JP2008056928A5

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Publication number: JP2008056928A5
Application number: JP2007223616A
Authority: JP
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2027-08-30

Description

ポリウレタンの密度は、より多量の水をポリウレタン生成反応混合物に単に添加することによって低下し得るが、このような添加水の使用は、ポリマー生成物の物理的および機械的性質に悪影響を与え得る。添加水は反応混合物中に存在するイソシアネート基と反応して追加の二酸化炭素および追加の尿素結合を生じ、それによってイソシアネート対ヒドロキシル反応プロフィールが変化する。このように変化した反応プロフィールの１つの結果が、ゲル化時間の短縮である。ある場合では、より短いゲル化時間は有利であり得るが、より大きな部品をＲＩＭ（反応射出成形）法、強化ＲＩＭ法またはＬＦＩ（長繊維射出成形）法によって製造する場合には、より短いゲル化時間は問題となる。

ＲＩＭ法、強化ＲＩＭ法またはＬＦＩ法によるより大きい物品の製造に十分長いゲル化時間および脱型時間を有する低密度硬質強化ポリウレタンが、ポリウレタン生成反応混合物のイソシアネート反応性成分および／またはイソシアネート成分に、０．２〜２ｇ／ｌの合計量で二酸化炭素を溶解させることによって製造できることが、意外にも見出された。イソシアネート反応性成分は、２〜８の官能価および２００超のヒドロキシル価を有する少なくとも１種のポリオールからなる。

２〜８、好ましくは３〜６の官能価、および２００超、好ましくは約２００〜約１,２００、最も好ましくは約６００〜約１,０５０のヒドロキシル価を有する既知のイソシアネート反応性成分のいずれかを、本発明に従ったポリウレタンを製造するために使用できる。このようなイソシアネート反応性成分の例は以下を包含する：ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールおよびハイブリッドポリエーテル−ポリエステルポリオール、ポリヒドロキシポリカーボネート、ポリヒドロキシポリアセタール、ポリヒドロキシポリアクリレート、ポリヒドロキシポリエステルアミドおよびポリヒドロキシポリチオエーテル。ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールおよびポリヒドロキシポリカーボネートが好ましい。ポリエーテルポリオールが最も好ましい。

本発明のイソシアネート反応性成分は、少なくとも３のヒドロキシル基官能価および２００超のヒドロキシル価を有するポリオールを含み得るが、本発明のポリウレタンを製造するために好ましく使用されるイソシアネート反応性成分は以下を包含する：（ａ）約３の官能価および約１,０３５〜約１,０６５のヒドロキシル価を有する、少なくとも１種のポリオール、好ましくは少なくとも１種の、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールまたはハイブリッドポリエーテル−ポリエステルポリオール、並びに（ｂ）約４の官能価および約６００〜６５０、最も好ましくは約６３０のヒドロキシル価を有する、少なくとも１種のポリオール、好ましくは少なくとも１種の、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールまたはハイブリッドポリエーテル−ポリエステルポリオール。加えて、６００超のヒドロキシル価および約３〜約８、好ましくは約３〜約４の官能価を有する混合官能性出発物質から調製されたポリオールを場合により使用できる。適当なポリエーテルポリオール出発物質は以下を包含する：グリセリン、糖およびアミン。本発明のイソシアネート反応性成分に含まれる少なくとも１種のポリオールが、エチレンジアミンのようなアミン開始（芳香族または脂肪族）ポリオールを含むことが好ましい。最も好適には、イソシアネート反応性成分に含まれるポリオールの少なくとも５０重量％が、アミン開始ポリエーテルポリオールである。

２〜８の官能価および２００超のヒドロキシル価を有する所望のポリオールに加えて、３未満の官能価または２００以下のヒドロキシル価を有する、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のような他の既知のイソシアネート反応性物質もイソシアネート反応性成分に含まれ得るが、含まれる場合は、イソシアネート反応性成分の総重量に基づいて１０重量％未満、好ましくは５重量％未満の量で使用されるべきである。

ポリマーポリオールがイソシアネート反応性成分に含まれる場合、連鎖延長剤を使用しないことが可能であり、連鎖延長剤をイソシアネート反応性成分から除外することができる。使用する場合、ポリマーポリオールは一般に、イソシアネート反応性成分中に、ポリウレタンの総重量に基づいて２０重量％未満の量で含まれる。しかしながら、生成物の特性に悪影響を与えなければ、より高濃度のポリマーポリオールを使用してもよい。

２つ以上の反応体流れ、一般には１つのイソシアネート反応性成分流れおよび１つのイソシアネート成分流れを、低圧または高圧ミキシングヘッドにおける混合を含む、成形ポリウレタン物品の製造に適した方法によって配合できる。本発明を実施する場合、イソシアネート反応性成分流れおよび／またはイソシアネート成分流れが予め溶存二酸化炭素を含むことが必要である。ミキシングヘッドまたは泡立て器（例えばOakesミキサー）のみで二酸化炭素を添加するならば、許容できる物品は得られないであろう。

本発明のポリウレタン生成反応混合物は、既知のＲＩＭ法、構造ＲＩＭ法および長繊維射出（ＬＦＩ）成形法のいずれかによって、このような方法に有用であることが知られている充填材または繊維のいずれかを用いて製造され得る。長繊維射出成形法が特に好ましい方法である。このような長繊維射出成形法のための装置および製造パラメーターは、例えば米国特許公開第2004/0135280号公報に開示されている。繊維含有反応混合物を、金型に注入または他の方法で入れることができる。その後、金型の内容物を硬化できる。本発明の強化ポリウレタンは、開放金型または密閉金型を用いて製造できる。

Claims

（１）ａ）約２〜約８のヒドロキシル基官能価および２００超のヒドロキシル価を有するポリオール、
ｂ）触媒、
ｃ）界面活性剤、
ｄ）任意に架橋剤、
ｅ）任意に水、および
ｆ）任意に溶存二酸化炭素
を含んでなるイソシアネート反応性成分、
（２）ａ）有機ポリイソシアネート、および
ｂ）任意に溶存二酸化炭素
を含んでなるイソシアネート成分、並びに
（３）ａ）繊維強化材
の反応生成物からなる低密度繊維強化ポリウレタンであって、溶存二酸化炭素がイソシアネート反応性成分またはイソシアネート成分の少なくとも１つに存在し、イソシアネート反応性成分および／またはイソシアネート成分中に存在する二酸化炭素の合計量が０．３〜２．０ｇ／ｌであるポリウレタン。
約２〜約８のヒドロキシル基官能価および２００超のヒドロキシル価を有する２種以上のポリオールがイソシアネート反応性成分の成分ａ）として存在する、請求項１に記載のポリウレタン。
三官能性ポリオールと四官能性ポリオールの組合せをイソシアネート反応性成分の成分ａ）として使用する、請求項２に記載のポリウレタン。
三官能性ポリオールが三官能性ポリオールと四官能性ポリオールの総重量に基づいて少なくとも約５０重量％の量で存在する、請求項３に記載のポリウレタン。
水がイソシアネート反応性成分中に存在する請求項１に記載のポリウレタン。
イソシアネート反応性成分が約３〜約４のヒドロキシル基官能価を有する少なくとも１種のポリオールを含む、請求項１に記載のポリウレタン。
架橋剤がイソシアネート反応性成分中に存在する請求項１に記載のポリウレタン。
イソシアネート反応性成分が２００〜６００の平均ヒドロキシル価を有する少なくとも１種のポリオールを含み、架橋剤が存在する、請求項１に記載のポリウレタン。
イソシアネート反応性成分が６００〜１,２００のヒドロキシル価を有する少なくとも１種のポリオールを含む、請求項１に記載のポリウレタン。
イソシアネート反応性成分がポリエーテルトリオールおよびポリエーテルテトロールの混合物を含む、請求項１に記載のポリウレタン。
イソシアネート反応性成分がポリエステルポリオールである少なくとも１種のポリオールを含む、請求項１に記載のポリウレタン。
イソシアネート反応性成分が混合出発物質から調製された少なくとも１種のポリエーテルポリオールを含む、請求項１に記載のポリウレタン。
イソシアネート反応性成分および／またはイソシアネート成分中に含まれる溶存二酸化炭素の合計量が０．２〜２．０ｇ／ｌである、請求項１に記載のポリウレタン。
イソシアネート反応性成分が、３未満の官能価を有するポリオールをポリオールの総重量に基づいて５０重量％までの量で含む、請求項１に記載のポリウレタン。
繊維強化材がガラス繊維である請求項１に記載のポリウレタン。
ガラス繊維が１２．５〜１００ｍｍの平均長さを有する請求項１５に記載のポリウレタン。
ガラス繊維がイソシアネート成分とイソシアネート反応性成分の総重量に基づいて１５〜５５重量％の量で存在する、請求項１５に記載のポリウレタン。
（１）ａ）約２〜約８のヒドロキシル基官能価および２００超のヒドロキシル価を有するポリオール、
ｂ）触媒、
ｃ）界面活性剤、
ｄ）任意に架橋剤、
ｅ）任意に水、および
ｆ）任意に溶存二酸化炭素
を含んでなるイソシアネート反応性成分、
（２）ａ）有機ポリイソシアネート、および
ｂ）任意に溶存二酸化炭素
を含んでなるイソシアネート成分、並びに
（３）ａ）（１）と（２）の総重量に基づいて５〜５０重量％のガラス繊維
の反応生成物からなる、１．１〜０．４ｇ／ｃｍ^３の密度を有するガラス強化ポリウレタン組成物であって、溶存二酸化炭素がイソシアネート反応性成分またはイソシアネート成分の少なくとも１つに存在し、イソシアネート反応性成分および／またはイソシアネート成分中に存在する二酸化炭素の合計量が０．３〜２．０ｇ／ｌである組成物。
ガラス繊維が１２．５〜１００ｍｍの長さを有する請求項１８に記載の組成物。
（１）ａ）約２〜約８のヒドロキシル基官能価および２００超のヒドロキシル価を有するポリオール、
ｂ）触媒、
ｃ）界面活性剤、
ｄ）任意に架橋剤、
ｅ）任意に水、および
ｆ）任意に溶存二酸化炭素
を含んでなるイソシアネート反応性成分、
（２）ａ）有機ポリイソシアネート、および
ｂ）任意に溶存二酸化炭素
を含んでなるイソシアネート成分、並びに
（３）ａ）繊維強化材
からなる低密度繊維強化ポリウレタンを製造するための配合物であって、溶存二酸化炭素がイソシアネート反応性成分またはイソシアネート成分の少なくとも１つに存在し、イソシアネート反応性成分および／またはイソシアネート成分中に存在する二酸化炭素の合計量が０．３〜２．０ｇ／ｌである配合物。
約２〜約８のヒドロキシル基官能価および２００超のヒドロキシル価を有する２種以上のポリオールがイソシアネート反応性成分の成分ａ）として存在する、請求項２０に記載の配合物。
三官能性ポリオールと四官能性ポリオールの組合せをイソシアネート反応性成分の成分ａ）として使用する、請求項２１に記載の配合物。
三官能性ポリオールが三官能性ポリオールと四官能性ポリオールの総重量に基づいて少なくとも約５０重量％の量で存在する、請求項２２に記載の配合物。
水がイソシアネート反応性成分中に存在する請求項２０に記載の配合物。
イソシアネート反応性成分が約３〜約４のヒドロキシル基官能価を有する少なくとも１種のポリオールを含む、請求項２０に記載の配合物。
架橋剤がイソシアネート反応性成分中に存在する請求項２０に記載の配合物。
イソシアネート反応性成分が２００〜６００の平均ヒドロキシル価を有する少なくとも１種のポリオールを含み、架橋剤が存在する、請求項２０に記載の配合物。
イソシアネート反応性成分が６００〜１,２００のヒドロキシル価を有する少なくとも１種のポリオールを含む、請求項２０に記載の配合物。
イソシアネート反応性成分がポリエーテルトリオールおよびポリエーテルテトロールの混合物を含む、請求項２０に記載の配合物。
イソシアネート反応性成分がポリエステルポリオールである少なくとも１種のポリオールを含む、請求項２０に記載の配合物。
イソシアネート反応性成分が混合出発物質から調製された少なくとも１種のポリエーテルポリオールを含む、請求項２０に記載の配合物。
イソシアネート反応性成分および／またはイソシアネート成分中に含まれる溶存二酸化炭素の合計量が０．２〜２．０ｇ／ｌである、請求項２０に記載の配合物。
イソシアネート反応性成分が、３未満の官能価を有するポリオールをポリオールの総重量に基づいて５０重量％までの量で含む、請求項２０に記載の配合物。
繊維強化材がガラス繊維である請求項２０に記載の配合物。
ガラス繊維が１２．５〜１００ｍｍの平均長さを有する請求項３４に記載の配合物。
ガラス繊維がイソシアネート成分とイソシアネート反応性成分の総重量に基づいて１５〜５５重量％の量で存在する、請求項３４に記載の配合物。