JP7769030B2 - Foamable urethane resin composition - Google Patents
Foamable urethane resin compositionInfo
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Description
本発明は、発泡性ウレタン樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a foamable urethane resin composition.
ポリウレタン発泡体は、その優れた断熱性を利用して、マンション等の集合住宅、戸建住宅、商業ビル等の建築物の天井、屋根、壁面などの断熱や結露防止に実用されている。 ポリウレタン発泡体は、軽量であるものの、有機物であるため燃えやすい。これを改善するため、難燃剤などをポリウレタン発泡体に含有させ、難燃性を高めたポリウレタン発泡体が用いられている。例えば、特許文献1では、ポリリン酸アンモニウム、ウレア誘導体、ポリオール、イソシアネートを用いて得られる難燃性ポリウレタンフォームであって、該難燃性ポリウレタンフォームが、ポリオール100重量部に対して5~150重量部の範囲のポリリン酸アンモニウム及び0.001~15重量部の範囲のウレア誘導体が用いられることで得られることを特徴とする難燃性ポリウレタンフォームが記載されている。 Polyurethane foams, taking advantage of their excellent insulating properties, are used to insulate and prevent condensation on ceilings, roofs, and walls of buildings such as apartment complexes, detached houses, and commercial buildings. Although polyurethane foams are lightweight, they are organic and therefore flammable. To address this issue, polyurethane foams containing flame retardants and other additives are used to enhance their flame resistance. For example, Patent Document 1 describes a flame-retardant polyurethane foam obtained using ammonium polyphosphate, a urea derivative, a polyol, and an isocyanate, characterized in that the flame-retardant polyurethane foam is obtained by using 5 to 150 parts by weight of ammonium polyphosphate and 0.001 to 15 parts by weight of a urea derivative per 100 parts by weight of polyol.
近年、断熱材として建築物に用いられるポリウレタン発泡体に起因する火災が比較的多く報告されている。このような問題を改善するため、優れた難燃性を有するのみならず、出火した際に、燃え広がり難い性質を備えるポリウレタン発泡体の開発が期待されている。
一方で、ポリウレタン発泡体は使用環境によっては、収縮しやすいという問題点もある。収縮すると、発泡体の強度や熱伝導率などの性能に影響を及ぼし、長期的な使用が困難となる。
そこで本発明は、収縮し難く、かつ燃え広がり難い性質を備えるポリウレタン発泡体を製造するための発泡性ウレタン樹脂組成物を提供することを課題とする。
In recent years, there have been a relatively large number of fires reported due to polyurethane foams used as thermal insulation in buildings. To alleviate this problem, it is desirable to develop polyurethane foams that not only have excellent flame retardancy but also have the property of being less susceptible to the spread of fire once a fire breaks out.
However, polyurethane foams can be prone to shrinkage depending on the environment in which they are used, which can affect the strength, thermal conductivity, and other properties of the foam, making it difficult to use for long periods of time.
Therefore, an object of the present invention is to provide a foamable urethane resin composition for producing a polyurethane foam that is resistant to shrinkage and fire spread.
本発明者は、鋭意検討の結果、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物を含む発泡性ウレタン樹脂組成物であって、前記ポリオール化合物が樹脂微粒子含有ポリオールを含み、熱鋼球評価において特定の値を示す発泡性ウレタン樹脂組成物により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の[1]~[14]を提供する。
[1]ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、室温で液状の難燃剤、発泡剤、及び触媒を含む発泡性ウレタン樹脂組成物であって、前記ポリオール化合物は、樹脂微粒子含有ポリオールを含み、前記発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体の下記の熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が10mm以下である、発泡性ウレタン樹脂組成物。
(熱鋼球評価)
(1)ポリウレタン発泡体を各辺50mmの立方体に切り出し、試験体とする。
(2)ブンゼンバーナー(外炎長70mm)のバーナー口から30mmの地点に金網を置き、該金網上に、直径10.0mm、重量4.15gの鋼球を載せて、鋼球全体が赤色に変化するまで、少なくとも5分以上加熱し、鋼球温度を630℃とする。
(3)23℃雰囲気下にて、上記(2)で加熱した鋼球を直ちに、上記(1)の試験体の上部の中心に載せて、鋼球の沈み込みが完了するまで放置する。次いで、十分に冷却された試験体の断面を裁断して、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定する。
[2]前記熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が5mm以下かつ溶融直径距離が15mm以下である、上記[1]に記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[3]前記発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体を、ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/m2にて、5分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m2以下である、上記[1]又は[2]に記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[4]前記発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体を、ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/m2にて、5分間加熱したときの最高発熱速度が200kW/m2以下である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[5]前記樹脂微粒子含有ポリオールは、樹脂微粒子を含有するアミン系ポリエーテルポリオールである、上記[1]~[4]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[6]前記樹脂微粒子は、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、含フッ素アクリロニトリル、α-エチルアクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル、アクリルモノマー類からなる群より選択される少なくとも1種のモノマーの重合体である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[7]前記発泡性ウレタン樹脂組成物は、ポリオール化合物、室温で液状の難燃剤、発泡剤、及び触媒を含むポリオール組成物と、ポリイソシアネート化合物とを含み、前記ポリオール組成物全量基準における前記樹脂微粒子の含有量が、0.01質量%以上である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[8]前記ポリオール化合物が、フタル酸系ポリエステルポリオールを含有する、上記[1]~[7]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[9]前記フタル酸系ポリエステルポリオールと樹脂微粒子含有ポリオールの重量比(フタル酸系ポリエステルポリオール/樹脂微粒子含有ポリオール)が、95/5~55/45である、上記[8]に記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[10]前記発泡剤が水を含み、前記水の含有量が、ポリオール化合物100質量部に対して1.5質量部以下である、上記[1]~[9]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[11]前記発泡剤がハイドロフルオロオレフィンを含む、上記[1]~[10]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[12]前記触媒が三量化触媒を含有する、上記[1]~[11]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[13]イソシアネートインデックスが150~700である、上記[1]~[12]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
[14]無機フィラーを実質的に含有しない、上記[1]~[13]のいずれかに記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。
As a result of extensive investigation, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by a foamable urethane resin composition containing a polyol compound and a polyisocyanate compound, wherein the polyol compound contains a polyol containing resin microparticles, and the foamable urethane resin composition exhibits a specific value in a hot steel ball test, and have completed the present invention. That is, the present invention provides the following [1] to [14].
[1] A foamable urethane resin composition comprising a polyol compound, a polyisocyanate compound, a flame retardant that is liquid at room temperature, a blowing agent, and a catalyst, wherein the polyol compound comprises a polyol containing resin microparticles, and wherein a steel ball sinks into a polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition by a distance of 10 mm or less in a hot steel ball test described below.
(Hot steel ball evaluation)
(1) The polyurethane foam is cut into a cube with sides of 50 mm to be used as a test specimen.
(2) A wire mesh is placed 30 mm from the burner port of a Bunsen burner (outer flame length 70 mm), and a steel ball with a diameter of 10.0 mm and a weight of 4.15 g is placed on the wire mesh. The steel ball is heated for at least 5 minutes or more until the entire steel ball turns red, and the temperature of the steel ball reaches 630°C.
(3) In an atmosphere of 23°C, the steel ball heated in (2) above is immediately placed on the center of the upper part of the test piece in (1) above and left to stand until the steel ball has completely sunk in. Next, the cross section of the sufficiently cooled test piece is cut and the sinking distance and fusion diameter distance of the steel ball are measured.
[2] The foamable urethane resin composition according to the above [1], wherein the steel ball sinking distance in the hot steel ball evaluation is 5 mm or less and the melt diameter distance is 15 mm or less.
[3] The foamable urethane resin composition according to [1] or [2] above, wherein a polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition has a total calorific value of 8 MJ/m2 or less when heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW/ m2 in accordance with the ISO-5660 test method.
[4] The foamable urethane resin composition according to any one of [1] to [3] above, wherein a polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition has a maximum heat release rate of 200 kW/m2 or less when heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW/ m2 in accordance with the ISO-5660 test method.
[5] The foamable urethane resin composition according to any one of [1] to [4] above, wherein the resin fine particle-containing polyol is an amine-based polyether polyol containing resin fine particles.
[6] The foamable urethane resin composition according to any one of [1] to [5] above, wherein the resin microparticles are a polymer of at least one monomer selected from the group consisting of acrylonitrile, methacrylonitrile, fluorinated acrylonitrile, α-ethyl acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, and acrylic monomers.
[7] The foamable urethane resin composition according to any one of [1] to [6] above, wherein the foamable urethane resin composition comprises a polyol composition containing a polyol compound, a flame retardant that is liquid at room temperature, a blowing agent, and a catalyst, and a polyisocyanate compound, and the content of the resin microparticles based on the total amount of the polyol composition is 0.01 mass% or more.
[8] The foamable urethane resin composition according to any one of [1] to [7] above, wherein the polyol compound contains a phthalic acid-based polyester polyol.
[9] The foamable urethane resin composition according to the above [8], wherein the weight ratio of the phthalic acid-based polyester polyol to the polyol containing resin microparticles (phthalic acid-based polyester polyol/polyol containing resin microparticles) is 95/5 to 55/45.
[10] The foamable urethane resin composition according to any one of [1] to [9] above, wherein the foaming agent contains water, and the content of the water is 1.5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the polyol compound.
[11] The foamable urethane resin composition according to any one of the above [1] to [10], wherein the foaming agent contains a hydrofluoroolefin.
[12] The foamable urethane resin composition according to any one of [1] to [11] above, wherein the catalyst contains a trimerization catalyst.
[13] The foamable urethane resin composition according to any one of [1] to [12] above, having an isocyanate index of 150 to 700.
[14] The foamable urethane resin composition according to any one of the above [1] to [13], which is substantially free of inorganic fillers.
本発明によれば、収縮し難く、かつ火災が生じたときなどに、燃え広がり難い性質を備えるポリウレタン発泡体を形成し得る発泡性ウレタン樹脂組成物を提供することができる。 The present invention provides a foamable urethane resin composition that can form polyurethane foam that is resistant to shrinkage and fire spread in the event of a fire.
[発泡性ウレタン樹脂組成物]
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、室温で液状の難燃剤、発泡剤、及び触媒を含む発泡性ウレタン樹脂組成物であって、前記ポリオール化合物は、樹脂微粒子含有ポリオールを含み、前記発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体の下記の熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が10mm以下である、発泡性ウレタン樹脂組成物である。
(熱鋼球評価)
(1)ポリウレタン発泡体を各辺50mmの立方体に切り出し、試験体とする。
(2)ブンゼンバーナー(外炎長70mm)のバーナー口から30mmの地点に金網を置き、該金網上に、直径10.0mm、重量4.15gの鋼球を載せて、鋼球全体が赤色に変化するまで、少なくとも5分以上加熱し、鋼球温度を630℃とする。鋼球温度は、前記のとおり加熱した鋼球を、金網上から放射温度測定に影響のない別の台に移動させて、測定した。鋼球温度は放射温度計(キーエンス製:FT-H40K)を使用し、用いた鋼球の放射係数を0.45として、放射温度計の表示値を0.45で除した値を評価温度(630℃)とした。なお鋼球は新品のものを用いた。
(3)23℃雰囲気下にて、上記(2)で加熱した鋼球を直ちに、上記(1)の試験体の上部の中心に載せて、鋼球の沈み込みが完了するまで放置する。次いで、十分に冷却された試験体の断面を裁断して、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定する。
なお、本熱鋼球評価において、鋼球を加熱した後、測温するまでの時間は1秒以内であり、測温後直ちに、鋼球を試験体上に載せている。したがって、上記鋼球温度(630℃)は、試験体上に鋼球を載せるときの鋼球の温度とみなすことができる。
[Foamable urethane resin composition]
The foamable urethane resin composition of the present invention is a foamable urethane resin composition comprising a polyol compound, a polyisocyanate compound, a flame retardant that is liquid at room temperature, a blowing agent, and a catalyst, wherein the polyol compound comprises a polyol containing resin microparticles, and the polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition exhibits a steel ball sinking distance of 10 mm or less in the hot steel ball test described below.
(Hot steel ball evaluation)
(1) The polyurethane foam is cut into a cube with sides of 50 mm to be used as a test specimen.
(2) A wire mesh was placed 30 mm from the burner port of a Bunsen burner (outer flame length 70 mm), and a steel ball with a diameter of 10.0 mm and a weight of 4.15 g was placed on the wire mesh. The steel ball was heated for at least 5 minutes or more until the entire steel ball turned red, bringing the steel ball temperature to 630°C. The steel ball temperature was measured by moving the heated steel ball from the wire mesh to another table that would not affect the radiation temperature measurement. The steel ball temperature was measured using a radiation thermometer (Keyence: FT-H40K). The radiation coefficient of the steel ball used was 0.45, and the value displayed on the radiation thermometer divided by 0.45 was used as the evaluation temperature (630°C). Brand new steel balls were used.
(3) In an atmosphere of 23°C, the steel ball heated in (2) above is immediately placed on the center of the upper part of the test piece in (1) above and left to stand until the steel ball has completely sunk in. Next, the cross section of the sufficiently cooled test piece is cut and the sinking distance and fusion diameter distance of the steel ball are measured.
In this hot steel ball evaluation, the time from heating the steel ball to measuring the temperature was within 1 second, and the steel ball was placed on the test piece immediately after the temperature was measured. Therefore, the above steel ball temperature (630°C) can be considered to be the temperature of the steel ball when it was placed on the test piece.
上記熱鋼球評価において、鋼球の直径及び重量に関して、直径が10.0±0.5mm、重量は4.15±0.3g、鋼球温度は放射温度計による測定値が600~650℃の範囲内であれば、その他の条件を上記のとおりとすることにより、同等の熱鋼球評価となるため、このような直径、重量、鋼球温度の範囲で実施してもよい。
また、外炎長とは、バーナー口の中心部から直上方向の炎の長さを意味する。
In the above-mentioned hot steel ball evaluation, as long as the diameter and weight of the steel ball are 10.0±0.5 mm, the weight is 4.15±0.3 g, and the steel ball temperature is within a range of 600 to 650°C as measured by a radiation thermometer, and the other conditions are as described above, an equivalent hot steel ball evaluation can be obtained, and therefore the evaluation may be carried out within these ranges of diameter, weight, and steel ball temperature.
The outer flame length means the length of the flame directly above the center of the burner opening.
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体の熱鋼球評価における鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離を上記した所定の範囲とすることにより、ポリウレタン発泡体が、火災などに晒された場合に燃え広がり難くすることができる。 By setting the steel ball sinking distance and melt diameter distance in the hot steel ball test of polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition of the present invention within the specified ranges described above, the polyurethane foam can be made less susceptible to fire spread when exposed to a fire or other fire.
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体は、熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が10mm以下である。鋼球の沈み込み距離が10mmを超えると、ポリウレタン発泡体が、火災などに晒された場合に燃え広がりやすく、延焼を有効に防止することが困難になる。延焼を有効に防止する観点から、鋼球の沈み込み距離は、好ましくは5mm以下であり、より好ましくは3mm以下、さらに好ましくは0mmである。 The polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition of the present invention has a steel ball sinking distance of 10 mm or less in a hot steel ball test. If the steel ball sinking distance exceeds 10 mm, the polyurethane foam will be prone to fire spread if exposed to a fire, making it difficult to effectively prevent the spread of fire. From the perspective of effectively preventing the spread of fire, the steel ball sinking distance is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, and even more preferably 0 mm.
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体は、熱鋼球評価における溶融直径距離が15mm以下であることが好ましい。溶融直径距離が15mm以下であることにより、ポリウレタン発泡体が、火災などに晒された場合に燃え広がりにくくなり、延焼を有効に防止することができる。延焼を有効に防止する観点から、溶融直径距離は、好ましくは14mm以下であり、より好ましくは13mm以下、さらに好ましくは12mm以下である。なお、溶融直径距離は0mm以上である。 The polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition of the present invention preferably has a melt diameter distance of 15 mm or less in a hot steel ball test. A melt diameter distance of 15 mm or less makes the polyurethane foam less susceptible to fire spread when exposed to a fire, etc., and effectively prevents the spread of fire. From the perspective of effectively preventing the spread of fire, the melt diameter distance is preferably 14 mm or less, more preferably 13 mm or less, and even more preferably 12 mm or less. The melt diameter distance is 0 mm or more.
鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離は、発泡性ウレタン樹脂組成物に含有されるポリオール化合物の種類、水の含有量などを調整することによって、所望の値に調節することができる。 The steel ball sinking distance and melt diameter distance can be adjusted to the desired values by adjusting the type of polyol compound and water content contained in the foamable urethane resin composition.
熱鋼球評価において、試験体には、鋼球の沈み込みにより、試験体の上面から内部に渡って空洞が形成される。鋼球の沈み込み距離は、試験体の上面に対して垂直方向の空洞の最大距離を意味する(熱により変色はするが形状を保持している部分は対象としない)。また、溶融直径距離は、試験体の上面に、加熱された鋼球により形成された穴の直径である。なお、該穴の直径は、試験体の上面に形成された穴の形状が円形であれば、その円の直径を意味し、穴の形状が楕円形であれば、長径を意味することとする。また穴の形状が円形及び楕円形以外の形状であれば、その形状の任意の二点間の最大距離を、穴の直径とする。なお試験体が溶融せず上面に空洞が発生しなかった場合、炭化や変色した部分の直径を同様に測定する。 In the hot steel ball evaluation, the steel ball sinks into the test specimen, forming a cavity from the top surface to the interior. The sinking distance of the steel ball refers to the maximum distance of the cavity perpendicular to the top surface of the test specimen (this does not include areas that discolor due to heat but retain their shape). The fusion diameter distance is the diameter of the hole formed by the heated steel ball on the top surface of the test specimen. Note that if the hole formed on the top surface of the test specimen is circular, the hole diameter refers to the diameter of that circle; if the hole is elliptical, it refers to the major axis. If the hole shape is other than circular or elliptical, the maximum distance between any two points on that shape is taken as the hole diameter. Note that if the test specimen does not melt and no cavity is formed on the top surface, the diameter of the carbonized or discolored area is measured in the same way.
なお、熱鋼球評価におけるポリウレタン発泡体は、実施例にて記載する条件で作製したものを使用する。 The polyurethane foam used in the hot steel ball evaluation was prepared under the conditions described in the examples.
(総発熱量)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体を、ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/m2にて5分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m2以下であることが好ましい。総発熱量が8MJ/m2以下であることにより、本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体は、所定の難燃性を有する。所定の難燃性を有し、かつ上記したように鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離が一定値以下であることにより、難燃性を有し、かつ燃え広がらない性質を兼ね備えたポリウレタン発泡体となり、火災時の延焼をより有効に防止することができる。
ポリウレタン発泡体の難燃性をより向上させる観点から、上記総発熱量は、7.8MJ/m2以下であることが好ましく、7.5MJ/m2以下であることがより好ましい。
(Total heat generation)
It is preferable that a polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition of the present invention has a total calorific value of 8 MJ/ m2 or less when heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW/ m2 in accordance with the ISO-5660 test method. When the total calorific value is 8 MJ/ m2 or less, the polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition of the present invention has a predetermined flame retardancy. When the polyurethane foam has a predetermined flame retardancy and the steel ball sinking distance and fusion diameter distance are equal to or less than certain values as described above, the polyurethane foam has both flame retardancy and flame retardancy, and can more effectively prevent the spread of fire in the event of a fire.
From the viewpoint of further improving the flame retardancy of the polyurethane foam, the total calorific value is preferably 7.8 MJ/m 2 or less, and more preferably 7.5 MJ/m 2 or less.
(最高発熱速度)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体を、ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/m2にて5分間加熱したときの最高発熱速度が200kW/m2以下であることが好ましい。最高発熱速度が200kW/m2以下であることにより、本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体は、所定の難燃性を有する。また、最高発熱速度及び総発熱量を共に上記のとおり調整することにより、より難燃性は向上する。
所定の難燃性を有し、かつ上記したように鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離が一定値以下であることにより、難燃性を有し、かつ燃え広がらない性質を兼ね備えたポリウレタン発泡体となり、火災時の延焼をより有効に防止することができる。
ポリウレタン発泡体の難燃性をより向上させる観点から、上記最高発熱速度は、150kW/m2以下であることが好ましく、130kW/m2以下であることがより好ましい。
(Maximum heat generation rate)
When a polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition of the present invention is heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW/ m2 in accordance with the ISO-5660 test method, the maximum heat release rate is preferably 200 kW/m2 or less. When the maximum heat release rate is 200 kW/m2 or less , the polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition of the present invention has a predetermined flame retardancy. Furthermore, by adjusting both the maximum heat release rate and the total heat release amount as described above, the flame retardancy is further improved.
By having a predetermined flame retardancy and, as described above, having the steel ball sinking distance and fusion diameter distance below certain values, the polyurethane foam has both flame retardancy and the property of not spreading fire, and can more effectively prevent the spread of fire in the event of a fire.
From the viewpoint of further improving the flame retardancy of the polyurethane foam, the maximum heat release rate is preferably 150 kW/m 2 or less, and more preferably 130 kW/m 2 or less.
上記総発熱量及び最高発熱速度は、コーンカロリーメーター試験により得られ、詳細には実施例に記載の方法で測定することができる。
なお、上記コーンカロリーメーター試験の際、試験に供したポリウレタン発泡体がコーンカロリーメーターのスパーク点火器に接触しない程度の形状安定性を有することが好ましい。
The total calorific value and maximum heat release rate can be obtained by a cone calorimeter test, and specifically, can be measured by the method described in the Examples.
In the above-mentioned cone calorimeter test, it is preferable that the polyurethane foam used in the test has a shape stability to such an extent that it does not come into contact with the spark igniter of the cone calorimeter.
(ポリオール化合物)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物に含まれるポリオール化合物は、樹脂微粒子含有ポリオールを含む。これにより、発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体が、使用時に収縮するのを防止しやすくなる。またコーンカロリー試験に対しても、膨張を抑制しやすくなり、高温時の寸法安定性が高くなる。この理由は定かではないが、樹脂微粒子含有ポリオールを用いることにより、発泡体中の連続気泡の割合が増加するためではないかと推察される。なお、SEMにて発泡体を観察すると、微粒子により破壊されたと思われる穴を確認することができる。
樹脂微粒子としては、特に限定されないが、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、含フッ素アクリロニトリル、α-エチルアクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル、アクリルモノマー類からなる群より選択される少なくとも1種のモノマーの重合体であることが好ましい。これらの中でも、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、スチレン、及び含フッ素アクリロニトリルからなる群から選択される少なくとも1種のモノマーの重合体であることが好ましく、アクリロニトリルの重合体が好ましい。
(Polyol Compound)
The polyol compound contained in the foamable urethane resin composition of the present invention includes a polyol containing resin microparticles. This makes it easier to prevent shrinkage of polyurethane foams made from the foamable urethane resin composition during use. It also makes it easier to suppress expansion in a cone calorie test, improving dimensional stability at high temperatures. While the reason for this is unclear, it is presumed that the use of a polyol containing resin microparticles increases the proportion of open cells in the foam. Furthermore, when the foam is observed with an SEM, holes that appear to have been destroyed by the microparticles can be confirmed.
The resin fine particles are not particularly limited, but are preferably polymers of at least one monomer selected from the group consisting of acrylonitrile, methacrylonitrile, fluorine-containing acrylonitrile, α-ethyl acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, and acrylic monomers. Among these, polymers of at least one monomer selected from the group consisting of acrylonitrile, methacrylonitrile, styrene, and fluorine-containing acrylonitrile are preferred, and polymers of acrylonitrile are preferred.
アクリルモノマー類は、(メタ)アクリレートなどが挙げられ、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。これ以外にも、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有の(メタ)アクリレートなども用いることができる。さらに、アクリルモノマー類としては、含フッ素系のモノマーであってもよい。含フッ素系のモノマーとしては、例えば、上記アルキル(メタ)アクリレートや水酸基含有(メタ)アクリレートなどのモノマーであって、モノマーを構成する1又は2以上の水素原子がフッ素原子に置換されたモノマーが挙げられる。
なお、アクリレート及びメタクリレートの一方又は両方を、(メタ)アクリレートと総称する。
Examples of acrylic monomers include (meth)acrylates, such as alkyl (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, n-nonyl (meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, and n-decyl (meth)acrylate. In addition to these, hydroxyl group-containing (meth)acrylates such as hydroxyalkyl (meth)acrylates can also be used. Furthermore, the acrylic monomers may be fluorine-containing monomers. Examples of fluorine-containing monomers include monomers such as the alkyl (meth)acrylates and hydroxyl group-containing (meth)acrylates, in which one or more hydrogen atoms constituting the monomer are substituted with fluorine atoms.
Either or both of acrylate and methacrylate will be collectively referred to as (meth)acrylate.
ポリオール組成物全量基準における前記樹脂微粒子の含有量は、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.02質量%以上である。樹脂微粒子の含有量が、これら下限値以上であるとポリウレタン発泡体の収縮を抑えやすくなる。ポリオール組成物全量基準における前記樹脂微粒子の含有量は、好ましくは5質量%以下であり、より好ましくは1質量%以下である。
なお、本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、好ましくは、ポリオール化合物、室温で液状の難燃剤、発泡剤、及び触媒を含むポリオール組成物と、ポリイソシアネート化合物とを含み、該ポリオール組成物及びポリイソシアネート化合物とを混合して製造される。
The content of the resin microparticles in the total polyol composition is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more. When the content of the resin microparticles is equal to or greater than these lower limits, shrinkage of the polyurethane foam is easily suppressed. The content of the resin microparticles in the total polyol composition is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less.
The foamable urethane resin composition of the present invention preferably comprises a polyol composition containing a polyol compound, a flame retardant that is liquid at room temperature, a blowing agent, and a catalyst, and a polyisocyanate compound, and is produced by mixing the polyol composition and the polyisocyanate compound.
ポリオール化合物全量基準における、樹脂微粒子含有ポリオールの含有量は、好ましくは3~40質量%であり、より好ましくは4~35質量%であり、さらに好ましくは5~30質量%であり、さらに好ましくは8~30質量%である。樹脂微粒子含有ポリオールの含有量がこれら下限値以上であると、ポリウレタン発泡体の収縮を抑えやすくなり、これら上限値以下であると、ポリウレタン発泡体の燃え広がらない性質を高めやすくなる。 The content of the resin microparticle-containing polyol, based on the total amount of polyol compounds, is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 4 to 35% by mass, even more preferably 5 to 30% by mass, and even more preferably 8 to 30% by mass. If the content of the resin microparticle-containing polyol is above these lower limits, shrinkage of the polyurethane foam is more easily suppressed, while if it is below these upper limits, the flame-retardant properties of the polyurethane foam are more easily improved.
樹脂微粒子を含有するポリオールの種類としては、特に制限されず、例えば、後述するポリオールを使用することができる。中でも、ポリウレタン発泡体の収縮を抑えつつ、適度な反応性を得る観点から、樹脂微粒子含有ポリオールとしては、樹脂微粒子を含有するポリエーテルポリオールが好ましく、中でも樹脂微粒子を含有するアミン系ポリエーテルポリオールがより好ましい。該アミン系ポリエーテルポリオールとしては、例えば、後述するトリレンジアミン系ポリエーテルポリオール(TDA系ポリエーテルポリオール)、マンニッヒ系ポリエーテルポリオールなどが好ましい。
また、同様の観点から、樹脂微粒子を含有するポリエーテルポリオールの水酸基価は、好ましくは250~550mgKOH/g、より好ましくは300~500mgKOH/gである。さらに、樹脂微粒子を含有するポリエーテルポリオールの官能基数(水酸基の数)は2~4が好ましい。
なお、水酸基価は、JIS K1557-1:2007に準拠して測定される値である。
The type of polyol containing resin fine particles is not particularly limited, and for example, the polyols described below can be used. Among them, from the viewpoint of suppressing shrinkage of the polyurethane foam and obtaining appropriate reactivity, the polyol containing resin fine particles is preferably a polyether polyol containing resin fine particles, and more preferably an amine-based polyether polyol containing resin fine particles. As the amine-based polyether polyol, for example, the tolylene diamine-based polyether polyol (TDA-based polyether polyol) and Mannich-based polyether polyol described below are preferred.
From the same viewpoint, the hydroxyl value of the polyether polyol containing resin fine particles is preferably 250 to 550 mgKOH/g, more preferably 300 to 500 mgKOH/g.Furthermore, the number of functional groups (number of hydroxyl groups) of the polyether polyol containing resin fine particles is preferably 2 to 4.
The hydroxyl value is a value measured in accordance with JIS K1557-1:2007.
樹脂微粒子含有ポリオールは、公知の方法により製造することができる。例えば塊状重合法や溶液重合法などにより製造した樹脂を粉砕して微粒子化し、必要に応じて分級して得られた樹脂微粉末をポリオールに添加混合する方法、エマルジョン重合法により得られた樹脂微粒子を含むエマルジョンをそのまま添加する方法、ポリオールにモノマーを溶解ないし分散し、AIBNやBPO等のラジカル重合開始剤を添加して加熱し、重合させて樹脂微粒子含有ポリオールとする方法などが例示される。これらの中でもポリオール中にて重合して樹脂微粒子を形成する方法が、長期間放置しても粒子が沈降しにくく、安定なポリオール組成物が得られることから、最も好ましい。 Polyols containing resin microparticles can be produced by known methods. Examples include a method in which a resin produced by bulk polymerization or solution polymerization is pulverized into microparticles, and the resulting fine resin powder is then added to a polyol and classified as needed; a method in which an emulsion containing resin microparticles obtained by emulsion polymerization is added as is; and a method in which a monomer is dissolved or dispersed in a polyol, a radical polymerization initiator such as AIBN or BPO is added, and the resulting mixture is heated to polymerize the monomers to form a polyol containing resin microparticles. Among these, the method of forming resin microparticles by polymerization in a polyol is most preferred, as it results in a stable polyol composition in which the particles are less likely to settle even when left for long periods of time.
以下、ポリエーテルポリオールについて説明するが、これらポリエーテルポリオールは、上記した樹脂微粒子含有ポリエーテルポリオールにおけるポリエーテルポリオールであってもよいし、樹脂微粒子を含有しないポリエーテルポリオールであってもよい。 The polyether polyols will be described below. These polyether polyols may be the polyether polyols in the resin microparticle-containing polyether polyols described above, or they may be polyether polyols that do not contain resin microparticles.
<ポリエーテルポリオール>
ポリエーテルポリオールは、2個以上の活性水素原子を有する開始剤に、アルキレンオキサイドを開環付加重合させて得られたポリオキシアルキレンポリオールである。開始剤としては、具体的には例えば、脂肪族多価アルコール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノールなどのグリコール類、トリメチロールプロパン、グリセリンなどのトリオール類、ペンタエリスリトールなどの4官能アルコール類、シュクロース類、ソルビトール類などの糖類)、脂肪族アミン(例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ネオペンチルジアミンなどのアルキレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミン)、芳香族アミン(例えば、アニリン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、マンニッヒ縮合物など)などが挙げられ、これらはそれぞれ1種単独で用いても2種以上併用してもよい。
<Polyether polyol>
The polyether polyol is a polyoxyalkylene polyol obtained by ring-opening addition polymerization of an alkylene oxide to an initiator having two or more active hydrogen atoms. Specific examples of the initiator include aliphatic polyhydric alcohols (e.g., glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexylene glycol, and cyclohexanedimethanol; triols such as trimethylolpropane and glycerin; tetrafunctional alcohols such as pentaerythritol; sugars such as sucrose and sorbitol); aliphatic amines (e.g., alkylenediamines such as ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine, and neopentyldiamine; alkanolamines such as monoethanolamine and diethanolamine); and aromatic amines (e.g., aniline, tolylenediamine, xylylenediamine, diphenylmethanediamine, and Mannich condensation products). These may be used alone or in combination of two or more.
ポリエーテルポリオールとしては、ポリウレタン発泡体の難燃性を高める観点から、トリレンジアミン系ポリエーテルポリオール、マンニッヒ系ポリエーテルポリオールなどのアミン系ポリエーテルポリオール、シュクロース系ポリエーテルポリオール、ソルビトール系ポリエーテルポリオールが好ましい。
なお、上記トリレンジアミン系ポリエーテルポリオールとは、開始剤としてトリレンジアミンを用いて得られたポリエーテルポリオールのことである。シュクロース系ポリエーテルポリオール、ソルビトール系ポリエーテルポリオールも同様である。
上記マンニッヒ系ポリエーテルポリオールとは、マンニッヒ反応を利用して得られるものであって、分子内に2個以上の水酸基を有するマンニッヒ縮合物、又はそのようなマンニッヒ縮合物に、アルキレンオキサイドを付加させたポリエーテルポリオールである。より具体的には、フェノール及びそのアルキル置換誘導体の少なくともいずれか、ホルムアルデヒド及びアルカノールアミンのマンニッヒ反応により得られたマンニッヒ縮合物、又はこの化合物にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの少なくとも1種を開環付加重合させることによって得られるポリエーテルポリオールである。
As the polyether polyol, from the viewpoint of enhancing the flame retardancy of the polyurethane foam, amine-based polyether polyols such as tolylenediamine-based polyether polyols and Mannich-based polyether polyols, sucrose-based polyether polyols, and sorbitol-based polyether polyols are preferred.
The tolylenediamine-based polyether polyol is a polyether polyol obtained by using tolylenediamine as an initiator. The same applies to sucrose-based polyether polyols and sorbitol-based polyether polyols.
The Mannich polyether polyol is a polyether polyol obtained by utilizing the Mannich reaction, which is a Mannich condensation product having two or more hydroxyl groups in the molecule, or a polyether polyol obtained by adding an alkylene oxide to such a Mannich condensation product. More specifically, it is a Mannich condensation product obtained by the Mannich reaction of at least one of phenol and its alkyl-substituted derivatives, formaldehyde, and alkanolamine, or a polyether polyol obtained by ring-opening addition polymerization of this compound with at least one of ethylene oxide and propylene oxide.
ポリエーテルポリオールの水酸基価は、200~1,000mgKOH/gであることが好ましく、300~600mgKOH/gであることがより好ましい。水酸基価は、JIS K1557-1:2007に準拠して測定される値である。 The hydroxyl value of the polyether polyol is preferably 200 to 1,000 mgKOH/g, and more preferably 300 to 600 mgKOH/g. The hydroxyl value is measured in accordance with JIS K1557-1:2007.
<ポリエステルポリオール>
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物に含まれるポリオール化合物は、ポリエステルポリオールを含有することが好ましい。
ポリエステルポリオールは、芳香族ポリエステルポリオールおよび脂肪族ポリエステルポリオールなどが挙げられるが、得られるポリウレタン発泡体の難燃性を考慮した場合、芳香族ポリエステルポリオールを使用することが好ましい。芳香族ポリエステルポリオールは、o-フタル酸(フタル酸)、m-フタル酸(イソフタル酸)、p-フタル酸(テレフタル酸)、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸とグリコールの縮合物であることが好ましい。中でも、ポリウレタン発泡体の難燃性を高める観点、上記した鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離の値を小さくし、燃え広がらない性能を高める観点から、ポリオール化合物は、フタル酸とグリコールとの縮合物である、フタル酸系ポリエステルポリオールを含むことが好ましく、p-フタル酸とグリコールの縮合物である、p-フタル酸系ポリエステルポリオールを含むことがより好ましい。
グリコールとしては、特に限定されるものではないが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のポリエステルポリオールの構成成分として公知の低分子量脂肪族グリコールを使用することが好ましい。
<Polyester polyol>
The polyol compound contained in the foamable urethane resin composition of the present invention preferably contains a polyester polyol.
Examples of polyester polyols include aromatic polyester polyols and aliphatic polyester polyols. However, considering the flame retardancy of the resulting polyurethane foam, aromatic polyester polyols are preferred. The aromatic polyester polyol is preferably a condensate of an aromatic dicarboxylic acid, such as o-phthalic acid (phthalic acid), m-phthalic acid (isophthalic acid), p-phthalic acid (terephthalic acid), or naphthalenedicarboxylic acid, with a glycol. Among these, from the viewpoint of enhancing the flame retardancy of the polyurethane foam, reducing the values of the steel ball sinking distance and melt diameter distance described above, and improving the flame spread resistance, the polyol compound preferably contains a phthalic acid-based polyester polyol, which is a condensate of phthalic acid and a glycol, and more preferably contains a p-phthalic acid-based polyester polyol, which is a condensate of p-phthalic acid and a glycol.
The glycol is not particularly limited, but it is preferable to use low molecular weight aliphatic glycols known as constituent components of polyester polyols, such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and triethylene glycol.
上記した鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離の値を小さくし、燃え広がらない性能を高める観点から、ポリオール成分全量基準における、フタル酸系ポリエステルポリオールの含有量は、好ましくは60~97質量%であり、より好ましくは65~95質量%である。 From the perspective of reducing the steel ball sinking distance and molten diameter distance values and improving fire spread prevention, the content of phthalate-based polyester polyol is preferably 60 to 97% by mass, and more preferably 65 to 95% by mass, based on the total amount of polyol components.
本発明において、収縮し難く、かつ燃え広がり難いポリウレタン発泡体を得る観点から、発泡性ウレタン樹脂組成物に含有されるポリオール化合物は、樹脂微粒子含有ポリオール及びフタル酸系ポリエステルポリオールを含むことが好ましい。ここで、フタル酸系ポリエステルポリオールと樹脂微粒子含有ポリオールの重量比(フタル酸系ポリエステルポリオール/樹脂微粒子含有ポリオール)は、95/5~55/45であることが好ましく、90/10~60/40であることがより好ましい。 In the present invention, from the viewpoint of obtaining a polyurethane foam that is resistant to shrinkage and fire spread, the polyol compound contained in the foamable urethane resin composition preferably contains a polyol containing resin microparticles and a phthalic acid-based polyester polyol. Here, the weight ratio of the phthalic acid-based polyester polyol to the polyol containing resin microparticles (phthalic acid-based polyester polyol/polyol containing resin microparticles) is preferably 95/5 to 55/45, and more preferably 90/10 to 60/40.
ポリエステルポリオールの水酸基価は、特に制限されないが、ポリウレタン発泡体の燃え広がらない性質を高める観点から、100~400mgKOH/gであることが好ましく、150~350mgKOH/gであることがより好ましい。 The hydroxyl value of the polyester polyol is not particularly limited, but from the perspective of improving the flame-retardant properties of the polyurethane foam, it is preferably 100 to 400 mgKOH/g, and more preferably 150 to 350 mgKOH/g.
(ポリイソシアネート化合物)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物に含有されるポリイソシアネート化合物としては、イソシアネート基を2個以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系などの各種ポリイソシアネート化合物を用いることができる。好ましくは、取扱の容易さ、反応の速さ、得られるポリウレタン発泡体の物理特性が優れていること、および低コストであることなどから、液状ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を用いることが好ましい。液状MDIとしては、クルードMDI(ポリメリックMDIともいう)が挙げられる。液状MDIの具体的な市販品としては、「44V-10」,「44V-20」(住化コベストロウレタン株式会社製)、「ミリオネートMR-200」(日本ポリウレタン工業)などが挙げられる。また、ウレトンイミン含有MDI(例えば、市販品として「ミリオネートMTL」:日本ポリウレタン工業製)などでもよい。液状MDIに加えて、他のポリイソシアネート化合物を併用してもよく、併用するポリイソシアネート化合物としては、ポリウレタンの技術分野において公知のポリイソシアネート化合物は限定なく使用可能である。
(Polyisocyanate compound)
The polyisocyanate compound contained in the foamable urethane resin composition of the present invention can be any of various polyisocyanate compounds, such as aromatic, alicyclic, and aliphatic polyisocyanate compounds having two or more isocyanate groups. Liquid diphenylmethane diisocyanate (MDI) is preferably used because of its ease of handling, rapid reaction, excellent physical properties of the resulting polyurethane foam, and low cost. Examples of liquid MDI include crude MDI (also known as polymeric MDI). Specific commercially available liquid MDI products include "44V-10" and "44V-20" (manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd.) and "Millionate MR-200" (Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.). Uretonimine-containing MDI (e.g., commercially available product "Millionate MTL" manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) may also be used. In addition to liquid MDI, other polyisocyanate compounds may be used in combination, and as the polyisocyanate compounds to be used in combination, any polyisocyanate compounds known in the technical field of polyurethanes can be used without any limitations.
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物のイソシアネートインデックスの範囲は、好ましくは150~700であり、より好ましくは200~650であり、さらに好ましくは250~600である。イソシアネートインデックスがこのような範囲であると、上記した熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を所望の範囲に調整しやすくなる。
イソシアネートインデックス(INDEX)は、以下の方法にて算出される。
The isocyanate index of the foamable urethane resin composition of the present invention is preferably in the range of 150 to 700, more preferably 200 to 650, and even more preferably 250 to 600. When the isocyanate index is in this range, it becomes easier to adjust the steel ball sinking distance and fusion diameter distance in the above-mentioned hot steel ball evaluation to the desired ranges.
The isocyanate index (INDEX) is calculated by the following method.
INDEX=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、
イソシアネートの当量数=ポリイソシアネートの使用部数×NCO含有率(%)×100/NCO分子量
ポリオールの当量数=OHV×ポリオールの使用部数÷KOHの分子量、OHVはポリオールの水酸基価(mgKOH/g)、
水の当量数=水の使用部数×水のOH基の数/水の分子量
である。なお上記式において、使用部数の単位は重量(g)であり、NCO基の分子量は42、NCO含有率はポリイソシアネート化合物中のNCO基の割合を質量%で表したものであり、上記式の単位換算の都合上KOHの分子量は56,100とし、水の分子量は18、水のOH基の数は2とする。
INDEX = number of equivalents of isocyanate ÷ (number of equivalents of polyol + number of equivalents of water) × 100
where:
Equivalent weight of isocyanate = parts of polyisocyanate used x NCO content (%) x 100/NCO molecular weight Equivalent weight of polyol = OHV x parts of polyol used / molecular weight of KOH, where OHV is the hydroxyl value of the polyol (mg KOH/g).
Equivalent number of water = parts of water used × number of OH groups in water / molecular weight of water. In the above formula, the unit of parts used is weight (g), the molecular weight of the NCO group is 42, the NCO content is the proportion of NCO groups in the polyisocyanate compound expressed in mass %, and for the convenience of unit conversion in the above formula, the molecular weight of KOH is set to 56,100, the molecular weight of water is 18, and the number of OH groups in water is 2.
(液状の難燃剤)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物には、室温で液状の難燃剤を含有する。ここで室温とは23℃を意味することとする。液体の難燃剤を含有することにより、上記した鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離を所望の範囲に調整しやすくなり、かつ液体であることにより、発泡性ウレタン樹脂組成物の使用時に用いる機具などの摩耗を抑制することができる。
液体の難燃剤として、例えば、モノリン酸エステル、縮合リン酸エステル等のリン酸エステル系難燃剤が挙げられる。
モノリン酸エステルとしては、特に限定されないが、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、クレジルジフェニルホスフェート、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェートなどが挙げられる。
縮合リン酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、レゾルシノールポリフェニルホスフェート(商品名CR-733S)、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート(商品名CR-741)、芳香族縮合リン酸エステル(商品名CR747)などが挙げられる。
液状の難燃剤の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して5~100質量部であることが好ましく、10~80質量部であることがより好ましく、20~70質量部であることがさらに好ましい。
(liquid flame retardant)
The foamable urethane resin composition of the present invention contains a flame retardant that is liquid at room temperature. Here, room temperature means 23° C. The inclusion of a liquid flame retardant makes it easier to adjust the steel ball sinking distance and melt diameter distance described above to the desired range, and the liquid form of the flame retardant also makes it possible to suppress wear on the equipment and the like used when using the foamable urethane resin composition.
Examples of liquid flame retardants include phosphate ester flame retardants such as monophosphate esters and condensed phosphate esters.
The monophosphate ester is not particularly limited, but includes trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, tris(β-chloropropyl) phosphate, and the like.
The condensed phosphate ester is not particularly limited, but examples thereof include resorcinol polyphenyl phosphate (trade name: CR-733S), bisphenol A polycresyl phosphate (trade name: CR-741), and aromatic condensed phosphate ester (trade name: CR747).
The content of the liquid flame retardant is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 80 parts by mass, and even more preferably 20 to 70 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyol compound.
(整泡剤)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、必要に応じて整泡剤を含有する。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整泡剤、オルガノポリシロキサン等のシリコーン整泡剤等の界面活性剤等が挙げられるが、分子内に極性部分と非極性部分を有するような構造をもっていれば界面活性効果が得られるため、上記種類に捕らわれることはない。また、シリコーン整泡剤としては、ポリジメチルシロキサンとポリエチレングリコールのグラフト共重合体を含むものでもよい。
整泡剤の含有量は、ポリオール化合物100質量部に対して0.01~10質量部であることが好ましく、0.1~8質量部であることがより好ましく、0.5~5質量部であることがさらに好ましい。整泡剤は一種単独で使用してもよいし、二種以上を使用することができる。
(Foam stabilizer)
The foamable urethane resin composition of the present invention optionally contains a foam stabilizer. Examples of foam stabilizers include surfactants such as polyoxyalkylene foam stabilizers (e.g., polyoxyalkylene alkyl ethers) and silicone foam stabilizers (e.g., organopolysiloxanes). However, any surfactant having a structure containing polar and non-polar moieties in the molecule can provide a surfactant effect, so the type of foam stabilizer is not limited to the above. Furthermore, the silicone foam stabilizer may also contain a graft copolymer of polydimethylsiloxane and polyethylene glycol.
The content of the foam stabilizer is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 8 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyol compound. One type of foam stabilizer may be used alone, or two or more types may be used.
(発泡剤)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、発泡剤を含有する。発泡剤の具体例としては、例えば、水、低沸点の炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素化合物、フッ素化合物、ハイドロクロロフルオロカーボン化合物、ハイドロフルオロカーボン、エーテル化合物、ハイドロフルオロオレフィンなどが挙げられる。さらに、発泡剤としては、これらの化合物の混合物等の有機系物理発泡剤、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素ガス等の無機系物理発泡剤等が挙げられる。
上記低沸点の炭化水素としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等が挙げられる。
上記塩素化脂肪族炭化水素化合物としては、例えば、ジクロロエタン、プロピルクロリド、イソプロピルクロリド、ブチルクロリド、イソブチルクロリド、ペンチルクロリド、イソペンチルクロリド等が挙げられる。
上記フッ素化合物としては、例えば、CHF3、CH2F2、CH3F等が挙げられる。
上記ハイドロクロロフルオロカーボン化合物としては、例えば、トリクロルモノフルオロメタン、トリクロルトリフルオロエタン、ジクロロモノフルオロエタン(例えば、HCFC141b(1,1-ジクロロ-1-フルオロエタン)、HCFC22 (クロロジフルオロメタン)、HCFC142b(1-クロロ-1,1-ジフルオロエタン))等が挙げられる。
上記ハイドロフルオロカーボンとしては、HFC-245fa(1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン)、HFC-365mfc(1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン)等が挙げられる。
上記エーテル化合物としては、例えば、ジイソプロピルエーテル等が挙げられる。
上記ハイドロフルオロオレフィンとしては、例えば、HFO-1233zd(E)(トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン)、HFO-1234yf(2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン)、HFO-1336mzz(Z)(シス―1,1,1,4,4,4、-ヘキサフルオロブタ-2-エン)等が挙げられる。
(Blowing agent)
The foamable urethane resin composition of the present invention contains a foaming agent. Specific examples of the foaming agent include water, low-boiling hydrocarbons, chlorinated aliphatic hydrocarbon compounds, fluorine compounds, hydrochlorofluorocarbon compounds, hydrofluorocarbons, ether compounds, and hydrofluoroolefins. Further examples of the foaming agent include organic physical foaming agents such as mixtures of these compounds, and inorganic physical foaming agents such as nitrogen gas, oxygen gas, argon gas, and carbon dioxide gas.
Examples of the low boiling point hydrocarbon include propane, butane, pentane, hexane, heptane, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, and cycloheptane.
Examples of the chlorinated aliphatic hydrocarbon compounds include dichloroethane, propyl chloride, isopropyl chloride, butyl chloride, isobutyl chloride, pentyl chloride, and isopentyl chloride.
Examples of the fluorine compound include CHF 3 , CH 2 F 2 , and CH 3 F.
Examples of the hydrochlorofluorocarbon compounds include trichloromonofluoromethane, trichlorotrifluoroethane, and dichloromonofluoroethane (for example, HCFC141b (1,1-dichloro-1-fluoroethane), HCFC22 (chlorodifluoromethane), and HCFC142b (1-chloro-1,1-difluoroethane)).
Examples of the hydrofluorocarbon include HFC-245fa (1,1,1,3,3-pentafluoropropane) and HFC-365mfc (1,1,1,3,3-pentafluorobutane).
Examples of the ether compounds include diisopropyl ether.
Examples of the hydrofluoroolefin include HFO-1233zd(E) (trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene), HFO-1234yf (2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene), and HFO-1336mzz(Z) (cis-1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-ene).
本発明においては、発泡剤は水を含むことが好ましく、より詳細には、上記した低沸点の炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素化合物、フッ素化合物、ハイドロクロロフルオロカーボン化合物、ハイドロフルオロカーボン、エーテル化合物、及びハイドロフルオロオレフィンから選択される少なくともいずれかの化合物と水を併用した発泡剤が好ましい。水としては、例えば、イオン交換水、蒸留水などを適宜用いることができる。ポリオール化合物100質量部に対する水の量は、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上であり、そして好ましくは2.0質量部以下、より好ましくは1.5質量部以下であり、さらに好ましくは1.1質量部以下である。水の含有量がこれら下限値以上であると、発泡性ウレタン樹脂組成物を発泡させやすくなり、密度を所望の範囲に調整しやすくなる。また、水の含有量がこれら上限値以下であると、ポリウレタン発泡体の熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を上記した所望の範囲に調整しやすくなる。 In the present invention, the blowing agent preferably contains water. More specifically, a blowing agent containing water in combination with at least one compound selected from the group consisting of low-boiling hydrocarbons, chlorinated aliphatic hydrocarbon compounds, fluorine compounds, hydrochlorofluorocarbon compounds, hydrofluorocarbons, ether compounds, and hydrofluoroolefins is preferred. Examples of water that can be used include ion-exchanged water and distilled water. The amount of water per 100 parts by mass of polyol compound is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass or more, even more preferably 0.1 parts by mass or more, and preferably 2.0 parts by mass or less, more preferably 1.5 parts by mass or less, and even more preferably 1.1 parts by mass or less. When the water content is above these lower limits, the foamable urethane resin composition is more easily foamed, and the density can be more easily adjusted to the desired range. When the water content is below these upper limits, the steel ball sinking distance and melt diameter distance in a hot steel ball test of the polyurethane foam can be more easily adjusted to the desired range.
本発明においては、発泡剤はハイドロフルオロオレフィンを含有することが好ましく、ハイドロフルオロオレフィンと上記した水とを共に含有することがより好ましい。ポリオール化合物100質量部に対するハイドロフルオロオレフィンの量は、10~60質量部が好ましく、15~50質量部がより好ましく、25~45質量部がさらに好ましい。 In the present invention, the blowing agent preferably contains a hydrofluoroolefin, and more preferably contains both the hydrofluoroolefin and the above-mentioned water. The amount of hydrofluoroolefin per 100 parts by mass of the polyol compound is preferably 10 to 60 parts by mass, more preferably 15 to 50 parts by mass, and even more preferably 25 to 45 parts by mass.
(触媒)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、触媒を含有する。触媒は、例えばウレタン化触媒及び三量化触媒の一方又は両方を含有してもよく、両方を含有することが好ましい。なお、発泡性ウレタン樹脂組成物に含まれる触媒は、本発明における無機フィラーに該当しないものとする。
(catalyst)
The foamable urethane resin composition of the present invention contains a catalyst. The catalyst may contain, for example, one or both of a urethanization catalyst and a trimerization catalyst, and preferably contains both. Note that the catalyst contained in the foamable urethane resin composition does not fall under the category of inorganic filler in the present invention.
ウレタン化触媒は、ポリオール成分とポリイソシアネートとの反応を促進させる触媒である。具体的には、アミノ化合物、錫化合物、ビスマス化合物、アセチルアセトン金属塩が挙げられる。
前記アミノ化合物としては、例えば、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、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-メチル-N’,N’-ジメチルアミノエチルピペラジン、イミダゾール環中の第2級アミン官能基をシアノエチル基で置換したイミダゾール化合物、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、1-メチルイミダゾール、トリメチルアミノエチルピペラジン、トリプロピルアミン等が挙げられる。
また、錫化合物としては、例えば、オクチル酸第一錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート等が挙げられる。ビスマス化合物としては、ネオデカン酸ビスマス、オクチル酸ビスマスなどが挙げられる。
アセチルアセトン金属塩としては、例えば、アセチルアセトンアルミニウム、アセチルアセトン鉄、アセチルアセトン銅、アセチルアセトン亜鉛、アセチルアセトンベリリウム、アセチルアセトンクロム、アセチルアセトンインジウム、アセチルアセトンマンガン、アセチルアセトンモリブデン、アセチルアセトンチタン、アセチルアセトンコバルト、アセチルアセトンバナジウム、アセチルアセトンジルコニウム等が挙げられる。
ウレタン化触媒は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を使用することができる。
The urethanization catalyst is a catalyst that accelerates the reaction between the polyol component and the polyisocyanate. Specific examples include amino compounds, tin compounds, bismuth compounds, and metal salts of acetylacetone.
Examples of the amino compound include pentamethyldiethylenetriamine, triethylamine, N-methylmorpholine bis(2-dimethylaminoethyl) ether, bis(2-dimethylaminoethyl) ether, N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylenetriamine, N,N,N'-trimethylaminoethyl-ethanolamine, bis(2-dimethylaminoethyl) ether, N-methyl-N',N'-dimethylaminoethylpiperazine, imidazole compounds in which the secondary amine functional group in the imidazole ring is substituted with a cyanoethyl group, N,N-dimethylcyclohexylamine, diazabicycloundecene, triethylenediamine, tetramethylethylenediamine, tetramethylhexamethylenediamine, 1-methylimidazole, trimethylaminoethylpiperazine, and tripropylamine.
Examples of tin compounds include stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, etc. Examples of bismuth compounds include bismuth neodecanoate, bismuth octoate, etc.
Examples of acetylacetone metal salts include acetylacetone aluminum, acetylacetone iron, acetylacetone copper, acetylacetone zinc, acetylacetone beryllium, acetylacetone chromium, acetylacetone indium, acetylacetone manganese, acetylacetone molybdenum, acetylacetone titanium, acetylacetone cobalt, acetylacetone vanadium, and acetylacetone zirconium.
The urethanization catalyst may be used alone or in combination of two or more.
発泡性ウレタン樹脂組成物におけるウレタン化触媒の配合量に特に限定はないが、ウレタン樹脂100質量部に対して、0.3~10質量部の範囲であることが好ましく、0.5~8質量部の範囲であることがより好ましく、1~5質量部の範囲であることが更に好ましい。上記範囲内とすることで、適度な反応速度で、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できる。なお、ウレタン樹脂100質量部とは、ポリオール化合物及びポリイソシアネート化合物の合計100質量部を意味する。 There are no particular limitations on the amount of urethane catalyst used in the foamable urethane resin composition, but it is preferably in the range of 0.3 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass, and even more preferably 1 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of urethane resin. By keeping the amount within the above range, the reaction between the polyol compound and the polyisocyanate compound can be promoted at an appropriate reaction rate. Note that 100 parts by mass of urethane resin refers to a total of 100 parts by mass of the polyol compound and the polyisocyanate compound.
三量化触媒は、イソシアヌレート結合を形成する三量化を促進する触媒である。ポリウレタン樹脂は、三量化が促進されることで、ポリウレタンフォームの難燃性が向上する。
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-トリアジン等の芳香族化合物、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、2-エチルヘキサン酸カリウム、2-エチルヘキサン酸ナトリウム、オクチル酸カリウム、オクチル酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩、2-エチルアジリジン等のアジリジン類、ナフテン酸鉛、オクチル酸鉛等の鉛化合物、ナトリウムメトキシド等のアルコラート化合物、カリウムフェノキシド等のフェノラート化合物、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等の4級アンモニウム塩等を使用することができる。
三量化触媒は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を使用することができる。
A trimerization catalyst is a catalyst that promotes trimerization to form isocyanurate bonds. By promoting trimerization of polyurethane resin, the flame retardancy of polyurethane foam is improved.
Examples of trimerization catalysts that can be used include aromatic compounds such as tris(dimethylaminomethyl)phenol, 2,4-bis(dimethylaminomethyl)phenol, and 2,4,6-tris(dialkylaminoalkyl)hexahydro-S-triazine; alkali metal salts such as potassium acetate, sodium acetate, potassium 2-ethylhexanoate, sodium 2-ethylhexanoate, potassium octylate, and sodium octylate; aziridines such as 2-ethylaziridine; lead compounds such as lead naphthenate and lead octylate; alcoholate compounds such as sodium methoxide; phenolate compounds such as potassium phenoxide; tertiary ammonium salts such as trimethylammonium salt, triethylammonium salt, and triphenylammonium salt; and quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium salt, tetraethylammonium, and tetraphenylammonium salt.
The trimerization catalyst may be used alone or in combination of two or more.
三量化触媒の配合量は特に限定されないが,ウレタン樹脂100質量部に対して、0.3~10質量部の範囲であることが好ましく、0.5~8質量部の範囲であることがより好ましく、0.8~5質量部の範囲であることが更に好ましい。三量化触媒の量を上記範囲内とすることで、イソシアヌレート結合が適度に形成され、難燃性が向上する。
また、触媒の合計量は、ウレタンの硬化速度や難燃性を向上させる観点から、ウレタン樹脂100質量部に対して、0.5~20質量部が好ましく、1~16質量部がより好ましく、2~10質量部がさらに好ましい。
The amount of the trimerization catalyst is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.3 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass, and even more preferably 0.8 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the urethane resin. By adjusting the amount of the trimerization catalyst within the above range, an appropriate amount of isocyanurate bonds is formed, improving flame retardancy.
Furthermore, from the viewpoint of improving the curing speed and flame retardancy of the urethane, the total amount of catalyst is preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 16 parts by mass, and even more preferably 2 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the urethane resin.
なお、これら三量化触媒及びウレタン化触媒は、本発明における後述する無機フィラーに該当するものではない。 Note that these trimerization catalysts and urethanization catalysts do not fall under the category of inorganic fillers described below in this invention.
発泡性ウレタン樹脂組成物は、本発明の効果を妨げない範囲で、添加剤として、例えば、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤、熱・光安定剤、金属害防止剤、帯電防止剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与樹脂等を含むことができる。 The foamable urethane resin composition may contain additives such as phenolic, amine, or sulfur-based antioxidants, heat and light stabilizers, metal inhibitors, antistatic agents, crosslinking agents, lubricants, softeners, pigments, and tackifying resins, as long as the effects of the present invention are not impaired.
(無機フィラー)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、無機フィラーを実質的に含有しないことが好ましい。無機フィラーを実質的に含有しないことにより、保管時に沈殿物が生じ難く、取り扱い性に優れ、かつ使用時に用いる機具などの摩耗を抑制することができる発泡性ウレタン樹脂組成物を提供することができる。
ここで、無機フィラーを実質的に含有しないとは、発泡性ウレタン樹脂組成物全量基準において、無機フィラーの含有量が、5質量%以下、好ましくは1質量%以下であることを意味する。
(inorganic filler)
The foamable urethane resin composition of the present invention preferably contains substantially no inorganic filler. By containing substantially no inorganic filler, it is possible to provide a foamable urethane resin composition that is less likely to produce precipitates during storage, has excellent handleability, and can suppress wear on tools and the like used during use.
Here, "substantially free of inorganic filler" means that the content of inorganic filler is 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less, based on the total amount of the foamable urethane resin composition.
なお、無機フィラーとは、粒子状又は繊維状などの無機系の化合物であり、例えば、金属、金属酸化物、金属水酸化物、セラミックなどが挙げられ、固体難燃剤、固体難燃剤以外の無機充填剤などが例示される。
上記固体難燃剤は、23℃において固体状の難燃剤であり、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のアンチモン含有難燃剤、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などの金属水酸化物系難燃剤、ホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウムなどのホウ素含有難燃剤、ホスフィン酸系難燃剤、リン酸塩含有難燃剤、臭素含有難燃剤、赤燐などが挙げられる。
また、固体難燃剤以外の無機充填剤としては、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、ケイ酸カルシウム等のカリウム塩、タルク、クレー、マイカ、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、ジルコニア繊維等が挙げられる。
The inorganic filler is an inorganic compound such as a particulate or fibrous compound, and examples thereof include metals, metal oxides, metal hydroxides, and ceramics. Examples of the inorganic filler include solid flame retardants and inorganic fillers other than solid flame retardants.
The solid flame retardant is a flame retardant that is solid at 23°C, and examples thereof include antimony-containing flame retardants such as antimony oxide, antimonate, and pyroantimonate; metal hydroxide-based flame retardants such as magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and aluminum hydroxide; boron-containing flame retardants such as lithium borate and sodium borate; phosphinic acid-based flame retardants, phosphate-containing flame retardants, bromine-containing flame retardants, and red phosphorus.
In addition, examples of inorganic fillers other than solid flame retardants 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, barium carbonate, dawsonite, hydrotalcite, calcium sulfate, barium sulfate, gypsum fiber, potassium salts of calcium silicate, talc, clay, mica, 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, zirconia fiber, and the like.
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物は、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硬化するため、その粘度は時間と共に変化する。そこで発泡性ウレタン樹脂組成物を使用する前は、発泡性ウレタン樹脂組成物を二以上に分割して、発泡性ウレタン樹脂組成物が反応して硬化することを防止しておく。そして発泡性ウレタン樹脂組成物を使用する際に、二以上に分割しておいた発泡性ウレタン樹脂組成物を一つにまとめることが好ましい。 The foamable urethane resin composition of the present invention cures through a reaction between the polyol compound and the polyisocyanate compound, and its viscosity changes over time. Therefore, before using the foamable urethane resin composition, the foamable urethane resin composition is divided into two or more portions to prevent the foamable urethane resin composition from curing through reaction. Then, when using the foamable urethane resin composition, it is preferable to combine the two or more portions of the foamable urethane resin composition into one.
なお発泡性ウレタン樹脂組成物を二以上に分割するときは、二以上に分割された発泡性ウレタン樹脂組成物のそれぞれの成分単独では硬化が始まらず、発泡性ウレタン樹脂組成物のそれぞれの成分を混合した後に硬化反応が始まるようにそれぞれの成分を分割すればよい。通常、発泡性ウレタン樹脂組成物を、ポリオール化合物を含有する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に分割する。 When dividing a foamable urethane resin composition into two or more components, each component should be divided so that curing does not begin on its own, but rather the curing reaction begins after the components of the foamable urethane resin composition are mixed together. Typically, a foamable urethane resin composition is divided into a polyol composition containing a polyol compound and a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound.
上記した室温で液状の難燃剤、発泡剤、触媒、及び必要に応じて配合される整泡剤は、ポリオール組成物に含有されていてもよいし、ポリイソシアネート組成物に含有されていてもよいし、ポリオール組成物及びポリイソシアネート組成物とは別に提供されてもよいが、ポリオール組成物に含有されることが好ましい。 The above-mentioned flame retardants, blowing agents, catalysts, and foam stabilizers that are liquid at room temperature, which are blended as needed, may be contained in the polyol composition, the polyisocyanate composition, or may be provided separately from the polyol composition and the polyisocyanate composition, but are preferably contained in the polyol composition.
発泡性ウレタン樹脂組成物の製造方法は特に限定されないが、予め混練して調製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を作製しておき、両者を混合する方法、発泡性ウレタン樹脂組成物を構成する各成分を混練する方法などが挙げられるが、通常は、ポリオール組成物、及びポリイソシアネート組成物を混合することにより製造される。各成分の混合は、公知の方法により行うことができ、例えば、高圧発泡機、低圧発泡機、吹付け発泡機及びハンドミキサー等の公知の装置を用いることにより得ることができる。 The method for producing the foamable urethane resin composition is not particularly limited, but examples include a method in which a polyol composition and a polyisocyanate composition are pre-mixed and then mixed, or a method in which the components that make up the foamable urethane resin composition are kneaded together. However, the foamable urethane resin composition is typically produced by mixing the polyol composition and the polyisocyanate composition. The components can be mixed using known methods, such as a high-pressure foaming machine, a low-pressure foaming machine, a spray foaming machine, or a hand mixer.
(ポリオール組成物の粘度)
ポリオール組成物の20℃における粘度は、特に限定されないが、2,000mPa・s以下であることが好ましく、1,000mPa・s以下であることが好ましい。ポリオール液剤の粘度を上記上限値以下とすることで、発泡性ウレタン樹脂組成物の流動性も良好となり、混合不良などを抑制することができる。ポリオール組成物の粘度は、例えば使用するポリオール化合物の分子量などにより適宜調整できる。なお、ポリオール組成物の粘度は、B型粘度計を使用し、温度20℃にて測定したものである。
(Viscosity of Polyol Composition)
The viscosity of the polyol composition at 20°C is not particularly limited, but is preferably 2,000 mPa·s or less, and more preferably 1,000 mPa·s or less. By setting the viscosity of the polyol liquid to the above upper limit or less, the fluidity of the foamable urethane resin composition is improved, and mixing defects can be suppressed. The viscosity of the polyol composition can be appropriately adjusted, for example, by the molecular weight of the polyol compound used. The viscosity of the polyol composition was measured using a B-type viscometer at a temperature of 20°C.
(用途)
本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物の用途は特に限定されないが、建築物、家具、自動車、電車、船等の構造物などの空洞に充填する用途に用いたり、該構造物に対して吹き付ける用途に用いたりすることができる。中でも、構造物に対して吹き付ける用途、すなわち、吹き付け用の発泡性ウレタン樹脂組成物として用いることが好ましい。
吹き付けは、吹き付け装置(例えばGRACO社製:A-25)及びスプレーガン(例えばガスマー社製:Dガン)を利用して実施することができる。一般的な吹き付け装置及びスプレーガンは、発泡原液のイソシアネートとポリオールの容量比を均等に反応させて吹付けるので、発泡原液は容量比でイソシアネートが1.0に対し、ポリオールが0.8~1.2の範囲で反応させることができる。吹き付けは、別容器に入ったポリオール組成物とポリイソシアネート組成物を吹き付け装置内で温度調整し、スプレーガンの先端で両者を衝突混合させ、混合液をエア圧によりミスト化することで実施できる。吹き付け装置及びスプレーガンは公知であり、市販品を使用することができる。
(Application)
The uses of the foamable urethane resin composition of the present invention are not particularly limited, and it can be used to fill cavities in structures such as buildings, furniture, automobiles, trains, ships, etc., or to spray onto such structures. Among these, it is preferable to use it for spraying onto structures, i.e., as a foamable urethane resin composition for spraying.
Spraying can be carried out using a spraying device (e.g., A-25 manufactured by GRACO) and a spray gun (e.g., D-gun manufactured by Gasmar). A typical spraying device and spray gun sprays the isocyanate and polyol in the foaming solution at an equal volume ratio, so the foaming solution can be reacted at a volume ratio of 1.0 isocyanate to 0.8 to 1.2 polyol. Spraying can be carried out by adjusting the temperature of a polyol composition and a polyisocyanate composition contained in separate containers in the spraying device, causing them to collide and mix at the tip of the spray gun, and turning the mixed liquid into a mist using air pressure. Spraying devices and spray guns are known, and commercially available products can be used.
[ポリウレタン発泡体]
本発明のポリウレタン発泡体は、上記した発泡性ウレタン樹脂組成物から形成されてなるものであり、具体的には、発泡性ウレタン樹脂組成物を発泡及び硬化させて得られるものである。
ポリウレタン発泡体は、熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が10mm以下である。鋼球の沈み込み距離が10mmを超えると、ポリウレタン発泡体が、火災などに晒された場合に燃え広がりやすく、延焼を有効に防止することが困難になる。延焼を有効に防止する観点から、鋼球の沈み込み距離は、好ましくは5mm以下であり、より好ましくは3mm以下であり、さらに好ましくは2mm以下、よりさらに好ましくは0mmである。なお、鋼球の沈み込み距離は0mm以上である。鋼球沈み込み距離の評価方法については上記したとおりである。
[Polyurethane foam]
The polyurethane foam of the present invention is formed from the above-described foamable urethane resin composition, and specifically, is obtained by foaming and curing the foamable urethane resin composition.
The polyurethane foam has a steel ball sinking distance of 10 mm or less in a hot steel ball evaluation. If the steel ball sinking distance exceeds 10 mm, the polyurethane foam is prone to fire spread when exposed to a fire, making it difficult to effectively prevent the spread of fire. From the viewpoint of effectively preventing the spread of fire, the steel ball sinking distance is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, even more preferably 2 mm or less, and still more preferably 0 mm. The steel ball sinking distance is 0 mm or more. The method for evaluating the steel ball sinking distance is as described above.
ポリウレタン発泡体は、熱鋼球評価における溶融直径距離が15mm以下であることが好ましい。溶融直径距離が15mmを超えると、ポリウレタン発泡体が、火災などに晒された場合に燃え広がりやすく、延焼を有効に防止することが困難になる。延焼を有効に防止する観点から、溶融直径距離は、好ましくは14mm以下であり、より好ましくは13mm以下、さらに好ましくは12mm以下である。なお、溶融直径距離は0mm以上である。 The polyurethane foam preferably has a melt diameter distance of 15 mm or less in a hot steel ball test. If the melt diameter distance exceeds 15 mm, the polyurethane foam will be prone to fire spread if exposed to a fire, making it difficult to effectively prevent the spread of fire. From the perspective of effectively preventing the spread of fire, the melt diameter distance is preferably 14 mm or less, more preferably 13 mm or less, and even more preferably 12 mm or less. The melt diameter distance is 0 mm or more.
ところで、ポリウレタン発泡体に起因する火災は、溶接・溶断時の火花や火球(高温に熱された鉄の塊)によるところが大きい。本発明者らの知見によれば、特に火球はポリウレタン発泡体に接触すると、樹脂を溶かしながら内部に進行し、その結果、ポリウレタン発泡体の内部から発火・延焼をさせる危険性があることが判明した。上記熱鋼球評価は、溶接・溶断時のポリウレタン発泡体起因の火災を再現・評価したものであり、ポリウレタン発泡体が燃え広がり難いかどうかを評価することができる。 Fires caused by polyurethane foam are largely due to sparks and fireballs (lumps of iron heated to high temperatures) during welding and cutting. According to the inventors' findings, when a fireball comes into contact with polyurethane foam, it melts the resin as it progresses inside, posing a risk of ignition and fire spreading from within the polyurethane foam. The hot steel ball evaluation described above reproduces and evaluates fires caused by polyurethane foam during welding and cutting, and can be used to evaluate whether a polyurethane foam is resistant to the spread of fire.
ポリウレタン発泡体の密度は、特に限定されないが、20~200kg/m3の範囲であることが好ましい。密度を200kg/m3以下とすることで、ポリウレタン発泡体が軽量となり、構造物への施工性が高まる。また、20kg/m3以上とすることで、所望の難燃性を発現しやすくなる。これら観点から、ポリウレタン発泡体の密度は、25~100kg/m3の範囲であることがより好ましく、25~80kg/m3の範囲であることがさらに好ましい。ポリウレタン発泡体の密度は、JIS K7222に準拠して測定できる。 The density of the polyurethane foam is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 to 200 kg/ m3 . By setting the density to 200 kg/m3 or less, the polyurethane foam becomes lightweight and its application to structures becomes easier. Furthermore, by setting the density to 20 kg/m3 or more , the desired flame retardancy is more likely to be exhibited. From these viewpoints, the density of the polyurethane foam is more preferably in the range of 25 to 100 kg/ m3 , and even more preferably in the range of 25 to 80 kg/ m3 . The density of the polyurethane foam can be measured in accordance with JIS K7222.
本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail using examples, but the present invention is not limited to these examples in any way.
各実施例及び比較例において使用した各成分の詳細は次の通りである。
(1)ポリオール化合物
(i)樹脂微粒子含有ポリエーテルポリオール
・樹脂微粒子含有PPG1(水酸基価=315mgKOH/g) 樹脂微粒子はアクリロニトリルの重合体、ポリエーテルポリオールの種類はマンニッヒ系ポリエーテルポリオール、微粒子0.5~1.2wt%
・樹脂微粒子含有PPG2(水酸基価=385mgKOH/g) 樹脂微粒子はアクリロニトリルの重合体、ポリエーテルポリオールの種類はTDA系ポリエーテルポリオール、微粒子0.5~1.2wt%
なお、樹脂微粒子含有PPG1及びPPG2における樹脂微粒子の含有量は、それぞれ上記のとおり0.5~1.2wt%であったが、表1には1.0wt%と表示した。
(ii)樹脂微粒子を含有しないポリエーテルポリオール
・シュクロース系ポリエーテルポリオール(三井化学社製、製品名:GR84、水酸基価=450mgKOH/g)
・ソルビトール系ポリエーテルポリオール(三井化学社製、製品名:アクトコールSOR400、水酸基価=400mgKOH/g)
・エチレンジアミン系ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、製品名:エクセノール750ED、水酸基価=760mgKOH/g)
(iii)ポリエステルポリオール
・p-フタル酸系ポリエステルポリオール(川崎化成社製、製品名:RFK-505、水酸基価=250mgKOH/g)
(2)液状の難燃剤
・リン酸エステル系難燃剤<トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート>、(大八化学社製、製品名:TMCPP)
(3)整泡剤
・シリコーン系整泡剤(東レダウコーニング社製、製品名:SH-193)
(4)触媒
(i)三量化触媒
・4級アンモニウム塩(エボニックジャパン社製、製品名:TMR-7)
(ii)ウレタン化触媒
・イミダゾール化合物、(花王社製、製品名:KL No.390)
・ビスマス化合物、(日東化成社製、製品名:ネオスタンU-600)
(5)発泡剤
・水
・HFO-1233zd<ハイドロフルオロオレフィン>(ハネウェル製、製品名:ソルスティスLBA)
(6)ポリイソシアネート化合物
・MDI(住化コベストロウレタン(株)製、製品名:44V-20)
Details of each component used in each example and comparative example are as follows.
(1) Polyol Compound (i) Resin Fine Particle-Containing Polyether Polyol/Resin Fine Particle-Containing PPG1 (Hydroxyl Value = 315 mg KOH/g) The resin fine particles are acrylonitrile polymers, the type of polyether polyol is Mannich polyether polyol, and the fine particles are 0.5 to 1.2 wt%
PPG2 containing resin particles (hydroxyl value = 385 mg KOH/g) The resin particles are acrylonitrile polymer, the type of polyether polyol is TDA-based polyether polyol, and the particles are 0.5 to 1.2 wt%
The resin particle content in resin particle-containing PPG1 and PPG2 was 0.5 to 1.2 wt % as described above, but is shown in Table 1 as 1.0 wt %.
(ii) Polyether polyol/sucrose-based polyether polyol containing no resin fine particles (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., product name: GR84, hydroxyl value = 450 mg KOH/g)
Sorbitol-based polyether polyol (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., product name: Actocol SOR400, hydroxyl value = 400 mg KOH/g)
Ethylenediamine-based polyether polyol (manufactured by AGC Inc., product name: Exenol 750ED, hydroxyl value = 760 mg KOH/g)
(iii) Polyester polyol: p-phthalic acid-based polyester polyol (manufactured by Kawasaki Chemical Industries, Ltd., product name: RFK-505, hydroxyl value = 250 mg KOH/g)
(2) Liquid flame retardant: Phosphate ester flame retardant (tris(β-chloropropyl)phosphate), (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., product name: TMCPP)
(3) Foam stabilizer: Silicone foam stabilizer (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., product name: SH-193)
(4) Catalyst (i) Trimerization catalyst/quaternary ammonium salt (manufactured by Evonik Japan, product name: TMR-7)
(ii) Urethane catalyst/imidazole compound (Kao Corporation, product name: KL No. 390)
Bismuth compound (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd., product name: Neostan U-600)
(5) Blowing agent: Water; HFO-1233zd (hydrofluoroolefin) (manufactured by Honeywell, product name: Solstice LBA)
(6) Polyisocyanate compound/MDI (manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd., product name: 44V-20)
各物性及び性状の測定方法は、以下のとおりである。 The measurement methods for each physical property and characteristic are as follows:
[熱鋼球評価]
各実施例及び比較例で作製したポリウレタン発泡体について、以下(1)~(3)の手順で、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定した。
(1)ポリウレタン発泡体を各辺50mmの立方体に切り出し、試験体とした。
(2)ブンゼンバーナー(外炎長70mm)のバーナー口から30mmの地点に金網を置き、該金網上に、直径10.0mm、重量4.15gの鋼球(SUS304)を載せて、鋼球全体が赤色に変化するまで、7分間加熱し、鋼球温度を630℃とした。鋼球温度は、前記のとおり加熱した鋼球を、金網上から放射温度測定に影響のない別の台に移動させて、測定した。鋼球温度は、放射温度計(キーエンス製:FT-H40K)を使用し、用いた鋼球の放射係数を0.45として測定して、放射温度計の表示値を0.45で除した値を評価温度(630℃)とした。なお鋼球は新品のものを用いた。
(3)23℃雰囲気下にて、上記(2)で加熱した鋼球を直ちに、上記(1)の試験体の上部の中心に載せて、鋼球の沈み込みが完了するまで放置した。次いで、23℃で30分放置することにより十分に冷却された試験体の断面を裁断して、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定した。
得られた鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離から、下記のとおり、燃え広がらない性質の良し悪しを判断した。
[Hot steel ball evaluation]
For the polyurethane foams produced in each of the Examples and Comparative Examples, the sinking distance and melting diameter distance of the steel ball were measured according to the following procedures (1) to (3).
(1) The polyurethane foam was cut into a cube with sides of 50 mm to prepare a test specimen.
(2) A wire mesh was placed 30 mm from the burner port of a Bunsen burner (outer flame length 70 mm), and a steel ball (SUS304) with a diameter of 10.0 mm and a weight of 4.15 g was placed on the wire mesh and heated for 7 minutes until the entire steel ball turned red, bringing the steel ball temperature to 630°C. The steel ball temperature was measured by moving the heated steel ball from the wire mesh to another table that would not affect the radiation temperature measurement. The steel ball temperature was measured using a radiation thermometer (Keyence: FT-H40K) with the radiation coefficient of the steel ball used set to 0.45, and the value displayed on the radiation thermometer divided by 0.45 was used as the evaluation temperature (630°C). Note that new steel balls were used.
(3) In an atmosphere of 23°C, the steel ball heated in (2) above was immediately placed on the center of the upper part of the test piece of (1) above and left to stand until the steel ball had completely sunk in. Next, the test piece was left to stand at 23°C for 30 minutes and then sufficiently cooled, and the cross section of the test piece was cut out to measure the sinking distance of the steel ball and the fusion diameter distance.
The resulting sinking distance and molten diameter distance of the steel ball were used to judge the quality of the flame-resistance property as follows:
≪熱鋼球評価基準≫
〇・・鋼球の沈み込み距離が5mm以下であり、かつ溶融直径距離が15mm以下
△・・鋼球の沈み込み距離が5mm以下であり、かつ溶融直径距離が15mm超
×・・上記「〇」、「△」以外の場合
<Hot steel ball evaluation criteria>
○: The sinking distance of the steel ball is 5 mm or less, and the fusion diameter distance is 15 mm or less. △: The sinking distance of the steel ball is 5 mm or less, and the fusion diameter distance is more than 15 mm. ×: Anything other than the above "○" and "△".
[最高発熱速度、総発熱量]
各実施例及び比較例で作製したポリウレタン発泡体の最高発熱速度、総発熱量は、以下の方法により評価した。ポリプロピレンビーカー内に、表1に示す配合でポリオール化合物、液状難燃剤、整泡剤、触媒、発泡剤を混合して得た混合物とポリイソシアネート化合物を(合計量は200g、液温は10℃)を投入しラボディスパーで3秒間攪拌する。その後直ちに厚さ12.5mmの石膏ボード上に散布しポリウレタン発泡体を得る。石膏ボードを下地として接着したポリウレタン発泡体を縦10cm、横10cmおよび厚み3.25cm(内石膏ボード12.5mm)に切断して、コーンカロリーメーター試験用サンプルを準備し、以下の通りコーンカロリーメーター試験を行った。該試験用サンプルを、ISO-5660の試験方法に準拠して、放射熱強度50kW/m2にて5分間加熱したときの最高発熱速度及び総発熱量を測定した。なお、ポリウレタン発泡体の作製方法は上記方法以外に、吹付け装置及びスプレーガンを利用して、発泡性ウレタン樹脂組成物を構造物に吹き付ける方法で行っても同様の数値が得られた。
[Maximum heat release rate, total heat release]
The maximum heat release rate and total heat release value of the polyurethane foams produced in each Example and Comparative Example were evaluated using the following method. A polyisocyanate compound (200 g total, 10°C liquid temperature) and a mixture prepared by mixing a polyol compound, liquid flame retardant, foam stabilizer, catalyst, and blowing agent according to the formulation shown in Table 1 were placed in a polypropylene beaker and stirred for 3 seconds with a laboratory spar. The mixture was then immediately spread on a 12.5 mm thick gypsum board to obtain a polyurethane foam. The polyurethane foam adhered to the gypsum board as a base was cut into a length of 10 cm, width of 10 cm, and thickness of 3.25 cm (including 12.5 mm gypsum board) to prepare a cone calorimeter test sample. A cone calorimeter test was performed as follows. The test sample was heated for 5 minutes at a radiant heat intensity of 50 kW/ m² , and the maximum heat release rate and total heat release value were measured in accordance with the ISO-5660 test method. In addition to the above-mentioned method, the polyurethane foam was also prepared by spraying the foamable urethane resin composition onto a structure using a spraying device and a spray gun, with similar values being obtained.
[収縮の評価]
各実施例及び比較例で得られたポリウレタン発泡体を、縦10cm、横10cm、厚さ7cmに加工し、これを40℃、RH95%の条件で3日間保管した。
以下の式により、縦横のそれぞれの長さの保持率を求めこれらを平均して形状保持率とした。形状保持率100%の場合は、全く収縮していないことを意味する。
保持率=100×(3日間保管後の一辺の長さ)/(保管前の一辺の長さ)。
〇・・形状保持率が95%以上100%以下
×・・95%未満
[Evaluation of shrinkage]
The polyurethane foams obtained in each of the Examples and Comparative Examples were processed into a size of 10 cm in length, 10 cm in width and 7 cm in thickness, and stored at 40° C. and 95% RH for 3 days.
The length retention rate for each of the length and width was calculated using the following formula, and the average of these was used to determine the shape retention rate. A shape retention rate of 100% means that there was no shrinkage at all.
Retention rate = 100 x (length of one side after storage for 3 days) / (length of one side before storage).
〇: Shape retention rate is 95% or more but less than 100% ×: Less than 95%
[実施例1]
表1の配合に従い、ポリオール化合物、液状の難燃剤、整泡剤、触媒、発泡剤を1000mLポリプロピレンビーカーに計りとり、20℃、10秒間ハンドミキサーで攪拌しポリオール組成物を作製した。その後10℃に冷却した該ポリオール組成物に対して同じく10℃に温調したポリイソシアネート組成物(ポリイソシアネート化合物)を加えて発泡性ウレタン樹脂組成物とし、該組成物をラボディスパーで3秒間攪拌し、ポリウレタン発泡体を作製した。該ポリウレタン発泡体を用いて、上記した熱鋼球評価を行った。また、最高発熱速度、総発熱量、形状保持率についても、上記した手順で評価した。各種評価結果を表1に示した。
[Example 1]
According to the formulations in Table 1, a polyol compound, liquid flame retardant, foam stabilizer, catalyst, and blowing agent were weighed into a 1000 mL polypropylene beaker and stirred at 20°C for 10 seconds with a hand mixer to prepare a polyol composition. The polyol composition was then cooled to 10°C, and a polyisocyanate composition (polyisocyanate compound) also kept at 10°C was added to prepare a foamable urethane resin composition. The composition was stirred for 3 seconds with a laboratory spar to prepare a polyurethane foam. The polyurethane foam was subjected to the hot steel ball evaluation described above. The maximum heat release rate, total heat release, and shape retention were also evaluated using the procedures described above. The results of the various evaluations are shown in Table 1.
[実施例2~5、比較例1~5]
配合を表1のとおりに変更した以外は、実施例1と同様にしてポリウレタン発泡体を得た。該ポリウレタン発泡体を用いて、上記した熱鋼球評価を行った。また、最高発熱速度、総発熱量、形状保持率についても、上記した手順で評価した。各種評価結果を表1に示した。
[Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 5]
A polyurethane foam was obtained in the same manner as in Example 1, except that the formulation was changed as shown in Table 1. The polyurethane foam was subjected to the hot steel ball evaluation described above. The maximum heat release rate, total heat release amount, and shape retention were also evaluated using the same procedures as above. The results of the various evaluations are shown in Table 1.
各実施例で示されているように、本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物により形成されたポリウレタン発泡体は、鋼球沈み込み距離及び溶融直径距離が短いことより、燃え広がり難い性質を備えていることが分かった。さらに、本発明の発泡性ウレタン樹脂組成物により形成されたポリウレタン発泡体は、収縮し難いことが分かった。すなわち、燃え広がり難い性質と、収縮し難い性質を共に有するポリウレタン発泡体が得られた。
これに対して、比較例の発泡性ウレタン樹脂組成物により形成されたポリウレタン発泡体は、樹脂微粒子含有ポリエーテルポリオールを含有しておらず、収縮し易いことが分かった。
As shown in each example, polyurethane foams formed from the foamable urethane resin composition of the present invention have a short steel ball sinking distance and a short melt diameter distance, demonstrating their flame-spread resistance. Furthermore, polyurethane foams formed from the foamable urethane resin composition of the present invention are also resistant to shrinkage. In other words, polyurethane foams having both flame-spread resistance and shrinkage resistance were obtained.
In contrast, the polyurethane foam formed from the foamable urethane resin composition of the comparative example did not contain the resin fine particle-containing polyether polyol and was found to be prone to shrinkage.
Claims (9)
前記ポリオール化合物は、樹脂微粒子含有ポリオールを含み、
前記ポリオール化合物が、フタル酸系ポリエステルポリオールを含有し、前記フタル酸系ポリエステルポリオールの含有量がポリオール成分全量基準で80~95質量%であり、
前記発泡剤がハイドロフルオロオレフィンと水とを含み、
イソシアネートインデックスが250~700であり、
前記発泡性ウレタン樹脂組成物からなるポリウレタン発泡体の下記の熱鋼球評価における鋼球の沈み込み距離が10mm以下である、発泡性ウレタン樹脂組成物。
(熱鋼球評価)
(1)ポリウレタン発泡体を各辺50mmの立方体に切り出し、試験体とする。
(2)ブンゼンバーナー(外炎長70mm)のバーナー口から30mmの地点に金網を置き、該金網上に、直径10.0mm、重量4.15gの鋼球を載せて、鋼球全体が赤色に変化するまで、少なくとも5分以上加熱し、鋼球温度を630℃とする。
(3)23℃雰囲気下にて、上記(2)で加熱した鋼球を直ちに、上記(1)の試験体の上部の中心に載せて、鋼球の沈み込みが完了するまで放置する。次いで、十分に冷却された試験体の断面を裁断して、鋼球の沈み込み距離及び溶融直径距離を測定する。 A foamable urethane resin composition comprising a polyol compound, a polyisocyanate compound, a flame retardant that is liquid at room temperature, a foaming agent, and a catalyst,
The polyol compound includes a polyol containing resin fine particles,
the polyol compound contains a phthalic acid-based polyester polyol, and the content of the phthalic acid-based polyester polyol is 80 to 95 mass% based on the total amount of the polyol components;
the blowing agent comprises a hydrofluoroolefin and water;
an isocyanate index of 250 to 700;
A foamable urethane resin composition, wherein a steel ball sinks a distance of 10 mm or less in the hot steel ball test described below on a polyurethane foam made from the foamable urethane resin composition.
(Hot steel ball evaluation)
(1) The polyurethane foam is cut into a cube with sides of 50 mm to be used as a test specimen.
(2) A wire mesh is placed 30 mm from the burner port of a Bunsen burner (outer flame length 70 mm), and a steel ball with a diameter of 10.0 mm and a weight of 4.15 g is placed on the wire mesh. The steel ball is heated for at least 5 minutes or more until the entire steel ball turns red, and the temperature of the steel ball reaches 630°C.
(3) In an atmosphere of 23°C, the steel ball heated in (2) above is immediately placed on the center of the upper part of the test piece in (1) above and left to stand until the steel ball has completely sunk in. Next, the cross section of the sufficiently cooled test piece is cut and the sinking distance and fusion diameter distance of the steel ball are measured.
前記ポリオール組成物全量基準における前記樹脂微粒子の含有量が、0.01質量%以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の発泡性ウレタン樹脂組成物。 The foamable urethane resin composition includes a polyol composition containing a polyol compound, a flame retardant that is liquid at room temperature, a foaming agent, and a catalyst, and a polyisocyanate compound;
6. The foamable urethane resin composition according to claim 1, wherein the content of the resin fine particles is 0.01 mass% or more based on the total amount of the polyol composition.
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