JP2011184643A - Polyester polyol, and method for manufacturing rigid polyurethane foam - Google Patents

Polyester polyol, and method for manufacturing rigid polyurethane foam Download PDF

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Kazuhiro Maruyama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyester polyol that contains a lignin-based substance in a dissolution state; and a method for manufacturing a polyurethane, especially a rigid polyurethane foam that is excellent in the mechanical strengths and flame retardancy by using it. <P>SOLUTION: The polyester polyol composition containing 1-60 wt.% of a lignin-based substance is characterized in that this polyester polyol is a product obtained by the esterifying reaction of a carboxylic acid component containing an aromatic carboxylic acid with an alcohol component containing a polyethylene glycol of a molecular weight or number-average molecular weight of 100-600; and there is provided the rigid urethane foam using this. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はリグニン系物質を含有するポリエステルポリオール組成物及び該組成物を用いる難燃性に優れた硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a polyester polyol composition containing a lignin-based substance and a method for producing a rigid polyurethane foam having excellent flame retardancy using the composition.

近年、石油に代表される天然資源の枯渇等の資源問題、あるいは石化製品の大量消費による二酸化炭素排出量の増大等の環境問題が注目を集めており、石化原料の代替として、再生可能な植物資源から得られるいわゆるカーボンニュートラルな原料としてバイオマスを利用する研究開発が進められている。特に、天然の植物中に存在するリグニンは芳香環を有する化合物であるため、フェノール類等の原料として大いに期待されている。   In recent years, resource problems such as the depletion of natural resources such as petroleum, and environmental problems such as an increase in carbon dioxide emissions due to mass consumption of petrochemical products have attracted attention. Research and development using biomass as a so-called carbon-neutral raw material obtained from resources is underway. In particular, since lignin present in natural plants is a compound having an aromatic ring, it is highly expected as a raw material for phenols and the like.

リグニンは不定形のポリフェノールであるため、特定の化合物への反応や単離が難しく、これらを原料とした工業製品は非常に少ないものの、リグニンのプラスチック材料としての利用方法について様々な検討がなされてきた。例えば、クラフトリグニンをPEG(ポリエチレングリコール)に溶解し、ポリイソシアネートと反応させてポリウレタンを製造する方法等が挙げられる。(非特許文献1)   Since lignin is an amorphous polyphenol, it is difficult to react and isolate specific compounds, and although there are very few industrial products using these as raw materials, various studies have been made on how to use lignin as a plastic material. It was. For example, a method in which kraft lignin is dissolved in PEG (polyethylene glycol) and reacted with polyisocyanate to produce polyurethane is exemplified. (Non-Patent Document 1)

一方、硬質ポリウレタンフォームは優れた断熱特性、難燃性を有することから、冷蔵室、冷蔵庫、冷凍室、冷凍庫、一般建造物の断熱材、断熱パネルなどに広く使用されている。硬質ポリウレタンフォームは一般にポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオール及び/又はポリエステルポリオール、発泡剤、さらに必要に応じて触媒や界面活性剤などを混合した混合液(プレミックス液)を用意し、それらを混合して、短時間で発泡、硬化させる方法で製造される。   On the other hand, since rigid polyurethane foam has excellent heat insulating properties and flame retardancy, it is widely used in refrigerator rooms, refrigerators, freezer rooms, freezers, heat insulating materials for general buildings, heat insulating panels, and the like. Rigid polyurethane foam is generally prepared by mixing a polyisocyanate, a polyether polyol and / or polyester polyol, a foaming agent, and, if necessary, a catalyst or surfactant (premix solution) and mixing them. And produced by a method of foaming and curing in a short time.

このような硬質ポリウレタンフォームにリグニン系物質を適用することで、その難燃性をさらに高めることが提案されており、例えば、リグニンスルホン酸塩をポリオールに溶解させた後にポリイソシアネートと反応させて硬質ポリウレタンフォームを製造する方法が知られている。(特許文献1〜2)また、同様にリグニン系物質をポリオールに溶解させた後にポリイソシアネートと反応させて硬質ポリウレタンフォームを製造する方法も提案されている。(特許文献3)   It has been proposed to further improve the flame retardancy by applying a lignin-based material to such a rigid polyurethane foam. For example, a lignin sulfonate is dissolved in a polyol and then reacted with a polyisocyanate to produce a hard material. Methods for producing polyurethane foam are known. (Patent Documents 1 and 2) Similarly, a method of producing a rigid polyurethane foam by dissolving a lignin-based substance in a polyol and then reacting with a polyisocyanate has been proposed. (Patent Document 3)

ポリオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の低分子量ポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトン、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、アクリルポリオール等が例示されている。   Polyols include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane, glycerin, triethanolamine, pentaerythritol, sorbitol and other low molecular weight polyols, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, polyether Examples include polyol, polycaprolactone, polyester polyol, polycarbonate polyol, acrylic polyol and the like.

しかしながら、これまでに公表された文献や特許実施例において、リグニン系物質とともに用いられるポリオールとしてはジエチレングリコールやポリエチレングリコール、グリセリン、ポリエーテルポリオールばかりであり、例えばジエチレングリコールやグリセリンのような短鎖ポリオールでは得られるポリウレタンが硬く脆いものとなりやすく、ポリエチレングリコールやポリエーテルポリオールを用いた場合でも、得られるポリウレタンの機械強度や難燃性の面からは不十分であった。   However, in the literature and patent examples published so far, the only polyols used with lignin-based substances are diethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, and polyether polyols. For example, short-chain polyols such as diethylene glycol and glycerin can not be used. The resulting polyurethane tends to be hard and brittle, and even when polyethylene glycol or polyether polyol is used, the resulting polyurethane is insufficient in terms of mechanical strength and flame retardancy.

一方、例示はあるものの、リグニン系物質を実際にポリステルポリオールに溶解させて用いた例や、さらにはリグニン系物質をポリウレタン製造に適用するに際して、最適なポリエステルポリオールの組成やリグニン系物質の混合比率を検討した例は報告されていない。その理由としては、例えばアジピン酸と1,4−ブタンジオールから得られる汎用のポリステルポリオールにリグニン系物質が溶け難いことが考えられる。   On the other hand, although there is an example, an example in which a lignin-based material is actually dissolved in a polyester polyol, and furthermore, when applying a lignin-based material to polyurethane production, an optimal polyester polyol composition and lignin-based material mixing ratio No examples have been reported. The reason is considered that the lignin-based substance is difficult to dissolve in a general-purpose polyester polyol obtained from, for example, adipic acid and 1,4-butanediol.

一般に多価カルボン酸と多価アルコールとのエステル化反応で得られるポリエステルポリオールは、塗料、接着剤、シーラント、エラストマー等に代表されるポリウレタンや、硬質又は軟質ポリウレタンフォームを製造する際のポリオール成分として用いられ、他のポリエーテルポリオールやアルキレングリコールに比べ、例えばポリウレタンフォームとなった際の機械強度や難燃性等に優れることから、特に硬質ポリウレタンフォームの製造において好適に使用されている。   Generally, polyester polyols obtained by esterification reaction of polyhydric carboxylic acid and polyhydric alcohol are used as polyol components in producing polyurethanes represented by paints, adhesives, sealants, elastomers, and hard or flexible polyurethane foams. Compared to other polyether polyols and alkylene glycols, it is excellent in mechanical strength and flame retardancy when it becomes, for example, a polyurethane foam, and thus is particularly suitably used in the production of rigid polyurethane foam.

こういったポリエステルポリオールにリグニン系物質を含有させてポリウレタン製造に用いることができれば、機械強度や難燃性の向上、さらには先に述べた資源、環境問題への対応として大変有意義である。
If such a polyester polyol can be used for polyurethane production by containing a lignin-based substance, it will be very significant as an improvement in mechanical strength and flame retardancy, as well as in dealing with the above-mentioned resources and environmental problems.

特公昭50−9814公報Japanese Patent Publication No. 50-9814 特開昭51−86597公報JP-A 51-86597 特開2006−326943号公報JP 2006-326943 A

紙パ技術協会誌 第44巻 第8号 849〜855頁(1990年)Journal of Japan Paper Technology Vol. 44, No. 8, pp. 849-855 (1990)

従って本発明の目的は、リグニン系物質を含有するポリエステルポリオール組成物を提供することであり、さらには、それを用いることで機械強度や難燃性に優れたポリウレタン、特に硬質ポリウレタンフォームの製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyester polyol composition containing a lignin-based substance, and further to use it to produce a polyurethane excellent in mechanical strength and flame retardancy, particularly a rigid polyurethane foam. Is to provide.

本発明者が上記の目的を達成すべく鋭意検討した結果、ポリエステルポリオールのカルボン酸成分とアルコール成分を特定組成とし、さらにリグニン系物質を含有させることによりポリウレタン製造に好適なポリエステルポリオール組成物が得られ、さらに硬質ポリウレタンフォームを製造する際のポリオール成分の一部として該組成物を用いることにより、上記の目的を容易に達成し得るとの知見を得て、本発明の完成に至った。   As a result of intensive studies by the present inventors to achieve the above object, a polyester polyol composition suitable for polyurethane production can be obtained by setting the carboxylic acid component and the alcohol component of the polyester polyol to a specific composition and further containing a lignin-based substance. Furthermore, the present invention was completed by obtaining the knowledge that the above-mentioned object can be easily achieved by using the composition as a part of the polyol component in producing the rigid polyurethane foam.

また、特定のカルボン酸成分とアルコール成分とのエステル化反応によってポリエステルポリオールを製造する際にリグニン系物質を共存させることにより、均一でリグニン系物質の含有量の高いポリエステルポリオール組成物が得られ、さらに硬質ポリウレタンフォームを製造する際のポリオール成分の一部として用いることにより、同じく上記の目的を容易に達成し得るとの知見を得て、本発明の完成に至った。   In addition, when a polyester polyol is produced by the esterification reaction between a specific carboxylic acid component and an alcohol component, a polyester polyol composition having a uniform and high content of the lignin material can be obtained by coexisting the lignin material. Furthermore, by using it as a part of the polyol component when producing a rigid polyurethane foam, the inventors have obtained the knowledge that the above-mentioned object can be easily achieved, and completed the present invention.

すなわち本発明の骨子は、以下のとおりである。
(1) リグニン系物質を1〜60重量%含有するポリエステルポリオール組成物であって、該ポリエステルポリオールが、芳香族カルボン酸を含むカルボン酸成分と、分子量又は数平均分子量が100〜600のポリエチレングリコールを含むアルコール成分とのエステル化反応で得られるものであることを特徴とするポリエステルポリオール組成物。
(2)芳香族カルボン酸が、フタル酸、テレフタル酸及びイソフタル酸からなる群から選ばれた少なくとも1種又は2種以上であり、その使用量が全カルボン酸成分中の20モル%以上である上記(1)に記載のポリエステルポリオール組成物。
(3) カルボン酸成分として、さらにコハク酸及び/又はアジピン酸を全カルボン酸成分中の80〜20モル%用いる上記(1)又は(2)に記載のポリエステルポリオール組成物。
(4) 組成物全体としての水酸基価が30〜500mgKOH/gであり、且つ、25℃での粘度が30000mPa・s以下である上記(1)〜(3)の何れかに記載のポリエステルポリオール組成物。
(5) リグニン系物質が、クラフトリグニン、酸加水分解リグニン、加溶媒分解リグニン、アルカリリグニン及びリグニンスルホン酸からなる群から選ばれた少なくとも1種又は2種以上のものである上記(1)〜(4)の何れかに記載のポリエステルポリオール組成物。
(6) エステル化反応をリグニン系物質の存在下に行なう上記(1)〜(5)の何れかに記載のポリエステルポリオール組成物。
(7) 少なくともポリオール、発泡剤、触媒、界面活性剤及びポリイソシアネートを使用する硬質ポリウレタンフォームの製造方法において、ポリオールとして(1)〜(6)の何れかに記載のポリエステルポリオール組成物を全ポリオールの20重量%以上用いる硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
(8) 発泡剤として水を用いる上記(7)に記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
(9) イソシアネートインデックスが50〜500である上記(7)又は(8)に記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A polyester polyol composition containing 1 to 60% by weight of a lignin-based substance, wherein the polyester polyol includes a carboxylic acid component containing an aromatic carboxylic acid, and a polyethylene glycol having a molecular weight or number average molecular weight of 100 to 600 A polyester polyol composition obtained by an esterification reaction with an alcohol component containing
(2) The aromatic carboxylic acid is at least one or two or more selected from the group consisting of phthalic acid, terephthalic acid and isophthalic acid, and the amount used is 20 mol% or more in the total carboxylic acid component. The polyester polyol composition according to (1) above.
(3) The polyester polyol composition as described in (1) or (2) above, wherein succinic acid and / or adipic acid is further used as the carboxylic acid component in an amount of 80 to 20 mol% in the total carboxylic acid component.
(4) The polyester polyol composition according to any one of the above (1) to (3), which has a hydroxyl value of 30 to 500 mgKOH / g as a whole composition and a viscosity at 25 ° C. of 30000 mPa · s or less. object.
(5) The above (1) to (1), wherein the lignin-based substance is at least one selected from the group consisting of kraft lignin, acid hydrolyzed lignin, solvolytic lignin, alkaline lignin and lignin sulfonic acid. The polyester polyol composition according to any one of (4).
(6) The polyester polyol composition according to any one of (1) to (5), wherein the esterification reaction is performed in the presence of a lignin-based substance.
(7) In the method for producing a rigid polyurethane foam using at least a polyol, a foaming agent, a catalyst, a surfactant and a polyisocyanate, the polyester polyol composition according to any one of (1) to (6) is used as the polyol. The manufacturing method of the rigid polyurethane foam used 20weight% or more of.
(8) The manufacturing method of the rigid polyurethane foam as described in said (7) using water as a foaming agent.
(9) The manufacturing method of the rigid polyurethane foam as described in said (7) or (8) whose isocyanate index is 50-500.

本発明によれば、前記の課題を解決することができる。   According to the present invention, the above-mentioned problems can be solved.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

天然の植物中に存在するリグニンは、セルロース・ヘミセルロース(多糖類)と密接に関わった状態で存在しているので、リグニンを利用する場合はその単離操作が必要である。リグニンの単離法として、有機溶媒(例えばジオキサン−水)で抽出する方法、アルカリ性水溶液で溶解させる方法(蒸解)、酸を用いて多糖類を加水分解して残渣を得る方法、爆砕法、酵素処理法等が挙げられる。これらの方法で単離されたリグニン由来の物質を本明細書中ではリグニン系物質と称する。   Since lignin present in natural plants is present in a state closely related to cellulose and hemicellulose (polysaccharide), when lignin is used, its isolation operation is necessary. Lignin isolation methods include extraction with an organic solvent (eg dioxane-water), dissolution with an alkaline aqueous solution (digestion), hydrolysis of polysaccharides with acid to obtain a residue, explosion method, enzyme A processing method etc. are mentioned. The lignin-derived substance isolated by these methods is referred to herein as a lignin-based substance.

本発明においては上記のいずれかの方法やその他の方法で得られたリグニン系物質を使用することができ、2種類以上の混合物であっても良い。また、リグニン系物質の基となる植物原料は、木材や草木の種類を問わず、異なる種別のものの混合物であっても問題ない。ポリエステルポリオールへの溶解性を考慮すれば、クラフトパルプ工場で生成した黒液中のリグニン系物質(クラフトリグニン)、ソーダパルプ工場で生成した黒液中のリグニン系物質(アルカリリグニン)、サルファイトパルプ工場で生成した黒液中のリグニン系物質(リグニンスルホン酸塩)、植物材料の酸処理によって生成したリグニン系物質(酸加水分解リグニン)を用いることが好ましい。これらリグニン系物質を単離する方法として、例えばクラフトリグニンであれば、黒液を炭酸ガスや塩酸等で中和し、遠心分離や濾過等により得ることができる。尚、前述のように天然の植物中に存在するリグニンは、セルロース・ヘミセルロース(多糖類)と密接に関わった状態で存在していることから、その分離が非常に難しい場合もあるため、セルロース・ヘミセルロース等が一部混ざった状態で使用しても構わない。   In the present invention, the lignin-based substance obtained by any of the above methods or other methods can be used, and a mixture of two or more types may be used. Moreover, the plant raw material used as the base of a lignin-type substance does not have a problem even if it is a mixture of a thing of a different kind irrespective of the kind of wood or vegetation. Considering the solubility in polyester polyol, lignin-based substances in black liquor produced at kraft pulp mill (kraft lignin), lignin-based substances in black liquor produced at soda pulp mill (alkali lignin), sulfite pulp It is preferable to use a lignin-based substance (lignin sulfonate) in black liquor produced in a factory and a lignin-based substance (acid-hydrolyzed lignin) produced by acid treatment of plant materials. As a method for isolating these lignin substances, for example, kraft lignin can be obtained by neutralizing the black liquor with carbon dioxide gas, hydrochloric acid or the like, and centrifuging or filtering. As mentioned above, since lignin present in natural plants exists in a state closely related to cellulose and hemicellulose (polysaccharide), separation thereof may be very difficult. You may use it in the state which hemicellulose etc. mixed partially.

本発明のポリエステルポリオール組成物において、上記リグニン系物質をポリエステルポリオールと混合してポリエステルポリオール組成物としても良いし、カルボン酸成分とアルコール成分のエステル化反応によってポリエステルポリオールを製造する際にリグニン系物質を共存させてポリエステルポリオール組成物としても良い。リグニン系物質をポリエステルポリオールに混合する場合、必要に応じて60〜120℃程度に加温することで溶解が促進される。この際、条件によってはリグニン系物質の一部が反応してポリエステルポリオール分子に取り込まれる場合がある。ポリエステルポリオールの製造時にリグニン系物質を共存させる場合も同様にリグニン系物質が反応し、ポリエステルポリオール分子に取り込まれる場合がある。リグニン系物質がポリエステルポリオールに溶解し易い、すなわちポリエステルポリオール組成物がより均一になり易いため、リグニン系物質は他の原料と共にポリエステルポリオールの製造時に加えておくことが好ましい。   In the polyester polyol composition of the present invention, the lignin-based material may be mixed with the polyester polyol to form a polyester polyol composition, or the lignin-based material may be produced when the polyester polyol is produced by an esterification reaction of a carboxylic acid component and an alcohol component. May be used as a polyester polyol composition. When mixing a lignin-type substance with a polyester polyol, melt | dissolution is accelerated | stimulated by heating to about 60-120 degreeC as needed. At this time, depending on the conditions, a part of the lignin-based substance may react and be taken into the polyester polyol molecule. Similarly, when a lignin-based substance is allowed to coexist at the time of production of the polyester polyol, the lignin-based substance may react and be taken into the polyester polyol molecule. Since the lignin-based material is easily dissolved in the polyester polyol, that is, the polyester polyol composition is likely to be more uniform, the lignin-based material is preferably added together with other raw materials during the production of the polyester polyol.

これらリグニン系物質のポリエステルポリオール組成物における含有量は、リグニン系物質を含む組成物全体の重量に対して1〜60重量%であり、好ましくは3〜55重量%、さらに好ましくは5〜50重量%である。含有量が1%未満の場合、難燃性や機械強度の向上する効果が得られず、また資源問題、環境問題に対する対応としては不十分となる。一方、含有量が60重量%を越えると、溶解度の限界を超えて不均一となったり、ポリエステルポリオールの粘度が著しく上昇して好ましくない。ポリエステルポリオールに別途混合させることで溶解させる場合、30重量%程度を超えると溶解し難くなるが、ポリエステルポリオールの製造時にカルボン酸成分、アルコール成分と共にリグニン系物質を共存させた場合は60重量%程度までは混合させることができる。即ち、多くのリグニン系物質を含有させたい場合、リグニン系物質の共存下で、カルボン酸成分とアルコール成分をエステル化反応させてポリエステルポリオールを得ることが望ましい。 エステル化反応の際にリグニン系物質を共存させた場合に、リグニン系物質の含有量を高めることができることから、その構造については不明であるが、エステル化反応において、リグニン系物質の一部が反応してポリエステルポリオール分子に取り込まれていることが推測される。   The content of these lignin-based substances in the polyester polyol composition is 1 to 60% by weight, preferably 3 to 55% by weight, more preferably 5 to 50% by weight based on the total weight of the composition containing the lignin-based substance. %. When the content is less than 1%, the effect of improving the flame retardancy and mechanical strength cannot be obtained, and it is insufficient as a countermeasure for resource problems and environmental problems. On the other hand, if the content exceeds 60% by weight, the solubility limit is exceeded and non-uniformity occurs, or the viscosity of the polyester polyol is remarkably increased. When it is dissolved by separately mixing with polyester polyol, it becomes difficult to dissolve when it exceeds about 30% by weight, but about 60% by weight when a lignin-based substance is coexisted with a carboxylic acid component and an alcohol component during the production of polyester polyol. Can be mixed. That is, when it is desired to contain a large amount of lignin-based material, it is desirable to obtain a polyester polyol by esterifying the carboxylic acid component and the alcohol component in the presence of the lignin-based material. When the lignin-based substance is allowed to coexist during the esterification reaction, the content of the lignin-based substance can be increased, so the structure is unknown, but in the esterification reaction, a part of the lignin-based substance is It is presumed that the polyester polyol molecules are reacted and incorporated.

本発明のポリエステルポリオール組成物は、リグニン系物質を溶解した均一溶液であることが望ましいが、用いるリグニン系物質の種類やその量によっては、その一部が溶け残ったり、不均一となる場合がある。その場合、ポリエステルポリオール組成物を濾過してから用いることが望ましいが、ウレタン化の際に悪影響がないようであれば、そのまま使用することも可能である。   The polyester polyol composition of the present invention is preferably a homogeneous solution in which a lignin-based material is dissolved, but depending on the type and amount of the lignin-based material used, a part of the polyester polyol composition may remain undissolved or non-uniform. is there. In that case, it is desirable to use the polyester polyol composition after filtering, but it is possible to use it as it is if it does not have an adverse effect upon urethanization.

本発明のポリエステルポリオールを構成するカルボン酸成分としては、芳香族カルボン酸を用いる。芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸のような炭素数7〜10の芳香族モノカルボン酸、イソフタル酸、トリメリット酸のような炭素数8〜12の芳香族多価カルボン酸やそれらの置換化合物が挙げられ、少なくともこれらの1種又は2種以上を混合して用いることができる。硬質ポリウレタンフォームの用途においては一般に高い難燃性や機械強度が求められることから、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸から選ばれる少なくとも1種又は2種以上を全カルボン酸成分の20モル%以上、好ましくは25モル%以上、30モル%以上用いることがさらに好ましく、全量を芳香族カルボン酸としても良い。   As the carboxylic acid component constituting the polyester polyol of the present invention, an aromatic carboxylic acid is used. Examples of the aromatic carboxylic acid include aromatic monocarboxylic acids having 7 to 10 carbon atoms such as benzoic acid, aromatic polycarboxylic acids having 8 to 12 carbon atoms such as isophthalic acid and trimellitic acid, and the like. Examples thereof include substituted compounds, and at least one of them can be used in combination. Since high flame retardancy and mechanical strength are generally required in the use of rigid polyurethane foam, at least one or two or more selected from phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid are 20 mol% or more of the total carboxylic acid component, It is more preferable to use 25 mol% or more and 30 mol% or more, and the total amount may be aromatic carboxylic acid.

しかしながら、ポリエステルポリオールの粘度を下げたり、硬質ポリウレタンフォームの脆性や接着性を改善する観点から、これら芳香族カルボン酸に加えてさらに脂肪族カルボン酸から選ばれた少なくとも1種又は2種以上を併用することが望ましい。例えば、酢酸や2−エチルヘキサン酸のような炭素数1〜18の脂肪族モノカルボン酸、コハク酸やアジピン酸、マレイン酸、リンゴ酸のような炭素数2〜12の脂肪族多価カルボン酸やそれらの置換化合物を挙げることができ、これらのうち、コハク酸及び/又はアジピン酸を併用することが好ましく、その使用量は全カルボン酸の20〜80モル%、好ましくは25〜75モル%、さらに好ましくは30〜70モル%である。   However, from the viewpoint of reducing the viscosity of the polyester polyol and improving the brittleness and adhesion of the rigid polyurethane foam, in addition to these aromatic carboxylic acids, at least one or more selected from aliphatic carboxylic acids are used in combination. It is desirable to do. For example, C1-C18 aliphatic monocarboxylic acids such as acetic acid and 2-ethylhexanoic acid, C2-C12 aliphatic polyvalent carboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, maleic acid and malic acid Among them, it is preferable to use succinic acid and / or adipic acid in combination, and the amount used is 20 to 80 mol%, preferably 25 to 75 mol% of the total carboxylic acid. More preferably, it is 30-70 mol%.

尚、前記の各カルボン酸成分は、それぞれ、無水フタル酸のような酸無水物や、テレフタル酸ジメチルのようなメチルエステル等の誘導体を使用しても構わない。酸無水物やエステル化物を使用する場合の使用量は、それぞれ、元のカルボン酸に換算したモル%で計算するものとする。   Each carboxylic acid component may be an acid anhydride such as phthalic anhydride or a derivative such as methyl ester such as dimethyl terephthalate. The amount used in the case of using an acid anhydride or esterified product shall be calculated in terms of mol% converted to the original carboxylic acid.

ポリエステルポリオールを構成するアルコール成分としては、分子量又は数平均分子量が100〜600のポリエチレングリコールを用いる。本発明における分子量又は数平均分子量が100〜600のポリエチレングリコールとしては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の他、数平均分子量が200、400あるいは600といったポリエチレングリコールが挙げられ、これらを単独であるいは混合して用いてもよい。これらのうち、コストや得られるポリエステルポリオールの粘度、硬質ポリウレタンフォームの物性等を考慮し、トリエチレングリコール又は数平均分子量が400以下のポリエチレングリコールを用いることが望ましいが、例えばジエチレングリコールと数平均分子量400のポリエチレングリコールを混合して使用することも可能である。その他のアルコール成分として、2−エチルへキサノールやフェノールのような炭素数1〜18の脂肪族又は芳香族モノアルコールや、エチレングリコールや1,4−ブタンジオール、グリセリン、ペンタエリスリトールのような炭素数2〜10の脂肪族又は芳香族多価アルコールを併用することができるが、コストやポリエステルポリオールの粘度、硬質ポリウレタンフォームの物性等を考慮し、その使用量は全アルコール成分の20モル%以下に留めることが望ましい。なお、本発明で用いるリグニン系物質はカルボン酸基も水酸基(アルコール性/フェノール性)も持ち、エステル化反応において一部反応してポリエステルポリオール分子に取り込まれると推定されるが、その構造等を特定することはできないので、これらのアルコール成分やカルボン酸成分の使用量の算出には含めないものとする。   Polyethylene glycol having a molecular weight or a number average molecular weight of 100 to 600 is used as the alcohol component constituting the polyester polyol. Examples of the polyethylene glycol having a molecular weight or number average molecular weight of 100 to 600 in the present invention include polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200, 400, or 600 in addition to diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and the like. Or may be used in combination. Among these, it is desirable to use triethylene glycol or polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400 or less in consideration of cost, viscosity of the obtained polyester polyol, physical properties of the rigid polyurethane foam, etc. For example, diethylene glycol and number average molecular weight 400 are preferable. It is also possible to use a mixture of polyethylene glycol. Other alcohol components include C1-C18 aliphatic or aromatic monoalcohols such as 2-ethylhexanol and phenol, carbon numbers such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin and pentaerythritol. 2-10 aliphatic or aromatic polyhydric alcohols can be used together, but considering the cost, viscosity of polyester polyol, physical properties of rigid polyurethane foam, etc., the amount used is 20 mol% or less of the total alcohol components. It is desirable to keep it. The lignin-based substance used in the present invention has both a carboxylic acid group and a hydroxyl group (alcoholic / phenolic), and is presumed to partially react in the esterification reaction and be incorporated into the polyester polyol molecule. Since it cannot be specified, it is not included in the calculation of the amount of use of these alcohol components and carboxylic acid components.

ポリエステルポリオール組成物の水酸基価は、通常30〜500mgKOH/g、好ましくは40〜470mgKOH/g、さらに好ましくは50〜450mgKOH/gの範囲である。水酸基価が30mgKOH/gより小さい場合は、ポリエステルポリオールの粘度が著しく高くなったり、得られるポリウレタンの機械強度の低下を招く場合がある。一方、500mgKOH/gより大きいと未反応のアルコールが多い分子量分布となり、ポリウレタンの脆性が悪化するほか、ポリイソシアネートの使用量が増加してポリオール組成物とポリイソシアネートのいわゆる液比が適正範囲を超える場合がある。尚、本発明のポリエステルポリオール組成物はリグニン系物質を溶解状態で含むものであり、リグニンの持つ水酸基も水酸基価に含め、リグニンをポリエステルポリオールに溶解した状態で水酸基価を測定する。   The hydroxyl value of the polyester polyol composition is usually in the range of 30 to 500 mgKOH / g, preferably 40 to 470 mgKOH / g, more preferably 50 to 450 mgKOH / g. When the hydroxyl value is smaller than 30 mgKOH / g, the viscosity of the polyester polyol may be remarkably increased or the mechanical strength of the resulting polyurethane may be lowered. On the other hand, if it is larger than 500 mgKOH / g, the molecular weight distribution of unreacted alcohol is increased and the brittleness of the polyurethane is deteriorated, and the amount of polyisocyanate used is increased and the so-called liquid ratio between the polyol composition and the polyisocyanate exceeds the proper range. There is a case. The polyester polyol composition of the present invention contains a lignin-based substance in a dissolved state. The hydroxyl value of lignin is also included in the hydroxyl value, and the hydroxyl value is measured in a state where lignin is dissolved in the polyester polyol.

本発明のポリエステルポリオール組成物の25℃での粘度は、通常30000mPa・s以下で、好ましくは25000mPa・s以下、更に好ましくは20000mPa・s以下である。30000mPa・sよりも高い場合は、取り扱いに支障が生じる場合がある。粘度についても水酸基価と同様、リグニン系物質が溶解した状態で測定する。   The viscosity at 25 ° C. of the polyester polyol composition of the present invention is usually 30000 mPa · s or less, preferably 25000 mPa · s or less, more preferably 20000 mPa · s or less. When it is higher than 30000 mPa · s, the handling may be hindered. The viscosity is also measured in a state where the lignin-based substance is dissolved, like the hydroxyl value.

また、ポリエステルポリオール組成物の粘度を下げる方法として、前述したようにメタノール、エタノール、イソプロパノール、2−エチルヘキサノール等の1価のアルコールを併用することもできる。但し、これらの1価のアルコールを使用した場合は、水酸基価が上記の範囲から外れないようにすることが重要である。また、ポリエステルポリオールの合成において反応系外に留出して収率を悪化させたり、得られたポリエステルポリオール組成物を使用したポリウレタンフォームの強度や耐熱性に悪影響を及ぼしたりする場合があるので、実用上問題とならない範囲で使用することが好ましい。   Moreover, as a method for reducing the viscosity of the polyester polyol composition, monovalent alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and 2-ethylhexanol can be used in combination as described above. However, when these monohydric alcohols are used, it is important to prevent the hydroxyl value from deviating from the above range. In addition, distilling out of the reaction system in the synthesis of the polyester polyol may deteriorate the yield, or may adversely affect the strength and heat resistance of the polyurethane foam using the obtained polyester polyol composition. It is preferable to use in the range which does not become a problem.

本発明におけるポリエステルポリオールは、公知のポリエステルポリオールの製造方法に従って製造することができる。以下に一般的な製造条件を挙げる。尚、先に述べたように、リグニン系物質はポリエステルポリオール製造後に別途混合させることで溶解させても良いし、ポリエステルポリオールの製造時にカルボン酸成分、アルコール成分と共に反応系内に加えても良く、反応操作の面からは、あらかじめアルコール成分と混合・溶解させて反応系内に加えるのが好ましい。ただし、原料としてエステル化反応を行う場合、その反応条件によってはリグニン系物質に含まれる水分や硫黄等の成分、不純物等が反応中に析出してきたり、副生水とともに留出することがある。   The polyester polyol in this invention can be manufactured in accordance with the manufacturing method of a well-known polyester polyol. The general production conditions are listed below. In addition, as described above, the lignin-based substance may be dissolved by separately mixing after the production of the polyester polyol, or may be added to the reaction system together with the carboxylic acid component and the alcohol component during the production of the polyester polyol. From the viewpoint of the reaction operation, it is preferable to add it to the reaction system after mixing and dissolving with the alcohol component in advance. However, when an esterification reaction is performed as a raw material, depending on the reaction conditions, components such as moisture and sulfur, impurities, and the like contained in the lignin-based substance may be precipitated during the reaction or may be distilled together with by-product water.

本発明におけるエステル化反応においては、通常、エステル化触媒が使用される。触媒としては、一般に酸触媒が使用されることが多い。ルイス酸としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート等のオルトチタン酸エステル、ジエチル錫オキシド、ジブチル錫オキシド等の錫系化合物、酸化亜鉛などの金属化合物が使用される。また、ルイス酸の他には、パラトルエンスルホン酸などのブレンステッド酸を使用しても構わない。   In the esterification reaction in the present invention, an esterification catalyst is usually used. In general, an acid catalyst is often used as the catalyst. As the Lewis acid, for example, orthotitanate such as tetraisopropyl titanate and tetra-n-butyl titanate, tin compounds such as diethyltin oxide and dibutyltin oxide, and metal compounds such as zinc oxide are used. In addition to the Lewis acid, a Bronsted acid such as p-toluenesulfonic acid may be used.

本発明のポリエステルポリオール組成物はポリイソシアネートとのウレタン化反応によりポリウレタンとなり、同時にポリイソシアネートと水の反応やポリイソシアネート同士の反応等が起きるが、この際、ポリエステルポリオールの製造に使用した触媒が、こういった反応の反応挙動に影響を及ぼさない方が望ましい。そのため、上記のエステル化触媒の中ではオルトチタン酸エステルが好ましい。また、その使用量は、原料に使用するカルボン酸成分とアルコール成分の合計に対し、通常0.01〜1.0重量%、好ましくは0.03〜0.2重量%である。ポリウレタンの用途によっては、これらのエステル化触媒を使用しないで反応しても構わないし、反応後に失活処理を施したり、精製などで取り除いても構わない。   The polyester polyol composition of the present invention becomes polyurethane by urethanation reaction with polyisocyanate, and at the same time, reaction of polyisocyanate and water, reaction between polyisocyanates and the like occur. In this case, the catalyst used for the production of polyester polyol is It is desirable not to affect the reaction behavior of these reactions. Therefore, among the above esterification catalysts, orthotitanate is preferable. Moreover, the usage-amount is 0.01 to 1.0 weight% normally with respect to the sum total of the carboxylic acid component and alcohol component which are used for a raw material, Preferably it is 0.03 to 0.2 weight%. Depending on the use of the polyurethane, the reaction may be carried out without using these esterification catalysts, or a deactivation treatment may be performed after the reaction, or it may be removed by purification or the like.

エステル化反応の反応温度は、通常150〜250℃、好ましくは180〜230℃である。例えば、150℃で反応を開始し、反応の進行に伴って230℃まで徐々に昇温するような条件であれば、反応を制御し易い。   The reaction temperature of the esterification reaction is usually 150 to 250 ° C, preferably 180 to 230 ° C. For example, the reaction is easy to control if the reaction is started at 150 ° C. and the temperature is gradually raised to 230 ° C. as the reaction proceeds.

一方、反応圧力は常圧でも構わないが、副生する水を系外に除去して反応を速やかに完結させるため、反応の進行に伴って、徐々に減圧するとよい。ただし、反応時の減圧度が不足するとエステル化反応の完結度が低くなり、酸価の高いポリエステルポリオールが得られる。一方、反応時に過度に減圧にすると、アルコール成分が系外に留去されて収率を損なうばかりか、高分子量のポリエステルポリオールを形成し、得られたポリエステルポリオールの粘度を著しく上昇させると共に、発泡剤に対する相溶性を低下させる傾向を示す場合もある。従って、適切な到達反応圧力は、反応温度によっても異なるが、例えば、反応温度が200℃の場合は、通常1〜50kPa、好ましくは3〜30kPaであるが、目標とするポリエステルポリオールの粘度や水酸基価、使用するアルコールの種類、使用量によっては、上記の圧力範囲以外の条件で反応を行っても構わない。また、減圧する代わりに、トルエン、キシレン等の有機溶媒を少量併用して、副生する水を系外に共沸させて除去しても構わない。   On the other hand, the reaction pressure may be normal pressure, but it may be gradually reduced with the progress of the reaction in order to remove the by-product water out of the system and complete the reaction quickly. However, when the degree of vacuum during the reaction is insufficient, the degree of completion of the esterification reaction is lowered, and a polyester polyol having a high acid value can be obtained. On the other hand, when the pressure is excessively reduced during the reaction, not only the alcohol component is distilled out of the system and the yield is deteriorated, but also a high molecular weight polyester polyol is formed, the viscosity of the obtained polyester polyol is remarkably increased, and foaming is performed. There may be a tendency to lower the compatibility with the agent. Accordingly, the appropriate ultimate reaction pressure varies depending on the reaction temperature. For example, when the reaction temperature is 200 ° C., it is usually 1 to 50 kPa, preferably 3 to 30 kPa. Depending on the value, the type of alcohol used, and the amount used, the reaction may be carried out under conditions other than the above pressure range. Further, instead of reducing the pressure, a small amount of an organic solvent such as toluene or xylene may be used in combination, and water produced as a by-product may be removed azeotropically outside the system.

反応の終点は、通常、使用したカルボン酸成分の未反応カルボキシル基の量で決定する。一方、硬質ポリウレタンフォームの用途においては、酸の存在がポリイソシアネート成分とのウレタン化反応の反応性を低下させる等、好ましくない場合も多い他、ポリエステルポリオールの保存安定性にも影響を与える場合もある。従って、ポリエステルポリオールについても、未反応のカルボン酸の量(即ち酸価)は出来るだけ低い方が好ましい。酸価は、通常5mgKOH/g以下、好ましくは3mgKOH/g以下、更に好ましくは1mgKOH/g以下である。また、更に、厳しいウレタン化反応条件下では、0.5mgKOH/g以下の酸価が望まれる場合がある。尚、リグニンスルホン酸等のスルホン酸基を有するリグニン系物質を用いた場合、使用したカルボン酸の未反応カルボキシル基の定量が難しくなる場合がある。また同様に、リグニン系物質中のフェノール性水酸基や、リグニン系物質の抽出時に用いた塩酸や硫酸等の影響で、使用したカルボン酸の未反応カルボキシル基の定量が難しくなる場合がある。それらの場合、エステル化反応で副生する水の量で、反応の終点を判断することも可能である。   The end point of the reaction is usually determined by the amount of unreacted carboxyl groups of the carboxylic acid component used. On the other hand, in the use of rigid polyurethane foam, the presence of an acid often reduces the reactivity of the urethanization reaction with the polyisocyanate component and is not preferable, and may also affect the storage stability of the polyester polyol. is there. Therefore, it is preferable that the amount of unreacted carboxylic acid (that is, acid value) is as low as possible for the polyester polyol. The acid value is usually 5 mgKOH / g or less, preferably 3 mgKOH / g or less, more preferably 1 mgKOH / g or less. Furthermore, an acid value of 0.5 mgKOH / g or less may be desired under severe urethanization reaction conditions. When a lignin-based substance having a sulfonic acid group such as lignin sulfonic acid is used, it may be difficult to determine the unreacted carboxyl group of the carboxylic acid used. Similarly, it may be difficult to determine the unreacted carboxyl group of the carboxylic acid used due to the influence of phenolic hydroxyl group in the lignin-based substance, hydrochloric acid or sulfuric acid used at the time of extraction of the lignin-based substance. In those cases, the end point of the reaction can also be determined by the amount of water by-produced in the esterification reaction.

また、ポリエステルポリオールの平均官能基数や水酸基価を一定の目標値に保つには、エステル化反応中にエステル交換反応に伴って平衡状態にあるアルコール成分を極力反応系外に留出させないことが重要である。アルコール成分の留出が多すぎる場合は、ポリエステルポリオールの平均官能基数が当初の製品設計に対して異なったものになり、また、水酸基価が小さくなり、その結果、得られるポリエステルポリオールの粘度が著しく大きくなることがある。従って、エステル化反応中に系外に留出するアルコール成分の量は、全アルコール成分に対し、通常5%以下、好ましくは3%以下、更に好ましくは1%以下である。但し、目標とするポリエステルポリオールの粘度や水酸基価、使用するアルコール成分の使用量によっては、上記の範囲を超えてアルコール成分を留去しても構わない。   In addition, in order to keep the average number of functional groups and hydroxyl value of polyester polyol at a certain target value, it is important not to distill alcohol components in an equilibrium state out of the reaction system as much as possible during the ester exchange reaction during the esterification reaction. It is. If the alcohol component is distilled too much, the average number of functional groups of the polyester polyol will be different from that of the original product design, and the hydroxyl value will be reduced. As a result, the viscosity of the resulting polyester polyol will be remarkably high. May grow. Therefore, the amount of the alcohol component distilled out of the system during the esterification reaction is usually 5% or less, preferably 3% or less, more preferably 1% or less, based on the total alcohol components. However, the alcohol component may be distilled out beyond the above range depending on the viscosity and hydroxyl value of the target polyester polyol and the amount of the alcohol component used.

尚、反応開始時には、得られるポリエステルポリオールの着色を防ぐために反応容器の空間部を窒素置換し、更に、反応液中の溶存酸素も除去することが好ましい。また、反応終了の後に、適当な減圧条件下に、未反応のアルコール成分を系外に留去させて、ポリエステルポリオールの物性や性能を調節しても構わない。   At the start of the reaction, it is preferable to replace the space in the reaction vessel with nitrogen in order to prevent the resulting polyester polyol from being colored, and to remove dissolved oxygen in the reaction solution. Moreover, after completion | finish of reaction, you may adjust the physical property and performance of polyester polyol by distilling an unreacted alcohol component out of the system on suitable pressure-reduced conditions.

本発明におけるポリエステルポリオール製造の反応形式としては、通常のバッチ設備または連続設備を適用できるが、反応時間が長時間に渡ること、得られるポリエステルポリオールの粘度が原料に使用されたアルコール成分に比べてかなり高くなること等から、バッチ反応の方が好ましい。   As a reaction mode of polyester polyol production in the present invention, normal batch equipment or continuous equipment can be applied, but the reaction time is long, and the viscosity of the obtained polyester polyol is compared with the alcohol component used as a raw material. The batch reaction is preferable because it becomes considerably high.

本発明のポリエステルポリオール組成物は、特に硬質ポリウレタンフォームの製造におけるポリオールとして好適であり、得られる硬質ポリウレタンフォームの難燃性、機械強度等の物性を向上させることができるため、極めて有用である。   The polyester polyol composition of the present invention is particularly useful as a polyol in the production of rigid polyurethane foams, and is extremely useful because it can improve physical properties such as flame retardancy and mechanical strength of the obtained rigid polyurethane foams.

次に、本発明のポリエステルポリオール組成物を使用した硬質ポリウレタンフォームの製造について説明する。   Next, production of a rigid polyurethane foam using the polyester polyol composition of the present invention will be described.

硬質ポリウレタンフォームの製造の際、通常、本発明のポリエステルポリオール組成物は、必要に応じてその他のポリオール、発泡剤、触媒、界面活性剤及びその他助剤と共に組成物(プレミックス液)として使用される。そして、プレミックス液とポリイソシアネートとを短時間で混合、発泡、硬化させることにより、硬質ポリウレタンフォームが得られる。   In the production of rigid polyurethane foam, the polyester polyol composition of the present invention is usually used as a composition (premix liquid) together with other polyols, foaming agents, catalysts, surfactants and other auxiliaries as necessary. The And a rigid polyurethane foam is obtained by mixing, foaming, and hardening a premix liquid and polyisocyanate in a short time.

ポリオールとしては前述のポリエステルポリオール組成物の他に、水酸基価が通常50〜800、官能基数が通常2.0〜8.0のポリエーテルポリオールやポリエステルポリオール等を併用することができる。これらを2種類以上混合して使用しても構わない。   As the polyol, in addition to the polyester polyol composition described above, a polyether polyol or polyester polyol having a hydroxyl value of usually 50 to 800 and a functional group number of usually 2.0 to 8.0 can be used in combination. Two or more of these may be used in combination.

上記のポリエーテルポリオールとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン等の1種又は2種以上から得られるアルキレンオキシドの重合物;ショ糖、ソルビトール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、グリセリン等の3官能以上のアルコール類と上記アルキレンオキシドとの付加物;脂肪族アミン及び芳香族アミンと上記アルキレンオキシドとの付加物などが挙げられる。この他、マンニッヒ変性ポリオール、ポリマーポリオール等、公知のポリエーテルポリオールを使用することができる。   Examples of the polyether polyol include polymers of alkylene oxides obtained from one or more of ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, tetrahydrofuran, etc .; sucrose, sorbitol, erythritol, pentaerythritol, glycerin, etc. And adducts of the above trifunctional or higher alcohols with the above alkylene oxides; adducts of aliphatic amines and aromatic amines with the above alkylene oxides, and the like. In addition, known polyether polyols such as Mannich-modified polyols and polymer polyols can be used.

また、本発明のポリエステルポリオール組成物以外のポリオールとして使用されるポリエステルポリオールとしては、カルボン酸成分として、安息香酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、トリメリット酸などの芳香族または脂肪族カルボン酸の1種又は2種以上と、2−エチルヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の1〜4価のアルコールの1種又は2種以上とのエステル化反応により得られる、水酸基価が通常100〜500、官能基数が通常1.5〜3.0のポリエステルポリオールが挙げられる。   The polyester polyol used as a polyol other than the polyester polyol composition of the present invention includes, as a carboxylic acid component, benzoic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, succinic acid, adipic acid, maleic acid, trimellitic acid One or more of aromatic or aliphatic carboxylic acids such as 2-ethylhexanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, di Propylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,6-hexanediol, 3 -Mechi -1,5-pentanediol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, etc., obtained by esterification with one or more of 1 to 4 valent alcohols, the hydroxyl value is usually 100 to 500, the number of functional groups Is usually 1.5 to 3.0 polyester polyol.

また、上記の他に、ポリオールとして、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリン等のアルコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等、活性水素を1分子中に2個以上有する化合物も併用することができる。   In addition to the above, as the polyol, two active hydrogens in one molecule, such as alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol and glycerin, alkanolamines such as diethanolamine and triethanolamine, etc. The compounds having the above can also be used in combination.

硬質ポリウレタンフォーム用組成物における、本発明のリグニンを含有するポリエステルポリオール組成物の使用量は全ポリオール中の20重量%以上、好ましくは25重量%以上、さらに好ましくは30重量%であり、ポリオールの全量を本発明のポリエステルポリオール組成物としても良い。使用量が20重量%未満では硬質ポリウレタンフォームの難燃性や機械強度を向上させる効果が得られなくなる。ポリオールの全量を本発明のポリエステルポリオール組成物としない場合、残余のポリオールとして前述のポリエーテルポリオール及び/又はポリエステルポリオール等を用いる。   The amount of the polyester polyol composition containing the lignin of the present invention in the rigid polyurethane foam composition is 20% by weight or more, preferably 25% by weight or more, more preferably 30% by weight, based on the polyol. The total amount may be the polyester polyol composition of the present invention. If the amount used is less than 20% by weight, the effect of improving the flame retardancy and mechanical strength of the rigid polyurethane foam cannot be obtained. When the total amount of polyol is not the polyester polyol composition of the present invention, the aforementioned polyether polyol and / or polyester polyol are used as the remaining polyol.

発泡剤としては硬質ポリウレタンフォームの製造時に一般に用いられるものを用いることができ、オゾン破壊係数が0.8以下の発泡剤、例えば、HCFC−141b、HFC−245fa、HFC−365mfc等のHFC系発泡剤、ペンタン、シクロペンタン等のHC系発泡剤などが挙げられるほか、水や液化炭酸ガス、超臨界二酸化炭素等も使用することができる。環境への配慮から水を発泡剤として用いることが好ましく、水はポリイソシアネートと反応して炭酸ガスを発生することで発泡剤として作用する。これら発泡剤の組み合わせや使用量は、目的とする硬質ウレタンフォームの密度等の物性により適宜選択される。   As the foaming agent, those commonly used in the production of rigid polyurethane foam can be used, and foaming agents having an ozone depletion coefficient of 0.8 or less, for example, HFC-based foaming such as HCFC-141b, HFC-245fa, HFC-365mfc, etc. In addition to HC-based blowing agents such as an agent, pentane and cyclopentane, water, liquefied carbon dioxide gas, supercritical carbon dioxide and the like can also be used. In consideration of the environment, it is preferable to use water as a foaming agent, and water acts as a foaming agent by reacting with polyisocyanate to generate carbon dioxide gas. The combination and use amount of these foaming agents are appropriately selected depending on physical properties such as the density of the target rigid urethane foam.

触媒としては、通常のポリウレタンフォームの製造に使用される公知の触媒が使用できる。例えば、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルヘキシルアミン等のアミン系、ヒドロキシルアミン系、イミダゾール系、4級アンモニウム塩系触媒、また、酢酸カリウム、オクチル酸カリウムのようなカリウム系、ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸錫のような錫系、オクチル酸鉛のような鉛系等の金属系触媒等が挙げられる。これら触媒の組み合わせや使用量も同様に、所望の物性や反応速度により適宜選択される。   As a catalyst, the well-known catalyst used for manufacture of a normal polyurethane foam can be used. For example, amines such as triethylenediamine and N, N-dimethylhexylamine, hydroxylamines, imidazoles, quaternary ammonium salts, potassium compounds such as potassium acetate and potassium octylate, dibutyltin dilaurate, octyl Examples thereof include a metal catalyst such as a tin catalyst such as tin oxide and a lead catalyst such as lead octylate. Similarly, the combination and use amount of these catalysts are also appropriately selected depending on the desired physical properties and reaction rate.

界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の何れであってもよいが、ノニオン系界面活性剤が好ましく、特にシリコーン系界面活性剤が好ましい。   The surfactant may be any of nonionic, anionic and cationic, but is preferably a nonionic surfactant, and particularly preferably a silicone surfactant.

その他の助剤としては、用途に応じて様々な化合物を添加剤、助剤として使用することができる。例えば、代表的な添加剤として難燃剤や減粘剤が挙げられる。例えば、難燃剤としては、通常、クロロアルキルホスフェート類、例えば、トリス(ベータクロロエチル)ホスフェート、トリス(ベータクロロプロピル)ホスフェート等が使用され、減粘剤としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、テトラグライム等が使用される。上記以外の添加剤や助剤については、特に限定されるものではなく、通常の樹脂において物性向上や操作性向上などの目的で使用されるものであれば、ウレタン化反応に著しい悪影響を及ぼすものでない限りにおいて使用することができる。   As other auxiliaries, various compounds can be used as additives and auxiliaries depending on the application. For example, a flame retardant and a viscosity reducer are mentioned as a typical additive. For example, chloroalkyl phosphates such as tris (beta chloroethyl) phosphate, tris (beta chloropropyl) phosphate, etc. are usually used as a flame retardant, and propylene carbonate, ethylene carbonate, tetraglyme are used as a thickener. Etc. are used. Additives and auxiliaries other than those mentioned above are not particularly limited, and if they are used for the purpose of improving physical properties and operability in ordinary resins, they can have a significant adverse effect on the urethanization reaction. It can be used as long as it is not.

ポリイソシアネートとしては、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する有機化合物であれば特に限定されるものではない。例えば、脂肪族系、脂環族系、芳香族系ポリイソシアネート又はこれらの変性物が挙げられる。具体的には、脂肪族系および脂環族系ポリイソシアネートとしては、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等が挙げられる。芳香族系ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート等が挙げられ、更に、これらのカルボジイミド変性物やプレポリマー等の変性物も使用し得る。   The polyisocyanate is not particularly limited as long as it is an organic compound having two or more isocyanate groups in one molecule. Examples thereof include aliphatic, alicyclic, aromatic polyisocyanates, and modified products thereof. Specific examples of the aliphatic and alicyclic polyisocyanates include hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate. Examples of the aromatic polyisocyanate include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, polyphenylene polymethylene polyisocyanate and the like, and these carbodiimide modified products and prepolymers can also be used.

本発明における好ましいポリイソシアネートは、芳香族ポリイソシアネート又はその変性物であり、特に好ましくは、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート、トリレンジイソシアネート及びこれらの変性物である。これらは、2種以上を併用してもよい。ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネートとしては、イソシアネート基含有率が通常25〜35重量%、粘度が通常500mPa・s(25℃)以下のものが好適に使用される。また、これらの変性物のうち、カルボジイミド変性物は、公知のリン系触媒などを使用してカルボジイミド結合を導入したものである。プレポリマーは、上記のポリイソシアネートとポリオールとを反応させ、末端にイソシアネート基を残したものである。その際、使用するポリオール成分は、ポリウレタンを製造する際に使用するポリオール成分が使用できる。   A preferred polyisocyanate in the present invention is an aromatic polyisocyanate or a modified product thereof, and particularly preferred are diphenylmethane diisocyanate, polyphenylene polymethylene polyisocyanate, tolylene diisocyanate, and modified products thereof. Two or more of these may be used in combination. As the polyphenylene polymethylene polyisocyanate, those having an isocyanate group content of usually 25 to 35% by weight and a viscosity of usually 500 mPa · s (25 ° C.) or less are preferably used. Among these modified products, the carbodiimide modified product is a product in which a carbodiimide bond is introduced using a known phosphorus catalyst or the like. The prepolymer is obtained by reacting the above polyisocyanate with a polyol, leaving an isocyanate group at the terminal. In that case, the polyol component used when manufacturing a polyurethane can be used for the polyol component to be used.

実用的には、ポリイソシアネート液として、これらのポリイソシアネートの他に、用途に応じて、添加剤や助剤をポリイソシアネートに混合して使用してもよい。例えば、プレミックス液との混合性を向上させる目的で、プレミックス液でも使用される界面活性剤を相溶化剤として併用する場合がある。この場合は、ノニオン系界面活性剤が好ましく、特にシリコーン系界面活性剤が好ましい。また、難燃性の向上や粘度の調整を目的として、難燃剤を併用する場合がある。通常、クロロアルキルホスフェート類、例えば、トリス(ベータクロロエチル)ホスフェートやトリス(ベータクロロプロピル)ホスフェート等が使用される。上記以外の添加剤や助剤については、特に限定されるものではなく、通常の樹脂において物性向上や操作性向上などの目的で使用されるものであれば、ウレタン化反応に著しい悪影響を及ぼすものでなければ何を使用しても構わない。   Practically, as the polyisocyanate liquid, in addition to these polyisocyanates, additives and auxiliaries may be mixed with the polyisocyanate and used depending on the application. For example, for the purpose of improving the miscibility with the premix solution, a surfactant that is also used in the premix solution may be used in combination as a compatibilizer. In this case, a nonionic surfactant is preferable, and a silicone surfactant is particularly preferable. Moreover, a flame retardant may be used together for the purpose of improving flame retardancy and adjusting viscosity. Usually, chloroalkyl phosphates such as tris (betachloroethyl) phosphate and tris (betachloropropyl) phosphate are used. Additives and auxiliaries other than those mentioned above are not particularly limited, and if they are used for the purpose of improving physical properties and operability in ordinary resins, they can have a significant adverse effect on the urethanization reaction. Otherwise, anything can be used.

硬質ポリウレタンフォームの製造方法は、ポリオール、水、触媒、界面活性剤、その他助剤及びポリイソシアネートを混合して発泡硬化させるというものであるが、実用的には、ポリイソシアネートをポリイソシアネート液、ポリオールをプレミックス液として、水、触媒、界面活性剤およびその他助剤などは、予め、ポリイソシアネート液及び/又はプレミックス液に適宜混合させ、後述する装置を使用して2液を混合し、発泡、硬化させるという方法である。尚、発泡剤としての水、触媒、界面活性剤は、プレミックス液に混合するのが好ましいが、場合によってはポリイソシアネート液に混合させたり、それぞれの成分をウレタン化反応の直前まで混合せずに3種類以上の原料液として取り扱う場合もある。   The rigid polyurethane foam is produced by mixing and curing a polyol, water, a catalyst, a surfactant, other auxiliaries and a polyisocyanate. In practice, the polyisocyanate is a polyisocyanate liquid, a polyol. As a premix liquid, water, catalyst, surfactant, and other auxiliary agents are mixed in advance in a polyisocyanate liquid and / or premix liquid, and the two liquids are mixed using a device described later, and foamed. It is a method of curing. In addition, it is preferable to mix water, a catalyst, and a surfactant as a foaming agent into the premix solution, but in some cases, it is not mixed into the polyisocyanate solution or the respective components are not mixed until just before the urethanization reaction. In some cases, three or more kinds of raw material liquids are handled.

本発明によって得られた硬質ポリウレタンフォームは、ウレタン結合やウレア結合とイソシアヌレート結合等を有するものである。イソシアヌレート結合は、イソシアネート基を触媒により三量化させて生成され、機械的強度や耐熱性を向上させることができる。   The rigid polyurethane foam obtained by the present invention has a urethane bond, a urea bond, an isocyanurate bond, and the like. The isocyanurate bond is generated by trimerizing an isocyanate group with a catalyst, and can improve mechanical strength and heat resistance.

本発明におけるイソシアネートインデックス〔(イソシアネート基のモル数)/(水を除く全活性水素基のモル数)×100〕は、通常50〜500、好ましくは60〜450、更に好ましくは70〜400である。イソシアネートインデックスが50未満の場合は、得られた硬質ポリウレタンフォームが十分な難燃性や機会強度を有しないことがあり、500を超える場合は、得られる硬質ポリウレタンフォームの脆性が高くなり、接着強度が低下する傾向にある。   In the present invention, the isocyanate index [(number of moles of isocyanate group) / (number of moles of all active hydrogen groups excluding water) × 100] is usually 50 to 500, preferably 60 to 450, more preferably 70 to 400. . When the isocyanate index is less than 50, the obtained rigid polyurethane foam may not have sufficient flame retardancy and opportunity strength, and when it exceeds 500, the resulting rigid polyurethane foam becomes brittle and has an adhesive strength. Tend to decrease.

本発明の硬質ポリウレタンフォームの密度は、公知の方法にてフリーフォームを作成した場合のコア密度で表し、10〜70kg/m3、好ましくは15〜65kg/m3、さらに好ましくは20〜60kg/m3である。密度が10kg/m3未満の場合、得られる硬質ポリウレタンフォームが十分な難燃性や機械強度を持たず、70kg/m3を超える場合はコスト高となる。 The density of the rigid polyurethane foam of the present invention is expressed as a core density when a free foam is prepared by a known method, and is 10 to 70 kg / m 3 , preferably 15 to 65 kg / m 3 , more preferably 20 to 60 kg / m is 3. When the density is less than 10 kg / m 3 , the obtained rigid polyurethane foam does not have sufficient flame retardancy and mechanical strength, and when it exceeds 70 kg / m 3 , the cost becomes high.

硬質ポリウレタンフォームを製造するにあたっては、プレミックス液とポリイソシアネート液を均一に混合可能であれば如何なる装置でも使用することができる。例えば、小型ミキサーの他、一般のウレタンフォームを製造する際に使用する注入発泡用の低圧又は高圧発泡機、スラブ発泡用の低圧又は高圧発泡機、連続ライン用の低圧又は高圧発泡機、吹き付け工事用のスプレー発泡機などを使用することができ、用途や製品の形態によって適宜選択される。尚、硬質ポリウレタンフォームを製造するに際し、プレミックス液とポリイソシアネート液のそれぞれの液温は、通常10〜60℃に調節される。   In producing the rigid polyurethane foam, any apparatus can be used as long as the premix liquid and the polyisocyanate liquid can be uniformly mixed. For example, small mixer, low pressure or high pressure foaming machine for injection foaming, low pressure or high pressure foaming machine for slab foaming, low pressure or high pressure foaming machine for continuous line, spraying work A spray foaming machine or the like can be used, and is appropriately selected depending on the application and the form of the product. In addition, when manufacturing a rigid polyurethane foam, each liquid temperature of a premix liquid and a polyisocyanate liquid is normally adjusted to 10-60 degreeC.

本発明の硬質ポリウレタンフォームには、必要に応じてその片面もしくは両面に適当な面材を設けることができる。面材としては、例えば、紙、木材、石膏ボード、樹脂、アルミニウム箔、鋼板等が用いられる。   The rigid polyurethane foam of the present invention can be provided with an appropriate face material on one side or both sides as required. As the face material, for example, paper, wood, gypsum board, resin, aluminum foil, steel plate and the like are used.

以下、実施例により本発明の具体的態様を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist.

[ポリエステルポリオールの合成]
実施例及び比較例で使用したポリオールは、リグニン系物質の共存下或いは不存在下にポリエステルポリオールを公知の方法により合成し、ポリオール1〜9として原料組成、リグニン系物質の種類、添加量及び添加方法、水酸基価、粘度(25℃)を表1に示した。リグニン系物質の添加方法は、ポリエステルポリオール製造時にカルボン酸成分、アルコール成分と共に加えて反応させた場合を「反応」、ポリエステルポリオール製造後に別途加えて、120℃で60分間の混合により溶解させたものを「別添」とした。尚、水酸基価及び粘度の分析はJIS K1557(2007)に準拠して行った。
[Synthesis of polyester polyol]
Polyols used in the examples and comparative examples were synthesized by known methods using polyester polyols in the presence or absence of lignin-based substances, and as polyols 1 to 9, raw material composition, types of lignin-based substances, addition amounts and additions The method, hydroxyl value, and viscosity (25 ° C.) are shown in Table 1. The lignin-based material is added by reacting with a carboxylic acid component and an alcohol component at the time of polyester polyol production, and added separately after polyester polyol production and dissolved by mixing at 120 ° C. for 60 minutes. Was "attached". The hydroxyl value and viscosity were analyzed according to JIS K1557 (2007).

Figure 2011184643
なお、「表1」中の略号の意味は以下のとおりである
DEG : ジエチレングリコール
TEG : トリエチレングリコール
PEG400 : ポリエチレングリコール(数平均分子量400)
14BD : 1,4−ブタンジオール
LS : リグニンスルホン酸
KL : クラフトリグニン
AL : アルカリリグニン
HL : 酸加水分解リグニン
Figure 2011184643
The meanings of the abbreviations in “Table 1” are as follows: DEG: diethylene glycol TEG: triethylene glycol PEG400: polyethylene glycol (number average molecular weight 400)
14BD: 1,4-butanediol LS: Lignin sulfonic acid KL: Kraft lignin AL: Alkaline lignin HL: Acid-hydrolyzed lignin

ポリオール−9においては、アジピン酸と1,4−ブタンジオールからなるポリエステルポリオールにリグニン系物質を加えて80℃で攪拌を続けたが、リグニン系物質が溶解してポリオールが均一になる様子が見られなかったため、以後の試験には用いなかった。
In Polyol-9, a lignin-based substance was added to a polyester polyol composed of adipic acid and 1,4-butanediol and stirring was continued at 80 ° C., but it was observed that the lignin-based substance dissolved and the polyol became uniform. It was not used in subsequent tests.

別途、クラフトリグニンを10w%溶液となるようにジエチレングリコールに混合し、120℃、30分間で溶解させたものをポリオール−10として用いた。   Separately, Kraft lignin was mixed with diethylene glycol so as to be a 10 w% solution, and dissolved in 120 ° C. for 30 minutes, and used as polyol-10.

[プレミックス液の調製]
表2に示す原料と配合でプレミックス液1〜11を調製した。尚、表中の配合比率は全ポリオールを100重量%とした場合の重量%で示した。(実施例1〜5及び比較例1〜6)
[Premix solution preparation]
Premix liquids 1 to 11 were prepared with the raw materials and blends shown in Table 2. In addition, the compounding ratio in a table | surface was shown by weight% when all the polyols are 100 weight%. (Examples 1-5 and Comparative Examples 1-6)

Figure 2011184643
Figure 2011184643

表2の配合例において、原料は以下の表3に記載のものを使用した。   In the formulation examples in Table 2, the raw materials described in Table 3 below were used.

Figure 2011184643
Figure 2011184643

[硬質ポリウレタンフォームの製造]
以下に示す方法で、硬質ポリウレタンフォームの製造、評価を行った。表4に実施例1〜5及び比較例1〜6として評価結果を示す。
[Production of rigid polyurethane foam]
The rigid polyurethane foam was produced and evaluated by the following method. Table 4 shows the evaluation results as Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6.

<製造方法>
ポリイソシアネート液と表2に記載のプレミックス液を混合した後、注入ボックスに流し込んでフリー発泡させ、硬質ポリウレタンフォーム(フリーフォーム)を製造した。尚、ポリイソシアネート液はポリメリックMDI(日本ポリウレタン工業株式会社製「ミリオネート MR−200」)を使用し、混合の際のイソシアネートインデックスは表4に示した。
<Manufacturing method>
After mixing the polyisocyanate liquid and the premix liquid described in Table 2, it was poured into an injection box and subjected to free foaming to produce a rigid polyurethane foam (free foam). In addition, polymeric MDI ("Millionate MR-200" manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was used as the polyisocyanate liquid, and the isocyanate index during mixing is shown in Table 4.

<発泡条件>
室温:23〜25℃
液温:20℃(実施例3及び比較例3、4を除く) 15℃(実施例3及び比較例3、4)
攪拌:3000rpm×3〜7秒間
注入ボックス:木製(200mm×200mm×200mm)上部開放
脱型時間:混合後30分
<Foaming conditions>
Room temperature: 23-25 ° C
Liquid temperature: 20 ° C. (excluding Example 3 and Comparative Examples 3 and 4) 15 ° C. (Example 3 and Comparative Examples 3 and 4)
Stirring: 3000 rpm × 3-7 seconds Injection box: Wooden (200 mm × 200 mm × 200 mm) Upper open demolding time: 30 minutes after mixing

得られた硬質ポリウレタンフォームの評価は下記の方法で行い、表4に結果を示した。   The obtained rigid polyurethane foam was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 4.

<評価方法>
(1)コア密度:
JIS A9511(2003)に準拠して測定した。
<Evaluation method>
(1) Core density:
It measured based on JIS A9511 (2003).

(2)難燃性:
藤原産業株式会社製の「ガストーチ170」を用い、以下のように貫炎試験で評価した。;作成したフリーフォームのコア部を200mmx200mmx25mmに切り出し、ガストーチの炎が筒先から10cmの距離でフォーム中心部に垂直に当たるようにセットした。ガストーチに点火後、炎がフォームを貫通すするまでの時間を測定し、以下の基準で評価した。
(2) Flame retardancy:
Using a “gas torch 170” manufactured by Fujiwara Sangyo Co., Ltd., the flame penetration test was performed as follows. The core portion of the produced free foam was cut into 200 mm × 200 mm × 25 mm, and set so that the flame of the gas torch hit the center of the foam vertically at a distance of 10 cm from the tube tip. After the gas torch was ignited, the time until the flame penetrated the foam was measured and evaluated according to the following criteria.

○:60秒以上貫通しなかった。
△:30秒以上〜60秒未満で貫通した。
×:30秒未満で貫通した。
○: It did not penetrate for 60 seconds or more.
Δ: Penetrated in 30 seconds to less than 60 seconds.
X: Penetrated in less than 30 seconds.

(3)圧縮強度:
JIS A9511(2003)に準拠して測定し、発泡に水平方向(//)、垂直方向(⊥)で示した。
(3) Compressive strength:
Measured in accordance with JIS A9511 (2003), the foaming was indicated in the horizontal direction (//) and the vertical direction (⊥).

(4)寸法安定性:
コア密度を測定したサンプルの常温における24時間後の寸法変化率(発泡に水平方向、垂直方向)を測定し、以下の基準で評価した。
(4) Dimensional stability:
The dimensional change rate (horizontal and vertical direction of foaming) after 24 hours at room temperature of the sample whose core density was measured was measured and evaluated according to the following criteria.

○:水平、垂直ともに−3%未満である。
△:水平、垂直ともに−5%未満である。
×:水平、垂直いずれかが−5%以上である。
○: Both horizontal and vertical are less than −3%.
Δ: Both horizontal and vertical are less than −5%.
X: Either horizontal or vertical is -5% or more.

(5)接着性:
クラフト紙面材を使用してフリーフォームを作成し、中央部を5×10×3cmに切り出して試験片を作成。クラフト紙面材の長さ方向端部を引き剥がした後に引張試験機で厚み方向に引っ張り、その剥離強度(N/5cm)を測定して、以下の基準で評価した。
(5) Adhesiveness:
Create free form using kraft paper surface material, cut out the central part into 5x10x3cm and create a test piece. After peeling off the longitudinal direction edge part of a kraft paper surface material, it pulled in the thickness direction with the tensile tester, the peeling strength (N / 5cm) was measured, and the following references | standards evaluated.

○:10N/5cm以上である。
△:5N/5cm以上である。
×:5N/5cm未満である。
A: 10 N / 5 cm or more.
Δ: 5 N / 5 cm or more.
X: Less than 5 N / 5 cm.

(6)脆性:
硬質ポリウレタンフォームの表面及び底部を触診、定性観察して、以下の基準で評価した。
(6) Brittleness:
The surface and bottom of the rigid polyurethane foam were palpated and qualitatively observed, and evaluated according to the following criteria.

○:殆ど脆さがない。
△:若干の脆さがある。
×:脆い。
○: Almost no brittleness.
Δ: Some brittleness.
X: It is brittle.

Figure 2011184643
Figure 2011184643

以上の結果より、主に次のことが明らかである。   From the above results, the following is mainly clear.

(1)実施例と比較例2、4、5との比較結果:
本発明のリグニン系物質を含有するポリエステルポリオール組成物を用いた実施例に比べ、リグニン系物質を含有しないポリエステルポリオール組成物を用いた比較例2、4、5は難燃性が悪く、機械強度も若干低い。
(1) Comparison results between Examples and Comparative Examples 2, 4, and 5:
Compared to the examples using the polyester polyol composition containing the lignin-based material of the present invention, Comparative Examples 2, 4, and 5 using the polyester polyol composition not containing the lignin-based material have poor flame retardancy and mechanical strength. Is slightly lower.

(2)実施例と比較例1、2、4、5との比較結果:
本発明のリグニン系物質を含有するポリエステルポリオール組成物を、全ポリオール中20重量%以上用いた実施例に比べ、10重量%しか用いなかった比較例1及び全く用いなかった比較例2、4、5は難燃性が悪く、機械強度も若干低い。
(2) Comparison results between Examples and Comparative Examples 1, 2, 4, and 5:
The polyester polyol composition containing the lignin-based material of the present invention was compared with Examples in which only 20% by weight of the total polyol was used, and Comparative Example 1 in which only 10% by weight was used and Comparative Examples 2, 4 in which no polyester was used. No. 5 has poor flame retardancy and slightly low mechanical strength.

(3)実施例と比較例3、6との比較結果:
本発明の芳香族カルボン酸成分と数平均分子量が100〜600のポリエチレングリコールを用いたリグニン系物質を含有するポリエステルポリオール組成物を用いた実施例に比べ、脂肪族カルボン酸成分であるコハク酸のみを用いたポリオール−6を使用した比較例3やポリエステルポリオールの代わりにジエチレングリコールを用いた比較例6は、リグニン系物質を含有していても難燃性が悪く、機械強度も低い。
(3) Comparison results between Example and Comparative Examples 3 and 6:
Only succinic acid, which is an aliphatic carboxylic acid component, is used in comparison with Examples using a polyester polyol composition containing a lignin-based material using an aromatic carboxylic acid component of the present invention and polyethylene glycol having a number average molecular weight of 100 to 600. Comparative Example 3 using Polyol-6 using Polyethylene and Comparative Example 6 using diethylene glycol instead of polyester polyol have poor flame retardancy and low mechanical strength even if they contain a lignin-based substance.

Claims (9)

リグニン系物質を1〜60重量%含有するポリエステルポリオール組成物であって、該ポリエステルポリオールが、芳香族カルボン酸を含むカルボン酸成分と、分子量又は数平均分子量が100〜600のポリエチレングリコールを含むアルコール成分とのエステル化反応で得られるものであることを特徴とするポリエステルポリオール組成物。   A polyester polyol composition containing 1 to 60% by weight of a lignin-based substance, wherein the polyester polyol contains a carboxylic acid component containing an aromatic carboxylic acid and a polyethylene glycol having a molecular weight or number average molecular weight of 100 to 600. A polyester polyol composition obtained by an esterification reaction with a component. 芳香族カルボン酸が、フタル酸、テレフタル酸及びイソフタル酸からなる群から選ばれた少なくとも1種又は2種以上であり、その使用量が全カルボン酸成分中の20モル%以上である請求項1に記載のポリエステルポリオール組成物。   The aromatic carboxylic acid is at least one or more selected from the group consisting of phthalic acid, terephthalic acid and isophthalic acid, and the amount used is 20 mol% or more of the total carboxylic acid component. A polyester polyol composition as described in 1. カルボン酸成分として、さらにコハク酸及び/又はアジピン酸を全カルボン酸成分中の80〜20モル%用いる請求項1又は2に記載のポリエステルポリオール組成物。   The polyester polyol composition according to claim 1 or 2, wherein 80 to 20 mol% of succinic acid and / or adipic acid is further used as the carboxylic acid component. 組成物全体としての水酸基価が30〜500mgKOH/gであり、且つ、25℃での粘度が30000mPa・s以下である請求項1〜3の何れか一項に記載のポリエステルポリオール組成物。   The polyester polyol composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the entire composition has a hydroxyl value of 30 to 500 mgKOH / g and a viscosity at 25 ° C of 30000 mPa · s or less. リグニン系物質が、クラフトリグニン、酸加水分解リグニン、加溶媒分解リグニン、アルカリリグニン及びリグニンスルホン酸からなる群から選ばれた少なくとも1種又は2種以上のものである請求項1〜4の何れか一項に記載のポリエステルポリオール組成物。   The lignin-based substance is at least one selected from the group consisting of kraft lignin, acid-hydrolyzed lignin, solvolytic lignin, alkaline lignin and lignin sulfonic acid, or any one of two or more kinds. The polyester polyol composition according to one item. エステル化反応をリグニン系物質の存在下に行なう請求項1〜5の何れか一項に記載のポリエステルポリオール組成物。  The polyester polyol composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the esterification reaction is performed in the presence of a lignin-based substance. 少なくともポリオール、発泡剤、触媒、界面活性剤及びポリイソシアネートを使用する硬質ポリウレタンフォームの製造方法において、ポリオールとして請求項1〜6の何れか一項に記載のポリエステルポリオール組成物を全ポリオールの20重量%以上用いる硬質ポリウレタンフォームの製造方法。   In the manufacturing method of the rigid polyurethane foam which uses a polyol, a foaming agent, a catalyst, surfactant, and polyisocyanate at least, the polyester polyol composition as described in any one of Claims 1-6 is 20 weight of all the polyols as a polyol. % Of rigid polyurethane foam to be used. 発泡剤として水を用いる請求項7に記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。   The method for producing a rigid polyurethane foam according to claim 7, wherein water is used as a foaming agent. イソシアネートインデックスが50〜500である請求項7又は8に記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。   The method for producing a rigid polyurethane foam according to claim 7 or 8, wherein the isocyanate index is 50 to 500.
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