JP2003212949A - 硬質ポリウレタンフォームまたはポリイソシアヌレートフォームの調製用のプレミックス、該フォームの製造方法および該フォーム - Google Patents
硬質ポリウレタンフォームまたはポリイソシアヌレートフォームの調製用のプレミックス、該フォームの製造方法および該フォームInfo
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- C08J2375/04—Polyurethanes
Abstract
剤として使用する硬質ポリウレタンフォームまたはポリ
イソシアヌレートフォームの製造において、実用的規模
での取り扱いに適したプレミックス組成物を提供する。 【解決手段】HFC−245faとポリオールを混合す
る際、常温において液体で分子中に酸素、イオウ、窒素
および/またはリン原子を有する鎖状飽和炭化水素類ま
たは環状飽和炭化水素類の少なくとも1種類から選ばれ
た化合物を蒸気圧低減剤として用いることを特徴とする
HFC−245faを含有する硬質ポリウレタンフォー
ムまたはポリイソシアヌレートフォーム調製用のプレミ
ックス。
Description
フォームまたはポリイソシアヌレートフォームの調製用
のプレミックス、硬質ポリウレタンフォームまたはポリ
イソシアヌレートフォームの製造方法及び得られる硬質
ポリウレタンフォームまたはポリイソシアヌレートフォ
ームに関する。
レートフォームは、発泡剤の存在下、イソシアネートと
ポリオール組成物を反応させることにより調製できるこ
とは公知であり、工業的には、ポリオール、発泡剤、触
媒、整泡剤およびその他の添加物を混合したプレミック
スとイソシアネートを反応させることにより製造するの
が一般的である。
質ウレタンフォーム用発泡剤等に用いられている1,1
−ジクロロ−1−フルオロエタン(以下HCFC−14
1b)は少ないながらもオゾン層破壊能を有するため過
渡的物質として使用され、2003年末以降全廃される
ことが決定されている。そこで、分子中に塩素原子を有
さず、オゾン層破壊能がない1,1,1,3,3−ペン
タフルオロプロパン(以下、HFC−245fa)がH
CFC−141bの代替物質の一つとして注目されてい
る。
℃)、また塩素原子を分子中に有するためポリオール成
分に対する溶解度は高く、安定な組成物を形成する。
ンフォーム用発泡剤として用いた場合、沸点が15.3
℃と低く、また分子中に塩素原子を有さないため、HC
FC−141bに比較してポリオール成分との混合溶解
性は低く、またポリオール成分との混合物は蒸気圧が高
く、取り扱いに注意を要する。
ム用発泡剤として用いる方法としては、以下のような方
法が開示されており、例えばHFC−245faを単独
または他の低沸点の炭化水素系等公知の発泡剤との混合
系が特開平2−235982号公報、特開平5−239
251号公報等に開示されている。
5mfc、HFC−134a等フッ素系発泡剤を混合し
た系(特開平9−71628号公報、特開平10−87
774号公報、WO9827145号公報、特開平11
−49886号公報等)が知られており、シクロペンタ
ン、シクロヘキサンと混合した系(特開平11−343
326号公報)も開示されている。
は、前述のようにポリオール成分と混合すると溶解性が
低いため濃度勾配ができやすく、また比較的蒸気圧が高
く取り扱いが困難であるという問題があった。
点に鑑み、実用的規模での取り扱いに適したHFC−2
45fa組成物の安定方法を確立するべく、HFC−2
45faの蒸気圧を低減する方法について鋭意検討を加
えたところ、HFC−245faと相溶性の高い特定の
化合物を添加することでHFC−245faの蒸気圧が
低下し、さらにプレミックスの蒸気圧が低下することを
見いだし、本発明に到達したものである。
剤、触媒、整泡剤およびその他添加剤を混合した硬質ポ
リウレタンフォームまたはポリイソシアヌレートフォー
ムの調製用のプレミックスにおいて、発泡剤としてHF
C−245faと相溶性の高い化合物の少なくとも一種
類を蒸気圧低減剤として添加したHFC−245faを
用いることを特徴とする硬質ポリウレタンフォームまた
はポリイソシアヌレートフォームの調製用のプレミック
スである。
合物は、沸点が20℃以上であり、なおかつHFC−2
45faと完全に混合しうる化合物である。分子中に酸
素、イオウおよび/または窒素原子を少なくとも1種類
有し、具体的には、カーボネート化合物、ケトン類、エ
ステル類、エーテル類、アセタール類、ニトリル類、ア
ミド類、スルホキシド類、スルホラン類、リン酸エステ
ル類から少なくとも一種類選ばれる化合物である。
る難燃剤が、HFC−245faと相溶性が高いリン酸
エステル類である上記の硬質ポリウレタンフォームまた
はポリイソシアヌレートフォームの調製用のプレミック
スである。
イソシアネートを反応させることを特徴とする硬質ポリ
ウレタンフォームまたはポリイソシアヌレートフォーム
の製造方法である。
たは上記の方法を用いて得られる硬質ポリウレタンフォ
ームまたはポリイソシアヌレートフォームである。
触媒、整泡剤およびその他添加剤を混合した硬質ポリウ
レタンフォームまたはポリイソシアヌレートフォームの
調製用のプレミックスにおいて、発泡剤としてHFC−
245faと相溶性の高い化合物の少なくとも一種類を
蒸気圧低減剤として添加したHFC−245faを用い
ることを特徴とする硬質ポリウレタンフォームまたはポ
リイソシアヌレートフォームの調製用のプレミックスで
ある。
245fa、ポリオール成分、整泡剤、触媒、その他の
添加剤、蒸気圧低減剤の最適組成は、用途、ポリオール
の種類、整泡剤、触媒、その他の添加剤および蒸気圧低
減剤の種類に依存する。混合物組成は任意でよいが、H
FC−245faとポリオールとの重量比が、ポリオー
ル100重量部に対し、HFC−245faは1〜80
重量部であることが望ましく、発泡体の物性および経済
性から好適には10〜60重量部が望ましい。
剤は、HFC−245faの蒸気圧を下げることを目的
とするが、ポリオール成分に対するHFC−245fa
の溶解度を増大することにより蒸気圧の低下をもたらす
作用もあると思われる。すなわち、ポリオール成分に対
するHFC−245faの溶解助剤としての働きもあ
る。したがってポリオールと245fa双方に親和性を
有し、かつ蒸気圧を低下しうる高い沸点を有することが
望ましい。
アヌレート発泡では塩基性のアミン触媒を用いるので、
反応性に影響を及ぼす塩基性の物質は望ましくない。さ
らにポリオール成分中には塩基性の触媒が含まれるた
め、塩基に対して安定な化合物であることが好ましい。
このような条件に適した化合物としては酸素、窒素、イ
オウ,リン等のヘテロ原子が含まれる鎖状飽和炭化水素
系ならびに環状飽和炭素系溶媒が挙げられる。具体的に
は、カーボネート化合物、ケトン類、エステル類、エー
テル類、アセタール類、ニトリル類、アミド類、スルホ
キシド類、スルホラン類、リン酸エステル類等が挙げら
れる。
ート、ジエチルカーボネート等が例示され、ケトン類と
しては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケト
ン、シクロヘキサノン等の炭素数2〜6の鎖状または環
状ケトンが例示でき、エーテル類としては、ジメチルエ
ーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、ジ
ブチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、1,2−
ジメトキシエタン、フラン、テトラヒドロフラン、テト
ラヒドロピラン等の炭素数2〜6の鎖状または環状エー
テルがあげられ、アセタール類としてはジメトキシメタ
ン、ジエトキシエタン、1−ジメトキシエタン、1,1
−ジエトキシエタン、2,2−ジメトキシプロパン、
1,3−ジオキソラン等鎖状または環状アセタールが挙
げられる。エステル類としては、ギ酸メチル、ギ酸エチ
ル、ギ酸n−プロピル、ギ酸n−ブチル、酢酸メチル、
酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、γ−
ブチロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−バレロラク
トン、δ−バレロラクトン等から選ばれ、ニトリル類と
しては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニ
トリル等から選ばれ、アミド類としてはアセトアミド、
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホル
ムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジ
エチルアセトアミド、2−ピロリドン、N−メチル−2
−ピロリドン等から選ばれ、スホキシド類としては、ス
ルホキシド、ジメチルスホキシド、ジエチルスルホキシ
ド等から選ばれ、スルホラン類としてはスルホラン、3
−メチルスルホラン等から選ばれることが望ましい。リ
ン酸エステルとしては、トリス(2−クロロエチル)ホ
スフェート、トリス(2−クロロプロピル)ホスフェー
ト、トリス(ブトキシエチル)ホスフェート、トリメチ
ルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニ
ルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホス
フェート等が挙げられる。またこれらの化合物は、単独
または2種類以上の混合物として用いることもある。
一般に対象有機物に対する蒸気圧低減剤量が多い方が蒸
気圧低下に際して有利であるが、多すぎる場合は発泡剤
の特性を損なうので発泡体の物性に好ましくなく、反対
に少なすぎる場合は蒸気圧低下効果が少ない。したがっ
て、発泡剤100重量部に対して蒸気圧低減剤0.1〜
80重量部であり、1〜50重量部が好ましい。
触媒および助発泡剤の水を加えた成分から構成される
が、それぞれポリオール100重量部に対して、0.1
〜3.0重量部添加したものが好ましい。
通常ポリウレタンフォームに使用されるポリオールを用
いることができるが、とりわけ多価アルコールであるエ
チレンオキシド、プロピレンオキシド、エチレングリコ
ール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リストール、ソルビトール、シュクロース、ビスフェノ
ールA等と、エチレンジアミン等の脂肪族アミンまたは
トリレンジアミン等の芳香族アミンと付加重合させて得
られたポリオール、並びにポリエスルポリオール等が挙
げられる。これらのポリオールは、1種以上用いればよ
く、2種以上を混合して用いる場合もある。
の界面活性剤が用いられ、東レシリコーン(株)製SH
−193、SH−195、SH−200またはSRX−
253等、信越シリコーン(株)製F−230、F−3
05、F−341、F−348、日本ユニカー(株)製
L−544、L−5310、L−5320、L−542
0、L−5720または東芝シリコーン(株)製TFA
−4200、TFA−4202等が挙げられる。
れるものであれば特に制限はなく、アミン系触媒または
有機金属系触媒を用いることができる。これらの例とし
ては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N−メチ
ルモルホリン、N−エチルモルホリン、トリメチルアミ
ノエチルピペラジン、N,N−ジメチルアミノエチルエ
ーテル、ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N−
ジメチルシクロヘキシルアミン、テトラメチルヘキサメ
チレンジアミン等のアミン系触媒、並びにジブチルス錫
ジラウレート、ラウリン酸錫ジクロリド、オクタン酸カ
リウム、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル等が
挙げられる。これらの触媒は、1種または2種以上を使
用することができる。
いて、HFC−245faと相溶性が高い化合物を混合
するとプレミックス蒸気圧低減作用を有することが見出
された。そのような化合物として硬質ポリウレタンフォ
ームまたはポリイソシアヌレートフォームに使用されう
るリン酸エステルがあり、トリス(2−クロロエチル)
ホスフェート、トリス(2−クロロプロピル)ホスフェ
ート、トリス(ブトキシエチル)ホスフェート、トリメ
チルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェ
ニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホ
スフェート等が挙げられる。
に対して10〜30重量部用いられるため蒸気圧低減効
果は大きく、これらの使用量を増加すれば相対的に蒸気
圧低減剤を減少することができる。
リオールに対する発泡剤の溶解度を増すために、炭化水
素系および/またはフッ素系界面活性剤を所定量添加す
ることもできる。またHFC−245faに溶解性の高
いポリオールを用いることにより、さらにポリオール混
合物の蒸気圧の低下が期待できる。この場合、さらに界
面活性剤を添加してもよく、特に限定されない。
α―メチルスチレン、イソプロペニルトルエン等のHF
C−245fa分解抑制剤(安定剤)を添加することも
できる。
FC−245faと相溶性の高い化合物の少なくとも一
種類を蒸気圧低減剤として添加したHFC−245fa
を用い、ポリオール、整泡剤、触媒、その他の添加物と
混合することにより調製されるが、蒸気圧低減剤は個別
にポリオール、整泡剤、難燃剤または触媒等と混合して
もよい。
化合物を反応させることにより、ポリウレタンフォーム
またはポリイソシアヌレートフォームを製造することが
できる。ポリイソシアネート化合物としては、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート
等の芳香族系イソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート等の脂肪族系イソシアネート及びそれらのプレポリ
マー型変性体等が用いられる。これらのイソシアネート
は、1種または2種以上使用することができる。
(イソシアネート指数)は通常ポリウレタンフォームの
場合80〜130、イソシヌレート変性硬質ポリウレタ
ンフォームの場合150〜300の範囲とすることが望
ましい。
い化合物の少なくとも一種類を蒸気圧低減剤として添加
したHFC−245fa組成物は、溶剤、エアゾール用
プロペラント、冷媒、プラスチックフォーム用発泡剤等
多岐の用途に適応可能であるが、特にプラスチックフォ
ーム用用発泡剤、中でも硬質ポリウレタンフォーム、イ
ソシアヌレートフォーム等の発泡剤に用いることが好ま
しい。該HFC−245fa組成物の実際的な適用に関
しては、ポリオール成分の他、イソシアネートに部分的
に混合してもよく、特に限定されない。
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。
S製円筒型容器に蒸気圧低減剤として10重量%の表1
に示す化合物を含むHFC−245fa混合物10gを
入れ、上部に圧力センサー(VALCOM Press
ure Transducer VPRNP−A4−1
700kPa(abs)−5)を装着し、液体窒素凍結
後真空脱気した。これを所定の温度(50℃)に設置し
て、圧力変化を測定した。圧力値が一定になったところ
を終点とした。結果を表1に示した。
して、表1に示す化合物を10重量%添加または添加せ
ずに圧力を測定した。結果を表1に示した。
と蒸気圧低減剤を添加した系(実施例1〜25)を比較
すると、蒸気圧低減剤を添加した系において明らかな蒸
気圧低減効果が認められた。また、その効果の度合い
は、シクロペンタンを添加した系(比較例2)よりも顕
著であった。
ルA(東邦理化(株)製、OH価=314mgKOH/
g、粘度=2370mPa・s/25℃)50gに対
し、蒸気圧低減剤として10重量%の表2に示す化合物
を含むHFC−245fa混合液10gを加え、攪拌混
合後このうち30gを50mlSUS製円筒型容器に移
し、上部に圧力センサー(VALCOM Pressu
re Transducer VPRNP−A4−17
00kPa(abs)−5)を装着し、液体窒素凍結後
真空脱気して、所定の温度(50℃)に設置して、圧力
変化を測定した。圧力値が一定になったところを終点と
した。結果を表2に示した。
いて、実施例31〜33と同様にして圧力を測定した。
結果を表2に示した。
と蒸気圧低減剤を添加した系(実施例31〜33)を比
較すると、蒸気圧低減剤を添加した系において明らかな
蒸気圧低減効果が認められた。
ルA(東邦理化(株)製、OH価=314mgKOH/
g、粘度=2370mPa・s/25℃)およびエーテ
ルポリオールB(三井武田ケミカル製、OH価=755
mgKOH/g、粘度=45000mPas/25℃)
の混合物100重量部を用い表3に示す組成のプレミッ
クス溶液を氷冷下作成した。このプレミックス50gを
上部に圧力センサー(VALCOM Pressure
Transducer VPRNP−A4−1700
kPa(abs)−5)を装着した50mlガラス製耐
圧容器に入れ、空気存在下マグネチックスターラーで攪
拌し50℃にて蒸気圧を測定した。表4に結果を示し
た。
いて、実施例34〜43と同様にして圧力を測定した。
結果を表4に示した。
と蒸気圧低減剤あるいは難燃剤を添加した系(実施例3
4〜43)を比較すると、蒸気圧低減剤あるいは難燃剤
を添加した系において明らかな蒸気圧低減効果が認めら
れた。
ルA(東邦理化(株)製、OH価=314mgKOH/
g、粘度=2370mPa・s/25℃)およびポリエ
ーテルポリオールC(住化バイエルウレタン製、OH価
=467mgKOH/g、粘度=3300mPas/2
5℃)の混合物100重量部を用い表5に示す組成のプ
レミックス溶液を作成した。このプレミックスとイソシ
アネート(三井武田ケミカル製コスモネートM−20
0)199重量部を攪拌混合後、反応性を測定した。表
6に結果を示した。
いて、実施例44〜53と同様にして圧力を測定した。
結果を表6に示した。
と蒸気圧低減剤を添加した系(実施例44〜53)を比
較すると、ゲル時間、ライズ時間共に同等であり、反応
性に顕著な差異は認められなかった。
faを発泡剤として使用したプレミックスにおいて、ヘ
テロ原子を含んだ化合物を添加することによりポリオー
ル成分への溶解性を向上し、さらに蒸気圧を低減できる
ため、取り扱いを容易にするという効果を有する。
9)
ルA(東邦理化(株)製、OH価=314mgKOH/
g、粘度=2370mPa・s/25℃)およびポリエ
ーテルポリオールC(住化バイエルウレタン製、OH価
=467mgKOH/g、粘度=3300mPas/2
5℃)の混合物100重量部を用い表5に示す組成のプ
レミックス溶液を作成した。このプレミックスとイソシ
アネート(三井武田ケミカル製コスモネートM−20
0)199重量部を攪拌混合後、反応性を測定した。表
6に結果を示した。
いて、実施例44〜54と同様にして圧力を測定した。
結果を表6に示した。
と蒸気圧低減剤を添加した系(実施例44〜54)を比
較すると、ゲル時間、ライズ時間共に同等であり、反応
性に顕著な差異は認められなかった。
Claims (9)
- 【請求項1】 1種以上のポリオール、発泡剤、触媒、
整泡剤およびその他添加剤を混合した硬質ポリウレタン
フォームまたはポリイソシアヌレートフォームの調製用
のプレミックスにおいて、発泡剤として1,1,1,
3,3−ペンタフルオロプロパンと相溶性の高い化合物
の少なくとも一種類を蒸気圧低減剤として添加した1,
1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンを用いること
を特徴とする硬質ポリウレタンフォームまたはポリイソ
シアヌレートフォームの調製用のプレミックス。 - 【請求項2】 蒸気圧低減剤として用いる化合物の沸点
が20℃以上であり、なおかつ1,1,1,3,3−ペ
ンタフルオロプロパンと完全に混合しうる化合物から選
ばれる請求項1記載の硬質ポリウレタンフォームまたは
ポリイソシアヌレートフォームの調製用のプレミック
ス。 - 【請求項3】 蒸気圧低減剤として用いる化合物の分子
中に酸素、イオウ、窒素原子および/またはリン原子を
少なくとも1種類有する化合物から選ばれる請求項1ま
たは請求項2に記載の硬質ポリウレタンフォームまたは
ポリイソシアヌレートフォームの調製用のプレミック
ス。 - 【請求項4】 蒸気圧低減剤として用いる化合物が、カ
ーボネート化合物、ケトン類、エステル類、エーテル
類、アセタール類、ニトリル類、アミド類、スルホキシ
ド類、スルホラン類、リン酸エステル類から少なくとも
1種類選ばれる請求項1から請求項3のいずれか1項に
記載の硬質ポリウレタンフォームまたはポリイソシアヌ
レートフォームの調製用のプレミックス。 - 【請求項5】 その他の添加剤に含まれる難燃剤が、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンと相溶性
が高いリン酸エステル類である請求項1に記載の硬質ポ
リウレタンフォームまたはポリイソシアヌレートフォー
ムの調製用のプレミックス。 - 【請求項6】 1,1,1,3,3−ペンタフルオロプ
ロパンと相溶性が高いリン酸エステル類がトリス(2−
クロロエチル)ホスフェート、トリス(2−クロロプロ
ピル)ホスフェート、トリス(ブトキシエチル)ホスフ
ェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェ
ート、トリフェニルホスフェート、トリス(イソプロピ
ルフェニル)ホスフェートよりなる群より選ばれる請求
項5に記載の硬質ポリウレタンフォームまたはポリイソ
シアヌレートフォームの調製用のプレミックス。 - 【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
のプレミックスと1種以上のイソシアネートを反応させ
ることを特徴とする硬質ポリウレタンフォームまたはポ
リイソシアヌレートフォームの製造方法。 - 【請求項8】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
のプレミックスを用いることにより得られる硬質ポリウ
レタンフォームまたはポリイソシアヌレートフォーム。 - 【請求項9】 請求項7に記載の方法を用いることによ
り得られる硬質ポリウレタンフォームまたはポリイソシ
アヌレートフォーム。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002190825A JP4159315B2 (ja) | 2001-09-20 | 2002-06-28 | 硬質ポリウレタンフォームまたはポリイソシアヌレートフォームの調製用のプレミックス、該フォームの製造方法および該フォーム |
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