JPH03152158A - 高分子発泡体の製法及び難燃性組成物 - Google Patents
高分子発泡体の製法及び難燃性組成物Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
関し、さらに詳しくは難燃性高分子発泡体の製造におけ
る固体難燃剤の分散物の使用に関する。
のようなイソシアネート反応性化合物との反応による有
用な高分子物質の製造は周知である。このようにして製
造される物質としては、絶縁材あるいはクツシヨン及び
パッディング材として広く使用されるポリウレタン発泡
体類がある。
処方中に難燃剤を配合することが提案されてきている。
のような液体であったり、あるいはメラミンのような固
体でありうる0発泡体処方にメラミンを含めることは、
米国特許第4258141号、英国特許第158575
0号及び英国特許第2163762号明細書に記載され
ており、そのメラミンはポリオール成分との混合物の形
で処方に導入される。
難燃剤の沈降及びポリオール成分中の触媒の失活等があ
る。
ートプレポリマー中の分散物の形で、発泡体生成処方中
に都合よく導入しうることを発見した。
有成分と水とを反応させることにより高分子発泡体を製
造する方法であって: そのイソシアネート含有成分が、遊@NCO含量2〜1
5重量%の液状イソシアネートプレポリマー中の固体難
燃剤の分散物からなり;かつそのプレポリマーが過剰量
の有機ポリイソシアネートと、複数のイソシアネート反
応性基を含む1種またはそれ以上の化合物と、の反応生
成物である; ことを特徴とする上記高分子発泡体の製法を提供する。
は、アンチモン化合物(例:アンチモン酸化物、三塩化
アンチモン)、ホウ素化合物(例ニホウ砂、ホウ酸、ホ
ウ酸亜鉛及びフルオロホウ酸アンモニウム)、三水和ア
ルミナ、リン酸アンモニウム、モリブデン酸アンモニウ
ム、モリブデン酸化物、及び殊に青酸誘導体、例えばシ
アナミド、ジシアンジアミド、グアニジン、ピグアニジ
ン、シアヌール酸及びその固体エステル、ならびに殊に
メラミン、リン酸アンモウム、またはグアニジンカーボ
ネート等がある。
1種またはそれ以上の難燃剤を含んでよい、従って、所
望ならば、その組成物は固体難燃剤と、少なくとも1種
の他の固体難燃剤及び/または少なくとも1種の液体難
燃剤と、の混合物を含むこともできる。
剤の例としては、トリス−2−クロロエチルホスフェー
ト、トリス−クロロプロピルホスフェート、トリクレジ
ルホスフェート及びトリス−2,3−ジブロモプロピル
ホスフェート等がある。
剤の量は、最終のポリマーにおいて達成されることが望
まれる難燃化効果にとって適切であるべきであり、これ
は試行法により決定することができる。典型的な組成物
は、ポリイソシアネートの重量を基準にして約10〜約
50重量%、好ましくは15〜25重量%の固体難燃剤
を含むが、これよりも多量または少量の難燃剤を含む組
成物も有用であることがある。
細な形状、典型的には約100ミクロンを越えない平均
粒径をもつ微細な形状で使用されるのが好ましい。
アネート反応性基を含む化合物と、理論過剰量有機ポリ
イソシアネート組成物と、を反応させることにより得ら
れる。
べきものは、ジフェニルメタンジイソシアネート(FI
DI)組成物、殊に、常温で液体である組成物である。
混合物、特に4.4′−異性体を、60%以下の2.4
′−異性体及び5%以下の2.2′−異性体と共に含む
混合物(重量%基準)がある。
ルメタンジイソシアネート組成物の例トしては、ポリメ
チレンポリフェニレンポリイソシアネートを含む組成物
がある。従って、混合物は、少な(とも70重量%の純
粋MDI(4,4’−異性体または異性体混合物)と3
0重量%までのいわゆる高分子MDI(25〜65重量
%のジイソシアネートと、残部として2より大きなイソ
シアネート官能価を有するポリメチレンポリフェニレン
ポリイソシアネートが大部分であるようなもの)とを含
むものとして使用しうる。また混合物は、純粋MDIを
、さらに高割合の(100%まで)上記高官能性ポリイ
ソシアネートを含む高分子MD I&Il成物との混合
物であってもよい。
なわち、例えば、ウレタン、アロファネート、ウレア、
ビウレット、カルボジイミド、ウレトンイミンまたはイ
ソシアネート等の残基を導入することにより公知方法で
変性されたMDIも使用できる。
ジフェニルメタンジイソシアネート組成物としては、前
述のMDI異性体、異性体混合物、変性MDI等と、2
0重量%までの他のポリイソシアネートもしくはポリイ
ソシアネート混合物と、の混合物がある。それらのMD
Iと混合して使用しうるその他のポリイソシアネートと
しては、脂肪族、環式脂肪族及び芳香脂肪族のポリイソ
シアネート(殊にジイソシアネート)があり、例えば、
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート
、4.4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
、m−テトラメチルキシレンジイソシアネート、p−テ
トラメチルキシレンジイソシアネートがあり、ならびに
殊にトリレンジイソシアネート及びブエニレンジイソシ
アネートのような芳香族ポリイソシアネートがある。
すべきものは、2〜6の平均名目ヒドロキシル官能価及
び約500〜約5000の平均ヒドロキシル当量を有す
るポリオールと、前記MDIm成物を反応させて得られ
るウレタンプレポリマーである。プレポリマーを作るた
めのポリオールに関して使用されるr名目ヒドロキシル
官能価」なる用語は、あるポリオールが、その単量体成
分を考慮したときに有する予期されるヒドロキシル官能
価を意味するものである0例えば、グリコールプロピレ
ンオキシドを付加することにより作られたポリエステル
ポリオールは、名目ヒドロキシル官能価2を有すること
になるが、実際にはその平均官能価は2よりも若干小さ
いことがありうる。従って、ポリエーテルポリオールに
ついての平均名目ヒドロキシル官能価は、その製造に用
いられた開始剤(単または複数)の平均官能価(すなわ
ち活性水素原子の数)である。
は2〜4、さらに好ましくは2〜3である。好ましい平
均当量は、750〜4000、例えば1000〜300
0の範囲となりうる。官能価、当量及び/又はポリマー
主鎖の異なる2種またはそれ以上のポリオールの混合物
は、ここで特定されている平均官能価及び平均当量の要
件に適合するならば、使用できる。
細に記載されており、そのようなポリオールの例として
挙げることができるものは、ポリエステル、ポリエステ
ルアミド、ポリチオエーテル、ポリカーボネート、ポリ
アセタール、ポリオレフィン、ポリシロキサン及び特に
ポリエーテル系のものがある。
ば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレン
オキシドまたはテトラヒドロフランのような環式オキシ
ドを、必要に応じて多官能開始剤の存在下に、重合させ
て得られる生成物がある。適当な開始剤化合物は、複数
の活性水素原子を含み、その例としては、水、アンモニ
ア、ポリオールII(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、シクロヘキ
サンジメタツール、レゾルシノール、ビスフェノールA
1グリセロール、トリメチロールプロパン、1.2.6
−ヘキサンドリオール、トリエタノールアミン、ペンタ
エリスリトールまたはソルビトール)、アミンl!(例
えばアニリン、エチレンジアミン、トリレンジアミン、
ジアミノジフェニルメタンまたはポリメチレンポリフェ
ニレンポリアミン)、及びアミノアルコール類(例えば
エタノールアミンまたはジェタノールアミン)等がある
。
用できる。
オキシプロピレンジオール、ポリオキシプロピレンジオ
ール、及び公知文献に詳述されているように三官能また
は三官能開始剤に対してエチレンオキシド及びプロピレ
ンオキシドを同時にあるいは逐次に添加することにより
得られるポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ジ
オール及びトリオールがある。10〜80%のオキシエ
チレン含量のランダム共重合体、24%までのオキシエ
チレン含量のブロック共重合体、及び50%までのオキ
シエチレン含量のランダム/ブロック共重合体(%はオ
キシアルキレン単位の合計重量基準)を例として挙げる
ことができる。上記のジオール及びトリオールの混合物
は特に有用である。その他の有用なポリエーテルポリオ
ールの例としては、テトラヒドロフランの重合によって
得られるポリテトラメチレングリコールがある。
アルコールとポリカルボン酸(殊にジカルボン酸または
そのエステル形成性誘導体)との反応生成物であってヒ
ドロキシル基末端付きのものがあり、そのようなポリオ
ールとしては、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、1.4−ブタンジ
オール、ネオペンチルグリコール、1.6〜ヘキサンジ
オール、シクロヘキサンジメタツール、ビス(ヒドロキ
シエチル)テレフタレート、グリセロール、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール、またはポリエー
テルポリオールまたは上記多価アルコールの混合物があ
り、そしてポリカルボン酸成分としては、スクシン酸、
グルタル酸、及びアジピン酸あるいはこれらの酸のジメ
チルエステル、セバシン酸、無水フタル酸、無水テトラ
クロロフタル酸またはジメチルテレフタレートあるいは
これらの混合物がある。ポリエステルアミドは、ポリエ
ステル化反応混合物中にエタノールアミンのようなアミ
ノアルコールを含ませることにより得ることができる。
合させることにより、あるいはヒドロキシカプロン酸の
ようなヒドロキシカルホン酸の重合により得られたポリ
エステル類も使用できる。
チオジグリコールを、単独で、あるいはその他のグリコ
ール、アルキレンオキシド、ジカルボン酸、ホルムアル
デヒド、アミノアルコール、またはアミノカルボン酸と
共に、縮合させることにより得られる生成物がある。
1.3−プロパンジオール、1.4−ブタンジオール、
1.6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコールまた
はテトラエチレングリコールのようなジオールを、ジア
リールカーボネート、例えばジフェニルカーボネートと
、あるいはホスゲンと、反応させることに得られる生成
物がある。
エチレングリコール、トリエチレングリコールまたはヘ
キサンジオールのようなグリコールを、ホルムアルデヒ
ドと反応させて得られるものがある。環式アセタールを
重合させることによっても適当なポリアセタールポリオ
ールを作ることができる。
キシ末端付きブタジェンホモ−及び共重合体、ならびに
ポリ(イソ−ブチレン)ポリオールがある。適当なポリ
シロキサンポリオールの例としては、ポリジメチルシロ
キサン−ジオール及び−トリオールがある。
ート組成物とポリオールとを、所望のNCO含量のプレ
ポリマーの生成に適切な相対割合で反応させることによ
り公知方法で製造しうる。
約40〜約90℃の温度を、ウレタン生成触媒の存在も
しくは不存在下で使用することが包含される。所望なら
ば、反応は、ウレタン基のうちの一部のものをアロファ
ネート基へ転化させるように公知の条件下で継続されて
もよい。
の例としては、MDI組成物を、2〜6の平均名目第1
及び/または第27ミノ官能価及び約500〜約500
0の平均アミノ当量を有するポリアミンと反応させるこ
とにより得られるウレアプレポリマーがある。それらの
製造のために適切なポリアミン及び製法は、公知文献に
詳記されており、例としては前記のポリオール類に対応
する高分子ポリアミン、特にジアミン及びトリアミンが
ある。ポリアミンの例としては、例えば米国特許第36
54370号明細書に記載されるようにポリエーテルポ
リオールを還元的にアミン化することにより、あるいは
ポリオールをシアノエチル化し次いで水素化することに
より、得られる生成物がある。
びにそれらの混合物が好ましい、ポリオールの部分アミ
ン化、及びポリオールとポリアミンとの結合、により得
られるアミノ基及びヒドロキシル基の両方を含むポリマ
ーも有用である。
ート組成物とポリアミンとを、所望のNCO含量のプレ
ポリマーの生成に適切な相対割合で反応させることによ
り公知方法で製造できる。
をビウレット基に転化させるような公知条件下で継続さ
せてもよい。
2〜6、好ましく2〜4の平均名目官能価及び約500
〜5000の平均当量を有するイソシアネート反応性ポ
リマーを、少な(とも2重量%の2.4′−ジフェニル
メタンジイソシアネートを含み2〜2.3の平均イソシ
アネート官能価を有するジフェニルメタンジイソシアネ
ート組成物の理論過剰量と反応させることによって得ら
れるような、2より大きな平均イソシアネート官能価及
び2〜15重量%、好ましくは2〜12重量%のNCO
含量を有する液体状のイソシアネート含有プレポリマー
組成物である。
平均イソシアネート官能価及び2〜15重量%のNCO
含量を有し、かつ (i)オキシエチレン残基を含有する少なくとも1種の
ポリオキシアルキレングリコールからなるポリオール成
分であって、2〜6の平均名目官能価、約500〜約5
000の平均ヒドロキシル当量、及び全オキシアルキレ
ン残基の重量基準で5〜30%、好ましくは10〜25
%の平均オキシエチレン含量を有するポリオール成分と
、 (ii)ジイソシアネート成分の合計重量基準で少なく
とも2重量%の2.4′−ジフェニルメタンジイソシア
ネートを含みそして2〜2.3の範囲内の平均イソシア
ネート官能価を有するジフェニルメタンジイソシアネー
ト組成物であって、上記ポリオール成分に対して理論過
剰量であるジフェニルメタンジイソシアネート組成物と
、 の反応により得られ安定な液状イソシアネート含有ポリ
ウレタンプレポリマー組成物である。
ソシアネート反応性ポリオキシアルキレンポリマーとジ
フェニルメタンジイソシアネート含有組成物との反応に
より得られる安定な液状イソシアネート含有プレポリマ
ー組成物であり、かつ そのプレポリマー組成物の平均イソシアネート官能価が
2より大きく、好ましくは2.05〜2.4の範囲内で
あること、 そのプレポリマー組成物のNCO含量が2〜12重量%
、好ましくは5〜12重量%であること、イソシアネー
ト反応性ポリオキシアルキレンポリマー中のオキシエチ
レン含量がオキシアルキレン残基合計の重量基準で5〜
30%の範囲内であること、 インシアネート反応性ポリオキシアルキレンポリマーの
平均名目官能価が2〜6であること、ジフェニルメタン
ジイソシアネート含有組成物中の全ジフェニルメタンジ
イソシアネート含量が少なくとも60重量%であること
、 ジフェニルメタンジイソシアネート含有組成物中の2.
4′−ジフェニルメタンジイソシアネート異性体含量が
少なくとも5%であること、ジフェニルメタンジイソシ
アネート含有組成物の平均イソシアネート官能価が2〜
2.3、好ましくは2.1〜2.3であること、 を特徴とするものである。
のいずれかに配合するのに好ましい固体難燃剤は、メラ
ミン、アンモニウムホスフェート及びグアニジンカーボ
ネートである。
散させるのに適当な慣用混合手段を用いて適宜な方法で
製造することができる。従って、固体難燃剤は液状のポ
リイソシアネートプレポリマーまたはその何らかの液状
前駆体に混入しうる。
リマー生成前のMDIまたはポリオールもしくはポリア
ミン中へ導入されうる。ウレタン(またはウレア)プレ
ポリマーをアロファネート(またはビュウレット)プレ
ポリマーへ転化すべき場合には、その添加剤はそれらの
段階のいずれにおいても、あるいは最終プレポリマー中
へ配合することができる。
あるいはさらに高い温度のような高温で加工または貯蔵
されうる。
ので、随意にその他の純粋、粗または変性ポリイソシア
ネートと組合せられて、水及び任意にその他のイソシア
ネート反応性物質と公知方法によって反応して、防火性
ポリウレタン、ポリウレア及びその他の有用高分子発泡
体を形成しうる。
適当である0発泡体の生成のためには、必要に応じてそ
の他のポリイソシアネート、その他のイソシアネート反
応性物質及び慣用添加剤の存在下に、本発明の難燃性組
成物を水と反応させる。そのような添加剤としては、不
活性揮発性発泡剤、例えば低沸点ハロカーボン;触媒、
例えば第3級アミン及びすず化合物;界面活性剤及び泡
安定剤、例えばシロキサン−オキシアルキレン共重合体
;連鎖延長剤、例えば低分子量ジオール、ジアミン及び
ジイミン;交叉結合剤、例えばトリエタノールアミン;
有機及び無機充填剤;顔料;及び内部離型剤;等がある
。
定されるものではない。
分子量4675のポリエーテルトリオール75kgと反
応させることにより得た0反応混合物を90分間85°
Cにおいて連続的に攪拌し、次いで40℃に冷却した。
25℃における6955cPsの粘度を有した。
イソシアネー)29.7kgに対して、高剪断混合条件
下24℃においてイソホロンジアミン2.54kgを添
加した。この反応混合物を85℃に加熱し、次いで高剪
断混合条件を維持しつつ、平均分子量4675のポリエ
ーテルトリオール67.8kgと90分間反応させた。
25℃において11035cPsの粘度を有した。
5重量部のプレポリマーAを、15重量部の「スプラセ
ック(Suprasec)DNR,1(I CT社製の
高分子MDI)及び20重量部のメラミン粉末と共に高
剪断下に混合することによって「分散物l」を作った。
を作った。
におけるメラミンの沈降速度は遅かった。
比20:1)4.2部と共に、慣用ペンチスケ−ル、自
由発泡条件下で反応させることにより軟質発泡体を作っ
た。このものは良好な機械的性質及び良好な耐(防)天
性を示した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、少なくとも1種のイソシアネート含有成分と水とを
反応させることにより高分子発泡体を製造する方法であ
って: そのイソシアネート含有成分が、遊離NCO含量2〜1
5重量%の液状イソシアネートプレポリマー中の固体難
燃剤の分散物からなり;かつ そのプレポリマーが過剰量の有機ポリイソシアネートと
、複数のイソシアネート反応性基を含む1種またはそれ
以上の化合物と、の反応生成物である; ことを特徴とする上記高分子発泡体の製法。 2、固体難燃剤が、メラミン、アンモニウムポリホスフ
ェート及びグアニジンカーボネートから選択される請求
項1記載の方法。 3、イソシアネート含有成分が10〜50重量%の固体
難燃剤を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 4、液状イソシアネートプレポリマーが5〜12重量%
の遊離NCO含量であることを特徴とする請求項1記載
の方法。 5、液状イソシアネートプレポリマーがジフェニルメタ
ンジイソシアネート組成物よりなることを特徴とする請
求項1記載の方法。 6、ジフェニルメタンジイソシアネート組成物と、2〜
6の平均ヒドロキシル官能価及び500〜5000の平
均ヒドロキシル当量を有するポリオールと、を反応させ
ることにより、液状イソシアネートプレポリマーを得る
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 7、液状イソシアネート含有プレポリマー組成物中の固
体難燃剤の分散物からなる難燃性組成物であって: その液状イソシアネート含有プレポリマー組成物が2よ
り大きな平均イソシアネート官能価及び2〜15重量%
、好ましくは2〜12重量%のNCO含量を有するもの
であり、かつ2〜6、好ましくは2〜4の平均名目官能
価及び約500〜5000の平均当量を有するイソシア
ネート反応性化合物と、少なくとも2重量%の2,4′
−ジフェニルメタンジイソシアネートを含み、2〜2.
3の範囲内の平均イソシアネート官能価を有するジフェ
ニルメタンジイソシアネート組成物の理論過剰量と、の
反応により得られうるものである、 ことを特徴とする上記難燃性組成物。 8、液状イソシアネート含有プレポリマー組成物中の固
体難燃剤の分散物からなる難燃性組成物であって; その液状イソシアネート含有プレポリマー組成物が、2
より大きな平均イソシアネート官能価及び2〜15重量
%のNCO含量を有し、 かつ(i)オキシエチレン残基を含有する少なくとも1
種のポリオキシアルキレングリコールからなるポリオー
ル成分であって、2〜6の平均名目官能価、約500〜
約5000の平均ヒドロキシル当量、及び全オキシアル
キレン残基の重量基準で5〜30%、好ましくは10〜
25%の平均オキシエチレン含量を有するポリオール成
分と、 (ii)ジイソシアネート成分の合計重量基準で少なく
とも2重量%の2,4′−ジフェニルメタンジイソシア
ネートを含みそして2〜2.3の範囲内の平均イソシア
ネート官能価を有するジフェニルメタンジイソシアネー
ト組成物であって、上記ポリオール成分に対して理論過
剰量であるジフェニルメタンジイソシアネート組成物と
、 の反応により得られたものである、 ことを特徴とする上記難燃性組成物。 9、液状イソシアネート含有プレポリマー組成物中の固
体難燃剤の分散物よりなる難燃性組成物であって: その液状イソシアネート含有プレポリマー組成物が、イ
ソシアネート反応性ポリオキシアルキレンポリマーとジ
フェニルメタンジイソシアネート含有組成物との反応に
より得られるものであり、かつ そのプレポリマー組成物の平均イソシアネート官能価が
2より大きく、好ましくは2.05〜2.4の範囲内で
あること、 そのプレポリマー組成物のNCO含量が2〜12重量%
、好ましくは5〜12重量%であること、イソシアネー
ト反応性ポリオキシアルキレンポリマー中のオキシエチ
レン含量がオキシアルキレン残基合計の重量基準で5〜
30%の範囲内であること、 イソシアネート反応性ポリオキシアルキレンポリマーの
平均名目官能価が2〜6であること、ジフェニルメタン
ジイソシアネート含有組成物中の全ジフェニルメタンジ
イソシアネート含量が少なくとも60重量%であること
、 ジフェニルメタンジイソシアネート含有組成物中の2,
4′−ジフェニルメタンジイソシアネート異性体含量が
少なくとも5%であること、 ジフェニルメタンジイソシアネート含有組成物の平均イ
ソシアネート官能価が2〜2.3、好ましくは2.1〜
2.3であること、 を特徴とする上記難燃性組成物。 10、固体難燃剤がメラミン、アンモニウムポリホスフ
ェート及びグアニジンカーボネートから選択されること
を特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の難燃性組
成物。 11、分散物は10〜50重量%の固体難燃剤を含む請
求項7〜9のいずれかに記載の難燃性組成物。
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