JP2004131730A - 建築用発泡体を形成するための２成分発泡システムとその使用 - Google Patents

Abstract

【課題】耐火時間が延長され、断熱特性に優れ、且つ機械的特性を有する２成分発泡システムの提供。
【解決手段】ポリオール成分（Ａ）が水性のポリマー分散剤を含んでいることを特徴とする、少なくとも１つのポリオール、場合によってはポリオールをポリイソシアン酸塩と反応させるための触媒、水および／または泡形成剤としての、圧縮または液化されたガスを基剤とする噴射剤を含む、ポリオール成分（Ａ）と、少なくとも１つのポリイソシアン酸塩を含む、ポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）とを有する、建築目的のために泡を形成するための２成分発泡システムが記載されており、その場合に１つまたは複数のポリオールと１つまたは複数のポリイソシアン酸塩成分の量比は、１：５から１０：１，好ましくは１：１から２：１の、ポリオールのＯＨ−基に対するポリイソシアン酸塩のイソシアン酸塩基のモル比が得られるように調整されている。
【選択図】なし

Description

　本発明の対象は、少なくとも１つのポリオール、場合によってはポリオールをポリイソシアン酸塩と反応させるための触媒、水および／または起泡剤としての圧縮された、あるいは液化されたガスを基剤とする噴射剤を含む、ポリオール成分（Ａ）と、少なくとも１つのイソシアン酸塩を含む、ポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）とを有し、その場合に１つまたは複数のポリオールと１つまたは複数のポリイソシアン酸塩の量比は、ポリオール成分（Ａ）をポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）と規定通りに混合した場合に、１：５から１０：１、好ましくは１：１から２：１の、ポリオールのＯＨ−基に対するポリイソシアン酸塩のイソシアン酸塩基のモル比（ＮＣＯ：ＯＨ−比）が得られるように調整されている、建築目的のための泡を形成する２成分発発泡システムと、この種の２成分発泡システムを建築目的に使用することである。

　すでに、建物の天井と壁内の開口部を充填するため、特に防火のために、現場泡およびポリウレタン泡をベースにした成形部品を使用できることが知られている。たとえば通常使用される建築用発泡体のような、従来のポリウレタン泡は、こうした使用のために十分な耐火特性を持たないので、必要な耐火時間を達成するために、これらの泡に液体および固体の耐火添加剤および無機の填料が設けられる。さらに、特殊なポリウレタン−基礎材料ないしリンを含むポリオールが使用される。

　ポリウレタン泡の耐火特性を改良する他の可能性は、保護すべき開口部へ投入された泡に耐火コーティングを塗ることにある。この耐火コーティングは、たとえば膨張可能であることができ、すなわち燃焼温度に加熱された場合に発泡して、それによって火炎と泡との間に絶縁層を形成する、成分を有することができる。

　さらに、ドイツ公開公報３７３２２０３と３９４２８４１からは、ポリウレタンベースの発泡材に固体を含む有機結合剤をしみこませ、ないしは含浸させることができ、それによってポリウレタン泡が火災の場合に溶融して、滴り落ち、あるいは自ら消滅することがないようにすることが、知られている。

　ドイツ特許公報１９９５５８３９の対象は、壁の挿通部分をシールするために膨潤することのできる填料を含むプラスチック泡を使用することであるが、それはこの場合においては、水中で膨潤可能なポリマーの膨潤によって、水がこのプラスチック泡を用いて塞がれている壁間隙内、建物の内部へ浸入することを阻止することを目的としている。

　そして、建物内の継ぎ目と比較的小さい開口部を充填するために、アクリル酸エステルコポリマーベースのシール材料が知られており、それは石膏または白亜のような無機充填物質と化合して極めて好ましい燃焼特性を示し、かつ安定した灰外皮を形成する。しかし、このシール材料は、発泡せず、従って細い継ぎ目と小さい開口部を充填するためだけにしか使用できない。

　しかし、防火天井と防火壁内の開口部を充填するための、これらすべての前に知られている材料は、液状または固体の耐火添加剤が必要であって、それが材料と製造のコストを増大させ、あるいはまた固体の添加剤と無機の填料が必要とされ、それが反応可能な母材の粘性を増大させ、それによって現場での加工が著しく困難になることによって、完全に満足させることはできない。たとえば成分の粘性が高くなった場合に、マルチチャンバゴムからなる２成分発泡システムを押し出すための力の消費は、著しく上昇する。さらに、強化された特殊な添加剤を添加することによっても、火災の場合に形成される灰外皮のまとまりは、比較的小さいので、灰外皮の小片がシールすべき開口部から落下する可能性があり、それによってシールの完全性が危険にさらされる。

　開口部内へ投入された泡にさらに塗りを加えることは、他の作業ステップであって、それは、付加的な材料消費とは全く別に、さらに時間的および財政的なコストを必要とする。

　アクリル酸塩分散剤を基剤とするシール材料は、安価で、難燃剤のわずかな添加しか必要としないが、発泡せず、従って比較的大きい開口部ないし継ぎ目またはケーブルはパイプの挿通部をシールするには適していない。
ドイツ公開公報３７３２２０３ ドイツ公開公報３９４２８４１ ドイツ特許公報１９９５５８３９

　従って本発明の課題は、冒頭で定義した種類の建築目的のための泡を形成する、２成分発泡システムを提供することにあり、その２成分発泡システムは簡単な方法で建物の壁と天井の開口部ないし継ぎ目またはケーブルやパイプの挿通部に投入することができ、かつ高い火炎抵抗長さにおいて改良された断熱特性と耐火特性を、しかも付加的な耐火添加剤の存在なしで、可能にし、かつその２成分発泡システムによって、建築箇所の現場で、繊維状の構造に基づいて驚くほど効果的な機械的特性を有する発泡材を形成することが可能である。

　この課題は、請求項１に記載の２成分発泡システムによって解決される。従属請求項は、この本発明対象の好ましい実施形態およびこの２成分発泡システムを壁、床および／または天井の開口部、ケーブルおよびパイプの挿通部、天井と壁部分の間、壁の開口部と窓やドア枠のような、組み込むべき構造部分との間、天井と壁の間、建物の外壁と前に懸下されるファサードとの間の継ぎ目を固定および／または防火のために泡で充填するために使用することに関する。

　従って本発明の対象は、少なくとも１つのポリオール、場合によってはポリオールをポリイソシアン酸塩と反応させるための触媒、水および／または起泡剤としての圧縮された、あるいは液化されたガスを基剤とする噴射剤を含む、ポリオール成分（Ａ）と、少なくとも１つのイソシアン酸塩を含む、ポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）とを有し、その場合に１つまたは複数のポリオールと１つまたは複数のポリイソシアン酸塩の量比は、ポリオール成分（Ａ）をポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）と規定通りに混合した場合に、１：５から１０：１、好ましくは１：１から２：１の、ポリオールのＯＨ−基に対するポリイソシアン酸塩のイソシアン酸塩基のモル比（ＮＣＯ：ＯＨ−比）が得られるように調整されている、建築目的のための泡を形成する２成分発泡システムであって、その２成分発泡システムは、ポリオール成分（Ａ）が水性のポリマー分散剤を含んでいることを特徴としている。

　驚くべきことに、この種の２成分発泡システムのポリオール成分内に水性のポリマー分散剤が存在することによって、ポリウレタン泡を形成するためにこの２成分発泡システムの取扱いに関しても、それに基づいて発泡により形成される発泡材の特性に関しても、特に効果的な結果が得られることが、明らかにされた。

　すなわち、イソシアン酸塩成分（Ｂ）を本発明に基づくポリオール成分（Ａ）へ添加した後に、規定通りに使用した場合に、ポリマー分散剤のポリマーの凝固と沈殿が行われ、その結果、形成された泡は極めて迅速に十分な安定度を得て、滴らず、かつ消えることはない。このことは、本発明に基づく２成分発泡システムを、特にドア枠、窓枠あるいはファサードエレメントを固定する場合に、現場泡として使用する場合に特に効果的である。というのは、それによって迅速に必要な泡の強度が達成されるからである。

　さらに、発泡する泡内の水性のポリマー分散剤のポリマーが凝固し沈殿する場合に、水性の分散剤から抜け落ちたポリマーが泡膨張の方向に伸ばされることが明らかにされている。このことが泡の異方性の繊維状構造をもたらすので、種々の空間方向において泡の強度特性を異なるように調節することができる。このようにして、発泡システムがその中で発泡される、包囲する型の幾何学配置に従って、発泡材の安定性を所定の方向に増大させることが可能になる。すなわち、たとえば泡を細長い型内で発泡させることによって、細長い容器の長手方向に、横方向よりも高い強度を有する発泡材を得ることができる。

　他方で、火災の場合において焼けた泡が安定した灰外皮を残し、それが火炎がさらに広がることを阻止することによって、耐火性の驚くべき改良が得られ、一方で本発明に基づくような、水性のポリマー分散剤の添加なしで発泡されたポリウレタン発泡材は、同じ条件の元で残滓なしで燃焼した。

　出来上ったポリウレタン泡にカルボキシル基を含むアクリル酸エステルコポリマーまたはプラスチック分散剤のような結合材を含浸させ、あるいは浸み込ませる、上述した従来の技術の方法とは異なり、本発明に基づく２成分発泡システムを規定通りに発泡させた場合に、ポリオール成分内に存在する水性のポリマー分散剤のポリマーが、形成されたポリウレタン泡の構造内へ組み込まれ、それによってその、特に耐火作用に関する特性と機械的な特性が驚くほど改良される。

　すなわち、水性のポリマー分散剤内のポリマーがポリウレタン発泡システム内に組み込まれることによって、他の耐火添加剤または填料の添加なしで、極めて良好な燃焼特性が得られる。しかし、比較的わずかな量のこの種の添加剤の添加によって、従来存在していた耐火泡の耐火作用を著しく凌駕することができる。このようにして、本発明に基づく２成分発泡システムによれば、従来の耐火泡を使用する場合よりも、わずかな組込み深さにおいて、同じ耐火時間を達成することが可能になる。従って本発明に基づく２成分発泡システムの使用は、薄い防火壁および防火天井にも可能である。

　さらに、本発明に基づく２成分発泡システムは、硬化されたポリウレタン発泡材を生じることが明らかにされており、そのポリウレタン発泡材は明らかに発泡材構造内に組み込まれた、水性のポリマー分散剤のポリマーの存在に基づいて、火災の場合に極めて安定した灰外皮を供給し、それが改良された耐火特性の責任を果たしている。

　コスト的に好ましい母材と場合によってはわずかな量の耐火添加剤の使用によって、材料と製造のコストが比較的小さく抑えられる。さらに、使用する場合に材料コストが節約される。というのは、要求される耐火時間は、従来の耐火泡に比較して少ない組込み深さにおいてすでに達成されるからである。

　さらに、本発明に基づく２成分発泡システムのポリオール成分の粘性は、固体の填料の添加が少ないことと水の割合が多いことに基づいて、従来のこの種の発泡システムの場合よりも、著しく低い。それによって加工が著しく容易になる。というのは、２つの別々の容器内に存在している、２成分発泡システムの成分を手動および機械的に塗布する場合の力の消費が著しく減少されているからである。

　イソシアン酸塩成分に対するポリオール成分の比を変化させることによって、固い泡も柔軟な柔らかい泡も形成することができる。従って泡は、特に防火継ぎ目を充填するために使用することができる。本発明によれば、ポリイソシアン酸塩成分の割合は、従来のポリウレタン泡の場合よりも低く、それが、製造して梱包する場合にも泡を加工する場合にもあり得る、健康を危険にさらすことを減少させる。

　本発明の好ましい実施形態によれば、２成分発泡システムの水性のポリマー分散剤は、ポリマーとして、ポリウレタン、ポリビニルアセテート、ポリビニルエーテル、ポリビニルプロピオン酸塩、ポリスチロール、天然ゴムまたは人造ゴム、特にゴムラティス、ポリ［（メタ）アクリレート］および（メタ）アクリレート、アクリルニトリル、ビニルエステル、ビニルエーテル、塩化ビニルおよび／またはスチロールをベースとするホモポリマーとコポリマーを有する群の少なくとも１つの代表を含んでいる。水性のポリマー分散剤の好ましいポリマーは、ポリ（メタクリル酸アルキルエステル）、ポリ（アクリル酸アルキルエステル）、ポリ（メタクリル酸アリルエステル）、ポリ（アクリル酸アリルエステル）およびｎ−ブチルアクリレートおよび／またはスチロールを有するこれらポリマーのコポリマーであって、その場合にアルキル基は１から１８の炭素原子、好ましくは１から６の炭素原子を有しており、かつアリル残基として置換されない、あるいは置換されたフェニル残基またはナフチル残基が含まれている。

　本発明の好ましい実施形態によれば、ポリオール成分（Ａ）は、ポリオール成分（Ａ）内に含まれるポリオールの１００重量割合当たり添加される水性のポリマー分散剤の１つまたは複数のポリマーの２０から３００重量割合、好ましくは５０から１５０重量割合を含んでいる。

　水性のポリマー分散剤は、好ましくは５から８０重量％、好ましくは２０から６０重量％、たとえば７０重量％の水含有量を有しており、かつ本発明の好ましい実施形態によればポリオール成分（Ａ）内に、ポリオール成分（Ａ）内の１つまたは複数のポリオールの１００重量割合当たり６から１００重量割合、好ましくは２０から６０重量割合の、ポリオール成分（Ａ）内の水割合が得られるような量で、含まれている。この水量は、ポリウレタンの所望の発泡をもたらすために、ポリイソシアン酸塩成分と共に１つまたは複数のポリオールが発泡する際に必要とされる量よりも多い。

　本発明の他の好ましい実施形態によれば、ポリオール成分（Ａ）は、ポリオールとして直鎖と分岐、脂肪族、芳香族および／またはアル脂肪族、モノマーまたはポリマーのポリオールの少なくとも１つの代表、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、脂肪酸ポリエステルポリオール、アミノポリオールおよび、好ましくは２００から１００００の領域の分子重量とおよび２から６のヒドロキシ基を有する、ハロゲン化されたポリオールを含むグループ、特に２００から３０００、好ましくは３００から６００の数平均分子重量を有する、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリブチレングリコール、１，５から５の官能性と１００から７００のＯＨ−数を有する、ポリエステルポリオールおよび／またはポリエーテルポリオールを有しており、ポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、好ましくは２と等しいか、あるいはそれより大きい官能性と２０から４０％のＮＣＯ−含有量を有するポリイソシアン酸塩を有している。

　さらに、本発明によれば、ポリオール成分（Ａ）は、０．０１から５重量％、好ましくは０．１から１，５重量％の量の、形成すべき泡のための少なくとも１つのセル安定剤を有していると、効果的である。セル安定剤として特に、ポリシロキサン、ポリエーテル改質されたシロキサン、シロキサン−オキシアルキレン−コポリマー、シリコン、平均的な極性の非イオン系乳化剤および特にシリコン−グリコール−コポリマー、ポリジメチルシロキサン、ポリオキシアルキレングリコール／アルキルシラン−コポリマー、アルコキシル化された脂肪酸、好ましくは脂肪酸残基内に１４の炭素原子を有するエトキシル化またはプロポキシル化された脂肪酸、エトキシル化された（Ｃ_１−Ｃ_１８）−アルキルフェノールおよび／またはエトキシル化されたひまし油が適している。

　発泡された発泡システムの燃焼特性をさらに向上させるために、本発明に基づく２成分発泡システムのポリオール成分（Ａ）は、好ましくは膨張する材料、たとえば膨張グラファイト、膨張可能なパーライトおよび／またはバーミキュライト、特に硫酸を挿入されたグラファイトそしてまた、メラミンとメラミン誘導体、ポリリン酸塩、ケイ酸ナトリウムおよび炭素源のような、化学的に膨張する材料のための母材を含んでいる。

　ポリオールをポリイソシアン酸塩と反応させるための触媒として、本発明に基づく発泡システムのポリオール成分（Ａ）は、芳香族、異節芳香族および／または脂肪族、第２または第３アミンおよび／またはＺｎ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｂｉ、Ｓｂ、ＰｂおよびＣａを含むグループからなる金属の金属有機化合物、特にこれらの金属の１つのオクタン酸塩、ナフテン酸塩またはアセチルアセトン酸塩を含むことができる。特に好ましい触媒は、ジメチルモノエタノールアミン、ジエチルモノエタノールアミン、メチルエチルモノエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリメタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリブタノールアミン、トリヘクサノールアミン、トリペンタノールアミン、トリシクロヘキサノールアミン、ジエタノールメチルアミン、ジエタノールエチルアミン、ジエタノールプロピルアミン、ジエタノールブチルアミン、ジエタノールペンチルアミン、ジエタノールヘキシルアミン、ジエタノールシクロヘキシルアミン、ジエタノールフェニルアミンおよびそのエトキシル化生成物とプロポキシル化生成物、ジアザビシクロオクタン、特に１，４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ビス（ジメチルアミノエチル）−エーテル、テトラメチルグァニジン、ビス−ジメチルアミノメチル−フェノール、２，２−ジモルフォリノジエチルエーテル、２−（２−ジメチルアミノエトキシ）−エタノール、２−ジメチルアミノエチル−３−ジメチルアミノプロピルエーテル、ビス（２−ジメチルアミノエチル）−エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラジン、Ｎ−（２−ヒドロキシエトキシエチル）−２−アザノルボナン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラメチルヘキサン−１，３−ジアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ、Ｎ−Ｔテトラエチルプロパン−１−３ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−Ｔテトラメチルヘキサン−１，１ジアミン、１−メチルイミダゾール、２−メチル−１−ビニルイミダゾール、１−アリルイミダゾール、１−フェニルイミダゾール、１，２，４，５−テトラメチルイミダゾール、１−（３−アミノプロピル）−イミダゾール、ピリミダゾール、４−ジメチルアミノ−ピリジン、４−ピロリジノピリジン、４−モルフォリノピリジン、４−メチルピリジン、Ｎ−ドキシル−２−メチル−イミダゾール並びにカルボン酸のスズ（ＩＩ）−塩、強い塩基、およびアルカリ水酸化物、アルカリアルコラートおよびアルカリフェノラート、特にジ−ｎ−オクチル−スズ−メルカプチド、ジブチルスズ−マイレン酸塩、−二酢酸塩、−二ラウリン酸塩、−二塩化物、−ビスドデシル−メルカプチド、スズ（ＩＩ）−酢酸塩、−エチルヘキソートおよび−ジエチルヘキソート並びに鉛フェニル−エチル−ジチオカルバミナートである。

　好ましくは本発明に基づく２成分発泡システムのポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、脂肪族、シクロ脂肪族、アル脂肪族、芳香族および複素環式のポリイソシアン酸塩を含む群から選択されたイソシアン酸塩、特にフェニルイソシアン酸塩、１，５−ナフチレンジイソシアン酸塩、２，４−または４，４’−メチレンジ（フェニルイソシアン酸塩）（ＭＤＩ）、水素添加ＭＤＩ、キシレンジイソシアン酸塩（ＸＤＩ）、ｍ−およびｐ−テトラメチルキシレンジイソシアン酸塩、４，４’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアン酸塩、ジまたはテトラアルキルジフェニルメタンジイソシアン酸塩、４，４−ジベンジルジイソシアン酸塩、１，３−フェニルエンジイソシアン酸塩、トルイレンジイソシアン酸塩のイソマー、塩素置換されたジイソシアン酸塩と臭素置換されたジイソシアン酸塩、リンを含むジイソシアン酸塩、４，４’−ジイソシアナートフェニルパーフルオロエタン、テトラメトキシルブタン−１，４−ジイソシアン酸塩、ブタン−１，４−ジイソシアン酸塩、ヘキサン−１，６−ジイソシアン酸塩、ジシクロヘキシルメタンジイソシアン酸塩、シクロヘキサン−１，４−イソシアン酸塩、エチレンジイソシアン酸塩、フタル酸−ビス−イソシアナートエチルエステル、１−クロルメチルフェニル−２，４−イソシアン酸塩、１−ブロムメチルフェニル−２，６−イソシアン酸塩、３，３−ビス−クロルメチルエーテル−４，４−ジフェニルジイソシアン酸塩、トリメチルヘキサメチレンジイソシアン酸塩、１，４−ジイソシアナートブタン、１，１２−ジイソシアナートドデカンおよびジマーまたはオリゴマーの２，４−または２，６−トルイレンジイソシアン酸塩、２，４’−または４，４’−メチレンジ（フェニルイソシアナート）、イソプロピリデンイソシアン酸塩および／またはヘキサメチレンイソシアン酸塩および／またはこれらイソシアン酸塩の混合を含んでいる。

　好ましくはポリオール成分（Ａ）および／またはポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、ポリオール成分（Ａ）内の水の存在によってすでに達成される発泡効果をさらに強化するために、空気、窒素、二酸化炭素、亜酸化窒素のような、圧縮または液化されたガス、１，１，１，２−テトラフルオロエタンまたは１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパンのような、フッ化炭化水素、ジメチルエーテル、ブタン、プロパンまたはそれらの混合物を基剤とする噴射剤を有している。

　さらに、本発明によれば、ポリオール成分（Ａ）あるいはまたポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）に、あるいは両方の成分に、通常の有機または無機の難燃剤を０．１から２０重量％、好ましくは０．５から５重量％の全体量で添加することが可能である。

　この種の難燃剤として、赤リン、リン化合物、特にトリエチルリン酸塩および／またはトリクロルエチルリン酸塩、トリ（２−クロルイソピル）−リン酸塩またはトリ（２−クロルエチル）−リン酸塩のような、ハロゲン化されたリン酸塩エステル、金属水酸化物、特に水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ポリリン酸アンモニウムおよび／または酸化アンチモンを添加することができる。

　本発明の他の好ましい実施形態によれば、本発明に基づく２成分発泡システムのポリオール成分（Ａ）は、ポリマー分散剤の凝固を促進する薬剤を有している。驚くべきことに、この種の凝固剤をポリオール成分（Ａ）へ組み込むことができ、その場合にその中に存在しているポリマー分散剤の凝固が行われないことが明らかにされており、それは明らかに、存在しているポリオールが凝固反応を阻止するという事実の結果である。イソシアン酸塩成分（Ｂ）の添加後に初めて、凝固剤によって促進された凝固とポリマー分散剤のポリマーの沈殿が行われ、その結果、形成される泡はより迅速に十分な安定度を得て、滴らず、かつ消えもしない。

　水性のポリマー分散剤の凝固を促進する薬剤を添加することによって、発泡する泡内のポリマーの沈殿と凝固が促進され、従って泡の強度特性の調節がさらに望むように達成される。

　水性のポリマー分散剤からのポリマーの沈殿と凝固を促進するための、本発明に基づいて適した薬剤として、微粒の固体、塩、亜鉛、アルミニウムまたは鉄の、アルカリ土類元素の金属のような、多価の金属の酸化物または有機酸が使用される。この種の特に好ましい塩として、硝酸カルシウム、硝酸亜鉛、酸化亜鉛、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸鉄および塩化鉄が使用される。微粒の固体の粒子大きさは、好ましくは５０ｎｍから１ｍｍ、好ましくは１０μｍから０．１ｍｍに及んでいる。

　さらに、水性のポリマー分散剤の沈殿と凝固を促進する薬剤として、カルボン酸、たとえばギ酸、酢酸、あるいはまたポリアクリルアミドのような、ｐＨ−値を低下させる結果を有する化合物が適している。水性のポリマー分散剤を凝固させるのに特に適した薬剤は、ポリリン酸アンモニウムであって、それは耐火添加剤としても作用するという付加的な利点を有している。

　さらに、水性のポリマー分散剤からのポリマーの沈殿と凝固を促進する薬剤として、金属酸化物、ホウ酸塩、炭酸塩、好ましくは白亜、ケイ酸塩、カオリン、ガラス粉末、酸化鉄、二酸化チタン、二酸化ケイ素、無機の泡、好ましくは発泡された膨張粘土、発泡されたパーライトおよび発泡されたバーミキュライトおよび／またはケイ酸塩の材料またはガラスからなる中空の小球を含むグループからなる無機の填料および粒状および／または繊維状の植物および／または動物性ポリマーを基剤とする、特にジャガイモ、トウモロコシ、米、穀物、木材、コルク、紙、皮革、セルロース、麻、木綿およびウールを基剤とする、好ましくは澱粉の有機の填料のような、微粒の無機および／または有機の填料が適している。

　水性のポリマー分散剤を凝固させるこの薬剤は、本発明によれば凝固補助薬、たとえば２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンディオール−モノイソ酪酸塩のような、エステル−アルコール、またはグリコールと組み合わせることができる。

　さらに、流動学的挙動と粘性を制御するためにポリオール成分（Ａ）および／またはポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）に、チクソトロピー剤および／または希釈剤または溶剤を添加することが可能である。本発明に従って好ましいチクソトロピー剤は、ケイ酸、成層ケイ酸塩、特に合成のマグネシウム成層ケイ酸塩、活性化されたベントナイト、セピオナイトまたはアタプルギット、ポリエチレンワックスおよび／またはセルロース誘導体、たとえばヒドロキシエチルセルロースである。

　本発明によれば、さらに、２成分発泡システムの加工特性も、発泡システムから発泡された発泡材の特性も制御するために、ポリオール成分（Ａ）および／またはポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）にさらに、少なくとも１つの無機および／または有機の填料を添加することが可能である。好ましくは無機の填料として、金属酸化物、ホウ酸塩、炭酸塩、好ましくは白亜、ケイ酸塩、カオリン、ガラス粉末、酸化鉄、二酸化チタン、二酸化ケイ素、無機の泡、好ましくは発泡された膨張粘土、発泡されたパーライトおよび発泡されたバーミキュライトおよび／またはケイ酸塩の材料またはガラスからなる中空の小球が使用される。

　有機の填料として、本発明に基づく２成分発泡システムに、特にジャガイモ、トウモロコシ、米、穀物、木材、コルク、紙、皮革、セルロース、麻、木綿およびウール、好ましくは澱粉を基剤とする、粒子状および／または繊維状の植物性および／または動物性のポリマーを添加することができる。

　そして、ポリオール成分（Ａ）および／またはポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）内へ、さらに、それ自体知られた助剤および添加剤、安定剤、軟化剤、触媒、溶剤、顔料および／または色素を投入することが可能である。軟化剤として、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、リン酸、クエン酸または脂肪酸を基剤とするエステルを使用することができる。

　他の好ましい実施形態によれば、本発明に基づく２成分発泡システムのポリオール成分（Ａ）とポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、２チャンバまたはマルチチャンバ装置内で反応を阻止するように分離されており、使用条件の下で１：５から１０：１，好ましくは１：１から２：１の、１つないし複数のポリオールのＯＨ−基に対する１つないし複数のポリイソシアン酸塩のＮＣＯ−基の比を維持しながら反応可能に保持されている。その後、２成分発泡システムを規定通りに使用した場合に、２チャンバまたはマルチチャンバ装置の分離された容器内にある成分が、機械的な力の作用を受けて、あるいは成分内に存在している噴射剤の作用を受けて、好ましくは混合ノズルを通して射出されて、型内へ押し出されて、そこで発泡するか、あるいは建築箇所の現場で閉鎖すべき開口部内へ投入されて、発泡し、硬化する。

　従って本発明はまた、壁、床および／または天井の開口部、ケーブルとパイプの挿通部、天井部分と壁部分の間、外壁開口部と、窓枠ドア枠のような、組み込むべき構造部分との間、天井と壁の間および建物の外壁と前に懸かるファサードの間の隙間を固定、断熱および／または防火のために泡で塞ぐために、上述した２成分発泡システムを使用することにも関する。

　次の例は発明をさらに説明するために使用されるものであって、発明を制限するものではない。

　以下の表１には、この例１の２成分発泡システムのポリオール成分（Ａ）とポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）の成分が記載されている：

　ポリオール成分（Ａ）を形成するために、まず芳香族のポリエステルポリオールをポリ（ｎ−ブチルアクリル酸エステル）−スチロール−コポリマーの水性の分散剤およびポリエチレングリコールと混合し、その後残りの液状の成分を十分に混合するように添加し、最終的に固体を互いに撹拌する。

　ポリオール成分（Ａ）とポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、その後２チャンバ装置の別々の容器へ投入される。

　２つの成分を混合した場合に、材料が発泡する。合わせることと混合は、ビーカー内でスパチュラを用いて行うことができ、あるいはマルチチャンバ装置から上に螺合されているスタティックミキサーを介して、あるいは２成分ミキサーまたは配量設備を用いて行うことができる。

　混合した後に、約８５秒後に発泡反応が開始され、約５００秒後に終了する。２２５ｋｇ／ｍ^３の密度を有する軟発泡材が得られる。

　硬化した後に、燃焼抵抗長さが、１０Ｐａの炉内の過圧の下で、ＤＩＮ規則４１０２第２部に基づく単位温度／時間カーブを使用して測定される。このテストにおいては、泡は燃焼炉の天井または壁の開口部内へ組み込まれる。燃焼炉の内部において、火炎が点火され、その火炎は炉内の温度がこの規則に挙げられている、いわゆる「単位温度プロフィール」に従うように制御される。これは、たとえば、３０分後に約８５０℃の温度、６０分後には９２５℃の温度などが達成されることを意味している。その後耐火時間、すなわち炉の内部から外部への火炎の通過が阻止される時間長さを定める。試験期間の間、火炎が外から見えても、材料の外側の温度が室温を１８０Ｋ上回る値を超えてもいけない。材料の表面に保持されている綿球も、着火してはならない。このテストにおいては、発泡材の組込み深さが１２ｃｍである場合に、外側で室温に対する最大の温度差４１°Ｋにおいて１３０分の耐火時間が得られる。

　比較の目的で、出願人によってＨｉｌｔｉＣＰ６５７の名称で販売されている市場一般の、２６０ｋｇ／ｍ^３の密度を有するフレキシブルな耐火泡が、同じ条件下で１５ｃｍの組込み深さにおいて試験され、その場合にこの材料は６０分後にすでに外側で室温に対する７５Ｋの温度差に達した。従って、本発明に基づく２成分発泡システムは、明らかに優れた断熱特性を有していることが明らかである。

　ポリオール成分（Ａ）とポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）を形成するための成分が、以下の表２に記載されている：

　ポリオール成分（Ａ）の成分は、同様に上述した方法でまず、液状の成分の混合により、そしてその後固体の成分の撹拌によって形成された。

　２つの成分を混合する場合に、２チャンバ装置から押し出す場合か、あるいは２つの成分を撹拌することによって、極めて迅速に−約１５秒のゲル時間に従って−粘性の著しい上昇が行われ、それはポリマー分散剤が沈殿してゲルを形成しながら凝固することを原因としている。

　このゲル形成に基づいて、発泡する泡材料は約１５秒後にすでに、極めて高い安定度を示しており、滴らず、かつ消えない。

　この特性は、建築箇所の現場で、たとえばドア枠を固定する際に、２成分発泡システムを使用するのに極めて望ましい。この目的のために、泡は壁とドア枠の間に投入される。従来の２成分ポリウレタン泡は、押出しプロセスを著しく低速にし、それによって泡がミキサー内ですでに膨張してポリマー化することによってのみ十分な安定度を達成しており、それが比較的長い作業時間としばしば混合装置の詰まりをもたらしているが、本発明によれば、発泡システムのポリオール成分（Ａ）に水性のポリマー分散剤を添加することによって極めて早期の安定度がもたらされるので、２成分泡の速やかな加工が可能である。

　それに加えて、水性のポリマー分散剤の、水性のポリマーから沈殿して凝固するポリマーが、泡膨張の方向へ広がり、それが泡の異方性の繊維状構造をもたらす。それにより包囲する型の幾何学配置に従って、様々な空間方向における様々な強度を所望に達成することができる。

　この例２の２成分発泡システムの発泡によって得られる軟発泡材は、ゲル時間の後に５５秒のスタート時間と４５０秒のストップ時間を示し、かつ１４０ｋｇ／ｍ^３の密度を有する泡を供給する。上述したようにして測定された、１５ｃｍの組込み深さにおける耐火時間は、材料の外側で室温に対するわずか５２Ｋの温度差において、１２０分である。従ってこの泡も、例１において記載された従来のフレキシブルな耐火泡を耐熱特性において著しく凌駕している。

　まず、ビーカー内でポリオール成分（Ａ）の成分をよく撹拌することによって混合する。その後ポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）を添加し、すぐによく混合する。２５秒後に、混合物内にゲル形成が観察され、８０秒後には材料の膨張が開始され、その膨張は６分後には完全に終了している。７１ｇ／ｌの比重を有するフレキシブルな泡が得られる。

　この配合において、混合物内に１００重量部分のポリオール当たり３９重量部分の水と６４重量部分の分散されたポリマーが含まれている。水量は、泡１００ｇ当たり１７ｌＣＯ_２を形成するのに十分である。この反応に反応相手として必要とされるイソシアン酸成分を取り入れると、４，２ｌＣＯ_２が発生することになる。従って水は、泡で塞ぐために必要な量を数倍上回って存在している。

　しかし、膨張後、泡１００ｇ当たり１，４ｌの泡の体積のみが観察される。比較的大きい割合のＣＯ_２が泡の孔から逃げることを排除することができるので（別の実験においては逃げたＣＯ_２が捕捉され、それは泡１００ｇ当たり０．５ｌでしかなかった）、この実験は、存在している水のわずかな割合、この場合においては約１０重量％のみがＣＯ_２に変換され、従って泡形成のために必要であることを示している。従って驚くべきことに、ＣＯ_２形成を調整するために、ポリオール成分の水含有量を減少させることは不要である。というのは、いずれの場合にも本発明によれば優れた特性を有するポリウレタン泡が得られるからである。

　燃焼テストにおいては、この材料は極めて安定した灰外皮を示し、同様な方法で形成された、アクリル酸エステルコポリマーの水性分散剤を添加しないポリウレタン発泡材は、残滓なしに燃焼した。

Claims (34)

1. 　少なくとも１つのポリオール、場合によってはポリオールとポリイソシアン酸塩を反応させるための触媒、水および／または発泡形成剤としての圧縮または液化されたガスを基剤とする噴射剤を有する、ポリオール成分（Ａ）と、
   　少なくとも１つのポリイソシアン酸塩を有する、ポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）と、
   を有し、その場合に１つまたは複数のポリオールと１つまたは複数のポリイソシアン酸塩は、ポリオール成分（Ａ）をポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）と規定どおりに混合した場合に、１：５から１０：１，好ましくは１：１から２：１の、ポリオールのＯＨ−基に対するポリイソシアン酸塩のイソシアン酸塩基のモル比（ＮＣＯ：ＯＨ−比）が得られるように、調整されている、建築目的のための泡を形成する２成分発泡システムにおいて、
   　ポリオール成分（Ａ）が水性のポリマー分散剤を含んでいることを特徴とする建築目的のための泡を形成する２成分発泡システム。
2. 　水性のポリマー分散剤は、ポリマーとしてポリウレタン、ポリビニルアセテート、ポリビニルエーテル、ポリビニルプロピオン酸塩、ポリスチロール、天然または人造のゴム、ポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリレート、アクリルニトリル、ビニルエステル、ビニルエーテル、塩化ビニルおよび／またはスチロールを基剤とするホモポリマーとコポリマーを含むグループの少なくとも１つの代表を有していることを特徴とする請求項１に記載の２成分発泡システム。
3. 　水性のポリマー分散剤は、ポリマーとして、ポリ（メタクリル酸アルキルエステル）、ポリ（アクリル酸アルキルエステル）、ポリ（メタクリル酸アリルエステル）、ポリ（アクリル酸アリルエステル）および／またはｎ−ブチルアクリレートおよび／またはスチロールを有するコポリマーを含んでいることを特徴とする請求項２に記載の２成分発泡システム。
4. 　ポリオール成分（Ａ）は、ポリオール成分（Ａ）の１つないし複数のポリオールの１００重量割合当たり、水性のポリマー分散剤の１つまたは複数のポリマーの２０から３００重量割合、好ましくは５０から１５０重量割合を有していることを特徴とする請求項１から３の少なくとも１項に記載の２成分発泡システム。
5. 　水性のポリマー分散剤は、５から８０重量％、好ましくは２０から６０重量％の含水量を有していることを特徴とする請求項１から４の少なくとも１項に記載の２成分発泡システム。
6. 　水性のポリマー分散剤は、ポリマー成分（Ａ）の１つないし複数のポリオールの１００重量割合当たり６から１００重量割合、好ましくは２０から６０重量割合の水割合が得られるような量で、ポリオール成分（Ａ）内に含まれていることを特徴とする請求項１から５の少なくとも１項に記載の２成分発泡システム。
7. 　ポリオール成分（Ａ）は、ポリオールとして、好ましくは２００から１００００の範囲の分子重量と２から６のヒドロキシ基を有する、直鎖と分岐、脂肪族、芳香族および／またはアル脂肪族、モノマーとポリマー、のポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、脂肪酸ポリエステルポリオール、アミノポリオールおよびハロゲン化されたポリオールを含むグループの少なくとも１つの代表、特に２００から３０００、好ましくは３００から６００の数平均分子重量を有するポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリブチレングリコール、１，５から５の官能性と１００から７００のＯＨ−数を有するポリエステルポリオールおよび／またはポリエーテルポリオールを含んでおり、ポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、好ましくは２と等しいか、それより大きい官能性と２０から４０％のＮＣＯ−含有量を有するポリイソシアン酸塩を含んでいることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の２成分発泡システム。
8. 　ポリオール成分（Ａ）は、０．０１から５重量％、好ましくは０．１から１，５重量％の量の少なくとも１つのセル安定剤を含んでいることを特徴とする請求項１から７の少なくとも１項に記載の２成分発泡システム。
9. 　ポリオール成分（Ａ）は、ポリシロキサン、ポリエーテル改質されたシロキサン、シロキサン−オキシアルキレン−コポリマー、シリコン、平均的な極性の非イオン系乳化剤および特にシリコン−グリコール−コポリマー、ポリジメチルシロキサン、ポリオキシアルキレングリコール／アルキルシラン−コポリマー、アルコキシル化された脂肪酸、好ましくは脂肪酸残基内に１４の炭素原子を有するエトキシル化またはプロポキシル化された脂肪酸、エトキシル化された（Ｃ_１−Ｃ_１８）−アルキルフェノールおよび／またはエトキシル化されたひまし油を含む群から選択されたセル安定剤を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の２成分発泡システム。
10. 　ポリオール成分（Ａ）が少なくとも１つの膨張する材料内に含まれていることを特徴とする請求項１から９の少なくとも１項に記載の２成分発泡システム。
11. 　膨張する材料として、膨張グラファイトおよび／またはバーミキュライトを含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の２成分発泡システム。
12. 　ポリオール成分（Ａ）は、ポリオールをポリイソシアン酸塩と反応させるための触媒として、芳香族および／または脂肪族アミン、第２アミンまたは第３アミン、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｂｉ、Ｓｂ、ＰｂおよびＣａを含むグループからなる金属の金属有機化合物、特にこれらの金属のオクタン酸塩、ナフテン酸塩またはアセチルアセトン酸塩を含んでいることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の２成分発泡システム。
13. 　ポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、脂肪族、環脂肪族、アル脂肪族、芳香族および異種環状のポリイソシアン酸塩を含む群から選択されたポリイソシアン酸塩、特に４，４’−メチレンジ（フェニルイソシアン酸塩）、トルイレンジイソシアン酸塩、イソプロピリデンジイソシアン酸塩、ヘキサメチレンジイソシアン酸塩および／またはこれらジイソシアン酸塩のプレポリマーまたはオリゴマーを含んでいることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の２成分発泡システム。
14. 　ポリオール成分（Ａ）および／またはポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、空気、窒素、二酸化炭素、亜酸化窒素のような、圧縮または液化されたガスを基剤とする噴射剤として、１，１，１，２−テトラフルオロエタンまたは１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパンのような、フッ化された炭化水素、ジメチルエーテル、ブタンおよび／またはプロパンを含んでいることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の２成分発泡システム。
15. 　ポリオール成分（Ａ）および／またはポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、有機または無機の難燃剤を含んでいることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の２成分発泡システム。
16. 　有機または無機の難燃剤は、０．１から２０重量％、好ましくは０．５から５重量％の量で含まれていることを特徴とする請求項１５に記載の２成分発泡システム。
17. 　難燃剤として、赤リン、リン化合物、特にトリエチルリン酸塩、トリフェニルリン酸塩および／またはトリクロルエチルリン酸塩、トリ（２−クロルイソプロピル）−リン酸塩あるいはトリ（２−クロルエチル）−リン酸塩のような、ハロゲン化されたリン酸エステル、金属水酸化物、特に水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ポリリン酸アンモニウムおよび／または酸化アンチモンが含まれていることを特徴とする請求項１５または１６に記載の２成分発泡システム。
18. 　ポリオール成分（Ａ）は、ポリマー分散剤の凝固を促進する薬剤を含んでいることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の２成分発泡システム。
19. 　ポリオール成分（Ａ）は、凝固を促進する薬剤として、微粒の固体、塩または、亜鉛、アルミニウムまたは鉄の、アルカリ土類元素のような、多価の金属の酸化物または有機酸を含んでいることを特徴とする請求項１８に記載の２成分発泡システム。
20. 　ポリオール成分（Ａ）は、凝固を促進する薬剤として、少なくとも１つの微粒の無機および／または有機の填料を含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の２成分発泡システム。
21. 　ポリオール成分（Ａ）は、凝固を促進する薬剤として、金属酸化物、ホウ酸塩、炭酸塩、好ましくは白亜、ケイ酸塩、カオリン、ガラス粉末、酸化鉄、二酸化チタン、二酸化ケイ素、無機の泡、好ましくは発泡された膨張粘土、発泡されたパーライトおよび発泡されたバーミキュライトおよび／またはケイ化された材料またはガラスからなる中空の小球を含む群から選択された、少なくとも１つの微粒の無機の填料を含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の２成分発泡システム。
22. 　ポリオール成分（Ａ）は、凝固を促進する薬剤として、特にジャガイモ、トウモロコシ、米、穀物、木材、コルク、紙、皮革、セルロース、麻、木綿およびウールを基剤とする、少なくとも１つの粒子状および／または繊維形状の植物性および／または動物性のポリマー、好ましくは澱粉を含むことを特徴とする請求項１９に記載の２成分発泡システム。
23. 　ポリオール成分（Ａ）は、凝固を促進する薬剤として、硝酸カルシウム、硝酸亜鉛、酸化亜鉛、硫化アルミニウム、塩化アルミニウム、硫化鉄、塩化鉄、ギ酸、酢酸、ポリアクリルアミドおよび特にポリリン酸アンモニウムを含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の２成分発泡システム。
24. 　ポリオール成分（Ａ）は、さらに、凝固する助剤、好ましくはエステルアルコールまたはグリコール、好ましくは２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンディオール−モノイソ酪酸塩を含むことを特徴とする請求項１８から２３に記載の２成分発泡システム。
25. 　ポリオール成分（Ａ）および／またはポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、チクソトロピー剤および／または希釈剤または溶剤を含むことを特徴とする請求項１から２４のいずれか１項に記載の２成分発泡システム。
26. 　チクソトロピー剤として、ケイ酸、成層ケイ酸塩、特に合成のマグネシウム成層ケイ酸塩、活性化されたベントナイト、セピオナイトまたはアタプルギット、ポリエチレンワックスおよび／またはセルロース誘導体、たとえばヒドロキシエチルセルロースが含まれていることを特徴とする請求項２５に記載の２成分発泡システム。
27. 　希釈剤または溶剤として、ブタノールまたはジプロピレングリコールのような、脂肪族アルコールが含まれていることを特徴とする請求項２５に記載の２成分発泡システム。
28. 　ポリオール成分（Ａ）および／またはポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、さらに、少なくとも１つの無機および／または有機の填料を含んでいることを特徴とする請求項１から２７の少なくとも１項に記載の２成分発泡システム。
29. 　無機の填料として、金属酸化物、ホウ酸塩、炭酸塩、好ましくは白亜、ケイ酸塩、カオリン、ガラス粉末、酸化鉄、二酸化チタン、二酸化ケイ素、無機の泡、好ましくは発泡された膨張粘土、発泡されたパーライトおよび発泡されたバーミキュライトおよび／またはケイ化された材料またはガラスからなる中空の小球を含んでいることを特徴とする請求項２８に記載の２成分発泡システム。
30. 　有機の填料として、特にジャガイモ、トウモロコシ、米、穀物、木材、コルク、紙、皮革、セルロール、麻、木綿およびウールを基剤とする、粒子状および／または繊維状の植物性および／または動物性ポリマー、好ましくは澱粉を含んでいることを特徴とする請求項２９に記載の２成分発泡システム。
31. 　ポリオール成分（Ａ）および／またはポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、さらに、それ自体知られた助剤、添加物、安定剤、軟化剤、触媒、溶剤、顔料および／または色素を含んでいることを特徴とする請求項１から３０の少なくとも１項に記載の２成分発泡システム。
32. 　軟化剤として、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、リン酸、クエン酸または脂肪酸を基剤とするエステルが含まれていることを特徴とする請求項３１に記載の２成分発泡システム。
33. 　ポリオール成分（Ａ）とポリイソシアン酸塩成分（Ｂ）は、２チャンバ−またはマルチチャンバ装置内で反応を阻止するように分離され、１：５から１０：１の、１つないし複数のポリオールのＯＨ−基に対する１つないし複数のイソシアン酸塩のＮＣＯ−基の比を維持しながら使用条件の下に保持されていることを特徴とする請求項１から３２の少なくとも１項に記載の２成分発泡システム。
34. 　壁、床および／または天井の開口部、ケーブルとパイプの挿通部、天井部分と壁部分の間、外壁開口部と、窓枠またはドア枠のような、組み込むべき構造部分との間、天井と壁の間、および建物の外壁と前に懸下されるファサードの間の継ぎ目を、固定、断熱および／または防火の目的で、泡で塞ぐための、請求項１から３３に記載の２成分発泡システムの使用方法。