JP2020079427A - ウレタン樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
R1はCnH2n+1であり、
R2はCmH2m+1であり、
R3は水素原子又はClH2l+1であり、
n、m及びlは独立して1以上の整数である。]
項2、前記カルボン酸アンモニウム塩の含有量が、ポリオール100質量部に対して5質量部以上である、項1に記載のポリオール組成物。
(i)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組成物であって、ポリオール、触媒、整泡剤、発泡剤、及び所定のカルボン酸アンモニウム塩を含有することを特徴とする、ポリオール組成物、
(ii)上記ポリオール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、
(iii)上記ポリオール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、及び
(iv)上記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。
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。
グリセリンおよびトリメチロールプロパン等の三価アルコール;
ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトール、ショ糖、グルコース、マンノース、フルクト−ス、メチルグルコシドおよびその誘導体等の四〜八価のアルコール;
フェノール、フロログルシン、クレゾール、ピロガロール、カテコ−ル、ヒドロキノン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、1−ヒドロキシナフタレン、1,3,6,8−テトラヒドロキシナフタレン、アントロール、1,4,5,8−テトラヒドロキシアントラセン、1−ヒドロキシピレン等のフェノールポリブタジエンポリオール;ひまし油ポリオール;
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの(共)重合体およびポリビニルアルコール等の多官能(例えば官能基数2〜100)ポリオール、フェノールとホルムアルデヒドとの縮合物(ノボラック)
などが挙げられる。
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。
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
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、カルボン酸アンモニウム塩を含有する。前記カルボン酸アンモニウム塩のカチオン部分は第4級アンモニウムカチオンであり、前記カルボン酸アンモニウム塩のアニオン部分は下記式(1)で表されるカルボン酸アニオンであることを特徴とする。
R1はCnH2n+1であり、
R2はCmH2m+1であり、
R3は水素原子又はClH2l+1であり、
n、m及びlは独立して1以上の整数である。]
n、m及びlはそれぞれ独立して1以上の整数であり、好ましくは1〜4の整数であり、より好ましくは1〜2の整数である。
本発明の樹脂組成物は、触媒を含む。ただし、上記「カルボン酸アンモニウム塩」に該当する成分は、「触媒」には含まれない。具体的には、触媒としては樹脂化触媒及び/又は三量化触媒が挙げられる。
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。
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。
ヘキサブロモベンゼン、ペンタブロモトルエン、ヘキサブロモビフェニル、デカブロモビフェニル、ヘキサブロモシクロデカン、デカブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモジフェニルエーテル、ビス(ペンタブロモフエノキシ)エタン、エチレンービス(テトラブロモフタルイミド)、テトラブロモビスフェノールA等のモノマー有機臭素化合物;
臭素化ビスフェノールAを原料として製造されたポリカーボネートオリゴマー、ポリカーボネートオリゴマーとビスフェノールAとの共重合物等の臭素化ポリカーボネート;
臭素化ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジエポキシ化合物、臭素化フェノール類とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるモノエポキシ化合物等の臭素化エポキシ化合物;
ポリ(臭素化ベンジルアクリレート);
臭素化ポリフェニレンエーテル;
臭素化ビスフェノールA、塩化シアヌールおよび臭素化フェノールの縮合物;
臭素化(ポリスチレン)、ポリ(臭素化スチレン)、架橋臭素化ポリスチレン等の臭素化ポリスチレン;
架橋または非架橋臭素化ポリ(−メチルスチレン)等のハロゲン化された臭素化合物ポリマー
などが挙げられる。
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。無機充填材として、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。ただし、上記「針状フィラー」に該当する成分は、「その他の成分」には含まれない。
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)
三量化触媒(エアープロダクツ社製、製品名:DABCO TMR7)
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)
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)
樹脂化アミン触媒(東ソー社製、製品名:TOYOCAT(登録商標)−DM70)
樹脂化金属触媒(日東化成社製、製品名:ネオスタン U−600)
樹脂化金属触媒(日東化成社製、製品名:ネオスタン U−830)
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。
発泡時の横伸びが大きいと、凹凸部位に吹付施工などを行った際、基材界面との剥離が発生する。そこで、L字基材の凹部に向かって吹付施工を行い、剥離の有無により横伸びの評価を行った。L字基材としては、30cm四方の石膏ボード2枚を垂直に固定したものを用いた。吹き付けは、グラコ社製吹付装置H−25を用いた。
L字基材凹部への吹付でも剥離無:横伸び小さい、○
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、○
Claims (9)
- 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組成物であって、ポリオール、触媒、整泡剤、発泡剤、及びカルボン酸アンモニウム塩を含み、
前記カルボン酸アンモニウム塩のカチオン部分は第4級アンモニウムカチオンであり、
前記カルボン酸アンモニウム塩のアニオン部分は下記式(1)で表されるカルボン酸アニオンであることを特徴とする、ポリオール組成物。
[式中、
R1はCnH2n+1であり、
R2はCmH2m+1であり、
R3は水素原子又はClH2l+1であり、
n、m及びlは独立して1以上の整数である。] - 前記カルボン酸アンモニウム塩の含有量が、ポリオール100質量部に対して、5〜20質量部である、請求項1に記載のポリオール組成物。
- R3がClH2l+1である、請求項1または2に記載のポリオール組成物。
- 前記カルボン酸アンモニウム塩のカチオン部分が、テトラメチルアンモニウムカチオンである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリオール組成物。
- 前記カルボン酸アンモニウム塩のアニオン部分が、2,2−ジメチルプロパン酸アニオンである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリオール組成物。
- 発泡剤としてハイドロフルオロオレフィン(HFO)を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリオール組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリオール組成物とポリイソシアネート化合物との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7に記載の発泡性ポリウレタン組成物。
- 請求項7又は8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。
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