JP2005060551A - 硬質ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 HFCを発泡剤として使用し、触媒、整泡剤、及びその他助剤の存在下、2官能以上の活性水素化合物とポリイソシアネート化合物を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、イソシアネート成分として、炭酸エステル、リン酸エステル類および整泡剤の少なくとも1つの成分を予め混合するか、若しくは反応の開始と同時に混合することを特徴とする方法。
【選択図】 なし
Description
この硬質ポリウレタンフォームを製造するための発泡剤としては、従来からハイドロクロロフルオロカーボン(以下HCFCと称する)が用いられている。特に、HCFC141b(1,1−ジクロロ−1−フルオロエタン)が多く用いられてきた。
イソシアネート成分に特徴を有する技術は次のとおりである。
ポリメリックMDIと活性水素基非含有ポリエーテル及び/又は活性水素基非含有ポリシリロキサン−ポリエーテル共重合体を含有するものを特定の割合で混合して得られる硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物(特開2002−356530号公報);
ポリイソシアネートとアミノ基が2級である芳香族ポリアミンを反応させて得られる硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート(特開平11−322890号公報);
ポリイソシアネートに官能基数2〜3のポリオールを反応させてプレポリマー化したもの(特開2000−264945号公報);
シラノール基を有するポリシロキサンをポリイソシアネートに反応させた変性ポリイソシアネート組成物(特開2001−064349号公報);
ポリメリックMDIと水酸基及びエチレン性不飽和結合含有ポリエーテルを特定の割合で反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーを含有する硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物(特開2002−128850号公報);
ポリメリックMDIと特定の水酸基含有ポリエーテルを特定の割合で反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーからなる硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物(特開2002−322231号公報);
ポリメリックMDIと活性水素基含有ポリエーテル、活性水素基含有ポリシリロキサン−ポリエーテル共重合体を特定の割合で反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーを含有する硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物(特開2002−356533号公報);
ポリメリックMDIと活性水素基含有脂肪酸エステル及び/又は活性水素基含有脂肪酸アミド化合物を含有するものを特定の割合で反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーを含有する硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物(特開2002−356535号公報)。
ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネートとオキシエチレン基を70質量%以上含有する活性水素含有ポリエーテル化合物を特定の割合で反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー含有するポリイソシアネート及び特定のポリオールを用いた方法(特開2001−316443号公報)。
ポリオールにフタル酸系ポリエステルポリオールを含み、原料中に反応活性基を持たない特定の化合物を使用する方法(特開2002−363241号公報);
添加剤に特徴を有する技術は次のとおりである。
硬質ウレタンフォームの製造するに際し、全ポリヒドロキシ化合物に対し、低粘度化剤、発泡剤を特定の割合で使用する方法(特開平6−279613号公報);
ポリオールに対して特定の割合の活性水素基が0又は1の主成分がリン酸エステル系化合物及び/又はアルキルフェノール系化合物を用いた方法(特開2000−281741号公報)。
イソシアネート基に対して活性な水素をもつアミノ基及び/又はイミノ基を有する化合物をポリオール成分中に特定の割合で使用する方法(特開平6−228260号公報);
ポリオールに対して発泡剤として水、更にHFC及び/又はFCを特定の割合で使用し、炭酸ガス反応を促進する作用を持つ化合物を触媒として用いる方法(特開平7−179639号公報);
触媒として亜硝酸アルカリ金属塩又は亜硝酸アルカリ土類金属塩を用いる方法(特開平9−132625号公報);
第3級アミン及びイミダゾール化合物を含有するポルウレタン製造用触媒を用いる方法(特開2002−179756号公報)。
硬質ポリウレタンフォームにおいて芳香族アミノ基及び/又はイミノ基を有する化合物をポリオール成分中に特定の割合で使用する方法(特開平9−087352号公報);
硬質ポリウレタンフォームにおけるポリオール組成による方法(特開2001−247647号公報)。
本発明に使用されるイソシアネート成分は、ポリイソシアネート化合物、必要により炭酸エステル、リン酸エステル類および整泡剤からなる群から選ばれた少なくとも1つの成分を含んで成る。
変性イソシアネートは、ポリイソシアネート化合物の部分化学反応、例えば、尿素化、ビューレット化、アロファネート化、カルボジイミド化、イソシアヌレート化、及び/又はウレタン化で得られる製品である。ポリイソシアネート化合物として、ポリメリックMDIやモノメリックMDIを用いたものを総称して変性MDIと総称する。
ポリイソシアネート化合物として、好ましくは、ポリメリックMDI単独、又は変性MDIを含有するポリメリックMDIである。
ポリメリックMDIを単独で使用した場合、ポリメリックMDI中のモノメリックMDI含有率が25重量%を下回ると粘度が高く取扱いが困難になることがあり、60重量%を超えるとフォーム強度が著しく低下することがある。
リン酸エステル類の使用量は、ポリイソシアネート化合物100重量部に対して、0.5〜5.0重量部、好ましくは1.0〜3.0重量部である。リン酸エステル類が、0.5重量部より少ないと効果が僅かであり、5.0重量部より多くても効果の増加がない。
整泡剤の使用量は、ポリイソシアネート化合物100重量部に対して、0.1〜1.0重量部、好ましくは0.2〜0.5重量部である。整泡剤が、0.1重量部より少ないと効果が僅かであり、1.0重量部より多くても効果の増加がない。
尚、これらをポリオール成分に予め混合して用いた場合は、理由は定かでないが、効果が認められない。
HFCの量は、活性水素化合物100重量部に対して、5〜60重量部、例えば10〜50重量部であってよい。水の量は、活性水素化合100重量部に対して、10重量部以下、例えば0.5〜5重量部であってよい。
活性水素化合物としては、2官能以上のポリエステルポリオール及び/又はポリエーテルポリオールの1種類、あるいは2種類以上を組み合わせて使用される。
活性水素化合物は、2以上、好ましくは、3〜8、特に好ましくは3〜6の官能基数を有しており、水酸基価が200〜900mgKOH/g、例えば300〜800mgKOH/g、好ましくは350〜550mgKOH/gのものが良い。
アミン触媒の例としては、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,N’,N’,N”,−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、N,N’,N”,−トリス(3−ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン、N−メチルモルホリン、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール等の第3級アミン、及び/又はN―ヒドロキシアルキル−N,N,N,−トリアルキルアンモニウムに代表される第4級アンモニウム塩が使われる。
触媒の使用量は、活性水素化合物100重量部に対して0.1〜10重量部が適当である。
整泡剤の使用量は、活性水素化合物100重量部に対して0.1〜5重量部が適当である。
本発明の方法において、イソシアネート成分とポリオール成分は、イソシアネート基と活性水素の当量比が、0.6:1〜4:1、特に0.7:1〜3:1になるような量で使用する。
製造例1〜6
表1に従って、ポリメリックMDIにプロピレンカーボネート、トリエチルホスフェート及び/又は整泡剤−1(SZ−1671、日本ユニカー(株)製)を混合してイソシアネート成分とし、その性状を示した。
住化バイエルウレタン(株)製、スミジュール44V10、NCO含量31.6%、粘度120mPa・s/25℃
比較例1〜3で使用するポリメリックMDIもスミジュール44V10である。
イソシアネート成分は、製造例1〜6で得られたものを使用した。
表2に従って、ポリオールA60重量部、ポリオールB30重量部、ポリオールC10重量部、難燃剤(トリエチルホスフェート(TEP))20重量部、整泡剤−2(L−5420、日本ユニカー(株)製)1重量部、アミン触媒(N,N’ ,N”,−トリス(3−ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン)0.89重量部、金属触媒1(ニッカオクチックス鉛(Pb20%)、日本化学産業(株)製)0.25重量部、金属触媒2(PELCAT 9540、ペルロン社製)1.5重量部、水1.89重量部を混合することによりポリオール混合液を調製した。ポリオール混合液にHFC245fa、33.7重量部を混合し、液温10℃の最終のポリオール成分を調製し、イソシアネート成分も液温10℃とした。
表2に従って、実施例1〜6のポリオール成分中、水を1.95重量部に、HFC245faをHFC365mfcの38.3重量部に変更したものとイソシアネート成分を混合し発泡して、接着強度を測定した。
イソシアネート成分は、ポリメリックMDI単独とし、ポリオール成分は、実施例1〜6のものと同じものを使用して混合発泡し、接着強度を測定した。
比較例1は、実施例3及び4におけるリン酸エステル類を予めポリオール成分のみに混合したものである。
表2に従って、ポリオール成分は、実施例1のポリオール成分にさらにプロピレンカーボネート4.8重量部を加え、イソシアネート成分と混合し、接着強度を測定した。ポリオール成分中のプロピレンカーボネート4.8重量部は、ポリイソシアネート化合物100重量部に対して、プロピレンカーボネート3.0重量部に相当する。
比較例2は、実施例1及び2におけるプロピレンカーボネートを予めポリオール成分のみに混合したものである。
0表2に従って、実施例1のポリオール成分に、さらに、整泡剤−1(SZ−1671、日本ユニカー(株)製 )0.8重量部を加え、イソシアネート成分を混合し発泡して、接着強度を測定した。ポリオール成分中の整泡剤−1の0.8重量部は、ポリイソシアネート化合物100重量部に対して、整泡剤−1の0.5重量部に相当する。比較例3は、実施例5における整泡剤−1を予めポリオール成分のみに混合したものである。
表2に従って、実施例1のポリオール成分中、水を1.95重量部に、HFC245faをHFC365mfcの38.3重量部に変更して、ポリオール成分とイソシアネート成分を混合し発泡して、接着強度を測定した。
住化バイエルウレタン(株)製、スミジュール44V10、NCO含量31.6%、粘度120mPa・s/25℃
ポリオールA:
大日本インキ化学工業(株)製、スピノドールRD−2541B、水酸基価250mgKOH/g、粘度2400mPa・s/25℃のポリエステルポリオール。
ポリオールB:
第一工業製薬(株)製、DKポリオール3776、水酸基価350mgKOH/g、粘度2500mPa・s/25℃のマンニッヒポリオール。
ポリオールC:
エチレンジアミンを出発原料としてプロピレンオキサイドを付加した水酸基価760mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
トリエチルホスフェート(TEP)
整泡剤:
SZ−1642、日本ユニカー(株)製
アミン触媒:
N,N’ ,N”,−トリス(3−ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン
ニッカオクチックス鉛(Pb20%)、日本化学産業(株)製
金属触媒2:
PELCAT 9540、ペルロン社製
Claims (3)
- ハイドロフルオロカーボンを発泡剤として使用した、2官能以上の活性水素化合物を含んでなるポリオール成分とイソシアネート成分を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、炭酸エステル、リン酸エステル類および整泡剤からなる群から選ばれた少なくとも1つの成分を予めポリイソシアネート化合物に混合するか、若しくは反応の開始と同時に混合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。
- ハイドロフルオロカーボンとして、HFC245fa又はHFC365mfcを使用する請求項1に記載の製造方法。
- ポリイソシアネート化合物として、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI)単独、又は変性MDIを含有するポリメリックMDIを使用する請求項1又は2に記載の製造方法。
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