JP3208206B2 - 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造法 - Google Patents

硬質ポリウレタンフォームおよびその製造法

Info

Publication number
JP3208206B2
JP3208206B2 JP34485792A JP34485792A JP3208206B2 JP 3208206 B2 JP3208206 B2 JP 3208206B2 JP 34485792 A JP34485792 A JP 34485792A JP 34485792 A JP34485792 A JP 34485792A JP 3208206 B2 JP3208206 B2 JP 3208206B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
component
polyol
urea
urea group
polyoxyalkylene polyol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP34485792A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06192372A (ja
Inventor
泰士 山村
利和 中島
隆良 増田
恵子 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP34485792A priority Critical patent/JP3208206B2/ja
Publication of JPH06192372A publication Critical patent/JPH06192372A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3208206B2 publication Critical patent/JP3208206B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/50Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5021Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen
    • C08G18/5036Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing -N-C=O groups
    • C08G18/5042Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing -N-C=O groups containing ureum groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建材、構造材、断熱材
あるいはその他の用途に利用可能な硬質ポリウレタンフ
ォームに関する。詳しくは、フォームのセルが微細化さ
れ熱伝導率が改良された硬質ポリウレタンフォームに関
する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、硬質ポリウレタンフォーム
は、主原料である少なくとも2個のイソシアネート基を
有するポリイソシアネート化合物、および少なくとも2
個の活性水素含有基を有する活性水素化合物と、副原料
である発泡剤、触媒、整泡剤およびその他の添加剤を混
合し発泡硬化して製造され、建材、軽量構造材、保温保
冷用断熱材など種々の産業分野で使用されている。硬質
ポリウレタンフォームは、発泡剤の存在下でポリイソシ
アネートとポリオールなどの活性水素化合物とが反応し
てできる架橋型ポリマーで、フォームは無数のセルによ
って形成されている。そのポリマー骨格は、比較的分子
量の小さい多官能のポリオールと多官能のポリイソシア
ネート化合物との反応により生成する架橋構造とウレタ
ン結合からなる。多くの場合、発泡剤の一部として水を
使用するため、水とイソシアネートとの反応により生成
するウレア結合も多く含まれる。また、ウレタン化触媒
以外にイソシアヌレート化触媒を併用する場合もある
が、この時にはイソシアヌレート結合も多く含まれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】硬質ポリウレタンフォ
ームにおいては、セルの大きさと形状はフォーム物性に
大きな影響を与える因子であり、特に断熱材などの用途
では熱伝導率を低く抑えるためにはセルは微細な程好ま
しい。整泡能力の強いシリコーン整泡剤を使用すること
でセルをある程度微細化することができるがこれだけで
は限界があり、基本原料であるポリオールそのものも改
良する必要がある。しかしながら、開始剤である脂肪族
ポリオール、脂肪族アミン、芳香族アミンまたはフェノ
ール系化合物にプロピレンオキサイドやエチレンオキサ
イドを付加重合して得られる従来のポリオールでは微細
なセルおよび良好な(低い)熱伝導率を得るには不十分
であった。従って硬質フォームのセルを微細化し熱伝導
率を低下するためには、従来のポリオールに代わる新規
なポリオールを発明する必要があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、ポリオールの骨格の中にウレア結合を含むポ
リオールがセルを微細化し熱伝導率を低下させる効果が
あることを見出した。
【0005】すなわち、本発明は、(a) 少くとも2個の
イソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物を
含む成分(a)、(b) 下記構造式(1) (化3)のウレア
基含有ポリオール、および/または、該ウレア基含有ポ
リオールを開始剤としてこれにC2 〜C4 のアルキレン
オキサイドを付加して得られる水酸基当量が87〜50
0のウレア基含有ポリオキシアルキレンポリオール
(b)、
【0006】
【化3】 (但し、式(1) において、AおよびBはC2 〜C3 のア
ルキレン基を、mおよびnは独立に0,1または2、か
つ、m+n=2,3または4を表わす。) (c) 下記の式(2) を満足する重量比の少なくとも2個の
活性水素を有する活性水素化合物を含む成分(c)、 0≦成分(c) /(成分(b) +成分(c) )<0.8 (2) (d) 触媒、(e) 整泡剤、(f) 発泡剤、および、(g) その
他の原料を含む組成物を混合した後、発泡硬化させて得
られる硬質ポリウレタンフォームに関する。
【0007】以下に本発明の方法について詳細に説明す
る。本発明の方法において使用される成分(a) 中の少な
くとも2個のイソシアネート基を有するポリイソシアネ
ート化合物は、従来より硬質ポリウレタンフォームで通
常使用されているものを使用する。具体的には、4,4'-
ジフェニルメタンジイソシアネート(以下 4,4'-MDI と
いう)、2,4'- ジフェニルメタンジイソシアネート(以
下 2,4'-MDI という)、2,4-トルエンジイソシアネート
(以下 2,4-TDIという)、2,6-トルエンジイソシアネー
ト(以下 2,6-TDIという)、およびこれらの2量体、3
量体または多量体、あるいはそれらの混合物である粗製
TDI、粗製MDIと称されるもの、並びにこれらの混
合物も含まれる。また、ポリオールやアミン、メルカプ
タンなどのイソシアネートと反応する活性水素化合物と
上記イソシアネートとの反応物であるイソシアネートプ
レポリマーなども含まれる。
【0008】本発明において使用される成分(b) のウレ
ア基含有ポリオキシアルキレンポリオールとしては、具
体的には、エチレン尿素(イミダゾリドン)にエチレン
オキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイ
ドなどのアルキレンオキサイドを付加して得られる水酸
基当量が87〜500のポリオールがある。水酸基当量
が500を越えると硬質フォームに応用した場合に併用
するポリオールとの溶解性が不良となったりフォーム物
性(特に強度)が低下するので好ましくない。
【0009】本発明において使用される成分(c) 少なく
とも2個の活性水素含有基を有する活性水素化合物を含
む成分とは、OH基、1級アミノ基、2級アミノ基およ
びSH基などの活性水素含有基を少なくとも2個有する
化合物を含む成分である。具体的には、通常、分子中に
水酸基を2個以上有し水酸基価が200 〜600 mg-KOH/gの
低分子量化合物である。このような化合物は、例えば、
開始剤である低分子量の活性水素化合物にアルキレンオ
キサイドを付加させて得られる。さらに具体的には、例
えば、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、α- メチルグリコ
シド、ソルビトール、庶糖などのような低分子量のポリ
オール(開始剤という)、あるいは、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、ピペラジン、4,4'- ジアミ
ノジフェニルメタン(4,4'-MDA)、2,4'- ジアミノジフェ
ニルメタン(2,4'-MDA)、2,4-ジアミノトルエン(2,4-TD
A) 、2,6-ジアミノトルエン(2,6-TDA) などのアミン化
合物(開始剤)に、プロピレンオキサイド、エチレンオ
キサイド、ブチレンオキサイドなどのアルキレンオキサ
イドを付加して得られるポリエーテルポリオールがあ
る。あるいはまた、水酸基価が上記の範囲外にある低分
子量または高分子量のポリオールも、あまり多くない量
を混合することにより使用可能である。具体的には、低
分子量ポリオールとしては上記のポリオールの開始剤が
あり、高分子量ポリオールとしては上記のような開始剤
にプロピレンオキサイド、エチレンオキサイドまたはブ
チレンオキサイドを付加重合して得られる高分子量ポリ
エーテルポリオールがある。さらにまた、上記の開始剤
のアミン化合物や高分子量の1級または2級アミノ基を
含有する化合物も上記のポリオールに混合して使用する
ことが可能である。その他、ウレタン樹脂の製造で使用
し得るポリオールであればどんなものでも基本的には使
用可能である。具体的には、無水フタル酸やアジピン酸
などのジカルボン酸と低分子量グリコールのエステル化
により得られるポリエステルポリオール、あるいはテト
ラヒドロフランの開環重合により得られるポリテトラメ
チレンエーテルグリコールがある。さらに、SH基含有
活性水素化合物としては、具体的にはチオグリコール、
あるいはβ−メルカプトプロピオン酸とペンタエリスリ
トールのエステル化により得られるメルカプタンなどが
ある。
【0010】本発明の方法において使用される成分(d)
触媒としては、従来より硬質ポリウレタンフォームで通
常使用されているものを使用する。具体的には、トリエ
チレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テト
ラメチルヘキサンジアミン、ペンタメチルジエチレント
リアミン、ビス(N,N-ジメチルアミノエチル)エーテル
などの3級アミンや、ジブチルチンジラウレート、スタ
ナスオクトエートなどの金属触媒、オクチル酸カリウ
ム、酢酸カリウム、テトラアルキルアンモニウムクロラ
イド、テトラアルキルアンモニウムブロマイド、テトラ
アルキルアンモニウムアイオダイドなどのイソシアネー
トの3量化触媒(イソシアヌレート化触媒)などがあ
る。
【0011】本発明の方法において使用される成分(e)
整泡剤としては、通常よく使用されている硬質ポリウレ
タンフォーム用のシリコーン誘導体(アルキレンオキサ
イド変性ポリジメチルシロキサンで末端にアルコキシ基
または活性のOH基などを有する)が使用される。ま
た、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン、ポリオキ
シエチレン牛脂アルキルアミン、長鎖脂肪酸アルキロー
ルアマイドなど、いわゆるノニオン系の界面活性剤も整
泡剤として使用可能である。
【0012】本発明の方法において使用される成分(f)
発泡剤は、従来から公知の発泡剤である。具体的には例
えば、トリクロロフルオロメタン、クロロジフルオロメ
タン、ジクロロトリフルオロエタン、ジクロロフルオロ
エタン、トリクロロトリフルオロエタン、クロロジフル
オロエタン、メチレンクロライド、水、および炭酸ガス
などがある。これら以外のものであっても発泡効果を有
するものであれば使用できる。
【0013】本発明の硬質ポリウレタンフォームを製造
する方法としては、従来から硬質フォームの製造で慣用
されているすべての方法が適用可能である。最も簡便な
方法としては、前記ポリオール、触媒、整泡剤、収縮防
止剤および発泡剤を予め混合しておいた混合物(プレミ
ックスレジン)と、有機ポリイソシアネートを1000〜90
00rpm の高速回転ラボスターラーで強力攪拌混合し、特
定容器中で発泡させる方法がある。しかし、実際の生産
方法としては、市販のウレタン用高圧発泡機で上記2液
を衝突混合して型の中に注入する方法である。高圧発泡
機としては、例えば丸加化工機(株)社製HK−270
など数多くの機械が市販されている。本発明の方法で得
られる硬質ポリウレタンフォームは、セルが微細となり
かつ熱伝導率が良好な物性を有する。
【0014】
【実施例】次に実施例により本発明を具体的に説明す
る。 使用原料 エチレン尿素;東京化成(株)製の試薬。 ジメチルパルミチルアミン;花王(株)製のファーミン
DM-60 。 ジメチルステアリルアミン;花王(株)製のファーミン
DM-80 。 ジメチルラウリルアミン;花王(株)製のファーミンDM
-20 。 ポリオールA;グリセリンにプロピレンオキサイドを付
加して得られる水酸基価が554 mg-KOH/gのポリオール。 ポリオールB;グリセリンにプロピレンオキサイドを付
加して得られる水酸基価が300 mg-KOH/gのポリオール。 シリコーン整泡剤;日本ユニカー(株)製のポリジメチ
ルシロキサン誘導体でL-5420。 触媒A;花王(株)製のカオライザーNo-1でN,N,N',N'-
テトラメチルヘキサメチレンジアミン。 フロン11;三井デュポンフロロケミカル(株)製のトリ
クロロフルオロメタン。 コスモネートM-200 ;三井東圧化学(株)製のポリイソ
シアネートで粗製MDI。全NCO 31.0%。 実施例及び比較例の結果をまとめて第1表に示す。
【0015】
【表1】
【0016】実施例1 エチレン尿素258gと触媒としてジメチルパルミチルアミ
ン3.0gを2リッターオートクレーブに入れ攪拌しながら
100 〜110 ℃でプロピレンオキサイド(以下POと略
す)を装入し付加反応させてポリオール−1を合成し
た。脱POした後、生成物の重量測定からPOの反応量
は894gであった。反応生成物を分析した結果、水酸基価
は309mg-KOH/g 、粘度は1440センチポアズであった。
【0017】実施例2 エチレン尿素258gを2リッターオートクレーブに入れ攪
拌しながら100 〜110℃でPOを装入しPO分圧が低下
しなくなるまで(POが反応しなくなるまで)付加反応
させてポリオール−2を合成した。脱POした後、生成
物の重量測定からPOの反応量はわずか405gであった。
反応生成物のを分析した結果、水酸基価は507mg-KOH/g
であった。実施例1と実施例-2を比較すると、ジメチル
パルミチルアミンがPOの反応触媒として有効であるこ
とが分かる。
【0018】実施例3 実施例1のジメチルパルミチルアミンの代わりにジメチ
ルステアリルアミンを使用した以外は、実施例1と同一
の条件でPOを反応させた。反応生成物を分析した結
果、水酸基価は311mg-KOH/g 、粘度は1445センチポアズ
であった。実施例-3と実施例-2を比較すると、ジメチル
パルミチルアミンがPOの反応触媒として有効であるこ
とが分かる。
【0019】実施例4 実施例1のジメチルパルミチルアミンの代わりにジメチ
ルラウリルアミンを使用した以外は、実施例1と同一の
条件でPOを反応させた。反応生成物を分析した結果、
水酸基価は313mg-KOH/g 、粘度は1450センチポアズであ
った。実施例4と実施例2を比較すると、ジメチルラウ
リルアミンがPOの反応触媒として有効であることが分
かる。
【0020】実施例5〜8 第1表に示される組成比率でポリオールレジン原料を1
リッターのポリプロピレン製カップに入れてエアを巻き
込まないように混合後、さらにイソシアネートM-200 を
インデックスが105 となるように加え、高速回転ラボス
ターラーで5000〜7000rpm で約5秒間高速攪拌混合し、
この混合物をアルミ製の縦型パネル(400×400 ×25mm)
の中にすばやく入れポリウレタンの発泡を行った。発泡
硬化して脱型1日後に切断して密度とフォームのセル状
態および熱伝導率を測定した。熱伝導率はアナコンモデ
ル88測定機を使用した。
【0021】比較例1〜2 第1表に示される通常よく使用されるポリオールAおよ
びBを用いて実施例7と同様の発泡試験を行った。第1
表から明らかなようにセル、熱伝導率が不良であった。
【0022】
【発明の効果】本発明のウレア基含有ポリオールを使用
することによりセルおよび熱伝導率の良好なポリウレタ
ンフォームを得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−206999(JP,A) 特開 平5−70548(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) 少くとも2個のイソシアネート基を
    有するポリイソシアネート化合物を含む成分(a)、
    (b) 下記構造式(1) (1)のエチレン尿素を開始剤とし
    てこれにC2 〜C4 のアルキレンオキサイドを付加して
    得られる水酸基当量が87〜500のウレア基含有ポリ
    オキシアルキレンポリオール成分(b)、 【化1】 (c) 下記の式(2) を満足する重量比の少くとも2個の活
    性水素を有する活性水素化合物を含む成分(c)、 0≦成分(c) /(成分(b) +成分(c) )<0.8 (2) (d) 触媒、(e) 整泡剤、(f) 発泡剤、および、(g) その
    他の原料を含む組成物を混合した後、発泡硬化させて得
    られる硬質ポリウレタンフォーム。
  2. 【請求項2】 (a) 少くとも2個のイソシアネート基を
    有するポリイソシアネート化合物を含む成分、(b) 下記
    構造式(1) (化2)のエチレン尿素を開始剤としてこれ
    にC2 〜C4 のアルキレンオキサイドを付加して得られ
    る水酸基当量が87〜500のウレア基含有ポリオキシ
    アルキレンポリオール、 【化2】 (c) 下記の式(2) を満足する重量比の少くとも2個の活
    性水素を有する活性水素化合物を含む成分(c)、 0≦成分(c) /(成分(b) +成分(c) )<0.8 (2) (d) 触媒、(e) 整泡剤、(f) 発泡剤、および、(g) その
    他の原料を含む組成物を混合した後、発泡硬化させて硬
    質ポリウレタンフォームを製造する方法。
  3. 【請求項3】 請求項1における成分(b) のウレア基含
    有ポリオキシアルキレンポリオールを開始剤としてこれ
    にC2 〜C4 のアルキレンオキサイドを付加して得られ
    る水酸基当量が87〜500のウレア基含有ポリオキシ
    アルキレンポリオールを製造する際に、アルキレンオキ
    サイドを付加するための触媒として下記式(3) の構造を
    有する3級アミンを使用してウレア基含有ポリオキシア
    ルキレンポリオールを製造する方法。 (但し、式(3) において、Rは炭素数10〜18のアル
    キル基またはアルケニル基を表わす。)
JP34485792A 1992-12-24 1992-12-24 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造法 Expired - Fee Related JP3208206B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34485792A JP3208206B2 (ja) 1992-12-24 1992-12-24 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34485792A JP3208206B2 (ja) 1992-12-24 1992-12-24 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06192372A JPH06192372A (ja) 1994-07-12
JP3208206B2 true JP3208206B2 (ja) 2001-09-10

Family

ID=18372529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34485792A Expired - Fee Related JP3208206B2 (ja) 1992-12-24 1992-12-24 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3208206B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06192372A (ja) 1994-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2211201C (en) Novel polyether polyols, polyol formulation containing them and their use in the production of hard polyurethane foams
US3256213A (en) Preparation of cellular isocyanatepolyamino compound reaction products
US20030144372A1 (en) Catalyst for production of polyurethane
EP0935630A1 (en) Amine-initiated polyether polyols and a process for their production
EP0692507A1 (en) Flexible open-cell polyurethane foam
US20100222444A1 (en) Catalyst for production of polyurethane
US6107359A (en) Polyether polyols, polyol formulation containing them and their use in the production of hard polyurethane foams
US6326412B1 (en) Polyurethane foam and process for production
US3331791A (en) Polyurethane foams produced from monoamine triols
JPH0725970A (ja) 硬質ポリウレタンフォームの製造法
JP3208206B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造法
JPH07165862A (ja) 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
JPH03239716A (ja) 軟質ポリウレタンフォーム形成組成物および製法
US5189074A (en) Tertiary ethers as blowing agents for polyurethane foams
JP3208207B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォームの製造法
JP2001278938A (ja) 硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法
JP3155808B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造方法
JP3155809B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造方法
JPH06192371A (ja) 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造方法
EP1254187B1 (en) Low monomer foam
KR100201478B1 (ko) 폴리우레탄 제조용 아민 촉매 및 폴리우레탄의 제조법
JP3256262B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォームおよびその製造方法
JP2001316443A (ja) 硬質ポリウレタンフォームの製造方法
US3739014A (en) Stabilizers for cellular polyurethanes
JP4122872B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォームの製造用触媒組成物及びそれを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees