JP2008081555A - Polyol composition for rigid polyurethane foam, method for producing rigid polyurethane foam, and method for applying heat insulation to low-temperature tank - Google Patents

Polyol composition for rigid polyurethane foam, method for producing rigid polyurethane foam, and method for applying heat insulation to low-temperature tank Download PDF

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JP2008081555A JP2006260951A JP2006260951A JP2008081555A JP 2008081555 A JP2008081555 A JP 2008081555A JP 2006260951 A JP2006260951 A JP 2006260951A JP 2006260951 A JP2006260951 A JP 2006260951A JP 2008081555 A JP2008081555 A JP 2008081555A
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稔 石田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyol composition for rigid polyurethane foam, using water as a foaming agent, enabling a polyol composition and an isocyanate component to be easily mixed/stirred, and having a low viscosity to afford high agitation efficiency; to provide a method excellent in operability for producing the rigid polyurethane foam having excellent compression strength and heat insulation characteristics; and to provide a method for applying heat insulation to a low-temperature tank, suitable for filling a gap part of the tank and a heat-insulation material or the like. <P>SOLUTION: The polyol composition for the rigid polyurethane foam comprises a polyol component, a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst. Water is used as the foaming agent, and a polyol compound and a low-molecular weight polyhydric alcohol are contained as the polyol component. The polyol compound has 450-650 mg KOH/g hydroxy value, and average four to six functional groups, and the low-molecular weight polyhydric alcohol is a liquid alcohol, and has four or less functional groups. The ratio of the polyol compound to the low-molecular weight polyhydric alcohol is (0/100)-(55/45) (by weight). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物、硬質ウレタンフォームの製造方法及び低温タンク用断熱施工法、に関する。   The present invention relates to a polyol composition for rigid urethane foam, a method for producing rigid urethane foam, and a heat insulation construction method for a low-temperature tank.

従来、低温タンク等の断熱性を向上させるために、タンク外面にパネルを貼り合わせ、その隙間に硬質ウレタンフォームを充填し、断熱性を向上させる方法が採用されていた。   Conventionally, in order to improve the heat insulation of a low temperature tank or the like, a method has been adopted in which a panel is bonded to the outer surface of the tank and a hard urethane foam is filled in the gap to improve the heat insulation.

前記硬質ウレタンフォームは、ポリオール成分、発泡剤を必須成分として含有するポリオール組成物と、イソシアネート成分とを混合して、発泡・硬化させることにより形成され、従来、発泡剤としてフロン化合物やHCFC化合物が使用されていた。   The rigid urethane foam is formed by mixing a polyol composition containing a polyol component and a foaming agent as essential components and an isocyanate component, and then foaming and curing. Conventionally, a freon compound or an HCFC compound is used as the foaming agent. It was used.

しかし、環境保全の観点から、発泡剤としてHCFC化合物等のハロゲン化合物に代えて、ペンタン類等の使用が提案されている(特許文献1)。ただし、ペンタン類の使用は、コスト面で有効であるが、高い揮発性を有し、引火しやすいため、作業性が劣る問題がある。   However, from the viewpoint of environmental conservation, use of pentanes or the like as a foaming agent instead of halogen compounds such as HCFC compounds has been proposed (Patent Document 1). However, the use of pentanes is effective in terms of cost, but has a problem of poor workability because it has high volatility and is easily flammable.

そこで、発泡剤として水への切り替えが求められている。しかし、発泡剤として水を使用すると、ポリオール組成物の粘度が上昇してしまい、モーター等の動力を使用することができない現場において、ポリオール組成物とイソシアネート成分とを混合・撹拌することが出来ず、上述したタンク外面とパネル間の隙間に、硬質ウレタンフォームを充填することが困難となる。   Therefore, switching to water is required as a foaming agent. However, if water is used as the blowing agent, the viscosity of the polyol composition will increase, and the polyol composition and the isocyanate component cannot be mixed and stirred at the site where power such as a motor cannot be used. It becomes difficult to fill the gap between the tank outer surface and the panel with the hard urethane foam.

特開2000−128591号公報JP 2000-125991 A

そこで、本発明の目的は、発泡剤として水を使用した場合でも、ポリオール組成物とイソシアネート成分とをモーター等の動力なしで、容易に混合・撹拌することができる低粘度で、撹拌効率の高い硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物、圧縮強度や断熱特性、作業性に優れた硬質ウレタンフォームの製造方法、及び、タンクと断熱材等の空隙部、例えば、目地部分に硬質ウレタンフォームを充填するのに適した低温タンク用断熱施工法を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is a low viscosity that can easily mix and stir the polyol composition and the isocyanate component without the power of a motor or the like, even when water is used as a foaming agent, and has high stirring efficiency. Polyol composition for rigid urethane foam, manufacturing method of rigid urethane foam excellent in compressive strength and heat insulation properties, workability, and filling of rigid urethane foam in voids such as tanks and heat insulating materials, for example, joints The object is to provide a heat insulation construction method suitable for a low temperature tank.

本発明は、ポリオール成分、発泡剤、整泡剤及び触媒を含む硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物において、
前記発泡剤は、水であり、
前記ポリオール成分は、ポリオール化合物と低分子量多価アルコールを含み、
前記ポリオール化合物は、水酸基価が450〜650mgKOH/g、平均官能基数が4〜6であり、
前記低分子量多価アルコールは、液状アルコールであって、官能基数が4以下であり、
前記ポリオール化合物及び低分子量多価アルコールの比は、ポリオール化合物/低分子量多価アルコール=0/100〜55/45(重量比)であることを特徴とする硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物である。
The present invention provides a rigid urethane foam polyol composition comprising a polyol component, a foaming agent, a foam stabilizer, and a catalyst.
The blowing agent is water;
The polyol component includes a polyol compound and a low molecular weight polyhydric alcohol,
The polyol compound has a hydroxyl value of 450 to 650 mgKOH / g and an average functional group number of 4 to 6,
The low molecular weight polyhydric alcohol is a liquid alcohol having a functional group number of 4 or less,
A ratio of the polyol compound and the low molecular weight polyhydric alcohol is polyol compound / low molecular weight polyhydric alcohol = 0/100 to 55/45 (weight ratio), which is a polyol composition for rigid urethane foam.

上記構成により、ポリオール組成物とイソシアネート成分とをモーター等の動力なしで、容易に混合・撹拌することができる低粘度で、撹拌効率の高いポリオール組成物を得ることができる。   With the above configuration, it is possible to obtain a polyol composition having a low viscosity and a high stirring efficiency that can easily mix and stir the polyol composition and the isocyanate component without the power of a motor or the like.

硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物の粘度は、0.8Pa・s(20℃)以下であることが好ましい。モーター等の動力を利用した撹拌装置等を使用することができない現場では、ポリオール組成物とイソシアネート成分とをシェーカー等を使用して、手で撹拌・混合する必要があるため、低粘度であることが好ましい。   The viscosity of the rigid urethane foam polyol composition is preferably 0.8 Pa · s (20 ° C.) or less. In a place where a stirring device using power such as a motor cannot be used, the polyol composition and the isocyanate component need to be stirred and mixed by hand using a shaker or the like, so the viscosity is low. Is preferred.

本発明の硬質ウレタンフォームの製造方法は、上記硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物とイソシアネート成分とを混合して、発泡・硬化させることが好ましい。前記製造方法により、圧縮強度、断熱特性及び作業性に優れた硬質ウレタンフォームを得ることができる。   In the method for producing a rigid urethane foam of the present invention, it is preferable that the polyol composition for rigid urethane foam and an isocyanate component are mixed and foamed and cured. By the manufacturing method, a rigid urethane foam excellent in compressive strength, heat insulating properties and workability can be obtained.

本発明における低温タンク用断熱施工法は、低温タンクの外周面に断熱材を設け、前記低温タンクの外周面と断熱材との間の空隙部及び/又は断熱材間の空隙部に、前記硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物とイソシアネート成分を撹拌・混合したウレタン組成物を注入し、発泡・硬化させることが好ましい。   In the heat insulation construction method for a low temperature tank according to the present invention, a heat insulating material is provided on the outer peripheral surface of the low temperature tank, and the hard portion is provided in the space between the outer peripheral surface of the low temperature tank and the heat insulating material and / or the space between the heat insulating materials. It is preferable to inject a urethane composition obtained by stirring and mixing a polyol composition for urethane foam and an isocyanate component, and to foam and cure.

前記低温タンク用断熱施工法を使用することにより、低温タンクの外周面と断熱材との間の空隙部及び/又は断熱材間の空隙部であっても、硬質ウレタンフォームで充填することができるため、優れた圧縮強度及び断熱特性を付与することができ、作業性にも優れている。   By using the heat insulation construction method for the low temperature tank, even a gap between the outer peripheral surface of the low temperature tank and the heat insulation and / or a gap between the heat insulation can be filled with the hard urethane foam. Therefore, excellent compressive strength and heat insulating properties can be imparted, and the workability is also excellent.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明において、発泡剤として水を使用する。水を使用することにより、強度に優れ、環境保全に有効な硬質ウレタンフォームを得ることができる。   In the present invention, water is used as a foaming agent. By using water, a rigid urethane foam having excellent strength and effective for environmental protection can be obtained.

水の添加量は、ポリオール成分の合計100重量部に対して、1〜3重量部が好ましく、より好ましくは1.5〜2.5重量部である。なお、水の添加量が1重量部未満であると、ウレタンフォーム密度が高くなり、熱伝導率が悪化する。一方、3重量部を越えると、ウレタンフォーム密度が低下し、それに伴い圧縮強度も低下する。   The amount of water added is preferably 1 to 3 parts by weight, more preferably 1.5 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total polyol component. If the amount of water added is less than 1 part by weight, the urethane foam density increases and the thermal conductivity deteriorates. On the other hand, when it exceeds 3 parts by weight, the urethane foam density is lowered, and the compressive strength is also lowered accordingly.

本発明におけるポリオール化合物は、水酸基価が450〜650mgKOH/g以上、平均官能基数が4〜6であり、好ましくは水酸基価が500〜600mgKOH/g、平均官能基数が5〜6であり、より好ましくは、水酸基価が500〜550mgKOH/g、平均官能基数が5である。水酸基価が450mgKOH/g未満であると、圧縮強度が低下する傾向にあり、650mgKOH/gを超えると、発熱温度が高くなり、ウレタンフォームにスコーチ(焼け)が発生する。また、平均官能基数が4未満であると、圧縮強度が低下傾向にあり、平均官能基数が6を超えると、尿素結合が多くなり、ウレタンフォームが脆化傾向となり、熱伝導率が悪化する。   The polyol compound in the present invention has a hydroxyl value of 450 to 650 mgKOH / g or more and an average functional group number of 4 to 6, preferably a hydroxyl value of 500 to 600 mgKOH / g and an average functional group number of 5 to 6, more preferably. Has a hydroxyl value of 500 to 550 mgKOH / g and an average number of functional groups of 5. If the hydroxyl value is less than 450 mgKOH / g, the compressive strength tends to decrease, and if it exceeds 650 mgKOH / g, the exothermic temperature becomes high and scorch (burning) occurs in the urethane foam. Moreover, when the average number of functional groups is less than 4, the compressive strength tends to decrease. When the average number of functional groups exceeds 6, urea bonds increase, the urethane foam tends to become brittle, and the thermal conductivity deteriorates.

本発明におけるポリオール化合物としては、脂肪族ポリエステルポリオールやポリエーテルポリオール化合物が挙げられる。前記脂肪族ポリエステルポリオールは低温特性が良好であるため、低温タンク等に使用する場合に有効である。   Examples of the polyol compound in the present invention include aliphatic polyester polyols and polyether polyol compounds. Since the aliphatic polyester polyol has good low temperature characteristics, it is effective when used in a low temperature tank or the like.

なお、本発明では、発泡剤として水を使用するため、前記脂肪族ポリエステルポリオールのエステル結合が加水分解される恐れがある。従って、本発明で要求される特性に支障をきたさない範囲内での使用が好ましい。   In addition, in this invention, since water is used as a foaming agent, there exists a possibility that the ester bond of the said aliphatic polyester polyol may be hydrolyzed. Therefore, the use within the range which does not interfere with the characteristic requested | required by this invention is preferable.

一方、ポリエーテルポリオール化合物としては、具体的には、以下に例示する脂肪族ポリオール、アミン系ポリオール等が公知である。   On the other hand, specific examples of polyether polyol compounds include aliphatic polyols and amine polyols exemplified below.

脂肪族ポリオールとしては、多官能性活性水素化合物、即ちポリオール開始剤として脂肪族ないし脂環族多官能性活性水素化合物にアルキレンオキサイド、具体的にはプロピレンオキサイド(PO)、エチレンオキサイド(EO)、スチレンオキサイド(SO)、テトラヒドロフラン等の環状エーテルの1種以上を開環付加重合させて得られる多官能性のオリゴマーが例示される。特にPOないしPOとEOを付加重合させたポリエーテルポリオールの使用が好ましい。   As the aliphatic polyol, a polyfunctional active hydrogen compound, that is, an aliphatic or alicyclic polyfunctional active hydrogen compound as a polyol initiator, an alkylene oxide, specifically, propylene oxide (PO), ethylene oxide (EO), Examples include polyfunctional oligomers obtained by ring-opening addition polymerization of one or more cyclic ethers such as styrene oxide (SO) and tetrahydrofuran. In particular, it is preferable to use a polyether polyol obtained by addition polymerization of PO or PO and EO.

前記ポリオールの開始剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のグリコール類、トリメチロールプロパン、グリセリン等のトリオール類、ペンタエリスリトール等の4官能アルコール類、ソルビトール等の多価アルコール類等が例示される。   Examples of the initiator of the polyol include glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, and trimethylolpropane. And triols such as glycerin, tetrafunctional alcohols such as pentaerythritol, and polyhydric alcohols such as sorbitol.

アミン系ポリオールとしては、ポリオール開始剤として第1級ないしは第2級アミンにアルキレンオキサイド、具体的にはプロピレンオキサイド(PO)、エチレンオキサイド(EO)、スチレンオキサイド(SO)、テトラヒドロフラン等の1種以上を開環付加重合させて得られる多官能性のポリオール化合物が例示される。特にPOないしPOとEOを付加重合させたポリエーテルポリオールの使用が好ましい。   As the amine-based polyol, primary or secondary amine as a polyol initiator, alkylene oxide, specifically, one or more of propylene oxide (PO), ethylene oxide (EO), styrene oxide (SO), tetrahydrofuran, etc. Examples thereof include polyfunctional polyol compounds obtained by ring-opening addition polymerization. In particular, it is preferable to use a polyether polyol obtained by addition polymerization of PO or PO and EO.

前記ポリオールの開始剤としては、エチレンジアミン、トルエンジアミン、ジフェニルメタンジアミン等の脂肪族ないし芳香族アミン類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン類が例示される。   Examples of the initiator for the polyol include aliphatic or aromatic amines such as ethylenediamine, toluenediamine, and diphenylmethanediamine, and alkanolamines such as monoethanolamine and diethanolamine.

前記ポリエーテルポリオール化合物として、多官能性の活性水素化合物にヒドロキノン、ビスフェノールA等にPO、EO、SOの少なくとも1種を開環付加した芳香環含有ポリエーテルポリオール化合物も使用可能である。   As the polyether polyol compound, an aromatic ring-containing polyether polyol compound obtained by ring-opening addition of at least one of PO, EO, and SO to hydroquinone, bisphenol A, etc., to a polyfunctional active hydrogen compound can also be used.

上記ポリオール化合物は、単独で使用してもよく、また2種以上を併用してより好ましい特性のフォームとすることも好適な態様である。   The above polyol compounds may be used alone or in combination with two or more types to form a foam having more preferable characteristics.

本発明における低分子量多価アルコールは、液状アルコールであって、官能基数が4以下であり、好ましくは、官能基数が3以下であり、より好ましくは、官能基数が2である。官能基数が4を超えると架橋密度が上がり、脆性が悪くなる傾向にある。   The low molecular weight polyhydric alcohol in the present invention is a liquid alcohol having 4 or less functional groups, preferably 3 or less, more preferably 2 functional groups. When the number of functional groups exceeds 4, the crosslinking density increases and the brittleness tends to deteriorate.

前記低分子量多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のグリコール類、トリメチロールプロパン、グリセリン等のトリオール類、ペンタエリスリトール等の4官能アルコール類等が例示されるが、好ましくはグリコール類及びトリオール類であり、より好ましくはジプロピレングリコール、グリセリンの何れか又は双方である。   Examples of the low molecular weight polyhydric alcohol include glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, and trimethylol. Examples thereof include triols such as propane and glycerin, and tetrafunctional alcohols such as pentaerythritol. Preferred are glycols and triols, and more preferred are either or both of dipropylene glycol and glycerin.

前記ポリオール化合物及び低分子量多価アルコールの比は、ポリオール化合物/低分子量多価アルコール=0/100〜55/45(重量比)であり、好ましくは10/90〜45/55である。前記重量比が55/45を超えると、粘度が高くなり、撹拌装置を使用することができない現場において、シェーカー等を使用したポリオール組成物とイソシアネート成分との混合・撹拌を行うことができなくなる。   The ratio of the polyol compound and the low molecular weight polyhydric alcohol is polyol compound / low molecular weight polyhydric alcohol = 0/100 to 55/45 (weight ratio), preferably 10/90 to 45/55. When the weight ratio exceeds 55/45, the viscosity becomes high, and mixing and stirring of the polyol composition and the isocyanate component using a shaker or the like cannot be performed at a site where the stirring device cannot be used.

本発明の硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物の粘度は、好ましくは0.8Pa・s(20℃)以下であり、より好ましくは0.7Pa・s(20℃)以下である。本発明は撹拌装置を使用することができない現場において、シェーカー等を使用してポリオール組成物とイソシアネート成分とを撹拌・混合するため、低粘度であることが好ましく、例えば、ポリオール成分が低分子量多価アルコール単独の場合は、前記低分子量多価アルコール単独の粘度まで下げることができる。一方、粘度が0.8Pa・s(20℃)を超えると、撹拌効率が悪化し、シェーカー等を使用してポリオール組成物とイソシアネート成分とを混合・撹拌することができなくなる。   The viscosity of the polyol composition for rigid urethane foam of the present invention is preferably 0.8 Pa · s (20 ° C.) or less, more preferably 0.7 Pa · s (20 ° C.) or less. In the present invention, since the polyol composition and the isocyanate component are stirred and mixed using a shaker or the like at a site where a stirring device cannot be used, the viscosity is preferably low. For example, the polyol component has a low molecular weight and a high molecular weight. In the case of a monohydric alcohol alone, the viscosity can be lowered to that of the low molecular weight polyhydric alcohol alone. On the other hand, when the viscosity exceeds 0.8 Pa · s (20 ° C.), the stirring efficiency deteriorates, and the polyol composition and the isocyanate component cannot be mixed and stirred using a shaker or the like.

本発明におけるポリオール組成物と混合、反応させて硬質ウレタンフォームを形成するイソシアネート成分としては、限定なく使用できるが、取扱の容易性、得られる硬質ウレタンフォームの物理特性が優れていること、低コストであること等から、液状ジフェニルメタンジイソシアネート(液状MDI)を使用することが好ましい。液状MDIとしては、クルードMDI(c−MDI)(スミジュール44V−10、スミジュール44V−20等(住化バイエルウレタン社製)、ミリオネートMR200(日本ポリウレタン工業製))、ウレトンイミン含有MDI(ミリオネートMTL;日本ポリウレタン工業製)等が使用される。液状MDIに加えて、他のイソシアネート成分を併用してもよい。併用するイソシアネート成分としては、ポリウレタンの技術分野において周知のイソシアネート成分及びイソシアネート基末端プレポリマーは限定なく使用することができる。   As an isocyanate component that forms a rigid urethane foam by mixing and reacting with the polyol composition in the present invention, it can be used without limitation, but it is easy to handle, the physical properties of the resulting rigid urethane foam are excellent, and low cost. Therefore, it is preferable to use liquid diphenylmethane diisocyanate (liquid MDI). As liquid MDI, Crude MDI (c-MDI) (Sumijoule 44V-10, Sumijoule 44V-20, etc. (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.), Millionate MR200 (manufactured by Nippon Polyurethane Industry)), uretonimine-containing MDI (Millionate MTL) Manufactured by Nippon Polyurethane Industry) or the like. In addition to liquid MDI, other isocyanate components may be used in combination. As the isocyanate component used in combination, an isocyanate component and an isocyanate group-terminated prepolymer known in the technical field of polyurethane can be used without limitation.

本発明の硬質ウレタンフォームの製造において、イソシアネート基と活性水素基の当量比(NCOインデックス)は、1.0〜1.3であることが好ましい。NCOインデックスが1.3を超えると未反応のイソシアネートが多く残存するため、反応が早く進行し、フォームの成形加工性が悪くなる傾向にある。一方、1.0未満であると、圧縮強度が低下する傾向にある。   In the production of the rigid urethane foam of the present invention, the equivalent ratio (NCO index) of isocyanate groups to active hydrogen groups is preferably 1.0 to 1.3. When the NCO index exceeds 1.3, a large amount of unreacted isocyanate remains, so that the reaction proceeds quickly and the formability of the foam tends to deteriorate. On the other hand, if it is less than 1.0, the compressive strength tends to decrease.

本発明における硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物とイソシアネート成分とを撹拌・混合したウレタン組成物の反応性は、クリームタイムが、空隙部に前記ウレタン組成物を注入後1〜2分であり、ゲルタイムが3〜6分であり、タックフリータイムが7〜8分であり、ライズタイムが7〜9分となるように調整されたものを使用することが好ましい。モーター等の動力を有する撹拌装置等を用いることができない現場において、ウレタン組成物の発泡・硬化反応は、硬化時間等を制御する必要がある。上記時間内を外れると、例えば、反応時間が短い場合には、反応時間内に作業を終えることができない場合が生じる。逆に、反応時間が長い場合は、低温タンクと断熱材であるパネル等を硬化反応が終了するまで固定しておく必要があり、作業性が落ちる原因となる。   The reactivity of the urethane composition obtained by stirring and mixing the polyol composition for rigid urethane foam and the isocyanate component in the present invention is 1 to 2 minutes after injecting the urethane composition into the void, and the gel time is It is preferable to use one adjusted to 3 to 6 minutes, a tack free time of 7 to 8 minutes, and a rise time of 7 to 9 minutes. In the field where a stirring device having power such as a motor cannot be used, the foaming / curing reaction of the urethane composition needs to control the curing time and the like. For example, when the reaction time is short, the work may not be completed within the reaction time. On the other hand, when the reaction time is long, it is necessary to fix the low temperature tank and the panel as a heat insulating material until the curing reaction is completed, which causes a decrease in workability.

本発明の硬質ウレタンフォームの製造に際しては、当業者に周知の触媒、減粘剤、整泡剤、架橋剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤等が使用可能である。   In the production of the rigid urethane foam of the present invention, catalysts, thickeners, foam stabilizers, crosslinking agents, flame retardants, colorants, antioxidants and the like well known to those skilled in the art can be used.

触媒としては、トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、ジアザビシクロウンデセン(DBU)等の第3級アミン類、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸錫等の金属系触媒がウレタン化反応触媒として例示される。なお、本発明のポリオール組成物は、発泡剤として水を使用するため、有機錫系触媒は加水分解されて劣化するので、第3級アミン触媒の使用が好ましい。   Examples of the catalyst include triethylenediamine, N-methylmorpholine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, Tertiary amines such as diazabicycloundecene (DBU), and metal catalysts such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, and tin octylate are exemplified as the urethanization reaction catalyst. In addition, since the polyol composition of this invention uses water as a foaming agent, since an organotin type catalyst is hydrolyzed and deteriorated, use of a tertiary amine catalyst is preferable.

ポリウレタン分子の構造において、難燃性向上に寄与するイソシアヌレート結合を形成する触媒の使用も可能であり、例えば酢酸カリウム、オクチル酸カリウム等が例示できる。上述の第3級アミン触媒の中にもイソシアヌレート環形成反応を促進するものがある。イソシアヌレート結合生成を促進する触媒とウレタン結合生成を促進する触媒を併用することも可能である。   In the structure of the polyurethane molecule, it is possible to use a catalyst that forms an isocyanurate bond that contributes to the improvement of flame retardancy, and examples thereof include potassium acetate and potassium octylate. Some of the above-mentioned tertiary amine catalysts promote the isocyanurate ring formation reaction. It is also possible to use a catalyst that promotes isocyanurate bond formation and a catalyst that promotes urethane bond formation.

整泡剤としては、硬質ウレタンフォーム用の整泡剤が限定なく使用できる。特に平均分子量が1000〜3000であり、ポリジメチルシロキサンとエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合ポリエーテルとのグラフト共重合体であってSi含有率が30〜50重量%であり、前記共重合ポリエーテルは、エチレンオキサイド含有率が70〜100モル%の使用が好ましい。硬質ウレタンフォーム用シリコン整泡剤の市販品としては、SH−193、SF−2937(東レダウコーニングシリコーン社製)、L−5340、SZ−1666、SZ−1668(日本ユニカー社製)等が例示される。   As the foam stabilizer, a foam stabilizer for rigid urethane foam can be used without limitation. In particular, the average molecular weight is 1000 to 3000, and is a graft copolymer of polydimethylsiloxane, ethylene oxide and propylene oxide copolymer polyether, and the Si content is 30 to 50% by weight. Is preferably used with an ethylene oxide content of 70 to 100 mol%. Examples of commercially available silicone foam stabilizers for rigid urethane foam include SH-193, SF-2937 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone), L-5340, SZ-1666, SZ-1668 (manufactured by Nihon Unicar). Is done.

減粘剤としては、硬質ウレタンフォーム用の減粘剤は限定なく使用できる。具体的には、トリス(β−クロロプロピル)ホスフェート(TMCPP、大八化学製)、トリブトキシエチルホスフェート(TBXP、大八化学製)等が挙げられるが、好ましくは、TMCPPである。   As the viscosity reducer, a viscosity reducer for rigid urethane foam can be used without limitation. Specific examples include tris (β-chloropropyl) phosphate (TMCPP, manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd.), tributoxyethyl phosphate (TBXP, manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd.), and preferably TMCPP.

本発明の硬質ウレタンフォームのフリー発泡によるフォーム密度は、75〜95kg/mであることが好ましく、より好ましくは80〜90kg/mである。また、型内発泡(1.5倍発泡)によるフォーム密度は、105〜125kg/mであることが好ましく、より好ましくは110〜125kg/mである。フォーム密度が前記範囲を下回ると、圧縮強度が低下し、前記範囲を超えると、重量が大きく、作業性が低下し、熱伝導率が悪化する原因となる。 Foam density by free foaming of rigid polyurethane foam of the present invention is preferably 75~95kg / m 3, more preferably from 80~90kg / m 3. Further, foam density by mold foam (1.5 times the foaming) is preferably 105~125kg / m 3, more preferably from 110~125kg / m 3. When the foam density is lower than the above range, the compressive strength is lowered. When the foam density is exceeded, the weight is increased, workability is lowered, and the thermal conductivity is deteriorated.

本発明の低温タンク用断熱施工法としては、例えば、低温タンクの外周面に断熱材が設けられている場合に、前記低温タンクの外周面と断熱材との間の空隙部及び/又は断熱材間の空隙部に、手撹拌により得られた前記ウレタン組成物を注入又は塗布し、これを発泡・硬化させる方法が挙げられる。この方法により、低温タンクの外周面と断熱材との間の空隙部及び/又は断熱材間の空隙部に、硬質ウレタンフォームが隙間なく充填され、低温タンクの断熱性を、従来より高く確保できる。   As the heat insulation construction method for a low temperature tank of the present invention, for example, when a heat insulating material is provided on the outer peripheral surface of the low temperature tank, a gap between the outer peripheral surface of the low temperature tank and the heat insulating material and / or the heat insulating material. Examples of the method include injecting or applying the urethane composition obtained by hand stirring into the interstitial space, and foaming and curing the urethane composition. By this method, the space between the outer peripheral surface of the low temperature tank and the heat insulating material and / or the space between the heat insulating materials is filled with the hard urethane foam without any gap, and the heat insulating property of the low temperature tank can be ensured higher than before. .

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における物性等の評価方法は次のとおりである。   Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below. In addition, the evaluation methods, such as a physical property in an Example etc., are as follows.

なお、表1には原料の配合表、表2(フリー発泡)及び表3(型内発泡)には硬質ウレタンフォームの物性評価の結果を示した。   Table 1 shows the raw material composition table, and Table 2 (free foaming) and Table 3 (in-mold foaming) show the physical property evaluation results of the rigid urethane foam.

<使用原料>
・ ポリオール化合物A:ソルビトール系ポリエーテルポリオール(水酸基価550mgKOH/g、官能基数5)
・ 低分子量多価アルコール:ジプロピレングリコール(DPG)、グリセリン
・ 発泡剤:水
・ 整泡剤:SH−193(東レダウコーニングシリコーン製)
・ 減粘剤:TMCPP(大八化学製)
・ 触媒:ポリキャット8(エアープロダクツ製)
・ イソシアネート化合物:クルードMDI(住友バイエルウレタン製)
<Raw materials>
Polyol compound A: sorbitol-based polyether polyol (hydroxyl value 550 mgKOH / g, functional group number 5)
・ Low molecular weight polyhydric alcohol: Dipropylene glycol (DPG), Glycerin ・ Foaming agent: Water ・ Foam stabilizer: SH-193 (made by Toray Dow Corning Silicone)
・ Thickener: TMCPP (Daihachi Chemical)
・ Catalyst: Polycat 8 (manufactured by Air Products)
・ Isocyanate compound: Crude MDI (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane)

(実施例1)
<ウレタン組成物の調製>
ポリオール化合物A45重量部、DPG25重量部、グリセリン30重量部、水1.7重量部、減粘剤15重量部、整泡剤4重量部、アミン系触媒0.35重量部をポリエステル製のシェーカーに入れて3分間、手撹拌により混合し、ポリオール組成物を調製した。ついで、ポリオール組成物とポリイソシアネート成分とをNCOインデックスが1.1となるように配合し、1.5分間、手撹拌により混合して、ウレタン組成物を得た。
(Example 1)
<Preparation of urethane composition>
45 parts by weight of polyol compound A, 25 parts by weight of DPG, 30 parts by weight of glycerin, 1.7 parts by weight of water, 15 parts by weight of a viscosity reducing agent, 4 parts by weight of a foam stabilizer, and 0.35 parts by weight of an amine catalyst are placed in a polyester shaker. The mixture was mixed by hand stirring for 3 minutes to prepare a polyol composition. Next, the polyol composition and the polyisocyanate component were blended so that the NCO index was 1.1 and mixed by hand stirring for 1.5 minutes to obtain a urethane composition.

<フリー発泡の硬質ウレタンフォームの作製>
フリー発泡の硬質ウレタンフォームを作製する場合は、モールド(モールド寸法:高さ10cm×縦18cm×横18cm)に、前記ウレタン組成物を500g注入し、発泡・硬化させ、フリー発泡の硬質ウレタンフォームを得た。
<Preparation of free foamed rigid urethane foam>
In the case of producing a free foamed rigid urethane foam, 500 g of the urethane composition is injected into a mold (mold size: height 10 cm × length 18 cm × width 18 cm), foamed and cured, Obtained.

<型内発泡の硬質ウレタンフォームの作製>
型内発泡(1.5倍発泡)の硬質ウレタンフォームを作製する場合は、モールド(四周面:成型ポリウレタンフォーム、上面:耐火板、下面:アルミ板、モールド寸法:高さ10cm×縦20cm×横20cm、注入体積4000cm)に、前記ウレタン組成物を530g(ロス分50gを含む)注入し、ウレタンフォームがフリー発泡した際に1.5倍の体積になるように設定した。発泡開始から3時間養生し、型内発泡の硬質ウレタンフォームを得た。
<Production of in-mold foamed rigid urethane foam>
When producing in-mold foaming (1.5 times foaming) rigid urethane foam, mold (four circumferential surfaces: molded polyurethane foam, top surface: fireproof plate, bottom surface: aluminum plate, mold dimensions: height 10 cm x length 20 cm x width The urethane composition was injected at 530 g (including 50 g of loss) into 20 cm and an injection volume of 4000 cm 3 ), and the volume was set to 1.5 times when the urethane foam was free-foamed. After curing for 3 hours from the start of foaming, in-mold foamed rigid urethane foam was obtained.

なお、実施例2は、実施例1のフリー発泡に対して、発泡剤である水を増量した点以外は実施例1と同様の方法で硬質ウレタンフォームを得た。また、実施例1の型内発泡に対して、ウレタン組成物を、560g(ロス分50gを含む)とした点以外は、実施例1と同様の方法で硬質ウレタンフォームを得た。   In addition, Example 2 obtained the rigid urethane foam by the same method as Example 1 except having increased the water which is a foaming agent with respect to the free foaming of Example 1. FIG. A rigid urethane foam was obtained in the same manner as in Example 1 except that the urethane composition was changed to 560 g (including a loss of 50 g) with respect to in-mold foaming in Example 1.

実施例3は、実施例1に対して、配合量を変えた点以外は、同様の方法で硬質ウレタンフォームを得た。   In Example 3, a rigid urethane foam was obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending amount was changed.

比較例1については、表1に基づいて配合したが、粘度が高く撹拌することができず、硬質ウレタンフォームの評価を行うことができなかった。 About comparative example 1, although mix | blended based on Table 1, the viscosity was high and could not be stirred and the rigid urethane foam could not be evaluated.

(測定及び評価方法)
<フォーム密度>
JIS K 9511に準拠して測定した。なお、フリー発泡によるフォーム密度は、実施例1が77〜83kg/m、実施例2が83〜89kg/m、実施例3が77〜83kg/m、型内発泡によるフォーム密度は、実施例1が110〜120kg/m、実施例2が120〜130kg/m、実施例3が110〜120kg/mになるように調整した。
<圧縮強度>
JIS A 9511に準拠して測定した。
<熱伝導率>
熱伝導率測定装置AUTO−Λ HC−074(英弘精機社製)を使用し、測定条件は、JIS A 9511に準拠して、熱伝導率(W/m・K)を測定した。なお、初期値とは、試験片を前処理なしの室温での熱伝導率の計測値であり、経時値とは、試験片を70℃×120分の条件で処理したものの計測値である。
(Measurement and evaluation method)
<Foam density>
It measured based on JISK9511. Incidentally, the foam density by free foaming, Example 1 77~83kg / m 3, Example 2 is 83~89kg / m 3, Example 3 is 77~83kg / m 3, foam density by mold foam, Example 1 was adjusted to 110 to 120 kg / m 3 , Example 2 to 120 to 130 kg / m 3 , and Example 3 to 110 to 120 kg / m 3 .
<Compressive strength>
It measured based on JIS A 9511.
<Thermal conductivity>
A thermal conductivity measuring device AUTO-Λ HC-074 (manufactured by Eihiro Seiki Co., Ltd.) was used, and the thermal conductivity (W / m · K) was measured according to JIS A 9511 as the measurement conditions. The initial value is a measured value of the thermal conductivity at room temperature without pretreatment of the test piece, and the time-lapse value is a measured value of the test piece processed at 70 ° C. × 120 minutes.

<表1> 配合原料

Figure 2008081555
<Table 1> Compounding raw materials
Figure 2008081555

<表2> フリー発泡における物性の評価結果

Figure 2008081555
<Table 2> Evaluation results of physical properties in free foaming
Figure 2008081555

<表3> 型内発泡における物性の評価結果

Figure 2008081555
<Table 3> Evaluation results of physical properties in in-mold foaming
Figure 2008081555

<評価結果>
表2及び3に示した評価結果から、本発明に示した硬質ウレタンフォームを用いた実施例は、発泡剤として水を使用した場合でも、シェーカーを用いて手撹拌できる程度に粘度が低く、撹拌効率が高い硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物を得ることができ、前記ポリオール組成物を用いた硬質ウレタンフォームは、圧縮強度、断熱特性及び作業性に優れていることが確認できた。
<Evaluation results>
From the evaluation results shown in Tables 2 and 3, the examples using the rigid urethane foam shown in the present invention have a viscosity low enough to allow manual stirring using a shaker even when water is used as a foaming agent. It was possible to obtain a highly effective polyol composition for rigid urethane foam, and it was confirmed that the rigid urethane foam using the polyol composition was excellent in compressive strength, heat insulating properties and workability.

Claims (4)

ポリオール成分、発泡剤、整泡剤及び触媒を含む硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物において、
前記発泡剤は、水であり、
前記ポリオール成分は、ポリオール化合物と低分子量多価アルコールを含み、
前記ポリオール化合物は、水酸基価が450〜650mgKOH/g、平均官能基数が4〜6であり、
前記低分子量多価アルコールは、液状アルコールであって、官能基数が4以下であり、
前記ポリオール化合物及び低分子量多価アルコールの比は、ポリオール化合物/低分子量多価アルコール=0/100〜55/45(重量比)であることを特徴とする硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物。
In the polyol composition for rigid urethane foam containing a polyol component, a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst,
The blowing agent is water;
The polyol component includes a polyol compound and a low molecular weight polyhydric alcohol,
The polyol compound has a hydroxyl value of 450 to 650 mgKOH / g and an average functional group number of 4 to 6,
The low molecular weight polyhydric alcohol is a liquid alcohol having a functional group number of 4 or less,
The polyol composition for rigid urethane foam, wherein the ratio of the polyol compound and the low molecular weight polyhydric alcohol is polyol compound / low molecular weight polyhydric alcohol = 0/100 to 55/45 (weight ratio).
硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物の粘度が0.8Pa・s(20℃)以下である請求項1記載の硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物。   The polyol composition for rigid urethane foam according to claim 1, wherein the viscosity of the polyol composition for rigid urethane foam is 0.8 Pa · s (20 ° C) or less. 請求項1又は2記載の硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物とイソシアネート成分とを混合して、発泡・硬化させる硬質ウレタンフォームの製造方法。   The manufacturing method of the rigid urethane foam which mixes the polyol composition for rigid urethane foams of Claim 1 or 2, and an isocyanate component, and makes it foam and harden | cure. 低温タンクの外周面に断熱材を設け、前記低温タンクの外周面と断熱材との間の空隙部及び/又は断熱材間の空隙部に、請求項1又は2記載の硬質ウレタンフォーム用ポリオール組成物とイソシアネート成分とを撹拌・混合したウレタン組成物を注入し、発泡・硬化させる低温タンク用断熱施工法。   A polyol composition for rigid urethane foam according to claim 1 or 2, wherein a heat insulating material is provided on an outer peripheral surface of the low temperature tank, and a gap between the outer peripheral surface of the low temperature tank and the heat insulating material and / or a gap between the heat insulating materials. Insulation method for low-temperature tanks in which a urethane composition in which a product and an isocyanate component are stirred and mixed is injected, foamed and cured.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015092988A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-25 ニチアス株式会社 Rigid urethane foam stock solution composition and insulation method
JP2018095674A (en) * 2016-12-08 2018-06-21 ニチアス株式会社 Molding, composition for forming molding, and kit for forming molding
CN114460676A (en) * 2022-03-03 2022-05-10 福建睿创光电科技有限公司 1030nm sine type dielectric grating and manufacturing method thereof

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