JP2525755B2 - 硬質ポリウレタンフオ―ム用発泡剤組成物 - Google Patents

硬質ポリウレタンフオ―ム用発泡剤組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 ポリウレタンフオームは、従来、クロロフルオロアル
カンを発泡剤として使用して、ポリオールと多官能性イ
ソシアナートとを反応させることによって製造されてい
る。そして、通常、製造工場では、取扱いの便宜上、ポ
リオールと発泡剤との混合物を予め多量に調製して、プ
レミックスと称される状態で貯蔵保存するのが普通であ
る。
しかし、従来から使用されているクロロフルオロアル
カン発泡剤は、貯蔵中に部分的に一級及び二級ポリオー
ルと反応して、塩化水素、アルデヒド、ケント、その他
の反応生成物を生ずる。クロロフルオロアルカンとポリ
オールとの反応によるこれらの生成物は、ポリウレタン
発泡体の性質に悪影響を与える。発泡剤とポリウレタン
前駆体とのこのような反応を阻止するためには、α−メ
チルスチレン、アロオシメン、ニトロメタンなどのよう
な化合物を安定剤としてプレミックスに混入しておくこ
とが有効であるが、そのようなプレミックスから製造さ
れた発泡体には、屡々、不快臭が長期間にわたって残存
するという欠点がある。
この欠点を改善する方法として、1,1−ジクロロ−2,
2,2−トリフルオロエタン(フロン−123)を発泡剤とし
て使用することが提案されている(特開昭52−8529
8)。注目すべきことには、フロン−123は従来から一般
に発泡剤として使用されて来たトリクロロフルオロメタ
ン(フロン−11)とは比較にならないほどに優れたポリ
オールとの相溶性を有している。しかし、発泡剤として
フロン−123を使用して得られるポリウレタンフオーム
は従来のフロン−11を使用して得られるものと比較し
て、最終発泡体の密度が高い。このような欠点を防ぐた
めには、フロン−123の使用量をフロン−11の場合より
も少なくとも10重量%増加する必要があるが、フロン−
123をこのように多量に使用することは、不経済である
のみならず、ポリウレタンフオームの断熱特性の低下を
もたらすので好ましくない。断熱特性は、例えば電気冷
蔵庫用のポリウレタンフオームにとって最も重要な特性
である。
また、フロン−123とフロン−11との混合物を発泡剤
として使用する方法も知られている(特開昭62−1841
8)。この方法によれば、相溶性は向上されるけれど
も、フオーム物性をフロン−11で発泡させたフオームと
同等のレベルに維持するためには、フロン−11を60重量
%以上の優勢割合で使用しなければならないので、フロ
ン−123が持つ切角の有用な特性を十分には生かし得な
い傾向がある。すなわち、相溶性については、フロン−
11単独の場合よりは改善されるものの、フロン−123単
独の場合に較べると遥かに及ばず、また、フロン−11の
使用量が比較的多いために、種々の安定剤(α−メチル
スチレン、アロオシメン、ニトロメタンなど)の添加を
屡々必要とする。
本発明は、フロン−123の特性を損なうことなしにフ
ロン−123の欠点を改良することが可能な混合発泡剤と
して、ジクロロトリフルオロエタン(フロン−123)と
例えばn−ペンタンやn−ヘキサンのような炭素原子数
5及び6のパラフインの少なくとも1つとの重量で97:3
〜70:30の割合の混合物から成るポリウレタンフオーム
用発泡剤組成物を提供する。
本発明のこの発泡剤組成物は、硬質ポリウレタンフオ
ームの物性とくに密度について有用な特性を与える。す
なわち、フロン−123で発泡したフオームは前述した通
りフロン−11での発泡フオームよりも高密度であるが、
本発明の発泡剤組成物はフロン−11での発泡フオームよ
りも更に低密度のフオームをつくることを可能ならしめ
る。しかも、フロン−11を使用した場合における前記の
ような安定剤を必要としない、貯蔵安定性に優れたプレ
ミックスの調製をも可能にする。
本発明の発泡剤組成物は、また、フロン−123が持つ
優れた相溶性を殆んどそのまま受け継いでいる。従来、
一般にプレミックスは、100重量部のポリオールあたり3
5〜50重量部のフロン−11を添加することによって調製
されているが、親水性ポリオールとくに含水ポリオール
の場合にはフロン−11との相溶性が悪いため、エマルジ
ョン化したり、成分の分離が起こったりし、また仮に溶
解したとしても不安なプレミックスしか得られないこと
が屡々であったが、本発明の発泡剤組成物はこのような
場合にフロン−11の代わりに使用しても、安定なプレミ
ックスを調製することができる。
このように、本発明の発泡剤組成物は、一方の成分た
るフロン−123によって優れた溶解性を担保しつつ、他
方の成分たる前記パラフインによって、フロン−123の
単独使用の場合に生ずる欠点を抑制して、フオーム物性
の劣化を改良することができる。これは、フロン−123
に前記パラフインを添加したことによる一石二鳥の効果
である。
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
実施例1(プレミックスの安定性試験) ポリオール[PPG−HN−470(三井東圧)] 100 重量部 H2O 2.0重量部 触媒[TMHD(活材ケミカル)] 1.6重量部 シリコーン[SH−193(東レ)] 2.0重量部 発泡剤 40 重量部 フロン−11の場合は40重量部とし、混合発泡剤(フロ
ン−123+n−ペンタン)の場合はフロン−11の場合と
等モル量とした。
上記処方のプレミックスをエアゾル缶(AE180号ブリ
キ缶)に約125gとり、温度60℃で貯蔵し、貯蔵期間10
日、20日及び30日の試料並びに貯蔵前の試料の評価を測
定した。酸価はブロムチモールブルー/フエノールレッ
ドを混合指示薬として、1/10NのKOH−エタノール溶液で
滴定した。結果を第1表に示す。
本発明の混合発泡剤を使用したプレミックスは、フロ
ン−11を単独で使用したプレミックスよりも安定性が高
く、フロン−11に安定剤を加えたものと比較しても遜色
無い安定性をもっていた。
実施例2(ポリオールとフロンとの相溶性試験) 相溶性試験は、ポリオールとフロンとの相溶性、すな
わち、プレミックスがポリオールとフロンに分離するこ
となく溶液として貯蔵し得るか否かを評価する試験であ
る。
円筒状の容量150mlのガラスびんにポリオールとフロ
ンとを、75/25、70/30、65/35、60/40、55/45及び50/50
の割合(重量比)で、その合計量がガラスビンの約60〜
80%の容積を占めるように採取し、これを振とう機(イ
ワキKFシェーカー)で5分間混合し、室温(約23℃)で
1時間静置した後、混合状態を観察する。
ポリオールとフロンとが完全に相溶している場合に
は、透明な一層の混合物が得られる。相溶しない場合に
は、2層または3層に分離する。この場合、下層は無色
透明のフロン層であり、上層は褐色透明のポリオールを
主とした層となる。三層分離の場合の中間層は、ポリオ
ールとフロンとのエマルジョンである。実際に使用され
るプレミックスでは、ポリオールとフロンとの混合比は
70/30〜65/35の範囲であるため、評価基準は、55/45で
相溶したものを優、60/40で相溶したものを良、65/35で
相溶したものを可、70/30で相溶又は分離したものを不
可とした。可のものは、実使用範囲において相溶してい
るため、一応使用可能であるが冬季などの気温の低い時
期には分離するおそれがあるので、スタンダードの処方
とするには難がある。
[実験1] アミン系のポリオールの例としてPPG−NT−470(以
下、Aポリオールとする)、シュガー系のポリオールの
例としてPPG−SU−460(以下、Bポリオールとする)、
及びシュガー系親水性ポリオールの例としてPPG−LV−4
50LA(以下、Cポリオールとする)の三種のポリオール
(いずれも、三井東圧化学株式会社製品)を選び、これ
にフロン−11を混合し、相溶性試験を行った。Aポリオ
ール及びBポリオールは、共に、いずれの割合でも相溶
し、評価は優であったが、Cポリオールはフロン−11と
の相溶性が悪く、75/25では相溶したが、ポリオール含
量の低い他の試料は全て三層に分離した。結果を第2表
に示す。
[実験2] 実験1のフロン−11に代えてフロン−123とn−ペン
タンとからなる混合物を使用して、相溶性試験を行っ
た。フロン−123とn−ペンタンとの混合比は重量で95/
5、90/10、80/20及び70/30とした。混合物中のフロン−
123の比率が高いものほど、ポリオールとの相溶性が高
いことが認められた。結果を第2表に示す。
[実験3] Aポリオール及びBポリオールのそれぞれに5重量%
の水を添加して含水ポリオールを調製し、含水ポリオー
ル/フロン−11の相溶性試験を行った。いずれも相溶性
が低下した。結果を第2表に示す。
[実験4] 実験3の含水ポリオール及びフロン−123とn−ペン
タンとからなる混合物を使用して、相溶性試験を行っ
た。混合物中のフロン−123の比率が高くなるほど、含
水ポリオールとの相溶性が高かった。結果を第2表に示
す。
実施例3(発泡試験及び発泡体の物性試験) ポリオール、触媒、シリコーン、発泡剤及び水を下記
処方に記載の通りに秤量して、500mlのポリ容器(デイ
スポカップ)に採り、4枚羽根ラボミキサーで低速撹拌
してプレミックスとした。その後、128重量部のイソシ
アネートを同容器に注入し直ちに高速撹拌(約2000rpm
で5秒)し、素早くパネル(クラフト紙を内張りした40
0×35×600mmのアルミ金型、表面温度40℃)へ流し込
み、発泡させた。
ポリオール[PPG−NT−400(三井東圧)] 50 重量部 ポリオール[PPG−HT−470(三井東圧)] 50 重量部 H2O 1 重量部 シリコーン[SH−193(東レ)] 2 重量部 触媒[TMHD(活材ケミカル)] 1.6重量部 発泡剤 40 重量部 フロン−11の場合は40重量部とし、混合発泡剤の場合
はフロン−11の場合と等モルになるようにした。
各種発泡剤を使用した場合の発泡状態を目視観察し、
フオームの立上り終了までの時間(ライズタイム:R.
T.)及び発泡中のフオーム上部にポリテトラフルオロエ
チレン製の棒で軽く触れた時に、べとつきがなくなるま
での時間(タックフリータイム:T.F.T.)を測定した。
また、得られたフオームの密度、独立気泡率及び圧縮強
度を測定した。結果を第3表に示す。
混合発泡剤を使用したときの発泡状態は、フロン−11
を使用したときに比較して、n−ペンタンが多量に混合
された場合、発泡速度(R.T.及びT.F.T.)が改善され
る。発泡体の物性については、n−ペンタンの添加量が
ふえるに従い、密度の低減、独立気泡率の増加及び圧縮
強度の増加がみられる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジクロロトリフルオロエタンと炭素原子数
    5及び6のパラフインの少なくとも1つとの重量で97:3
    〜70:30の割合の混合物から成ることを特徴とするポリ
    ウレタンフオーム用発泡剤組成物。
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