以上
評価AAの場合、ほとんど沈降は進行していないと見なすことができる。評価A又はBの場合は、やや沈降が進行しているが、沈降は良好に抑制されていると言える。評価Cの場合は、著しく沈降が進行しており、当該ポリオール組成物は、実用には適さないと判定した。
<Sedimentation>
A 50 mL vial containing 30 g of the polyol composition was left to stand at room temperature (25° C.) By visual observation, the height position (based on the liquid level) of the upper surface of the powder (solid) sediment after one day was measured.
These measured values were evaluated based on the following evaluation criteria.
(Evaluation Criteria)
AA: The height position of the upper surface of the sediment is less than 1 mm from the liquid surface. A: The height position of the upper surface of the sediment is 1 mm or more and less than 3 mm from the liquid surface. B: The height position of the upper surface of the sediment is 3 mm or more and less than 5 mm from the liquid surface. C: The height position of the upper surface of the sediment is 5 mm or more from the liquid surface. In the case of evaluation AA, it can be considered that almost no sedimentation has progressed. In the cases of evaluation A or B, it can be said that the sedimentation has progressed slightly, but has been well suppressed. In the case of evaluation C, the sedimentation has progressed significantly, and the polyol composition was judged to be unsuitable for practical use.
<凝集性>
上記の<沈降性>の評価における沈降物の状態を目視にて外観観察し、下記の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
AA:バイアル瓶を横に倒すと、沈降物が流動し、再び立てると5分以内に元の状態に戻る。
A :バイアル瓶を横に倒すと、沈降物が流動し、再び立てると徐々に元の状態に戻っていく。5分間静置しても、沈降物は、完全には元の状態には戻らないが、バイアル瓶の内壁面には付着していない。
B :バイアル瓶を横に倒すと、沈降物が流動し、再び立てると徐々に元の状態に戻っていく。5分間静置しても、沈降物は、完全には元の状態には戻らず、バイアル瓶の内壁面には、付着物が残る。
C :バイアル瓶を横に倒しても、沈降物が流動しない。
評価AAの場合は、粉体の凝集抑制効果が特に優れており、評価A又はBの場合は、粉体の凝集が良好に抑制されていると言える。一方、評価Cの場合は、十分な凝集抑制効果が得られず、当該ポリオール組成物は、実用に適さないと判定した。
<Cohesiveness>
The state of sediment in the above evaluation of <Sedimentation property> was visually observed and evaluated based on the following evaluation criteria.
(Evaluation Criteria)
AA: When the vial was turned on its side, the sediment flowed, but when it was stood upright again, it returned to its original state within 5 minutes.
A: When the vial is turned on its side, the sediment flows, and when it is turned upright again, it gradually returns to its original state. Even after leaving it to stand for 5 minutes, the sediment does not completely return to its original state, but it does not adhere to the inner wall of the vial.
B: When the vial is turned on its side, the sediment flows, and when it is turned upright again, it gradually returns to its original state. Even after being left to stand for 5 minutes, the sediment does not return to its original state completely, and some deposits remain on the inner wall of the vial.
C: The sediment does not flow even when the vial is turned on its side.
In the case of the evaluation AA, the powder aggregation suppression effect is particularly excellent, and in the cases of the evaluations A and B, the powder aggregation is suppressed well. On the other hand, in the case of the evaluation C, a sufficient aggregation suppression effect was not obtained, and the polyol composition was judged to be unsuitable for practical use.
<難燃性>
上記において製造した硬質ポリウレタンフォームから、98mm×98mm×厚さ(高さ)25mmの試料を切り出した。
ISO 5660-1に準じて、コーンカロリーメーター(「コーンカロリーメーターIII」、株式会社東洋精機製作所製;基材の不燃材:石膏ボード(厚さ12.5mm))にて、コーンにより50KW/m2の熱量を試料に加え、同時に、着火プラグにより10秒間着火させ、20分間加熱したときの総発熱量を測定した。
これらの測定値を、下記の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
A:総発熱量8MJ/m2未満
B:総発熱量8MJ/m2以上11MJ/m2未満
C:総発熱量11MJ/m2以上20MJ/m2未満
D:総発熱量20MJ/m2以上
評価Aの場合、最も難燃性が高く、不燃材料と言えるレベルである。次いで、評価Bの場合も、十分に難燃性は高く、準不燃材料と言えるレベルである。評価C又はDの場合は、十分な難燃性を有していないと判定した。
<Flame retardancy>
A sample of 98 mm×98 mm×thickness (height) 25 mm was cut out from the rigid polyurethane foam produced above.
In accordance with ISO 5660-1, a cone caloriemeter ("Cone Caloriemeter III", manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.; noncombustible base material: gypsum board (thickness 12.5 mm)) was used to apply a heat quantity of 50 kW/ m2 to the sample using a cone, and at the same time, the sample was ignited for 10 seconds using an ignition plug. The total heat generated when the sample was heated for 20 minutes was measured.
These measured values were evaluated based on the following evaluation criteria.
(Evaluation Criteria)
A: Total heat generation amount is less than 8 MJ/ m2 B: Total heat generation amount is 8 MJ/ m2 or more and less than 11 MJ/ m2 C: Total heat generation amount is 11 MJ/ m2 or more and less than 20 MJ/ m2 D: Total heat generation amount is 20 MJ/m2 or more In the case of evaluation A, it is the highest flame retardancy, and is at a level that can be called a non-combustible material. Next, in the case of evaluation B, the flame retardancy is sufficiently high, and is at a level that can be called a quasi-non-combustible material. In the cases of evaluation C or D, it was determined that the material did not have sufficient flame retardancy.
表1及び表2に示した結果から分かるように、粉体難燃剤を含むポリオール組成物に沈降防止剤及び分散剤を配合したポリオール組成物(実施例1~15)は、粉体の沈降及び凝集が抑制され、かつ、準不燃材料相当以上の難燃性を有する硬質ポリウレタンフォームを得られることが認められた。
一方、沈降防止剤及び/又は分散剤を配合しない場合(比較例1~5)、また、粉体難燃剤として赤リンを用いた場合(比較例6~11)は、粉体の沈降抑制効果及び凝集抑制効果、並びに、硬質ポリウレタンフォームの難燃性のいずれもが良好な評価結果を示すポリオール組成物は得られなかった。
As can be seen from the results shown in Tables 1 and 2, it was found that the polyol compositions (Examples 1 to 15) in which an anti-settling agent and a dispersant were blended with a polyol composition containing a powder flame retardant suppressed the settling and aggregation of the powder and were able to produce rigid polyurethane foams having flame retardancy equivalent to or greater than that of semi-noncombustible materials.
On the other hand, when no anti-settling agent and/or dispersant was blended (Comparative Examples 1 to 5), and when red phosphorus was used as the powder flame retardant (Comparative Examples 6 to 11), no polyol composition was obtained that showed good evaluation results in terms of the powder sedimentation inhibitory effect and aggregation inhibitory effect, and the flame retardancy of the rigid polyurethane foam.
Claims (8)
前記粉体難燃剤は、リン酸塩及びホスフィン酸塩から選ばれる1種以上を含み、
前記沈降防止剤は、有機ベントナイト、脂肪族アマイドワックス及び水添ひまし油ワックスから選ばれる1種以上であり、
前記分散剤は、有機アンモニウム塩、リン酸エステル及びリン酸エステル塩から選ばれる1種以上である、
ポリオール組成物。 A polyol composition for use in the production of a flame-retardant rigid polyurethane foam, comprising a polyol compound, a powder flame retardant other than red phosphorus, an anti-settling agent, and a dispersant ,
The powder flame retardant contains at least one selected from a phosphate and a phosphinate,
The anti-settling agent is at least one selected from organic bentonite, aliphatic amide wax, and hydrogenated castor oil wax;
The dispersant is at least one selected from organic ammonium salts, phosphoric acid esters, and phosphoric acid ester salts.
Polyol composition.
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