JP3325318B2 - 硬質ポリウレタンフォーム - Google Patents

硬質ポリウレタンフォーム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は硬質ポリウレタンフォー
ムに関する。詳しくは、フォーム物性を特に損なわな
い、寸法安定性、断熱性能及び接着性に優れた硬質ポリ
ウレタンフォームに関し、冷蔵庫、冷凍庫、断熱パネ
ル、船舶又は車両等の断熱材ないしは断熱構造材等とし
て広範囲の利用が期待されるものである。
【0002】
【従来の技術】近年、地球のオゾン層保護のため、クロ
ロフルオロカーボン類の規制が実施されている。この規
制対象には、硬質ポリウレタンフォームの発泡剤として
使用されているトリクロロフルオロメタン(以下 R−
11と記す。)も含まれている。一般的な断熱材には、
R−11がフォーム中に7〜14重量%含まれており、
このR−11の含有量を削減する発泡技術(以下、R−
11の削減処方と記す。)、または水のみを発泡剤とす
る発泡技術(以下、完全水発泡処方と記す。)、または
R−11にかわる硬質ポリウレタンフォーム用発泡剤の
開発が急務となり、1,1−ジクロロ−1−フルオロエ
タン(以下、R−141bと記す。)、2,2−ジクロ
ロ−1,1,1−トリフルオロエタン(以下、R−12
3と記す。)等が代替発泡剤の候補と考えられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、R−1
1の削減処方及び完全水発泡処方の場合、従来の硬質ポ
リウレタンフォームと比較して、寸法安定性、特に常温
寸法安定性が悪化し、またウレタン原液の液流れ性が低
下し、その結果、製品密度を高くする必要があり、R−
141bまたはR−123を使用した処方の場合、発泡
効率が低下し、また寸法安定性、特に低温寸法安定性が
悪化し、いずれも満足する硬質ポリウレタンフォームが
得られないことがわかった。
【0004】酸無水物を利用する提案として、例えば、
無水マレイン酸を使用するSU77−2519062等
が挙げられるが、レジンに添加し、使用するために、レ
ジンに含まれる触媒と水により、酸無水物が開環反応し
て、酸となり、反応性が著しく遅くなり、また粘度が上
昇する欠点があった。また、類似の提案として、フマル
酸、テレフマル酸等の不飽和カルボン酸を使用する特開
平01−229050が、イソフタル酸等の二塩基酸を
使用する特開昭56−147814,特開昭56−14
7816が挙げられる。いずれもレジンに添加し、使用
するために、レジンに含まれる触媒の影響により、二塩
基酸が反応して、粘度が上昇する欠点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決するために鋭意検討した結果、硬質ポリウレ
タンフォームの製造に当たって、有機ポリイソシアナー
トとして、有機ポリイソシアナート100重量部当り、
無水フタル酸、無水ジフェン酸及び無水フタロン酸から
選ばれる1種類、または2種類以上の酸無水物を0.2
〜10重量部添加して使用することにより、酸無水物
が反応せず有機ポリイソシアナート中で安定した状態で
存在し、低密度で寸法安定性に優れた硬質ポリウレタン
フォームが得られることを見い出し、本発明に到達し
た。
【0006】すなわち本発明は、有機ポリイソシアナー
ト、ポリオール、発泡剤、触媒、整泡剤及びその他の助
剤から製造される硬質ポリウレタンフォームにおいて、
有機ポリイソシアナート100重量部当り、無水フタル
酸、無水ジフェン酸及び無水フタロン酸から選ばれる1
種類、または2種類以上の酸無水物を0.2〜10重量
部添加、使用して得られることを特徴とする硬質ポリウ
レタンフォームである。有機ポリイソシアナート100
重量部当り、酸無水物の使用量が、0.2重量部未満
であると、効果かなく、10重量部を越えると、反応性
特に樹脂化が急激に起こり、フォームの収縮または狭い
間隙への未充填が起こり、いずれも実用的でない。
【0007】酸無水物を添加する以前の有機ポリイソシ
アナートとしては、公知のものがすべて使用できるが、
一般的なものは、トルエンジイソシアナート(TDI)
及びジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)であ
る。TDIは、異性体の混合物すなわち2,4−体10
0%品、2,4−体/2,6−体=80/20,65/
35(それぞれ重量比)等のものはもちろん、商品名コ
スモネートTRC等として知られる多官能性のタールを
含有するいわゆる粗TDIも使用できる。また、MDI
としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナー
トを主成分とする純品のほかに、3核体以上の多核体を
含有する三井コスモネートM−200等のいわゆるポリ
メリックMDIが使用できる。これらのうちMDI、特
にポリメリックMDIが好適である。有機ポリイソシア
ナートと後述のレジン液中の活性水素の割合は、NCO
/H(活性水素)=0.7〜5.0(当量比)が特に好
適である。
【0008】触媒としては、例えばトリメチルアミノエ
チルピペラジン、トリエチルアミン、トリプロピルアミ
ン、N−メチルモルフォリン、N−エチルモルフォリ
ン、トリエチレンジアミン、テトラメチルヘキサメチレ
ンジアミン等のアミン系ウレタン化触媒が使用できる。
これらの触媒は、単独で、または混合して使用でき、そ
の使用量は活性水素を持つ化合物100重量部に対し
て、0.001〜10.0重量部が適当である。
【0009】整泡剤としては、従来公知の有機珪素界面
活性剤が用いられる。例えば、日本ユニカー(株)製の
L−5420、L−5340、SZ−1645、SZ−
1627等、信越化学工業(株)製のF−343、F−
347、F−350S、F−345、F−348等が適
当である。これらの整泡剤の使用量は、活性水素を持つ
化合物100重量部に対して、0.1〜10.0重量部
が適当である。その他難燃剤、可塑剤、安定剤、着色剤
等を必要に応じ添加することができる。
【0010】本発明を実施するには、ポリオール、発泡
剤、触媒及び整泡剤の所定量を混合してレジン液とす
る。レジン液と有機ポリイソシアナートとを一定の比率
で高速混合し、空隙または型に注入する。この際、有機
ポリイソシアナートとレジン液の活性水素との当量比
(NCO:H)が0.7:1から5:1となるように有
機ポリイソシアナートとレジン液との液比を調節する。
【0011】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説
明する。使用した諸原料は次の通りである。 イソシアナートA :三井コスモネートM−200
(ポリメリックMDI)全NCO 31.3% イソシアナートB〜I:イソシアナートAに次の通り、
酸無水物を添加したイソシアナート。 ポリオールA:ショ糖/グリセリン(重量比7:3)に
プロピレングリコールを付加して得られ た水酸基価4
50mgKOH/g,粘度6000cps/2 5
℃のポリオール。 ポリオールB:トリエタノールアミンにプロピレングリ
コールを付加して得られた水酸基価450mgKOH/
g,粘度600cps/25℃のポリオール。 ポリオールC:ペンタエリスリトールにプロピレングリ
コールを付加して得られた水酸基価450mgKOH/
g,粘度2500cps/25℃のポリオール。 ポリオールB:トリエタノールアミンにプロピレングリ
コールを付加して得られた水酸基価250mgKOH/
g,粘度220cps/25℃のポリオール。 整泡剤:日本ユニカー(株)製品 L−5420 触媒:テトラメチルヘキサメチレンジアミン 発泡剤:R−141b
【0012】また、硬質ポリウレタンフォームま諸物性
値の測定条件は、以下の通りである。 フリー密度:フリー発泡より得られたフォームのコアー
部の密度である。 寸法安定性:アルミ製縦型パネルより得られたフォーム
を25℃/50%RHの状態に12時間静置後に、−3
0℃の低温槽に48時間静置した。寸法安定性の値は、
フォームのコアー部の体積変化率である。
【0013】実施例1〜12 各種ポリオール、発泡剤、整泡剤、触媒の所定量を予め
混合し、これに所定量の有機ポリイソシアナートを加
え、8秒間高速混合し、直ちにフリー発泡用ボックス
(サイズ:250×250×250mmの木箱)に発泡
液を注入した。また予め35℃に調整したアルミ製縦型
パネル(サイズ:内寸400×400×30厚みmm)
に、所定量の発泡液を注入し、10分後にフォームを脱
型した。結果並びに得られた硬質ポリウレタンフォーム
の諸特性値を表1,2に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】比較例1〜6 実施例に準じて、酸無水物を添加しない処方で同様に実
施し、硬質ポリウレタンフォームを得た。得られた硬質
ポリウレタンフォームの諸特性値を表3に示す。
【0017】
【表3】
【0018】以上の実施例と比較例の対照から、本発明
の処方により得られる硬質ポリウレタンフォームは、従
来のR−11を多量使用した処方により得られる硬質ポ
リウレタンフォームと比較して、一般物性を特に損なう
ことなく、ほぼ同等の優れた寸法安定性、断熱性能及び
接着性を示すことがわかった。
【0019】
【発明の効果】R−11の削減処方、完全水発泡処方、
または代替発泡剤R−141b,R−123を使用した
処方より得られた硬質ポリウレタンフォームは、従来の
R−11を多量に使用する処方より得られた硬質ポリウ
レタンフォームと比較して、硬質ポリウレタンフォーム
の寸法安定性が著しく劣っていた。しかし、本発明によ
り、有機ポリイソシアナートとして、無水フタル酸、無
水ジフェン酸及び無水フタロン酸から選ばれる1種類、
または2種類以上の酸無水物を添加したものを使用する
ことにより、従来のR−11を多量に使用した処方から
得られる硬質ポリウレタンフォームと比較して、低密度
で寸法安定性に優れた硬質ポリウレタンフォームが得ら
れた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−165422(JP,A) 特開 平2−166111(JP,A) 特開 平5−140257(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機ポリイソシアナート、ポリオール、発
    泡剤、触媒、整泡剤及びその他の助剤から製造される硬
    質ポリウレタンフォームにおいて、有機ポリイソシアナ
    ート成分として、該有機ポリイソシアナート100重量
    部中に、無水フタル酸、無水ジフェン酸及び無水フタロ
    ン酸から選ばれる1種類、または2種類以上の混合物を
    0.2〜10重量部添加したものを、使用することを特
    徴とする硬質ポリウレタンフォーム。
  2. 【請求項2】有機ポリイソシアナート100重量部中
    に、無水フタル酸、無水ジフェン酸及び無水フタロン酸
    から選ばれる1種類、または2種類以上の混合物を0.
    5〜6重量部添加したものを使用することを特徴とする
    請求項1記載の硬質ポリウレタンフォーム。
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