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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-20
(45)【発行日】2022-09-29
(54)【発明の名称】硬化性組成物
(51)【国際特許分類】
   C08G 18/00 20060101AFI20220921BHJP
   C08G 18/08 20060101ALI20220921BHJP
   C08L 75/04 20060101ALI20220921BHJP
   C08K 5/49 20060101ALI20220921BHJP
   C08G 101/00 20060101ALN20220921BHJP
【FI】
C08G18/00 L
C08G18/08 038
C08L75/04
C08K5/49
C08G101:00
【請求項の数】 2
(21)【出願番号】P 2017199960
(22)【出願日】2017-10-14
(65)【公開番号】P2019073607
(43)【公開日】2019-05-16
【審査請求日】2020-09-15
(73)【特許権者】
【識別番号】510114125
【氏名又は名称】株式会社エフコンサルタント
(72)【発明者】
【氏名】天野 良太郎
【審査官】今井 督
(56)【参考文献】
【文献】特開2016-205624(JP,A)
【文献】特開2017-171760(JP,A)
【文献】特表2015-520260(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 18/00- 18/87
C08G 101/00
C08L 75/00- 75/16
C08K 3/00- 13/08
CAPlus/Registry(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フォーム形成用の硬化性組成物であって、
ポリオール化合物、発泡剤、触媒、整泡剤、リン化合物及びポリイソシアネート化合物を含有し、
該リン化合物を1種または2種以上含み、各リン化合物の平均比重が1.29以上1.39以下、平均比重の異なる2種以上のリン化合物を用いる場合の平均比重が1.3以上1.39以下であり、
ポリオール化合物100重量部に対し、リン化合物が50重量部以上1000重量部以下であり、
イソシアネート指数が200以上800以下、
であることを特徴とする硬化性組成物。
【請求項2】
フォーム形成用の硬化性組成物であって、
ポリオール化合物、発泡剤、触媒、整泡剤、リン化合物、無機繊維及びポリイソシアネート化合物を含有し、
該リン化合物を1種または2種以上含み、各リン化合物の平均比重が1.29以上1.39以下、平均比重の異なる2種以上のリン化合物を用いる場合の平均比重が1.3以上1.39以下であり、
ポリオール化合物100重量部に対し、リン化合物が50重量部以上1000重量部以下、無機繊維が0.01重量部以上9重量部以下であり、
イソシアネート指数が200以上800以下、
であることを特徴とする硬化性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新規な硬化性組成物に関する。本発明の硬化性組成物は、貯蔵安定性に優れるとともに、低熱伝導性、耐熱性に優れたフォームを形成することができるものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、建築物等においては、壁面、天井面、床面等にフォームを設けることにより、屋内と屋外との間で生じる熱の出入りを抑制している。このようなフォームは、低熱伝導性の材料であり、その代表例として、例えば、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、スチレンフォーム等の有機フォームが用いられている。このうち、ウレタンフォームは、約0.025W/(m・K)程度の優れた低熱伝導性を有すること、また、比較的低コストで施工することができること等の特徴を有することから頻繁に用いられている。但し、ウレタンフォーム等の有機フォームは、有機系物質が主成分であるため、炎や高熱への耐性、すなわち耐熱性において、高度な性能が得られ難い傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特表2016-531966号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1(特表2016-531966号公報)等においては、ポリオール系化合物、イソシアネート系化合物、及び固体状難燃剤を含む組成物によって、低熱伝導性のフォームに耐熱性等を付与する試みがなされている。この固体状難燃剤については、トリフェニルホスフェート等のリン系難燃剤、デカブロモジフェニルオキシド等のハロゲン系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水和物系難燃剤等が記載されている。
【0005】
しかしながら、上記特許文献に記載のような組成物では、形成されるフォームの耐熱性の点、また貯蔵安定性の点において改善の余地がある。
【0006】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、本発明の主たる目的は、貯蔵安定性に優れるとともに、低熱伝導性、耐熱性に優れたフォームを形成させることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意検討した結果、フォーム形成用の硬化性組成物について、比重の低い特定のリン化合物を特定量含むものが有益であることに想到し、本発明の完成に至った。
【0008】
すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
1.フォーム形成用の硬化性組成物であって、
ポリオール化合物、発泡剤、触媒、整泡剤、リン化合物及びポリイソシアネート化合物を含有し、
該リン化合物を1種または2種以上含み、各リン化合物の平均比重が1.29以上1.39以下、平均比重の異なる2種以上のリン化合物を用いる場合の平均比重が1.3以上1.39以下であり、
ポリオール化合物100重量部に対し、リン化合物が50重量部以上1000重量部以下であり、
イソシアネート指数が200以上800以下、
であることを特徴とする硬化性組成物。
2.フォーム形成用の硬化性組成物であって、
ポリオール化合物、発泡剤、触媒、整泡剤、リン化合物、無機繊維及びポリイソシアネート化合物を含有し、
該リン化合物を1種または2種以上含み、各リン化合物の平均比重が1.29以上1.39以下、平均比重の異なる2種以上のリン化合物を用いる場合の平均比重が1.3以上1.39以下であり、
ポリオール化合物100重量部に対し、リン化合物が50重量部以上1000重量部以下、無機繊維が0.01重量部以上9重量部以下であり、
イソシアネート指数が200以上800以下、
であることを特徴とする硬化性組成物。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、貯蔵安定性に優れるとともに、低熱伝導性、耐熱性に優れたフォームが形成できる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【0011】
本発明の硬化性組成物は、フォーム形成用として適用できるものであり、必須成分として、ポリオール化合物、発泡剤、触媒、整泡剤、平均比重が1.65以下のリン化合物及びポリイソシアネート化合物を含有する。
本発明は、平均比重が1.65以下のリン化合物を特定量含むことによって、貯蔵安定性に優れるとともに、低熱伝導性、耐熱性に優れたフォームを形成することができる。
【0012】
ポリオール化合物としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリラクトンポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリペンタジエンポリオール、ひまし油系ポリオール等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使用できる。
【0013】
このうち、ポリエステルポリオールとしては、例えば、芳香族ポリエステルポリオール、脂肪族ポリエステルポリオール等が挙げられる。具体的に、芳香族ポリエステルポリオールとしては、例えば、オルトフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸等の芳香族多塩基酸と多価アルコールとを反応させて得られる縮合ポリエステルポリオール、ポリエチレンテレフタレート等のフタル酸系ポリエステル成形物を分解して得られるフタル酸系ポリエステルポリオール等が挙げられる。脂肪族ポリエステルポリオールとしては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族多塩基酸と多価アルコールとを反応させて得られる縮合ポリエステルポリオール挙げられる。本発明では、ポリオール化合物としてポリエステルポリオールを含むことが望ましい。
【0014】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、芳香族ポリエーテルポリオール、リン含有ポリエーテルポリオール、グリセリン系ポリエーテルポリオール、アミノ基含有ポリエーテルポリオール等が挙げられる。具体的に、芳香族ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ビスフェノールAを開始剤としてアルキレンオキサイド(例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等)を付加することで得られるビスフェノールA型ポリエーテルポリオール、芳香族アミン(例えば、トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、p-フェニレンジアミン、o-フェニレンジアミン、ナフタレンジアミン、トリエタノールアミン、マンニッヒ縮合物等)を開始剤としてアルキレンオキサイドを付加することで得られる芳香族アミン系ポリエーテルポリオール等が挙げられる。リン含有ポリエーテルポリオールとしては、例えば、リン酸エステル構造を有するジオールであるジアルキル-N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノメチルホスホネート等が挙げられる。グリセリン系ポリエーテルポリオールとしては、例えば、グリセリンを開始剤としてアルキレンオキサイドを付加することで得られるポリエーテルポリオール等が挙げられる。アミノ基含有ポリエーテルポリオールとしては、例えば、低分子量アミン(例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ネオペンチルジアミン等)を開始剤としてアルキレンオキサイドを付加したもの等が挙げられる。
【0015】
発泡剤としては、例えば、ハイドロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、水、液化炭酸ガス等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使用できる。
【0016】
このうち、ハイドロカーボンとしては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、へプタン、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、シクロへプタン等が挙げられる。ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)としては、例えば、1,1-ジクロロ-1-フルオロエタン(HCFC-141B)、1-クロロ-1,1-ジフルオロエタン(HCFC-142B)、クロロジフルオロメタン(HCFC-22)等が挙げられる。ハイドロフルオロカーボン(HFC)としては、例えば、ジフルオロメタン(HFC32)、1,1,1,2,2-ペンタフルオロエタン(HFC125)、1,1,1-トリフルオロエタン(HFC143a)、1,1,2,2-テトラフルオロエタン(HFC134)、1,1,1,2-テトラフルオロエタン(HFC134a)、1,1-ジフルオロエタン(HFC152a)、1,1,1,2,3,3,3-ヘプタフルオロプロパン(HFC227ea)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(HFC245fa)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン(HFC365mfc)、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタン(HFC4310mee)等が挙げられる。
【0017】
ハイドロフルオロオレフィン(HFO)としては、例えば、1,2,3,3,3-ペンタフルオロプロペン(HFO1225ye)等のペンタフルオロプロペン、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234ze)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234yf)、1,2,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234ye)等のテトラフルオロプロペン、3,3,3-トリフルオロプロペン(HFO1243zf)等のトリフルオロプロペン、テトラフルオロブテン(HFO1345)、ペンタフルオロブテン(HFO1354)、ヘキサフルオロブテン(HFO1336)、ヘプタフルオロブテン(HFO1327)、ヘプタフルオロペンテン(HFO1447)、オクタフルオロペンテン(HFO1438)、ノナフルオロペンテン(HFO1429)等、あるいはこれらの異性体(シス体、トランス体)等が挙げられる。ハイドロクロロフルオロオレフィン(HCFO)としては、例えば、1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233zd)、2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233xf)、ジクロロトリフルオロプロペン(HCFO1223)等、あるいはこれらの異性体(シス体、トランス体)等が挙げられる。本発明における発泡剤としては、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、水から選ばれる1種または2種以上が好適である。
【0018】
発泡剤の混合量は、ポリオール化合物100重量部に対して、好ましくは10重量部以上200重量部以下、より好ましくは20重量部以上180重量部以下、さらに好ましくは30重量部以上150重量部以下である。
【0019】
触媒としては、ヌレート化触媒を含むことが望ましい。ヌレート化触媒としては、イソシアヌレート化に有効な触媒であれば、特に限定されず、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、トリメチルベンジルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドまたはその有機弱酸塩、トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム、トリエチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒドロキシエチルアンモニウム等のトリアルキルヒドロキシアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドまたはその有機弱酸塩、アルキルカルボン酸(例えば、酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等)の金属塩、アルミニウムアセチルアセトン、リチウムアセチルアセトン等のβ-ジケトンの金属キレート化合物、塩化アルミニウム、三フッ化硼素等のフリーデル・クラフツ触媒、チタンテトラブチレート、トリブチルアンチモン酸化物等の有機金属化合物、ヘキサメチルシラザン等のアミノシリル基含有化合物等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使用できる。触媒としては、上記ヌレート化触媒の他、例えば、第3級アミン触媒、イミダゾール系触媒、有機金属触媒等の公知の触媒を使用することもでき、これらは上記ヌレート化触媒と併用してもよい。
【0020】
触媒の混合量(有効成分換算)はポリオール化合物100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上40重量部以下、より好ましくは0.5重量部以上30重量部以下である。なお触媒に活性水素含有成分が含まれる場合、触媒に含まれる活性水素含有成分も考慮してイソシアネート指数を算出する。
【0021】
整泡剤としては、例えば、ポリエーテル変性シリコーン化合物等のシリコーン系整泡剤や、含フッ素化合物系整泡剤等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用できる。ポリエーテル変性シリコーン化合物としては、例えば、ポリジメチルシロキサンとポリオキシエチレングリコールまたはポリオキシエチレン-プロピレングリコールとのグラフト共重合体等が挙げられる。整泡剤の混合量は、ポリオール化合物100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上40重量部以下、より好ましくは0.5重量部以上30重量部以下である。
【0022】
リン化合物としては、例えば、リン酸エステル、ポリリン酸塩化合物、ホスフィン酸金属塩化合物、ハロゲン化ホスファゼン、赤燐、三塩化リン、五塩化リン等が挙げられる。
このようなリン化合物のうち、本発明では平均比重が1.65以下(好ましくは1.6以下、さらに好ましくは1.55以下)のリン化合物を用いることにより、貯蔵安定性に優れ、低熱伝導性、耐熱性に優れたフォームを形成することができる。また、リン化合物の平均比重の下限値は特に限定されないが好ましくは1.0以上、より好ましくは1.2以上であればよい。
なお、平均比重はJIS Z 8807固体の密度及び比重の測定方法、または、JIS Z 8804液体の密度及び比重の測定方法に準拠した方法により測定することができる。本発明では、5つのサンプルを測定し、その平均を平均比重とする。
また、平均比重の異なる2種以上のリン化合物を用いる場合、各リン化合物の平均比重と混合比率から算出すればよい。例えば、平均比重Pのリン化合物X重量部と平均比重Qのリン化合物Y重量部の平均比重は、(X+Y)/(X/P+Y/Q)で算出することができる。
【0023】
従来の一般的なウレタンフォーム等では、炎や高熱によってフォーム全体が燃焼、収縮し、健全部(炭化していない部分)が失われ、フォームの寸法も大きく変化するおそれがある。近年このようなフォームにリン化合物等の難燃剤を混合し耐熱性の向上を図っているが、混合後の貯蔵安定性に劣る問題とともに、混合量に似合うだけの耐熱性の向上が図れないという問題があった。
これに対し、本発明の硬化性組成物によって形成されるフォームでは、平均比重が1.65以下の平均比重の小さいリン化合物を用いることにより、貯蔵安定性に優れるとともに、炎や高熱に晒された場合、フォームの燃焼、収縮、寸法変化等が抑制され、さらに消火後におけるフォーム内の熱分解の進行も抑制され、優れた耐熱性を示すことができる。これにより、フォームが炎や高熱に晒されても、フォーム内に健全部が残存しやすく、従来技術によるフォームに比べ、耐熱性(特に、フォームが炎や高熱に直接的に晒された場合)等において顕著な効果を得ることができる。
【0024】
リン酸エステルとしては、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルフォスフェート、トリフェニルフォスフェート、トリスノニルフェニルフォスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、ジイソプロピルフェニルホスフェート、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、レゾルシノールビスジフェニルフォスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、レゾルシノールビスジキシレニルホスフェート、トリス(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、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、ビス(2、3-ジブロモプロピル)-2、3-ジクロロプロピルホスフェート、トリス(2,3-ジブロモプロピル)ホスフェート、ビス(クロロプロピル)モノオクチルホスフェート、ハイドロキノニルジフェニルホスフェート、フェニルノニルフェニルハイドロキノニルホスフェート、フェニルジノニルフェニルホスフェート、ジフェニル-4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラブロモベンジルホスフォネート、ジメチル-4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモベンジルホスフォネート、ジフェニル-4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモベンジルホスフォネート等が挙げられる。
ポリリン酸塩化合物としては例えば、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸ピペラジン、ポリリン酸メレム、ポリリン酸メラム、ポリリン酸メロン等が挙げられる。
ホスフィン酸金属塩化合物としては、例えば、ホスフィン酸ナトリウム、ホスフィン酸カルシウム、ホスフィン酸アルミニウム、ホスフィン酸亜鉛、ジメチルホスフィン酸カルシウム、ジメチルホスフィン酸アルミニウム、ジメチルホスフィン酸亜鉛、エチルメチルホスフィン酸カルシウム、エチルメチルホスフィン酸アルミニウム、エチルメチルホスフィン酸亜鉛、ジエチルホスフィン酸カルシウム、ジエチルホスフィン酸アルミニウム、ジエチルホスフィン酸亜鉛、トリス(ジエチルホスフィン酸)アルミニウム、トリス(メチルエチルホスフィン酸)アルミニウム、トリス(ジブチルホスフィン酸)アルミニウム、トリス(ブチルエチルホスフィン酸)アルミニウム、トリス(ジフェニルホスフィン酸)アルミニウム、ビス(ジエチルホスフィン酸)亜鉛、ビス(メチルエチルホスフィン酸)亜鉛、ビス(ジフェニルホスフィン酸)亜鉛、ビス(ジエチルホスフィン酸)チタニル、テトラキス(ジエチルホスフィン酸)チタン、ビス(メチルエチルホスフィン酸)チタニル、テトラキス(メチルエチルホスフィン酸)チタン、ビス(ジフェニルホスフィン酸)チタニル、テトラキス(ジフェニルホスフィン酸)チタン等が挙げられる。
ハロゲン化ホスファゼンとしては、例えば、ヘキサクロロシクロトリホスファゼン、オクタクロロシクロテトラホスファゼン、デカクロロシクロペンタホスファゼン、ドデカクロロシクロヘキサホスファゼン、ヘキサブロモシクロトリホスファゼン、ヘキサフルオロシクロトリホスファゼン、オクタフルオロシクロテトラホスファゼン、デカフルオロシクロペンタホスファゼン、ドデカフルオロシクロヘキサホスファゼン、ヘキサメトキシシクロトリホスファゼン、エトキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、ヘキサフェノキシシクロトリホスファゼン、ジエトキシテトラフルオロシクロトリホスファゼン、フェノキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、メトキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、プロポキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、ブトキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン等が挙げられる。
【0025】
本発明では特に、リン化合物として、リン酸エステルとホスフィン酸金属塩化合物を併用することが好ましい。リン酸エステルとホスフィン酸金属塩化合物を併用する場合、その混合比率(重量比)は、リン酸エステル:ホスフィン酸金属塩化合物比率で、99:1~40:60、さらには98:2~50:50、さらには97:3~60:40であることが好ましい。このような混合比率であれば、貯蔵安定性に優れるとともに、低熱伝導性、耐熱性等の点において十分な効果を得ることができる。
【0026】
リン化合物の混合量は、ポリオール化合物100重量部に対して50重量部以上1000重量部以下であり、好ましくは100重量部以上500重量部以下、より好ましくは150重量部以上350重量部以下である。
平均比重が1.65以下のリン化合物の混合量がこのような範囲内であることにより、貯蔵安定性において十分な効果を得ることができる。
【0027】
ポリイソシアネート化合物としては、ポリウレタンの技術分野において公知の各種ポリイソシアネート化合物が使用できる。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)等が挙げられる。本発明では、取扱の容易性、反応の速さ、得られるフォームの物理特性、コスト面での優位性等の点から、MDIが好ましい。MDIとしては、例えば、モノメリックMDI、ポリメリックMDI(ポリメチレンポリフェニルイソシアネート)等が挙げられる。
【0028】
本発明の硬化性組成物では、イソシアネート指数が200以上800以下、好ましくは250以上500以下、さらに好ましくは300以上400以下となるように、上記ポリオール化合物と上記ポリイソシアネート化合物等を混合する。イソシアネート指数がこのような範囲内であれば、優れた耐熱性を付与することができる。なお、イソシアネート指数とは、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基の当量数を、活性水素含有成分(ポリオール化合物、及び水等)の活性水素の総当量数で除した数値の100倍で表されるものである。
【0029】
本発明の硬化性組成物は、上述の成分に加え、無機繊維を含むことができる。
無機繊維を含むことで、貯蔵安定性を向上させ、また、寸法安定性にも十分な効果を得ることができる。
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ロックウール繊維、チタン酸カリウム繊維、ホスフェート繊維、ジルコニア繊維、ウォラストナイト繊維、セピオライト繊維等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使用できる。また、無機繊維の長さは、特に限定されないが、0.01mm以上5mm以下、さらには0.02mm以上3mm以下であることが好ましい。
無機繊維の混合量は、ポリオール化合物100重量部に対して、無機繊維が0.01重量部以上9重量部以下、さらには0.02重量部以上8重量部以下であることが好ましい。無機繊維がこのような範囲であることにより、優れた貯蔵安定性、寸法安定性が得られる。無機繊維が多すぎる場合は、貯蔵安定性に劣る場合がある。
【0030】
また、本発明の硬化性組成物は、上述の成分に加え、エチレン性不飽和二重結合含有化合物を含むことができる。本発明では、このようなエチレン性不飽和二重結合含有化合物の使用により、上記ホスフィン酸塩化合物による耐熱性等の効果を、より一層効率的に得ることができる。エチレン性不飽和二重結合としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、アリル基、プロペニル基等が挙げられる。
【0031】
エチレン性不飽和二重結合含有化合物としては、上述の効果等の点から、1分子中のエチレン性不飽和二重結合濃度が0.5mmol/g以上20mmol/g以下であるものが好ましく、5mmol/g以上15mmol/g以下であるものがより好ましい。なお、分子中のエチレン性不飽和二重結合濃度は、分子内のエチレン性不飽和二重結合のモル数で表されるものであり、分子内のエチレン性不飽和二重結合の数を分子量で除した数値の1000倍(mmol/g)で表わされるものである。
【0032】
エチレン性不飽和二重結合含有化合物の具体例としては、例えば、多価アルコール(例えば2価以上のアルコール類及びその誘導体、2価以上のフェノール類、ポリオール類等)と不飽和カルボン酸((メタ)アクリル酸等)との反応物、アミン(例えば、2価以上のアミン類、アルカノールアミン類等)と不飽和カルボン酸との反応物、チオールの不飽和カルボン酸チオエステルまたは不飽和アルキルチオエーテル、ビスフェノールA系(メタ)アクリレート化合物、グリシジル基含有化合物と不飽和カルボン酸との反応物、分子内にウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物、ノニルフェノキシポリエチレンオキシアクリレート等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用できる。
【0033】
このうち、多価アルコールと不飽和カルボン酸との反応物としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレン・ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0034】
上記ビスフェノールA系(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン、2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシポリプロポキシ)フェニル)プロパン、2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシポリブトキシ)フェニル)プロパン、2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシポリエトキシポリプロポキシ)フェニル)プロパン等が挙げられる。
【0035】
上記分子内にウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物としては、水酸基含有(メタ)アクリルモノマーとジイソシアネート化合物との付加反応物、トリス((メタ)アクリロキシテトラエチレングリコールイソシアネート)ヘキサメチレンイソシアヌレート、アルキレンオキシド変性ウレタンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0036】
エチレン性不飽和二重結合含有化合物の混合量は、ポリオール化合物100重量部に対して、好ましくは1重量部以上100重量部以下、より好ましくは5重量部以上90重量部以下、さらに好ましくは10重量部以上80重量部以下である。なおエチレン性不飽和二重結合含有化合物に複数の水酸基が含まれる場合は、ポリオール化合物とみなす。またエチレン性不飽和二重結合含有化合物に含まれる活性水素含有成分も考慮してイソシアネート指数を算出する。
【0037】
本発明の硬化性組成物には、上記成分の他に、例えば、難燃剤、着色剤、界面活性剤、重合禁止剤、有機繊維等を混合することができる。
難燃剤としては、例えば、ハロゲン系難燃剤、有機臭素系難燃剤、窒素系難燃剤、金属水和物系難燃剤等が挙げられ、この中でも比較的低密度である窒素系難燃剤等が好適である。
着色剤としては、例えば、顔料、染料等が挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等が挙げられる。このような界面活性剤は、貯蔵安定性、分散安定性を付与することができる。
重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン系重合禁止剤、フェノール系重合禁止剤、ベンゾキノン系重合禁止剤、カテコール系重合禁止剤、ピペリジン系重合禁止剤、フェノチアジン系重合禁止剤等が挙げられる。このような重合禁止剤は、後述する2液型の形態において、貯蔵安定性を付与するとともに、ポリオール製造過程で添加した場合は、製造安定性にも寄与する。
【0038】
本発明の硬化性組成物は、フォーム形成用の組成物であり、好ましくは硬質ポリウレタンフォーム形成用、より好ましくは硬質ポリイソシアヌレートフォーム形成用の組成物である。また、本発明の硬化性組成物は、建築物等の現場で、基材に塗付して発泡させ、基材をフォームで被覆する用途に適している。対象となる基材は、例えば、建築物等における壁面、天井面、床面等を構成する材料であり、具体的には、例えば、カラー鋼板、ガルバニウム鋼板、塩ビ鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、銅板、チタン板、アルミニウムメッキ鋼板、亜鉛メッキ鋼板、クラッド鋼板、サンドイッチ鋼板、コンクリート、モルタル、磁器タイル、繊維混入セメント板、セメント珪酸カルシウム板、スラグセメントパーライト板、ALC板、サイディング板、押出成形板、石膏ボード、合板、プラスチック板、断熱板等が挙げられる。これら基材は、フォーム形成前に、下塗材による表面処理等を施したものであってもよい。
【0039】
本発明の硬化性組成物は、流通時に2液型の形態としておき、使用時(フォーム形成時)に混合して使用することが望ましい。このような2液型の形態においては、例えば、第1液が、ポリオール化合物、発泡剤、触媒、整泡剤、及びリン化合物(必要に応じ、無機繊維、エチレン性不飽和二重結合含有化合物等)を含むポリオール組成物、第2液がポリイソシアネート化合物、を含む形態とすることができる。このような形態では、ポリオール組成物(第1液)の貯蔵安定性に優れ、ポリイソシアネート化合物(第2液)と混合し優れたフォームを形成することができる。
【0040】
上記第1液の粘度は、第1液の貯蔵安定性、ハンドリング性、フォーム形成時の施工作業性等の点より、好ましくは500mPa・s以下、より好ましくは20mPa・s以上300mPa・s以下、さらに好ましくは50mPa・s以上250mPa・s以下である。なお、粘度は、温度20℃において、BH型粘度計で測定した20rpmにおける粘度(4回転目の指針値)である。
【0041】
硬化性組成物を基材に塗付する際には、例えば、吹付け工事用のスプレー発泡機等(例えば、二液先端混合型吹付け塗工機等)を使用して、上記第1液と第2液との混合物を吹付け施工すればよい。この場合、第1液、第2液は、それぞれ、好ましくは20℃以上60℃以下、より好ましくは30℃以上50℃以下程度となるように温度設定しておくことが好ましい。このように所定温度に設定された第1液と第2液は、スプレー先端にて混合され、基材に向けて吹付けられ、基材上でフォームを形成する。第1液と第2液との混合は、体積比で1:1程度とすることが望ましい。このような方法で形成されるフォームは、低熱伝導性、耐熱性等において優れた性能を発揮することができる。フォームの厚みは、特に限定されず、要求性能等に応じて適宜設定すればよいが、好ましくは10mm以上、より好ましくは15mm以上500mm以下程度である。また、このような施工は新築、改修等特に限定されず行うことができる。
【実施例
【0042】
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
【0043】
第1液として、表1に示す重量割合にて下記原料を均一に混合したもの(第1液a~n)を用意した。第2液としては、ポリメリックMDIからなるもの(第2液a)を用意した。なお、表1において、触媒については有効成分の量を記載している。
・ポリオール化合物1:芳香族ポリエステルポリオール(テレフタル酸系ポリエステルポリオール、水酸基価:250mgKOH/g)
・ポリオール化合物2:脂肪族ポリエステルポリオール(コハク酸系ポリエステルポリオール、水酸基価:100mgKOH/g)
・ポリオール化合物3:芳香族ポリエーテルポリオール(マンニッヒ変性ポリエーテルポリオール、水酸基価:350mgKOH/g)
・ポリオール化合物4:脂肪族ポリエステルポリオール(フマル酸系ポリエステルポリオール、水酸基価:200mgKOH/g)
・発泡剤1:ハイドロクロロフルオロオレフィン
・発泡剤2:水(水酸基価:6233mgKOH/g)
・触媒1:ヌレート化触媒(テトラアルキルアンモニウム有機酸塩のエチレングリコール溶液、有効成分50重量%、水酸基価:900mgKOH/g)
・触媒2:イミダゾール系触媒(有効成分100重量%)
・リン化合物1:ホスフィン酸金属塩化合物(トリス(ジエチルホスフィン酸)アルミニウム、平均比重1.35g/cm
・リン化合物2:リン酸エステル化合物(トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート、平均比重1.29g/cm
・リン化合物3:ポリリン酸塩化合物(ポリリン酸アンモニウム、平均比重1.9g/cm
・リン化合物4:ホスフィン酸金属塩化合物(ホスフィン酸ナトリウム、平均比重1.39g/cm
・無機繊維1:ウォラストナイト繊維(長さ0.15mm)
・無機繊維2:ガラス繊維(長さ0.2mm)
・二重結合化合物1:エチレン性不飽和二重結合含有化合物(トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレン性不飽和二重結合濃度:10mmol/g、水酸基価:0mgKOH/g)
・整泡剤:シリコーン系整泡剤
【0044】
【表1】
【0045】
第1液、第2液をそれぞれ40℃に加温し、これらを表2に示すイソシアネート指数となるように混合し、得られた混合液を基材(スレート板)に塗工し、発泡させて、基材の片面全体がフォームで被覆された試験体(厚み50mm)を得た。得られた試験体について下記の方法で各試験を実施した。第1液と第2液の組み合わせ、及びその結果を表2に示す。
【0046】
【表2】
【0047】
(1)貯蔵安定性
得られた第1液を、50℃の恒温槽に10日間貯蔵後、第1液の状態を目視にて評価した。結果は表2に示す。評価は次の通りである。
◎:異常なし
○:ほとんど異常なし
△:一部相分離がみられた
×:相分離がみられた
【0048】
(2)フォーム形成性
形成されたフォームの状態を目視にて観察した。評価基準は以下のとおりである。
◎:均質なフォームが形成された。
○:ほぼ均質なフォームが形成された。
△:フォームに一部異常(不均一発泡等)が認められた。
×:フォームに異常が認められた。
【0049】
(3)熱伝導率
試験体のフォーム部分を切り出し、熱伝導率計を用いて、熱伝導率を測定した。評価基準は以下のとおりである。
○:熱伝導率が0.03W/(m・K)以下
×:熱伝導率が0.03W/(m・K)超
【0050】
(4)耐熱性試験
ISO 5660に規定されるコーンカロリーメーターを用いて実施した。なお、加熱強度は50kW/m、加熱時間は5分、10分、20分でそれぞれ行った。評価項目及び評価基準は、以下のとおりである。
(評価項目)
(4-1)寸法変化
◎:試験後の厚み方向の寸法変化が10mm以下
○:試験後の厚み方向の寸法変化が10mm超20mm以下
×:試験後の厚み方向の寸法変化が20mm超
(4-2)総発熱量
○:総発熱量が8MJ/m以下
×:総発熱量が8MJ/m
(4-3)最大発熱速度
○:最大発熱速度が200kW/m以下
×:最大発熱速度が200kW/m
【0051】
(評価基準)
│ │加熱時間│4-1│4-2│4-3│
│A │ 20分│ ◎ │ ○ │ ○ │
│A´ │ 20分│ ○ │ ○ │ ○ │
│B │ 10分│ ◎ │ ○ │ ○ │
│B´ │ 10分│ ○ │ ○ │ ○ │
│C │ 5分│ ◎ │ ○ │ ○ │
│C´ │ 5分│ ○ │ ○ │ ○ │
│D │ 5分│ × │ × │ × │
耐熱性については、優A>A´>B>B´>C>C´>D劣となる。
【0052】
(実験例2~18)
表1に示す配合以外は、実験例1と同様の方法で試験体2~18を得た。
得られたフォームについて、実験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。