JP2003501501A - ポリマー変性ポリオール類、これらをポリウレタン生成物の製造に使用する方法 - Google Patents

ポリマー変性ポリオール類、これらをポリウレタン生成物の製造に使用する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ポリイソシアネートと低分子量ポリオールの反応生成物が分散された高分子量ポリオールであって、前記低分子量ポリオールがアルカノールアミンと分子量600未満のポリエチレングリコールとの混合物である高分子量ポリオールを提供する。本発明はまた、ポリオールが本発明のポリオールを含む発泡剤を使用してポリイソシアネートおよびポリオールを反応させるポリウレタンフォームの製造方法を提供する。本発明は、本発明方法により得られたフォーム、特に軟質フォームに関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、ポリウレタン生成物の製造に有用なポリマー変性ポリオールの分野
に関する。
【0002】 高分子量ポリオール中に分散させた微粒子材料の安定な分散液が知られている
。これらの生成物を、ポリマー変性ポリオール類またはポリマーポリオールと言
う。かかる種類のポリマーポリオール類は、ポリイソシアネート重付加ポリオー
ル類(あるいはPIPAポリオール類)として知られている。これらは、ポリイ
ソシアネートと低分子量ポリオールとの反応生成物を高分子量ポリオールに分散
させた分散液である。
【0003】 GB−A−2 102 822号明細書は、低分子量ポリオールがアルカノー
ルアミン、特にトリエタノールアミン(TELA)であるかかるPIPA生成物
を開示している。これらの生成物が軟質フォームの製造に適しているが、これら
は、いくつかの欠点を有している。第一の欠点は、高価な生成物であるTELA
に伴う価格である。第二の欠点は、TELAのすべての水酸基がイソシアネート
と反応するものではないので最終生成物が十分な耐力(load−berari
ng)特性を示さないということである。
【0004】 同様な問題は、その他のアルカノールアミン、たとえばジエタノールアミン(
DELA)でも生じる。 また、ジエチレングリコール(およびその他のエチレングリコール誘導体)は
、EP−A−0 072 096号明細書に記載されている通りPIPAポリオ
ール類の調製に使用される低分子量ポリオールとして知られている。しかしなが
ら、このものは欠点を有している。その欠点とは、DEGが高分子量ポリオール
に高い度合いで可溶であり、分散液というより溶液となってしまうことである。
その結果、このものはしばしば加熱によっても固体のままである、固体PIPA
生成物となってしまう。
【0005】 驚くべきことに、耐力特性が改善された軟質フォームが(室温で)液体であり
そして低分子量ポリオールが例えばTELAまたはDELAとDEGとの混合物
であるポリマー変性ポリオールから得ることができることを見出した。
【0006】 従って、本発明はポリイソシアネートと低分子量ポリオールとの反応生成物が
分散された高分子量ポリオールであって、前記低分子量ポリオールがアルカノー
ルアミンと分子量600未満のポリエチレングリコールとの混合物である高分子
量ポリオールであるポリマー変性ポリオールを提供する。
【0007】 本発明はまた、本発明のポリオールを使用するポリウレタンフォームの製造方
法、このようにして得られたフォームおよびポリマー変性ポリオールを含む反応
系を提供する。
【0008】 本発明に関して、以下の用語は、使用する場合いつでも、以下の意義を有して
いる。 1) イソシアネートインデックスまたはNCOインデックス 配合中に存在するイソシアネート反応性水素原子に対するNCO−基の比率を
百分率で表す。
【0009】
【数1】
【0010】 言い換えると、NCO−インデックスは、配合中に使用されるイソシアネート
反応性水素の量と反応するのに理論的に必要とされるイソシアネートの量に対し
て配合に実際使用されるイソシアネートの百分率を表す。
【0011】 本明細書中に使用されるイソシアネートインデックスが、イソシアネート成分
およびイソシアネート反応性成分を伴う実際の発泡法の観点から考慮されている
ことを注意すべきである。変性ポリイソシアネート類(準あるいはセミプレポリ
マーおよびプレポリマーと当該技術分野で呼ばれているイソシアネート誘導体を
含む)を製造するための予備段階に消費されるいかなるイソシアネート基または
イソシアネートと反応して変性ポリオール類あるいはポリアミンを製造する活性
水素もイソシアネートの計算に考慮されていない。実際の発泡段階で存在する遊
離シアネート基および遊離イソシアネート反応性水素(使用する場合には水のも
のを含む)だけが考慮される。 2) イソシアネートインデックスを計算する目的で本明細書に使用される表現
「イソシアネート反応性水素原子」は、ポリオール類、ポリアミン類、および/
または水の形態で反応性組成物中に存在する水酸基およびアミン水素原子の合計
を言い、これは、実際の発泡法でイソシアネートを計算する目的で、1つの水酸
基を1つの反応性水素を含むとみなし、1つの第1または第2アミン基を1つの
反応性水素を含むとみなし、そして1つの水分子を2つの活性水素を含むとみな
すことを意味している。 3) 反応系: ポリイソシアネート成分がイソシアネート反応性成分から分離
された容器中で保持されている成分の組合せ。 4) 本明細書で使用される表現「ポリウレタンフォーム」は、一般にポリイソ
シアネートとイソシアネート反応性水素含有化合物とを発泡剤を使用して反応さ
せることによって得られた気泡性生成物を言い、そして特に反応性発泡剤として
水(尿素結合および二酸化炭素を生じて、そしてポリ尿素−ウレタンフォームを
生成する水とイソシアネート基の反応を伴う)で得られた気泡性生成物を含む。 5) 用語「平均公称水酸基官能価」は、ポリオール組成物の調製に使用される
開始剤の平均官能価(分子当たりの活性水素の数)であるという仮定の下に、こ
のポリオール組成物の平均官能価(分子当たりの水酸基数、実際にはある程度の
末端不飽和のために幾分小さくなるが)を示すために本明細書において使用され
る。 6) 用語「平均」は、数平均を示すために使用される。
【0012】 用語「ポリマー変性ポリオール」は、その中に分散された付加的なポリマー状
材料を含有するポリオールを意味する。この用語は、当業者に理解され、そして
例えばEP−A−0 072 096号明細書に使用されている。
【0013】 本発明に使用される用語高分子量ポリオールは、平均水酸基当量500以上を
有するポリウレタン製造に使用されるポリオール類またはこれらの混合物のいず
れかであることができる。これらのポリオール類は、ポリエーテルポリオール類
、ポリエステルポリオール類、ポリエステルアミドポリオール類、ポリチオエー
テルポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、ポリアセタールポリオール
類、ポリオレフィンポリオール類等であることができる。
【0014】 使用できるポリエーテルポリオール類は、例えば環式オキサイド類、例えばエ
チレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドあるいはテトラ
ヒドロフランを多官能性開始剤の存在下に重合することによって得られた生成物
を含む。好適な開始剤化合物は、複数の活性水素原子を含有し、そして水、ブタ
ンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、エタノールアミン、ジ
エタノールアミン、トリエタノールアミン、トルエンジアミン、ジエチルトルエ
ンジアミン、フェニルジアミン、トルエンジアミン、フェニルジアミン、ジフェ
ニルメタンジアミン、エチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、シクロヘキ
サンジメタノール、レソルシノール、ビスフェノールA、グリセロール、トリメ
チロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、
ソルビトールおよびサッカロースを含む。開始剤および/または環式オキサイド
の混合物も使用し得る。
【0015】 特に有用なポリエーテルポリオールとして、ポリオキシプロピレンジオール類
およびトリオール類および十分に先行技術に記載してある通りのエチレンおよび
プロピレンオキサイドの2または3官能開始剤への同時あるいは連続的付加によ
って得られるポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ジオール類およびトリ
オール類が挙げられる。オキシアルキレン単位の全質量に基づいて、オキシエチ
レン含有率10〜90%を有するランダムコポリマー類、オキシエチレン含有率
50%までを有するブロックコポリマー類およびオキシエチレン含有率90%ま
でを有するランダム/ブロックコポリマーを挙げることができ、特にポリマー鎖
の末端において少なくとも部分的にオキシエチレン基を有するものが挙げられる
。前記ジオール類とトリオール類の混合物は、特に有効であり得る。他の特に有
効なポリエーテルポリオールとして、テトラヒドロフランの重合によって得られ
たポリテトラメチレングリコール類が挙げられる。
【0016】 好ましいポリオールは、全オキシアルキレン基の質量に基づいてEO含有率5
ないし30%、好ましくは10ないし25%を有する先端EOとしてEOを有す
るポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ポリオールである。別の好ましい
ポリオールのひとつは、オキシアルキレン基の全質量に基づいてEO含有率2な
いし40%、好ましくは5ないし30%を有するランダムEOとしてEOを有す
るポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ポリオールである。さらに別の好
ましいポリオールのひとつは、ランダムEO含有率がオキシアルキレン基の全質
量に基づいて5ないし30%、好ましくは5ないし20%であり、先端EO含有
率が5ないし30%、好ましくは10ないし25%であるランダムおよび先端E
OとしてEOを有するポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ポリオールで
ある。
【0017】 使用し得るポリエステルポリオールとして、多価アルコール、例えばエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジ
オール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサン
ジメタノール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール
またはポリエーテルポリオール類あるいはかかる多価アルコールの混合物と、多
価カルボン酸、特に二価カルボン酸あるいはこれらのエステル生成誘導体、例え
ば琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸またはこれらのジメチルエステル類、セバシ
ン酸、無水フタル酸、無水テトラクロロフタル酸またはジメチルテレフタレート
あるいはこれらの混合物との水酸基末端反応生成物が挙げられる。ラクトン類、
例えばカプロラクトンをポリオール類と組合せてあるいはラクトン類のヒドロキ
シカルボン酸、例えばヒドロキシカプロン酸を重合して得られたポリエステルも
使用し得る。
【0018】 ポリエステルアミドポリオール類は、アミノアルコール類例えばエタノールア
ミンをポリエステル化混合物中に導入することによって得ることができる。 使用し得るポリチオエーテルポリオール類として、チオジグリコールを単独で
あるいは他のグリコール類、アルキレンオキサイド、ジカルボン酸、ホルムアル
デヒド、アミノアルコールまたはアミノカルボン酸とともに縮合することによっ
て得られた生成物が挙げられる。
【0019】 使用し得るポリカーボネートポリオール類として、ジオール類、例えば1,3
−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジ
エチレングリコールまたはテトラエチレングリコールと、ジアリールカーボネー
ト、例えばジフェニルカーボネートとあるいはホスゲンとを反応させることによ
って得られた生成物が挙げられる。
【0020】 使用し得るポリアセタールポリオール類として、グリコール類、例えばジエチ
レングリコール、トリエチレングリコールまたはヘキサンジオールとホルムアル
デヒドとを反応させることによって調製されたものが挙げられる。好適なポリア
セタール類はまた、環式アセタールを重合することによっても調製し得る。
【0021】 好適なポリオレフィンポリオール類として、水酸基末端ブタジエンホモおよび
コポリマーが挙げられ、そして好適なポリシロキサンポリオールとしてポリジメ
チルシロキサンジオール類およびトリオール類が挙げられる。
【0022】 高分子量ポリオールの数平均分子量は、広い範囲内、例えば1100〜112
00、好ましくは1350〜9350、最も好ましくは1680〜8415の範
囲で変化することができ、平均公称官能価は、2〜6、および最も好ましくは2
〜4であり、水酸基価は、好ましくは広い範囲内、例えば15〜150、好まし
くは18〜125、最も好ましくは20〜100mg KOH/gの範囲で変化
することができる。
【0023】 有機ポリイソシアネート類は、脂肪族、脂環式および芳香脂肪族ポリイソシア
ネート類、特にヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート
、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネートおよびm−およびp−テトラメチルキシリレンジイソシア
ネート等のジイソシアネート類、殊にはトリレンジイソシアネート類(TDI)
、フェニレンジイソシアネート類および最も好ましくは場合によりその同族体を
含むイソシアネート官能価3以上を有するジフェニルメタンジイソシアネート(
かかる同族体を含むかかるジイソシアネートは粗製MDIまたはポリマー状MD
Iまたはかかる粗製MDIまたはポリマー状MDIとMDIとの混合物として知
られている)およびその変性変形体等の芳香族ポリイソシアネート類から選択さ
れる。
【0024】 使用されるジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)は、4,4’−MD
I、2,4’−MDIおよび2,2’−MDI10質量%未満の4,4’−MD
Iと2,4’−MDIとの異性体混合物およびカルボジイミド、ウレトンイミン
、イソシアヌレート、ウレタン、アロファネート、尿素および/またはビウレッ
ト基を含有する変性変形体から選択し得る。4,4’−MDI、2,2’−MD
I10質量%未満の4,4’−MDIと2,4’−MDIとの異性体混合物およ
び過剰のMDIと分子量1000未満およびNCO含有率20%以上および好ま
しくは25質量%以上を有するポリオールとを反応させることによって得られる
NCO含有率20質量%以上および好ましくは25質量%以上を有するウレトン
イミドおよび/またはカルボジイミド変性MDIが好ましい。
【0025】 イソシアネート官能価3以上を有する同族体を含むジフェニルメタンジイソシ
アネートは、いわゆるポリマー状あるいは粗製MDIである。 ポリマー状あるいは粗製MDIは当該技術分野に周知である。これらは、アニ
リンおよびホルムアルデヒドの酸縮合により得られたポリアミン類の混合物のホ
スゲン化によって作製される。
【0026】 ポリアミン混合物とポリイソシアネート混合物の両方の製造は周知である。ア
ニリンとホルムアルデヒドとの強酸、例えば塩酸の存在下での縮合により、より
高い官能価のポリメチレンポリフェニレンポリアミンとともにジアミノジフェニ
ルメタンを含有する反応生成物が得られるが、正確な組成は特に公知の方法でア
ニリン/ホルムアルデヒド比に依存する。ポリイソシアネートは、ポリアミン混
合物のホスゲン化により作製され、そしてジアミン、トリアミンおよびより多価
のポリアミンの種々の割合とすると、関連する割合のジイソシアネート類、トリ
イソシアネートおよびより多価のポリイソシアネート類を生じる。かかる粗製ま
たはポリマー状MDI組成物におけるジイソシアネート、トリイソシアネートお
よびより多価のイソシアネートの相対的割合は、組成物の平均官能価、すなわち
1分子当たりのイソシアネート基の平均数を決定する。出発材料の割合を変化さ
せることによって、ポリイソシアネート組成物の平均官能価を、2または3より
若干多くあるいはより一層高くすることができる。しかしながら、実際には、平
均イソシアネート官能価は、2.3〜2.8の範囲であることが好ましい。かか
るポリマー状あるいは粗製MDIのNCO価は、30質量%以上である。ポリマ
ー状または粗製MDIは、ジフェニルメタンジイソシアネートを含み、残部は、
ポリアミンのホスゲン化によるかかるポリイソシアネート類の製造において生成
された副生成物とともに官能価2以上のポリメチレンポリフェニレンポリイソシ
アネートである。カルボジイミド、ウレトンイミド、イソシアヌレート、ビウレ
ット基を含む、かかる粗製またはポリマー状MDIの更なる変性変形体も同様に
使用でき、特に前記ウレトンイミドおよび/またはカルボジイミド変性されたも
のが好ましい。ポリイソシアネート類の混合物も同様にして使用できる。
【0027】 イソシアネートと反応して分散液を生成する低分子量ポリオール類は、アルカ
ノールアミンと分子量600未満のポリエチレングリコールとの混合物である。 アルカノールアミン類は、例えばモノエタノールアミン、ジエタノールアミン
、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルエタノールア
ミン、N−エチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、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、N−ブチルジエタノール
アミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプ
ロパノールアミン、N−メチルイソプロパノールアミン、N−エチルイソプロパ
ノールアミン、N−プロピルイソプロパノールアミンおよびこれらの混合物から
成る群より選択される。特に有効なアルカノールアミン類は、ジ−およびトリア
ルカノールアミン類である。DELAおよびTELA、特にTELAが好ましい
【0028】 分子量600未満を有するポリエチレングリコール(以下、PEGと表示する
)として、モノエチレングリコール(MEG)、ジエチレングリコール(DEG
)、トリエチレングリコール(TEG)、テトラエチレングリコール(TREG
)が挙げられる。DEGが好ましい。分子量は、300未満であることが好まし
い。個々に分子量600以下を有するPEG類の未精製オリゴマー混合物を使用
することができるが、平均分子量300未満も使用できる。
【0029】 各個々の成分(アルカノールアミンまたはPEG)は、25%までの他の低分
子量アルカノールアミンまたはPEGを含有することができる。また、水5%ま
で(低分子量ポリオールに対して計算)を含有してもよい。
【0030】 好ましい混合物は、TELA/DEGおよびDELA/DEGであり、特にT
ELA/DEGである。 好ましくは、アルカノールアミン混合物中のPEGの量は、質量比アルカノー
ルアミン:PEGが10:90ないし70:30、最も好ましくは20:80な
いし50:50となるような量である。
【0031】 アルカノールアミンとポリエチレングリコールとの比率は、最終ポリマー変性
ポリオールが25℃で実質的に液体となるように調整される。「液体」とは、特
に25℃で測定した粘度40000cps未満、好ましくは35000cps未
満を有するようなポリマー変性ポリオール類を包含することを意図している。
【0032】 ポリマー変性ポリオールの製造方法は、高分子量ポリオールの存在下でポリイ
ソシアネートをアルカノールアミンとポリエチレングリコールとの混合物である
低分子量ポリオールと反応させる段階を含む。
【0033】 製造方法を実施するに当たって、ポリイソシアネートおよび低分子量ポリオー
ルを、イソシアネートインデックス例えば40〜100、好ましくは45〜95
、最も好ましくは50〜80で反応させる。
【0034】 ポリマー変性ポリオールは、粒子の分散液を含んでおり、当該粒子は広範囲に
わたって変化できる寸法を有している。好ましくは、分散されたポリマー粒子は
、50ミクロン未満、好ましくは10ミクロン未満の寸法を有している。粒子寸
法は、混合装置およびプロセス条件を選択することによって調整することができ
る。
【0035】 重付加生成物の分子量は、必要により1官能反応化合物を導入して連鎖停止剤
として作用させることによって変化させてもよい。かかる化合物として、1官能
性イソシアネート類および1価アルコール類が挙げられる。これらは、低分子量
ポリオールの25モル%までの量で有効に使用し得る。
【0036】 ポリウレタン類の生成に従来使用されているような種類および量の触媒、例え
ば有機金属化合物、例えばオクタン酸第一錫、ジブチル錫ジラウレートあるいは
アミン例えばトリエチレンジアミンにより、反応を触媒し得る。
【0037】 ポリマー変性ポリオール中の重付加生成物の量は、広範囲にわたって変化する
ことができるが、ほとんどの目的のためには固形分含有率は、変性ポリオールの
全質量に基づいて10ないし80%であり、好ましくは30ないし72%であり
、そして最も好ましくは40ないし70質量%であろう。高固形分含有率、例え
ば60%でポリマー変性ポリオールを調製し、そしてこれをさらに使用前に多量
の高分子量ポリオールで5〜45%に希釈するのが有利であり得る(この希釈ポ
リオールは、第一の高分子量ポリオールと同一でも異なってもよい)。他の例に
おいて、高い固形分含有率のポリマー変性ポリオールは、さらに希釈しないで有
効であり得、そして使用されるであろう。
【0038】 成分の相対量を、ポリマー変性ポリオール中の所望の固形分含有率を得るよう
に調整する。 本発明のいくつかのポリマー変性ポリオールにおいて、重付加生成物が低分子
量ポリオールから排他的に生成しなくともよく、高分子量ポリオールから誘導さ
れた単位を導入してもよいことが認識されよう。しかしながら、ほとんどの例に
おいて、かかる単位が重付加生成物における全ユニットにおける少ない割合も形
成せず、そして成分が、通常この状況を達成するように選択されるものと確信す
る(例えば2つのポリオール類上の水酸基の相対的反応性がそれに応じて選択さ
れる、すなわち低分子量ポリオールが高分子量ポリオールより反応性である)。
【0039】 出発材料として使用される高分子量ポリオールは、それ自身すでに分散された
微粒子材料(シードということがある)を含むことができる。このような場合、
二頂(bimodal)ポリマーポリオールが得られる。分散された材料をすで
に含んでいるこのポリオールを、所望の濃度まで希釈された本発明のポリマー変
性ポリオールから誘導することができる。これらの技術は、EP−A−6782
79(Shell社)およびEP−A−418039(Dow社)に十分に記載
されており、これは当業者が顧みることができる。
【0040】 ポリマー変性ポリオールのための成分の選択は、溶液の生成というよりも分散
液を生成するという要求により決定されるであろう。第一の指標として、低分子
量ポリオールが高分子量ポリオールにほとんど溶解しないほど良好である。第二
の指標として、低分子量ポリオールの反応性が高分子量ポリオールと比較して著
しく高くなるべきである。
【0041】 本発明のポリマー変性ポリオールは、低分子量ポリオールまたはポリイソシア
ネート(後者は好ましくない)のいずれかを高分子量ポリオールに溶解または分
散させ、続いて攪拌しながら他の成分を添加する回分法により生成し得る。反応
体がより効率よく混合されれば、分散は、通常より細かい粒子寸法を有する。別
法として、ポリマー変性ポリオールは、連続インラインブレンド法により生成し
得る。この方法において、ポリイソシアネートおよび2種類のポリオール類は、
制御された速度でポンプ配送され、そして同時に混合されるかあるいは低分子量
ポリオールかあるいはポリイソシアネートのいずれかが高分子量ポリオールと混
合され、続いてその他が添加/混合される。
【0042】 別法として、高分子量ポリオール、アルカノールアミンおよびポリエチレング
リコールを、いずれかの順序で混合することができ、次いでイソシアネートを前
述の混合物に添加する。この後者の実施の形態が好ましい。
【0043】 通常、室温で成分を添加し、温度を発熱反応および使用する場合には高いせん
断混合により発生した熱を介して150℃まで昇温させるのことで十分である。
反応は、発熱反応であり、そして一般には生成される重付加生成物の濃度が高い
ほど発熱が多くなる。また、イソシアネートインデックスが大きいほど、発熱が
多くなる。
【0044】 触媒およびその他の添加物を所望により使用してもよい。 本発明のポリマー変性ポリオールは、ポリウレタン生成物、特にポリウレタン
フォームの製造に有効である。
【0045】 ポリウレタン生成物は、ポリイソシアネートとポリオールとの反応によって作
製される。本発明のポリマー変性ポリオールをポリオール成分として使用して、
特に軟質ポリウレタンフォーム製品を製造し得る。フォームの性質は、重付加生
成物が分散された高分子量ポリオールとして選択された特定のポリオールおよび
ポリウレタンフォームの製造に従来使用されているポリイソシアネートおよびそ
の他の成分に依存する。これらを、公知の方法で選択して所望の種類のフォーム
を製造することができる。
【0046】 ポリウレタン製品を作製するのに使用し得るポリイソシアネートは、前述のポ
リマー変性ポリオールの調製に包括的に記載されている。使用される特定のポリ
イソシアネートは、ポリマー変性ポリオールを調製するために使用されたものと
同一であっても異なっていてもよい。
【0047】 本発明のポリマー変性ポリオールは、クッション材および同様の用途のための
高い弾性の軟質フォームの製造において、特定の値を有している。これらの種類
のフォームおよびこれらの製造方法は、ポリウレタンフォーム工業に周知である
。本発明のポリマー変性ポリオールから作製されたかかるフォームは、硬度が増
加し、そして収縮率が少ない点で有利である。この種のフォームのために、ポリ
マー変性ポリオールは、ポリアルキレンポリオール類、特にエチレンオキサイド
先端ポリプロピレンポリオール類から有効に調製され、そして純粋、粗製あるい
は変性MDIまたはTDI、例えばポリマー変性ポリオールを調製するのに使用
し得るポリイソシアネート類について前述したもの、あるいはMDIまたはMD
Iプレポリマーの混合物および前述のものとTDIとの混合物と反応させる。
【0048】 本発明のポリマー変性ポリオールは、これらを作製した際に直接使用してもよ
くあるいは保存してもよい。これらを連続インラインブレンド法により作製した
場合、ブレンドユニットとポリウレタン混合ヘッドとの間の中間容器を必要によ
り使用して、ゆっくりとした反応であるポリイソシアネートと低分子量ポリオー
ルとの反応を完了させてもよい。ポリマー変性ポリオール分散液は、良好な保存
安定性を有しており、そして使用前に保存することができる。
【0049】 フォーム中の粒子の代表的使用レベルは、全イソシアネート反応性薬品に基づ
いて1ないし30質量%である。 その他の従来の成分を、ポリウレタンフォームを製造するのに使用してもよい
。これらは、触媒、例えば第3アミン類および有機錫化合物、界面活性剤、架橋
または鎖延長剤、例えば低分子量ジオール類、トリオール類およびジアミン類、
防炎剤、例えばハロゲン化アルキルホスフェート、フィラーおよび顔料を含む。
ポリウレタンフォームを発泡するのに使用される発泡剤として、ポリイソシアネ
ートと反応して二酸化炭素を生成する水および不活性低沸点液体または気体成分
、例えば二酸化炭素および窒素およびハロゲン化炭化水素(その例としてはトリ
クロロフロロメタンおよびジクロロジフロロメタン)等が挙げられる。フォーム
安定剤、例えばポリシロキサン−ポリアルキレンオキサイドブロックコポリマー
を使用してフォームの気泡を安定化または制御してもよい。
【0050】 これらの少量成分および発泡剤の使用量は、必要とされる生成物の性質に依存
し、そしてポリウレタンフォーム技術者に周知の範囲内で変化し得る。高弾性水
吹込み軟質フォームの場合、全ポリオール成分の質量に基づいて1.0ないし2
0質量%、好ましくは1.5ないし10質量%を使用するのが適切であり、水は
所望により二酸化炭素と組合せて使用することができる。不活性低沸点液体を、
フォーム密度を減少するのが望ましい場合、付加的な発泡剤として使用してもよ
い。
【0051】 一般に、フォーム生成反応混合物の組成は、イソシアネートインデックスが4
0ないし130、好ましくは60ないし110となるようなイソシアネート基と
活性水素原子との比率となるようにすべきである。
【0052】 ワンショット、プレポリマーまたは準ポリマー方法を、作製される特定の種類
のポリウレタンに適するように用いてもよい。 ポリウレタン生成反応混合物の成分を、適当な方法で一緒に混合し得る。個々
の成分を予備ブレンドして、最終混合段階で一緒にするのに必要である成分流の
数を減少させてもよい。1つの流れがポリイソシアネートまたはプレポリマーで
あり第二の流れが反応混合物の他の成分すべてである二流体系を有するのがしば
しば便利である。
【0053】 本発明を以下の実施例により説明するが、実施例において全ての部および百分
率は他に断りがない限り質量に基づくものである。 全ての実施例(PIPAポリオールの作製のための)において、高分子量ポリ
オールはエチレンオキサイド(先端として)15質量%を含有し、OH価28m
g KOH/gおよび平均水酸基当量2000を有するグリセロール出発トリオ
ール(glycerol initiated triol)である。
【0054】 実施例において、使用される第一のポリイソシアネートは、NCO値29.5
%を有するHuntsman Polyurethanes社からのウレトンイ
ミド変性MDI、Suprasec 2020である。使用される第二のポリイ
ソシアネートは、NCO値33.6%および融点約40℃を有するHuntsm
an Polyurethanes社からの純粋MDI、Suprasec M
PRである(SuperasecはHuntsman ICI Chemica
l LLCの商標名である)。
【0055】 低分子量ポリオールを予め調製し、そして高分子量ポリオールに添加する(ポ
ットを他へ注ぐ)。次いで、激しい攪拌を5分間行う。次いで、イソシアネート
を激しい攪拌下に15分かけて滴下する。イソシアネート添加の終了後、分散液
の攪拌をさらに15分間続ける。次いで、分散液を室温にまで冷却する。
【0056】 固形分含有率50質量%を有する最終ポリマー変性ポリオール分散液を得るよ
うに成分の量を調節しておく。 以下の表は、全ての実施例のための対応する量を(質量部で)示す(比率はT
ELA/DEGまたはDELA/DEG比である)。
【0057】
【表1】
【0058】 対応する粘度(cpsで表す、25℃で測定)は以下の通りである。
【0059】
【表2】
【0060】 上記ポリマー変性ポリオールから出発してフォームを製造しておいた。以下の
成分:ポリオールA 82部、上記実施例1〜5のPIPAポリオール 18部
、ポリオールB 2.7部、Niax A1(Union Carbide社か
らの触媒)0.27部、D8154(Air Products社からのアミン
触媒)0.54部、B4113(Goldschmidt社からの界面活性剤)
0.9部および水4.7部を含むポリオール組成物を調製する。ポリオールAは
、上記で使用した高分子量ポリオールと同一である。ポリオールBは、官能価3
、ランダムとしてEO 76質量%およびOH値 42mg KOH/gを有す
るポリオールである。
【0061】 ポリイソシアネートは、MDI(Huntsman Polyurethan
es社から市販されているNCO含有率28.7%を有するSuperasec
2565)とTDIとの質量比72.5/27.5の混合物である。
【0062】 イソシアネートインデックスは、100であり、ポリオール組成物とイソシア
ネートとの質量比は100:65.2である。 ポリオール組成物およびイソシアネートをサーモスタットで20℃で調整する
。ポリオール組成物284.5gおよびイソシアネート185.5gを秤量する
ことによって、フォームを調製する。これを10秒間よく混合し、そしてサーモ
スタットで60℃で調整されている9.1Lの型に注いだ。5分後、型を開け、
そしてフォームを離型して押しつぶした。
【0063】 結果を添付の表に要約する。
【0064】
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 4J034 BA06 BA08 CA02 CA04 CA05 CA13 CA24 CA32 CB03 CB08 CC03 DA01 DB04 DB07 DB08 DG03 DG04 DG05 DN03 HC12 HC61 HC64 HC71 HC73 KC17 KD12 NA01 NA03 QA03 QB15 QC01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリイソシアネートと低分子量ポリオールとの反応生成物が
    分散含有された高分子量ポリオールであって、 前記低分子量ポリオールがアルカノールアミンと分子量600未満のポリエチレ
    ングリコールとの混合物である高分子量ポリオール。
  2. 【請求項2】 アルカノールアミン:ポリエチレングリコールの質量比が1
    0:90ないし70:30である請求項1に記載のポリオール。
  3. 【請求項3】 ポリエチレングリコールの分子量が300未満であり、そし
    てこれがモノエチレングリコール(MEG)、ジエチレングリコール(DEG)
    およびトリエチレングリコール(TREG)から成る群から選択される請求項1
    または請求項2に記載のポリオール。
  4. 【請求項4】 アルカノールアミンがTELAまたはDELAである請求項
    1ないし請求項3のいずれか1項に記載のポリオール。
  5. 【請求項5】 アルカノールアミンがTELAであり、そしてポリエチレン
    グリコールがジエチレングリコール(DEG)であり、質量比が20:80〜5
    0:50である請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のポリオール。
  6. 【請求項6】 固形分含有率が前記ポリオールの全質量に基づいて10ない
    し80%、好ましくは30ないし72%、そして最も好ましくは40ないし70
    質量%である請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のポリオール。
  7. 【請求項7】 ポリイソシアネートがMDIである請求項1ないし請求項6
    のいずれか1項に記載のポリオール。
  8. 【請求項8】 発泡剤を使用してポリイソシアネートとポリオールとを反応
    させることによってポリウレタンフォームを製造する方法であって、前記ポリオ
    ールが請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のポリオールを含む、ポリ
    ウレタンフォームの製造方法。
  9. 【請求項9】 軟質ポリウレタンフォームを製造する請求項8に記載の方法
  10. 【請求項10】 請求項8の方法で得られたフォーム。
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