JP6985002B2 - ウレタン樹脂組成物 - Google Patents
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に関する。
ウレタン樹脂の硬化剤であるポリオールとしては、例えばポリラクトンポリオール、ポリカーポネートポリオール、芳香族ポリオール、脂環族ポリオール、脂肪族ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール、ポリエーテルポリオール等が挙げられる。
ウレタン樹脂の主剤であるポリイソシアネート化合物としては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。
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の分子量、
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(mg KOH/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56100とし、水の分子量は18、水のOH基の数は2とする。
本発明の組成物は、触媒として樹脂化金属触媒及び三量化金属触媒を含む。
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。
発泡剤は、ウレタン樹脂の発泡を促進する。発泡剤としては、例えば、水;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、シクロヘプタン等の低沸点の炭化水素;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の塩素化脂肪族炭化水素化合物;CHF3、CH2F2、CH3F等のフッ素化合物;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))等のハイドロクロロフルオロカーボン化合物;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)等のハイドロフルオロカーボン;HFO−1233zd((E)−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン)等のハイドロフルオロオレフィン;ジイソプロピルエーテル等のエーテル化合物、あるい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。
本発明の組成物は、得られる発泡体に難燃性を付与するために、難燃剤を含んでもよい。難燃剤は、市販品を適宜選択して使用することができる。
本発明に使用するホウ素含有難燃剤の含有量は、ポリオール100重量部に対して、5.5重量部〜193重量部の範囲であることが好ましく、5.5重量部〜75重量部の範囲であることがより好ましく、7.4重量部〜56重量部の範囲であることが更に好ましく、7.4重量部〜38重量部の範囲であることが最も好ましい。発泡性ポリウレタン組成物においては、ウレタン樹脂100重量部に対して、1.5重量部〜52重量部の範囲とすることができ、1.5重量部〜20重量部の範囲であることがより好ましく、2.0重量部〜15重量部の範囲であることが更に好ましく、2.0重量部〜10重量部の範囲であることが最も好ましい。
本発明の組成物は、さらに無機充填材を含んでもよい。無機充填材としては、特に限定はないが、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。
表1に示した配合により、実施例および比較例に係る発泡性ポリウレタン組成物を、(1)ポリオールプレミックスおよび(2)ポリイソシアネートの2つに分けて準備した。
なお表中の各成分の詳細は次の通りである。
・ポリオール
p−フタル酸ポリエステルポリオール(川崎化成工業社製、製品名:マキシモールRLK−087、水酸基価=200mgKOH/g)。
ポリアルキレングリコール系整泡剤(東レダウコーニング社製、製品名:SH−193)。
三量化アミン触媒(東ソー社製、製品名:TOYOCAT(登録商標)−TRX)
三量化アミン触媒(サンアプロ株式会社製、製品名:U−CAT 18X)
三量化金属触媒(エアープロダクツ社製、製品名:DABCO K−15、オクチル酸カリウム)
三量化金属触媒(エアープロダクツ社製、製品名:POLYCAT 46、酢酸カリウム)
樹脂化アミン触媒(サンアプロ株式会社製、製品名:U−CAT 202)
樹脂化アミン触媒(東ソー社製、製品名:TOYOCAT(登録商標)−TT:N,N,N',N'',N''-ペンタメチルジエチレントリアミン)
樹脂化アミン触媒(東ソー社製、製品名:TOYOCAT(登録商標)−DM70:1,2−ジメチルイミダゾール)
樹脂化金属触媒(日東化成社製、製品名:ネオスタン U−600、トリス(2−エチルヘキサン酸ビスマス(III))
樹脂化金属触媒(日東化成社製、製品名:ネオスタン U−830、ジオクチルスズモノデカネート)。
水
HFO(ハネウェル社製、製品名:ソルティスLBA)。
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、「
TMCPP」という。)
赤リン(燐化学工業社製、製品名:ノーバエクセル140)
ホウ酸亜鉛(早川商事株式会社製、製品名:Firebrake ZB)
ウォラストナイト(SiO2・CaO)(キンセイマテック社製、製品名:SH−1250)。
下記の基準により、実施例を評価した。
[HFO/触媒分解性評価]
HFOと触媒との分解反応が発生すると、触媒の活性が低下し、発泡挙動に変化が見られる。そこで、ポリオールプレミックスを、60℃、1週間(1w)で加速試験をし、加速試験前後の発泡挙動に差があるかを、タックフリータイムにより評価した。
加速試験前後でタックフリータイム変化が3割未満:発泡挙動に変化無し、○。
[発泡形成評価]
一般的にウレタン硬化は、樹脂化>三量化の順に反応する。樹脂化と三量化との活性に大きな差があると発泡が2段階になる。2段発泡になると、セル形成が乱れて、接着性や断熱性などに影響を及ぼす。なぜなら、2段発泡になる発泡の場合、1段階目の発泡で樹脂の硬化がある程度進行し、その後に2段階目の発泡が起き1段階目で形成されたセルが引き伸ばされ、発泡形成終了後には縦長のセル形状となるためである。1段階目の発泡と2段回目の発泡がほぼ同時に起きる発泡の場合に、良好な発泡体形成が達成される。
2段発泡が無し:○。
Claims (7)
- ポリイソシアネート化合物と反応させてポリウレタン発泡体を得るためのポリオール溶液組成物であって、ポリオール、発泡剤、整泡剤、三量化金属触媒及び樹脂化金属触媒を含有し、
前記発泡剤としてハイドロフルオロオレフィンを含有し、
前記三量化金属触媒としてオクチル酸カリウムを含有し、
前記樹脂化金属触媒として、ビスマスの有機酸金属塩を含有し、
前記樹脂化金属触媒重量部数に対する前記三量化金属触媒重量部数が13以上25以下であることを特徴とするポリオール溶液組成物。 - ハイドロフルオロオレフィンが(E)−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンである、請求項1に記載のポリオール溶液組成物。
- 請求項1又は2に記載のポリオール溶液組成物及びポリイソシアネート化合物を分離して含む、発泡性ポリウレタンプレミックス組成物。
- 請求項1又は2に記載のポリオール溶液組成物とポリイソシアネート化合物との混合物であることを特徴とする発泡性ポリウレタン組成物。
- イソシアネートインデックスが250以上であることを特徴とする請求項4に記載の発泡性ポリウレタン組成物。
- 請求項5に記載の発泡性ポリウレタン組成物が硬化したポリウレタン発泡体。
- 成形体であることを特徴とする請求項6に記載のポリウレタン発泡体。
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