JP2003105051A - 硬質ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents
硬質ポリウレタンフォームの製造方法Info
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Abstract
た場合でも、フォームの流動性、熱伝導率、成形性、及
び寸法安定性を改善する触媒を用いた硬質ポリウレタン
フォームの製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリオールとポリイソシアネートをアミ
ン触媒、発泡剤の存在下に反応させて硬質ポリウレタン
フォームを製造する方法において、アミン触媒として、
ヒドロキシル基、1級アミノ基及び2級アミノ基からな
る群より選ばれる一種又は二種以上の置換基を分子中に
有するアミン化合物を使用し、発泡剤として、1,1,
1,3,3−ペンタフルオロブタン(HFC−365m
fc)を使用する。
Description
イソシアネートを、アミン触媒、発泡剤、及び必要に応
じて他の助剤の存在下に反応させ、硬質ポリウレタンフ
ォームを製造する方法に関する。
1,3,3−ペンタフルオロブタン(HFC−365m
fc)を使用した処方において、分子内にヒドロキシル
基、1級アミノ基及び2級アミノ基からなる群より選ば
れる一種又は二種以上の置換基を有する反応性アミン化
合物を触媒として用いた、フォームの流動性、熱伝導
率、成形性、及び寸法安定性に優れた硬質ポリウレタン
フォームの製造方法に関する。
トクッション、マットレス、家具等に用いられる軟質フ
ォームや、自動車インストルメントパネル、ヘッドレス
ト、アームレスト等に用いられる半硬質フォーム、電気
冷蔵庫、建材等に用いられる硬質フォームとして広く使
用されている。
おいては、コスト削減や省エネルギーの観点から、フォ
ームの流動性及び熱伝導率の向上が強く要求されてい
る。ポリウレタンフォームの形成反応は、主にポリオー
ルとイソシアネートの反応によるウレタン基形成反応
(樹脂化反応)とイソシアネートと水との反応によるウ
レア基形成及び炭酸ガス発生反応(泡化反応)の2つの
反応からなり、触媒は、これらの反応速度だけでなく、
フォームの流動性、熱伝導率、成形性、寸法安定性及び
物性等に大きな影響を及ぼす。
は、従来、発泡剤として使用されてきたジクロロモノフ
ルオロエタン類(HCFC類)にオゾン層破壊の問題が
あることから、これに代わる発泡剤として、近年、オゾ
ン層破壊の問題のない1,1,1,3,3−ペンタフル
オロブタン(HFC−365mfc)が提案されてい
る。また、ポリウレタン製造用の触媒としては、これま
で有機金属触媒や3級アミン触媒が用いられており、3
級アミン触媒がポリウレタン製造用の優れた触媒となる
ことは既に広く知られている。3級アミン化合物の中
で、工業的に利用されているポリウレタン製造用触媒と
しては、トリエチレンジアミン、N,N,N’,N’−
テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、ビス(2−
ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N’,
N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、N−
メチルモルフォリン、N−エチルモルフォリン等の化合
物が例示できる。
−365mfcは、HCFC等と比べてポリオールに溶
解しにくく、かつ価格面で高価であるため、少量しか混
合使用することができない。このため、発泡剤として、
HFC−365mfcを使用した処方において、前記し
た3級アミン触媒を用いた場合、水の使用量が多くなる
ため、従来のHCFC等を発泡剤として使用した硬質ポ
リウレタンフォームと比較してフォームの流動性及び熱
伝導率に劣る問題があり、これらを改善することが強く
望まれていた。
であり、その目的は、発泡剤としてHFC−365mf
cを使用した場合でも、フォームの流動性、熱伝導率、
成形性、及び寸法安定性を改善する触媒を用いた硬質ポ
リウレタンフォームの製造方法を提供することである。
解決するために鋭意検討を行った結果、発泡剤として、
HFC−365mfcを使用した処方において、ヒドロ
キシル基、1級アミノ基及び2級アミノ基からなる群よ
り選ばれる一種又は二種以上の置換基を分子中に有する
アミン化合物をアミン触媒として使用することで、フォ
ームの流動性、熱伝導率、成形性、及び寸法安定性に優
れた硬質ポリウレタンフォームが得られることを見出し
本発明を完成するに至った。
アネートをアミン触媒、発泡剤、及び必要に応じて他の
助剤の存在下に反応させて硬質ポリウレタンフォームを
製造する方法において、アミン触媒として、ヒドロキシ
ル基、1級アミノ基及び2級アミノ基からなる群より選
ばれる一種又は二種以上の置換基を分子中に有するアミ
ン化合物を使用し、発泡剤として、1,1,1,3,3
−ペンタフルオロブタン(HFC−365mfc)を使
用することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームの製
造方法である。
ムとは、Gunter Oertel,“Polyur
ethane handbook”(1985) Ha
nser Publishers社(ドイツ),p.2
34−313や、岩田敬治「ポリウレタン樹脂ハンドブ
ック」(1987) 日刊工業新聞社 p.224−2
83に記載の、高度に架橋されたクローズドセル構造を
有し、可逆変形不可能なフォームをいう。硬質ウレタン
フォームの物性は、特に限定されるのではないが、一般
的には、密度が10〜100kg/m3、圧縮強度が5
0〜1000kPaの範囲である。
ン化合物は、ヒドロキシル基、1級アミノ基及び2級ア
ミノ基からなる群より選ばれる一種又は二種以上の置換
基を分子中に有するアミン化合物である。
1級アミノ基及び2級アミノ基からなる群より選ばれる
一種又は二種以上の置換基を分子中に有するアミン化合
物のうち、好ましくは、下記一般式(1)
素数1〜16のアルキル基、炭素数1〜16のアリール
基、炭素数2〜6のヒドロキシアルキル基、炭素数2〜
6のアミノアルキル基、炭素数2〜6のモノメチルアミ
ノアルキル基、又は炭素数2〜6のジメチルアミノアル
キル基を表し、n、mは各々独立して1〜11の整数を
表わし、a、bは各々独立して0〜5の整数を表わす。
R5とR1又はR2とが結合してピベラジン構造、イミダ
ゾール構造、イミダゾリン構造を有する環状化合物とな
っても良い。]で示されるアミン化合物、又は下記一般
式(2)
素数1〜16のアルキル基、炭素数1〜16のアリール
基、炭素数2〜6のヒドロキシアルキル基、炭素数2〜
6のアミノアルキル基、炭素数2〜6のモノメチルアミ
ノアルキル基、炭素数2〜6のジメチルアミノアルキル
基、又は下式
を表し、n、mは各々独立して1〜11の整数を表わ
し、a、bは各々独立して0〜10の整数を表わす。R
7とR1又はR2とが結合してピベラジン構造、イミダゾ
ール構造、イミダゾリン構造を有する環状化合物となっ
ても良い。]で示されるアミン化合物である。
の置換基R1〜R7としては、各々独立して、水素、メチ
ル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ア
ミノエチル基、アミノプロピル基、モノメチルアミノエ
チル基、モノメチルアミノプロピル基、ジメチルアミノ
エチル基、又はジメチルアミノプロピル基がさらに好ま
しく、R5とR1又はR2とが結合してピペラジン構造を
有する環状化合物となっても良い。
化合物の置換基R1〜R8としては、各々独立して、水
素、メチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピ
ル基、アミノエチル基、アミノプロピル基、モノメチル
アミノエチル基、モノメチルアミノプロピル基、ジメチ
ルアミノエチル基、ジメチルアミノプロピル基、又はア
セチル基がさらに好ましく、R7とR1又はR2とが結合
してピペラジン構造を有する環状化合物となっても良
い。
ては、前記したアミン化合物に該当するものであれば特
に限定するものではないが、具体的には、N,N−ジメ
チルエチレンジアミン、N,N−ジメチルプロピレンジ
アミン、N,N−ジメチルテトラメチレンジアミン、
N,N−ジメチルペンタメチレンジアミン、N,N−ジ
メチルヘキサメチレンジアミン、N,N−ジメチルヘプ
タメチレンジアミン、N,N−ジメチルオクタメチレン
ジアミン、N,N−ジメチルノナメチレンジアミン、
N,N−ジメチルデカメチレンジアミン、N−メチルエ
チレンジアミン、N−メチルプロピレンジアミン、N−
メチルテトラメチレンジアミン、N−メチルペンタメチ
レンジアミン、N−メチルヘキサメチレンジアミン、N
−メチルヘプタメチレンジアミン、N−メチルオクタメ
チレンジアミン、N−メチルノナメチレンジアミン、N
−メチルデカメチレンジアミン、N−アセチルエチレン
ジアミン、N−アセチルプロピレンジアミン、N−アセ
チルテトラメチレンジアミン、N−アセチルペンタメチ
レンジアミン、N−アセチルヘキサメチレンジアミン、
N−アセチルヘプタメチレンジアミン、N−アセチルオ
クタメチレンジアミン、N−アセチルノナメチレンジア
ミン、N−アセチルデカメチレンジアミン、N,N,
N’−トリメチルジエチレントリアミン、N,N,
N’,N”−テトラメチルトリエチレンテトラミン、
N,N,N’,N”,N”’−ペンタメチルテトラエチ
レンペンタミン、N,N,N’,N”,N”’N””−
ヘキサメチルペンタエチレンヘキサミン、ポリオキシエ
チレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン等の1
級アミン化合物類、トリメチルエチレンジアミン、トリ
メチルプロピレンジアミン、トリメチルテトラメチレン
ジアミン、トリメチルペンタメチレンジアミン、トリメ
チルヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘプタメチレ
ンジアミン、トリメチルオクタメチレンジアミン、トリ
メチルノナメチレンジアミン、トリメチルデカメチレン
ジアミン、テトラメチルジエチレントリアミン、ペンタ
メチルトリエチレンテトラミン、ヘキサメチルテトラエ
チレンペンタミン、ヘプタメチルペンタエチレンヘキサ
ミン、ビス(N,N−ジメチルアミノプロピル)アミ
ン、N−メチルピペラジン等の2級アミン化合物類、
N,N−ジメチルアミノエタノール、N,N−ジメチル
アミノイソプロパノール、N,N−ジメチルアミノエト
キシエタノール、N,N−ジメチルアミノエトキシイソ
プロパノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエトキ
シエタノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエトキ
シイソプロパノール、N,N−ジメチルアミノエチル−
N’−メチルアミノエタノール、N,N−ジメチルアミ
ノエチル−N’−メチルアミノイソプロパノール、N,
N−ジメチルアミノプロピル−N’−メチルアミノエタ
ノール、N,N−ジメチルアミノプロピル−N’−メチ
ルアミノイソプロパノール、N,N−ジメチル−N’−
(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N,N−
ジメチル−N’−(2−ヒドロキシエチル)プロパンジ
アミン、N,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシ
エチルビスアミノエチルエーテル、N,N,N’−トリ
メチル−N’−ヒドロキシイソプロピルビスアミノエチ
ルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メ
チルアミノエチル−N”−メチルアミノエタノール、
N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエ
チル−N”−メチルアミノイソプロパノール、N,N−
ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミノエチル−
N”−メチルアミノエチル−N”’−メチルアミノエタ
ノール、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチル
アミノエチル−N”−メチルアミノエチル−N”’−メ
チルアミノイソプロパノール、N,N−ビス(3−ジメ
チルアミノプロピル)−N−イソプロパノールアミン、
N−(3−ジメチルアミノプロピル)−N,N−ジイソ
プロパノールアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−
N’−メチルピペラジン、N,N−ジメチルアミノヘキ
サノール、5−ジメチルアミノ−3−メチル−1−ペン
タノール、1−(2’−ヒドロキシエチル)イミダゾー
ル、1−(2’−ヒドロキシプロピル)イミダゾール、
1−(2’−ヒドロキシエチル)−2−メチルイミダゾ
ール、1−(2’−ヒドロキシプロピル)−2−メチル
イミダゾール等のアルカノールアミン類等が挙げられ
る。なお、本発明の方法において、ポリオキシエチレン
ジアミンとは、下式
り、ポリオキシプロピレンジアミンとは、下式
る。
高いことから、1級アミン化合物類としては、N,N−
ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルプロピレ
ンジアミン、N,N−ジメチルヘキサメチレンジアミ
ン、N−アセチルエチレンジアミン、N,N,N’−ト
リメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N”−
テトラメチルトリエチレンテトラミン、N,N,N’,
N”,N”’−ペンタメチルテトラエチレンペンタミ
ン、N,N,N’,N”,N”’,N””−ヘキサメチ
ルペンタエチレンヘキサミン、ポリオキシプロピレンジ
アミン、2級アミン化合物類としては、トリメチルエチ
レンジアミン、トリメチルプロピレンジアミン、トリメ
チルヘキサメチレンジアミン、テトラメチルジエチレン
トリアミン、ビス(N,N−ジメチルアミノプロピル)
アミン、N−メチルピペラジン、アルカノールアミン類
としては、N,N−ジメチルアミノエタノール、N,N
−ジメチルアミノイソプロパノール、N,N−ジメチル
アミノエトキシエタノール、N,N−ジメチルアミノエ
チル−N’−メチルアミノエタノール、N,N−ジメチ
ルアミノプロピル−N’−メチルアミノエタノール、
N,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシエチルビ
スアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチ
ル−N’−メチルアミノエチル−N”−メチルアミノイ
ソプロパノール、N,N−ビス(3−ジメチルアミノプ
ロピル)−N−イソプロパノールアミン、N−(3−ジ
メチルアミノプロピル)−N,N−ジイソプロパノール
アミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−メチル
ピペラジン、N,N−ジメチルアミノヘキサノール、5
−ジメチルアミノ−3−メチル−1−ペンタノールが特
に好ましい。
一般式(1)で示されるアミン化合物は、文献既知の方
法にて容易に製造できる。例えば、ジオールとジアミン
との反応やモノアミノアルコール又はジアミンの還元メ
チル化による方法が挙げられる。
る上記一般式(2)で示されるアミン化合物は、文献既
知の方法にて容易に製造できる。例えば、ジオールとジ
アミンとの反応やアルコールのアミノ化による方法、モ
ノアミノアルコール又はジアミンの還元メチル化による
方法が挙げられる。
用されるポリオ−ルを100重量部に対し、通常0.0
1〜20重量部、好ましくは0.05〜10重量部の範
囲である。0.01重量部より少ないとフォームの成形
性が悪化し、寸法安定性が悪くなる場合がある。一方、
20重量部を超えると、触媒を増やした効果が得られな
いだけでなくフォームの流動性が悪化する場合がある。
れるアミン触媒は、前記したアミン化合物であるが、そ
れ以外にも本発明を逸脱しない範囲で他の触媒を併用し
て用いることができる。他の触媒としては、例えば、従
来公知の有機金属触媒、カルボン酸金属塩、第3級アミ
ン類や第4級アンモニウム塩類等を挙げることができ
る。
あればよく、特に限定するものではないが、例えば、ス
タナスジアセテート、スタナスジオクトエート、スタナ
スジオレエート、スタナスジラウレート、ジブチル錫オ
キサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウ
レート、ジブチル錫ジクロライド、ジオクチル錫ジラウ
レート、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッ
ケル、ナフテン酸コバルト等が挙げられる。
のであればよく、例えば、カルボン酸のアルカリ金属塩
やアルカリ土類金属塩が挙げられる。カルボン酸として
は、特に限定するものではないが、例えば、酢酸、プロ
ピオン酸、2−エチルヘキサン酸、アジピン酸等の脂肪
族モノ及びジカルボン酸類、安息香酸、フタル酸等の芳
香族モノ及びジカルボン酸類等が挙げられる。また、カ
ルボン酸塩を形成すべき金属としては、リチウム、ナト
リウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグ
ネシウム等のアルカリ土類金属が好適な例として挙げら
れる。
であればよく特に限定するものではないが、例えば、
N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、
N,N,N’,N’−テトラメチルプロピレンジアミ
ン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレ
ントリアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチ
ル−(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、N,
N,N’,N”,N”−ペンタメチルジプロピレントリ
アミン、N,N,N’,N’−テトラメチルグアニジ
ン、1,3,5−トリス(N,N−ジメチルアミノプロ
ピル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン、1,8−ジアザ
ビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、トリエチレン
ジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメ
チレンジアミン、N,N’−ジメチルピペラジン、ジメ
チルシクロヘキシルアミン、N−メチルモルホリン、N
−エチルモルホリン、ビス(2−ジメチルアミノエチ
ル)エーテル、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメ
チルイミダゾール、1−イソブチル−2−メチルイミダ
ゾール、1−ジメチルアミノプロピルイミダゾール等の
第3級アミン化合物類が挙げられる。
知のものであればよく特に限定するものではないが、例
えば、テトラメチルアンモニウムクロライド等のテトラ
アルキルアンモニウムハロゲン化物、水酸化テトラメチ
ルアンモニウム塩等のテトラアルキルアンモニウム水酸
化物、テトラメチルアンモニウム2−エチルヘキサン酸
塩、2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムギ
酸塩、2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム
2−エチルヘキサン酸塩等のテトラアルキルアンモニウ
ム有機酸塩類が挙げられる。
独で又は他の触媒と混合して使用することができるが、
混合調整にあたっては、必要ならば、ジプロピレングリ
コール、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール
又は水等の溶媒が使用できる。溶媒の量は、特に限定す
るものではないが、好ましくは触媒の全量に対して3重
量倍以下である。3重量倍を超えると、フォームの物性
に影響を及ぼし、経済上の理由からも好ましくない。こ
のように調整された触媒は、ポリオールに添加して使用
しても良いし、種々のアミン触媒を別々にポリオールに
添加しても良く、特に限定されるものではない。
ールとしては、例えば、従来公知のポリエーテルポリオ
ール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール、
更には含リンポリオールやハロゲン含有ポリオール等の
難燃ポリオール等が挙げられる。これらのポリオールは
単独で使用することもできるし、適宜混合して併用する
こともできる。
ーテル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、グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール
類、エチレンジアミンのようなアミン類、エタノールア
ミン及びジエタノールアミン等のようなアルカノールア
ミン類等のような少なくとも2個以上の活性水素基を有
する化合物を出発原料として、これにエチレンオキシド
やプロピレンオキシドに代表されるアルキレンオキサイ
ドの付加反応により、例えば、Gunter Oert
el,“Polyurethane Handboo
k”(1985) Hanser Publisher
s社(ドイツ),p.42−53に記載の方法によって
製造されたものが挙げられる。
ステルポリオールとしては、例えば、二塩基酸とグリコ
ールの反応から得られるものや、岩田敬治「ポリウレタ
ン樹脂ハンドブック」(1987) 日刊工業新聞社
p.117に記載されているようなナイロン製造時の廃
物、TMP、ペンタエリストールの廃物、フタル酸系ポ
リエステルの廃物、廃品を処理し誘導したポリエステル
ポリオール等が挙げられる。
ーポリオールとしては、例えば、前記ポリエーテルポリ
オールとエチレン性不飽和単量体例えばブタジエン、ア
クリロニトリル、スチレン等をラジカル重合触媒の存在
下に反応させた重合体ポリオールが挙げられる。
リオールとしては、例えば、リン酸化合物にアルキレン
オキシドを付加して得られる含リンポリオール、エピク
ロルヒドリンやトリクロロブチレンオキシドを開環重合
して得られる含ハロゲンポリオール、フェノールポリオ
ール等が挙げられる。
100〜800mgKOH/gのポリオールが好まし
く、さらに200〜700mgKOH/gのポリオール
が、特に好適に使用される。
は、従来公知のものであればよく特に限定するものでは
ないが、例えば、トルエンジイソシアネート(TD
I)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、
ナフチレンジイシシアネート、キシリレンジイソシアネ
ート等の芳香族ポリイソシアネート類、ヘキサメチレン
ジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート類、ジ
シクロヘキシルジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート等の脂環式ポリイソシアネート類及びこれらの
混合体等が挙げられる。これらのうち好ましくはTDI
とその誘導体又はMDIとその誘導体であり、これらは
混合して使用しても差し支えない。
DIと2,6−TDIの混合物又はTDIの末端イソシ
アネートプレポリマー誘導体を挙げることができる。M
DIとその誘導体としては、MDIとその重合体のポリ
フェニルポリメチレンジイソシアネートの混合体、及び
/又は末端イソシアネート基をもつジフェニルメタンジ
イソシアネート誘導体を挙げることができる。
混合割合としては、特に限定されるものではないが、イ
ソシアネートインデックス(イソシアネート基/イソシ
アネート基と反応しうる活性水素基)で表すと、一般に
60〜400の範囲が好ましい。
1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(HFC−36
5mfc)であり、HFC−365mfcと水及び/又
は低沸点炭化水素との混合物も使用することができる。
〜70℃の炭化水素が使用され、その具体例としては、
プロパン、ブタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサ
ン、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロ
パン(HFC−227ea)等のHFC−227類、
1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−13
4a)等のHFC−134類、1,1,1,3,3−ペ
ンタフルオロプロパン(HFC−245fa)及びこれ
らの混合物が挙げられる。
物性に応じて決定されるが、具体的には、得られるフォ
ーム密度が、通常10〜200kg/m3、好ましくは
20〜100kg/m3となるように選択される。
て界面活性剤を用いることができる。使用される界面活
性剤としては、例えば、従来公知の有機シリコーン系界
面活性剤が挙げられ、具体的には、有機シロキサン−ポ
リオキシアルキレン共重合体、シリコーン−グリース共
重合体等の非イオン系界面活性剤、又はこれらの混合物
等が例示される。それらの使用量は、ポリオール100
重量部に対して通常0.1〜10重量部である。
鎖延長剤を用いることができる。架橋剤又は鎖延長剤と
しては、例えば、エチレングリコール、1,4−ブタン
ジオール、グリセリン等の低分子量の多価アルコール
類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の低
分子量のアミンポリオール類、又はエチレンジアミン、
キシリレンジアミン、メチレンビスオルソクロルアニリ
ン等ポリアミン類を挙げることができる。
剤を用いることができる。使用される難燃剤としては、
例えば、リン酸とアルキレンオキシドとの付加反応によ
って得られるプロポキシル化リン酸、プロポキシル化ジ
ブチルピロリン酸等の含リンポリオールの様な反応型難
燃剤、トリクレジルホスフェート等の第3リン酸エステ
ル類、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)ホスフェート等のハロゲン含有第
3リン酸エステル類、ジブロモプロパノール、ジブロモ
ネオペンチルグリコール、テトラブロモビスフェノール
A等のハロゲン含有有機化合物類、酸化アンチモン、炭
酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム
等の無機化合物等が挙げられる。その量は特に限定され
るものではなく、要求される難燃性に応じて異なるが、
通常ポリオール100重量部に対して4〜20重量部で
ある。
や、老化防止剤、その他従来公知の添加剤等も使用でき
る。これらの添加剤の種類、添加量は、使用される添加
剤の通常の使用範囲でよい。
液を急激に混合、攪拌した後、適当な容器又はモールド
に注入して発泡成型することにより行われる。混合、攪
拌は一般的な攪拌機や専用のポリウレタン発泡機を使用
して実施すれば良い。ポリウレタン発泡機としては高
圧、低圧及びスプレー式の機器が使用できる。
々の用途に使用できる。例えば、冷凍庫、冷蔵庫、断熱
建材等が挙げられる。
が、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではな
い。
測定項目の測定方法は以下のとおりである。 ・反応性の測定項目 クリームタイム:フォームが上昇開始する時間を目視に
て測定。
樹脂状物質に変わる時間を測定。
つきがなくなった時間を測定。
時間を目視にて測定。 ・フォームの流動性:100×25×3.0cmのアル
ミニウム製モールドに混合液を一定量注入し、生成した
フォームの長さ(cm)を測定した。フォームの長さが
長いほど流動性に優れる。 ・フォームのコア密度:50×50×4.5cmのアル
ミニウム製モールドを用いてフリー発泡を行い、生成し
たフォームの中心部を20×20×3cmの寸法にカッ
トし、寸法、重量を正確に測定してコア密度を算出し
た。 ・フォームの熱伝導率:50×50×4.5cmのアル
ミニウム製モールドで発泡したフォームの中心部を20
×20×3cmの寸法にカットした試験片をANACO
Nmodel88で測定した。 ・フォームの寸法安定性:50×50×4.5cmのア
ルミニウム製モールドで発泡したフォームを−30℃×
48時間の条件下、厚み方向の変化率を測定した。
12 ポリオール、発泡剤、整泡剤を表1に示した原料配合比
にてプレミックスAを調合した。プレミックスA 4
8.6gを300mlポリエチレンカップに取り、表1
に示した触媒を、各々の反応性が上記のゲルタイムで4
5秒となる量だけ添加し、20℃に温度調整した。別容
器で20℃に温度調整したポリイソシアネート液(MR
−200)をイソシアネートインデックス{イソシアネ
ート基/OH基(モル比)×100)}が110となる
量だけプレミックスAのカップの中に入れ、素早く攪拌
機にて6500rpmで3秒間攪拌した。混合攪拌した
混合液を40℃に温度調節した2リットルポリエチレン
カップに移し発泡中の反応性を測定した。次に原料スケ
ールをアップさせ同様な操作にて40℃に温度調節した
モールド内に混合液を入れ、発泡成形を行った。混合液
を入れた時点から10分後にフォームを脱型した。成型
フォームからフォームの流動性、コア密度、熱伝導率、
寸法安定性を評価した。結果を表2に示す。
3,3−ペンタフルオロブタン(HFC−365mf
c)を使用する硬質ポリウレタンフォームの製造方法に
おいて、本発明のアミン化合物を触媒として使用するこ
とで、流動性、熱伝導率、及び寸法安定性に優れたフォ
ームを製造することができる。
の触媒を使用して硬質ポリウレタンフォームを製造した
例であるが、これらはいずれも、流動性、熱伝導率、及
び寸法安定性に優れた硬質ウレタンフォームを得ること
ができている。
ロキシル基、1級アミノ基又は2級アミノ基を分子中に
持たない3級アミン触媒の例であるが、流動性、熱伝導
率が劣るフォームとなっている。また、比較例5〜比較
例12は、発泡剤として、1,1−ジクロロ−1−フル
オロエタン(HCFC−141b)を使用した例である
が、本発明のアミン化合物を触媒として使用しても、フ
ォームの流動性、熱伝導率、及び寸法安定性に顕著な効
果は認められない。
較例22 ポリオール、発泡剤、整泡剤を表3に示した原料配合比
にてプレミックスAを調合した。プレミックスA 4
8.6gを300mlポリエチレンカップに取り、表3
に示した触媒を、各々の反応性が上記のゲルタイムで4
5秒となる量だけ添加し、20℃に温度調整した。別容
器で20℃に温度調整したポリイソシアネート液(MR
−200)をイソシアネートインデックス{イソシアネ
ート基/OH基(モル比)×100)}が110となる
量だけプレミックスAのカップの中に入れ、素早く攪拌
機にて6500rpmで3秒間攪拌した。混合攪拌した
混合液を40℃に温度調節した2リットルポリエチレン
カップに移し発泡中の反応性を測定した。次に原料スケ
ールをアップさせ同様な操作にて40℃に温度調節した
モールド内に混合液を入れ、発泡成形を行った。混合液
を入れた時点から10分後にフォームを脱型した。成型
フォームからフォームの流動性、コア密度、熱伝導率、
寸法安定性を評価した。結果を表4に示す。
3,3−ペンタフルオロブタン(HFC−365mf
c)を使用する硬質ポリウレタンフォーム製造方法にお
いて、本発明のアミン化合物を触媒として使用すること
で、流動性、熱伝導率、及び寸法安定性に優れたフォー
ムを製造することができる。
明の触媒を使用して硬質ポリウレタンフォームを製造し
た例であるが、これらはいずれも流動性、熱伝導率、及
び寸法安定性に優れた硬質ウレタンフォームを得ること
ができている。
泡剤として1,1−ジクロロ−1−フルオロエタン(H
CFC−141b)を使用した例であるが、本発明のア
ミン化合物を触媒として使用しても、フォームの流動
性、熱伝導率、及び寸法安定性に顕著な効果は認められ
ない。
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(HFC−
365mfc)を使用しても、フォームの物性を損なう
ことなく、フォームの流動性、熱伝導率及び寸法安定性
に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造することがで
きる。
(HCFC−141b)を使用して製造したフォームと
比較しても物性的に遜色ないフォームを得ることができ
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 ポリオールとポリイソシアネートをアミ
ン触媒、発泡剤、及び必要に応じて他の助剤の存在下に
反応させて硬質ポリウレタンフォームを製造する方法に
おいて、アミン触媒として、ヒドロキシル基、1級アミ
ノ基及び2級アミノ基からなる群より選ばれる一種又は
二種以上の置換基を分子中に有するアミン化合物を使用
し、発泡剤として、1,1,1,3,3−ペンタフルオ
ロブタン(HFC−365mfc)を使用することを特
徴とする硬質ポリウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項2】 アミン触媒が、下記一般式(1) 【化1】 [上記式(1)中、R1〜R7は各々独立して、水素、炭
素数1〜16のアルキル基、炭素数1〜16のアリール
基、炭素数2〜6のヒドロキシアルキル基、炭素数2〜
6のアミノアルキル基、炭素数2〜6のモノメチルアミ
ノアルキル基、又は炭素数2〜6のジメチルアミノアル
キル基を表し、n、mは各々独立して1〜11の整数を
表わし、a、bは各々独立して0〜5の整数を表わす。
R5とR1又はR2とが結合してピベラジン構造、イミダ
ゾール構造、イミダゾリン構造を有する環状化合物とな
っても良い。]で示されるアミン化合物であることを特
徴とする請求項1記載の硬質ポリウレタンフォームの製
造方法。 - 【請求項3】 一般式(1)において、R1〜R7が、各
々独立して、水素、メチル基、ヒドロキシエチル基、ヒ
ドロキシプロピル基、アミノエチル基、アミノプロピル
基、モノメチルアミノエチル基、モノメチルアミノプロ
ピル基、ジメチルアミノエチル基、又はジメチルアミノ
プロピル基を表す(但し、R5とR1又はR2とが結合し
てピペラジン構造を有する環状化合物となっても良い)
ことを特徴とする請求項2記載の硬質ポリウレタンフォ
ームの製造方法。 - 【請求項4】 アミン触媒が、下記一般式(2) 【化2】 [上記式(2)中、R1〜R8は各々独立して、水素、炭
素数1〜16のアルキル基、炭素数1〜16のアリール
基、炭素数2〜6のヒドロキシアルキル基、炭素数2〜
6のアミノアルキル基、炭素数2〜6のモノメチルアミ
ノアルキル基、炭素数2〜6のジメチルアミノアルキル
基、又は下式 【化3】 (式中、xは0〜3の整数を表す。)で示される置換基
を表し、n、mは各々独立して1〜11の整数を表わ
し、a、bは各々独立して0〜10の整数を表わす。R
7とR1又はR2とが結合してピベラジン構造、イミダゾ
ール構造、イミダゾリン構造を有する環状化合物となっ
ても良い。]で示されるアミン化合物であることを特徴
とする請求項1記載の硬質ポリウレタンフォームの製造
方法。 - 【請求項5】 一般式(2)において、R1〜R8が、各
々独立して、水素、メチル基、ヒドロキシエチル基、ヒ
ドロキシプロピル基、アミノエチル基、アミノプロピル
基、モノメチルアミノエチル基、モノメチルアミノプロ
ピル基、ジメチルアミノエチル基、ジメチルアミノプロ
ピル基、又はアセチル基を表す(但し、R7とR1又はR
2とが結合してピペラジン構造を有する環状化合物とな
っても良い)ことを特徴とする請求項4記載の硬質ポリ
ウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項6】 アミン触媒が、N,N−ジメチルエチレ
ンジアミン、N,N−ジメチルプロピレンジアミン、
N,N−ジメチルヘキサメチレンジアミン、N−アセチ
ルエチレンジアミン、N,N,N’−トリメチルジエチ
レントリアミン、N,N,N’,N”−テトラメチルト
リエチレンテトラミン、N,N,N’,N”,N”’−
ペンタメチルテトラエチレンペンタミン、N,N,
N’,N”,N”’,N””−ヘキサメチルペンタエチ
レンヘキサミン、ポリオキシプロピレンジアミン、トリ
メチルエチレンジアミン、トリメチルプロピレンジアミ
ン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、テトラメチル
ジエチレントリアミン、ビス(N,N−ジメチルアミノ
プロピル)アミン、N−メチルピペラジン、N,N−ジ
メチルアミノエタノール、N,N−ジメチルアミノイソ
プロパノール、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノ
ール、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルア
ミノエタノール、N,N−ジメチルアミノプロピル−
N’−メチルアミノエタノール、N,N,N’−トリメ
チル−N’−ヒドロキシエチルビスアミノエチルエーテ
ル、N,N−ジメチルアミノエチル−N’−メチルアミ
ノエチル−N”−メチルアミノイソプロパノール、N,
N−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)−N−イソプ
ロパノールアミン、N−(3−ジメチルアミノプロピ
ル)−N,N−ジイソプロパノールアミン、N−(2−
ヒドロキシエチル)−N’−メチルピペラジン、N,N
−ジメチルアミノヘキサノール、及び5−ジメチルアミ
ノ−3−メチル−1−ペンタノールからなる群より選ば
れる1種又は2種以上のアミン化合物であることを特徴
とする請求項1記載の硬質ポリウレタンフォームの製造
方法。 - 【請求項7】 発泡剤として、1,1,1,3,3−ペ
ンタフルオロブタン(HFC−365mfc)と水を併
用することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれ
かに記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項8】 ヒドロキシル基、1級アミノ基及び2級
アミノ基からなる群より選ばれる一種又は二種以上の置
換基を分子中に有するアミン化合物の使用量が、ポリオ
ール100重量部に対して0.01〜20重量部である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか記載
の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項9】 助剤として整泡剤を添加して反応させる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記
載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。 - 【請求項10】 助剤として架橋剤又は鎖延長剤を添加
して反応させることを特徴とする請求項1乃至請求項9
のいずれかに記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方
法。 - 【請求項11】 助剤として難燃剤を添加して反応させ
ることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか
に記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
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