JP3239322B2 - Manufacturing method of rigid polyurethane foam - Google Patents

Manufacturing method of rigid polyurethane foam

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JP3239322B2
JP3239322B2 JP33016092A JP33016092A JP3239322B2 JP 3239322 B2 JP3239322 B2 JP 3239322B2 JP 33016092 A JP33016092 A JP 33016092A JP 33016092 A JP33016092 A JP 33016092A JP 3239322 B2 JP3239322 B2 JP 3239322B2
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foam
rigid polyurethane
polyurethane foam
prepolymer
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清博 弓削
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、微細な連続気泡を有す
る硬質ポリウレタンフォームを、発泡剤として水のみを
用いて製造する方法、およびこのようにして得られる微
細な連続気泡を有する焼けのない硬質ポリウレタンフォ
ームに関するものである。
The present invention relates to a process for producing rigid polyurethane foams having fine open cells, using only water as a blowing agent, and the non-burnt, non-burnt, fine open cells thus obtained. It relates to a rigid polyurethane foam.

【0002】[0002]

【従来の技術及び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は、良好な断熱材であり、また成型
性・加工性にも優れているところから電気冷蔵庫の断熱
を始め、ビル,低温倉庫,貯蔵タンク,冷凍船,配管等
の断熱に至るまで広い分野に用いられている。その熱伝
導率も年々改良され、現在では商品レベルで0.015
W/mKに達しており、常温付近で用いられる断熱材と
しては最も高い断熱性能を有すると言われている。しか
しながら近年の省エネルギー問題に鑑み、断熱材の更な
る低熱伝導率化に対する要求は高まる一方である。かか
る硬質ポリウレタンフォームを製造するには、ポリオー
ル・触媒・整泡剤・発泡剤を主成分とするA成分と、有
機イソシアネートを主成分とするB成分とを混合反応さ
せ、発泡プロセスと硬化プロセスとを平行して進行させ
てフォームを形成するワンショット法が一般に用いられ
ている。
2. Description of the Related Art Rigid polyurethane foam is a good heat insulating material and is excellent in moldability and workability. It is used in a wide range of fields, from heat insulation to storage tanks, refrigerated ships, and piping. Its thermal conductivity has been improved year by year, and it is now 0.015 at the product level.
It has reached W / mK, and is said to have the highest heat insulating performance as a heat insulating material used near room temperature. However, in view of recent energy saving problems, demands for further lowering the thermal conductivity of heat insulating materials are increasing. In order to produce such a rigid polyurethane foam, an A component mainly composed of a polyol, a catalyst, a foam stabilizer and a foaming agent is mixed and reacted with a B component mainly composed of an organic isocyanate, and a foaming process and a curing process are performed. The one-shot method of forming a foam by advancing in parallel is generally used.

【0003】このような硬質ポリウレタンフォームの製
造に用いられる発泡剤としては、主としてトリクロロフ
ルオロメタン(R−11)がある。しかしながら、R−
11に代表される従来のフロンは、化学的に安定である
ため成層圈まで拡散しオゾン層を破壊することが分かっ
た。その結果、太陽から放射された紫外線がオゾン層で
吸収されず地表に達し、皮膚癌の原因になるなどの問題
が、近年重大な環境問題として取り上げられるに至って
いる。このため1989年以降フロンの使用規制が実施
され、ウレタンフォーム用のR−11も規制を受けるこ
とになった。
[0003] As a foaming agent used for producing such a rigid polyurethane foam, there is mainly trichlorofluoromethane (R-11). However, R-
Conventional fluorocarbons represented by No. 11 were found to be chemically stable and thus diffused into the stratosphere to destroy the ozone layer. As a result, the problem that ultraviolet rays emitted from the sun reach the surface of the earth without being absorbed by the ozone layer and cause skin cancer has recently been taken up as a serious environmental problem. For this reason, the use of chlorofluorocarbon has been restricted since 1989, and R-11 for urethane foam has also been restricted.

【0004】ポリウレタンフォーム断熱材の熱伝導率
は、使用される発泡ガス自身の熱伝導率よりも小さくす
ることはできないので、R−11の代替物を使用して要
求される低熱伝導率を実現することは不可能に近くなっ
ている。そこで近年、特開昭64−4112号公報に示
されるように心材を金属−プラスチックラミネートフィ
ルム等で被い、その内部を減圧にして密閉した真空断熱
材が再び注目されるようになった。真空断熱材に使用さ
れる心材としてはパーライト等の無機質材料と、硬質ポ
リウレタンフォーム等の有機質材料とがある。無機質材
料は硬質ポリウレタンフォームに比べて作業性が悪く、
高密度でコスト高となる等の欠点がある。他方硬質ポリ
ウレタンフォームでは従来のようにフロンを発泡剤とし
て連通フォームを発泡した場合、使用した全てのフロン
を大気中に放出することになり、これを回収するために
大規模な装置を設置することが必要になる。そこで有機
イソシアネートと反応して二酸化炭素を発生する水だけ
を化学的発泡剤として使用すると、発泡中にその反応熱
を気化熱で奪う役目もしていたフロンがないために、フ
ォームの内部温度が200℃近くまで上昇してしまう。
さらに連通フォームにした場合は、高温のフォーム内部
まで空気が容易に侵入し酸化反応が起こりやすくなるの
で、通常の硬質ポリウレタンフォームでは数分で炭化し
てしまう。ところで、上記真空断熱材の熱伝導率は心材
として使用される硬質ポリウレタンフォームのセル径に
大きく依存する。従来の連通フォームの平均気泡径は3
00〜1000μm なので、0.001mmHg まで減圧
しないと気体熱伝導の寄与は充分に小さくならず、優れ
た断熱性能が得られなかった。しかしながら、生産効率
の点からみると300〜1000μm 程度の平均気泡径
を有する連通フォームの内部を0.001mmHg まで排
気することは、排気時間が非常に長くかかり、量産性に
大きな問題があった。さらに0.001mmHg の高真空
域では材料から のガス放出の影響を受け易くなる。つ
まり、要求される低熱伝導率を長期にわたって達成する
には、セル径を小さくする技術が必要になる。
Since the thermal conductivity of the polyurethane foam insulation cannot be smaller than the thermal conductivity of the foaming gas used, the required low thermal conductivity is realized by using an alternative to R-11. It is almost impossible to do. Therefore, in recent years, as shown in JP-A-64-4112, a vacuum heat insulating material in which a core material is covered with a metal-plastic laminated film or the like and the inside of which is reduced in pressure and sealed is attracting attention again. The core material used for the vacuum heat insulating material includes an inorganic material such as pearlite and an organic material such as rigid polyurethane foam. Inorganic materials have poor workability compared to rigid polyurethane foam,
There are drawbacks such as high density and high cost. On the other hand, in the case of rigid polyurethane foam, if the continuous foam is foamed using CFC as the blowing agent as in the past, all used CFCs will be released into the atmosphere, and a large-scale device must be installed to collect this. Is required. Therefore, if only water that reacts with an organic isocyanate to generate carbon dioxide is used as a chemical foaming agent, the internal temperature of the foam becomes 200 because there is no chlorofluorocarbon which also took away the heat of reaction by the heat of vaporization during foaming. It rises to near ° C.
Further, in the case of a communicating foam, air easily penetrates into the inside of the high-temperature foam and an oxidation reaction easily occurs. Therefore, a normal rigid polyurethane foam is carbonized in several minutes. By the way, the thermal conductivity of the above-mentioned vacuum heat insulator greatly depends on the cell diameter of the rigid polyurethane foam used as the core material. The average cell diameter of the conventional communication foam is 3
Since the thickness is in the range of 0.00 to 1000 μm, the contribution of gas heat conduction cannot be reduced sufficiently unless the pressure is reduced to 0.001 mmHg, and excellent heat insulating performance cannot be obtained. However, from the viewpoint of production efficiency, evacuating the interior of the communicating foam having an average cell diameter of about 300 to 1000 μm to 0.001 mmHg requires an extremely long evacuation time, and has a serious problem in mass productivity. Further, in a high vacuum region of 0.001 mmHg, the material is easily affected by outgassing from the material. That is, in order to achieve the required low thermal conductivity over a long period of time, a technique for reducing the cell diameter is required.

【0005】本発明者らは、上記のような従来技術の欠
点に鑑み、微細な連通気泡を有する硬質ポリウレタンフ
ォームの製造法について鋭意検討した結果、ポリメチレ
ンポリフェニルイソシアネートプレポリマーを用い、こ
れとポリオールとのNCO/OH当量比を1.3〜3.0
の割合で発泡剤として水のみを用いて発泡させることに
より、微細な連続気泡を有する焼けのない硬質ポリウレ
タンフォームが得られることを知見し、これらの知見に
基づき更に検討を加え本発明を完成するに至った。
In view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present inventors have conducted intensive studies on a method for producing a rigid polyurethane foam having fine open cells, and as a result, have found that a polymethylene polyphenyl isocyanate prepolymer is used. The NCO / OH equivalent ratio with the polyol is 1.3 to 3.0.
By using only water as the foaming agent at a ratio of foaming, it was found that a non-burnable rigid polyurethane foam having fine open cells could be obtained, and further studies were made based on these findings to complete the present invention. Reached.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリオールと
ポリメチレンポリフェニルイソシアネートプレポリマー
とを、NCO/OH当量比が1.3〜3.0の割合で触
媒、整泡剤および気泡連通化剤の存在下に発泡剤として
水のみを用いて発泡させることを特徴とする硬質ポリウ
レタンフォームの製造法及びこのようにして得られるポ
リウレタンフォームに関する。
According to the present invention, a polyol, a polymethylene polyphenylisocyanate prepolymer, and a catalyst, a foam stabilizer, and a cell communication system are prepared at an NCO / OH equivalent ratio of 1.3 to 3.0. The present invention relates to a method for producing a rigid polyurethane foam characterized by foaming using only water as a foaming agent in the presence of an agent, and a polyurethane foam obtained in this manner.

【0007】本発明に使用されるポリオールとしては通
常の硬質ポリウレタンフォームの製造に使用される官能
基数が2〜8で、水酸基価が300〜600mgKOH/
gのポリエーテルポリオール、および官能基数が2〜4
で、水酸基価が250〜500mgKOH/gのポリエス
テルポリオールなどを用いることができる。さらに反応
性のメチロール基を有するフェノールレジンなども使う
ことができる。これらのポリオールの内で特に好ましい
ポリオールとしては、トリメチロールプロパン、ソルビ
トール、o−、m−トリレンジアミン等の水酸基含有化
合物にエチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはこ
の両者を付加して得られる水酸基価が300〜600mg
KOH/gのポリエーテルポリオールがあげられる。
The polyol used in the present invention has a functional group number of 2 to 8 and a hydroxyl value of 300 to 600 mg KOH /
g of the polyether polyol and the number of functional groups is 2 to 4
A polyester polyol having a hydroxyl value of 250 to 500 mgKOH / g can be used. Further, a phenolic resin having a reactive methylol group can be used. Among these polyols, particularly preferred polyols include trimethylolpropane, sorbitol, o-, m-tolylenediamine and the like. 600mg
KOH / g polyether polyol.

【0008】本発明に用いられるポリメチレンポリフェ
ニルイソシアネートプレポリマーは、一般式
The polymethylene polyphenyl isocyanate prepolymer used in the present invention has a general formula

【化1】 で示されるポリメチレンポリフェニルイソシアネート
(以下pMDIと称することもある)と水酸基含有化合
物とを反応させて得られるもので、そのアミン当量は1
40〜200のものである。ポリメチレンポリフェニル
イソシアネートプレポリマーを製造するのに用いられる
水酸基含有化合物としては、たとえば官能基数1で分子
量32〜300のモノアルコール類やフェノール類、官
能基数2〜3で、分子量62〜600のポリオール類な
どがあげられ、その具体例としてはメタノール、エタノ
ール、n−ブタノール、エチレングリコールモノメチル
エーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等
のモノアルコール類、フェノール、o−、m−、p−クレ
ゾール等のフ ェノール類、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブ
タンジオール、1,6−ヘキサングリコール等のジオー
ル類、たとえばグリセリン、トリメチロールプロパン等
のトリオール類、メチルグルコシド、ショ糖、ソルビト
ール、ズルシトール等の多価アルコール類の他、2〜3
官能のポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリ
オール類などをあげることができる。上記2〜3官能の
ポリエーテルポリオールの例としてはエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ビスフェノールA等のジオ
ール類やグリセリン、トリメチロールプロパン等のトリ
オール類、メチルグルコシド、ショ糖、ソルビトール、
ズルシトール等の多価アルコール類を開始剤としてアル
キレンオキシド、たとえばエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、ブチレンオキシド等の単独または2種以上
を重合して得られるポリエーテルポリオールがあげられ
る、また、上記の2〜3官能のポリエステルポリオール
の例としてはエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン
等 のポリオール類と、アジピン酸、コハク酸、無水マ
レイン酸、フタール酸等のジカルボン酸の縮合によって
得られるものなどがあげられる。本発明のプレポリマー
製造に特に好ましい水酸基含有化合物としてはエチレン
グリコールモノメチルエーテルあるいは開始剤としてト
リメチロールプロパン、ショ糖又はビスフェノールAを
用いて得られるポリエーテルポリオールがあげられる。
また、上記ポリメチレンポリフェニルイソシアネートプ
レポリマーを2種以上用いてもよい。さらにトリレンジ
イソシアネートまたはトリレンジイソシアネートプレポ
リマーと併用してもよい。
Embedded image Is obtained by reacting a polymethylene polyphenylisocyanate (hereinafter sometimes referred to as pMDI) represented by the formula (1) with a hydroxyl group-containing compound.
40-200. Examples of the hydroxyl group-containing compound used for producing the polymethylene polyphenylisocyanate prepolymer include monoalcohols and phenols having 1 functional group and a molecular weight of 32 to 300, and polyols having 2 to 3 functional groups and a molecular weight of 62 to 600. Examples thereof include monoalcohols such as methanol, ethanol, n-butanol, ethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monomethyl ether; phenols such as phenol, o-, m- and p-cresol; Diols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexane glycol, for example, triols such as glycerin and trimethylolpropane, methyl glucoside, sucrose, and sorbie Lumpur, other polyhydric alcohols such as dulcitol, 2-3
Examples include functional polyether polyols and polyester polyols. Examples of the above-mentioned 2- or trifunctional polyether polyol include ethylene glycol, propylene glycol, diols such as bisphenol A, glycerin, triols such as trimethylolpropane, methyl glucoside, sucrose, sorbitol,
Polyether polyols obtained by polymerizing an alkylene oxide, for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, alone or in combination of two or more thereof with a polyhydric alcohol such as dulcitol as an initiator. Examples of the polyester polyols include those obtained by condensation of polyols such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, and trimethylolpropane with dicarboxylic acids such as adipic acid, succinic acid, maleic anhydride, and phthalic acid. And so on. Particularly preferred hydroxyl group-containing compounds for producing the prepolymer of the present invention include ethylene glycol monomethyl ether or polyether polyol obtained using trimethylolpropane, sucrose or bisphenol A as an initiator.
Further, two or more of the above polymethylene polyphenyl isocyanate prepolymers may be used. Further, it may be used in combination with tolylene diisocyanate or tolylene diisocyanate prepolymer.

【0009】本発明ではポリメチレンポリフェニルイソ
シアネートプレポリマーはポリオールに対してNCO/
OH当量比が1.3〜3.0、好ましくは1.5〜2.5と
なるような範囲で用いられる。
In the present invention, the polymethylene polyphenyl isocyanate prepolymer is prepared by adding NCO /
It is used in such a range that the OH equivalent ratio is 1.3 to 3.0, preferably 1.5 to 2.5.

【0010】本発明に使用される触媒としては、たとえ
ば2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノー
ル、トリエチルアミン、N,N',N”−トリス(ジメ
チルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン、トリエ
チレンジアミン、ジアザビシクロウンデセン、テトラメ
チルヘキサンジアミンなどのアミン系、たとえば酢酸カ
リウム、安息香酸カリウム、2−エチルヘキサン酸カリ
ウム、ナフテン酸カリウムなどのカルボン酸のアルカリ
金属塩、たとえば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、
水酸化カルシウムなどの強塩基性金属塩、たとえばカリ
ウムフェノラート、ナトリウムメトキシドなどのアルコ
ラート、フェノラート等の従来イソシアヌレート化触媒
として公知のものを用いることができる。また、上記触
媒を2種以上用いてもよい。さらに、硬質ポリウレタン
フォームを製造する際に通常使用される触媒と併用して
もよい。そのような触媒の具体例としては、たとえばジ
メチルエタノールアミン、トリエチレンジアミン、テト
ラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジア
ミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ジメチル
シクロヘキシルアミンなどの三級アミン類、たとえばス
タナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート、オク
チル酸鉛等の有機金属化合物、三級アミン類のカルボン
酸塩などの従来公知のものが使用でき、これらの混合物
でもよい。触媒の量は有機イソシアネートに対して0.
01〜20重量%程度である。
The catalyst used in the present invention includes, for example, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, triethylamine, N, N ', N "-tris (dimethylaminopropyl) hexahydrotriazine, triethylenediamine , Diazabicycloundecene, tetramethylhexanediamine, and the like, and alkali metal salts of carboxylic acids such as potassium acetate, potassium benzoate, potassium 2-ethylhexanoate, and potassium naphthenate, for example, potassium hydroxide, hydroxide sodium,
Conventionally known isocyanuration catalysts such as strong basic metal salts such as calcium hydroxide, for example, alcoholates such as potassium phenolate and sodium methoxide, and phenolates can be used. Further, two or more kinds of the above catalysts may be used. Furthermore, you may use together with the catalyst normally used at the time of manufacturing a rigid polyurethane foam. Specific examples of such catalysts include, for example, tertiary amines such as dimethylethanolamine, triethylenediamine, tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine, tetramethylhexamethylenediamine, dimethylcyclohexylamine, such as stannasoctoate, dibutyl Conventionally known compounds such as organometallic compounds such as tindilaurate and lead octylate, and carboxylic acid salts of tertiary amines can be used, and a mixture thereof may be used. The amount of the catalyst is 0.
It is about 01 to 20% by weight.

【0011】本発明において用いられる整泡剤として
は、たとえばオルガノポリシロキサン、オルガノポリシ
ロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、ポリオキシ
アルキレン側鎖を有するポリアルケニルシロキサンなど
のシリコーン系界面活性剤や弗素系界面活性剤、カチオ
ン系、アニオン系、非イオン系界面活性剤も使用するこ
とができる。整泡剤は通常ポリオールに対して0.2〜
10重量%程度用いられる。
Examples of the foam stabilizer used in the present invention include silicone surfactants such as organopolysiloxane, organopolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer, and polyalkenylsiloxane having a polyoxyalkylene side chain, and fluorine-based surfactants. Surfactants, cationic, anionic and nonionic surfactants can also be used. Foam stabilizers are usually 0.2 to
About 10% by weight is used.

【0012】本発明で使用される気泡連通化剤として
は、特開昭61−153480に示されるようなステア
リン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステア
リン酸ストロンチウム、ステアリン酸亜鉛、ミリスチン
酸カルシウム等の粉末状の飽和モノカルボン酸の2価金
属塩や、特開昭61−153478に示されるようなポ
リエチレン粉末等の熱可塑性樹脂粉末等があげられる。
気泡連通化剤は通常ポリオールに対して0.1〜20重
量%程度用いられる。
[0012] The bubble communicating agent used in the present invention may be a powdery agent such as calcium stearate, magnesium stearate, strontium stearate, zinc stearate, calcium myristate and the like as disclosed in JP-A-61-153480. Examples thereof include divalent metal salts of saturated monocarboxylic acids, and thermoplastic resin powders such as polyethylene powders described in JP-A-61-153478.
The bubble communicating agent is usually used in an amount of about 0.1 to 20% by weight based on the polyol.

【0013】本発明においては、発泡剤として実質上水
のみが用いられる。水の量は必要密度に応じて適宜量用
いられるが、通常ポリオールの使用量に対して1〜20
重量%程度用いられる。
In the present invention, substantially only water is used as the blowing agent. The amount of water is appropriately used depending on the required density.
It is used in an amount of about% by weight.

【0014】前述の原料から硬質ポリウレタンフォーム
を製造する具体的な手段としては、たとえば実験用小型
ミキサーや発泡機などの原料を均一に混合できる装置を
用いて該原料を混合することによって微細な連続気泡を
有する焼けのない硬質ポリウレタンフォームが容易に得
られる。このようにして得られる硬質ポリウレタンフォ
ームは金属─プラスチックラミネートフィルムからなる
容器で被い、その内部を減圧にして密閉する真空断熱パ
ネルとして電気冷蔵庫,ビル,低温倉庫,貯蔵タンク,
冷凍船配管等の断熱に有利に用いられる。
As a specific means for producing a rigid polyurethane foam from the above-mentioned raw materials, for example, a fine continuous mixer is prepared by mixing the raw materials using an apparatus capable of uniformly mixing the raw materials such as a small laboratory mixer or a foaming machine. A non-burnt rigid polyurethane foam having bubbles is easily obtained. The rigid polyurethane foam thus obtained is covered with a container made of a metal-plastic laminated film, and the inside thereof is decompressed to a reduced pressure and sealed as a vacuum insulation panel for an electric refrigerator, a building, a low-temperature warehouse, a storage tank,
It is advantageously used for heat insulation of refrigerated ship piping and the like.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明では、ポリメチレンポリフェニル
イソシアネートプレポリマーを、NCO/OH当量比が
1.3〜3.0になるように使用することにより、近年重
大な環境問題として取り上げられているフロン類を一切
使用することなく、微細な連続気泡を有する焼けのない
硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。ま
た、本発明によって得られる硬質ポリウレタンフォーム
は、従来の硬質ポリウレタンフォームと比較して極めて
微細なセル構造を持ち、そのうえ100%の気泡連通化
率を示す。そのため該フォームを金属−プラスチックラ
ミネートフィルムから成る容器で被い、その内部を減圧
にして密閉する真空断熱パネルにおいて、0.1〜0.0
1mmHg 程度の工業的に取扱易い圧力下でも優れた断熱
性能を示す断熱体を得ることができる。
According to the present invention, the use of polymethylene polyphenylisocyanate prepolymer so that the NCO / OH equivalent ratio is 1.3 to 3.0 has recently been taken up as a serious environmental problem. A non-burnable rigid polyurethane foam having fine open cells can be produced without using any fluorocarbons. Further, the rigid polyurethane foam obtained by the present invention has an extremely fine cell structure as compared with the conventional rigid polyurethane foam, and also exhibits a cell communication ratio of 100%. For this reason, the foam is covered with a container made of a metal-plastic laminated film, and the inside of the vacuum insulation panel is closed under reduced pressure by using 0.1 to 0.0.
It is possible to obtain a heat insulator having excellent heat insulation performance even under a pressure of about 1 mmHg which is industrially easy to handle.

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例ならびに比較例をあげて、本発
明をさらに具体的に説明する。実施例・比較例において
使用した原料は次の通りである。 ポリエーテルポリオール:水酸基価450mgKOH/g
のトリメチロールプロパン系ポリエーテルポリオール ポリエステルポリオール:水酸基価315mgKOH/g
のフタル酸とジエチレングリコールの縮合反応によって
得られるポリエステルポリオール 触媒:酢酸カリウム 整泡剤:シリコン系整泡剤;信越化学工業(株)製 F−
373 発泡剤A:R−11 発泡剤B:水 気泡連通化剤:ステアリン酸カルシウム 有機ポリイソシアネートA:ポリメチレンポリフェニル
イソシアネート 有機ポリイソシアネートB:ポリメチレンポリフェニル
イソシアネートとビスフェノールAのプロピレンオキシ
ド付加物とのプレポリマー(アミン当量150) 有機ポリイソシアネートC:トリレンジイソシアネート
とグリセリン−蔗糖−プロピレンオキシド付加物とのプ
レポリマー(アミン当量150) 有機ポリイソシアネートD:ポリメチレンポリフェニル
イソシアネートとジエチレングリコールモノメチルエー
テルとのプレポリマー(アミン当量170) 〔表1〕に示される発泡処方に従って、これらの原料を
30±1℃にした後、5秒間高速混合撹拌して反応させ
た。発泡した硬質ポリウレタンフォームは常法に従い翌
日裁断して、フォームの焼け状態(スコーチ)を観察
し、セル径をフォームの電子顕微鏡写真から求めた。
The present invention will now be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The raw materials used in Examples and Comparative Examples are as follows. Polyether polyol: hydroxyl value 450 mgKOH / g
Trimethylolpropane-based polyether polyol Polyester polyol: hydroxyl value 315 mg KOH / g
Polyester polyol obtained by the condensation reaction of phthalic acid with diethylene glycol Catalyst: Potassium acetate Foam stabilizer: Silicon foam stabilizer: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. F-
373 Blowing agent A: R-11 Blowing agent B: Water Bubble communication agent: Calcium stearate Organic polyisocyanate A: Polymethylene polyphenyl isocyanate Organic polyisocyanate B: Polymethylene polyphenyl isocyanate and propylene oxide adduct of bisphenol A Prepolymer (amine equivalent 150) Organic polyisocyanate C: Prepolymer of tolylene diisocyanate and glycerin-sucrose-propylene oxide adduct (amine equivalent 150) Organic polyisocyanate D: Prepolymer of polymethylene polyphenyl isocyanate and diethylene glycol monomethyl ether Polymer (amine equivalent 170) According to the foaming formulation shown in [Table 1], these raw materials were heated to 30 ± 1 ° C., and were reacted by high-speed mixing and stirring for 5 seconds. The foamed rigid polyurethane foam was cut the following day according to a conventional method, the burnt state (scorch) of the foam was observed, and the cell diameter was determined from an electron micrograph of the foam.

【0017】比較例1はR−11を発泡剤として、ポリ
メチレンポリフェニルイソシアネートをNCO/OH当
量比が1.1になるように使用して発泡したものであ
る。セル径も300μm と小さく、スコーチも見られな
い。しかし、比較例2から分るようにたんに発泡剤をR
−11から水単独に代えただけでは、セル径も大きくな
り、スコーチも発生するようになる。比較例3のように
NCO/OH当量比を大きくしてフォームをイソシアヌ
レート化してやると、耐熱性能が向上してスコーチは見
られなくなるが、セル径は小さくならない。また比較例
4から分るように、有機ポリイソシアネートをポリメチ
レンポリフェニルイソシアネートプレポリマーに代えて
も、NCO/OH当量比が小さいと、セル径は小さくな
るがスコーチが治まらない。
In Comparative Example 1, foaming was carried out using R-11 as a foaming agent and using polymethylene polyphenyl isocyanate such that the NCO / OH equivalent ratio became 1.1. The cell diameter is as small as 300 μm, and no scorch is seen. However, as can be seen from Comparative Example 2, the blowing agent was simply changed to R
Simply replacing water with -11 alone increases the cell diameter and also causes scorch. When the foam is isocyanurated by increasing the NCO / OH equivalent ratio as in Comparative Example 3, the heat resistance is improved and no scorch is seen, but the cell diameter does not decrease. Further, as can be seen from Comparative Example 4, even when the organic polyisocyanate was replaced with polymethylene polyphenyl isocyanate prepolymer, if the NCO / OH equivalent ratio was small, the cell diameter was small but scorch did not subside.

【0018】ところが実施例1,2,4,5に示したよ
うに、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートプレポ
リマーをNCO/OH当量比が1.3〜3.0になるよう
に使用すると、セル径も小さく、スコーチも発生しない
フォームを得ることができた。さらに、実施例3のよう
に有機ポリイソシアネートとして、ポリメチレンポリフ
ェニルイソシアネートプレポリマーにトリレンジイソシ
アネートプレポリマーを混ぜて使用してもほぼ同等の物
性を持ったフォームを得ることができた。しかし、実施
例1,2と同じ有機ポリイソシアネートであっても、比
較例5のようにNCO/OH当量比が3.5まで上がる
と、反応速度が非常に不安定となり破泡が進 んで消泡
してしまい、微細な連続気泡を有する硬質ポリウレタン
フォームにはならない。
However, as shown in Examples 1, 2, 4, and 5, when the polymethylene polyphenyl isocyanate prepolymer is used so that the NCO / OH equivalent ratio becomes 1.3 to 3.0, the cell diameter also increases. A small foam with no scorch was obtained. Furthermore, as in Example 3, a foam having almost the same physical properties could be obtained even when a mixture of polymethylene polyphenyl isocyanate prepolymer and tolylene diisocyanate prepolymer was used as the organic polyisocyanate. However, even with the same organic polyisocyanate as in Examples 1 and 2, when the NCO / OH equivalent ratio increases to 3.5 as in Comparative Example 5, the reaction rate becomes extremely unstable, and foam breakage proceeds and disappears. It foams and does not become a rigid polyurethane foam having fine open cells.

【表1】 [Table 1]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 75:04 C08L 75:04 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87 C08J 9/00 - 9/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI C08L 75:04 C08L 75:04 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 18/00-18/87 C08J 9/00-9/14

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポリオールとポリメチレンポリフェニルイ
ソシアネートプレポリマーとを、NCO/OH当量比が
1.3〜3.0の割合で触媒、整泡剤および気泡連通化剤
の存在下に発泡剤として実質上水のみを用いて発泡させ
ることを特徴とする硬質ポリウレタンフォームの製造
法。
1. A foaming agent comprising a polyol and a polymethylene polyphenylisocyanate prepolymer in the presence of a catalyst, a foam stabilizer and a cell communicating agent at an NCO / OH equivalent ratio of 1.3 to 3.0. A method for producing a rigid polyurethane foam, characterized by foaming using substantially only water.
【請求項2】ポリオールが官能基数2〜8で水酸基価3
00〜600mgKOH/gのポリエーテルポリオールである
請求項1記載の製造法。
2. The polyol according to claim 1, wherein the polyol has 2 to 8 functional groups and a hydroxyl value of 3
2. The method according to claim 1, wherein the polyether polyol is from 00 to 600 mgKOH / g.
【請求項3】ポリオールが官能基数2〜4で水酸基価2
50〜500mgKOH/gのポリエステルポリオールである
請求項1記載の製造法。
3. The polyol according to claim 1, wherein the polyol has 2 to 4 functional groups and a hydroxyl value of 2.
The method according to claim 1, wherein the polyester polyol is 50 to 500 mgKOH / g.
【請求項4】ポリメチレンポリフェニルイソシアネート
プレポリマーがアミン当量140〜200を有するプレ
ポリマーである請求項1記載の製造法。
4. The method according to claim 1, wherein the polymethylene polyphenyl isocyanate prepolymer is a prepolymer having an amine equivalent of 140 to 200.
【請求項5】発泡剤をポリオールの使用量に対し約1〜
20重量%用いる請求項1記載の製造法。
5. The blowing agent is added in an amount of about 1 to about the amount of the polyol used.
The method according to claim 1, wherein 20% by weight is used.
【請求項6】ポリメチレンポリフェニルイソシアネート
プレポリマーとポリオールとをNCO/OH当量比1.
5〜2.5の割合で反応させ発泡させる請求項1記載の
製造法。
6. A polymethylene polyphenyl isocyanate prepolymer and a polyol having an NCO / OH equivalent ratio of 1.
2. The method according to claim 1, wherein the reaction is carried out at a rate of 5 to 2.5 to foam.
【請求項7】ポリオールとポリメチレンポリフェニルイ
ソシアネートプレポリマーとを、NCO/OH当量比が
1.3〜3.0の割合で触媒、整泡剤および気泡連通化剤
の存在下に発泡剤として実質上水のみを用いて発泡させ
て得られる硬質ポリウレタンフォーム。
7. A foaming agent comprising a polyol, a polymethylene polyphenylisocyanate prepolymer, and an NCO / OH equivalent ratio of 1.3 to 3.0 in the presence of a catalyst, a foam stabilizer and a cell communication agent. A rigid polyurethane foam obtained by foaming using substantially only water.
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