JPH0464622B2 - - Google Patents

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JPH0464622B2
JPH0464622B2 JP3231685A JP3231685A JPH0464622B2 JP H0464622 B2 JPH0464622 B2 JP H0464622B2 JP 3231685 A JP3231685 A JP 3231685A JP 3231685 A JP3231685 A JP 3231685A JP H0464622 B2 JPH0464622 B2 JP H0464622B2
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JP
Japan
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weight
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foam
resin
acid
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JP3231685A
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Masako Yokoyama
Chiaki Tsukamoto
Takashi Ooga
Hisatsugu Okuyama
Satoru Kodera
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Toyo Tire Corp
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) この発明は、構造物等の断熱用発泡体として、
気泡が均一で優れた難燃性のフオームを製造する
方法に関する。 (従来の技術) 従来、フエノール類とアルデヒド類とをアルカ
リ性触媒の存在下で反応させて、レゾール型の液
状フエノール樹脂を合成し、これを出発原料とし
て発泡剤や硬化剤を加えて、フエノールアルデヒ
ド樹脂発泡体を製造する方法は公知であるが、こ
の方法で得られたフオームは建材用断熱材として
用いる場合、耐熱性に幾分劣るため、準不燃材と
して特に建設省告示第1372号に記載された付加試
験での合格がかなり困難という欠点があつた。 一方、フエノール類とアルデヒド類とをカルボ
ン酸金属塩触媒の存在下で反応させることによつ
て、分子内にジメチレンエーテル結合を有するベ
ンジルエーテル型フエノール樹脂を得る方法も、
特公昭47−18871号や特公昭54−15797号で公知で
あり、これらの方法によつて得られたベンジルエ
ーテル型フエノール樹脂も液状で、且つレゾール
型フエノール樹脂に比し、貯蔵安定性に優れてい
ることが知られている。しかしながら、これらの
先行技術によつて得られたベンジルエーテル型液
状フエノール樹脂は貯蔵中に結晶の折出量が多く
硬化剤及び発泡剤を加えて発泡させた場合フオー
ムの気泡が不均一になり易い上、醋酸等の刺戟臭
が残り易いという難点があつた。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明は、フエノール類とアルデヒド類とを硼
酸塩触媒の存在下で反応させることにより、貯蔵
安定性に優れたベンジルエーテル型液状フエノー
ル樹脂を得ることができる上、この樹脂100重量
部に、硬化剤1〜60重量部及び発泡剤1〜40重量
部と、必要に応じて各種添加剤を加えた組成物か
らなる系の水分含有率を5〜20重量%の範囲に調
整することによつて、均一な気泡で脆さが改良さ
れ、且つフオームに臭気が残らずに良好な耐熱性
の発泡体を得る方法を見出したものである。 (発明の構成) ベンジルエーテル型液状フエノール樹脂を合成
するために使用するアルデヒド類が水溶液であ
り、且つ反応が脱水縮合反応であるため、得られ
た液状フエノール樹脂は含水量が多く、静置する
と通常上部に水の層、下部に樹脂の二層に分離し
てくる。この際水の量によつてデカンテーシヨン
法或は減圧脱水等の手段で水分を除去するが、こ
の場合の樹脂の水分率を次式を満足する範囲内に
制御することによつて、良好な気泡状態で脆さの
改良させたフエノールフオームが得られる。 ここで、aはフエノール樹脂の配合部数(重量
部)xはフエノール樹脂中の水分率(%)、biは
フオームを製造するために添加される各種配合剤
の配合部数(重量部)、Yiは各種添加剤中の水分
率(%)、Wは混合組成物合計部数(重量部)で
ある。 この樹脂組成物中の全水分率が5(%)未満で
あると、発泡時の発熱が大きいため、フオーム内
部にスコーチ(焼け)現象を生ずると共に気泡が
不均一になり易く、場合によつてはフオーム内部
に大きな空洞を生成することがある。一方、組成
物中の全水分率が20(%)以上になると、硬化反
応の進行を阻害するため発泡剤のガス化とのバラ
ンスを失して気泡が粗く不均一になつてしまうの
で、混合組成物の含水率は5〜20(%)の範囲と
することが必要である。 本発明に用いられるフエノール類としては、た
とえばフエノール、クレゾール、キシレノール、
p−アルキルフエノール、ビスフエノールA又は
そのハロゲン化物等が含まれ、一般にはフエノー
ルが用いられる。また上記フエノール類を2種以
上を混合使用しても良い。 またアルデヒド類としては、たとえばホルムア
ルデヒド、パラホルムアルデヒド、フルフラール
等が含まれ、一般にはホルムアルデヒドが用いら
れ、これらを2種以上混合使用することも可能で
ある。またホルムアルデヒドは水溶液の形で用い
られるのが一般的である。 使用されるフエノール類とアルデヒド類の混合
比率は、フエノール1モルに対し、アルデヒド類
0.8〜4モルの範囲で、好ましくはフエノール類
1モルに対し、アルデヒド類1.1〜2.5モルであ
る。 本願で使用する一般式XMpO・YB2O3・ZH2
O(但し、X,Y,Zは正数でZのみは0を含み、
Mは1価または2価の金属元素、pは1又は2)
で示される硼酸塩触媒としてはZnO・B2O3・2H2
O,2ZnO・3B2O3・3.5H2O,2ZnO・5B2O3
CaO・B2O3・3.5H2O,BaO・B2O3・3.5H2O,
2MgO・3B2O3・3.5H2O,MnO・B2O3・2.5H2
O,Li2O・2B2O3,3CdO・B2O3,ZnO・2B2
O3,3ZnO・2B2O3,Na2O・2B2O3・1OH2O等
が挙げられる。 これらの硼酸塩触媒の使用量は、フエノール類
100重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは
0.5〜5重量部の範囲とするのが好適である。0.1
重量部未満では重合反応時間が長くなるだけでな
く、重合度を高めることが困難となる。一方10重
量部以上に増やすと、反応が早くなりすぎて、反
応の制御が困難となるだけでなく、反応後洗浄等
により触媒を除去しないと触媒が折出してくると
いう問題がある。 尚硼酸塩を単独で用いる以外に公知の有機カル
ボン酸金属塩を併用することも可能である。 この場合に、併用し得る有機カルボン酸金属塩
としては、酸成分として蟻酸、酢酸、プロピオン
酸、蓚酸、オクチル酸、ナフテン酸、安息香酸等
が、金属としてはLi Na,Kのような1価の金属
或はZn,Mn,Co,Ni,Cr,Cd,Pd,Fe,
Mg,Ca,Baのような2価の金属成分とからな
る塩が挙げられる。これらの有機カルボン酸金属
塩を硼酸塩と併用する場合の有機カルボン酸金属
塩の使用量は、フエノール類100重量部に対して
2重量部未満にすることが望ましい。有機金属カ
ルボン酸金属塩の添加量が量重量部以上になる
と、たとえ硼酸塩と併用したとしても針状結晶の
折出や、触媒の分離或は臭気の成形物中への残存
等従来技術と同様の欠点が現れるからである。 合成時の反応温度は通常60〜150℃の範囲、好
ましくは80〜110℃である。また反応時間は通常
1〜24時間の範囲で行ない脱水工程に移る。脱水
はそのまま減圧下で脱水するか、二層に分離した
上部水層をデカンテーシヨンした後減圧脱水する
か、又はデカンテーシヨン後内容物を水洗した後
減圧脱水する。また減圧脱水操作以外に、得られ
た樹脂中に塩化カルシウム等の脱水剤を添加して
脱水しても良い。さらに粘度調整の為、脱水後50
〜100℃で後加熱をおこなつても良い。 次に、硬化剤として用いる燐酸系化合物として
は、たとえば燐酸、亜燐酸、次亜燐酸及びピロリ
ン酸、トリポリ燐酸、ポリ燐酸等の縮合燐酸、さ
らに酸性燐酸塩、酸性ポリ燐酸塩、フエニルホス
ホン酸、フエニルホスフイン酸、ジフエニルホス
フイン酸等の有機酸及び酸性燐酸エステルが挙げ
られる。又スルホン酸系硬化剤としてはベンゼン
スルホン酸、フエノールスルホン酸等の芳香族ス
ルホン酸、及びこれらの誘導体が用いられ、これ
らを2種以上混合した系を用いてもよい。これら
は、液状フエノール樹脂にそのまま添加してもよ
く、また水溶液の形で添加混合してもよい。硬化
剤の添加量は1〜60重量部が適当で、好ましくは
5〜30重量部である。1重量部より少ないと、常
温で樹脂中に硬化剤を混合しても発熱硬化せず、
発泡体にすることが出来ない。また60重量部を越
すと硬化が早くまた硬化時の発熱が大きすぎ均一
な発泡体を得ることが出来ない。 発泡させる為に必要な発泡剤としては、石油エ
ーテル、2−メチルブタン、n−ペンタン、シク
ロヘキサン、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の炭
化水素及びクロロホルム、トリクロロモノフルオ
ロメタン、クロロペンタン、テトラクロロジフル
オロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、メ
チレンクロライド、トリクロロエチレン、1.1.1
−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素等沸
点が10〜100℃のものが用いられ、添加量は液状
フエノール樹脂100重量部に対して1〜40重量部
の範囲である。添加量が1重量部より少ないと発
泡しないか発泡しても発泡倍率が小さすぎて断熱
性能が悪く、40重量部を越えると発泡剤の気化潜
熱作用のため硬化が悪く、均一な発泡体が得難
い。発泡剤の添加は液状フエノール樹脂に前もつ
て混合しておくか、硬化剤の添加時、同時に添加
し混合する。 硬化剤、発泡剤の添加以外に、整泡剤、補強
材、難燃剤の如き添加剤も必要に応じ液状樹脂に
前もつて、又は硬化剤添加時、撹拌混合すること
ができる。発泡体の気泡を整えるための整泡剤と
してはカチオン系、アニオン系、ノニオン系等の
界面活性剤の添加が有効である。補強材としては
ガラス繊維をはじめ有機、無機の繊維材料やマイ
クロバルーンのような多孔質補強材が好適であり
難燃性を付与する為には三酸化アンチモン、水酸
化アルミニウム、燐ハロゲン系化合物等の公知の
難燃剤の添加が可能である。この他公知の着色剤
や充填剤も用いることができる。 (実施例) 実施例 1〜6 (1) 液状フエノール樹脂の合成 フエノール100重量部、ホルムアルデヒド(37
%水溶液)130重量部、(これはフエノール1モル
に対し1.5モルに相当する)及び硼酸バリウム
(BaO・B2O3・3.5H2O)3.5重量部を反応容器に
秤取し均一に溶解した後、環流冷却器をつけて95
℃で撹拌しながら5時間加熱を続けた。一旦内容
物を冷却後上層に分離した水層をデカンテーシヨ
ン法により除去し、更に15mmHgの減圧下で脱水
処理を行つて第1表に示した種々の水分率のフエ
ノール樹脂を得た。得られた液状樹脂は赤外線吸
収スペクトルの1000cm-1から1100cm-1にかけてメ
チロール及びエーテル結合に相当する吸収が認め
られ、更に1H−NMR分析では4.8ppm近くの位
置にジベンジルエーテル結合に帰属する吸収が認
められた。またこの合成により得られたベンジル
エーテル型フエノール樹脂を常温で3ケ月間放置
しておいたが、ゲル化や針状結晶の折出等の挙動
は全くおこさなかつた。 (2) フエノールフオームの製造 第1表の実施例1〜6に示したようなそれぞれ
水分率の異なる液状のベンジルエーテル型フエノ
ール樹脂100重量部に対して、発泡剤としてトリ
クロロトリフルオロエタン15重量部を添加し、更
に、第1表の各例に示したような各種の硬化剤を
用いて常温で混合撹拌し、雰囲気温度80℃で発泡
硬化させた。得られた発泡体のフオーム密度及び
気泡状態は第1表に併記した通りであつた。
【表】 に準ずる。
実施例 7〜10 (1) 液状フエノール樹脂の合成 実施例1〜6の場合と同様フエノール1モルに
対しホルムアルデヒド1.5モルのモル比を用い第
2表に記載の各合成触媒をフエノール100重量部
に対し3重量部の割合で反応釜に仕込み100℃、
5時間環流下で加熱し、その後減圧下で水分率
5.0%迄脱水処理した。 得られた樹脂の粘度は第2表に併記した通りで
あつた。このようにして得られた、それぞれの樹
脂100重量部にトリクロロトリフルオロエタン15
重量部、65%フエノールスルホン酸30重量部を混
合撹拌し300m/m×300m/m×15m/mの型に
流し込んでフオーム板を得た。 このフオーム板を裁断して220m/m×220m/
m×15m/mの大きさにし、JISA1321に記載の
難燃性試験を実施した。 その結果も第2表に併記した。
【表】 実施例 11〜19 (1) 液状フエノール樹脂の合成 フエノール100重量部、ホルムアルデヒド(37
%水溶液)173重量部(フエノール1モルに対し
2モル)及び硼酸亜鉛ZnO・B2O3・2H2Oの4重
量部をフラスコに秤量し均一に溶解した後、環流
冷却器をつけて、95℃で撹拌しながら5時間加熱
を続ける。 一旦内容物を急冷し上部水層を除去した後、30
mmHgの真空下で脱水処理しその後再び冷却する。
得られた樹脂の粘度は25℃で21900cpsであつた。
この液状フエノール樹脂100重量部に、整泡剤と
してノニオン系界面活性剤ノイゲンEA−50(第1
工業製薬製)2重量部、発泡剤としてトリクロロ
トリフルオロエタン10重量部を添加し、第3表に
示した如き各種硬化剤を用い常温で混合撹拌し、
雰囲気温度80℃で発泡硬化させた。得られた発泡
体の特性は第3表に併記した通りである。
【表】 (発明の作用) 実施例5は、フエノール樹脂合成時に脱水処理
を行わなかつた例でフエノール樹脂中の含水率が
24.5%と高く、硬化剤として水分率が35%のフエ
ノールスルホン酸を20重量部使用しているので混
合組成物中のトータル含水率は23.3%となり、本
願の技術範囲外の例であるが、実施例1〜4に比
し気泡が不均一で脆いフオームしか得られなかつ
た。又実施例6はフエノール樹脂中の水分を充分
時間をかけて減圧脱水を行つたので、フエノール
樹脂中の含水率は0.4%と著しく小さく、硬化剤
として水分率が20%のフエノールスルホン酸を20
重量部と少ない配合量にしたので混合組成物中の
トータル含水率は3.3%となり、やはり本願技術
範囲外の例である。この場合はフオーム内部にス
コーチ現象が認められ、気泡も不均一なものしか
得られなかつた。 又実施例7及び8と実施例9〜10を比較すれば
明らかように液状フエノール樹脂合成時に触媒と
して用いた硼酸塩が、フオーム化した時の耐燃性
の向上に寄与するという予想外の効果がえられ
た。 (発明の効果) ベンジルエーテル型液状フエノール樹脂を合成
する際に硼酸塩触媒を用い更にフオームを製造す
る際に混合組成物中のトータル含水率を、5〜20
重量%好ましくは10〜15重量%の範囲に選定し、
硬化剤の配合量を1〜60重量部の範囲とすること
により、均一な気泡状態で脆さの改良された良好
なフエノールフオームが得られる。 又、硬化剤として燐酸系化合物を併用すると防
錆効果が期待できる上、フオームの機械的特性や
難燃性の向上も期待できる。更に加えて、合成時
の触媒として硼酸塩を用いたことにより、触媒の
硼酸塩が耐燃性賦与剤としても作用するので予想
以上の難燃効果が得られることを見出したもの
で、高度の難燃性が要求される建材等の構造物用
断熱材をはじめ、種々の産業資材として極めて多
くの用途が期待できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 フエノール類とアルデヒド類とを下記の一般
    式で示される硼酸塩触媒の存在下で水溶液で加熱
    重合させた後脱水処理を行つた液状フエノール樹
    脂100重量部に対し、燐酸系及び、又はスルホン
    酸系硬化剤1〜60重量部と低沸点炭化水素系発泡
    剤1〜40重量部を主成分として用い、混合組成物
    中の含水率が5〜20重量%の範囲となるように調
    整して発泡硬化させることを特徴とするフエノー
    ルフオームの製造方法。 一般式 XMpO・YB2O3・ZH2O 但し、X,Y,Zは正数でZのみは0を含み、
    Mは1価又は2価の金属元素を、Pは1又は2で
    ある。
JP3231685A 1985-02-20 1985-02-20 フエノ−ルフオ−ムの製造方法 Granted JPS61190533A (ja)

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