JP4106746B2 - 硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造方法、および、ポリオール組成物 - Google Patents
硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造方法、および、ポリオール組成物 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬質ポリウレタンフォーム、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォーム、ポリウレアフォームなどの発泡合成樹脂のうち、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームをスプレー発泡法によって製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリオール類とポリイソシアネート化合物とを触媒および発泡剤の存在下に反応させて発泡合成樹脂を製造することは、広く行われている。
【０００３】
得られる発泡合成樹脂としては、例えばポリウレタンフォーム、ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォーム、ポリウレアフォームなどがある。
【０００４】
上記発泡合成樹脂を製造するための発泡剤としては、種々の化合物が知られているが、主にはトリクロロフルオロメタン（ＣＦＣ−１１）が使用されてきた。また、通常ＣＦＣ−１１とともにさらに水が併用されていた。さらに、フロス法などで発泡を行う場合には、これらとともにより低沸点の（常温常圧下で気体の）ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）が併用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来広く使用されていたＣＦＣ−１１やＣＦＣ−１２などの大気中できわめて安定なクロロフルオロカーボンは、分解されないまま大気層上空のオゾン層にまで達して、そこで紫外線などの作用により分解され、その分解物がオゾン層を破壊するのではないかと考えられるようになった。
【０００６】
発泡剤として上記のようなクロロフルオロカーボンを使用した場合にも、その一部が大気中に漏出するため、その使用はオゾン層破壊の原因の一部になるのではないかと危惧されている。
【０００７】
そこで、分子中に水素原子を有することから大気上空のオゾン層到達前に分解し、危険性が少ないと考えられる、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２３）や１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）等のヒドロクロロフルオロカーボンが発泡剤として提案され、使用が広まっている。さらに発泡剤として機能しうる沸点を有し、オゾン層破壊のおそれのない化合物として、ヒドロクロロフルオロカーボンの代わりにヒドロフルオロカーボンや、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびこれらの化合物の異性体などの炭化水素がある。また、ポリイソシアネートとの反応で炭酸ガスを生成する水も、生成する炭酸ガスがオゾン層破壊のおそれのないことから、上記発泡剤と併用したり、または水単独で発泡剤として使用することが行われている。
【０００８】
これらの化合物は環境に優しい発泡剤として使用できるが、これらを発泡剤として使用して得られる発泡合成樹脂は、従来のＣＦＣ−１１使用の発泡合成樹脂と比較すると、物性の低下がみられる。特に、フォーム収縮による寸法安定性の劣化が顕著である。密度を上げることにより、発泡合成樹脂の性能の維持を図ることは可能であるが、その場合コストアップが避けられない。
【０００９】
また、スプレー発泡法による硬質発泡合成樹脂の現場施工においては、現場での溶接火花による火災事故防止対策から、硬質発泡合成樹脂として、硬質ポリウレタンフォームより難燃性の高い硬質ポリイソシアヌレートフォームを使用する場合が多い。硬質ポリイソシアヌレートフォーム、特に硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームのポリオール原料は、難燃性等の物性の点から芳香族ポリエステルジオールを使用する場合が多いため、結果として樹脂密度が低下し、硬質ポリウレタンフォームよりもフォーム収縮が起こりやすい傾向にあった。
【００１０】
フォームの収縮を防止するためにポリマー分散ポリオールを高水酸基価のポリオールに添加し、硬質ポリウレタンフォームを製造する方法が知られている（特開昭５７−２５３１３）。
【００１１】
ポリマー分散ポリオールとは、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールなどのポリオール中に、重合性不飽和基を有するモノマーを重合して得られるポリマー微粒子が分散した化合物であり、従来から軟質または半硬質のポリウレタンフォームの原料として使用され、これらポリウレタン組成物の物性を向上させるために用いられてきた。ポリマー分散ポリオールを高水酸基価のポリオールに添加し寸法安定性が良好な硬質ポリウレタンフォームを製造する前記技術においては、このポリマー微粒子が何らかの作用を及ぼしていると考えられる。
【００１２】
ポリマー分散ポリオールを製造する方法は、重合性不飽和基を有しない飽和ポリオール中で、場合によっては重合性不飽和基を有する不飽和ポリオールの存在する条件下で重合性不飽和基を有するモノマーの重合を行い、その後未反応分を除去するものが知られている。ポリオールとしては各種のポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールが知られている。
【００１３】
上記した従来のポリマー分散ポリオールは、軟質または半硬質のポリウレタンフォームの原料として使用されている低水酸基価（５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下) のポリマー分散ポリオールである。したがって、従来の低水酸基価のポリマー分散ポリオールは水酸基価の高い硬質ポリウレタンフォーム用ポリオールとの相溶性に乏しく、併用すると低水酸基価のポリオールやポリマー微粒子が分離し、またはポリオール混合物が増粘するため、従来の低水酸基価のポリマー分散ポリオールを硬質ポリウレタンフォーム用原料として使用することは困難であった。
【００１４】
一般に、ポリオール中で重合性不飽和基を有するモノマーを重合してポリマー分散ポリオールを合成する際、ポリオールの水酸基価が高くなればなるほど（ポリオールの分子量が低下するほど）ポリオールによる粒子安定化作用が減少し、重合時粒子が成長する過程での粒子同士の凝集がきわめて起こりやすくなり凝集塊が生成する。
【００１５】
特開平２−２４０１２５、特公平７−８０９８６には高水酸基価のポリマー分散ポリオールに関する記載があるが、ここで提案されている方法では、寸法安定性の改良も不充分であり、ポリマー微粒子の分散安定性も充分ではなかった。
【００１６】
従来のポリマーポリオールでは分散性能が充分ではなく、プレミックスしたポリオール組成物中のポリマー微粒子が、例えば４０℃条件での貯蔵安定試験を実施すると、分離してしまう欠点があった。
【００１７】
特にスプレー発泡法を使用する場合、硬質発泡合成樹脂の原料の供給はドラムを用いることにより実施している。ドラム中のポリオール組成物は、供給後すぐ使用されるとは限らず、むしろ現実には２ケ月以上保管されたままの場合が多い。したがってプレミックスしたポリオール組成物の貯蔵安定性は、少なくとも３ケ月以上保たれる必要がある。特に夏場ドラムが放置されるとドラム中のポリオール組成物の温度は４０℃以上に昇温してしまうので、貯蔵安定性はより厳しい条件となる。
【００１８】
本発明は、以上説明した問題点を解決するため、硬質発泡合成樹脂用ポリオールとの相溶性に優れ、分散安定性が良好でしかも低粘度である、高水酸基価のポリマー分散ポリオールを用いた、スプレー発泡法による硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決すべくなされた下記の発明である。ポリオール（Ｖ）およびポリイソシアネートを整泡剤、イソシアヌレート変性化触媒および発泡剤の存在下に反応させて、スプレー発泡法により硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する方法において、ポリオール（Ｖ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）、およびポリエステルポリオールを含有し、かつ、ポリオール（Ｖ）中に安定に分散しているポリマー微粒子をポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上含有するポリオールであることを特徴とする、スプレー発泡法による硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造方法。
【００２０】
ポリオール（Ｖ）、整泡剤、イソシアヌレート変性化触媒および発泡剤を必須成分とする、スプレー発泡法により硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造するためのポリオール組成物であって、ポリオール（Ｖ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）、およびポリエステルポリオールを含有し、かつ、ポリオール（Ｖ）中に安定に分散しているポリマー微粒子をポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上含有するポリオールであることを特徴とする、ポリオール組成物。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［ポリオール］
本発明において、ポリオール（Ｖ）やポリマー分散ポリオール（Ａ）の原料として使用するポリオールについて説明する。
このようなポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、多価アルコール、末端に水酸基を有する炭化水素系ポリマー等がある。
【００２２】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば多価アルコール、多価フェノール等のポリヒドロキシ化合物やアミン類などの開始剤にアルキレンオキシドなどの環状エーテルを付加して得られるポリエーテルポリオールがある。
【００２３】
開始剤として具体的には下記の化合物およびその環状エーテル付加物、それらの２種以上の混合物が挙げられる。
水、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、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、シュークロース等の多価アルコール。ビスフェノールＡ、フェノール−ホルムアルデヒド初期縮合物等の多価フェノール、フェノール類−アルカノールアミン類−アルデヒド類のマンニッヒ反応により反応させて得られる反応物、ピペラジン、アニリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、アンモニア、Ｎ−アミノメチルピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のアミン類。
【００２４】
本発明に使用する環状エーテルとしては環内に１個の酸素原子を有する３〜６員環の環状エーテル化合物があり、具体的には下記の化合物が挙げられる。
【００２５】
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、イソブチレンオキシド、１−ブチレンオキシド、２−ブチレンオキシド、トリメチルエチレンオキシド、テトラメチルエチレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、スチレンオキシド、α−メチルスチレンオキシド、エピクロロヒドリン、エピフルオロヒドリン、エピブロモヒドリン、グリシドール、ブチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、２−クロロエチルグリシジルエーテル、ο−クロロフェニルグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキシド、ジヒドロナフタレンオキシド、３，４−エポキシ−１−ビニルシクロヘキセン等の３員環状エーテル基を有する化合物；オキセタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の４〜６員環状エーテル基を有する化合物。
【００２６】
好ましくは、３員環状エーテル基を１個有する化合物（モノエポキシド）であり、特に好ましい環状エーテルは、炭素数２〜４のアルキレンオキシドであるエチレンオキシド、プロピレンオキシド、イソブチレンオキシド、１−ブテンオキシド、２−ブテンオキシドである。
【００２７】
これらの環状エーテルは２種以上併用でき、その場合、それらを混合して反応させたり、順次反応させたりできる。特に好ましい環状エーテルは炭素数２〜４のアルキレンオキシド、特にプロピレンオキシド、またはプロピレンオキシドとエチレンオキシドの組み合わせである。
【００２８】
ポリエステルポリオールとしては、例えば多価アルコールと多価カルボン酸との重縮合によって得られるポリエステルポリオールがある。そのほか、ヒドロキシカルボン酸の重縮合、環状エステル（ラクトン）の重合、ポリカルボン酸無水物への環状エーテルの重付加、廃ポリエチレンテレフタレートのエステル交換反応により得られるポリエステルポリオールなどがある。多価アルコールとしては、ジオールが好ましく、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどが挙げられる。多価カルボン酸としてはジカルボン酸が好ましく、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などが挙げられる。環状エステルとしてはカプロラクトンなどが挙げられる。
【００２９】
多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジ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、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークロース、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、が挙げられる。
【００３０】
本発明においてはさらに、ポリオール類以外の活性水素化合物を少量併用してもよい。併用しうる活性水素化合物としては、ポリアミンや２個以上のフェノール性水酸基を有する化合物（例えば、フェノール樹脂初期縮合物）などが挙げられる。これらの使用量はポリオール類１００重量部に対して、２０重量部以下であることが好ましく、１０重量部以下であることが特に好ましい。
【００３１】
ポリアミン類としてはエチレンジアミン、モノエタノールアミン、トルエンジアミン、ジフェニルメタンジアミン等、がある。
２個以上のフェノール性水酸基を有する化合物としては、フェノール類をアルカリ触媒の存在下で過剰のホルムアルデヒドと縮合結合させたレゾール型初期縮合物、このレゾール型初期縮合物を合成する際に非水系で反応させたベンジリック型初期縮合物、過剰のフェノール類を酸触媒の存在下でホルムアルデヒドと反応させたノボラック型初期縮合物などがある。これらの初期縮合物の分子量は、２００〜１００００程度のものが好ましい。
【００３２】
［ポリオール（Ｖ）］
本発明におけるポリオール（Ｖ）は、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）、および、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）を含有し、かつ、ポリオール（Ｖ）中に安定に分散しているポリマー微粒子をポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上含有するポリオールである。
【００３３】
ポリオール（Ｖ）全重量に対してポリマー微粒子は０．０１重量％以上であることが必要である。ポリマー微粒子の割合がこれより少ない場合、寸法安定性に優れた硬質発泡合成樹脂は得られにくい。０．０５重量％以上であることが特に好ましい。また５０重量％以下であることが好ましく、３０重量％以下であることが特に好ましい。さらに好ましくは５重量％以下、最も好ましくは２重量％未満である。
【００３４】
該ポリオール（Ｖ）の平均の水酸基価は１００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、より好ましい平均の水酸基価は１００〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００３５】
硬質合成樹脂として硬質ポリウレタンフォームを製造する場合、該ポリオール（Ｖ）の平均の水酸基価は２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、２５０〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。硬質合成樹脂として硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する場合、平均の水酸基価は、１００〜５５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、１００〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。
【００３６】
ポリオール（Ｖ）は、下記ポリマー分散ポリオール（Ａ）またはポリマー分散ポリオール（Ａ）と他のポリオールの混合物であって、かつ、ポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上のポリマー微粒子を含有するポリオールであることが好ましい。ポリマー分散ポリオール（Ａ）は単独で硬質発泡合成樹脂の原料として使用できる。すなわちポリオール（Ｖ）の１００重量％が上記ポリマー分散ポリオール（Ａ）であってもよいが、通常硬質発泡合成樹脂の原料として使用されているポリオールと混合して使用することが好ましい。
【００３７】
ポリマー分散ポリオール（Ａ）：平均の水酸基価２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（Ｗ）中に重合性不飽和基を有するモノマーを重合して得られるポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールであり、該ポリオール（Ｗ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）５重量％以上、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）３重量％以上、および、任意にその他のポリオール（Ｚ）からなるポリオール混合物であるポリマー分散ポリオール。
【００３８】
［ポリオール（Ｗ）］
ポリマー分散ポリオール（Ａ）において使用されるポリオール（Ｗ）は上述ポリオールのうちの下記の特定ポリオールの組み合せである。
【００３９】
すなわち、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）５重量％以上、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）３重量％以上、および、任意にその他のポリオール（Ｚ）からなるポリオール混合物である。
【００４０】
ポリオール（Ｗ）は、ポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン系ポリオール（Ｙ）、および、その他のポリオール（Ｚ）からなるポリオール混合物であることが特に好ましい。
【００４１】
ポリオール（Ｗ）は、ポリエーテルポリオール（Ｘ）１０〜６０重量％、アミン系ポリオール（Ｙ）５〜３５重量％、および、その他のポリオール１０〜８５重量％の混合物であることが好ましい。
ポリエーテルポリオール（Ｘ）２５〜５０重量％、アミン系ポリオール（Ｙ）８〜２５重量％およびその他のポリオール２５〜６７重量％の混合物であることが特に好ましい。
【００４２】
ポリオール（Ｗ）の平均の水酸基価は２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、好ましくは２５０〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ポリオール（Ｗ）の平均の水酸基価がこの範囲より低い場合、製造したポリマー分散ポリオールが高水酸基価の硬質発泡合成樹脂用ポリオールと相溶性に乏しく、併用するとポリオール（ポリマー微粒子）が分離または増粘するため、硬質発泡合成樹脂用原料として使用することが困難になる。ポリマー分散ポリオールの製造に用いられるポリオール（Ｗ）の平均の水酸基価が高い場合、ポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールが得られにくい。
以下に、（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）について説明する。
【００４３】
［ポリエーテルポリオール（Ｘ）］
本発明におけるポリエーテルポリオール（Ｘ）は、上記「ポリオール」の項で説明したポリエーテルポリオールのうち、官能基数が３以上のものが好ましい。また、以下に説明するポリエーテルポリオールであることが好ましい。
【００４４】
すなわち、開始剤として多価アルコールを使用し、エチレンオキシドまたはエチレンオキシドと他の環状エーテルを付加して得られるものが好ましい。多価アルコールとしてはグリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール等の３価のアルコールが好ましい。エチレンオキシドと併用する他の環状エーテルとしてはプロピレンオキシド、イソブチレンオキシド、１−ブチレンオキシド、２−ブチレンオキシドが好ましく、プロピレンオキシドが特に好ましい。
【００４５】
ポリエーテルポリオール（Ｘ）は水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のポリエーテルポリオールである。水酸基価が８４ｍｇＫＯＨ／ｇを超えた場合、ポリマー分散ポリオールにおける粒子の分散安定性が低下する。水酸基価６７ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のポリエーテルポリオールであることが好ましい。水酸基価６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが特に好ましい。ポリエーテルポリオール（Ｘ）の水酸基価の下限は特にないが、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましく、８ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがより好ましい。２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが特に好ましく、３０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが最も好ましい。
【００４６】
該ポリエーテルポリオール（Ｘ）において、オキシエチレン基含量が４０重量％以上であることが必要である。オキシエチレン基含量がこれより低い場合、ポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールが得られにくい。オキシエチレン基含量が５０重量％以上であることが特に好ましい。オキシエチレン基含量が５５重量％以上であることが最も好ましい。オキシエチレン基含量の上限は約１００重量％が好ましく、より好ましくは９０重量％である。
【００４７】
ポリエーテルポリオール（Ｘ）の含量は、ポリオール（Ｗ）のうち５重量％〜９７重量％である。ポリエーテルポリオール（Ｘ）の量が５重量％より低い場合、分散性のよいポリマー分散ポリオールは得られにくい。１０〜６０重量％であることが好ましく、２５〜５０重量％であることが特に好ましい。
【００４８】
［アミン系ポリオール（Ｙ）］
アミン系ポリオール（Ｙ）は上記「ポリオール」の項で説明したポリオールのうち、開始剤としてのアミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオールである。水酸基価３００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、水酸基価３５０〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。
【００４９】
アミン化合物としては、脂肪族アミン化合物または飽和環状アミン化合物が好ましい。脂肪族アミン化合物としてはエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。飽和環状アミン化合物としてはＮ−アミノメチルピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジンなどが挙げられる。
【００５０】
アミン系ポリオール（Ｙ）の含量は、ポリオール（Ｗ）のうち３重量％以上である。アミン系ポリオール（Ｙ）の含量が３重量％より低い場合、ポリマー分散ポリオールを用いて製造した硬質発泡合成樹脂の寸法安定性向上効果が低い。上限は３５重量％であることが好ましい。３５重量％より高いと低粘度で分散性のよいポリマー分散ポリオールは得られにくい。アミン系ポリオール（Ｙ）の含量は５〜３５重量％であることが好ましく、８〜３０重量％であることがさらに好ましく、８〜２５重量％であることが最も好ましい。
【００５１】
［ポリオール（Ｚ）］
ポリオール（Ｗ）は、ポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン系ポリオール（Ｙ）以外に任意にその他のポリオール（Ｚ）を含有していてもよい。ポリオール（Ｗ）は、ポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン系ポリオール（Ｙ）以外に任意にその他のポリオール（Ｚ）を含有することが特に好ましい。
【００５２】
ポリオール（Ｚ）としては、水酸基価２００〜１０００ｍｇＫＯＨ／ｇのものが好ましく、水酸基価４００〜８５０ｍｇＫＯＨ／ｇのものが特に好ましい。
ポリオール（Ｚ）としては、「ポリオール」の項で説明したポリオールのうち、ポリエーテルポリオール（Ｘ）とアミン系ポリオール（Ｙ）以外のポリオールを使用できる。
【００５３】
ポリオール（Ｗ）におけるポリオール（Ｚ）の含量は０〜９２重量％である。１０〜８５重量％であることが好ましく、２５〜６７重量％であることが特に好ましい。
【００５４】
［ポリマー分散ポリオール（Ａ）の製造方法］
ポリオール（Ｗ）を用いてポリマー分散ポリオール（Ａ）を製造する方法は例えば２通り挙げられる。第１の方法は必要に応じて溶媒の存在下、ポリオール（Ｗ）中重合性不飽和基を有するモノマーを重合させ直接粒子を析出させる方法であり、第２の方法は必要に応じて粒子を安定化させるグラフト化剤の存在下、溶媒中で重合性不飽和基を有するモノマーを重合させ粒子を析出させた後、ポリオール（Ｗ）と溶媒を置換して安定な分散体を得る方法である。本発明ではどちらの方法も採用でき、第１の方法が特に好ましい。
【００５５】
本発明に用いられる重合性不飽和基を有するモノマーとしては、通常重合性二重結合を１個有するモノマーが使用されるが、これに限られない。
具体的なモノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のエチレン性不飽和ニトリル；アクリル酸、メタクリル酸またはそれらのアルキルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアクリル系モノマー；２，４−ジシアノブテン−１などのシアノ基含有オレフィン系モノマー；スチレン、α−メチルスチレン、ハロゲン化スチレンなどのスチレン系モノマー；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル系モノマー；イソプレン、ブタジエン、その他のジエン系モノマー；マレイン酸ジエステル、イタコン酸ジエステルなどの不飽和脂肪酸エステル類；塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル；塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル系モノマー；およびこれら以外のオレフィン、ハロゲン化オレフィンなどがある。これらモノマーは２種以上併用して用いてもよい。
【００５６】
好ましくはエチレン性不飽和ニトリル５〜９０重量％と他のモノマー１０〜９５重量％の組み合わせであり、エチレン性不飽和ニトリルとスチレン系モノマーの組み合わせ、エチレン性不飽和ニトリルとカルボン酸ビニルエステルモノマーの組み合わせ、の場合が、粘度が低くかつ分散性がよいポリマー分散ポリオールを得るために好ましい。アクリロニトリルとスチレンの組み合わせ、および、アクリロニトリルと酢酸ビニルの組み合わせが最も好ましい。
【００５７】
アクリロニトリルとスチレンの組み合わせの場合、その割合はアクリロニトリル／スチレンが重量比で９０〜４０／１０〜６０であることが好ましく、８５〜６０／１５〜４０が最も好ましい。
【００５８】
アクリロニトリルと酢酸ビニルの組み合わせの場合、その割合はアクリロニトリル／酢酸ビニルが重量比で５０〜１０／５０〜９０重量％が好ましく、４０〜１５／６０〜８５が最も好ましい。
【００５９】
上記モノマーの使用量は特に限定されないが、最終的に得られるポリマー分散ポリオールのポリマー濃度が約１〜５０重量％となる量であることが好ましく、特に好ましくは２〜４５重量％であり、最も好ましくは５〜４０重量％である。
【００６０】
重合性不飽和基を有するモノマーの重合は、通常遊離基を生成して重合を開始させるタイプの重合開始剤が用いられる。
具体的には例えば２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル＝２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ベンゾイルペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、アセチルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシド、過硫酸塩等がある。特にＡＩＢＮ、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル＝２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）が好ましい。
【００６１】
従来からポリマー分散ポリオールの製造方法には、反応器にポリオールの一部を仕込み、撹拌下、この反応器に残りのポリオール、重合性不飽和基を有するモノマー、重合開始剤等の混合物を徐々にフィードして重合を行う半回分法と、ポリオール、重合性不飽和基を有するモノマー、重合開始剤等の混合物を撹拌下反応器に連続的にフィードし、同時に生成したポリマー組成物を連続的に反応器から排出する連続法があり、本発明はこのどちらの方法でも製造できる。
【００６２】
半回分法や連続法では、重合反応は重合開始剤の分解温度以上、通常は５０〜１５０℃で行われることが好ましく、８０〜１５０℃で行われることがより好ましく、１００〜１３０℃で行われることが特に好ましい。
【００６３】
さらに、使用するモノマーがエチレン性不飽和ニトリルおよびカルボン酸ビニルエステルモノマーの組み合わせの場合、モノマー重合時における粒子同士の凝集が起こりにくく、従来のポリマー分散ポリオールでは製造が困難であった、下記の回分法でも製造できる。
すなわち、反応器に、ポリオール（Ｗ）の全量、重合性不飽和基を有するモノマーの全量、および遊離基重合開始剤の全量を仕込んだ後昇温を開始し、反応を行う回分法で製造できる。
【００６４】
回分法では、重合反応は重合開始剤の分解温度以上、通常は５０〜１２０℃で行われることが好ましく、５５〜１１０℃で行われることがより好ましく、６０〜１００℃で行われることが特に好ましい。
【００６５】
一般にポリマー濃度が高くなればなるほど、モノマー重合時の粒子が成長する過程での粒子同士の凝集が起こり凝集塊が生成しやすい。これを防ぐため溶媒の存在下にポリマー分散ポリオールの製造を行うこともできる。
【００６６】
溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等のアルコール類；ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘキセン等の脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ベンジルエチルエーテル、１，１−ジエトキシエタン、アニソール、メチル−ｔ−ブチルエーテル等のエーテル類；クロロベンゼン、クロロホルム、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロトリフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素；ニトロベンゼン等のニトロ化合物；アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類；トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン等のアミン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；ジメチルスルホキシド、スルホラン等の硫黄化合物などがある。
【００６７】
本発明ではこれら溶媒を単独でまたは混合して使用できる。重合性不飽和基を有するモノマーの重合が終了した後、溶媒は除去される。溶媒除去は、通常減圧加熱により行われる。しかし、常圧加熱または減圧常温下に行うこともできる。この際、溶媒とともに未反応モノマーも除去される。
【００６８】
上記のような製造方法でポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールが得られるが、使用するモノマーによっては安定な分散体が得にくいことがある。さらに粒子の分散安定性を良くするために、安定化剤またはグラフト化剤として、ポリエーテル鎖やポリエステル鎖を有する化合物であって、分子内に二重結合を有する重合性化合物を使用できる。
【００６９】
このような安定化剤またはグラフト化剤としては、開始剤としてビニル基、アリル基、イソプロペニル基等の二重結合含有基を有する活性水素化合物にアルキレンオキシドを反応させて得られた高分子量のポリオールまたはモノオール；ポリエーテルポリオールに無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸またはその酸無水物を反応させた後、必要に応じてプロピレンオキシド、エチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加して得られた高分子量のポリオールまたはモノオール；２−ヒドロキシエチルアクリレート、ブテンジオール等の不飽和基含有アルコールと他のポリオールとポリイソシアネートとの反応物；アリルグリシジルエーテル等不飽和基含有エポキシ化合物とポリオールとの反応物；などが挙げられる。これらの化合物は水酸基を有することが好ましいがそれに限定されない。
【００７０】
ポリマー分散ポリオール（Ａ）の水酸基価は２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、２００〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、２５０〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。ベースとして使用するポリオールに比較して、低くなるのが通常である。
【００７１】
以上により得られる本発明のポリマー分散ポリオール（Ａ）は静置状態で１ケ月間以上、さらに好ましくは２ケ月間以上、特には３ケ月間以上分離を起すことがないものが好ましいが、これに限定されない。本発明のポリマー分散ポリオールがこのように分散安定性に優れる理由としては、重合性不飽和基を有するモノマーを重合して得られるポリマー微粒子の大きさが微細かつ均一であるためと推定できる。
【００７２】
［他のポリオール］
ポリマー分散ポリオール（Ａ）以外のポリオールであってポリオール（Ｖ）として使用できるポリオールとしては、上記「ポリオール」の項で説明したようなポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、末端に水酸基を有する炭化水素系ポリマー等が挙げられる。また、フェノール類、アルカノールアミン類、アルデヒド類のマンニッヒ反応により反応させて得られる反応物に環状エーテルを付加して得られるポリエーテルポリオールなども使用できる。また前記（Ｗ）、（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）も使用できる。
【００７３】
さらに、鎖延長剤、架橋剤と呼ばれる比較的低分子量の化合物もポリオール（Ｖ）の一部として使用できる。例えば多価アルコール、アルカノールアミン、糖類、ポリアミン、モノアミン、多価フェノール類など、またはこれらに少量のアルキレンオキシドを付加して得られる低分子量のポリエーテルポリオールがある。さらに、低分子量のポリエステル系ポリオールなども使用できる。
【００７４】
好ましくは、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、グリセリンなどの多価アルコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、４，４−ジアミノジフェニルメタンなどのポリアミン、および水酸基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオールが用いられる。
【００７５】
ポリオール（Ｖ）は、ポリマー分散ポリオール（Ａ）０．１〜１００重量％と他のポリオール９９．９〜０重量％の混合物であることが好ましく、０．３〜１００重量％と他のポリオール９９．７〜０重量％の混合物であることが特に好ましい。
【００７６】
また、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する場合は、ポリエステルポリオールを使用することが特に好ましく、本発明ではポリエステルポリオールを使用する。ポリエステルポリオールとしては、上記のポリエステルポリオールを使用することができるが、多価アルコールと多価カルボン酸との重縮合によって得られるポリエステルポリオールが特に好ましい。多価カルボン酸としてフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸を使用するものが最も好ましい。ポリエステルポリオールの水酸基価は１００〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、１００〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。
【００７７】
ポリオール（Ｖ）中の該ポリエステルポリオールの割合は２０〜９９．９重量％であることが好ましく、５０〜９９．９重量％であることが好ましい。
【００７８】
該ポリエステルポリオールの割合が２０〜５０重量％と比較的低い場合は、さらに、ビスフェノールＡ、フェノール−ホルムアルデヒド初期縮合物等の多価フェノールに環状エーテルを付加して得られるポリエーテルポリオールや、フェノール類、アルカノールアミン類、アルデヒド類のマンニッヒ反応により反応させて得られる反応物に環状エーテルを付加して得られるポリエーテルポリオールを併用することが好ましい。
【００７９】
［製造方法］
本発明は、ポリオール（Ｖ）およびポリイソシアネートを整泡剤、触媒および発泡剤の存在下に反応させて、スプレー発泡法により硬質発泡合成樹脂の製造する方法である。
【００８０】
硬質発泡合成樹脂としては、硬質ポリウレタンフォーム、硬質ウレタン変性イソシアヌレートフォーム、硬質ポリウレアフォームなどが挙げられる。これらのうち、本発明は硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する方法である。
【００８１】
ポリイソシアネート化合物としては、イソシアネート基を平均して２個以上有する芳香族系、脂環族系、または脂肪族系のポリイソシアネート、それら２種類以上の混合物、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートがある。具体的には、例えば、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、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（通称：クルードＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのポリイソシアネートやそれらのプレポリマー型変性体、ヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体などがある。
【００８２】
整泡剤としては、通常硬質発泡合成樹脂を製造する際用いられるものが使用でき、シリコーン系整泡剤や含フッ素化合物整泡剤などがある。
【００８３】
触媒としては、通常硬質発泡合成樹脂を製造する際用いられるものが使用できる。トリエチレンジアミンなど第３級アミンなどのアミン系触媒、２−エチルヘキサン酸鉛など有機鉛化合物や有機スズ化合物などの有機金属化合物、４級アンモニウム塩触媒等が使用できる。また、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する場合は、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン、酢酸カリウム、２−エチルヘキサン酸カリウム、４級アンモニウム塩触媒等のイソシアヌレート変性化触媒を使用する。
【００８４】
本発明は発泡剤として水を使用することが好ましい。水を使用する場合の使用量はポリオール類１００重量部に対して１０重量部以下が好ましい。また本発明においては、発泡剤として水のみを使用してもよく、発泡剤として水と低沸点ハロゲン化炭化水素とを併用してもよい。
【００８５】
水と併用できる低沸点ハロゲン化炭化水素としては、特に限定しないがＨＣＦＣ−１２３、ＨＣＦＣ−１４１ｂ、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４２ｂ）、１，１−ジクロロ−２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＣＦＣ−２２５ｃａ）、１，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＣＦＣ−２２５ｃｂ）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、１，１，２−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｃａ）、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｅａ）、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロブタン（ＨＦＣ−３５６ｍｆｆ）等が挙げられる。
【００８６】
その他にも塩化メチレン等のフッ素を含まないハロゲン化炭化水素や、ブタン、シクロペンタン、ｎ−ペンタン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン等炭素数１０以下の炭化水素、空気や窒素、炭酸ガス等の不活性ガスも発泡剤として併用できる。
【００８７】
水以外の発泡剤の使用量は、ポリオール類１００重量部に対して１〜７０重量部であることが好ましい。
【００８８】
その他、例えば充填剤、安定剤、着色剤、難燃剤などを任意に使用できる。
【００８９】
［ポリオール組成物］
本発明は、ポリオール（Ｖ）、整泡剤、イソシアヌレート変性化触媒および発泡剤を必須成分とする、スプレー発泡法により硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造するためのポリオール組成物である。該ポリオール組成物は、ポリイソシアネートと混合して反応させることにより硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造するための原料であり、いわゆる「ポリオールシステム」と呼ばれるものである。
【００９０】
上記ポリオール（Ｖ）自体は分散安定性に優れる。そして、硬質発泡合成樹脂を製造するのに必要な添加剤を加えたポリオール組成物も分散安定性に優れるものである。該ポリオール組成物は静置状態で１ケ月間以上、さらに好ましくは２ケ月間以上、特には３ケ月間以上分離を起すことがないこと好ましい。
【００９１】
［スプレー発泡法］
本発明における硬質発泡合成樹脂の製造方法は、スプレー発泡法による製造方法である。ポリオール組成物およびポリイソシアネートは容器から高内部圧がかけられた供給導管を通ってミキシングヘッドに供給され、高内部圧がかけられたミキシングヘッド内で液状のまま混合されることが好ましい。ミキシングヘッド内で混合された発泡原液はスプレーガンから外部に吐出されると常圧になるため、発泡剤はたちまち気化し、発泡原液はスプレーガンの先端から予め泡化した状態で吐出される。
【００９２】
供給導管やミキシングヘッドは３０〜５０℃に加熱されていることが好ましく、かつ２０〜７０ｋｇ／ｃｍ2 の内部圧がかけられていることが好ましい。この内部圧は好ましくは５０〜６０ｋｇ／ｃｍ2 前後が好ましい。
【００９３】
本発明の製造方法によれば、スプレー発泡法によって、寸法安定性に優れた硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造できる。また、本発明のポリオール組成物は分散安定性に優れるため、現場に放置したとしても、問題なく使用できるという効果を有する。
【００９４】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されない。表中、ＡＮはアクリロニトリル、Ｓｔはスチレン、Ｖａｃは酢酸ビニル、ＭＭＡはメタクリル酸メチルを示す。表中単位のない数字は重量部を表す。使用したポリオールは次のとおりである。
【００９５】
ポリオールａ：ノニルフェノールとホルムアルデヒドとジエタノールアミンとをマンニッヒ反応させて得られる反応生成物にプロピレンオキシドを付加し、次いでエチレンオキシドを付加して得られる水酸基価４５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｂ：エチレンジアミンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価７６０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｃ：シュークロースとジエタノールアミンの混合物にプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価５００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
【００９６】
ポリオールｄ：ビスフェノールＡにエチレンオキシドを付加して得られる水酸基価２８０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｅ：フタル酸基を持つ水酸基価２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエステルポリオール。
ポリオールｆ：ノニルフェノールとホルムアルデヒドとジエタノールアミンとをマンニッヒ反応させて得られる反応生成物にプロピレンオキシドを付加し、次いでエチレンオキシドを付加して得られる水酸基価２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
【００９７】
ポリオールｇ：エチレンジアミンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価３００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｈ：シュークロースとジエタノールアミンの混合物にプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価３００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｉ：グリセリンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価４５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
【００９８】
ポリオールｊ：グリセリンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価６５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｋ：グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシドをランダムに付加して得られる水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシエチレン基含有量２５重量％のポリエーテルポリオール。
ポリオールｌ：グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシドをランダムに付加して得られる水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシエチレン基含有量５５重量％のポリエーテルポリオール。
【００９９】
ポリオールｍ：グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシドをランダムに付加して得られる水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシエチレン基含有量７５重量％のポリエーテルポリオール。
ポリオールｎ：エチレンジアミンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価５００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
【０１００】
ポリオールｏ：グリセリンにプロピレンオキシドとエチレンオキシドをこの順で付加して得られる水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシエチレン基含有量１０重量％のポリエーテルポリオール。
【０１０１】
（例１〜６）
使用したポリマー分散ポリオールの製造例を示す。
（ポリマー分散ポリオールＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆの製造）
５Ｌ加圧反応槽に表１に示したポリオールの混合物のうち７０重量％を仕込み、１２０℃に保ちながら残りのポリオールの混合物、表１に示したモノマーおよびＡＩＢＮの混合物を撹拌しながら４時間かけてフィードし、全フィード終了後同温度下で約０．５時間撹拌を続けた。すべての例においてモノマーの反応率は９０％以上を示した。反応終了後、未反応モノマーを１２０℃、０．１ｍｍＨｇで２時間加熱減圧脱気にて除去し、ポリマー分散ポリオールを製造した。
それぞれの水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）、２５℃における粘度（単位：ｃＰ）および分散安定性を表１に示す。
【０１０２】
本発明におけるポリオール（Ｗ）を使用せずにポリマー分散ポリオールを製造したポリオールＦは、相分離を起こし、均一な分散体は得られず、粘度は測定できなかった。
【０１０３】
（ポリマー分散ポリオールＣの製造）
５Ｌ加圧反応槽に表１に示したポリオール、モノマーおよびＡＩＢＮを全て仕込んだ後、撹拌しながら昇温を開始し、反応液を８０℃に保ちながら１０時間反応させた。モノマーの反応率は８０％以上を示した。反応終了後、１１０℃、０．１ｍｍＨｇで２時間加熱減圧脱気して未反応モノマーを除去し、ポリマー分散ポリオールを製造した。水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）、２５℃における粘度（単位：ｃＰ）および分散安定性を表１に示す。
【０１０４】
（例７〜４１：スプレー発泡法による硬質ポリウレタンフォームの製造例）
表２〜４に示したポリオール（または混合物）計１００重量部、表２〜４に示した種類の発泡剤を表に示した重量部、触媒としてトリエチレンジアミン溶液（商品名：ＤＢＡＣＯ ３３ＬＶ、エアプロダクトアンドケミカルズ社製）２重量部と２−エチルヘキサン酸鉛溶液（鉛２０％、商品名：ニッカオクチックス鉛２０％、日本化学産業製）を０．３重量部、シリコーン整泡剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＳＨ−１９３）１．５重量部、および、難燃剤としてトリス（２−クロロプロピル）ホスフェート（大八化学社製、ＴＭＣＰＰ）を１０重量部、を調合し、ポリオール組成物を製造した。
【０１０５】
使用した発泡剤は、発泡剤ａ：ＨＣＦＣ−１４１ｂ、発泡剤ｂ：ＨＣＦＣ−２２、発泡剤ｃ：ＨＦＣ−１３４ａ、発泡剤ｄ：ＨＦＣ−２４５ｆａである。
【０１０６】
調合したポリオール組成物に対し、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（日本ポリウレタン社製、コロネート１１３０）を、液温３５℃、室温５℃の下、ガスマー社発泡機を用いてスプレーしながら発泡させることにより硬質ポリウレタンフォームを製造した。
【０１０７】
（例４２〜７７：スプレー発泡法による硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造例）
表５〜７に示したポリオール（または混合物）計１００重量部、表に示した種類の発泡剤を表に示した重量部、触媒として、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン（商品名：ポリキャット４１、エアプロダクト社製）３．０重量部と２−エチルヘキサン酸カリウム溶液（カリウム１５％、商品名プキャット１５Ｇ、日本化学産業製）３．０重量部と２−エチルヘキサン酸鉛溶液（鉛２０％、商品名：ニッカオクチックス鉛２０％、日本化学産業製）１．０重量部、シリコーン整泡剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＳＨ−１９３）１．５重量部、および、難燃剤としてＴＭＣＰＰを２０重量部、を調合して、ポリオール組成物を製造した。
【０１０８】
調合したポリオール組成物に対し、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（日本ポリウレタン社製、コロネート１１３０）とを、液温３５℃、室温５℃の下、ガスマー社発泡機を用いてスプレーしながら発砲させることにより硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造した。
【０１０９】
（フォームの評価）
得られたフォームの、コア密度（単位：ｋｇ／ｍ3 ）、低温収縮度（単位：％）、常温収縮度（単位：％）、および、ポリオール組成物の貯蔵安定性を表２〜７に示す。
【０１１０】
低温収縮度は−３０℃で２４時間経過後の発泡方向に対して垂直方向の寸法変化率を、常温収縮度は、２５℃、１ケ月経過後の発泡方向に対して垂直方向の、寸法変化率を示す。
【０１１１】
ポリオール組成物の貯蔵安定性は、ポリオール組成物を４０℃で２ケ月放置した後の分離状態を観察することにより評価した。分離せずに安定な場合を○、分離した場合を×、とした。
【０１１２】
なお、表２中、例７〜１３は参考例、例１４〜１８は参考比較例であり、表３中、例１９〜２４は参考例、例２５〜２９は参考比較例であり、表４中、例３０〜３６は参考例、例３７〜４１は参考比較例であり、表５中、例４２〜４８は実施例、例４９〜５３は比較例であり、表６中、例５４〜６０は実施例、例６１〜６５は比較例であり、表７中、例６６〜７２は実施例、例７３〜７７は比較例である。
【０１１３】
表２〜７に示したように、本発明に基づいて製造したポリマー分散ポリオールであるＡ、Ｂ、Ｃを使用して得られた硬質ポリウレタンフォームおよび硬質ウレタン変性ヌレートフォームはいずれも良好な寸法安定性を示した。
【０１１４】
ポリマー分散ポリオールＡ、Ｂ、Ｃを使用したポリオール組成物は良好な貯蔵安定性を示した。
【０１１５】
一方、ポリマー分散ポリオールＤ、Ｅを用いたポリオール組成物は、貯蔵安定性が不充分であった。
【０１１６】
【表１】
【０１１７】
【表２】
【０１１８】
【表３】
【０１１９】
【表４】
【０１２０】
【表５】
【０１２１】
【表６】
【０１２２】
【表７】
【０１２３】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、スプレー発泡法によって、寸法安定性に優れた硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造できる。また、本発明のポリオール組成物は分散安定性に優れるため、現場に放置したとしても、問題なく使用できるという効果を有する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬質ポリウレタンフォーム、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォーム、ポリウレアフォームなどの発泡合成樹脂のうち、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームをスプレー発泡法によって製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリオール類とポリイソシアネート化合物とを触媒および発泡剤の存在下に反応させて発泡合成樹脂を製造することは、広く行われている。
【０００３】
得られる発泡合成樹脂としては、例えばポリウレタンフォーム、ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォーム、ポリウレアフォームなどがある。
【０００４】
上記発泡合成樹脂を製造するための発泡剤としては、種々の化合物が知られているが、主にはトリクロロフルオロメタン（ＣＦＣ−１１）が使用されてきた。また、通常ＣＦＣ−１１とともにさらに水が併用されていた。さらに、フロス法などで発泡を行う場合には、これらとともにより低沸点の（常温常圧下で気体の）ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）が併用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来広く使用されていたＣＦＣ−１１やＣＦＣ−１２などの大気中できわめて安定なクロロフルオロカーボンは、分解されないまま大気層上空のオゾン層にまで達して、そこで紫外線などの作用により分解され、その分解物がオゾン層を破壊するのではないかと考えられるようになった。
【０００６】
発泡剤として上記のようなクロロフルオロカーボンを使用した場合にも、その一部が大気中に漏出するため、その使用はオゾン層破壊の原因の一部になるのではないかと危惧されている。
【０００７】
そこで、分子中に水素原子を有することから大気上空のオゾン層到達前に分解し、危険性が少ないと考えられる、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２３）や１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）等のヒドロクロロフルオロカーボンが発泡剤として提案され、使用が広まっている。さらに発泡剤として機能しうる沸点を有し、オゾン層破壊のおそれのない化合物として、ヒドロクロロフルオロカーボンの代わりにヒドロフルオロカーボンや、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびこれらの化合物の異性体などの炭化水素がある。また、ポリイソシアネートとの反応で炭酸ガスを生成する水も、生成する炭酸ガスがオゾン層破壊のおそれのないことから、上記発泡剤と併用したり、または水単独で発泡剤として使用することが行われている。
【０００８】
これらの化合物は環境に優しい発泡剤として使用できるが、これらを発泡剤として使用して得られる発泡合成樹脂は、従来のＣＦＣ−１１使用の発泡合成樹脂と比較すると、物性の低下がみられる。特に、フォーム収縮による寸法安定性の劣化が顕著である。密度を上げることにより、発泡合成樹脂の性能の維持を図ることは可能であるが、その場合コストアップが避けられない。
【０００９】
また、スプレー発泡法による硬質発泡合成樹脂の現場施工においては、現場での溶接火花による火災事故防止対策から、硬質発泡合成樹脂として、硬質ポリウレタンフォームより難燃性の高い硬質ポリイソシアヌレートフォームを使用する場合が多い。硬質ポリイソシアヌレートフォーム、特に硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームのポリオール原料は、難燃性等の物性の点から芳香族ポリエステルジオールを使用する場合が多いため、結果として樹脂密度が低下し、硬質ポリウレタンフォームよりもフォーム収縮が起こりやすい傾向にあった。
【００１０】
フォームの収縮を防止するためにポリマー分散ポリオールを高水酸基価のポリオールに添加し、硬質ポリウレタンフォームを製造する方法が知られている（特開昭５７−２５３１３）。
【００１１】
ポリマー分散ポリオールとは、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールなどのポリオール中に、重合性不飽和基を有するモノマーを重合して得られるポリマー微粒子が分散した化合物であり、従来から軟質または半硬質のポリウレタンフォームの原料として使用され、これらポリウレタン組成物の物性を向上させるために用いられてきた。ポリマー分散ポリオールを高水酸基価のポリオールに添加し寸法安定性が良好な硬質ポリウレタンフォームを製造する前記技術においては、このポリマー微粒子が何らかの作用を及ぼしていると考えられる。
【００１２】
ポリマー分散ポリオールを製造する方法は、重合性不飽和基を有しない飽和ポリオール中で、場合によっては重合性不飽和基を有する不飽和ポリオールの存在する条件下で重合性不飽和基を有するモノマーの重合を行い、その後未反応分を除去するものが知られている。ポリオールとしては各種のポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールが知られている。
【００１３】
上記した従来のポリマー分散ポリオールは、軟質または半硬質のポリウレタンフォームの原料として使用されている低水酸基価（５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下) のポリマー分散ポリオールである。したがって、従来の低水酸基価のポリマー分散ポリオールは水酸基価の高い硬質ポリウレタンフォーム用ポリオールとの相溶性に乏しく、併用すると低水酸基価のポリオールやポリマー微粒子が分離し、またはポリオール混合物が増粘するため、従来の低水酸基価のポリマー分散ポリオールを硬質ポリウレタンフォーム用原料として使用することは困難であった。
【００１４】
一般に、ポリオール中で重合性不飽和基を有するモノマーを重合してポリマー分散ポリオールを合成する際、ポリオールの水酸基価が高くなればなるほど（ポリオールの分子量が低下するほど）ポリオールによる粒子安定化作用が減少し、重合時粒子が成長する過程での粒子同士の凝集がきわめて起こりやすくなり凝集塊が生成する。
【００１５】
特開平２−２４０１２５、特公平７−８０９８６には高水酸基価のポリマー分散ポリオールに関する記載があるが、ここで提案されている方法では、寸法安定性の改良も不充分であり、ポリマー微粒子の分散安定性も充分ではなかった。
【００１６】
従来のポリマーポリオールでは分散性能が充分ではなく、プレミックスしたポリオール組成物中のポリマー微粒子が、例えば４０℃条件での貯蔵安定試験を実施すると、分離してしまう欠点があった。
【００１７】
特にスプレー発泡法を使用する場合、硬質発泡合成樹脂の原料の供給はドラムを用いることにより実施している。ドラム中のポリオール組成物は、供給後すぐ使用されるとは限らず、むしろ現実には２ケ月以上保管されたままの場合が多い。したがってプレミックスしたポリオール組成物の貯蔵安定性は、少なくとも３ケ月以上保たれる必要がある。特に夏場ドラムが放置されるとドラム中のポリオール組成物の温度は４０℃以上に昇温してしまうので、貯蔵安定性はより厳しい条件となる。
【００１８】
本発明は、以上説明した問題点を解決するため、硬質発泡合成樹脂用ポリオールとの相溶性に優れ、分散安定性が良好でしかも低粘度である、高水酸基価のポリマー分散ポリオールを用いた、スプレー発泡法による硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決すべくなされた下記の発明である。ポリオール（Ｖ）およびポリイソシアネートを整泡剤、イソシアヌレート変性化触媒および発泡剤の存在下に反応させて、スプレー発泡法により硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する方法において、ポリオール（Ｖ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）、およびポリエステルポリオールを含有し、かつ、ポリオール（Ｖ）中に安定に分散しているポリマー微粒子をポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上含有するポリオールであることを特徴とする、スプレー発泡法による硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造方法。
【００２０】
ポリオール（Ｖ）、整泡剤、イソシアヌレート変性化触媒および発泡剤を必須成分とする、スプレー発泡法により硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造するためのポリオール組成物であって、ポリオール（Ｖ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）、およびポリエステルポリオールを含有し、かつ、ポリオール（Ｖ）中に安定に分散しているポリマー微粒子をポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上含有するポリオールであることを特徴とする、ポリオール組成物。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［ポリオール］
本発明において、ポリオール（Ｖ）やポリマー分散ポリオール（Ａ）の原料として使用するポリオールについて説明する。
このようなポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、多価アルコール、末端に水酸基を有する炭化水素系ポリマー等がある。
【００２２】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば多価アルコール、多価フェノール等のポリヒドロキシ化合物やアミン類などの開始剤にアルキレンオキシドなどの環状エーテルを付加して得られるポリエーテルポリオールがある。
【００２３】
開始剤として具体的には下記の化合物およびその環状エーテル付加物、それらの２種以上の混合物が挙げられる。
水、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、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、シュークロース等の多価アルコール。ビスフェノールＡ、フェノール−ホルムアルデヒド初期縮合物等の多価フェノール、フェノール類−アルカノールアミン類−アルデヒド類のマンニッヒ反応により反応させて得られる反応物、ピペラジン、アニリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、アンモニア、Ｎ−アミノメチルピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のアミン類。
【００２４】
本発明に使用する環状エーテルとしては環内に１個の酸素原子を有する３〜６員環の環状エーテル化合物があり、具体的には下記の化合物が挙げられる。
【００２５】
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、イソブチレンオキシド、１−ブチレンオキシド、２−ブチレンオキシド、トリメチルエチレンオキシド、テトラメチルエチレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、スチレンオキシド、α−メチルスチレンオキシド、エピクロロヒドリン、エピフルオロヒドリン、エピブロモヒドリン、グリシドール、ブチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、２−クロロエチルグリシジルエーテル、ο−クロロフェニルグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキシド、ジヒドロナフタレンオキシド、３，４−エポキシ−１−ビニルシクロヘキセン等の３員環状エーテル基を有する化合物；オキセタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の４〜６員環状エーテル基を有する化合物。
【００２６】
好ましくは、３員環状エーテル基を１個有する化合物（モノエポキシド）であり、特に好ましい環状エーテルは、炭素数２〜４のアルキレンオキシドであるエチレンオキシド、プロピレンオキシド、イソブチレンオキシド、１−ブテンオキシド、２−ブテンオキシドである。
【００２７】
これらの環状エーテルは２種以上併用でき、その場合、それらを混合して反応させたり、順次反応させたりできる。特に好ましい環状エーテルは炭素数２〜４のアルキレンオキシド、特にプロピレンオキシド、またはプロピレンオキシドとエチレンオキシドの組み合わせである。
【００２８】
ポリエステルポリオールとしては、例えば多価アルコールと多価カルボン酸との重縮合によって得られるポリエステルポリオールがある。そのほか、ヒドロキシカルボン酸の重縮合、環状エステル（ラクトン）の重合、ポリカルボン酸無水物への環状エーテルの重付加、廃ポリエチレンテレフタレートのエステル交換反応により得られるポリエステルポリオールなどがある。多価アルコールとしては、ジオールが好ましく、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどが挙げられる。多価カルボン酸としてはジカルボン酸が好ましく、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などが挙げられる。環状エステルとしてはカプロラクトンなどが挙げられる。
【００２９】
多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジ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、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークロース、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、が挙げられる。
【００３０】
本発明においてはさらに、ポリオール類以外の活性水素化合物を少量併用してもよい。併用しうる活性水素化合物としては、ポリアミンや２個以上のフェノール性水酸基を有する化合物（例えば、フェノール樹脂初期縮合物）などが挙げられる。これらの使用量はポリオール類１００重量部に対して、２０重量部以下であることが好ましく、１０重量部以下であることが特に好ましい。
【００３１】
ポリアミン類としてはエチレンジアミン、モノエタノールアミン、トルエンジアミン、ジフェニルメタンジアミン等、がある。
２個以上のフェノール性水酸基を有する化合物としては、フェノール類をアルカリ触媒の存在下で過剰のホルムアルデヒドと縮合結合させたレゾール型初期縮合物、このレゾール型初期縮合物を合成する際に非水系で反応させたベンジリック型初期縮合物、過剰のフェノール類を酸触媒の存在下でホルムアルデヒドと反応させたノボラック型初期縮合物などがある。これらの初期縮合物の分子量は、２００〜１００００程度のものが好ましい。
【００３２】
［ポリオール（Ｖ）］
本発明におけるポリオール（Ｖ）は、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）、および、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）を含有し、かつ、ポリオール（Ｖ）中に安定に分散しているポリマー微粒子をポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上含有するポリオールである。
【００３３】
ポリオール（Ｖ）全重量に対してポリマー微粒子は０．０１重量％以上であることが必要である。ポリマー微粒子の割合がこれより少ない場合、寸法安定性に優れた硬質発泡合成樹脂は得られにくい。０．０５重量％以上であることが特に好ましい。また５０重量％以下であることが好ましく、３０重量％以下であることが特に好ましい。さらに好ましくは５重量％以下、最も好ましくは２重量％未満である。
【００３４】
該ポリオール（Ｖ）の平均の水酸基価は１００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、より好ましい平均の水酸基価は１００〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００３５】
硬質合成樹脂として硬質ポリウレタンフォームを製造する場合、該ポリオール（Ｖ）の平均の水酸基価は２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、２５０〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。硬質合成樹脂として硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する場合、平均の水酸基価は、１００〜５５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、１００〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。
【００３６】
ポリオール（Ｖ）は、下記ポリマー分散ポリオール（Ａ）またはポリマー分散ポリオール（Ａ）と他のポリオールの混合物であって、かつ、ポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上のポリマー微粒子を含有するポリオールであることが好ましい。ポリマー分散ポリオール（Ａ）は単独で硬質発泡合成樹脂の原料として使用できる。すなわちポリオール（Ｖ）の１００重量％が上記ポリマー分散ポリオール（Ａ）であってもよいが、通常硬質発泡合成樹脂の原料として使用されているポリオールと混合して使用することが好ましい。
【００３７】
ポリマー分散ポリオール（Ａ）：平均の水酸基価２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（Ｗ）中に重合性不飽和基を有するモノマーを重合して得られるポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールであり、該ポリオール（Ｗ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）５重量％以上、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）３重量％以上、および、任意にその他のポリオール（Ｚ）からなるポリオール混合物であるポリマー分散ポリオール。
【００３８】
［ポリオール（Ｗ）］
ポリマー分散ポリオール（Ａ）において使用されるポリオール（Ｗ）は上述ポリオールのうちの下記の特定ポリオールの組み合せである。
【００３９】
すなわち、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）５重量％以上、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）３重量％以上、および、任意にその他のポリオール（Ｚ）からなるポリオール混合物である。
【００４０】
ポリオール（Ｗ）は、ポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン系ポリオール（Ｙ）、および、その他のポリオール（Ｚ）からなるポリオール混合物であることが特に好ましい。
【００４１】
ポリオール（Ｗ）は、ポリエーテルポリオール（Ｘ）１０〜６０重量％、アミン系ポリオール（Ｙ）５〜３５重量％、および、その他のポリオール１０〜８５重量％の混合物であることが好ましい。
ポリエーテルポリオール（Ｘ）２５〜５０重量％、アミン系ポリオール（Ｙ）８〜２５重量％およびその他のポリオール２５〜６７重量％の混合物であることが特に好ましい。
【００４２】
ポリオール（Ｗ）の平均の水酸基価は２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、好ましくは２５０〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ポリオール（Ｗ）の平均の水酸基価がこの範囲より低い場合、製造したポリマー分散ポリオールが高水酸基価の硬質発泡合成樹脂用ポリオールと相溶性に乏しく、併用するとポリオール（ポリマー微粒子）が分離または増粘するため、硬質発泡合成樹脂用原料として使用することが困難になる。ポリマー分散ポリオールの製造に用いられるポリオール（Ｗ）の平均の水酸基価が高い場合、ポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールが得られにくい。
以下に、（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）について説明する。
【００４３】
［ポリエーテルポリオール（Ｘ）］
本発明におけるポリエーテルポリオール（Ｘ）は、上記「ポリオール」の項で説明したポリエーテルポリオールのうち、官能基数が３以上のものが好ましい。また、以下に説明するポリエーテルポリオールであることが好ましい。
【００４４】
すなわち、開始剤として多価アルコールを使用し、エチレンオキシドまたはエチレンオキシドと他の環状エーテルを付加して得られるものが好ましい。多価アルコールとしてはグリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール等の３価のアルコールが好ましい。エチレンオキシドと併用する他の環状エーテルとしてはプロピレンオキシド、イソブチレンオキシド、１−ブチレンオキシド、２−ブチレンオキシドが好ましく、プロピレンオキシドが特に好ましい。
【００４５】
ポリエーテルポリオール（Ｘ）は水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のポリエーテルポリオールである。水酸基価が８４ｍｇＫＯＨ／ｇを超えた場合、ポリマー分散ポリオールにおける粒子の分散安定性が低下する。水酸基価６７ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のポリエーテルポリオールであることが好ましい。水酸基価６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが特に好ましい。ポリエーテルポリオール（Ｘ）の水酸基価の下限は特にないが、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましく、８ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがより好ましい。２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが特に好ましく、３０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが最も好ましい。
【００４６】
該ポリエーテルポリオール（Ｘ）において、オキシエチレン基含量が４０重量％以上であることが必要である。オキシエチレン基含量がこれより低い場合、ポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールが得られにくい。オキシエチレン基含量が５０重量％以上であることが特に好ましい。オキシエチレン基含量が５５重量％以上であることが最も好ましい。オキシエチレン基含量の上限は約１００重量％が好ましく、より好ましくは９０重量％である。
【００４７】
ポリエーテルポリオール（Ｘ）の含量は、ポリオール（Ｗ）のうち５重量％〜９７重量％である。ポリエーテルポリオール（Ｘ）の量が５重量％より低い場合、分散性のよいポリマー分散ポリオールは得られにくい。１０〜６０重量％であることが好ましく、２５〜５０重量％であることが特に好ましい。
【００４８】
［アミン系ポリオール（Ｙ）］
アミン系ポリオール（Ｙ）は上記「ポリオール」の項で説明したポリオールのうち、開始剤としてのアミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオールである。水酸基価３００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、水酸基価３５０〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。
【００４９】
アミン化合物としては、脂肪族アミン化合物または飽和環状アミン化合物が好ましい。脂肪族アミン化合物としてはエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。飽和環状アミン化合物としてはＮ−アミノメチルピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジンなどが挙げられる。
【００５０】
アミン系ポリオール（Ｙ）の含量は、ポリオール（Ｗ）のうち３重量％以上である。アミン系ポリオール（Ｙ）の含量が３重量％より低い場合、ポリマー分散ポリオールを用いて製造した硬質発泡合成樹脂の寸法安定性向上効果が低い。上限は３５重量％であることが好ましい。３５重量％より高いと低粘度で分散性のよいポリマー分散ポリオールは得られにくい。アミン系ポリオール（Ｙ）の含量は５〜３５重量％であることが好ましく、８〜３０重量％であることがさらに好ましく、８〜２５重量％であることが最も好ましい。
【００５１】
［ポリオール（Ｚ）］
ポリオール（Ｗ）は、ポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン系ポリオール（Ｙ）以外に任意にその他のポリオール（Ｚ）を含有していてもよい。ポリオール（Ｗ）は、ポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン系ポリオール（Ｙ）以外に任意にその他のポリオール（Ｚ）を含有することが特に好ましい。
【００５２】
ポリオール（Ｚ）としては、水酸基価２００〜１０００ｍｇＫＯＨ／ｇのものが好ましく、水酸基価４００〜８５０ｍｇＫＯＨ／ｇのものが特に好ましい。
ポリオール（Ｚ）としては、「ポリオール」の項で説明したポリオールのうち、ポリエーテルポリオール（Ｘ）とアミン系ポリオール（Ｙ）以外のポリオールを使用できる。
【００５３】
ポリオール（Ｗ）におけるポリオール（Ｚ）の含量は０〜９２重量％である。１０〜８５重量％であることが好ましく、２５〜６７重量％であることが特に好ましい。
【００５４】
［ポリマー分散ポリオール（Ａ）の製造方法］
ポリオール（Ｗ）を用いてポリマー分散ポリオール（Ａ）を製造する方法は例えば２通り挙げられる。第１の方法は必要に応じて溶媒の存在下、ポリオール（Ｗ）中重合性不飽和基を有するモノマーを重合させ直接粒子を析出させる方法であり、第２の方法は必要に応じて粒子を安定化させるグラフト化剤の存在下、溶媒中で重合性不飽和基を有するモノマーを重合させ粒子を析出させた後、ポリオール（Ｗ）と溶媒を置換して安定な分散体を得る方法である。本発明ではどちらの方法も採用でき、第１の方法が特に好ましい。
【００５５】
本発明に用いられる重合性不飽和基を有するモノマーとしては、通常重合性二重結合を１個有するモノマーが使用されるが、これに限られない。
具体的なモノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のエチレン性不飽和ニトリル；アクリル酸、メタクリル酸またはそれらのアルキルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアクリル系モノマー；２，４−ジシアノブテン−１などのシアノ基含有オレフィン系モノマー；スチレン、α−メチルスチレン、ハロゲン化スチレンなどのスチレン系モノマー；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル系モノマー；イソプレン、ブタジエン、その他のジエン系モノマー；マレイン酸ジエステル、イタコン酸ジエステルなどの不飽和脂肪酸エステル類；塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル；塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル系モノマー；およびこれら以外のオレフィン、ハロゲン化オレフィンなどがある。これらモノマーは２種以上併用して用いてもよい。
【００５６】
好ましくはエチレン性不飽和ニトリル５〜９０重量％と他のモノマー１０〜９５重量％の組み合わせであり、エチレン性不飽和ニトリルとスチレン系モノマーの組み合わせ、エチレン性不飽和ニトリルとカルボン酸ビニルエステルモノマーの組み合わせ、の場合が、粘度が低くかつ分散性がよいポリマー分散ポリオールを得るために好ましい。アクリロニトリルとスチレンの組み合わせ、および、アクリロニトリルと酢酸ビニルの組み合わせが最も好ましい。
【００５７】
アクリロニトリルとスチレンの組み合わせの場合、その割合はアクリロニトリル／スチレンが重量比で９０〜４０／１０〜６０であることが好ましく、８５〜６０／１５〜４０が最も好ましい。
【００５８】
アクリロニトリルと酢酸ビニルの組み合わせの場合、その割合はアクリロニトリル／酢酸ビニルが重量比で５０〜１０／５０〜９０重量％が好ましく、４０〜１５／６０〜８５が最も好ましい。
【００５９】
上記モノマーの使用量は特に限定されないが、最終的に得られるポリマー分散ポリオールのポリマー濃度が約１〜５０重量％となる量であることが好ましく、特に好ましくは２〜４５重量％であり、最も好ましくは５〜４０重量％である。
【００６０】
重合性不飽和基を有するモノマーの重合は、通常遊離基を生成して重合を開始させるタイプの重合開始剤が用いられる。
具体的には例えば２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル＝２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ベンゾイルペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、アセチルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシド、過硫酸塩等がある。特にＡＩＢＮ、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル＝２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）が好ましい。
【００６１】
従来からポリマー分散ポリオールの製造方法には、反応器にポリオールの一部を仕込み、撹拌下、この反応器に残りのポリオール、重合性不飽和基を有するモノマー、重合開始剤等の混合物を徐々にフィードして重合を行う半回分法と、ポリオール、重合性不飽和基を有するモノマー、重合開始剤等の混合物を撹拌下反応器に連続的にフィードし、同時に生成したポリマー組成物を連続的に反応器から排出する連続法があり、本発明はこのどちらの方法でも製造できる。
【００６２】
半回分法や連続法では、重合反応は重合開始剤の分解温度以上、通常は５０〜１５０℃で行われることが好ましく、８０〜１５０℃で行われることがより好ましく、１００〜１３０℃で行われることが特に好ましい。
【００６３】
さらに、使用するモノマーがエチレン性不飽和ニトリルおよびカルボン酸ビニルエステルモノマーの組み合わせの場合、モノマー重合時における粒子同士の凝集が起こりにくく、従来のポリマー分散ポリオールでは製造が困難であった、下記の回分法でも製造できる。
すなわち、反応器に、ポリオール（Ｗ）の全量、重合性不飽和基を有するモノマーの全量、および遊離基重合開始剤の全量を仕込んだ後昇温を開始し、反応を行う回分法で製造できる。
【００６４】
回分法では、重合反応は重合開始剤の分解温度以上、通常は５０〜１２０℃で行われることが好ましく、５５〜１１０℃で行われることがより好ましく、６０〜１００℃で行われることが特に好ましい。
【００６５】
一般にポリマー濃度が高くなればなるほど、モノマー重合時の粒子が成長する過程での粒子同士の凝集が起こり凝集塊が生成しやすい。これを防ぐため溶媒の存在下にポリマー分散ポリオールの製造を行うこともできる。
【００６６】
溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等のアルコール類；ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘキセン等の脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ベンジルエチルエーテル、１，１−ジエトキシエタン、アニソール、メチル−ｔ−ブチルエーテル等のエーテル類；クロロベンゼン、クロロホルム、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロトリフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素；ニトロベンゼン等のニトロ化合物；アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類；トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン等のアミン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；ジメチルスルホキシド、スルホラン等の硫黄化合物などがある。
【００６７】
本発明ではこれら溶媒を単独でまたは混合して使用できる。重合性不飽和基を有するモノマーの重合が終了した後、溶媒は除去される。溶媒除去は、通常減圧加熱により行われる。しかし、常圧加熱または減圧常温下に行うこともできる。この際、溶媒とともに未反応モノマーも除去される。
【００６８】
上記のような製造方法でポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールが得られるが、使用するモノマーによっては安定な分散体が得にくいことがある。さらに粒子の分散安定性を良くするために、安定化剤またはグラフト化剤として、ポリエーテル鎖やポリエステル鎖を有する化合物であって、分子内に二重結合を有する重合性化合物を使用できる。
【００６９】
このような安定化剤またはグラフト化剤としては、開始剤としてビニル基、アリル基、イソプロペニル基等の二重結合含有基を有する活性水素化合物にアルキレンオキシドを反応させて得られた高分子量のポリオールまたはモノオール；ポリエーテルポリオールに無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸またはその酸無水物を反応させた後、必要に応じてプロピレンオキシド、エチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加して得られた高分子量のポリオールまたはモノオール；２−ヒドロキシエチルアクリレート、ブテンジオール等の不飽和基含有アルコールと他のポリオールとポリイソシアネートとの反応物；アリルグリシジルエーテル等不飽和基含有エポキシ化合物とポリオールとの反応物；などが挙げられる。これらの化合物は水酸基を有することが好ましいがそれに限定されない。
【００７０】
ポリマー分散ポリオール（Ａ）の水酸基価は２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、２００〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、２５０〜７５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。ベースとして使用するポリオールに比較して、低くなるのが通常である。
【００７１】
以上により得られる本発明のポリマー分散ポリオール（Ａ）は静置状態で１ケ月間以上、さらに好ましくは２ケ月間以上、特には３ケ月間以上分離を起すことがないものが好ましいが、これに限定されない。本発明のポリマー分散ポリオールがこのように分散安定性に優れる理由としては、重合性不飽和基を有するモノマーを重合して得られるポリマー微粒子の大きさが微細かつ均一であるためと推定できる。
【００７２】
［他のポリオール］
ポリマー分散ポリオール（Ａ）以外のポリオールであってポリオール（Ｖ）として使用できるポリオールとしては、上記「ポリオール」の項で説明したようなポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、末端に水酸基を有する炭化水素系ポリマー等が挙げられる。また、フェノール類、アルカノールアミン類、アルデヒド類のマンニッヒ反応により反応させて得られる反応物に環状エーテルを付加して得られるポリエーテルポリオールなども使用できる。また前記（Ｗ）、（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）も使用できる。
【００７３】
さらに、鎖延長剤、架橋剤と呼ばれる比較的低分子量の化合物もポリオール（Ｖ）の一部として使用できる。例えば多価アルコール、アルカノールアミン、糖類、ポリアミン、モノアミン、多価フェノール類など、またはこれらに少量のアルキレンオキシドを付加して得られる低分子量のポリエーテルポリオールがある。さらに、低分子量のポリエステル系ポリオールなども使用できる。
【００７４】
好ましくは、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、グリセリンなどの多価アルコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、４，４−ジアミノジフェニルメタンなどのポリアミン、および水酸基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオールが用いられる。
【００７５】
ポリオール（Ｖ）は、ポリマー分散ポリオール（Ａ）０．１〜１００重量％と他のポリオール９９．９〜０重量％の混合物であることが好ましく、０．３〜１００重量％と他のポリオール９９．７〜０重量％の混合物であることが特に好ましい。
【００７６】
また、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する場合は、ポリエステルポリオールを使用することが特に好ましく、本発明ではポリエステルポリオールを使用する。ポリエステルポリオールとしては、上記のポリエステルポリオールを使用することができるが、多価アルコールと多価カルボン酸との重縮合によって得られるポリエステルポリオールが特に好ましい。多価カルボン酸としてフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸を使用するものが最も好ましい。ポリエステルポリオールの水酸基価は１００〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、１００〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。
【００７７】
ポリオール（Ｖ）中の該ポリエステルポリオールの割合は２０〜９９．９重量％であることが好ましく、５０〜９９．９重量％であることが好ましい。
【００７８】
該ポリエステルポリオールの割合が２０〜５０重量％と比較的低い場合は、さらに、ビスフェノールＡ、フェノール−ホルムアルデヒド初期縮合物等の多価フェノールに環状エーテルを付加して得られるポリエーテルポリオールや、フェノール類、アルカノールアミン類、アルデヒド類のマンニッヒ反応により反応させて得られる反応物に環状エーテルを付加して得られるポリエーテルポリオールを併用することが好ましい。
【００７９】
［製造方法］
本発明は、ポリオール（Ｖ）およびポリイソシアネートを整泡剤、触媒および発泡剤の存在下に反応させて、スプレー発泡法により硬質発泡合成樹脂の製造する方法である。
【００８０】
硬質発泡合成樹脂としては、硬質ポリウレタンフォーム、硬質ウレタン変性イソシアヌレートフォーム、硬質ポリウレアフォームなどが挙げられる。これらのうち、本発明は硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する方法である。
【００８１】
ポリイソシアネート化合物としては、イソシアネート基を平均して２個以上有する芳香族系、脂環族系、または脂肪族系のポリイソシアネート、それら２種類以上の混合物、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートがある。具体的には、例えば、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、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（通称：クルードＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのポリイソシアネートやそれらのプレポリマー型変性体、ヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体などがある。
【００８２】
整泡剤としては、通常硬質発泡合成樹脂を製造する際用いられるものが使用でき、シリコーン系整泡剤や含フッ素化合物整泡剤などがある。
【００８３】
触媒としては、通常硬質発泡合成樹脂を製造する際用いられるものが使用できる。トリエチレンジアミンなど第３級アミンなどのアミン系触媒、２−エチルヘキサン酸鉛など有機鉛化合物や有機スズ化合物などの有機金属化合物、４級アンモニウム塩触媒等が使用できる。また、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する場合は、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン、酢酸カリウム、２−エチルヘキサン酸カリウム、４級アンモニウム塩触媒等のイソシアヌレート変性化触媒を使用する。
【００８４】
本発明は発泡剤として水を使用することが好ましい。水を使用する場合の使用量はポリオール類１００重量部に対して１０重量部以下が好ましい。また本発明においては、発泡剤として水のみを使用してもよく、発泡剤として水と低沸点ハロゲン化炭化水素とを併用してもよい。
【００８５】
水と併用できる低沸点ハロゲン化炭化水素としては、特に限定しないがＨＣＦＣ−１２３、ＨＣＦＣ−１４１ｂ、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４２ｂ）、１，１−ジクロロ−２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＣＦＣ−２２５ｃａ）、１，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＣＦＣ−２２５ｃｂ）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、１，１，２−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｃａ）、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｅａ）、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロブタン（ＨＦＣ−３５６ｍｆｆ）等が挙げられる。
【００８６】
その他にも塩化メチレン等のフッ素を含まないハロゲン化炭化水素や、ブタン、シクロペンタン、ｎ−ペンタン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン等炭素数１０以下の炭化水素、空気や窒素、炭酸ガス等の不活性ガスも発泡剤として併用できる。
【００８７】
水以外の発泡剤の使用量は、ポリオール類１００重量部に対して１〜７０重量部であることが好ましい。
【００８８】
その他、例えば充填剤、安定剤、着色剤、難燃剤などを任意に使用できる。
【００８９】
［ポリオール組成物］
本発明は、ポリオール（Ｖ）、整泡剤、イソシアヌレート変性化触媒および発泡剤を必須成分とする、スプレー発泡法により硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造するためのポリオール組成物である。該ポリオール組成物は、ポリイソシアネートと混合して反応させることにより硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造するための原料であり、いわゆる「ポリオールシステム」と呼ばれるものである。
【００９０】
上記ポリオール（Ｖ）自体は分散安定性に優れる。そして、硬質発泡合成樹脂を製造するのに必要な添加剤を加えたポリオール組成物も分散安定性に優れるものである。該ポリオール組成物は静置状態で１ケ月間以上、さらに好ましくは２ケ月間以上、特には３ケ月間以上分離を起すことがないこと好ましい。
【００９１】
［スプレー発泡法］
本発明における硬質発泡合成樹脂の製造方法は、スプレー発泡法による製造方法である。ポリオール組成物およびポリイソシアネートは容器から高内部圧がかけられた供給導管を通ってミキシングヘッドに供給され、高内部圧がかけられたミキシングヘッド内で液状のまま混合されることが好ましい。ミキシングヘッド内で混合された発泡原液はスプレーガンから外部に吐出されると常圧になるため、発泡剤はたちまち気化し、発泡原液はスプレーガンの先端から予め泡化した状態で吐出される。
【００９２】
供給導管やミキシングヘッドは３０〜５０℃に加熱されていることが好ましく、かつ２０〜７０ｋｇ／ｃｍ2 の内部圧がかけられていることが好ましい。この内部圧は好ましくは５０〜６０ｋｇ／ｃｍ2 前後が好ましい。
【００９３】
本発明の製造方法によれば、スプレー発泡法によって、寸法安定性に優れた硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造できる。また、本発明のポリオール組成物は分散安定性に優れるため、現場に放置したとしても、問題なく使用できるという効果を有する。
【００９４】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されない。表中、ＡＮはアクリロニトリル、Ｓｔはスチレン、Ｖａｃは酢酸ビニル、ＭＭＡはメタクリル酸メチルを示す。表中単位のない数字は重量部を表す。使用したポリオールは次のとおりである。
【００９５】
ポリオールａ：ノニルフェノールとホルムアルデヒドとジエタノールアミンとをマンニッヒ反応させて得られる反応生成物にプロピレンオキシドを付加し、次いでエチレンオキシドを付加して得られる水酸基価４５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｂ：エチレンジアミンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価７６０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｃ：シュークロースとジエタノールアミンの混合物にプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価５００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
【００９６】
ポリオールｄ：ビスフェノールＡにエチレンオキシドを付加して得られる水酸基価２８０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｅ：フタル酸基を持つ水酸基価２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエステルポリオール。
ポリオールｆ：ノニルフェノールとホルムアルデヒドとジエタノールアミンとをマンニッヒ反応させて得られる反応生成物にプロピレンオキシドを付加し、次いでエチレンオキシドを付加して得られる水酸基価２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
【００９７】
ポリオールｇ：エチレンジアミンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価３００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｈ：シュークロースとジエタノールアミンの混合物にプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価３００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｉ：グリセリンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価４５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
【００９８】
ポリオールｊ：グリセリンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価６５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
ポリオールｋ：グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシドをランダムに付加して得られる水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシエチレン基含有量２５重量％のポリエーテルポリオール。
ポリオールｌ：グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシドをランダムに付加して得られる水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシエチレン基含有量５５重量％のポリエーテルポリオール。
【００９９】
ポリオールｍ：グリセリンにプロピレンオキシドおよびエチレンオキシドをランダムに付加して得られる水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシエチレン基含有量７５重量％のポリエーテルポリオール。
ポリオールｎ：エチレンジアミンにプロピレンオキシドを付加して得られる水酸基価５００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。
【０１００】
ポリオールｏ：グリセリンにプロピレンオキシドとエチレンオキシドをこの順で付加して得られる水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシエチレン基含有量１０重量％のポリエーテルポリオール。
【０１０１】
（例１〜６）
使用したポリマー分散ポリオールの製造例を示す。
（ポリマー分散ポリオールＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆの製造）
５Ｌ加圧反応槽に表１に示したポリオールの混合物のうち７０重量％を仕込み、１２０℃に保ちながら残りのポリオールの混合物、表１に示したモノマーおよびＡＩＢＮの混合物を撹拌しながら４時間かけてフィードし、全フィード終了後同温度下で約０．５時間撹拌を続けた。すべての例においてモノマーの反応率は９０％以上を示した。反応終了後、未反応モノマーを１２０℃、０．１ｍｍＨｇで２時間加熱減圧脱気にて除去し、ポリマー分散ポリオールを製造した。
それぞれの水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）、２５℃における粘度（単位：ｃＰ）および分散安定性を表１に示す。
【０１０２】
本発明におけるポリオール（Ｗ）を使用せずにポリマー分散ポリオールを製造したポリオールＦは、相分離を起こし、均一な分散体は得られず、粘度は測定できなかった。
【０１０３】
（ポリマー分散ポリオールＣの製造）
５Ｌ加圧反応槽に表１に示したポリオール、モノマーおよびＡＩＢＮを全て仕込んだ後、撹拌しながら昇温を開始し、反応液を８０℃に保ちながら１０時間反応させた。モノマーの反応率は８０％以上を示した。反応終了後、１１０℃、０．１ｍｍＨｇで２時間加熱減圧脱気して未反応モノマーを除去し、ポリマー分散ポリオールを製造した。水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）、２５℃における粘度（単位：ｃＰ）および分散安定性を表１に示す。
【０１０４】
（例７〜４１：スプレー発泡法による硬質ポリウレタンフォームの製造例）
表２〜４に示したポリオール（または混合物）計１００重量部、表２〜４に示した種類の発泡剤を表に示した重量部、触媒としてトリエチレンジアミン溶液（商品名：ＤＢＡＣＯ ３３ＬＶ、エアプロダクトアンドケミカルズ社製）２重量部と２−エチルヘキサン酸鉛溶液（鉛２０％、商品名：ニッカオクチックス鉛２０％、日本化学産業製）を０．３重量部、シリコーン整泡剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＳＨ−１９３）１．５重量部、および、難燃剤としてトリス（２−クロロプロピル）ホスフェート（大八化学社製、ＴＭＣＰＰ）を１０重量部、を調合し、ポリオール組成物を製造した。
【０１０５】
使用した発泡剤は、発泡剤ａ：ＨＣＦＣ−１４１ｂ、発泡剤ｂ：ＨＣＦＣ−２２、発泡剤ｃ：ＨＦＣ−１３４ａ、発泡剤ｄ：ＨＦＣ−２４５ｆａである。
【０１０６】
調合したポリオール組成物に対し、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（日本ポリウレタン社製、コロネート１１３０）を、液温３５℃、室温５℃の下、ガスマー社発泡機を用いてスプレーしながら発泡させることにより硬質ポリウレタンフォームを製造した。
【０１０７】
（例４２〜７７：スプレー発泡法による硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造例）
表５〜７に示したポリオール（または混合物）計１００重量部、表に示した種類の発泡剤を表に示した重量部、触媒として、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン（商品名：ポリキャット４１、エアプロダクト社製）３．０重量部と２−エチルヘキサン酸カリウム溶液（カリウム１５％、商品名プキャット１５Ｇ、日本化学産業製）３．０重量部と２−エチルヘキサン酸鉛溶液（鉛２０％、商品名：ニッカオクチックス鉛２０％、日本化学産業製）１．０重量部、シリコーン整泡剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＳＨ−１９３）１．５重量部、および、難燃剤としてＴＭＣＰＰを２０重量部、を調合して、ポリオール組成物を製造した。
【０１０８】
調合したポリオール組成物に対し、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（日本ポリウレタン社製、コロネート１１３０）とを、液温３５℃、室温５℃の下、ガスマー社発泡機を用いてスプレーしながら発砲させることにより硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造した。
【０１０９】
（フォームの評価）
得られたフォームの、コア密度（単位：ｋｇ／ｍ3 ）、低温収縮度（単位：％）、常温収縮度（単位：％）、および、ポリオール組成物の貯蔵安定性を表２〜７に示す。
【０１１０】
低温収縮度は−３０℃で２４時間経過後の発泡方向に対して垂直方向の寸法変化率を、常温収縮度は、２５℃、１ケ月経過後の発泡方向に対して垂直方向の、寸法変化率を示す。
【０１１１】
ポリオール組成物の貯蔵安定性は、ポリオール組成物を４０℃で２ケ月放置した後の分離状態を観察することにより評価した。分離せずに安定な場合を○、分離した場合を×、とした。
【０１１２】
なお、表２中、例７〜１３は参考例、例１４〜１８は参考比較例であり、表３中、例１９〜２４は参考例、例２５〜２９は参考比較例であり、表４中、例３０〜３６は参考例、例３７〜４１は参考比較例であり、表５中、例４２〜４８は実施例、例４９〜５３は比較例であり、表６中、例５４〜６０は実施例、例６１〜６５は比較例であり、表７中、例６６〜７２は実施例、例７３〜７７は比較例である。
【０１１３】
表２〜７に示したように、本発明に基づいて製造したポリマー分散ポリオールであるＡ、Ｂ、Ｃを使用して得られた硬質ポリウレタンフォームおよび硬質ウレタン変性ヌレートフォームはいずれも良好な寸法安定性を示した。
【０１１４】
ポリマー分散ポリオールＡ、Ｂ、Ｃを使用したポリオール組成物は良好な貯蔵安定性を示した。
【０１１５】
一方、ポリマー分散ポリオールＤ、Ｅを用いたポリオール組成物は、貯蔵安定性が不充分であった。
【０１１６】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、スプレー発泡法によって、寸法安定性に優れた硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造できる。また、本発明のポリオール組成物は分散安定性に優れるため、現場に放置したとしても、問題なく使用できるという効果を有する。
Claims (6)
- ポリオール（Ｖ）およびポリイソシアネートを整泡剤、イソシアヌレート変性化触媒および発泡剤の存在下に反応させて、スプレー発泡法により硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造する方法において、ポリオール（Ｖ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）、およびポリエステルポリオールを含有し、かつ、ポリオール（Ｖ）中に安定に分散しているポリマー微粒子をポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上含有するポリオールであることを特徴とする、スプレー発泡法による硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームの製造方法。
- ポリオール（Ｖ）が、下記ポリマー分散ポリオール（Ａ）と他のポリオールの混合物であって、該他のポリオールがポリエステルポリオールを含み、かつ、ポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上のポリマー微粒子を含有するポリオールである、請求項１記載の製造方法。
ポリマー分散ポリオール（Ａ）：平均の水酸基価２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（Ｗ）中に重合性不飽和基を有するモノマーを重合して得られるポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールであり、該ポリオール（Ｗ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）５重量％以上、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）３重量％以上、および、任意にその他のポリオール（Ｚ）からなるポリオール混合物であるポリマー分散ポリオール。 - ポリオール（Ｖ）中における前記ポリエステルポリオールの割合が２０〜９９．９重量％である、請求項２記載の製造方法。
- ポリオール（Ｖ）、整泡剤、イソシアヌレート変性化触媒および発泡剤を必須成分とする、スプレー発泡法により硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造するためのポリオール組成物であって、ポリオール（Ｖ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）、およびポリエステルポリオールを含有し、かつ、ポリオール（Ｖ）中に安定に分散しているポリマー微粒子をポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上含有するポリオールであることを特徴とする、ポリオール組成物。
- ポリオール（Ｖ）が、下記ポリマー分散ポリオール（Ａ）と他のポリオールの混合物であって、該他のポリオールがポリエステルポリオールを含み、かつ、ポリオール（Ｖ）全重量に対して０．０１重量％以上のポリマー微粒子を含有するポリオールである、請求項４記載のポリオール組成物。
ポリマー分散ポリオール（Ａ）：平均の水酸基価２００〜８００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（Ｗ）中に重合性不飽和基を有するモノマーを重合して得られるポリマー微粒子が安定に分散したポリマー分散ポリオールであり、該ポリオール（Ｗ）が、水酸基価８４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってかつオキシエチレン基含量４０重量％以上のポリエーテルポリオール（Ｘ）５重量％以上、アミン化合物に環状エーテルを付加して得られる水酸基価２５０〜９００ｍｇＫＯＨ／ｇのアミン系ポリオール（Ｙ）３重量％以上、および、任意にその他のポリオール（Ｚ）からなるポリオール混合物であるポリマー分散ポリオール。 - ポリオール（Ｖ）中における前記ポリエステルポリオールの割合が２０〜９９．９重量％である、請求項５記載のポリオール組成物。
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