JP2016060895A - Composition for molding flexible polyurethane form - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低臭気で高耐久な軟質ポリウレタンフォーム成型用組成物に関する。更に詳しくは、低臭気、高耐久、良好な乗り心地性を有する車両用シートクッション用軟質ポリウレタンフォーム成型用組成物に関する。 The present invention relates to a flexible polyurethane foam molding composition having low odor and high durability. More specifically, the present invention relates to a composition for molding a flexible polyurethane foam for vehicle seat cushions having low odor, high durability, and good ride comfort.
軟質ポリウレタンフォームはポリオールとポリイソシアネートとを触媒、発泡剤及び必要に応じて整泡剤、難燃剤、架橋剤等の存在下に反応させて製造される。 The flexible polyurethane foam is produced by reacting a polyol and a polyisocyanate in the presence of a catalyst, a foaming agent, and, if necessary, a foam stabilizer, a flame retardant, a crosslinking agent and the like.
ポリウレタンフォームの製造には反応速度を制御するため種々の金属化合物や第3級アミン化合物を触媒として用いることが知られている。軟質ポリウレタンフォームの製造においては、金属化合物は生産性、成形性が低下するなど、殆どの場合第3級アミンと併用されることが多く、金属化合物のみでの使用は少ない。また、金属系触媒の中には鉛、錫、水銀等の重金属を含む物があり、毒性や環境に対する問題もある。第3級アミン化合物としては、例えば、従来公知のトリエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N,N−ジメチルエタノールアミン等が挙げられる。 In the production of polyurethane foams, it is known to use various metal compounds and tertiary amine compounds as catalysts in order to control the reaction rate. In the production of flexible polyurethane foams, metal compounds are often used in combination with tertiary amines in many cases, such as a decrease in productivity and moldability, and are rarely used only with metal compounds. Further, some metal-based catalysts contain heavy metals such as lead, tin, and mercury, and there are problems with toxicity and the environment. Examples of the tertiary amine compound include conventionally known triethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-hexanediamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N, N-dimethylethanolamine and the like can be mentioned.
前述した第3級アミン触媒は、ポリウレタン製品から揮発性有機化合物(VOC)として徐々に大気中に放出され、自動車内装材等においては、臭気問題や塩ビ表皮の変色、フォギング等の問題を引き起こす。また、第3級アミン触媒は、一般に臭気が強く、ポリウレタン樹脂製造時の作業環境が著しく悪化することから、ポリウレタン製品から揮発するVOCの低減が要求されている。これら揮発性の第3級アミン触媒に対し、この問題を解決する方法として分子内にポリイソシアネートと反応し得るヒドロキシ基や第1級及び2級のアミノ基を有する反応型のアミン触媒が提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。しかし、反応型のアミン触媒は一般的に触媒活性が低く、触媒使用量が増加する傾向にある。触媒使用量の増加はウレタン樹脂内に残留またはイソシアネートと結合してウレタン樹脂の骨格内に取り込まれる量が増えるため、ポリウレタン樹脂の物性や耐久性が悪化するという問題がある。 The above-mentioned tertiary amine catalyst is gradually released from the polyurethane product into the atmosphere as a volatile organic compound (VOC), and causes problems such as odor problems, discoloration of PVC skin, and fogging in automobile interior materials. Further, the tertiary amine catalyst generally has a strong odor, and the working environment at the time of producing the polyurethane resin is remarkably deteriorated. Therefore, it is required to reduce the VOC volatilized from the polyurethane product. In response to these volatile tertiary amine catalysts, reactive amine catalysts having a hydroxyl group capable of reacting with polyisocyanate in the molecule and primary and secondary amino groups have been proposed as a method for solving this problem. (For example, refer to Patent Documents 1 to 3). However, a reactive amine catalyst generally has a low catalytic activity and tends to increase the amount of catalyst used. An increase in the amount of the catalyst used has a problem that the physical properties and durability of the polyurethane resin deteriorate because the amount remaining in the urethane resin or combined with the isocyanate and taken into the skeleton of the urethane resin increases.
一方、自動車のシートクッション用軟質ポリウレタンフォームは、安全性の観点から長時間の乗車による形状変化により、運転者の視点が変わらないよう高い耐久性が要求され続けている。特に昨今のシートクッションでは、コスト低減や燃費向上の観点から軟質フォームの密度を可能な限り低くすることが求められている。フォームの密度低減は耐久性に著しく悪影響を及ぼすことから、低密度化しても十分な耐久性を維持する技術の確立が求められている。現在に至るまで、アミン触媒に由来する臭気を抑え、低密度領域において十分な耐久性を両立する自動車のシートクッション用軟質フォームは知られていなかった。 On the other hand, flexible polyurethane foam for automobile seat cushions is required to have high durability so that the viewpoint of the driver does not change due to a shape change caused by riding for a long time from the viewpoint of safety. Particularly in recent seat cushions, the density of the flexible foam is required to be as low as possible from the viewpoint of cost reduction and fuel efficiency improvement. Since reducing the density of the foam has a significant adverse effect on the durability, establishment of a technique for maintaining sufficient durability even when the density is lowered is required. Until now, there has been no known flexible foam for automobile seat cushions that suppresses odors derived from amine catalysts and achieves sufficient durability in a low density region.
本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、臭気問題や毒性・環境に対する問題を引き起こすことなく、また密度を55kg/m3未満まで低減しても軟質フォームに求められる耐久性を維持し、良好な乗り心地性と高い安全性を両立する車両用シートクッション、シートバック及びサドルを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned background art, and its purpose is to obtain a flexible foam without causing odor problems, toxicity and environmental problems, and even when the density is reduced to less than 55 kg / m 3. The present invention provides a vehicle seat cushion, a seat back, and a saddle that maintain a good durability and achieve both good riding comfort and high safety.
すなわち本発明は、軟質ポリウレタンフォームを構成する特定のポリオール成分、ポリイソシアネート成分及びアミン触媒を用いて製造される軟質ポリウレタンフォーム成型用組成物に関するものであり、以下の(1)〜(4)に示すとおりである。 That is, this invention relates to the composition for a flexible polyurethane foam manufactured using the specific polyol component which comprises a flexible polyurethane foam, a polyisocyanate component, and an amine catalyst, and the following (1)-(4) It is shown.
(1)ポリオール成分(A)とポリイソシアネート成分(B)をアミン触媒(C)、整泡剤(D)、及び発泡剤(E)の存在下で反応して得られる軟質ポリウレタンフォームにおいて、ポリオール成分(A−1)が触媒として複合金属シアン化物錯体触媒又はホスファゼン触媒又はイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造され、水酸基価18〜50mgKOH/g、総不飽和度0.001〜0.03meq./gのポリオキシアルキレンポリオールを用い、ポリイソシアネート成分(B)としてポリエチレングリコール(F)にてウレタン変性した変性ポリフェニレンポリメチレンイソシアネートを用い、アミン触媒(C)として少なくとも反応型のアミン触媒を、ポリオール成分(A−1)を含むポリオール(A)100質量%に対して0.01〜5質量%使用することを特徴とする軟質ポリウレタンフォーム成型用組成物。
(2)ポリオール成分(A−1)が、末端水酸基の一級化率が60〜90%であり、ポリオール成分(A)に対して少なくとも30質量%以上含むことを特徴とする(1)に記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用組成物。
(3)ポリイソシアネート成分(B)がジフェニルメタンジイソシアネート(B−1)を65〜90質量%の範囲で含み、ジフェニルメタンジイソシアネート(B−1)に含まれる2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの合計量がジフェニルメタンジイソシアネート(B−1)の総量に対し10〜50質量%であり、ポリエチレングリコール(F)の数平均分子量が、600〜1600であることを特徴とする(1)または(2)のいずれか1つに記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用組成物。
(4)見掛け密度55kg/m3未満、かつスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが100〜400N/314cm2であって、ヒステリシスロス率が30%未満、湿熱圧縮歪みが12%未満であることを特徴とする、(1)〜(3)のいずれか1つに記載の軟質ポリウレタンフォーム成型用組成物。
(1) In a flexible polyurethane foam obtained by reacting a polyol component (A) and a polyisocyanate component (B) in the presence of an amine catalyst (C), a foam stabilizer (D), and a foaming agent (E), the polyol Component (A-1) is produced using a double metal cyanide complex catalyst or phosphazene catalyst or imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst, and has a hydroxyl value of 18 to 50 mgKOH / g and a total unsaturation of 0.001 to 0.03 meq. / G polyoxyalkylene polyol, modified polyphenylene polymethylene isocyanate urethane-modified with polyethylene glycol (F) as polyisocyanate component (B), and at least reactive amine catalyst as amine catalyst (C), polyol A composition for molding flexible polyurethane foam, which is used in an amount of 0.01 to 5% by mass based on 100% by mass of the polyol (A) containing the component (A-1).
(2) The polyol component (A-1) has a primary hydroxyl group conversion rate of 60 to 90%, and is at least 30% by mass or more based on the polyol component (A). A flexible polyurethane foam molding composition.
(3) The polyisocyanate component (B) contains diphenylmethane diisocyanate (B-1) in the range of 65 to 90% by mass, and 2,2′-diphenylmethane diisocyanate and 2,4 ′ contained in diphenylmethane diisocyanate (B-1). -The total amount of diphenylmethane diisocyanate is 10 to 50 mass% with respect to the total amount of diphenylmethane diisocyanate (B-1), and the number average molecular weight of polyethylene glycol (F) is 600 to 1600 (1) Or the composition for flexible polyurethane foam molding as described in any one of (2).
(4) The apparent density is less than 55 kg / m3, the 25% compression hardness of the foamed test piece with skin is 100 to 400 N / 314 cm2, the hysteresis loss rate is less than 30%, and the wet heat compression strain is less than 12%. The composition for molding flexible polyurethane foam according to any one of (1) to (3), wherein
本発明者らは、前述の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、軟質フォーム製造用に特定のポリオール成分、ポリイソシアネート成分及びアミン触媒を用いることで、低臭気でかつ優れた耐久性と乗り心地性、経済性を満たす軟質フォームが得られることを見出した。 As a result of intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used a specific polyol component, polyisocyanate component and amine catalyst for the production of flexible foams, resulting in low odor and excellent durability. And found that a flexible foam satisfying ride comfort and economy can be obtained.
本発明におけるポリオール成分(A)は、ジイソシアネートと重付加してポリウレタンを形成するものであり、ポリオキシアルキレンポリオールの開始剤としては、2官能から4官能の短分子ポリオールを使用することができる。具体的には、水、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、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、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−n−ヘキサデカン−1,2−エチレングリコール、2−n−エイコサン−1,2−エチレングリコール、2−n−オクタコサン−1,2−エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物、水素添加ビスフェノールA、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル−3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオネート、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の低分子量ポリオール類;アニリン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トルエンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、キシリレンジアミン等の低分子量アミン類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン等の低分子量アミノアルコール類等が挙げられる。これらの中でも、エチレングリコール、ジエチレングリコール、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は汎用性が高いため安価であり、供給安定性も良好であるため好ましい。 The polyol component (A) in the present invention forms a polyurethane by polyaddition with diisocyanate, and a bifunctional to tetrafunctional short molecular polyol can be used as an initiator of the polyoxyalkylene polyol. Specifically, water, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentane Diol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 2 , 2-diethyl-1,3-propanediol, 2-n-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2-ethyl-1, 3-hexanediol, 2-n-hexadecane-1,2-ethylene glycol, 2-n-eicosane-1,2-ethylene glycol, 2-n-octacosane 1,2-ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, ethylene oxide or propylene oxide adduct of bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl-3- Low molecular weight polyols such as hydroxy-2,2-dimethylpropionate, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol; low molecular weights such as aniline, ethylenediamine, propylenediamine, toluenediamine, metaphenylenediamine, diphenylmethanediamine, xylylenediamine Amines; low molecular weight amino alcohols such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, etc. That. Among these, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol are preferable because they are versatile and are inexpensive and have good supply stability.
開始剤に開環付加重合させるアルキレンオキシドとしては、例えば、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、2,3−ブチレンオキシド、スチレンオキシド又はシクロヘキセンオキシド等のエポキシ化合物を挙げることができる。これらのうち、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド又はスチレンオキシドが好ましく、エチレンオキシド、プロピレンオキシドがより好ましい。また、該アルキレンオキシドは単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。2種類以上のアルキレンオキシドを併用する場合、プロピレンオキシドとエチレンオキシドとの併用が特に好ましい。 Examples of the alkylene oxide that undergoes ring-opening addition polymerization to the initiator include epoxy compounds such as ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, styrene oxide, and cyclohexene oxide. Among these, ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide or styrene oxide is preferable, and ethylene oxide and propylene oxide are more preferable. Moreover, this alkylene oxide may be used independently and may use 2 or more types together. When two or more types of alkylene oxide are used in combination, the combined use of propylene oxide and ethylene oxide is particularly preferable.
本発明におけるポリオール(A−1)は、開環付加重合触媒の存在下、開始剤にアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られるポリオキシアルキレンポリオールである。本発明においては、軟質フォームとして優れた性能を発現しやすい、水酸基価18〜50mgKOH/g、総不飽和度0.001〜0.03meq./g以下のポリアルキレンポリオールを使用する。ポリオール成分(A−1)の水酸基価が18mgKOH/g未満の場合、得られるポリウレタンフォームの硬さが車両の座席用軟質フォームとしては柔らかすぎ、また、高い粘度による混合不良や液流れ性の悪化が生じやすい。他方、50mgKOH/gを超えるとポリウレタンフォームの硬さが高くなりすぎ、柔軟性も低下する場合がある。 The polyol (A-1) in the present invention is a polyoxyalkylene polyol obtained by subjecting an alkylene oxide to ring-opening addition polymerization to an initiator in the presence of a ring-opening addition polymerization catalyst. In the present invention, a hydroxyl value of 18 to 50 mgKOH / g and a total unsaturation of 0.001 to 0.03 meq. / G or less of polyalkylene polyol is used. When the hydroxyl value of the polyol component (A-1) is less than 18 mgKOH / g, the hardness of the resulting polyurethane foam is too soft for a vehicle seat flexible foam, and poor mixing and poor liquid flow due to high viscosity. Is likely to occur. On the other hand, when it exceeds 50 mgKOH / g, the hardness of the polyurethane foam becomes too high, and the flexibility may be lowered.
ポリオール成分(A−1)の総不飽和度が大きくなることは末端に不飽和基を持つモノオール成分が多くなることを意味し、総不飽和度が0.03meq./gよりも大きい場合にはフォームの架橋密度低下に伴い耐久性が低下する。また0.001meq./gよりも小さい場合には工業的に製造することが難しい。 An increase in the total degree of unsaturation of the polyol component (A-1) means an increase in the number of monool components having an unsaturated group at the terminal, and the total degree of unsaturation is 0.03 meq. When it is larger than / g, the durability is lowered as the crosslinking density of the foam is lowered. 0.001 meq. When it is smaller than / g, it is difficult to produce industrially.
ポリオキシアルキレンポリオールの開環付加重合触媒としては、一般的にKOH触媒が知られているが本発明においては複合金属シアン化物錯体触媒又はホスファゼン触媒又はイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いることが好ましい。KOH触媒を用いポリオキシアルキレンポリオールを製造した場合、ポリオキシアルキレンポリオールの分子量の増加とともに末端に不飽和基を持つモノオールが副生することが知られており、該モノオールを多量に含有するポリオキシアルキレンポリオールをポリウレタン原料として用いた場合、得られるポリウレタンは、硬度や耐久性が低いものとなる場合がある。 As a polyoxyalkylene polyol ring-opening addition polymerization catalyst, a KOH catalyst is generally known, but in the present invention, a double metal cyanide complex catalyst, a phosphazene catalyst, or an imino group-containing phosphazenium salt is preferably used. When a polyoxyalkylene polyol is produced using a KOH catalyst, it is known that a monool having an unsaturated group at the terminal is produced as a by-product with an increase in the molecular weight of the polyoxyalkylene polyol, and a large amount of the monool is contained. When polyoxyalkylene polyol is used as a polyurethane raw material, the resulting polyurethane may have low hardness and durability.
ポリオール成分(A−1)の末端水酸基の一級化率としては60〜90%が好ましく、70〜90%がより好ましい。末端水酸基の一級化率が60%より低い場合には成型した軟質ポリウレタンフォームの成型安定性が低下し、崩壊やヒケが生じる場合がある。他方、末端水酸基の一級化率が90%より高い場合には、フォームの独立気泡性(独泡性)が強くなり、成型収縮を生じる場合がある。ここで一級化率とは、末端の水酸基が一級になっている割合であり、〔(一級水酸基数/全水酸基数)×100(%)〕で表すことができる。 The primary component hydroxylation rate of the polyol component (A-1) is preferably 60 to 90%, more preferably 70 to 90%. When the terminal hydroxyl group primary ratio is lower than 60%, the molding stability of the molded flexible polyurethane foam is lowered, and collapse or sink may occur. On the other hand, when the terminal hydroxyl group primary conversion ratio is higher than 90%, the closed cell property (single cell property) of the foam becomes strong, and molding shrinkage may occur. Here, the primary rate is the ratio at which the terminal hydroxyl groups are primary, and can be represented by [(number of primary hydroxyl groups / total number of hydroxyl groups) × 100 (%)].
ポリオール成分(A−1)は使用するポリオール(A)の全体量に対して少なくとも30質量%以上含むことが望ましい。30質量%よりも少ない場合には、相対的に末端に不飽和基を持つモノオールの量が多くなり、得られる軟質ポリウレタンフォームの耐久性を十分に改善することができない場合がある。 The polyol component (A-1) is preferably contained in an amount of at least 30% by mass or more based on the total amount of the polyol (A) used. When the amount is less than 30% by mass, the amount of the monool having an unsaturated group at the terminal is relatively increased, and the durability of the resulting flexible polyurethane foam may not be sufficiently improved.
本発明の軟質フォームの製造方法では硬さ調整を目的として、ポリオール中でビニル系モノマーを通常の方法で重合せしめて製造したポリマーポリオールを併用することができる。このようなポリマーポリオールとしては、前記ポリオール成分(A−1)と同様のポリアルキレンポリオール中、ラジカル開始剤の存在下でビニル系モノマーを重合させ、安定分散させたものが挙げられる。また、ビニル系モノマーとしては、例えばアクリロニトリル、スチレン、塩化ビニリデン、ヒドロキシアルキル、メタアクリレート、アルキルメタアクリレートが挙げられ、中でもアクリロニトリル、スチレンが好ましい。このようなポリマーポリオールの具体例としては、旭硝子ウレタン社製のEL−910、EL−923、三洋化成工業社製のFA−728R等が挙げられる。 In the method for producing a flexible foam of the present invention, for the purpose of adjusting the hardness, a polymer polyol produced by polymerizing a vinyl monomer in a polyol by an ordinary method can be used in combination. Examples of such a polymer polyol include those obtained by polymerizing and stably dispersing a vinyl monomer in the presence of a radical initiator in the same polyalkylene polyol as the polyol component (A-1). Examples of the vinyl monomer include acrylonitrile, styrene, vinylidene chloride, hydroxyalkyl, methacrylate, and alkyl methacrylate. Among them, acrylonitrile and styrene are preferable. Specific examples of such a polymer polyol include EL-910 and EL-923 manufactured by Asahi Glass Urethane Co., Ltd. and FA-728R manufactured by Sanyo Chemical Industries.
本発明に用いるポリイソシアネート成分(B)は、ジフェニルメタンジイソシアネート(B−1)、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート(B−2)をイソシアネート源とし、ポリエチレングリコール(F)にてウレタン変性した変性ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネートを用いることを特徴とする。 ポリエチレングリコール(F)によりウレタン変性することで、軟質フォームとなった際、樹脂中におけるオキシエチレンユニット同士、またはオキシエチレンユニットとウレタンやウレア結合間に静電的な相互作用が生じ、擬似架橋構造を取ることにより低い反発弾性率のフォームであっても低いヒステリシスロス率、高い耐久性を実現するものである。 The polyisocyanate component (B) used in the present invention is a modified polyphenylene polymethylene polyurethane modified with polyethylene glycol (F) using diphenylmethane diisocyanate (B-1) or polyphenylene polymethylene polyisocyanate (B-2) as an isocyanate source. Isocyanate is used. When a flexible foam is formed by urethane modification with polyethylene glycol (F), an electrostatic interaction occurs between oxyethylene units in the resin, or between oxyethylene units and urethane or urea bonds, and a pseudo-crosslinked structure By taking a foam, a low hysteresis loss rate and high durability can be achieved even with a foam having a low impact resilience.
本発明にかかるポリエチレングリコール(F)は、数平均分子量600〜1600が好適な範囲となる。数平均分子量が600未満の場合、十分は擬似架橋構造を取ることができず低いヒステリシスロス、高い耐久性を実現することができない。数平均分子量が1600より大きい場合にはイソシアネートの低温貯蔵安定性が著しく低下する。入手可能な製品としては三洋化成工業株式会社製PEG−600、同PEG−1000、同PEG−1540などが挙げられる。 The polyethylene glycol (F) according to the present invention has a suitable number average molecular weight of 600 to 1600. When the number average molecular weight is less than 600, a pseudo-crosslinked structure cannot be obtained sufficiently and low hysteresis loss and high durability cannot be realized. When the number average molecular weight is larger than 1600, the low-temperature storage stability of the isocyanate is significantly lowered. Examples of available products include PEG-600, PEG-1000, and PEG-1540 manufactured by Sanyo Chemical Industries.
本発明にかかるジフェニルメタンジイソシアネート(B−1)含有率は65〜90質量%の範囲であることが好ましい。ジフェニルメタンジイソシアネート(B−1)含有率が90質量%を超えると得られるポリイソシアネート組成物の低温における貯蔵安定性や得られる軟質フォームの耐久性、硬さが低化する。他方、65質量%未満では架橋密度が高くなりすぎることで、シートクッションに適さない程度までフォームが硬くなると共にフォームの引張り破断時伸び率が低下し、車両の座席用軟質フォームに十分なフォーム強度を得ることが出来ない場合がある。 The diphenylmethane diisocyanate (B-1) content according to the present invention is preferably in the range of 65 to 90% by mass. When the diphenylmethane diisocyanate (B-1) content exceeds 90% by mass, the polyisocyanate composition obtained has low storage stability at low temperatures and the durability and hardness of the resulting flexible foam. On the other hand, if it is less than 65% by mass, the crosslinking density becomes too high, the foam becomes hard to the extent that it is not suitable for a seat cushion, the elongation at break of the foam is reduced, and the foam strength sufficient for a soft foam for vehicle seats May not be available.
さらに、ジフェニルメタンジイソシアネート総量に対する2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下2,2’−MDI)の含有率と2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下2,4’−MDI)の含有率との合計(以下アイソマー含有率)は10〜50質量%であることが好ましく、20〜45質量%であることがより好ましい。 Furthermore, the sum of the content of 2,2′-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter 2,2′-MDI) and the content of 2,4′-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter 2,4′-MDI) with respect to the total amount of diphenylmethane diisocyanate (hereinafter, “lower”) The isomer content) is preferably 10 to 50% by mass, and more preferably 20 to 45% by mass.
本発明にかかるMDI総量に対する2,2’−MDI及び2,4’−MDIの含有量が10質量%未満では得られるポリイソシアネート組成物の低温での貯蔵安定性が損なわれ、イソシアネート保管場所や配管、発泡成形機内の常時加温が必要となる他、軟質フォームの成形安定性が損なわれ、発泡途中でのフォーム崩壊などが発生する。他方、50質量%を超えるとフォーム硬度が低下し、シートクッション、シートバックやサドルとして十分な硬さが確保出来ない、反応性が低下し、成形サイクルが延長する、フォームの独泡率が高くなりヒステリシスロス率が上昇する、などの問題が生じる場合がある。 If the content of 2,2′-MDI and 2,4′-MDI is less than 10% by mass based on the total amount of MDI according to the present invention, the storage stability at low temperatures of the resulting polyisocyanate composition is impaired, In addition to constant heating inside the piping and foam molding machine, the molding stability of the flexible foam is impaired and foam collapse occurs during foaming. On the other hand, if it exceeds 50% by mass, the foam hardness is lowered, and sufficient hardness cannot be secured as a seat cushion, seat back or saddle, the reactivity is lowered, the molding cycle is extended, and the foam has a high foam rate. In some cases, the hysteresis loss rate increases.
本発明に使用するアミン触媒(C)は、分子内にポリイソシアネートと反応し得るヒドロキシ基を有する反応型のアミン触媒であり、その添加量としてはポリオール成分(A−1)を含むポリオール(A)100質量%に対して、0.01〜5質量%の範囲である。0.01質量%より少ないと触媒の効果が得られない場合がある。一方、5質量%を超えると、触媒を増やした効果が得られないばかりでなく、ポリウレタンフォームの物性、特に耐久性が悪化する場合がある。 The amine catalyst (C) used in the present invention is a reactive amine catalyst having a hydroxy group capable of reacting with polyisocyanate in the molecule, and the amount added is a polyol (A-1) containing a polyol component (A-1). ) The range is 0.01 to 5% by mass with respect to 100% by mass. If it is less than 0.01% by mass, the effect of the catalyst may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 5% by mass, not only the effect of increasing the catalyst cannot be obtained, but also the physical properties, particularly the durability, of the polyurethane foam may deteriorate.
軟質ポリウレタンフォームの製造においては樹脂化反応と泡化反応のバランスを適切に保つことが重要であることから、本発明に使用するアミン触媒として分子内にポリイソシアネートと反応し得るヒドロキシ基や第1級及び2級のアミノ基を有する反応型触媒を単独または併用することができる。このような反応型触媒としては、2−ヒドロキシメチルトリエチレンジアミン、ヒドロキシトリエチレンジアミン、ヒドロキシメチルトリエチレンジアミン、ヒドロキシエチルトリエチレンジアミン、N,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシエチル−ビスアミノエチルエーテル、N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノールを使用することができるが、中でも2−ヒドロキシメチルトリエチレンジアミンやN,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシエチル−ビスアミノエチルエーテルを使用することが好ましい。具体例としては、東ソー社製のR−ZETAやハンツマン社製のJEFFCAT ZF−10が挙げられる。 In the production of a flexible polyurethane foam, it is important to appropriately maintain a balance between the resinification reaction and the foaming reaction. Therefore, as an amine catalyst used in the present invention, a hydroxyl group capable of reacting with polyisocyanate in the molecule or the first group. A reactive catalyst having a secondary and secondary amino group can be used alone or in combination. Such reactive catalysts include 2-hydroxymethyltriethylenediamine, hydroxytriethylenediamine, hydroxymethyltriethylenediamine, hydroxyethyltriethylenediamine, N, N, N′-trimethyl-N′-hydroxyethyl-bisaminoethyl ether, N, N, N′-trimethylaminoethylethanolamine and N, N-dimethylaminoethoxyethanol can be used, among which 2-hydroxymethyltriethylenediamine and N, N, N′-trimethyl-N′-hydroxy Preference is given to using ethyl-bisaminoethyl ether. Specific examples include R-ZETA manufactured by Tosoh Corporation and JEFFCAT ZF-10 manufactured by Huntsman Corporation.
本発明において、用いられるアミン触媒は、予め混合して調製したものを反応時に添加しても良いし、反応の際に同時に添加しても良い。また、それらを混合する際に溶媒に溶解して使用することもできる。溶媒としては特に限定するものではないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール等のアルコール類、トルエン、キシレン、ミネラルターペン、ミネラルスピリット等の炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルグリコールアセテート、酢酸セルソルブ等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類の有機溶媒、アセチルアセトン及びそのフッ素化置換体等のβ−ジケトン類、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のケトエステル類等のキレート化可能な溶媒、水等が挙げられる。 In the present invention, the amine catalyst used in advance may be added during the reaction or may be added simultaneously during the reaction. Moreover, when mixing them, it can also be melt | dissolved and used for a solvent. Although it does not specifically limit as a solvent, For example, alcohol, such as ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol, butanediol, and 2-methyl-1,3-propanediol, toluene, xylene, mineral terpene, Hydrocarbons such as mineral spirits, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl glycol acetate and cellosolve acetate, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide Examples include solvable organic solvents such as amides, β-diketones such as acetylacetone and fluorinated substituents thereof, chelating solvents such as ketoesters such as methyl acetoacetate and ethyl acetoacetate, and water. .
本発明に使用する整泡剤(D)としては、通常の界面活性剤が使用され、有機珪素系の界面活性剤が好適に使用できる。例えば、東レ・ダウコーニング社製のSZ−1327、SZ−1325、SZ−1336、SZ−3601、モメンティブ社製のY−10366、L−5309、エボニック社製B−8724LF2、B−8715LF2、信越化学社製のF−122等が挙げられる。これら整泡剤の量はポリオール成分(A−1)を含むポリオール(A)100質量%に対し0.1〜3質量%が好ましい。 As the foam stabilizer (D) used in the present invention, a normal surfactant is used, and an organosilicon surfactant can be suitably used. For example, SZ-1327, SZ-1325, SZ-1336, SZ-3601 manufactured by Toray Dow Corning, Y-10366, L-5309 manufactured by Momentive, B-8724LF2, B-8715LF2, manufactured by Evonik, Shin-Etsu Chemical Examples include F-122 manufactured by the company. The amount of these foam stabilizers is preferably 0.1 to 3% by mass with respect to 100% by mass of the polyol (A) containing the polyol component (A-1).
本発明に使用する発泡剤(E)としては、主として水を用いる。水はイソシアネート基との反応で炭酸ガスを発生し、これにより発泡することになる。また、水と付加的に任意の発泡剤を使用してもよい。例えば、少量のシクロペンタンやイソペンタンなどの低沸点有機化合物を併用してもよいし、ガスローディング装置を用いて原液中に空気や窒素ガスや液化二酸化炭素を混入溶解させて発泡することもできる。発泡剤の添加量は得られる製品の設定密度による。通常は、ポリオール成分(A−1)を含むポリオール(A)100質量%に対して0.5〜10質量%であるが、車輌用シートクッション用途として考えた場合、2〜6質量%であることが好ましい。上限を超えると発泡が安定し難くなる場合があり、下限未満では発泡が有効になされない場合がある。 As the foaming agent (E) used in the present invention, water is mainly used. Water generates carbon dioxide gas by reaction with the isocyanate group, which causes foaming. Moreover, you may use arbitrary foaming agents in addition to water. For example, a small amount of a low-boiling organic compound such as cyclopentane or isopentane may be used in combination, or air, nitrogen gas, or liquefied carbon dioxide may be mixed and dissolved in the stock solution using a gas loading device and foamed. The amount of foaming agent added depends on the set density of the resulting product. Usually, it is 0.5 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the polyol (A) containing the polyol component (A-1), but 2 to 6% by mass when considered as a vehicle seat cushion application. It is preferable. If the upper limit is exceeded, foaming may become difficult to stabilize, and if it is less than the lower limit, foaming may not be effective.
また、本発明には成形安定性の向上やフォーム硬さの調製を目的としてジエタノールアミンやトリエタノールアミンといった架橋剤を添加することができる。架橋剤の好ましい添加量はポリオール成分(A−1)を含むポリオール(A)100質量%に対し5質量%までである。必要以上の架橋剤添加では、強い独泡性を生じたり、架橋密度増大により機械的強度が悪化する場合がある。 In addition, a crosslinking agent such as diethanolamine or triethanolamine can be added to the present invention for the purpose of improving molding stability and adjusting foam hardness. A preferable addition amount of the crosslinking agent is up to 5% by mass with respect to 100% by mass of the polyol (A) containing the polyol component (A-1). When the crosslinking agent is added more than necessary, strong foaming properties may be produced, or the mechanical strength may deteriorate due to an increase in the crosslinking density.
そして、本発明における軟質ポリウレタンフォームの製造には、酸化防止剤や紫外線吸収剤のような老化防止剤、炭酸カルシウムや硫酸バリウムのような充填剤、難燃剤、可塑剤、着色剤、抗カビ剤等の公知の各種添加剤、助剤を必要に応じて使用することができる。 In the production of the flexible polyurethane foam in the present invention, an anti-aging agent such as an antioxidant and an ultraviolet absorber, a filler such as calcium carbonate and barium sulfate, a flame retardant, a plasticizer, a colorant, and an antifungal agent. Various known additives and auxiliaries such as can be used as necessary.
次に、軟質フォームの製造方法について説明する。軟質フォームは見掛け密度55kg/m3未満、かつスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが100〜400N/314cm2、ヒステリシスロス率が30%未満、湿熱圧縮歪が12%未満であることを特徴とし、本発明のポリオール成分(A)、ポリイソシアネート成分(B)、アミン触媒(C)、整泡剤(D)、及び発泡剤(E)の混合液を反応発泡せしめて製造される。 Next, the manufacturing method of a flexible foam is demonstrated. The flexible foam is characterized in that the apparent density is less than 55 kg / m3, the 25% compression hardness of the foamed test piece with skin is 100 to 400 N / 314 cm2, the hysteresis loss rate is less than 30%, and the wet heat compression strain is less than 12%. The polyol component (A), polyisocyanate component (B), amine catalyst (C), foam stabilizer (D), and foaming agent (E) of the present invention are produced by reaction foaming.
なお、上記見掛け密度は、JIS K6400記載の方法で、スキン付き試験片フォームの25%圧縮硬さは、JIS K6400記載のB法で、ヒステリシスロス率はJIS K6400記載のB法、湿熱圧縮歪はJIS K6400記載の方法で測定される値を指す。 The apparent density is the method described in JIS K6400, the 25% compression hardness of the test piece foam with skin is the method B described in JIS K6400, the hysteresis loss rate is the method B described in JIS K6400, and the wet heat compression strain is The value measured by the method described in JIS K6400.
本発明のポリイソシアネート組成物中の全イソシアネート基と水を含む活性水素基含有化合物中の全活性水素基との混合発泡時におけるモル比(NCO基/活性水素基)としては0.7〜1.4(イソシアネートインデックス(NCO INDEX)=70〜140)であることが好ましく、フォームの耐久性や成形サイクルの良好な範囲として0.8〜1.3(イソシアネートインデックス(NCO INDEX)=80〜130)がより好ましい。 The molar ratio (NCO group / active hydrogen group) at the time of mixed foaming of all isocyanate groups in the polyisocyanate composition of the present invention and all active hydrogen groups in the active hydrogen group-containing compound containing water is 0.7 to 1. .4 (isocyanate index (NCO INDEX) = 70 to 140), and 0.8 to 1.3 (isocyanate index (NCO INDEX) = 80 to 130 as a good range of the durability and molding cycle of the foam. ) Is more preferable.
イソシアネートインデックスが70未満では耐久性の低下や独泡性に過度の上昇が生じ、140より高い場合は未反応イソシアネートが長く残存することによる成形サイクルの延長、高分子量化の遅延によるフォーム発泡途中でのセル崩壊などが生じる場合がある。 If the isocyanate index is less than 70, the durability is lowered and the foam is excessively increased. If it is higher than 140, the unreacted isocyanate remains for a long time, the molding cycle is extended, and the foaming is delayed due to the high molecular weight. Cell collapse may occur.
軟質フォームの製造方法としては、前記ポリオール成分(A)、ポリイソシアネート成分(B)、アミン触媒(C)、整泡剤(D)、及び発泡剤(E)の混合液の発泡原液を金型内に注入し、その後発泡硬化させることを特徴とする軟質ポリウレタンモールドフォーム(以下、軟質モールドフォーム)の製造方法が使用できる。 As a method for producing a flexible foam, a foaming stock solution of a mixed solution of the polyol component (A), the polyisocyanate component (B), the amine catalyst (C), the foam stabilizer (D), and the foaming agent (E) is used as a mold. A method for producing a flexible polyurethane mold foam (hereinafter referred to as “soft mold foam”) can be used, which is injected into the inside and then foam-cured.
上記発泡原液を金型内に注入する際の金型温度としては、通常30〜80℃、好ましくは45〜65℃である。上記発泡原液を金型内に注入する際の金型温度が30℃未満であると、反応速度低下による生産サイクルの延長につながり、一方、80℃より高いと、ポリオールとイソシアネートの反応に対し、水とイソシアネートとの反応が過度に促進されることにより、発泡途中においてフォームが崩壊したり、ウレア結合の局所増大による耐久性、フォーム触感の悪化が生じる場合がある。 The mold temperature when the foaming stock solution is poured into the mold is usually 30 to 80 ° C, preferably 45 to 65 ° C. When the mold temperature at the time of pouring the foaming stock solution into the mold is less than 30 ° C., it leads to the extension of the production cycle due to a decrease in the reaction rate. On the other hand, when the temperature is higher than 80 ° C., the reaction between the polyol and the isocyanate When the reaction between water and isocyanate is excessively promoted, the foam may collapse in the course of foaming, or durability and foam feel may deteriorate due to a local increase in urea bonds.
上記発泡原液を発泡硬化させる際の硬化時間としては、一般的な車両用シートパッド、サドルなどの生産サイクルを考慮すると10分以下、好ましくは7分以下である。 The curing time when the foaming stock solution is foam-cured is 10 minutes or less, preferably 7 minutes or less in consideration of production cycles of general vehicle seat pads, saddles, and the like.
軟質モールドフォームを製造する際には、通常の軟質モールドフォームの場合と同様、高圧発泡機や低圧発泡機等を用いて、上記各成分を混合することができる。
ポリイソシアネート成分とポリオール成分とは発泡直前で混合することが好ましい。その他の成分は、原料の貯蔵安定性や反応性の経時変化に影響を与えない範囲でポリイソシアネート成分またはポリオール成分と予め混合することが出来る。それら混合物は混合後直ちに使用しても、貯留した後、必要量を適宜使用してもよい。混合部に2成分を超える成分を同時に導入可能な構造を有する発泡装置の場合、ポリオール、発泡剤、ポリイソシアネート、触媒、整泡剤、添加剤などを個別に混合部に導入することもできる。
また、混合方法は発泡機のマシンヘッド混合室内で混合を行うダイナミックミキシング、送液配管内で混合を行うスタティックミキシングの何れでも良く、また両者を併用してもよい。物理発泡剤等のガス状成分と液状成分との混合はスタティックミキシングで、液体として安定に貯留可能な成分同士の混合はダイナミックミキシングで実施される場合が多い。本発明に使用される発泡装置は、混合部の溶剤洗浄が必要のない高圧発泡装置であることが好ましい。
When producing a flexible mold foam, each component can be mixed using a high-pressure foaming machine, a low-pressure foaming machine, or the like, as in the case of a normal flexible mold foam.
The polyisocyanate component and the polyol component are preferably mixed immediately before foaming. The other components can be mixed in advance with the polyisocyanate component or the polyol component in such a range that does not affect the storage stability of the raw materials and the change with time of the reactivity. These mixtures may be used immediately after mixing or may be used in appropriate amounts after storage. In the case of a foaming apparatus having a structure capable of simultaneously introducing more than two components into the mixing part, polyols, foaming agents, polyisocyanates, catalysts, foam stabilizers, additives and the like can be individually introduced into the mixing part.
The mixing method may be either dynamic mixing in which mixing is performed in the machine head mixing chamber of the foaming machine or static mixing in which mixing is performed in the liquid feeding pipe, or both may be used in combination. Mixing of a gaseous component such as a physical foaming agent and a liquid component is often performed by static mixing, and mixing of components that can be stably stored as a liquid is often performed by dynamic mixing. The foaming apparatus used in the present invention is preferably a high-pressure foaming apparatus that does not require solvent cleaning of the mixing part.
このような混合により得られた混合液を金型(モールド)内に吐出し、発泡硬化させ、その後脱型が行われる。上記脱型を円滑に行うため、金型に予め離型剤を塗布しておくことも好適である。使用する離型剤としては、成形加工分野で通常用いられる離型剤を用いればよい。 The liquid mixture obtained by such mixing is discharged into a mold (mold), foamed and cured, and then demolded. In order to perform the demolding smoothly, it is also preferable to apply a release agent to the mold in advance. As the release agent to be used, a release agent usually used in the field of molding processing may be used.
脱型後の製品はそのままでも使用できるが、従来公知の方法で圧縮下又は、減圧下でフォームのセル膜を破壊し、以降の製品外観、寸法を安定化させることが好ましい。 Although the product after demolding can be used as it is, it is preferable to stabilize the appearance and dimensions of the product thereafter by destroying the cell membrane of the foam under compression or reduced pressure by a conventionally known method.
本発明により得られる好適な軟質フォームは、JIS K6400の方法で測定される見掛け密度が55kg/m3未満、かつJIS K6400記載のB法で測定されるスキン付きフォーム試験片の25%圧縮硬さが100〜400N/314cm2であって、JIS K6400記載のB法によるヒステリシスロス率が30%未満、JIS K6400記載の湿熱圧縮歪みが12%未満であることを特徴とする。 The preferred flexible foam obtained by the present invention has an apparent density measured by the method of JIS K6400 of less than 55 kg / m3 and the 25% compression hardness of the foamed test piece with skin measured by the method B of JIS K6400. 100 to 400 N / 314 cm 2, wherein the hysteresis loss rate according to the method B described in JIS K6400 is less than 30%, and the wet heat compression strain described in JIS K6400 is less than 12%.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、文中の「部」、「%」は質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example. Unless otherwise specified, “part” and “%” in the text are based on mass.
・ポリオールプレミックスの調整
攪拌機を備えた容量100Lの混合機に、ポリオール成分(A)、アミン触媒(C)、整泡剤(D)、発泡剤としての水(E)をそれぞれ仕込み、均一に混合した。
-Preparation of polyol premix Charge a polyol component (A), an amine catalyst (C), a foam stabilizer (D), and water (E) as a foaming agent into a 100 L mixer equipped with a stirrer, and uniformly Mixed.
・使用原料
<ポリオール成分A>
ポリオールA−1−1:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=104(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が58%になるように調整した。
ポリオールA−1−2:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=98(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が60%になるように調整した。
ポリオールA−1−3:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=38(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が80%になるように調整した。
ポリオールA−1−4:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=38(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が90%になるように調整した。
ポリオールA−1−5:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=17(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が88%になるように調整した。
ポリオールA−1−6:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=20(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が87%になるように調整した。
ポリオールA−1−7:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=38(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が81%になるように調整した。
ポリオールA−1−8:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=48(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が78%になるように調整した。
ポリオールA−1−9:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=52(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が76%になるように調整した。
ポリオールA−1−10:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=47(mgKOH/g)、総不飽和度0.009meq./g、末端水酸基の一級化率が87%になるように調整した。
ポリオールA−1−11:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=24(mgKOH/g)、総不飽和度0.03meq./g、末端水酸基の一級化率が85%になるように調整した。
ポリオールA−1−12:触媒としてイミノ基含有ホスファゼニウム塩及びKOHを用いて製造された2種類のポリオキシアルキレンポリオールをブレンドし、水酸基価=28(mgKOH/g)、総不飽和度0.05meq./g、末端水酸基の一級化率が87%になるように調整した。
ポリオールA−2:平均官能基数=3.0、水酸基価=28(mgKOH/g)で、触媒としてKOHを用いて製造されたポリマーポリオール。
ポリオールA−3:重合開始剤平均官能基数=3.0、水酸基価=48(mgKOH/g)で、触媒としてKOHを用いて製造されたポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール。
・ Raw material <Polyol component A>
Polyol A-1-1: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 104 (mg KOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 58%.
Polyol A-1-2: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 98 (mg KOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 60%.
Polyol A-1-3: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 38 (mgKOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 80%.
Polyol A-1-4: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 38 (mgKOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 90%.
Polyol A-1-5: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 17 (mg KOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 88%.
Polyol A-1-6: Two kinds of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 20 (mg KOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 87%.
Polyol A-1-7: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 38 (mg KOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 81%.
Polyol A-1-8: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 48 (mg KOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 78%.
Polyol A-1-9: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 52 (mg KOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 76%.
Polyol A-1-10: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 47 (mg KOH / g), total unsaturation 0.009 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 87%.
Polyol A-1-11: Two types of polyoxyalkylene polyols produced using an imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst were blended, hydroxyl value = 24 (mg KOH / g), total unsaturation degree 0.03 meq./ g, The terminal hydroxyl group was adjusted so that the primary ratio was 85%.
Polyol A-1-12: Two kinds of polyoxyalkylene polyols produced using imino group-containing phosphazenium salt and KOH as a catalyst were blended, hydroxyl value = 28 (mg KOH / g), total unsaturation degree 0.05 meq ./g, and the terminal hydroxyl group was converted to a primary ratio of 87%.
Polyol A-2: a polymer polyol produced using KOH as a catalyst with an average number of functional groups = 3.0 and a hydroxyl value = 28 (mgKOH / g).
Polyol A-3: Polyoxyethylene polyoxypropylene polyol produced by using KOH as a catalyst with a polymerization initiator average functional group number = 3.0 and hydroxyl value = 48 (mgKOH / g).
<イソシアネート成分B>
・イソシアネートI−1:
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量:1Lの反応器に、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,2’−MDI):1.4%、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’−MDI):43.4%を含むジフェニルメタンジイソシアネート(MDI):658.1gを仕込み、75℃まで昇温した後、ポリオールF−1(平均官能基数2 数平均分子量1,000、エチレンオキサイドユニット含有量 100%、三洋化成工業株式会社製PEG−1000)を25.6g仕込み、温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら2時間ウレタン化反応を行った。続いて、MDI:39%、MDI中の2,2’−MDIと2,4’−MDIの含有率2.5%のポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート(Poly−MDI)を316.4g仕込み、30分間攪拌後、室温まで冷却してイソシアネート基末端プレポリマー「I−1」(NCO含量31.6%)を得た。PEG−1000との反応の前に仕込んだMDIと反応後に仕込んだPoly−MDIとを合算したPoly−MDIの組成は、MDI含有率80.2%、MDI中の2,2’−MDIと2,4’−MDIを合計した含有率は、38.1%であった。
・イソシアネートI−2:
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量:1Lの反応器に、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,2’−MDI):1.4%、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’−MDI):43.4%を含むジフェニルメタンジイソシアネート(MDI):658.1gを仕込み、75℃まで昇温した後、ポリオールF−2(平均官能基数2 数平均分子量1,000、エチレンオキサイドユニット含有量0%、三洋化成工業株式会社製PP−1000)を25.6g仕込み、温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら2時間ウレタン化反応を行った。続いて、MDI:39%、MDI中の2,2’−MDIと2,4’−MDIの含有率2.5%のポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート(Poly−MDI)を316.4g仕込み、30分間攪拌後、室温まで冷却してイソシアネート基末端プレポリマー「I−2」(NCO含量31.6%)を得た。PP−1000との反応の前に仕込んだMDIと反応後に仕込んだPoly−MDIとを合算したPoly−MDIの組成は、MDI含有率80.2%、MDI中の2,2’−MDIと2,4’−MDIを合計した含有率は、38.1%であった。
・イソシアネートI−3:
イソシアネートI−1とイソシアネートI−2を1:1の比率でブレンドしたイシシアネート。MDI含有率80.2%、MDI中の2,2’−MDIと2,4’−MDIを合計した含有率は、38.1%。
<Isocyanate component B>
・ Isocyanate I-1:
Capacity with stirrer, thermometer, condenser and nitrogen gas inlet tube: 1 L reactor, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate (2,2′-MDI): 1.4%, 2,4′-diphenylmethane Diisocyanate (2,4′-MDI): Diphenylmethane diisocyanate (MDI) containing 43.4%: 658.1 g was charged and heated to 75 ° C., then polyol F-1 (average functional group number 2 number average molecular weight 1, 000, ethylene oxide unit content 100%, PEG-1000 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) was charged, and urethanization reaction was performed for 2 hours while uniformly mixing with a stirring blade while maintaining the temperature. Subsequently, 316.4 g of polyphenylene polymethylene polyisocyanate (Poly-MDI) having an MDI of 39% and a content of 2,2′-MDI and 2,4′-MDI in MDI of 2.5% was charged for 30 minutes. After stirring, the mixture was cooled to room temperature to obtain an isocyanate group-terminated prepolymer “I-1” (NCO content 31.6%). The composition of Poly-MDI, which is the sum of MDI charged before the reaction with PEG-1000 and Poly-MDI charged after the reaction, is 80.2% MDI content, 2,2′-MDI in MDI and 2 , 4′-MDI was 38.1% in total.
Isocyanate I-2:
Capacity with stirrer, thermometer, condenser and nitrogen gas inlet tube: 1 L reactor, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate (2,2′-MDI): 1.4%, 2,4′-diphenylmethane Diisocyanate (2,4′-MDI): Diphenylmethane diisocyanate (MDI) containing 43.4%: 658.1 g was charged and heated to 75 ° C., then polyol F-2 (average functional group number 2 number average molecular weight 1, 000, ethylene oxide unit content 0%, PP-1000 manufactured by Sanyo Chemical Industries Co., Ltd.), and urethanation reaction was performed for 2 hours while uniformly mixing with a stirring blade while maintaining the temperature. Subsequently, 316.4 g of polyphenylene polymethylene polyisocyanate (Poly-MDI) having an MDI of 39% and a content of 2,2′-MDI and 2,4′-MDI in MDI of 2.5% was charged for 30 minutes. After stirring, the mixture was cooled to room temperature to obtain an isocyanate group-terminated prepolymer “I-2” (NCO content 31.6%). The composition of Poly-MDI, which is the sum of the MDI charged before the reaction with PP-1000 and the Poly-MDI charged after the reaction, was 80.2% MDI content, 2,2′-MDI in MDI and 2 , 4′-MDI was 38.1% in total.
・ Isocyanate I-3:
Isocyanate obtained by blending isocyanate I-1 and isocyanate I-2 in a ratio of 1: 1. The MDI content is 80.2%, and the total content of 2,2′-MDI and 2,4′-MDI in MDI is 38.1%.
<アミン触媒C>
触媒C−1:トリエチレンジアミンの33%ジプロピレングリコール溶液、東ソー社製TEDA−L33
触媒C−2:ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテルの70%ジプロピレングリコール溶液、東ソー社製TOYOCAT−ET
触媒C−3:2−ヒドロキシメチルトリエチレンジアミン、東ソー社製R−ZETA
触媒C−4:N、N、N’−トリメチルーN’−ヒドロキシエチルービスアミノエチルエーテル、ハンツマン社製JEFFCAT ZF―10
<Amine catalyst C>
Catalyst C-1: 33% dipropylene glycol solution of triethylenediamine, TEDA-L33 manufactured by Tosoh Corporation
Catalyst C-2: 70% dipropylene glycol solution of bis (2-dimethylaminoethyl) ether, TOYOCAT-ET manufactured by Tosoh Corporation
Catalyst C-3: 2-hydroxymethyltriethylenediamine, R-ZETA manufactured by Tosoh Corporation
Catalyst C-4: N, N, N′-trimethyl-N′-hydroxyethyl-bisaminoethyl ether, JEFFCAT ZF-10 manufactured by Huntsman
<整泡剤D>
整泡剤D−1:シリコーン系整泡剤、モメンティブ社製L−5309
<Foam stabilizer D>
Foam stabilizer D-1: Silicone foam stabilizer, L-5309 manufactured by Momentive
・フォーム成型
[発泡条件]
金型温度:55〜60℃
金型形状:100×300×300mm
金型材質:アルミニウム
キュアー条件:55〜60℃×4分
・ Form molding [foaming conditions]
Mold temperature: 55-60 ° C
Mold shape: 100 × 300 × 300mm
Mold material: Aluminum cure Conditions: 55-60 ° C x 4 minutes
・ポリウレタンフォームの物性の測定方法
見掛け密度、湿熱圧縮残留歪は、JIS K6400記載の方法で、スキン付き試験片フォームの25%圧縮硬さ(ILD)は、JIS K6400記載のB法で、ヒステリシスロス率はJIS K6400記載のB法で、湿熱残留歪みは、JIS K6400記載の方法で測定した。臭気の評価は新コスモス電機社製の臭気センサーCOSMOXP−329を用いて行った。フォームサンプルの臭気を20℃、55%RHの条件で経時的に測定し、臭気が測定環境レベルの数値に低下するまでの時間を測定した。10時間以内に臭気が測定環境レベルまで低下するものは「○」、24時間以内に臭気が測定環境レベルまで低下するものは「△」、100時間経過後も測定環境レベルに低下しないサンプルは「×」とした。
Method for measuring physical properties of polyurethane foam The apparent density and wet heat compression residual strain are the methods described in JIS K6400, and the 25% compression hardness (ILD) of the test piece foam with skin is the B method described in JIS K6400. The rate was measured by the method B described in JIS K6400, and the wet heat residual strain was measured by the method described in JIS K6400. The odor was evaluated using an odor sensor COSMOXP-329 manufactured by Shin Cosmos Electric Co., Ltd. The odor of the foam sample was measured over time under the conditions of 20 ° C. and 55% RH, and the time until the odor decreased to the numerical value of the measurement environment level was measured. “O” indicates that the odor falls to the measurement environment level within 10 hours, “△” indicates that the odor falls to the measurement environment level within 24 hours, and “No” indicates that the sample does not fall to the measurement environment level after 100 hours. × ”.
・フォームの成形性評価
成型直後の軟質ポリウレタンフォームの状態を確認した。
崩壊:成型したフォームが最高の高さに達した後に大きく沈む現象
-Foam moldability evaluation The state of the flexible polyurethane foam immediately after molding was confirmed.
Collapse: Phenomenon that sinks greatly after the molded foam reaches its maximum height
軟質フォーム成形品の実施例1〜3、比較例1
軟質フォーム成形品の実施例4〜5、比較例2〜3
軟質フォーム成形品の実施例6〜8、比較例4〜5
軟質フォーム成形品の実施例9〜10、比較例6〜8
表1に示した結果から明らかなように、実施例1は分子内にポリイソシアネートと反応し得るヒドロキシ基を有する反応型のアミン触媒である2−ヒドロキシメチルトリエチレンジアミンとN,N,N’−トリメチル−N’−ヒドロキシエチルービスアミノエチルエーテルを組み合わせた組成であり、臭気が少ないことが確認できた。また、本願記載の特定のポリオール成分とポリイソシアネート成分を組み合わせることで、低密度領域においてもフォームのヒステリシスロス及び耐久性が良好なフォームが得られることが確認できた。一方、比較例1では、アミン触媒に由来する臭気が長時間にわたりフォーム内に残存するため、臭気問題や環境に対する問題を引き起こす可能性がある。 As is apparent from the results shown in Table 1, Example 1 is a reactive amine catalyst having a hydroxy group capable of reacting with polyisocyanate in the molecule, 2-hydroxymethyltriethylenediamine and N, N, N′—. The composition was a combination of trimethyl-N′-hydroxyethyl-bisaminoethyl ether, and it was confirmed that there was little odor. It was also confirmed that a foam having good foam hysteresis loss and durability could be obtained even in a low density region by combining the specific polyol component and polyisocyanate component described in the present application. On the other hand, in Comparative Example 1, the odor derived from the amine catalyst remains in the foam for a long time, which may cause odor problems and environmental problems.
比較例2、3に示したように、末端水酸基の一級化率が低い場合には、フォームの成型安定性が不十分で良好なフォームを得ることができなかった。 As shown in Comparative Examples 2 and 3, when the terminal hydroxyl group primary rate was low, the molding stability of the foam was insufficient and a good foam could not be obtained.
比較例4では、設定した水酸基価が低く、ポリオールの粘度が高いため液流れが悪化し、フォームの充填性が低下したために、良好なフォームを得ることができなかった。 In Comparative Example 4, since the set hydroxyl value was low and the viscosity of the polyol was high, the liquid flow was deteriorated and the foam filling property was lowered, so that a good foam could not be obtained.
比較例5では、設定した水酸基価が高く、ポリウレタンフォームの硬さが高くなりすぎ、柔軟性が低下したため、良好なヒステリシスロスを得ることができなかった。 In Comparative Example 5, the set hydroxyl value was high, the hardness of the polyurethane foam was too high, and the flexibility was lowered, so that good hysteresis loss could not be obtained.
比較例6では、設定した総不飽和度が大きく、フォームの架橋密度低下したことから、ヒステリシスロスや耐久性が悪化した。 In Comparative Example 6, since the set total unsaturation was large and the crosslinking density of the foam was reduced, hysteresis loss and durability were deteriorated.
比較例7では、変性剤としてポリエチレングリコールを用いていないため、フォームの成形安定性が低下し良好なフォームが得られなかった。また比較例H−8では、オキシエチレングリコールユニットの凝集による架橋効果が低く、ヒステリスロスが30%を超える結果となった。 In Comparative Example 7, since polyethylene glycol was not used as the modifier, the molding stability of the foam was lowered and a good foam could not be obtained. In Comparative Example H-8, the cross-linking effect due to the aggregation of the oxyethylene glycol unit was low, and the hysteresis loss exceeded 30%.
以上の各実施例及び各比較例を対比することにより、本発明においては、ポリオール成分(A)とポリイソシアネート成分(B)をアミン触媒(C)、整泡剤(D)、及び発泡剤(E)の存在下に反応して得られる軟質ポリウレタンフォームにおいて、ポリオール成分(A−1)が触媒として複合金属シアン化物錯体触媒又はホスファゼン触媒又はイミノ基含有ホスファゼニウム塩を用いて製造され、水酸基価18〜50mgKOH/g、総不飽和度0.001〜0.03meq./g以下のポリオキシアルキレンポリオールを用い、ポリイソシアネート成分(B)としてポリエチレングリコール(F)にてウレタン変性した変性ポリフェニレンポリメチレンイソシアネートを用い、アミン触媒(C)として少なくとも反応型のアミン触媒を、ポリオール成分(A−1)を含むポリオール(A)100質量%に対して0.01〜5質量%使用することで、低密度領域においてもフォームのヒステリシスロス及び耐久性が良好で、かつ臭気の少ない軟質ポリウレタンフォームが得られることは明確であり、本発明の構成の有意性と顕著な卓越性を理解できる。 By comparing the above Examples and Comparative Examples, in the present invention, the polyol component (A) and the polyisocyanate component (B) are converted into an amine catalyst (C), a foam stabilizer (D), and a foaming agent ( In the flexible polyurethane foam obtained by reacting in the presence of E), the polyol component (A-1) is produced using a double metal cyanide complex catalyst, phosphazene catalyst or imino group-containing phosphazenium salt as a catalyst, and has a hydroxyl value of 18 To 50 mg KOH / g, total unsaturation 0.001 to 0.03 meq. / G or less polyoxyalkylene polyol, modified polyphenylene polymethylene isocyanate urethane-modified with polyethylene glycol (F) as polyisocyanate component (B), and at least reactive amine catalyst as amine catalyst (C), By using 0.01 to 5% by mass with respect to 100% by mass of the polyol (A) containing the polyol component (A-1), the hysteresis loss and durability of the foam are good even in a low density region, and the odor It is clear that fewer flexible polyurethane foams are obtained, and the significance and significant excellence of the composition of the present invention can be understood.
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