JP2021105077A - ポリウレタンフォーム成形体のその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、コストが嵩む磁場発生装置などが不要であって、良好な熱伝導性を有する安価なポリウレタンフォームの提供を目的とする。
また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、前記ポリエーテルポリオールと多塩基酸を反応させてポリエステル化したもの、あるいは1分子内にポリエーテルとポリエステルの両セグメントを有するものを挙げることができる。
炭化水素系の破泡剤としては、ポリブテン等のオイル類を挙げることができる。
エステル系の破泡剤としては、ダイマー酸ジエステル等を挙げることができる。
シリコーン系の破泡剤としては、シクロペンタシロキサン等を挙げることができる。
熱伝導性フィラーの配合量は、ポリオール100重量部に対し50〜400重量部が好ましい。熱伝導性フィラーの配合量が少なすぎると、ポリウレタンフォーム成形体の熱伝導性が低くなり、逆に多すぎるとポリウレタンフォームの発泡が悪くなる。
整泡剤としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができる。例えば、シリコーン系整泡剤、フッ素系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。整泡剤はポリウレタンフォーム原料を均一に混合する点で加えた方が好ましい。
着色剤としては、カーボン顔料等、ポリウレタンフォームの用途等に応じたものを使用できる。
難燃剤としては、リン系、ポリリン酸アンモニウム等の粉体難燃剤や、リン酸エステル系難燃剤等の液体難燃剤があり、何れか一方あるいは両方の併用であってもよい。
また、本発明のポリウレタンフォーム成形体は、熱伝導率(熱線法を用いて熱伝導率を測定する京都電子工業社製測定器 QTM500を使用し測定)が0.5〜1.5W/m・K以上が好ましい。
・触媒:品番;DABCO 33LSI、EVONIK社
・大粒子径の熱伝導性フィラー2:アルミナ、平均粒子径(D50)43μm、品番;F220、日本軽金属株式会社
・大粒子径の熱伝導性フィラー3:酸化マグネシウム、平均粒子径50μm、品番;RF−50−SC、宇部マテリアルズ株式会社
・大粒子径の熱伝導性フィラー4:膨張化黒鉛、平均粒子径(D50)200μm、品番;AED−200、富士黒鉛工業株式会社
・大粒子径の熱伝導性フィラー5:膨張化黒鉛、平均粒子径(D50)100μm、品番;AED−100、富士黒鉛工業株式会社
・大粒子径の熱伝導性フィラー6:膨張化黒鉛、平均粒子径(D50)50μm、品番;AED−50、富士黒鉛工業株式会社
・小粒子径の熱伝導性フィラー1:金属シリコン、平均粒子径20μm、品番;#200、キンセイマテック株式会社
・小粒子径の熱伝導性フィラー2:酸化マグネシウム、平均粒子径4−10μm、品番;RF−10C−SC、宇部マテリアルズ株式会社
・小粒子径の熱伝導性フィラー3:アルミナ、平均粒子径3μm、品番;AL−45−H、昭和電工株式会社
・破泡剤1:ダイマー酸ジエステル、品番;ADDITIVE T、日立化成ポリマー株式会社
・破泡剤2:シリコーンオイル、品番;SH245、東レ・ダウコーニング株式会社
・破泡剤3:ポリブテン(Mw=430)、品番;LV−50、JXTGエネルギー株式会社
・破泡剤4:ポリブテン(MW=500)、品番;LV−100、JXTGエネルギー株式会社
・発泡剤:水
・イソシアネート:プレポリマー系MDI、NCO%=27%、品番;M249、住化コベストロウレタン株式会社
バリ/投入量%の値に基づいて、バリ評価を行った。バリ評価は、バリ/投入量%が10%未満の場合に「◎」、10〜15%未満の場合に「〇」、15〜20%未満の場合に「△」、20%以上の場合に「×」とした。
熱伝導率/密度[(W/m・K)/(g/cm3)]は、熱伝導率を密度で除算した。
実施例1は、ポリオール100重量部、触媒0.7重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー1を85重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー2を215重量部、熱伝導性フィラーの全量を300重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率28%、熱伝導性フィラーの全配合量(ポリウレタンフォーム原料)に対する比率67%、整泡剤1.0重量部、破泡剤1を10重量部、発泡剤を1.5重量部、イソシアネートを37.7重量部、INDEXを100、金型への投入量を237gとした例である。
実施例2は、実施例1における小粒子径の熱伝導性フィラー2に代えて、小粒子径の熱伝導性フィラー3を215重量部、金型への投入量を267gとした以外、実施例1と同様にした例である。
実施例3は、実施例2における破泡剤1を10重量部に代えて、破泡剤2を1.0重量部とし、イソシアネートを36.8重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率28%、熱伝導性フィラーの全配合量(ポリウレタンフォーム原料)に対する比率68%とし、金型への投入量を263gとした以外、実施例2と同様にした例である。
実施例4は、実施例2における破泡剤1を10重量部に代えて、破泡剤3を10重量部とし、イソシアネートを37.6重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率28%、熱伝導性フィラーの全配合量(ポリウレタンフォーム原料)に対する比率67%とし、金型への投入量を273gとした以外、実施例2と同様にした例である。
実施例5は、実施例2における破泡剤1を10重量部に代えて、破泡剤4を10重量部とし、イソシアネートを37.6重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率28%、熱伝導性フィラーの全配合量(ポリウレタンフォーム原料)に対する比率67%とし、金型への投入量を278gとした以外、実施例2と同様にした例である。
実施例6は、ポリオール100重量部、触媒0.7重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー2を200重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー3を200重量部、熱伝導性フィラーの全量を400重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率50%、熱伝導性フィラーの全配合量(ポリウレタンフォーム原料)に対する比率73%、整泡剤1.0重量部、破泡剤1を10重量部、発泡剤を1.5重量部、イソシアネートを37.8重量部、INDEXを100、金型への投入量を253gとした例である。
実施例7は、実施例6における大粒子径熱伝導性フィラーについて、大粒子径の熱伝導性フィラー1を85重量部と大粒子径の熱伝導性フィラー3を27重量部の併用とし、また、小粒子径の熱伝導性フィラーについては、小粒子径の熱伝導性フィラー2を188重量部とし、熱伝導性フィラーの全量を300重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率37%、熱伝導性フィラーの全配合量に対する比率67%、イソシアネート37.7重量部、金型への投入量を246gとし、その他を実施例6と同様にした例である。
実施例8は、実施例6における大粒子径熱伝導性フィラーについて、大粒子径の熱伝導性フィラー1を95重量部とし、また、小粒子径の熱伝導性フィラーについては、小粒子径の熱伝導性フィラー1を115重量部とし、熱伝導性フィラーの全量を210重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率45%、熱伝導性フィラーの全配合量に対する比率58%、イソシアネート37.8重量部、金型への投入量を204gとし、その他を実施例6と同様にした例である。
実施例9は、実施例6における大粒子径熱伝導性フィラーを0重量部とし、小粒子径の熱伝導性フィラーについては、小粒子径の熱伝導性フィラー1を185重量部とし、熱伝導性フィラーの全量を185重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率0%、熱伝導性フィラーの全配合量に対する比率55%、イソシアネート37.6重量部、金型への投入量を208gとし、その他を実施例6と同様にした例である。
実施例10は、実施例8において、金型への投入量を158gとし、その他を実施例8と同様にした例である。
実施例11は、ポリオール100重量部、触媒0.7重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー4を37重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー1を45重量部、熱伝導性フィラーの全量を82重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率45%、熱伝導性フィラーの全配合量(ポリウレタンフォーム原料)に対する比率38%、整泡剤1.0重量部、破泡剤1を10重量部、発泡剤を0.7重量部、イソシアネートを23.8重量部、INDEXを100、金型への投入量を147gとした例である。
実施例12は、ポリオール100重量部、触媒0.7重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー5を25重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー1を30重量部、熱伝導性フィラーの全量を55重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率45%、熱伝導性フィラーの全配合量(ポリウレタンフォーム原料)に対する比率29%、整泡剤1.0重量部、破泡剤1を10重量部、発泡剤を0.7重量部、イソシアネートを23.8重量部、INDEXを100、金型への投入量を117gとした例である。
実施例13は、ポリオール100重量部、触媒0.7重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー6を25重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー1を30重量部、熱伝導性フィラーの全量を55重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率45%、熱伝導性フィラーの全配合量(ポリウレタンフォーム原料)に対する比率29%、整泡剤1.0重量部、破泡剤1を10重量部、発泡剤を0.7重量部、イソシアネートを23.8重量部、INDEXを100、金型への投入量を131gとした例である。
比較例1は、ポリオール100重量部、触媒0.7重量部、整泡剤0.5重量部、発泡剤1.0重量部、イソシアネート28.3重量部、INDEXを100、金型への投入量を56gとし、熱伝導性フィラーと破泡剤の何れも含まない例である。
比較例2は、実施例1において、破泡剤を0重量部とし、発泡剤を0.4重量部、イソシアネートを18.5重量部、INDEXを100、金型への投入量を257gとし、他を実施例1と同様にした例である。
比較例3は、比較例2において、イソシアネートを29.4重量部、INDEXを157、金型への投入量を251gとし、他を比較例2と同様にした例である。
比較例4は、実施例1において、破泡剤を0重量部とし、イソシアネートを37.5重量部、INDEXを100、金型への投入量を241gとし、他を実施例1と同様にした例である。
比較例5は、実施例2において、破泡剤を0重量部とし、イソシアネートを37.5重量部、INDEXを100、金型への投入量を310gとし、他を実施例2と同様にした例である。
比較例6は、実施例1において、大粒子径の熱伝導性フィラー1を130重量部、小粒子径の熱伝導性フィラーを0重量部、破泡剤を0重量部、イソシアネートを37.1重量部、INDEXを100、金型への投入量を124gとし、他を実施例1と同様にした例である。
比較例7は、ポリオール100重量部、触媒0.7重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー2を144重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー3を176重量部、熱伝導性フィラーの全量を320重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率45%、熱伝導性フィラーの全配合量(ポリウレタンフォーム原料)に対する比率70%、整泡剤0.5重量部、破泡剤0重量部、発泡剤を1.4重量部、イソシアネートを31.9重量部、INDEXを105、金型への投入量を140gとした例である。
Claims (8)
- ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、破泡剤、熱伝導性フィラーを含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォーム成形体であって、
前記熱伝導性フィラーが、ポリオール100重量部に対して50〜400重量部であることを特徴とするポリウレタンフォーム成形体。 - 前記熱伝導性フィラーは、粒子径が30μm以上〜400μm未満である大粒子径の熱伝導性フィラーと、粒子径が3μm以上〜30μm未満である小粒子径の熱伝導性フィラーの併用であることを特徴とする請求項1に記載のポリウレタンフォーム成形体。
- 前記大粒子径の熱伝導性フィラーは、粒子径が80μm以上〜400μm未満であることを特徴とする請求項2に記載のポリウレタンフォーム成形体。
- 前記破泡剤の種類は、炭化水素系、エステル系、シリコーン系の何れかであることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のポリウレタンフォーム成形体。
- ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、破泡剤、熱伝導性フィラーを含むポリウレタンフォーム原料を金型に充填して発泡させるポリウレタンフォーム成形体の製造方法において、
前記熱伝導性フィラーが、ポリオール100重量部に対して50〜400重量部であることを特徴とするポリウレタンフォーム成形体の製造方法。 - 前記熱伝導性フィラーは、粒子径が30μm以上〜400μm未満である大粒子径の熱伝導性フィラーと、粒子径が3μm以上〜30μm未満である小粒子径の熱伝導性フィラーの併用であることを特徴とする請求項5に記載のポリウレタンフォーム成形体の製造方法。
- 前記大粒子径の熱伝導性フィラーは、粒子径が80μm以上〜400μm未満であることを特徴とする請求項6に記載のポリウレタンフォーム成形体の製造方法。
- 前記破泡剤の種類は、炭化水素系、エステル系、シリコーン系の何れかであることを特徴とする請求項5から7の何れか一項に記載のポリウレタンフォーム成形体の製造方法。
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