JP3147909B2 - ポリウレタン製造用添加剤及びポリウレタンの製造方法 - Google Patents
ポリウレタン製造用添加剤及びポリウレタンの製造方法Info
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Description
剤及び耐加水分解性に優れた帯電防止性ポリウレタンの
製造方法に関するものである。
ために、非常に静電気を帯びやすく、ゴミやホコリ等の
付着により表面に汚れを生じたり、使用場所によっては
帯電した静電気によるスパークにより可燃性溶剤等に引
火し、火災又は爆発を起こす原因となる。また、電子産
業においては集積回路(IC)製造、組立時に静電気により
内部回路が破壊され不良品となるなどの障害があるた
め、衣服、床、靴底材(安全靴、紳士靴他等)その他に
優れた帯電防止性能を付与する必要がある。
ックに比べ電気絶縁性が低いが、それでもその程度は不
十分であり、特にポリウレタンフォームは発泡体で低密
度であるため上記不都合点が生じる。従来、帯電防止性
能を付与する方法としてカーボンブラック、導電フィラ
ー等の添加、界面活性剤の塗布、添加、過塩素酸、チオ
シアン酸又は硝酸等のアルカリ金属塩の添加等(特開昭
63−43951号公報)が知られている。
界面活性剤の使用では十分な性能を付与させる事は出来
ず、また導電フィラーの利用に於いては、ポリウレタン
原料添加時に原料自体の増粘を伴い使用上成形性に問題
がある。また、過塩素酸、チオシアン酸又は硝酸のアル
カリ金属塩は最終的な導電性能に於いて優れているもの
の、効果発現が遅いといった欠点を有する。
がなく優れた帯電防止性能を有するポリウレタンを得る
ことを目的として鋭意研究を重ねた結果、ポリウレタン
原料中に少量の下記一般式(I)
アルコキシ基 を意味する。〕で表される4級アンモニウム化合物と、
特定の無機酸金属塩とを使用することにより、一般物性
をなんら損なう事なく極めて良好で且つ効果発現の早い
帯電防止性能を持つポリウレタンが得られることを究明
した。また、驚くべきことに、一般の4級アンモニウム
塩がブリードによる表面抵抗値の低下を主目的とするの
に対し、本発明に用いられる上記一般式(I)で表される
4級アンモニウム化合物は、特に体積抵抗値を下げる効
果が大きく、ポリウレタンフォームの様な発泡体に於て
特に有効であることがわかった。
アルコキシ基 を意味する。〕で表される第4級アンモニウム化合物
と、特定の無機酸金属塩とを必須成分とするポリウレタ
ン製造用添加剤、及び少なくとも2個の活性水素を有す
る化合物を有機イソシアネートと反応させてポリウレタ
ンを製造するのに際し上記一般式(I)で表される第4級
アンモニウム化合物と、特定の無機酸金属塩とを添加す
ることを特徴とするポリウレタンの製造方法を提供する
ものである。
ル基としてはヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノ
ニル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミ
チル基、ステアリル基、エイコシル基、セチル基等が挙
げられ、炭素数1〜3のアルキル基としてはメチル基、
エチル基、プロピル基が挙げられ、炭素数1〜24のアル
キル基としては上記の炭素数6〜24のアルキル基以外に
ブチル基、ペンチル基が挙げられ、炭素数1〜6のアル
コキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基
等が挙げられる。
ウム化合物としては、合成のしやすさ、安定性に優れて
いる等の理由から第4級アンモニウムサルフェートが好
ましく、特に一般式(I)中のR3とR4が同一のものが好ま
しい。本発明に係わる第4級アンモニウムサルフェート
としては例えば下記に示す化合物が挙げられる。
第4級アンモニウム化合物は一般周知の方法によって製
造することができる。つまり、適当な溶媒中で対応する
第3級アミンに等量のジアルキル硫酸を滴下反応させる
ことによって得られる。ポリウレタン製造原料に対して
上記一般式(I)で表される第4級アンモニウム化合物は
0.05〜10重量%の範囲で用いられるのが好ましい。使用
量が0.05重量%未満の場合は十分な帯電防止性能が得ら
れず、また10重量%を越える場合はポリウレタン物性を
大きく低下させる。本発明の添加剤の添加方法は一般的
な方法が何れも適用可能である。例えばエチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、ブタンジオール等の溶媒
に添加剤を溶解させて活性水素原子を有する化合物に添
加する方法等が挙げられる。
は、過塩素酸、チオシアン酸、硝酸のアルカリ金属塩或
いはアルカリ土類金属塩であり、例えば過酸素酸リチウ
ム、過塩素酸カルシウム、チオシアン酸リチウム、チオ
シアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム、硝酸リチ
ウム等が好ましく用いられ、2種以上を併用することも
できる。無機酸金属塩はポリウレタン製造原料に対して
0.05〜10重量%の範囲で用いられるのが好ましい。ま
た、本発明に係わる上記一般式(I)で表される第4級ア
ンモニウム化合物と無機酸金属塩の比率は第4級アンモ
ニウム化合物:無機酸金属塩=5:1〜1:1が好まし
い。無機酸金属塩を併用すると効果発現が早く、且つ最
終性能に優れた導電性ポリウレタンが得られる。また、
無機酸金属塩を単独使用すると帯電防止性能が発現、安
定するまでに時間を要する。
水素を有する化合物としては、プロピレングリコール、
グリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビトール等
のエチレンオキサイド付加物やプロピレンオキサイド付
加物等のポリエーテルポリオール、また、アジピン酸、
コハク酸、マレイン酸、フタル酸等とエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブチレングリコール等から
得られるポリエステルポリオール及び、ポリブタジエン
ポリオール等が挙げられる。又、低分子グリコール、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブチレング
リコール、ジエチレングリコールもその中に含まれる。
特にポリエーテルポリオールとポリエステルポリオール
を用いるのが好ましい。また、他のポリオール成分中に
は3個以上の活性水素原子を有する化合物を含んでもな
んら問題は無い。少なくとも2個の活性水素を有する化
合物の平均分子量としては500〜3000程度が好ましい。
ウム化合物を用いてポリエステルポリオールを原料とし
て製造したポリウレタンはその構造上加水分解を受ける
場合があるが、そのような場合には、ポリエステルポリ
オールとして分岐アルキル基を有するジオール及び必要
に応じてその他のポリオールとジカルボン酸より得られ
る共縮合物、例えば、3−メチル−1,5ペンタンジオー
ルとアジピン酸(平均分子量1500)の共縮合物3−メチ
ル−1,5ペンタンジオール、エチレングリコールとセバ
シン酸(平均分子量2000)の共縮合物3−メチル−1,5
ペンタンジオール、グリセリンとアジピン酸(平均分子
量2000)の共縮合物等を用いることにより加水分解性能
を損なうことなくポリウレタンを製造することができ
る。これらの共縮合物の平均分子量は500〜3000が好ま
しい。
合物、無機酸金属塩及び少なくとも2個の活性水素を有
する化合物以外の各原料成分に関しては、いずれもポリ
ウレタンを得るのに従来公知のものであってもよい。ま
た、製造技術についても公知の方法と格別異なった技術
手法は必要ではない。
ば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート及びそれらのイソシアネートを末端に有す
るプレポリマー等が挙げられる。
併用できる。つまり、発泡剤としては、一般に水を使用
する。水の他にモノフルオロトリクロロメタン或いはメ
チレンクロライドのような低沸点の有機溶剤も発泡助剤
として使用することが出来る。
ト、ジブチル錫ジラウレートのような有機錫化合物、ト
リエチレンジアミン、トリエチルアミン、N−エチルモ
ルフォリン、ジメチルエタノールアミン、ペンタメチル
ジエチレントリアミン、パルミチルジメチルアミンのよ
うなアミン類を使用することが出来る。
例えばポリジアルキルシロキサン又は、ポリシロキサン
−ポリアルキレンオキシドブロック共重合体等を用い
る。市販のポリウレタンフォーム用のシリコーン油はい
ずれもこの型に属するものであり、これらを使用するこ
とが出来る。
の代わりに他の4級アンモニウム塩、例えば、n−アル
キル−トリメチルアンモニウムクロライド、n−アルキ
ル−ピリジニウムブロミド等を用いると十分な帯電防止
性能が得られない上、添加量の増大と共にブリードが激
しくなる。
りに他の金属塩、例えば硫酸ナトリウム、硫酸カリウ
ム、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等を用いた場合
にはウレタン原料への溶解性も低く、殆ど帯電防止効果
は認められない。また、ハロゲン化アルカリ金属塩の場
合、ポリウレタン製造原料にある程度溶解するヨウ化カ
リウム、臭化カリウム等は帯電防止効果は認められる
が、ポリウレタン表面にI2、Br2が析出し変色に至る。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。尚、例中部は重量部である。
0)100部にシリコーン系界面活性剤(東レシリコーン社
製SH−193)1.0部、フレオン11を30部、硝酸リチウム2.0
部、下記に示す第4級アンモニウムサルフェート
ール44V(住友バイエルウレタン社製クルードMDI)125部
を混合し、厚さ約5mmの板上の試験片を作成した。この
試験片の抵抗値をレジストメーターを使用して経日的に
測定した結果を表1に示した。尚、帯電防止性能の評価
に於いて、レジストメーター使用時の印加電圧は500V、
また試験片は25℃×50%の条件で、1日後、7日後に測
定した。
コール6部、トリエチレンジアミン0.3部、過塩素酸リ
チウム1.0部、下記に示す第4級アンモニウムサルフェ
ート
ルメタンジイソシアネート45部を混合、撹拌し、実施例
1と同様な試験片を作成した。帯電防止性能の評価結果
は表1に示した。
ートの代わりに、n−ウラリルピリジニウムクロリドを
加えて試験片を作成した。この場合も実施例と同様な方
法で帯電防止性能を評価しその結果を表1に示した。
トを加えず試験片を作成した。この場合も実施例と同様
な方法で帯電防止性能を評価しその結果を表1に示し
た。
ルフェートの代わりに硫酸ナトリウム、ラウリルトリメ
チルアンモニウムクロリドを使用し、実施例2と同様な
配合、製造方法で試験片を作成した。この場合も実施例
と同様な方法で帯電防止性能を評価しその結果を表1に
示した。
るものは比較例に比べて大幅に帯電防止性能において効
力、速効性及び性能安定性に優れていることがわかる。
ルの等モル混合物とア ジピン酸を3:1の重量比で反応
させた共縮合物(OHV=57)100部に水4.5部、ペンタメチ
ルジエチレントリアミン0.1部シリコーン界面活性剤
(米国U.C.C社製シリコーンオイルL−520)2.0部、スタ
ナスオクトエート0.3部、フレオン11を10部、チオシア
ン酸ナトリウム1.0部、下記に示す第4級アンモニウム
サルフェート
ジイソシアネート(市販の2,4−及び2,6−トリレンジイ
ソシアネート80:20の混合物)を56部混合、撹拌し、厚
さ約5mmの板上の試験片を作成した。この試験片の抵抗
値をレジストメーターを使用して経日的に測定した結果
及び、80℃×95%の高温多湿条件における湿熱促進試験
結果を表2に示した。尚、帯電防止性能の評価は実施例
1と同様に行った。また、耐加水分解性能は恒温恒湿器
中80℃×90%の条件で、0、1、3、5日後の強度測定
を行い、その強度保持率(湿熱放置後強度/ウレタン強
度×100)で示した。
=86)80部、ポリブチレンアジペート(OHV=86)20部、エ
チレングリコール6部、トリエチレンジアミン0.3部、
過塩素酸リチウム1.0部、下記に示す第4級アンモニウ
ムサルフェート
ルメタンジイソシアネート45部を混合、撹拌し、実施例
3と同様の試験片を作成した。帯電防止性能及び耐加水
分解性能の評価結果を表2に示した。
トを加えず試験を作成した。この場合も実施例3と同様
な方法で帯電防止性能、耐加水分解性能を評価しその結
果を表2に示した。
ウムサルフェートの代わりに硫酸ナトリウム、ラウリル
トリメチルアンモニウムクロライドを、ポリ3−メチル
−1,5ペンタンジオール、エチレングリコールアジペー
トの代わりにポリジエチレンアジペート(OHV=56)を用
いて実施例3と同様の試験片を作成し、実施例3と同様
な方法で帯電防止性能、耐加水分解性能を評価し、その
結果を表2に示した。
るものは比較例に比べて大幅に帯電防止性能における効
力、速効性及び性能安定性並びに耐加水分解性能に於い
ても優れていることがわかる。
にポリウレタンフォームの外観、物性を損なうことな
く、且つ、優れた帯電防止効果を発揮するポリウレタン
が得られる。
定の無機酸金属塩とを添加して作られたポリウレタンは
その帯電防止効果が半永久的であり、且つ水洗等によっ
ても殆どその性能は低下する事なく、耐久性のある優れ
た帯電防止効果を有している。
Claims (4)
- 【請求項1】 下記一般式(I) 【化1】 〔式中、 R1:炭素数6〜24のアルキル基 R2,R2':Hもしくは炭素数1〜3のアルキル基 R3:炭素数1〜3のアルキル基 R4:炭素数1〜24のアルキル基もしくは炭素数1〜6の
アルコキシ基 を意味する。〕で表される第4級アンモニウム化合物
と、過塩素酸、チオシアン酸及び硝酸のアルカリ金属塩
又はアルカリ土類金属塩から選ばれた1種以上とを必須
成分とするポリウレタン製造用添加剤。 - 【請求項2】 少なくとも2個の活性水素を有する化合
物を有機イソシアネートと反応させてポリウレタンを製
造するのに際し、下記一般式(I) 【化2】 〔式中、 R1:炭素数6〜24のアルキル基 R2,R2':Hもしくは炭素数1〜3のアルキル基 R3:炭素数1〜3のアルキル基 R4:炭素数1〜24のアルキル基もしくは炭素数1〜6の
アルコキシ基 を意味する。〕で表される第4級アンモニウム化合物
と、過塩素酸、チオシアン酸及び硝酸のアルカリ金属塩
又はアルカリ土類金属塩から選ばれた1種以上とを添加
することを特徴とする耐加水分解性に優れたポリウレタ
ンの製造方法。 - 【請求項3】 少なくとも2個の活性水素を有する化合
物がポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオー
ルである請求項2記載のポリウレタンの製造方法。 - 【請求項4】 ポリエステルポリオールが分岐アルキル
基を有するジオールとジカルボン酸より得られる共縮合
物である請求項3記載のポリウレタンの製造方法。
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JP00155191A JP3147909B2 (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | ポリウレタン製造用添加剤及びポリウレタンの製造方法 |
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JPH04298517A JPH04298517A (ja) | 1992-10-22 |
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Cited By (2)
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- 1991-01-10 JP JP00155191A patent/JP3147909B2/ja not_active Expired - Lifetime
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