JP2009084411A - Method for producing rigid polyurethane foam - Google Patents

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Toshiyuki Anzai
俊之 安齋
Toshio Arai
敏夫 新井
Shinsuke Kai
真介 甲斐
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Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing rigid cyclopentane-foamed polyurethane foam, which is friendly to the global environment and has good thermal conductivity and mechanical properties. <P>SOLUTION: In the method for producing rigid polyurethane foam, polyisocyanate A and polyol B react with each other in the presence of a catalyst C, a foaming agent D, and a foam stabilizer E, and the polyol B includes the following polyols B1-B3, while the foaming agent D uses cyclopentane D1 and water D2 together (wherein B1 is a sucrose-based PPG with a hydroxy group value of 250-500 mgKOH/g; B2 is a sorbitol-based PPG with a hydroxy group value of 400-500 mgKOH/g; and B3 is an ehylenediamine-based PPG with a hydroxy group value of 600-700 mgKOH/g). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。更に詳しくは、生産性に優れ、地球環境に優しいシクロペンタン及び水を用いた発泡システムに適合し、良好な熱伝導特性を有する硬質ポリウレタンフォームを得ることができる硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a rigid polyurethane foam. More particularly, the present invention relates to a method for producing a rigid polyurethane foam that can obtain a rigid polyurethane foam that is excellent in productivity and is compatible with a foaming system using cyclopentane and water that is friendly to the global environment and that has good heat conduction characteristics.

硬質ポリウレタンフォームは、断熱材として有用であり、成形性や加工性にも優れているところから、電気冷蔵庫の断熱を始め、ビル、低温倉庫、貯蔵タンク、冷凍船配管等の断熱に至るまで、広い分野に用いられている。その熱伝導率も年々改良され、現在では、商品レベルで0.0215W/mK(非特許文献1参照)に達しており、常温付近で用いられる断熱材としては、最も高い断熱性能を有すると言われている。しかしながら、近年の省エネルギーの高まりを背景として、断熱材の更なる低熱伝導率化の要求が一層高まつている。
宇和断熱工業株式会社ホームページ、製品情報、シクロペンタン2006年2月1日検索URL:http://www.uwa-ud.co.jp/cyclopentane.htm
Rigid polyurethane foam is useful as a heat insulating material, and has excellent moldability and processability. From heat insulation of electric refrigerators to insulation of buildings, low-temperature warehouses, storage tanks, freezing ship piping, etc. Used in a wide range of fields. Its thermal conductivity has been improved year by year, and at present, it has reached 0.0215 W / mK (see Non-Patent Document 1) at the product level, and it is said that it has the highest thermal insulation performance as a heat insulating material used near room temperature. It has been broken. However, against the background of the recent increase in energy saving, there is an increasing demand for further lowering the thermal conductivity of the heat insulating material.
Uwa Thermal Engineering Co., Ltd. website, product information, cyclopentane February 1, 2006 Search URL: http://www.uwa-ud.co.jp/cyclopentane.htm

従来、このような硬質ポリウレタンフォームを製造するには、ポリオール、触媒、発泡剤及び整泡剤を主成分とするA成分と、有機イソシアネートを主成分とするB成分とを混合反応させ、発泡プロセスと硬化プロセスとを平行して進行させて、フォームを形成するワンショット法が一般に用いられている。このような硬質ポリウレタンフォームの製造において、発泡剤としては、従来、主として、トリクロロモノフルオロメタン(以後、R−11と略称する)が用いられていたが、R−11に代表される従来のフロンは、化学的に安定であり、成層圏まで拡散してオゾン層を破壊することが知られており、重大な地球環境の破壊原因を為すとして、最近その禁止されるに至っている。   Conventionally, in order to produce such a rigid polyurethane foam, a foaming process is performed by mixing and reacting a component A mainly composed of a polyol, a catalyst, a foaming agent and a foam stabilizer and a component B mainly composed of an organic isocyanate. A one-shot method is generally used in which a foam is formed by proceeding in parallel with a curing process. In the production of such rigid polyurethane foam, trichloromonofluoromethane (hereinafter abbreviated as R-11) has been mainly used as a foaming agent in the past, but conventional fluorocarbons represented by R-11 have been used. Is known to be chemically stable, diffuses to the stratosphere and destroys the ozone layer, and has recently been banned as a major cause of the destruction of the global environment.

そこで近年、このようなフロンに代わる発泡剤について、鋭意研究が行なわれており、例えばハイドロクロロフルオロカーボン(以後、HCFCと略称する)である1,1−ジクロロ−1−フルオロエタン(以後、HCFC−141bと略称する)等やメチレンクロライド等がR−11の代替物として候補に挙げられている。   In recent years, therefore, diligent research has been conducted on a blowing agent that replaces such a fluorocarbon, for example, 1,1-dichloro-1-fluoroethane (hereinafter referred to as HCFC-), which is a hydrochlorofluorocarbon (hereinafter abbreviated as HCFC). 141b) and methylene chloride are listed as candidates for R-11.

前述のHCFC等もまだ分子中に塩素原子を含むので、R−11よりはオゾン層への影響は少ないが、依然としてオゾン層を破壊する特性を有している為に、やはり生産・使用の中止が決定されている。したがって地球環境保護の観点から、オゾン層破壊に全く影響しない発泡剤の使用が新たに提案されて、一部の用途では既に塩素原子を全く含まずオゾン層を破壊する危険性のない炭化水素系の発泡剤、例えばシクロペンタンが導入適用されている(例えば特許文献1参照)。   The aforementioned HCFC, etc. still contains chlorine atoms in the molecule, so it has less impact on the ozone layer than R-11, but it still has the property of destroying the ozone layer, so production and use are still discontinued. Has been determined. Therefore, from the viewpoint of protecting the global environment, the use of a foaming agent that does not affect the destruction of the ozone layer has been newly proposed. In some applications, hydrocarbons that do not contain any chlorine atoms and do not risk the destruction of the ozone layer. For example, cyclopentane is introduced and applied (for example, see Patent Document 1).

特開平3−152160号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-152160

しかしながら、シクロペンタンは地球環境に優しい発泡剤として最適ではあるが、生産性・得られるフォームの機械的物性・熱伝導特性等の全てを満足することのできる硬質ポリウレタンフォームの製造方法は見出されていなかった。   However, cyclopentane is optimal as a foaming agent that is friendly to the global environment, but there has been found a method for producing a rigid polyurethane foam that can satisfy all of productivity, mechanical properties of the foam, thermal conductivity, etc. It wasn't.

本発明は、地球環境に優しく、良好な熱伝導特性や機械的物性を有する、シクロペンタン発泡の硬質ポリウレタンフォームの製造方法の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a process for producing a cyclopentane foamed rigid polyurethane foam which is friendly to the global environment and has good heat conduction characteristics and mechanical properties.

すなわち本発明は、以下の(1)〜(3)に示されるものである。   That is, this invention is shown by the following (1)-(3).

(1)ポリイソシアネート(A)とポリオール(B)とを、触媒(C)、発泡剤(D)、整泡剤(E)の存在下で反応・発泡させる硬質ポリウレタンフォームの製造方法において、
ポリオール(B)が、以下のポリオール(B1)〜(B3)を含有するものであり、
発泡剤(D)がシクロペンタン(D1)及び水(D2)を併用すること、
を特徴とする硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
ポリオール(B1):
水酸基価が250〜500mgKOH/gであって、シュークロースを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られるポリエーテルポリオール。
ポリオール(B2):
水酸基価が400〜500mgKOH/gであって、ソルビトールを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られるポリエーテルポリオール。
ポリオール(B3):
水酸基価が600〜700mgKOH/gであって、エチレンジアミンを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られるポリエーテルポリオール。
(1) In the process for producing a rigid polyurethane foam in which polyisocyanate (A) and polyol (B) are reacted and foamed in the presence of a catalyst (C), a foaming agent (D), and a foam stabilizer (E).
The polyol (B) contains the following polyols (B1) to (B3),
The blowing agent (D) uses cyclopentane (D1) and water (D2) in combination;
A process for producing a rigid polyurethane foam characterized by
Polyol (B1):
A polyether polyol having a hydroxyl value of 250 to 500 mgKOH / g and obtained by addition of propylene oxide using sucrose as a main initiator.
Polyol (B2):
A polyether polyol having a hydroxyl value of 400 to 500 mgKOH / g and obtained by addition of propylene oxide using sorbitol as a main initiator.
Polyol (B3):
A polyether polyol having a hydroxyl value of 600 to 700 mgKOH / g and obtained by addition of propylene oxide using ethylenediamine as a main initiator.

(2)(B1)〜(B3)の質量配合比が、(B1):(B2):(B3)=55〜75:15〜25:10〜20であることを特徴とする、前記(1)の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。 (2) The mass blending ratio of (B1) to (B3) is (B1) :( B2) :( B3) = 55-75: 15-25: 10-20, (1 ) Of rigid polyurethane foam.

(3)(D1)と(D2)の質量配合比が、(D1)/(D2)=85/15〜95/5であることを特徴とする、前記(1)又は(2)の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。 (3) The rigid polyurethane according to (1) or (2) above, wherein the mass blending ratio of (D1) and (D2) is (D1) / (D2) = 85/15 to 95/5 Form manufacturing method.

本発明により、生産性に優れ、地球環境に優しいシクロペンタン及び水を用いた発泡システムに適合し、良好な熱伝導特性を有する硬質ポリウレタンフォームを得ることができる硬質ポリウレタンフォームの製造方法の提供が可能となった。   According to the present invention, there is provided a method for producing a rigid polyurethane foam capable of obtaining a rigid polyurethane foam excellent in productivity and suitable for a foaming system using cyclopentane and water that is friendly to the global environment and having good heat conduction characteristics. It has become possible.

本発明は、ポリイソシアネート(A)とポリオール(B)とを、触媒(C)、発泡剤(D)の存在下で反応・発泡させる硬質ポリウレタンフォームの製造方法において、ポリオール(B)が、後述するポリオール(B1)〜(B4)を含有するものであり、発泡剤(D)がシクロペンタン(D1)及び水(D2)を併用すること、を特徴とする硬質ポリウレタンフォームの製造方法である。   The present invention relates to a method for producing a rigid polyurethane foam in which a polyisocyanate (A) and a polyol (B) are reacted and foamed in the presence of a catalyst (C) and a foaming agent (D). It is a method for producing a rigid polyurethane foam, which contains the polyols (B1) to (B4) to be used, and the foaming agent (D) uses cyclopentane (D1) and water (D2) in combination.

本発明に用いられるポリイソシアネート(A)は、特に制限はないが、得られる硬質ポリウレタンフォームの機械的物性、硬質ポリウレタンフォームの生産性等を考慮すると、ポリメリックMDIが好ましい。   The polyisocyanate (A) used in the present invention is not particularly limited, but polymer MDI is preferable in consideration of mechanical properties of the obtained rigid polyurethane foam, productivity of the rigid polyurethane foam, and the like.

このポリメリックMDIは、アニリンとホルマリンとの縮合・異性化反応によって得られる縮合混合物(ポリアミン)を、ホスゲン化等によりアミノ基をイソシアネート基に転化することによって得られる、縮合度の異なる有機イソシアネート化合物の混合物を意味し、縮合時の原料組成比や反応条件を変えることによって、最終的に得られるポリメリックMDIの組成を変えることができる。本発明に用いられるポリメリックMDIは、イソシアネート基への転化後の反応液、又は反応液から溶媒の除去、又は一部MDIを留出分離した缶出液、反応条件や分離条件等の異なった数種の混合物であってもよい。   This polymeric MDI is an organic isocyanate compound having a different degree of condensation obtained by converting a condensation mixture (polyamine) obtained by condensation / isomerization reaction of aniline and formalin into an isocyanate group by phosgenation or the like. It means a mixture, and the composition of the finally obtained polymeric MDI can be changed by changing the raw material composition ratio and reaction conditions during condensation. The polymeric MDI used in the present invention has different numbers of reaction liquids after conversion to isocyanate groups, or removal of the solvent from the reaction liquids, or bottoms obtained by distilling and separating part of the MDI, reaction conditions and separation conditions, etc. It may be a mixture of seeds.

ポリメリックMDIの平均官能基数は2.3以上であり、好ましくは官能基数が2.3〜3.1である。イソシアネート含量は、28〜33質量%であり、好ましくは28.5〜32.5質量%である。また粘度(25℃)は50〜500mPa・sが好ましく、特に100〜300mPa・sが特に好ましい。   The average number of functional groups of polymeric MDI is 2.3 or more, and preferably the number of functional groups is 2.3 to 3.1. The isocyanate content is 28 to 33% by mass, preferably 28.5 to 32.5% by mass. The viscosity (25 ° C.) is preferably 50 to 500 mPa · s, particularly preferably 100 to 300 mPa · s.

ポリメリックMDI中には、1分子中にベンゼン環及びイソシアネート基を各2個有するジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、いわゆる二核体と言われている成分を含有する。MDIを構成する異性体は、2,2′−ジフェニルメタンジイソシアネート(以後、2,2′−MDIと略称する)、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(以後、2,4′−MDIと略称する)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(以後、4,4′−MDIと略称する)の3種類である。MDIの異性体構成比は特に限定はないが、4,4′−MDI含有量が70質量%以上、好ましくは90〜99.9質量%であるほうが、得られるフォームの強度が向上するので好ましい。なお、ポリメリックMDIのMDI含有量や、MDIの異性体構成比は、GPCやガスクロマトグラフィー(以下、GCと略記する)によって得られる各ピークの面積百分率を基に検量線から求めることができる。   Polymeric MDI contains diphenylmethane diisocyanate (MDI) having two benzene rings and two isocyanate groups in one molecule, a so-called dinuclear component. The isomers constituting MDI are 2,2'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as 2,2'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as 2,4'-MDI), There are three types of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as 4,4'-MDI). The isomer composition ratio of MDI is not particularly limited, but the 4,4′-MDI content is preferably 70% by mass or more, preferably 90 to 99.9% by mass because the strength of the resulting foam is improved. . The MDI content of polymeric MDI and the isomer composition ratio of MDI can be determined from a calibration curve based on the area percentage of each peak obtained by GPC or gas chromatography (hereinafter abbreviated as GC).

本発明に用いられるポリメリックMDIは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと略記する)における二核体(1分子中にベンゼン環を2個有するもの)成分のピーク面積比が20〜70%となるものであり、好ましくは25〜65%となるものである。二核体のピーク面積比が70%を越えると、得られる硬質ポリウレタンフォームの強度が低下し、かつ、脆くなりやすくなる。一方20%未満の場合は、得られるポリイソシアネートの粘度が高くなり、金型への充填性が低下しやすい。   The polymeric MDI used in the present invention has a peak area ratio of 20 to 70% of a dinuclear (having two benzene rings in one molecule) component in gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC). And preferably 25-65%. When the peak area ratio of the binuclear body exceeds 70%, the strength of the rigid polyurethane foam obtained is lowered and the brittle body tends to become brittle. On the other hand, when it is less than 20%, the viscosity of the resulting polyisocyanate increases, and the filling property into the mold tends to decrease.

本発明では必要に応じて、前述のポリメリックMDI以外のポリイソシアネートを用いることができる。例えば、MDIのイソシアヌレート変性物、ウレトンイミン変性物、アロファネート変性物等が挙げられる。また、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、キシレン−1,4−ジイソシアネート、キシレン−1,3−ジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、3−メチル−1,5−ペンタンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート等が挙げられる。また、これらのポリメリック体やウレタン化物、ウレア化物、アロファネート化物、ビウレット化物、カルボジイミド化物、ウレトンイミン化物、ウレトジオン化物、イソシアヌレート化物等が挙げられ、更にこれらの2種以上の混合物が挙げられる。   In the present invention, if necessary, a polyisocyanate other than the above-mentioned polymeric MDI can be used. Examples include MDI isocyanurate-modified products, uretonimine-modified products, allophanate-modified products, and the like. In addition, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, xylene-1,4-diisocyanate, xylene-1,3-diisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, etc. Aromatic diisocyanates, tetramethylene diisocyanates, hexamethylene diisocyanates, 3-methyl-1,5-pentane diisocyanates, lysine diisocyanates and other aliphatic diisocyanates, isophorone diisocyanates, hydrogenated tolylene diisocyanates, hydrogenated xylene diisocyanates, hydrogenated diphenylmethane diisocyanates, etc. And alicyclic diisocyanates. In addition, these polymeric materials, urethanized products, ureaated products, allophanated products, biuretized products, carbodiimidized products, uretoniminate products, uretdioneized products, isocyanurated products, and the like, and a mixture of two or more of these may be mentioned.

本発明に用いられるポリオール(B)は、以下のポリオール(B1)〜(B4)を含有するものである。
ポリオール(B1):
水酸基価が250〜500mgKOH/gであって、シュークロースを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られるポリエーテルポリオール。
ポリオール(B2):
水酸基価が400〜500mgKOH/gであって、ソルビトールを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られるポリエーテルポリオール。
ポリオール(B3):
水酸基価が600〜700mgKOH/gであって、エチレンジアミンを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られるポリエーテルポリオール。
The polyol (B) used in the present invention contains the following polyols (B1) to (B4).
Polyol (B1):
A polyether polyol having a hydroxyl value of 250 to 500 mgKOH / g and obtained by addition of propylene oxide using sucrose as a main initiator.
Polyol (B2):
A polyether polyol having a hydroxyl value of 400 to 500 mgKOH / g and obtained by addition of propylene oxide using sorbitol as a main initiator.
Polyol (B3):
A polyether polyol having a hydroxyl value of 600 to 700 mgKOH / g and obtained by addition of propylene oxide using ethylenediamine as a main initiator.

ポリオール(B1)がない場合は、硬質ポリウレタンフォーム製造の際のキュア性やポリウレタンフォームの接着性が低下する。   When there is no polyol (B1), the curing property in the production of rigid polyurethane foam and the adhesiveness of polyurethane foam are lowered.

ポリオール(B2)がない場合は、得られる硬質ポリウレタンフォームの熱伝導率の増大や圧縮強度が低下し、また硬質ポリウレタンフォーム製造の際のキュア性も低下する。   When there is no polyol (B2), the increase in the thermal conductivity and the compressive strength of the resulting rigid polyurethane foam are lowered, and the curing property in producing the rigid polyurethane foam is also lowered.

ポリオール(B3)がない場合は、得られる硬質ポリウレタンフォームの熱伝導率を増大させ、また、ポリオールプレミックスとシクロペンタン(D1)との相溶性が悪化しやすい。   When there is no polyol (B3), the thermal conductivity of the resulting rigid polyurethane foam is increased, and the compatibility between the polyol premix and cyclopentane (D1) tends to deteriorate.

本発明において、好ましい(B1)〜(B3)の質量配合比は、(B1):(B2):(B3)=55〜75:15〜25:10〜20である。   In the present invention, a preferable mass blending ratio of (B1) to (B3) is (B1) :( B2) :( B3) = 55 to 75:15 to 25: 10-20.

触媒(C)は、通常ウレタン発泡に用いられる公知の触媒を使用することができる。例えば、ウレタン化触媒として、N−メチルイミダゾール、トリメチルアミノエチルピペラジン、トリプロピルアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、N−メチルモルホリン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート等の錫化合物、アセチルアセトン金属塩等の金属錯化合物等が挙げられる。三量化触媒としては、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,3,5−トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ−s−トリアジン等のトリアジン類、2,4−ビス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2−エチルヘキサン酸カリウム、2−エチルヘキサン酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、2−エチルアジリジン等のアジリジン類等のアミン系化合物、3級アミンのカルボン酸塩等の第四級アンモニウム化合物、ジアザビシクロウンデセン、ナフテン酸鉛、オクチル酸鉛等の鉛化合物、ナトリウムメトキシド等のアルコラート化合物、カリウムフェノキシド等のフェノラート化合物等を挙げることができる。これらの触媒は、1種又は2種以上併用して用いることがでる。触媒の使用量は、ポリオールに対して、0.01〜15質量%となる量が適当である。   As the catalyst (C), a known catalyst usually used for urethane foaming can be used. For example, as a urethanization catalyst, N-methylimidazole, trimethylaminoethylpiperazine, tripropylamine, tetramethylhexamethylenediamine, triethylenediamine, triethylamine, N-methylmorpholine, dimethylcyclohexylamine, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, etc. And metal complex compounds such as acetylacetone metal salts. Trimerization catalysts include 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, triazines such as 1,3,5-tris (dimethylaminopropyl) hexahydro-s-triazine, 2,4-bis (dimethylamino) Methyl) phenol, amine compounds such as potassium 2-ethylhexanoate, sodium 2-ethylhexanoate, potassium acetate, sodium acetate, 2-ethylaziridine and the like, and quaternary compounds such as tertiary amine carboxylates Examples include ammonium compounds, lead compounds such as diazabicycloundecene, lead naphthenate and lead octylate, alcoholate compounds such as sodium methoxide, phenolate compounds such as potassium phenoxide, and the like. These catalysts can be used alone or in combination of two or more. The amount of the catalyst used is appropriately 0.01 to 15% by mass based on the polyol.

更に、反応促進のための助触媒として、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物を使用することができる。   Furthermore, for example, carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate can be used as a cocatalyst for promoting the reaction.

本発明に用いられる発泡剤(D)は、シクロペンタン(D1)及び水(D2)を併用することを特徴とする。水(D2)を併用するのは、反応の際に生成するウレア基が得られる硬質ポリウレタンフォームの機械的強度に寄与することになるからである。   The blowing agent (D) used in the present invention is characterized by using cyclopentane (D1) and water (D2) in combination. The reason why water (D2) is used in combination is that it contributes to the mechanical strength of the rigid polyurethane foam from which the urea group produced during the reaction is obtained.

(D1)と(D2)の好ましい質量配合比は、(D1)/(D2)=85/15〜95/5である。(D2)が少なすぎる場合は、得られる硬質ポリウレタンフォームの機械的強度が低下しやすい。また、(D2)が多すぎる場合は、得られる硬質ポリウレタンフォームが脆くなる傾向にあり、また接着性も低下しやすくなる。   A preferable mass blending ratio of (D1) and (D2) is (D1) / (D2) = 85/15 to 95/5. When there is too little (D2), the mechanical strength of the rigid polyurethane foam obtained tends to fall. Moreover, when there are too many (D2), it exists in the tendency for the rigid polyurethane foam obtained to become weak, and adhesiveness also falls easily.

(D1)の好ましい量は、ポリオール(B)100部に対して10〜20部であり、特に好ましくは、13〜18部である。また、(D2)の好ましい量は、ポリオール(B)100部に対して1〜2部であり、特に好ましくは、1.5〜1.8部である。   The preferable amount of (D1) is 10 to 20 parts, particularly preferably 13 to 18 parts, relative to 100 parts of polyol (B). Moreover, the preferable amount of (D2) is 1-2 parts with respect to 100 parts of polyol (B), and particularly preferably 1.5-1.8 parts.

本発明に用いられる整泡剤(E)としては、公知のシリコーン系界面活性剤が挙げられ、例えば東レ・ダウコーニング製のL−5340、L−5420、L−5421、L−5740、L−580、L−6900、SZ−1142、SZ−1642、SZ−1605、SZ−1649、SZ−1675、SH−190、SH−192、SH−193、SF−2945F、SF−2940F、SF−2936F、SF−2938F、SRX−294A、信越化学工業製のF−305、F−341、F−343、F−374、F−345、F−348、ゴールドシュミット製のB−8404、B−8407、B−8423、B−8465、B−8444、B−8467、B−8433、B−8466、B−8870、B−8450等が挙げられる。(E)の使用量は、ポリオールに対して、0.1〜5質量%となる量が適当である。   Examples of the foam stabilizer (E) used in the present invention include known silicone surfactants, such as L-5340, L-5420, L-5421, L-5740, L-made by Toray Dow Corning. 580, L-6900, SZ-1142, SZ-1642, SZ-1605, SZ-1649, SZ-1675, SH-190, SH-192, SH-193, SF-2945F, SF-2940F, SF-2936F, SF-2938F, SRX-294A, Shin-Etsu Chemical F-305, F-341, F-343, F-374, F-345, F-348, Goldschmitt B-8404, B-8407, B -8423, B-8465, B-8444, B-8467, B-8433, B-8466, B-8870, B-8450 and the like.The amount of (E) used is suitably 0.1 to 5% by weight based on the polyol.

本発明ではその他の添加剤を用いることができる。この添加剤としては、可塑剤、充填剤、着色剤、難燃剤、有機又は無機の充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、顔料・染料、抗菌剤・抗カビ剤等が挙げられる。本発明では、難燃剤を用いるのが好ましい。難燃剤としては、トリエチルホスフェート、トリス(β−クロロプロピル)ホスフェート等のリン酸エステル類、亜リン酸エチル、亜リン酸ジエチル等の亜リン酸エステル類のリン酸化合物等が挙げられる。   In the present invention, other additives can be used. Examples of the additives include plasticizers, fillers, colorants, flame retardants, organic or inorganic fillers, antioxidants, ultraviolet absorbers, plasticizers, pigments / dyes, antibacterial agents / antifungal agents, and the like. . In the present invention, it is preferable to use a flame retardant. Examples of the flame retardant include phosphate esters such as triethyl phosphate and tris (β-chloropropyl) phosphate, and phosphate compounds such as phosphite esters such as ethyl phosphite and diethyl phosphite.

反応の際のイソシアネート基と活性水素基の割合は、NCO/H(活性水素)=0.7〜5.0(当量比)が特に好適である。本発明を実施するには、ポリイソシアネート(A)以外のポリオール(B)、触媒(C)、発泡剤(D)、整泡剤(E)を所定量混合してポリオールプレミックスとし、このポリオールプレミックスとポリイソシアネートとを一定の比率で高速混合し、空隙または型に注入する。この際、有機ポリイソシアナートとレジン液の活性水素との当量比(NCO:H)が0.7:1から5:1となるようにポリイソシアネートとポリオールプレミックスとの液比を調節する。   The ratio of isocyanate groups and active hydrogen groups during the reaction is particularly preferably NCO / H (active hydrogen) = 0.7 to 5.0 (equivalent ratio). In order to carry out the present invention, a polyol pre-mix is prepared by mixing predetermined amounts of polyol (B) other than polyisocyanate (A), catalyst (C), foaming agent (D), and foam stabilizer (E). The premix and the polyisocyanate are mixed at a high speed at a constant ratio and injected into the gap or mold. At this time, the liquid ratio of the polyisocyanate and the polyol premix is adjusted so that the equivalent ratio (NCO: H) of the organic polyisocyanate and the active hydrogen of the resin liquid is 0.7: 1 to 5: 1.

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中において、「%」は「質量%」を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited to these. In Examples and Comparative Examples, “%” indicates “mass%”.

ポリオールプレミックスの調製
配合例1〜4
表1に示す配合でポリオールプレミックスOH−1〜4を調製した。
Preparation examples 1-4 of polyol premix
Polyol premixes OH-1 to -4 were prepared with the formulation shown in Table 1.

Figure 2009084411
Figure 2009084411

表1において
ポリオール−1:
シュークロースを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られたポリエーテルポリオールを主成分としたポリエーテルポリオール
公称水酸基価=390mgKOH/g
ポリオール−2:
ソルビトールを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られたポリエーテルポリオールを主成分としたポリエーテルポリオール
公称水酸基価=460mgKOH/g
ポリオール−3:
エチレンジアミンを主たる開始剤としたポリエーテルポリオール
公称水酸基価=640mgKOH/g
CAT−1 :
アミン系触媒、商品名「POLYCAT−8(サンアプロ製)」
CAT−2 :
アミン系触媒、商品名「TOYOCAT−F40(東ソー製)」
CAT−3 :
アミン系触媒、商品名「TOYOCAT−ET(東ソー製)」
SUR−1:
シリコン系整泡剤、商品名「B−8423(ゴールドシュミット製)」
SUR−2:
シリコン系整泡剤、商品名「L−6900(東レ・ダウコーニング製)」
BLO−1:
シクロペンタン
BLO−2:

貯蔵安定性:ポリオールプレミックスを25℃にて1ヶ月保管し、液の外観を評価
評価について
○(優)→×→××(不良)
In Table 1, polyol-1:
Polyether polyol nominal hydroxyl value = 390 mgKOH / g based on polyether polyol obtained by addition of propylene oxide with sucrose as the main initiator
Polyol-2:
Polyether polyol nominal hydroxyl value = 460 mgKOH / g based on polyether polyol obtained by addition of propylene oxide with sorbitol as the main initiator
Polyol-3:
Polyether polyol nominal hydroxyl value = 640 mgKOH / g with ethylenediamine as the main initiator
CAT-1:
Amine-based catalyst, trade name "POLYCAT-8 (manufactured by San Apro)"
CAT-2:
Amine-based catalyst, trade name “TOYOCAT-F40 (manufactured by Tosoh)”
CAT-3:
Amine-based catalyst, trade name “TOYOCAT-ET (manufactured by Tosoh)”
SUR-1:
Silicone foam stabilizer, trade name "B-8423 (Gold Schmidt)"
SUR-2:
Silicone foam stabilizer, trade name "L-6900 (manufactured by Dow Corning Toray)"
BLO-1:
Cyclopentane BLO-2:
Water storage stability: Store the polyol premix at 25 ° C for 1 month, and evaluate the appearance of the liquid. ○ (excellent) → × →

表1より、ポリオールプレミックスOH−1〜3は、シクロペンタンとの相溶性が良好であった。ポリオール−3を用いていないOH−4は貯蔵安定性が不良となった。   From Table 1, the polyol premixes OH-1 to 3 had good compatibility with cyclopentane. OH-4 which did not use polyol-3 had poor storage stability.

硬質ポリウレタンフォームの製造・評価
実施例1、比較例1〜4
ポリイソシアネートにMR−200(後述)を用いて、硬質ポリウレタンフォームを製造した。イソシアネートインデックスは115で配合し、ポリオールを20℃±1℃、イソシアネートを20℃±1℃に調整した後、2.0リットルのポリエチレン製ビーカーに秤量し、回転数5000rpmで攪拌ミキサーにより2〜5秒間攪拌混合し、あらかじめ45℃に保温したアルミ製容器の内側にポリエチレン製の袋をセットした中でモールド発泡を行い、得られたフォームについて各性能を測定した。結果を表2に示す。
Production and Evaluation of Rigid Polyurethane Foam Example 1, Comparative Examples 1-4
A rigid polyurethane foam was produced using MR-200 (described later) as a polyisocyanate. The isocyanate index was blended at 115, the polyol was adjusted to 20 ° C. ± 1 ° C., and the isocyanate was adjusted to 20 ° C. ± 1 ° C., then weighed into a 2.0 liter polyethylene beaker and 2-5 with a stirring mixer at a rotational speed of 5000 rpm. The mixture was stirred and mixed for 2 seconds, mold foaming was performed while a polyethylene bag was set inside an aluminum container that had been kept at 45 ° C., and each performance of the obtained foam was measured. The results are shown in Table 2.

Figure 2009084411
Figure 2009084411

実施例1、比較例1〜4、表2において
MR−200:ミリオネートMR−200(商品名)
ポリメリックMDI
日本ポリウレタン工業製
イソシアネート含量=31.1%
※ミリオーネートは登録商標
In Example 1, Comparative Examples 1 to 4 and Table 2, MR-200: Millionate MR-200 (trade name)
Polymeric MDI
Made by Nippon Polyurethane Industry
Isocyanate content = 31.1%
* Millionate is a registered trademark

硬質ポリウレタンフォーム測定項目の評価方法は以下の通り。
熱伝導率
JIS A1412、平板熱流計法により測定
測定装置:HC−074−200(オートΛ)英弘精機製
ホットプレート/コールドプレート=37.7℃/10.0℃にて測定
キュア性
あらかじめ45℃に加温した80mm×100mm×70mmの横型モールドにイソシアネート/ポリオール混合液をパック率180%で流し込み、4分後型からフォームを取り出す。
表面性
あらかじめモールドの下面に鉄板をセットし、45℃に加温した80mm×100mm×70mmの横型モールドにイソシアネート/ポリオール混合液をパック率180%で流し込み、5分後型からフォームを取り出す。その後鉄板の貼り付いていない面について、表面のデコボコ感を目視にて評価した。
接着性
あらかじめモールドの内面にポリエチレンシートをセットし、45℃に加温した250mm×250mm×50mmのたて型モールドにイソシアネート/ポリオール混合液をパック率120%で流し込み、5分後型からフォームを取り出す。その後フォームと面材間の接着性を評価した。
評価について
○(優)→×→××(不良)
Evaluation methods for rigid polyurethane foam measurement items are as follows.
Thermal conductivity Measured by JIS A1412, flat plate heat flow meter method Measuring device: HC-074-200 (Auto Λ) manufactured by Eihiro Seiki Hot plate / cold plate = 37.7 ° C / 10.0 ° C The isocyanate / polyol mixture is poured into a horizontal mold of 80 mm × 100 mm × 70 mm heated at a pack rate of 180%, and the foam is taken out from the mold after 4 minutes.
Surface property An iron plate is set on the lower surface of the mold in advance, and an isocyanate / polyol mixed solution is poured into a horizontal mold of 80 mm × 100 mm × 70 mm heated to 45 ° C. at a packing rate of 180%, and the foam is taken out from the mold after 5 minutes. Thereafter, the surface of the surface on which the iron plate was not attached was visually evaluated for the unevenness of the surface.
Adhesiveness A polyethylene sheet is set on the inner surface of the mold in advance, and an isocyanate / polyol mixture is poured into a 250 mm × 250 mm × 50 mm vertical mold heated to 45 ° C. at a pack rate of 120%. Take out. Thereafter, the adhesion between the foam and the face material was evaluated.
About evaluation ○ (excellent) → × → × × (defect)

表2より、実施例は良好な結果を示したが、ポリオール−1がないOH−2を用いたフォーム(比較例1)は、表面性、接着性が悪く、ポリオール−2がないOH−3を用いたフォーム(比較例2)は、キュア性が悪いものであった。またポリオール−3がないOH−4を用いたフォーム(比較例3)は、フォームの性能は十分であったが、ポリオールの貯蔵安定性が悪いものであった。
From Table 2, the examples showed good results, but the foam using OH-2 without polyol-1 (Comparative Example 1) had poor surface properties and adhesion, and OH-3 without polyol-2. The foam using Comparative Example 2 (Comparative Example 2) had poor cure properties. Further, the foam using OH-4 without Polyol-3 (Comparative Example 3) had sufficient foam performance, but the storage stability of the polyol was poor.

Claims (3)

ポリイソシアネート(A)とポリオール(B)とを、触媒(C)、発泡剤(D)、整泡剤(E)の存在下で反応・発泡させる硬質ポリウレタンフォームの製造方法において、
ポリオール(B)が、以下のポリオール(B1)〜(B3)を含有するものであり、
発泡剤(D)がシクロペンタン(D1)及び水(D2)を併用すること、
を特徴とする硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
ポリオール(B1):
水酸基価が250〜500mgKOH/gであって、シュークロースを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られるポリエーテルポリオール。
ポリオール(B2):
水酸基価が400〜500mgKOH/gであって、ソルビトールを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られるポリエーテルポリオール。
ポリオール(B3):
水酸基価が600〜700mgKOH/gであって、エチレンジアミンを主たる開始剤としてプロピレンオキサイドの付加により得られるポリエーテルポリオール。
In the method for producing a rigid polyurethane foam in which polyisocyanate (A) and polyol (B) are reacted and foamed in the presence of a catalyst (C), a foaming agent (D), and a foam stabilizer (E),
The polyol (B) contains the following polyols (B1) to (B3),
The blowing agent (D) uses cyclopentane (D1) and water (D2) in combination;
A process for producing a rigid polyurethane foam characterized by
Polyol (B1):
A polyether polyol having a hydroxyl value of 250 to 500 mgKOH / g and obtained by addition of propylene oxide using sucrose as a main initiator.
Polyol (B2):
A polyether polyol having a hydroxyl value of 400 to 500 mgKOH / g and obtained by addition of propylene oxide using sorbitol as a main initiator.
Polyol (B3):
A polyether polyol having a hydroxyl value of 600 to 700 mgKOH / g and obtained by addition of propylene oxide using ethylenediamine as a main initiator.
(B1)〜(B3)の質量配合比が、(B1):(B2):(B3)=55〜75:15〜25:10〜20であることを特徴とする、請求項1記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。   The hard blend according to claim 1, wherein a mass blending ratio of (B1) to (B3) is (B1) :( B2) :( B3) = 55 to 75:15 to 25:10 to 20. A method for producing polyurethane foam. (D1)と(D2)の質量配合比が、(D1)/(D2)=85/15〜95/5であることを特徴とする、請求項1又は2記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
The mass blending ratio of (D1) and (D2) is (D1) / (D2) = 85/15 to 95/5, The manufacturing method of the rigid polyurethane foam of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
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