JP3308612B2 - ポリオール組成物 - Google Patents

ポリオール組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、ポリウレタン軟質フォームの製
造に有効なポリオール組成物、及び前記フォームの製造
方法に関する。
【０００２】発泡剤の存在下でトリレンジイソシアネー
ト(TDI) もしくはジフェニルメタンジイソシアネート(M
DI) のような有機ポリイソシアネートをポリエーテルポ
リオールと反応させることによるポリウレタン軟質フォ
ームの製造は確立されている。ポリエーテルは通常プロ
ピレンオキシド由来のポリオキシプロピレンポリオール
又はプロピレンとエチレンオキシドの種々の混合物由来
のポリ（オキシプロピレン−オキシエチレン）ポリオー
ルである。オキシエチレン基が総オキシアルキレン残基
の少量部を構成するエチレンオキシド末端ポリオキシプ
ロピレンオキシドは、イソシアネートに対するその高い
反応性のため特に重要である。オキシエチレン含量が高
い、例えば重量基準で50％以上であるポリオールは、し
ばしばフォームが開放気泡構造を確実に有するように少
量の添加剤として用いられる。軟質フォームの製造にお
いて最も頻繁に用いられるポリオールは、ジオール及び
トリオールである。
【０００３】優れたレジリエンスを含む価値ある特性を
有する軟質フォームが、比較的高いオキシエチレン含量
を有する高官能性ポリオールを所定割合含むポリオール
組成物より製造されることがわかった。
【０００４】従って、本発明は、2.5 〜６の平均公称ヒ
ドロキシル官能価を有し、(a) 少なくとも４の平均公称
ヒドロキシル官能価、100 〜1500の平均ヒドロキシル当
量及び少なくとも50重量％のオキシエチレン含量を有す
るポリオキシアルキレンポリオールを５〜30重量％、及
び(b) 他のポリオールを95〜70重量％含むポリオール組
成物を提供する。
【０００５】「平均公称ヒドロキシル官能価」とは、ポ
リオキシアルキレンポリオールの平均官能価がその製造
に用いられる開始剤の平均官能価（分子あたりの活性水
素原子の数）と同じであるという仮定をもとにしたポリ
オール組成物の平均官能価（分子あたりのヒドロキシル
基の数）を示すが、実際は末端不飽和のためいくらか低
い。
【０００６】成分(a) により必要とされる特徴を有する
ポリオキシアルキレンポリオールは当該分野において公
知であり、エチレンオキシドのみを、又はエチレン及び
プロピレンオキシドを同時に及び／又は順に少なくとも
４個の活性水素原子を有するポリオール、ポリアミン等
と反応させることによる従来の方法で得られる。
【０００７】ポリオール成分（ｂ）は好適には、２〜
６、とりわけ２〜４の平均公称ヒドロキシル官能価、及
び1000〜3000の平均ヒドロキシル当量を有し、そしてポ
リウレタン製造における使用が公知のあらゆる種類のポ
リオール、例えばポリエステル、ポリエステル−アミ
ド、ポリチオエーテル、ポリカーボネート、ポリアセタ
ール、ポリオレフィン及びポリシロキサンより選ばれ
る。しかし、成分(b) は官能価及び／又はオキシエチレ
ン含量において成分(a) とは異なるポリオキシアルキレ
ンポリオールであることが好ましい。従って、成分(b)
は、例えば50重量％以下、典型的には20重量％以下のオ
キシエチレン含量を有するポリオキシアルキレントリオ
ールであってよい。
【０００８】好ましいポリオール組成物は、成分(a) を
少なくとも６重量％、好ましくは少なくとも６重量％か
ら20重量％未満、より好ましくは10重量％から20重量％
未満含む。さらに、成分(a) を構成するポリオキシアル
キレンポリオールが以下の特徴 (i) 平均公称ヒドロキシル官能価が４より大きい、例え
ば６である； (ii)オキシエチレン含量が少なくとも70重量％、例えば
90〜 100重量％である； の少なくとも１つを有することが好ましい。
【０００９】所望により、ポリオキシアルキレンポリオ
ール（又は混合物を用いる場合、１種以上のポリオキシ
アルキレンポリオール）は分散したポリマー粒子を含
む。そのようなポリマー改質ポリオールは従来の技術に
おいて完全に記載されており、１種以上のビニルモノマ
ー、例えばアクリロニトリル及びスチレンのポリオキシ
アルキレンポリオール中の現場重合、又はポリイソシア
ネート及びアミノ−もしくはヒドロキシ−官能性化合物
の間のポリオキシアルキレンポリオール中の現場反応に
より得られる生成物を含む。
【００１０】前記ポリオール組成物は、軟質ポリウレタ
ンフォーム、とりわけISO 8307法により測定し、少なく
とも55％、好ましくは少なくとも58％のレジリエンス値
を有するフォームの製造に特に価値がある。
【００１１】従って、他の態様において、本発明は、発
泡剤の存在下で、ポリイソシアネートを2.5 〜６の平均
公称ヒドロキシル官能価を有する少なくとも２種のポリ
オールと反応させることによる軟質ポリウレタンフォー
ムの製造方法であって、第一のポリオールがこの２つの
ポリオールの量の５〜30重量％の量で用いられそしてこ
の第一のポリオールが少なくとも４の平均公称ヒドロキ
シル官能価、100 〜1500の平均ヒドロキシル当量及び少
なくとも50重量％のオキシエチレン含量を有するポリオ
キシアルキレンポリオールであり、第二のポリオールが
他のポリオールでありそして２つのポリオールの量の95
〜70重量％の量で用いられる方法を提供する。
【００１２】軟質フォームの製造に用いられる有機ポリ
イソシアネートは、脂肪族、環式脂肪族及びアル脂肪族
(araliphatic) ポリイソシアネートを含み、特に軟質フ
ォームの製造に従来用いられた芳香族ポリイソシアネー
ト、例えばトリレンジイソシアネート(TDI) 及びジフェ
ニルメタンジイソシアネート(MDI) を含む。
【００１３】好ましいポリイソシアネートはジフェニル
メタンジイソシアネート組成物、特に室温において液体
である組成物である。従って、好適なポリイソシアネー
トはMDI 異性体の液体混合物、特に60％以下の2,4'−異
性体及び５％以下の2,2'−異性体との4,4'−異性体を含
む混合物を含む（前記成分は総組成物の重量パーセント
で表す）。
【００１４】用いてよいジフェニルメタンジイソシアネ
ート組成物は、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシ
アネートからなるもしくは含む組成物を含む。従って、
25〜65重量％のジイソシアネート、残りが２より大きい
イソシアネート官能価を有するポリメチレンポリフェニ
レンポリイソシアネートを含むいわゆるポリマーMDIを3
0重量％以下及び純粋なMDI(4,4'−異性体もしくは異性
体混合物）を少なくとも70重量％含む混合物を用いてよ
い。また、前記高官能性ポリイソシアネートを多くの割
合（100%以下）含むポリマーMDI 組成物及び純粋なMDI
の混合物も用いてよい。
【００１５】用いてよい他のMDI 組成物は、MDI の改質
フォーム、すなわち、例えばウレタン、アロファネー
ト、ウレア、ビウレット、カルボジイミド、ウレトンイ
ミンもしくはイソシアヌレート樹脂の混入による公知の
方法で改質されたMDI を含む。用いてよいMDI の他の改
質フォームは、例えばEP-A-0 103 996に記載されたよう
なMDI 中のポリウレア分散体を含む。
【００１６】用いてよいさらに他のジフェニルメタンジ
イソシアネート組成物は、上記MDI異性体、異性体混合
物、ポリマーMDI 、改質MDI 等と20重量％以下の他のポ
リイソシアネートもしくはポリイソシアネートの混合物
との混合物を含む。MDI との混合物に用いてよい他のポ
リイソシアネートは、脂肪族、環式脂肪族及びアル脂肪
族ポリイソシアネート、特にジイソシアネート、例えば
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、シクロヘキサン-1,4- ジイソシアネート、4,
4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート並びにm-
及びp-テトラメチルキシレンジイソシアネート、及び特
に芳香族ポリイソシアネート、例えばトリレン及びフェ
ニレンジイソシアネートを含む。
【００１７】本発明の方法において用いるに好ましい発
泡剤は、水であり、所望により物理発泡剤、例えば低沸
点オルガノフルオロ化合物を含んでよい。発泡剤の量
は、所望のフォーム密度を達成するため公知の方法で変
えてもよく、水の好適な量は、例えばポリオール組成物
の重量を基準として0.25〜20重量％、好ましくは0.25〜
８重量％、最も好ましくは0.25から５重量％未満であ
る。好ましくは、水が唯一の発泡剤である。ポリオール
組成物、水及び他のイソシアネート反応性物質を考慮し
て、反応システムのイソシアネートインデックスは10〜
120 である。
【００１８】フォーム形成反応混合物は、そのような反
応混合物に一般的な添加剤を１種以上含んでよい。その
ような添加剤は、触媒、例えば３級アミン及び錫化合
物、界面活性剤及びフォーム安定剤、例えばシロキサン
−オキシアルキレンコポリマー、連鎖延長剤、例えば低
分子量ジオールもしくはジアミン、架橋剤、例えばトリ
エタノールアミン、難燃剤、有機及び無機充填剤、顔
料、ポリジメチルシロキサンのようないわゆる沸騰フォ
ーム効果を抑えるための試薬、並びに内部離型剤を含
む。
【００１９】従って、他の態様において、本発明は、 (i) ポリイソシアネート成分、 (ii)2.5 〜６の平均公称ヒドロキシル官能価を有し、
(a) 少なくとも４の平均公称ヒドロキシル官能価、100
〜1500の平均ヒドロキシル当量及び少なくとも50重量％
のオキシエチレン含量を有するポリオキシアルキレンポ
リオールを５〜30重量％、及び(b) 他のポリオールを95
〜70重量％含むポリオール組成物、 (iii) 水を含む発泡剤、及び所望により (iv)フォーム配合物に一般的な１種以上の添加剤 を含む反応システムを提供する。そのような反応システ
ムは、好ましくは軟質フォームの製造に用いられる。
「反応システム」とは、ポリイソシアネート成分がイソ
シアネート反応性成分とは別に容器内に保たれている成
分の組合せと規定される。
【００２０】本発明の実施において、従来の混合装置と
共に公知のワンショット、半プレポリマーもしくはフル
プレポリマー法を用いてよく、フォームはスラブ材、成
形品等の形状で製造される。プレポリマー法を用いた場
合、２種のポリオールの各々は単独でもしくは混合物で
用いられ、ポリイソシアネートと共に予備反応される。
前記に示す量はプレポリマー中のポリオール及びポリオ
ール組成物中のポリオールを基準として計算される。
【００２１】本発明を以下の例により説明するが、ここ
で部、パーセント及び比は重量基準である。
【００２２】以下の用語を反応成分において用いる。用語 F2805 は、Imperial Chemical Industries PLCより入手
可能な、15％のオキシエチレン含量及び6000の分子量を
有するエチレンオキシド末端ポリオキシプロピレントリ
オールであるDaltocel F2805である。DaltocelはICI の
商標である。
【００２３】G2005 は、Imperial Chemical Industries
PLCより入手可能な、1800の分子量を有するポリオキシ
エチレンヘキソールであるAtlas G2005 である。
【００２４】A2580 は、Arcoより市販入手可能な、77％
オキシアルキレン含量を含むランダムオキシエチレン及
びオキシプロピレン残基及び4000の分子量を有するポリ
エーテルトリオールである、Arcol 2580である。
【００２５】ポリオールＸは、15重量％のＥＯ含量を含
み、EOv =160である６官能性ポリオールである。
【００２６】ポリオールＹは、15重量％のＥＯ含量を含
み、EOv = 91である６官能性ポリオールである。
【００２７】ポリオールＺは、75重量％のＥＯ含量を含
み、EOv = 41である６官能性ポリオールである。
【００２８】PBA 2185は、Imperial Chemical Industri
es PLCより入手可能な、30.7％のNCO 含量を有するポリ
マーMDI である。
【００２９】６％のNCO 含量を有するプレポリマーＡ
は、OH価＝36（13％EO末端）を有するトリオール75pbw
を25pbw のMDI(10% 2,2'+ 2,4') と反応させることによ
り得られる。
【００３０】Niax A1 : Union Carbide より入手可能な
触媒 Dabco EG : Air Products より入手可能な触媒 Dabco 80/20 : Air Productsより入手可能な触媒
【００３１】B4113 は、Goldschmidt AGより入手可能な
シリコーン界面活性剤である、Tegostab B4113である。
TegostabはGoldschmidt の商標である。
【００３２】レジリエンスはISO 8307により測定し、CL
D 40％損失及びヒステリシス損失はISO 3386-Iにより測
定した。
【００３３】例１ 表１及び２に示した配合物をベンチ混合することにより
軟質フォームを製造した。その量は重量部である。表１
は得られたフォームの特性を示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】例２ 高オキシエチレン含量を有するポリエーテルヘキソール
を含む反応混合物とポリイソシアネートを反応させるこ
とにより軟質フォームを製造した。配合（重量部）及び
フォーム特性を表３に示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】例３ 表４に示す組成より他の軟質フォームを製造した。＊で
示したものは比較実験である。
【００３９】
【表４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−69820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−22915（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−239716（ＪＰ，Ａ) 英国特許1365632（ＧＢ，Ｂ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08G 18/00 - 18/87

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリイソシアネートと２．５〜６の平均
    公称ヒドロキシル官能価を有する少なくとも２種のポリ
    オールとを反応させることによる軟質ポリウレタンフォ
    ームの製造方法であって、 第一のポリオール（ａ）が、この２つのポリオールの量
    に基づいて６〜２０重量％の量で用いられそしてこの第
    一のポリオールが少なくとも４の平均公称ヒドロキシル
    官能価、１００〜１５００の平均ヒドロキシル当量及び
    ５０重量％を越えるオキシエチレン含量を有するポリオ
    キシアルキレンポリオールであり、 第二のポリオール（ｂ）が、他のポリオールでありそし
    て２つのポリオールの量に基づいて９５〜７０重量％の
    量で用いられ、さらに水を含有する発泡剤を、上記少な
    くとも２つのポリオールの重量に基づいて０．２５〜８
    重量％の量で使用する方法。
  2. 【請求項２】 ポリイソシアネート成分がジフェニルメ
    タンジイソシアネートを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 成分（ｂ）が、２〜６の平均公称ヒドロ
    キシル官能価、１０００〜３０００の平均ヒドロキシル
    当量及び５０重量％以下のオキシエチレン含量を有する
    ポリオキシアルキレンポリオールを含む、請求項１又は
    ２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 ポリオキシアルキレンポリオールが、２
    〜４の平均公称ヒドロキシル官能価及び２０重量％以下
    のオキシエチレン含量を有する、請求項３に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 成分（ａ）が、４より大きい平均公称ヒ
    ドロキシル官能価を有するポリオキシアルキレンポリオ
    ールを含む、請求項１〜４のいずれかの項に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 成分（ａ）が、少なくとも７０重量％の
    オキシエチレン含量を有するポリオキシアルキレンポリ
    オールを含む、請求項１〜５のいずれかの項に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 成分（ａ）が、９０〜１００重量％のオ
    キシエチレン含量を有する、請求項１〜６のいずれかの
    項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 水の量が、前記の少なくとも２種のポリ
    オールの重量を基準として０．２５以上５重量％未満の
    量である、請求項１〜７のいずれかの項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかの項に記載され
    た方法により製造され、ＩＳＯ ８３０７法で測定して
    少なくとも５５％のレジリエンス値を有する、軟質ポリ
    ウレタンフォーム。
JP33412792A 1991-12-17 1992-12-15 ポリオール組成物 Ceased JP3308612B2 (ja)

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CA (1) CA2084809A1 (ja)
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