JP2002542354A - 硬質ポリウレタンホーム製造用のポリオール混合物 - Google Patents
硬質ポリウレタンホーム製造用のポリオール混合物Info
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Abstract
Description
リアミンの酸化アルキレン付加物を含んでなるポリオール混合物、およびこのポ
リオール混合物を使用して製造される硬質ホームに関する。
)の粘度を有するが、場合により、40,000 mPas(25℃)までの粘度を有するベ
ースポリオールも存在する。一般に、使用されるポリオールは、OH価350〜500を
有している。これらポリエーテルポリオールを製造するには、活性水素原子含有
出発物質として、例えばショ糖やソルビトールなどの多価アルコール類や、エチ
レンジアミンやトルイレンジアミンなどの一級または二級ポリアミンを用い、こ
れら活性水素原子含有物質と、酸化アルキレンとを、塩基性触媒の存在下に、反
応させている。アミンの場合特に、しばしば、1個のNH基につき1個の酸化アルキ
レンを先ずアミンに付加するような方法を採用している。次に、KOHなどの塩基
性触媒を添加した後、はじめて、付加的な酸化アルキレンの付加を実施すること
ができる。このため、工程全体が複雑になって、処理時間が遅延する。これは、
工業的に興味のある、芳香族アミン出発物質を用いるポリエーテルポリオール製
造の場合、特に著しい。しかし、このようなポリエーテルを使用すると、熱伝導
性、強度、硬化特性、アルカン発泡剤の溶解性に関し、極めて有利な効果が得ら
れる。
のNH基に対して付加する、芳香族アミン系のポリエーテルは、一段階法で製造す
ることができる。この一段階法は、その操作法が容易で経済性を有するにもかか
わらず、得られる生成物は、粘度があまりにも大きすぎるかまたは室温で固体で
あるために、現時点では、その工業的な重要性は、低い。
はポリアミンの酸化アルキレン付加物を含んだ、ポリオール混合物は、ヒマシ油
および/またはこのヒマシ油と上記酸化アルキレン付加物との反応生成物を含ん
でなる。この酸化アルキレン付加物は、少なくとも500のOH価を有する。さらに
、ポリオール混合物は、付加的な化合物も含有することができ、この付加的な化
合物は、イソシアネートに反応性の少なくとも2個の水素原子を有しかつ200〜12
,500g/モルの分子量を有する化合物であって、例えばポリエーテルポリオール
またはポリエステルポリオールが例示される。
香族ジアミンおよびポリアミンの酸化アルキレン付加物は、この付加物を、OH価
250〜500の他のポリエーテルポリオールおよび/またはポリエステルポリオール
と混合すると、特に優れた処理特性を有することが判明した。本発明の酸化アル
キレン付加物は、ポリオール混合物の製造前、製造の間または製造後に、低粘度
ポリオールと混合することができる。驚くべきことに、本発明の短鎖アミンポリ
オールは、その濃度が低い場合でも、ポリウレタンホームの硬化時間、すなわち
ポリウレタンホームの金型内停止時間に関し、予期せぬ有利な効果を得ることが
できる。
付加物5〜60重量%(好適には10〜30重量%)と、 (b)OH価250〜500のポリエーテルポリオールおよび/またはポリエステルポ
リオール40〜95重量%(好適には70〜90重量%)とを含んでなるポリオール混合
物であって、 上記酸化アルキレン付加物において、(酸化アルキレン)/(芳香族ジアミン
またはポリアミンの窒素に結合している水素原子)のモル比は、1:1以下である
ことを特徴とする混合物を提供する。
ル(特にポリ(オキシアルキレン)ポリオール)およびポリエステルポリオール
である。
ルキレンと、活性水素原子を有する多官能価出発化合物、例えばアルコールまた
はアミンとの塩基性触媒重付加反応によって製造される。出発化合物の例は、次
のとおりである:エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロピレン
グリコール、1,4-ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、ビスフェノール
A、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリトリトール、ソルビト
ール、ショ糖、分解デンプン、水、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミ
ン、ブチルアミン、アニリン、ベンジルアミン、o-およびp-トルイジン、α,β-
ナフチルアミン、アンモニア、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,4-ブ
チレンジアミン、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-および/または1,6-ヘキサメチレンジ
アミン、o-、m-およびp-フェニレンジアミン、2,4-および2,6-トルイレンジアミ
ン、2,2'-、2,4-および4,4'-ジアミノジフェニルメタンおよびジエチレンジアミ
ン。
酸化プロピレン、酸化ブチレンおよびそれらの混合物である。アルコキシル化に
よるポリエーテル鎖の形成は、1つだけのモノマーエポキシドを使用して実施で
き、また、2またはそれ以上の異なるモノマーエポキシドを使用して、ランダム
共重合にまたはブロック共重合の形態で実施することができる。
えば、Kunststoffhandbuch, vol. 7, Polyurethane、 Reaction Polymers、US-A
1922451、US-A 2674619、US-A 1922459、US-A 3190927、US-A3346557。
献(「Kunststoffhandbuch, vol.7, Polyurethane」、「Reaction Polymers」
)に記載されている。ポリエステルポリオールは、一般に、酸塩化物または無水
物のような多官能価カルボン酸またはその誘導体と、多官能価ヒドロキシル化合
物との重縮合反応によって製造することができる。
ル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アゼラ
イン酸、セバシン酸、フマル酸またはマレイン酸。
グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレン
グリコール、ジプロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオー
ル、1,6-ヘキサンジオール、1,12-ドデカンジオール、ネオペンチルグリコール
、トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパンまたはグリセロール。
と、ジオールおよび/またはトリオール出発化合物とを開環重合反応させること
によって実施することができる。
酸化アルキレン付加物の合計量を基準に、30〜70重量%、好適には40〜60重量%
の量で、3,000 mPas(25℃)未満、好適には2,000 mPas(25℃)未満の粘度を有
するポリオールを含んでなる。
混合物の合計量を基準に、20重量%まで、好適には10重量%までの量で、200〜4
00、好適には250〜300のOH価を有するフタル酸、テレフタル酸またはアジピン酸
のエステルを含んでなる。
有利な特性が得られる一方、一般にポリウレタンホームの硬化時間が長くなる。
本発明のポリオール混合物は、硬化に関し、高い反応性を保持しているため、か
かる濃度の芳香族エステルでも、ホームの金型(モールド)内停止時間に関して
不利な影響を被ることなく、一緒に使用することができる。
ール混合物の合計量を基準に、20重量%まで、好適には10重量%までの量で、10
0〜300のOH価を有するポリプロピレングリコールを含んでなる。
(EO)、酸化プロピレン(PO)、酸化ブチレン、酸化ドデシルまたは酸化スチレ
ンを使用することができ、好適には酸化プロピレンを使用する。
る芳香族ジアミンまたはポリアミンであって、例えば、次のとおりである:フェ
ニレンジアミン、トルイレンジアミン(2,3-トルイレンジアミン、3,4-トルイレ
ンジアミン、2,4-トルイレンジアミン、2,5-トルイレンジアミン、2,6-トルイレ
ンジアミンまたはこれら異性体の混合物)、ジアミノジフェニルメタン(2,2'-
ジアミノジフェニルメタン、2,4'-ジアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジ
フェニルメタンまたはこれら異性体の混合物)およびそれらの高級同族体または
ナフタレンジアミン、例えば1,8-ナフタレンジアミン。好適なアミンは、o-トル
イレンジアミン(2,3-トルイレンジアミンと3,4-トルイレンジアミンとの混合物
)、ジフェニルメタンジアミンまたはそれらの高級同族体および1,8-ナフタレン
ジアミン。
器内に導入し、アミンを添加し、次いで、得られた混合物を酸化アルキレンと反
応させることができる。なお、低粘度のポリオールは、反応の開始直後、反応器
内に添加することもでき、また、酸化アルキレン付加物を、温かい状態のままで
、移動操作の間に混合ステーションを介し、OH価250〜500のポリオールと一緒に
合することができる。
シアネートおよび/またはポリイソシアネートとの反応によって得られ、かつ、
発泡剤および所望により気泡安定剤、活性剤および他のホーム添加剤を含んでな
ることを特徴とする硬質ポリウレタンホームを提供する。
、脂環式、アリール脂肪族、芳香族および複素環式ポリイソシアネート(Justus
Liebigs Annalen der Chemie 562(1949)75)であって、例えば、式:Q(NCO)n で示されるポリイソシアネートである。上記式中、 nは、2〜4、好適には2の整数、 Qは、2〜18個、好適には6〜10個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基、4〜15
個、好適には5〜10個の炭素原子を有する脂環式炭化水素基、6〜15個、好適には
6〜13個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基または8〜15個、好適には8〜13個
の炭素原子を有するアリール脂肪族炭化水素基である。
工業的に容易に入手しうるポリイソシアネートは、特に好適に使用でき、かかる
ポリイソシアネートの例は、次のとおりである:2,4-および2,6-トルイレンジイ
ソシアネートおよびこれら異性体の任意の混合物(TDI)、ポリフェニル-ポリメ
チレン-ポリイソシアネート(粗MDI)、例えばアニリン-ホルムアルデヒド縮合
を行ない、次いでホスゲン化して製造されるようなポリイソシアネート、および
カルボジイミド基、ウレタン基、アロファネート基、イソシアヌレート基、ウレ
ア基またはビウレット基を有するポリイソシアネート(変性ポリイソシアネート
)、特に、2,4-および/または2,6-トルイレンジイソシアネートまたは4,4'-お
よび/または2,4'-ジフェニルメタンジイソシアネートから誘導される変性ポリ
イソシアネート。
、n-ペンタン、イソ-ペンタン、n-ペンタンとiso-ペンタンとの混合物、シクロ
ペンタン、シクロヘキサン、およびブタン異性体と前記アルカンとの混合物、ジ
アルキルエーテル、例えば、ジメチルエーテルまたはメチルブチルエーテル、シ
クロアルキレンエーテル、例えば、フラン、部分ハロゲン化フルオロクロロ炭化
水素、例えば、1,1,1-ジクロロフルオロエタン(R 141b)、部分フッ素化炭化水
素、例えば、テトラフルオロエタン(R 134またはR 134a)、1,1,1,3,3,3-ヘキ
サフルオロプロパン(R 356)または1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(R 245
fa)、および六フッ化硫黄。発泡剤の他の例および発泡剤の使用についての詳細
な説明は、ViewegおよびHoechtlen(発行);Kunststoff-Handbuch, volume VII
, Carl-Hanser-Verlag, Munich 1966, p.108以下、p.453以下およびP.507以下に
記載されている。
エーテル-シロキサンである。これらの化合物は一般に、酸化エチレンと酸化プ
ロピレンとのコポリマーがポリジメチルシロキサン基に結合するような構造を有
する。かかる気泡安定剤は、例えば、US-A 2834748、US-A 2917480およびUS-A 3
629308に開示されている。DE-A 2558523に開示されている、アロファネート基を
介して数回分岐しているポリシロキサン-ポリオキシアルキレンコポリマーが特
に重要である。
酸のスズ(II)塩、例えば、酢酸スズ(II)、オクタン酸スズ(II)、エチルヘ
キサン酸スズ(II)およびラウリン酸スズ(II)、およびジアルキルスズ(IV)
塩、例えば、二酢酸ジブチルスズ、二ラウリン酸ジブチルスズ、マレイン酸ジブ
チルスズおよび二酢酸ジオクチルスズ。他の好適な触媒の例は、次のとおりであ
る:トリエチレンジアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、テトラメチレ
ンジアミン、1-メチル-4-ジメチルアミノエチルピペラジン、トリエチルアミン
、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、N,N',N''-トリス-(ジメチルア
ミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン、ジメチルアミノプロピルホルムアミド
、N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'-テトラメチルブタンジ
アミン、テトラメチルヘキサンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、
テトラメチルジアミノエチルエーテル、ジメチルピペラジン、1,2-ジメチルイミ
ダゾール、1-アザビシクロ[3,3,0]オクタン、ビス-(ジメチルアミノプロピル
)ウレア、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、N-シクロヘキシルモルホ
リン、2,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、トリエタノールアミン
、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N-メチルジエタノールア
ミン、N-エチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、トリス-(N,N
-ジメチルアミノプロピル)-s-ヘキサヒドロトリアジン、テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、水酸化ナトリウムまたはこ
れらの混合物または同様の触媒。
剤、安定剤、難燃剤、可塑剤、色素、充填剤、抗真菌剤および抗菌剤についての
さらなる例示、使用法および作用に関し、詳細な説明は、Vieweg and Hoechtlen
(発行):Kunststoff-Handbuch, volume VII, Carl-Hanser-Verlag, Munich 19
66, p.103-113に記載されている。
ポリマー法またはセミプレポリマー法によって、反応させ、好適には、US-A 276
4565に記載されているような機械装置を使用する。この方法に使用しうる処理装
置についての詳細な説明は、Vieweg and Hoechtlen(発行):Kunststoff-Handb
uch, volume VII, Carl-Hanser-Verlag, Munich 1966, p.121-205に記載されて
いる。
ることができる。この方法では、反応混合物を金型に導入する。金型材料として
、金属、例えばアルミニウム、またはプラスチック、例えばエポキシ樹脂を使用
することができる。発泡性の反応混合物は、金型内で発泡し、成形品が成形され
る。この成形に際し、金型発泡は、成形品の表面が気泡構造を有するように、実
施することができる。ただし、金型発泡は、成形品が圧縮表面および気泡コアを
有するように、実施することもできる。金型への導入に関し、本発明によれば、
発泡性反応混合物は、金型内に、成形済みのホームが当該金型をちょうど満たす
ような量で導入することができる。ただし、金型の内部を満たすのに必要な量よ
りも多い量で、発泡性反応生成物を金型内に導入する方法も可能である。後者の
場合、その方法はいわゆる「オーバーチャージ」によって行われ、かかる方法は
、例えばUS-A 3178490およびUS-A 3182104から既知である。
しばしば一緒に使用することができる。しかし、例えばDE-OS 2121670およびDE-
OS 2307589からわかるように、いわゆる「内部離型剤」も、所望により外部離型
剤との混合物として、使用することができる。
ダブルコンベヤーベルト法によっても製造することができる(「Kunststoffhand
buch」、volume VII, Carl Hanser Verlag, Munich Vienna、第3版、1993、p.14
8参照)。
いての断熱のための使用を提供する。本発明のポリウレタンホームは、有利にも
、全ての断熱用途において使用することができる。好適には、本発明のポリウレ
タンは、冷却装置用の断熱材として使用することができる。なぜなら、本発明の
ポリウレタンは、冷却装置用の断熱材において、良好な断熱特性と、高い強度と
、良好なペンタン(発泡剤)の溶解性と、迅速な硬化時間(短い金型内停止時間
)とからなる好適な組合わせ特性を示すことができるからである。本発明の硬質
ポリウレタンホームは、例えば、複合材料の中間層として使用したり、冷蔵庫お
よび冷凍庫の空間用の充填材として使用することができる。しかし、本発明のポ
リウレタンホームは、建築用の断熱材として使用でき、また、長距離加熱パイプ
用およびコンテナ用の断熱材として使用することができる。
を、酸化アルキレンとの反応に適した100L容の反応器(窒素で充分にフラッシュ
)内に、導入し、次いで、トルイレンジアミン1モル当たり3.5モルの酸化プロピ
レン15kgを、110〜125℃にて、2〜3バールの窒素雰囲気下に、2時間の期間で添
加した。2時間の反応ののち、反応混合物を冷却した。OH価605のポリエーテル24
kgを得た。
アニオン重合によって得られる、数平均分子量550g/モルおよびOH価440を有す
るポリエーテルポリオール
アニオン重合によって得られる、数平均分子量350g/モルおよびOH価380を有す
るポリエーテルポリオール
子量380g/モルおよびOH価300を有するポリエステルポリオール
の混合物を、表1に記載の物質と共に、高圧機械HK 270 (Hennecke)によって20
℃で処理して、硬質ポリウレタンホームを得た。このホームついて測定した機械
的パラメーターを表2に示す。
n) イソシアネート: ポリマーMDI (Desmodur(登録商標)44V20, Bayer AG, D-51368 Leverkuse
n)
Claims (10)
- 【請求項1】 (a)1またはそれ以上の、芳香族ジアミンまたはポリアミン
の酸化アルキレン付加物5〜60重量%と、 (b)OH価250〜500のポリエーテルポリオールおよび/またはポリエステルポ
リオール40〜95重量%とを含んでなるポリオール混合物であって、 上記付加物において、(酸化アルキレン)/(芳香族ジアミンまたはポリアミ
ンの窒素に結合している水素原子)のモル比は、1:1以下であることを特徴とす
る混合物。 - 【請求項2】 上記ポリオール(b)は、芳香族ジアミンまたはポリアミン
の酸化アルキレン付加物の合計量を基準に、30〜70重量%の量で存在し、かつ、
3,000 mPas(25℃)未満の粘度を有する請求項1記載の混合物。 - 【請求項3】 ポリオール混合物の合計量を基準に、20重量%までの量で、
200〜400のOH価を有するフタル酸、テレフタル酸またはアジピン酸エステルを含
んでなる請求項1または2記載の混合物。 - 【請求項4】 ポリオール混合物の合計量を基準に、20重量%までの量で、
100〜300のOH価を有するポリプロピレングリコールを含んでなる請求項1〜3のい
ずれかに記載の混合物。 - 【請求項5】 酸化アルキレンは、酸化プロピレンである請求項1〜4のいず
れかに記載の混合物。 - 【請求項6】 芳香族ジアミンとして、o-トルイレンジアミンを用いる請求
項1〜5のいずれかに記載のポリオール。 - 【請求項7】 芳香族ジアミンまたはポリアミンとして、ジフェニルメタン
ジアミンまたはその高級同族体を用いる請求項1〜5のいずれかに記載の混合物。 - 【請求項8】 芳香族ジアミンとして、1,8-ナフタレンジアミンを用いる請
求項1〜5のいずれかに記載の混合物。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載のポリオール混合物と、ジイソ
シアネートおよび/またはポリイソシアネート、発泡剤および所望により気泡安
定剤、活性剤および他のホーム添加剤との反応によって得られることを特徴とす
る硬質ポリウレタンホーム。 - 【請求項10】 請求項9記載の硬質ポリウレタンホームについての断熱の
ための使用。
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