JP4609179B2 - Manufacturing method of rigid foam synthetic resin - Google Patents
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Description
本発明は硬質発泡合成樹脂の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a rigid foam synthetic resin.
ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを発泡剤等の存在下で反応させて、硬質ポリウレタンフォーム、硬質ポリイソシアヌレートフォーム等の硬質発泡合成樹脂(以下、硬質フォームという。)を製造することは広く行われている。
ところで、発泡剤として従来用いられてきたクロロフルオロカーボン(CCl3F等のいわゆるCFC化合物)およびハイドロクロロフルオロカーボン(CCl2FCH3等のいわゆるHCFC化合物)は、近年、環境保護の観点から使用が規制されている。
It is widely performed to produce a rigid foamed synthetic resin (hereinafter referred to as a rigid foam) such as a rigid polyurethane foam and a rigid polyisocyanurate foam by reacting a polyol compound and a polyisocyanate compound in the presence of a foaming agent or the like. ing.
By the way, the use of chlorofluorocarbons (so-called CFC compounds such as CCl 3 F) and hydrochlorofluorocarbons (so-called HCFC compounds such as CCl 2 FCH 3 ) conventionally used as foaming agents has been regulated in recent years from the viewpoint of environmental protection. ing.
これらの規制対象発泡剤に代わる発泡剤としては、ハイドロフルオロカーボン(以下、HFC化合物ともいう)、ハイドロフルオロエーテル(以下、HFE化合物ともいう)、シクロペンタン等の炭化水素化合物がある。
また、水はポリイソシアネート化合物と反応することによって炭酸ガスを生成するため、上記発泡剤と水を併用したり、発泡剤として水を単独で使用することが行われている。
又、空気、窒素、炭酸ガス等の不活性ガスを発泡剤として使用することも行われている。
不活性ガスを液化状態、超臨界、亜臨界状態のいずれかの状態で直接添加することも行われている。HFC化合物は地球温暖化係数が高いため、HFC化合物を発泡剤として使用する場合、その使用量を削減するために、発泡剤として水を併用する技術が検討されている。
Examples of foaming agents that can replace these regulated foaming agents include hydrocarbon compounds such as hydrofluorocarbons (hereinafter also referred to as HFC compounds), hydrofluoroethers (hereinafter also referred to as HFE compounds), and cyclopentane.
Moreover, since water produces | generates a carbon dioxide gas by reacting with a polyisocyanate compound, using the said foaming agent and water together, or using water alone as a foaming agent is performed.
In addition, an inert gas such as air, nitrogen or carbon dioxide is also used as a foaming agent.
An inert gas is also directly added in a liquefied state, a supercritical state, or a subcritical state. Since the HFC compound has a high global warming potential, when using the HFC compound as a foaming agent, a technique of using water as a foaming agent in order to reduce the amount of use has been studied.
上記HFC化合物、HFE化合物、炭化水素化合物、水、不活性ガス等を使用して、すなわちCFC化合物やHCFC化合物以外の発泡剤を使用して得られる発泡合成樹脂は、発泡剤として従来のCFC化合物やHCFC化合物を使用して得られる発泡合成樹脂と比較すると、物性の低下が見られる。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。
これに対して、発泡合成樹脂の密度を上げることにより、フォーム収縮を抑えることはできるが、一方で製造コストが増大するという問題が生じる。
The foamed synthetic resin obtained by using the above HFC compound, HFE compound, hydrocarbon compound, water, inert gas, etc., that is, using a foaming agent other than CFC compound or HCFC compound, is a conventional CFC compound as a foaming agent. Compared with foamed synthetic resin obtained using HCFC or HCFC compound, physical properties are deteriorated. In particular, deterioration of dimensional stability due to foam shrinkage is remarkable.
On the other hand, foam shrinkage can be suppressed by increasing the density of the foamed synthetic resin, but on the other hand, there is a problem that the manufacturing cost increases.
下記特許文献1には、フォーム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て硬質ポリウレタンフォームを製造する方法が開示されている。ポリマー分散ポリオールとは、分散媒であるポリエーテルポリオールやポリエステルポリオール等のベースポリオール中に、分散質であるポリマー微粒子が安定に分散した分散系をいう。該ポリマー分散ポリオールは、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、該ポリウレタンフォームの物性を向上させるために用いられてきた。下記特許文献1に記載の技術において、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することによって寸法安定性が良好な硬質ポリウレタンフォームが得られるのは、ポリマー分散ポリオール中のポリマー微粒子が何らかの作用を及ぼしているためと考えられる。 Patent Document 1 below discloses a method for producing a rigid polyurethane foam by adding a polymer-dispersed polyol to a high hydroxyl group polyol in order to prevent foam shrinkage. The polymer-dispersed polyol refers to a dispersion system in which fine polymer particles as a dispersoid are stably dispersed in a base polyol such as polyether polyol or polyester polyol as a dispersion medium. The polymer-dispersed polyol has heretofore been used as a raw material for a flexible or semi-rigid polyurethane foam to improve the properties of the polyurethane foam. In the technique described in Patent Document 1 below, a rigid polyurethane foam having good dimensional stability can be obtained by adding a polymer-dispersed polyol to a polyol having a high hydroxyl value. The polymer fine particles in the polymer-dispersed polyol have some action. It is thought that it is exerting.
このようなポリマー分散ポリオールを製造する方法は、重合性不飽和結合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結合を有する不飽和ポリオールも存在する条件下で、重合性不飽和結合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方法が知られている。ポリマー分散ポリオールを構成す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。 A method for producing such a polymer-dispersed polyol includes a polymerizable unsaturated bond in a saturated polyol having no polymerizable unsaturated bond and, optionally, an unsaturated polyol having a polymerizable unsaturated bond is also present. There is known a method of polymerizing a monomer having, and then removing unreacted components. Various polyether polyols and polyester polyols are known as the polyol constituting the polymer-dispersed polyol.
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、そのような従来のポリマー分散ポリオールを、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混合しても、相溶性が乏しいため、低水酸基価のポリオールやポリマー微粒子が硬質ポリウレタンフォーム用ポリオールと分離してしまう。またはポリオールの混合物が増粘してしまう。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。 The conventional polymer-dispersed polyol is a polymer-dispersed polyol having a low hydroxyl value (50 mg KOH / g or less) used as a raw material for a flexible or semi-rigid polyurethane foam. Therefore, even when such a conventional polymer-dispersed polyol is mixed with a polyol for a rigid polyurethane foam having a high hydroxyl value, the compatibility is poor. End up. Or the mixture of polyols is thickened. Therefore, it has been difficult to use a conventional polymer-dispersed polyol having a low hydroxyl value as a raw material for rigid polyurethane foam.
一般に、ポリオール中で重合性不飽和結合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する。このため、重合時に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。 In general, when a polymer-dispersed polyol is synthesized by polymerizing a monomer having a polymerizable unsaturated bond in the polyol, the higher the hydroxyl value of the polyol (the lower the molecular weight of the polyol), the less the particle stabilizing action by the polyol. . For this reason, agglomeration of particles in the process of particle growth during polymerization is very likely to occur and an aggregate is generated.
下記特許文献2、3、4では、高水酸基価のポリマー分散ポリオールを使用した提案がされているが、これらの方法でもポリマー微粒子の分散安定性が充分ではない。
さらにポリマー微粒子の安定性が向上したポリマー分散ポリオールが、例えば特許文献5,6,7等に記載されている。
Further, polymer-dispersed polyols in which the stability of polymer fine particles is improved are described in, for example, Patent Documents 5, 6, 7 and the like.
特許文献1〜4に関しては、ポリマー微粒子の分散安定性が充分でないばかりでなく、フォーム収縮に関しても充分な改良効果が見られない。
特許文献5〜7に関しては、分散安定性、フォーム収縮改良のいずれにおいても改善効果は得られる。しかし、発泡剤として水、炭化水素化合物、HFC化合物、HFE化合物、不活性ガスからなる群から選ばれる1種または2種以上を併用して選択した場合、従来のCFC化合物やHCFC化合物を用いた場合と比較して、フォーム収縮による寸法安定性の劣化が顕著である。また、水を発泡剤として併用する場合、特に水使用量が多い場合においてフォーム収縮が顕著となる。水単独、または水と炭酸ガスを併用した場合にフォーム収縮はより顕著となる。このように水、または炭酸ガスを発泡剤として選択した場合に、フォーム収縮が最も顕著となるのは、炭酸ガスが硬質フォームのセル膜を透過し易く、その結果、セル内の内圧が減少し易い為であると考えられる。
一方、コストダウンを目的として、フォームをより軽量化することが求められており、そのためにもフォーム収縮の改良について、より一層の改善が要求されている。
Regarding Patent Documents 1 to 4, not only the dispersion stability of the polymer fine particles is not sufficient, but also a sufficient improvement effect is not seen with respect to foam shrinkage.
With respect to Patent Documents 5 to 7, an improvement effect can be obtained in any of dispersion stability and foam shrinkage improvement. However, when one or more selected from the group consisting of water, hydrocarbon compounds, HFC compounds, HFE compounds, and inert gases are selected as the blowing agent, conventional CFC compounds and HCFC compounds are used. Compared with the case, the deterioration of dimensional stability due to foam shrinkage is remarkable. In addition, when water is used as a foaming agent, foam shrinkage becomes significant particularly when the amount of water used is large. Foam shrinkage becomes more prominent when water is used alone or when water and carbon dioxide are used in combination. Thus, when water or carbon dioxide gas is selected as the foaming agent, the foam shrinkage becomes most noticeable because the carbon dioxide gas easily penetrates the cell membrane of the rigid foam, and as a result, the internal pressure in the cell decreases. It is thought that it is easy.
On the other hand, for the purpose of cost reduction, it is required to reduce the weight of the foam. For this purpose, further improvement is required for improvement of foam shrinkage.
特許文献6、7に関しては、ポリマー分散ポリオールの臭気という新たな問題が生じている。臭気の問題は、スプレー法等、フォームの原料がミストとなって空間中に多く飛散するような工法において、不都合点として指摘されることが多い。又、スプレー法はコストダウン要求の厳しい分野であることから、フォーム軽量化が最も要求されている分野でもある。従ってフォーム収縮に対する改良要求が最も厳しい分野である。 Regarding Patent Documents 6 and 7, there is a new problem of odor of polymer-dispersed polyol. The problem of odor is often pointed out as an inconvenience in a method such as a spray method in which the foam raw material is a mist and scattered in the space. Moreover, since the spray method is a field where cost reduction is severe, it is the field where foam weight reduction is most demanded. Therefore, the demand for improvement with respect to foam shrinkage is the most severe field.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ポリマー分散ポリオールの分散安定性を改善し、発泡剤として水、炭化水素化合物、HFC化合物、HFE化合物、または不活性ガス等を用いて、フォーム収縮がほとんどなく、軽量化も可能な硬質フォームが得られる硬質発泡合成樹脂の製造方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, improves the dispersion stability of a polymer-dispersed polyol, and uses foam, a water, a hydrocarbon compound, an HFC compound, an HFE compound, or an inert gas as a foam. Provided is a method for producing a rigid foamed synthetic resin that is capable of obtaining a rigid foam that hardly shrinks and can be reduced in weight.
前記課題を解決するために、本発明の硬質発泡合成樹脂の製造方法は、ポリオール組成物(V)およびポリイソシアネート化合物を、整泡剤、触媒および発泡剤の存在下に反応させて硬質発泡合成樹脂を製造する方法において、ポリオール組成物(V)のうちの0.1質量%以上が、ベースポリオール(W)中にポリマー微粒子が分散したポリマー分散ポリオール(Z)であり、該ポリマー微粒子が、アクリル酸アルキルエステルおよびメタクリル酸アルキルエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、重合性不飽和結合含有ニトリルからなる群から選ばれる少なくとも1種とを含み、前記アクリル酸アルキルエステルおよびメタクリル酸アルキルエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種、または前記重合性不飽和結合含有ニトリルからなる群から選ばれる少なくとも1種のいずれでもない、他のモノマーの含有量が20質量%以下であるモノマーを重合して得られるポリマー微粒子であり、前記発泡剤が水のみであるか、または水と炭酸ガスからなることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a rigid foam synthetic resin according to the present invention comprises reacting a polyol composition (V) and a polyisocyanate compound in the presence of a foam stabilizer, a catalyst, and a foaming agent to produce a rigid foam synthesis. In the method for producing a resin, 0.1% by mass or more of the polyol composition (V) is a polymer-dispersed polyol (Z) in which polymer fine particles are dispersed in a base polyol (W), and the polymer fine particles are at least one selected from the group consisting of acrylic acid alkyl esters and methacrylic acid alkyl esters, see contains at least one selected from the group consisting of polymerizable unsaturated bond-containing nitrile, the alkyl acrylate and alkyl methacrylate At least one selected from the group consisting of esters, or the above-mentioned polymerizable unsaturated bond At least one not one selected from the group consisting of tolyl, a polymer fine particles obtained by the content of other monomers is polymerized the monomer is less than 20 wt%, or the foaming agent is water alone, Or it consists of water and a carbon dioxide gas, It is characterized by the above-mentioned.
前記ポリマー微粒子が、メタクリル酸アルキルエステルと、重合性不飽和結合含有ニトリルからなる群から選ばれる少なくとも1種とを含むモノマー(M)を重合して得られるポリマー微粒子であることが好ましい。
前記メタクリル酸アルキルエステルがメタクリル酸メチルであることが好ましい。
前記ベースポリオール(W)の、平均の水酸基価が200〜800mgKOH/gであり、該ベースポリオール(W)のうちの5質量%以上が、水酸基価84mgKOH/g以下でかつオキシエチレン基含有量40質量%以上のポリエーテルポリオール(X)であることが好ましい。
前記発泡剤としての水の使用量が、ポリオール組成物(V)100質量部に対して、1〜20質量部であることが好ましい。
スプレー法にて反応、発泡させることができる。
The polymer fine particles are preferably polymer fine particles obtained by polymerizing a monomer (M) containing an alkyl methacrylate and at least one selected from the group consisting of polymerizable unsaturated bond-containing nitriles.
The alkyl methacrylate is preferably methyl methacrylate.
The base polyol (W) has an average hydroxyl value of 200 to 800 mgKOH / g, and 5% by mass or more of the base polyol (W) has a hydroxyl value of 84 mgKOH / g or less and an oxyethylene group content of 40. It is preferable that it is polyether polyol (X) of the mass% or more.
It is preferable that the usage-amount of the water as said foaming agent is 1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of polyol compositions (V) .
It can be reacted and foamed by spraying.
本発明によれば、分散安定性が良好で貯蔵安定性に優れたポリマー分散ポリオールが得られ、それを用いて軽量でもフォーム収縮がほとんどない硬質フォームを製造できる。 According to the present invention, a polymer-dispersed polyol having good dispersion stability and excellent storage stability can be obtained, and a rigid foam with little foam shrinkage can be produced using it.
<ポリオール>
本発明で使用される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、末端に水酸基を有する炭化水素系ポリマー等があり、特にポリエーテルポリオールのみからなるか、またはそれとポリエステルポリオールや末端に水酸基を有する炭化水素系ポリマー等とを併用するのが好ましい。
<Polyol>
Polyols used in the present invention include polyether polyols, polyester polyols, hydrocarbon-based polymers having a hydroxyl group at the end, in particular, consisting of only polyether polyols, or polyester polyols and carbonized having hydroxyl groups at the ends. It is preferable to use a hydrogen polymer or the like together.
・ポリエーテルポリオール
本発明においてポリエーテルポリオールとは、開始剤に環状エーテルを開環付加して得られるポリオールである。この開始剤としては、多価アルコール類、多価フェノール類等のポリヒドロキシ化合物やアミン類等が例示できる。また環状エーテルとしては、アルキレンオキシド、テトラヒドロフラン等が例示できる。
-Polyether polyol In this invention, polyether polyol is a polyol obtained by ring-opening addition of cyclic ether to an initiator. Examples of the initiator include polyhydroxy compounds such as polyhydric alcohols and polyhydric phenols, amines, and the like. Examples of the cyclic ether include alkylene oxide and tetrahydrofuran.
・開始剤
上記開始剤としては下記の化合物およびそれら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。すなわち水、多価アルコール類、多価フェノール類、アミン類が挙げられる。
上記多価アルコール類としては、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(ショ糖)が例示できる。上記多価フェノール類としては、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が例示できる。上記アミン類としては、アンモニア;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、N−(2−アミノエチル)エタノールアミン等のアルカノールアミン類;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等の脂肪族アミン類;ピペラジン、N−アミノメチルピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン等の脂環族アミン類;フェノール類とホルムアルデヒドとアルカノールアミン類を反応させて得られたマンニッヒ反応縮合物、アニリン、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等の芳香族アミン類が例示できる。
-Initiator Examples of the initiator include the following compounds and their cyclic ether adducts, and mixtures of two or more thereof. That is, water, polyhydric alcohols, polyhydric phenols, and amines can be mentioned.
Examples of the polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and glycerin. , Trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, diglycerin, tetramethylolcyclohexane, methylglucoside, sorbitol, mannitol, dulcitol, and sucrose (sucrose). Examples of the polyhydric phenols include bisphenol A and a phenol-formaldehyde initial condensate. Examples of the amines include ammonia; alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, isopropanolamine, and N- (2-aminoethyl) ethanolamine; ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, and triethylene. Aliphatic amines such as tetramine; Alicyclic amines such as piperazine, N-aminomethylpiperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine; Mannich reaction obtained by reacting phenols with formaldehyde and alkanolamines Aromatic amines such as condensates, aniline, tolylenediamine, xylylenediamine and diphenylmethanediamine can be exemplified.
・環状エーテル
開始剤に付加させ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。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、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、シクロヘキセンオキシド、ジヒドロナフタレンオキシド、ビニルシクロヘキセンモノオキシド等の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4〜7員環状エーテル基を有する化合物。
中でも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)が好ましく、特に、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−ブテンオキシドが好ましい。
これらの環状エーテルは2種以上併用でき、併用する場合は、それらを混合して(ランダムに)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単独、エチレンオキシド単独、またはプロピレンオキシドとエチレンオキシドとの組み合わせである。また、ε−カプロラクトン、ラクチド等の環状エステルを併用してもよい。
-Cyclic ether As cyclic ether added to an initiator, there are 3-6 membered cyclic ether compounds which have one oxygen atom in a ring, and the following compounds are specifically mentioned. Ethylene oxide, propylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, trimethylethylene oxide, tetramethylethylene oxide, butadiene monooxide, styrene oxide, α-methylstyrene oxide, epichlorohydrin, epifluorohydrin, epibromo Has a three-membered cyclic ether group such as hydrin, glycidol, butyl glycidyl ether, hexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, 2-chloroethyl glycidyl ether, o-chlorophenyl glycidyl ether, cyclohexene oxide, dihydronaphthalene oxide, vinylcyclohexene monoxide Compound: Compound having 4- to 7-membered cyclic ether group such as oxetane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, etc. Compound.
Of these, a compound having one 3-membered cyclic ether group (monoepoxide) is preferable, and ethylene oxide, propylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide, and 2-butene oxide, which are alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms, are particularly preferable.
These cyclic ethers can be used in combination of two or more, and when used in combination, they can be mixed (randomly) reacted or sequentially reacted. Particularly preferred cyclic ethers are alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms, particularly propylene oxide alone, ethylene oxide alone, or a combination of propylene oxide and ethylene oxide. Moreover, you may use together cyclic esters, such as (epsilon) -caprolactone and a lactide.
・ポリエステルポリオール
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、ラクチド)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るポリエステルポリオール等がある。
-Polyester polyol As a polyester polyol, there exists a polyester polyol obtained by polycondensation of a polyhydric alcohol and polyhydric carboxylic acid, for example. In addition, there are polycondensation of hydroxycarboxylic acids, polymerization of cyclic esters (lactones, lactides), polyaddition of cyclic ethers to polycarboxylic anhydrides, polyester polyols by transesterification of waste polyethylene terephthalate, and the like.
・末端に水酸基を有する炭化水素系ポリマー
末端に水酸基を有する炭化水素系ポリマーとしては、例えばアクリル共重合体に水酸基を導入したアクリルポリオール、ブタジエンを単独で重合して、またはブタジエンと他のモノマーを共重合して得られる末端に水酸基を有する液状のポリブタジエンポリオール等がある。
-Hydrocarbon polymer having a hydroxyl group at the end As a hydrocarbon polymer having a hydroxyl group at the end, for example, an acrylic polyol having a hydroxyl group introduced into an acrylic copolymer, butadiene alone is polymerized, or butadiene and other monomers are used. There are liquid polybutadiene polyols having a hydroxyl group at the terminal obtained by copolymerization.
<ポリオール組成物(V)>
硬質発泡合成樹脂製造の原料として用いられるポリオール組成物(V)は、以下に示すポリマー分散ポリオール(Z)を0.1質量%以上含むことを特徴とする。
ポリマー分散ポリオール(Z)は、ベースポリオール(W)中に、ポリマー微粒子が安定に分散したものである。該ポリマー微粒子は重合性不飽和結合を有するモノマー(以下、モノマー(M)という)を重合して形成される。
<Polyol composition (V)>
The polyol composition (V) used as a raw material for producing the rigid foam synthetic resin contains 0.1% by mass or more of the polymer-dispersed polyol (Z) shown below.
The polymer-dispersed polyol (Z) is obtained by stably dispersing polymer fine particles in the base polyol (W). The polymer fine particles are formed by polymerizing a monomer having a polymerizable unsaturated bond (hereinafter referred to as monomer (M)).
<ポリマー分散ポリオール(Z)>
ポリマー分散ポリオール(Z)の製造に用いられるベースポリオール(W)の平均の水酸基価は200〜800mgKOH/gが好ましく、250〜750mgKOH/gが特に好ましい。ベースポリオール(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(Z)が、硬質ポリウレタンフォームの製造に用いられる他のポリオール(E)との相溶性に乏しく、他のポリオール(E)と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、硬質ポリウレタンフォーム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(Z)の製造に用いられるベースポリオール(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。
<Polymer-dispersed polyol (Z)>
The average hydroxyl value of the base polyol (W) used in the production of the polymer-dispersed polyol (Z) is preferably from 200 to 800 mgKOH / g, particularly preferably from 250 to 750 mgKOH / g. When the average hydroxyl value of the base polyol (W) is lower than this range, the produced polymer-dispersed polyol (Z) has poor compatibility with other polyols (E) used in the production of the rigid polyurethane foam. When used in combination with the polyol (E), the polyol (polymer fine particles) separates or thickens, making it difficult to use as a raw material for rigid polyurethane foam. When the average hydroxyl value of the base polyol (W) used for the production of the polymer-dispersed polyol (Z) is high, it is difficult to obtain a polymer-dispersed polyol in which polymer fine particles are stably dispersed.
<ベースポリオール(W)>
ベースポリオール(W)は、水酸基価が異なる2種以上のポリオールからなるポリオール混合物である。ベースポリオール(W)のうち5質量%以上が、下記ポリエーテルポリオール(X)であることが好ましい。
ベースポリオール(W)中のポリエーテルポリオール(X)の割合を5質量%以上とすることで、分散性(貯蔵安定性)のよいポリマー分散ポリオール(Z)が得られ易い。当該割合は10質量%以上であることが特に好ましい。上記割合の上限は、50質量%以下が好ましく、45質量%以下が特に好ましい。
すなわちベースポリオール(W)は、ポリエーテルポリオール(X)5〜50質量%とポリオール(Y)50〜95質量%との混合物であることが好ましい。ただしポリオール(Y)とは、ベースポリオール(W)を構成するポリエーテルポリオール(X)以外のポリオールである。ベースポリオール(W)は、ポリエーテルポリオール(X)10〜45質量%とポリオール(Y)55〜90質量%との混合物であることが特に好ましい。
<Base polyol (W)>
The base polyol (W) is a polyol mixture composed of two or more polyols having different hydroxyl values. It is preferable that 5 mass% or more of the base polyol (W) is the following polyether polyol (X).
By setting the ratio of the polyether polyol (X) in the base polyol (W) to 5% by mass or more, a polymer-dispersed polyol (Z) having good dispersibility (storage stability) can be easily obtained. The ratio is particularly preferably 10% by mass or more. The upper limit of the ratio is preferably 50% by mass or less, and particularly preferably 45% by mass or less.
That is, the base polyol (W) is preferably a mixture of polyether polyol (X) 5 to 50% by mass and polyol (Y) 50 to 95% by mass. However, the polyol (Y) is a polyol other than the polyether polyol (X) constituting the base polyol (W). The base polyol (W) is particularly preferably a mixture of polyether polyol (X) 10 to 45 mass% and polyol (Y) 55 to 90 mass%.
<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)とは、水酸基価が84mgKOH/g以下であって、かつオキシエチレン基含有量が40質量%以上であるポリエーテルポリオールである。
ポリエーテルポリオール(X)は、開始剤として多価アルコール類を使用し、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。上記多価アルコール類としては特に、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トリオール類が好ましい。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−ブテンオキシド、2−ブテ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。すなわちポリエーテルポリオール(X)としては、トリオール類にエチレンオキシドのみ、またはエチレンオキシドとプロピレンオキシドとを開環付加させて得られるポリエーテルポリオールであることが好ましい。
ポリエーテルポリオール(X)の水酸基価は84mgKOH/g以下であるが、67mgKOH/g以下が好ましく、60mgKOH/g以下がより好ましい。ポリエーテルポリオール(X)の水酸基価の下限としては、5mgKOH/g以上が好ましく、8mgKOH/g以上がより好ましい。
<Polyether polyol (X)>
The polyether polyol (X) in the present invention is a polyether polyol having a hydroxyl value of 84 mgKOH / g or less and an oxyethylene group content of 40% by mass or more.
The polyether polyol (X) is preferably obtained by using a polyhydric alcohol as an initiator and adding ethylene oxide or ethylene oxide and another cyclic ether. As the polyhydric alcohols, triols such as glycerin, trimethylolpropane and 1,2,6-hexanetriol are particularly preferable. As other cyclic ethers, propylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide and 2-butene oxide are preferable, and propylene oxide is particularly preferable. That is, the polyether polyol (X) is preferably a polyether polyol obtained by ring-opening addition of ethylene oxide alone or ethylene oxide and propylene oxide to a triol.
The hydroxyl value of the polyether polyol (X) is 84 mgKOH / g or less, preferably 67 mgKOH / g or less, more preferably 60 mgKOH / g or less. The lower limit of the hydroxyl value of the polyether polyol (X) is preferably 5 mgKOH / g or more, and more preferably 8 mgKOH / g or more.
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有量は40質量%以上である。ただし本発明において、ポリエーテルポリオールのオキシエチレン基含有量とは、ポリエーテルポリオール分子におけるエチレンオキシド由来のオキシエチレン基の割合であり、具体的には開始剤を含めてポリオール分子内のエチレンオキシドの割合(質量%)で表す。オキシエチレン基含有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。ポリエーテルポリオール(X)におけるオキシエチレン基含有量は、50質量%以上が好ましく、55質量%以上が特に好ましい。オキシエチレン基含有量の上限は約100質量%が好ましく、90質量%がより好ましい。 In polyether polyol (X), oxyethylene group content is 40 mass% or more. However, in the present invention, the oxyethylene group content of the polyether polyol is the ratio of oxyethylene groups derived from ethylene oxide in the polyether polyol molecule, specifically, the ratio of ethylene oxide in the polyol molecule including the initiator ( (Mass%). When the oxyethylene group content is lower than this, it is difficult to obtain a polymer-dispersed polyol in which polymer fine particles are stably dispersed. 50 mass% or more is preferable and, as for oxyethylene group content in polyether polyol (X), 55 mass% or more is especially preferable. The upper limit of the oxyethylene group content is preferably about 100% by mass, more preferably 90% by mass.
<ポリオール(Y)>
上記ポリオール(Y)とは、ベースポリオール(W)を構成するポリエーテルポリオール(X)以外のポリオールである。ポリオール(Y)は1種のみであっても、2種以上を併用してもよい。ここでポリオール(Y)は窒素原子を有していないことが、ポリマー分散ポリオール(Z)の安定性のため好ましい。ポリオール(Y)が窒素原子を有していると、ポリマー分散ポリオール(Z)の粘度が高くなる場合がある。またポリオール(Y)はポリエーテルポリオールであることが好ましい。特にポリオール(Y)が、窒素原子を有していない多価アルコール類を開始剤として環状エーテルを開環付加させて得られるポリエーテルポリオールであることが好ましい。ポリオール(Y)を製造するための環状エーテルとしは、プロピレンオキシドのみ、またはエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの組み合わせが好ましい。上記ポリオール(Y)の水酸基価は400〜850mgKOH/gが好ましく、400〜750mgKOH/gがより好ましい。
<Polyol (Y)>
The polyol (Y) is a polyol other than the polyether polyol (X) constituting the base polyol (W). The polyol (Y) may be used alone or in combination of two or more. Here, the polyol (Y) preferably has no nitrogen atom, because of the stability of the polymer-dispersed polyol (Z). When the polyol (Y) has a nitrogen atom, the viscosity of the polymer-dispersed polyol (Z) may increase. The polyol (Y) is preferably a polyether polyol. In particular, the polyol (Y) is preferably a polyether polyol obtained by ring-opening addition of a cyclic ether using a polyhydric alcohol having no nitrogen atom as an initiator. The cyclic ether for producing the polyol (Y) is preferably propylene oxide alone or a combination of ethylene oxide and propylene oxide. The hydroxyl value of the polyol (Y) is preferably 400 to 850 mgKOH / g, and more preferably 400 to 750 mgKOH / g.
<モノマー(M)>
本発明において使用される、モノマー(M)には、重合性不飽和結合含有ニトリルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、アクリル酸アルキルエステルおよびメタクリル酸アルキルエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種が含まれる。重合性不飽和結合含有ニトリルと、メタクリル酸アルキルエステルおよび/またはアクリル酸アルキルエステルとの質量比(重合性不飽和結合含有ニトリル:メタクリル酸アルキルエステルとアクリル酸アルキルエステルの合計)は95:5〜5:95が好ましく、80:20〜40:60がより好ましく、60:40〜46:54が最も好ましい。特に上記質量比が60:40〜45:55であれば、硬質フォーム製造時の臭気が充分に抑制され、製造された硬質フォームの寸法安定性が優れ、かつ、ポリマー分散ポリオール(Z)の粘度も低く取り扱いが容易であるという優れた特性を有する。
重合性不飽和結合含有ニトリルとしてはアクリロニトリル、メタクリロニトリル、1,4−ジシアノ−2−ブテン、2,4−ジシアノ−1−ブテン等が例示される。このうちポリマー微粒子の安定性が良いことから、アクリロニトリルが好ましい。メタクリル酸アルキルエステルとしてはメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルが好ましく、アクリル酸アルキルエステルとしてはアクリル酸メチル、アクリル酸エチルが好ましい。
本発明においてモノマー(M)としては、アクリロニトリルとメタクリル酸メチルとの組合せが特に好ましい。
<Monomer (M)>
The monomer (M) used in the present invention includes at least one selected from the group consisting of polymerizable unsaturated bond-containing nitriles and at least one selected from the group consisting of alkyl acrylates and alkyl methacrylates. Is included. Mass ratio of polymerizable unsaturated bond-containing nitrile and methacrylic acid alkyl ester and / or acrylic acid alkyl ester (polymerizable unsaturated bond-containing nitrile: total of methacrylic acid alkyl ester and acrylic acid alkyl ester) is 95: 5 to 5:95 is preferable, 80:20 to 40:60 is more preferable, and 60:40 to 46:54 is most preferable. In particular, when the mass ratio is 60:40 to 45:55, the odor during the production of the rigid foam is sufficiently suppressed, the produced rigid foam has excellent dimensional stability, and the viscosity of the polymer-dispersed polyol (Z). Furthermore, it has an excellent characteristic that it is low and easy to handle.
Examples of the polymerizable unsaturated bond-containing nitrile include acrylonitrile, methacrylonitrile, 1,4-dicyano-2-butene, 2,4-dicyano-1-butene and the like. Of these, acrylonitrile is preferred because of the good stability of the polymer fine particles. As the alkyl methacrylate, methyl methacrylate and ethyl methacrylate are preferable, and as the alkyl acrylate, methyl acrylate and ethyl acrylate are preferable.
In the present invention, the monomer (M) is particularly preferably a combination of acrylonitrile and methyl methacrylate.
モノマー(M)として、上記重合性不飽和結合含有ニトリル、アクリル酸アルキルエステル、またはメタクリル酸アルキルエステル以外の他のモノマーを併用してもよい。
該他のモノマーとして、重合性不飽和結合を1個有するモノマーを使用することができるが、これに限らない。具体的な例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン等のスチレン系モノマー;アクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド等の(アルキルエステル以外の)アクリル系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の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等の不飽和脂肪酸エステル系モノマー;塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル系モノマー;塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン系モノマー;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等の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等が挙げられる。
As the monomer (M), other monomers other than the polymerizable unsaturated bond-containing nitrile, acrylic acid alkyl ester, or methacrylic acid alkyl ester may be used in combination.
As the other monomer, a monomer having one polymerizable unsaturated bond can be used, but is not limited thereto. Specific examples include styrene monomers such as styrene, α-methylstyrene, and halogenated styrene; acrylic monomers (other than alkyl esters) such as acrylic acid, acrylamide, and methacrylamide; vinyl acetate, vinyl propionate, and the like. Vinyl ester monomers; isoprene, butadiene, other diene monomers; unsaturated fatty acid ester monomers such as maleic acid diester and itaconic acid diester; vinyl halide monomers such as vinyl chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride; Vinylidene halide monomers such as vinylidene, vinylidene bromide, vinylidene fluoride; vinyl ether monomers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether; and other olefins, halogenated Olefin, and the like.
上記モノマー(M)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(Z)におけるポリマー濃度(ポリマー微粒子の含有量)が1〜50質量%となる量であることが好ましく、特に2〜45質量%が好ましく、10〜30質量%が最も好ましい。
上記重合性不飽和結合含有ニトリル、アクリル酸アルキルエステルおよびメタクリル酸アルキルエステルから選ばれるモノマー(M)と、上記他のモノマーを併用する場合、他のモノマーの使用量が、モノマー(M)の全使用量のうち50質量%以下とすることが好ましく、20質量%以下がより好ましい。酢酸ビニルのような臭気の原因となるモノマーの使用量は少ない方が好ましく、使用しないことが好ましい。
The amount of the monomer (M) used is not particularly limited, but is preferably an amount such that the polymer concentration (content of polymer fine particles) in the finally obtained polymer-dispersed polyol (Z) is 1 to 50% by mass, 2-45 mass% is especially preferable, and 10-30 mass% is the most preferable.
When the monomer (M) selected from the polymerizable unsaturated bond-containing nitrile, alkyl acrylate ester and alkyl methacrylate ester and the other monomer are used in combination, the amount of the other monomer used is the total amount of the monomer (M). It is preferable to set it as 50 mass% or less among usage-amount, and 20 mass% or less is more preferable. It is preferable that the amount of the monomer causing odor such as vinyl acetate is small, and it is preferable not to use it.
モノマー(M)の重合には、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(AMBN)、2,2−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、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、ジ−tert−ブチルペルオキシド、過硫酸塩等がある。このうち特にAIBN、AMBNが好ましい。
重合反応は重合開始剤の分解温度以上、通常は80〜160℃で行われ、90〜150℃が好ましく、100〜130℃が特に好ましい。
For the polymerization of the monomer (M), a polymerization initiator of a type that generates a free radical and starts polymerization is usually used. Specifically, for example, 2,2-azobis-isobutyronitrile (AIBN), 2,2-azobis-2-methylbutyronitrile (AMBN), 2,2-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, benzoyl Examples include peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, acetyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, persulfate and the like. Of these, AIBN and AMBN are particularly preferable.
The polymerization reaction is performed at a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the polymerization initiator, usually 80 to 160 ° C, preferably 90 to 150 ° C, particularly preferably 100 to 130 ° C.
<ポリマー分散ポリオール(Z)の製造方法>
ベースポリオール(W)を用いてポリマー分散ポリオール(Z)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、グラフト剤の存在下、ベースポリオール(W)中で重合性不飽和結合を有するモノマー(M)を重合させ直接粒子をベースポリオール(W)中に析出させる方法である。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結合を有するモノマー(M)を重合させ粒子を析出させた後、ベースポリオール(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、前者第1の方法が特に好ましい。
<Method for producing polymer-dispersed polyol (Z)>
There are two methods for producing the polymer-dispersed polyol (Z) using the base polyol (W), for example. In the first method, if necessary, the monomer (M) having a polymerizable unsaturated bond is polymerized in the base polyol (W) in the presence of a solvent and a grafting agent to directly deposit particles in the base polyol (W). Is the method. In the second method, if necessary, the monomer (M) having a polymerizable unsaturated bond is polymerized in a solvent in the presence of a grafting agent that stabilizes the particles, and then the particles are precipitated, and then the base polyol (W) And a solvent are substituted to obtain a stable dispersion. In the present invention, either method can be adopted, and the first method is particularly preferable.
前記第1の方法でポリマー分散ポリオール(Z)を製造する場合、(ア)反応器にベースポリオール(W)の一部を仕込み、撹拌下、この反応器に残りのベースポリオール(W)、モノマー(M)、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バッチ法と、(イ)ベースポリオール(W)、モノマー(M)、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分散ポリオール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。 When the polymer-dispersed polyol (Z) is produced by the first method, (a) a part of the base polyol (W) is charged into the reactor, and the remaining base polyol (W) and monomers are added to the reactor under stirring. (M), a batch method in which polymerization is carried out by gradually feeding a mixture of polymerization initiators, and (a) a mixture of base polyol (W), monomer (M), polymerization initiator, etc. is continuously added to the reactor with stirring. There is a continuous method in which the polymer-dispersed polyol composition produced at the same time is continuously discharged from the reactor, and the present invention can be produced by either method.
一般にポリマー濃度が高くなればなるほど、モノマー(M)の重合時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。これを防ぐため前記第1の方法において、溶媒の存在下でポリマー分散ポリオール(Z)の製造を行うことが好ましい。
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類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;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、アセタール、アニソール、メチル−tert−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、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類;ニトロベンゼン等のニトロ化合物類;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、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類等が挙げられる。
本発明ではこれら溶媒を単独または混合して使用できる。重合性不飽和結合を有するモノマー(M)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。
In general, the higher the polymer concentration, the more likely the particles are agglomerated in the process of growing the particles during polymerization of the monomer (M), resulting in the formation of aggregates. In order to prevent this, in the first method, it is preferable to produce the polymer-dispersed polyol (Z) in the presence of a solvent.
Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol and benzyl alcohol; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and hexene; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene. Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and acetophenone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; ethers such as isopropyl ether, tetrahydrofuran, benzyl ethyl ether, acetal, anisole, and methyl-tert-butyl ether; chlorobenzene, chloroform, dichloroethane, Halogenated hydrocarbons such as 1,1,2-trichlorotrifluoroethane; nitro compounds such as nitrobenzene; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile S; trimethylamine, triethylamine, tributylamine, amines dimethylaniline; N, N'-dimethylformamide, amides such as N- methyl pyrrolidone; dimethyl sulfoxide, sulfur compounds such as sulfolane and the like.
In the present invention, these solvents can be used alone or in combination. After the polymerization of the monomer (M) having a polymerizable unsaturated bond is completed, the solvent is removed. Solvent removal is usually performed by heating under reduced pressure. However, it can also be carried out under normal pressure heating or reduced pressure at room temperature. At this time, unreacted monomers are also removed together with the solvent.
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(Z)が得られるが、使用するモノマー(M)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を使用できる。 Although the polymer-dispersed polyol (Z) in which polymer fine particles are stably dispersed can be obtained by the production method as described above, a stable dispersion may be difficult to obtain depending on the monomer (M) used. Furthermore, a stabilizer or a grafting agent can be used to improve the dispersion stability of the particles.
安定化剤またはグラフト化剤としては分子内に重合性の不飽和結合を有するポリエーテル化合物が好ましい。開始剤としてビニル基、アリル基、イソプロピル基等の不飽和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エーテル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、メタクリル酸等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エーテル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アルコールとポリエーテルポリオールとポリイソシアネート化合物との反応物;アリルグリシジルエーテル等不飽和エポキシ化合物とポリエーテルポリオールとの反応物;等が挙げられる。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。 As the stabilizer or grafting agent, a polyether compound having a polymerizable unsaturated bond in the molecule is preferable. High molecular weight polyether polyol or monool obtained by reacting an alkylene oxide with an active hydrogen compound having an unsaturated bond-containing group such as vinyl group, allyl group or isopropyl group as an initiator; maleic anhydride to polyether polyol It is obtained by reacting unsaturated carboxylic acid such as itaconic anhydride, maleic acid, fumaric acid, acrylic acid, methacrylic acid or the like or an acid anhydride thereof, and then adding alkylene oxide such as propylene oxide or ethylene oxide as necessary. High molecular weight polyether polyols or monools; reaction products of unsaturated alcohols such as 2-hydroxyethyl acrylate and butenediol with polyether polyols and polyisocyanate compounds; unsaturated epoxy compounds such as allyl glycidyl ether with polyether poly Reaction product between Lumpur; and the like. These compounds preferably have a hydroxyl group but are not limited thereto.
<ポリマー分散ポリオール(Z)の特性>
ポリマー分散ポリオール(Z)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。ポリマー分散ポリオール(Z)の水酸基価は、ベースとして使用するベースポリオール(W)に比較して、低くなるのが通常である。
<Characteristics of polymer-dispersed polyol (Z)>
The hydroxyl value of the polymer-dispersed polyol (Z) is preferably 200 to 800 mgKOH / g, more preferably 200 to 750 mgKOH / g, and particularly preferably 250 to 750 mgKOH / g. The hydroxyl value of the polymer-dispersed polyol (Z) is usually lower than that of the base polyol (W) used as the base.
以上により得られるポリマー分散ポリオール(Z)は静置状態で1ケ月間以上、特に2ケ月間以上、より好ましくは3ヶ月以上分離を起すことがない分散安定性(貯蔵安定性)を実現できる。ポリマー分散ポリオール(Z)がこのように分散安定性に優れる理由としては、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。ポリマー微粒子の大きさ(平均粒径)は0.3μm以下が好ましい。 The polymer-dispersed polyol (Z) obtained as described above can realize dispersion stability (storage stability) that does not cause separation in a stationary state for 1 month or longer, particularly 2 months or longer, more preferably 3 months or longer. The reason why the polymer-dispersed polyol (Z) is excellent in dispersion stability in this way can be presumed that the size of the polymer fine particles is fine and uniform. The size (average particle diameter) of the polymer fine particles is preferably 0.3 μm or less.
<ポリオール組成物(V)の組成>
ポリオール組成物(V)およびポリイソシアネート化合物を整泡剤、触媒および発泡剤の存在下に反応させて硬質ポリウレタンフォームを製造する際、ポリオール組成物(V)のうち0.1質量%以上が上記のポリマー分散ポリオール(Z)である。該ポリオール組成物(V)のうち、0.8質量%以上がポリマー分散ポリオール(Z)であることが好ましく、特に1.0質量%以上がポリマー分散ポリオール(Z)であることが好ましい。
ポリマー分散ポリオール(Z)は単独で硬質ポリウレタンフォームの原料として使用できる。すなわちポリオール組成物(V)の100質量%が上記ポリマー分散ポリオール(Z)であってもよいが、通常硬質ポリウレタンフォームの原料として使用されているポリオール(E)と混合して使用することが原料の粘度が比較的低く製造時の操作性が高いことから好ましい。例えばポリマー微粒子の含有量が25質量%であるポリマー分散ポリオール(Z)を用いる場合に、ポリオール組成物(V)のうちのポリマー分散ポリオール(Z)の割合は、0.1〜30質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましい。
該ポリオール組成物(V)の平均の水酸基価は250〜800mgKOH/gであることが好ましく、300〜750mgKOH/gが特に好ましい。
<Composition of polyol composition (V)>
When the rigid polyurethane foam is produced by reacting the polyol composition (V) and the polyisocyanate compound in the presence of a foam stabilizer, a catalyst and a foaming agent, 0.1% by mass or more of the polyol composition (V) is the above. The polymer-dispersed polyol (Z). In the polyol composition (V), 0.8% by mass or more is preferably the polymer-dispersed polyol (Z), and 1.0% by mass or more is particularly preferably the polymer-dispersed polyol (Z).
The polymer-dispersed polyol (Z) can be used alone as a raw material for the rigid polyurethane foam. That is, 100% by mass of the polyol composition (V) may be the polymer-dispersed polyol (Z), but it is a raw material that is used by mixing with the polyol (E) that is usually used as a raw material for rigid polyurethane foam. This is preferable because of its relatively low viscosity and high operability during production. For example, when the polymer-dispersed polyol (Z) having a polymer fine particle content of 25% by mass is used, the proportion of the polymer-dispersed polyol (Z) in the polyol composition (V) is 0.1 to 30% by mass. Preferably, 1-10 mass% is more preferable.
The average hydroxyl value of the polyol composition (V) is preferably 250 to 800 mgKOH / g, particularly preferably 300 to 750 mgKOH / g.
さらにポリオール組成物(V)における上記ポリマー微粒子の割合(含有量)が該ポリオール組成物(V)の全質量に対して0.01質量%以上であることが好ましい。ポリマー微粒子の割合がこれより少ない場合、低温および高温の寸法安定性に優れた硬質ポリウレタンフォームは得られにくい。上記ポリマー微粒子の割合は、ポリオール組成物(V)の全質量に対して0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜3質量%がより好ましい。 Further, the proportion (content) of the polymer fine particles in the polyol composition (V) is preferably 0.01% by mass or more with respect to the total mass of the polyol composition (V). When the ratio of the polymer fine particles is smaller than this, it is difficult to obtain a rigid polyurethane foam excellent in low and high temperature dimensional stability. The proportion of the polymer fine particles is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 3% by mass with respect to the total mass of the polyol composition (V).
ポリオール組成物(V)において、ポリマー分散ポリオール(Z)以外のポリオールをポリオール(E)とする。このポリオール(E)としては、前述の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を使用できる。これらは1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。また前記ベースポリオール(W)で用いたものと同じポリオールを用いてもよい。ここでポリオール(E)としては、ポリエーテルポリオールのみ、またはポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールとの組み合わせが好ましい。またポリオール(E)の一部として、分子内に窒素原子を有するポリエーテルポリオールを用いることが好ましい。特にポリエーテルポリオールの開始剤の項で記載したアミン類を開始剤として用いて得られたアミン系ポリエーテルポリオールが好ましい。また上記アミン系ポリエーテルポリオールとして脂環族アミン類を開始剤として用いて得られたポリエーテルポリオールを使用すると速いキュア性が得られ好ましい。 In the polyol composition (V), a polyol other than the polymer-dispersed polyol (Z) is referred to as a polyol (E). As this polyol (E), the above-mentioned polyether polyol, polyester polyol, hydrocarbon polymer having a hydroxyl group at the terminal, or the like can be used. These may use only 1 type or may use 2 or more types together. Further, the same polyol as that used in the base polyol (W) may be used. Here, the polyol (E) is preferably a polyether polyol alone or a combination of a polyether polyol and a polyester polyol. Moreover, it is preferable to use the polyether polyol which has a nitrogen atom in a molecule | numerator as a part of polyol (E). In particular, amine-based polyether polyols obtained by using the amines described in the section of the polyether polyol initiator as initiators are preferred. In addition, it is preferable to use a polyether polyol obtained by using an alicyclic amine as an initiator as the amine-based polyether polyol because fast curing properties are obtained.
ポリオール組成物(V)の組成のより具体的な例(ポリオール組成物(V)の全体で100質量部とする)としては、発泡剤として水のみを用いてスプレー法で硬質フォームを製造する場合には、(1)ポリマー微粒子含有量が20〜30質量%のポリマー分散ポリオール(Z)を1〜10質量部、(2)ポリオール(E)として(2a)ポリエステルポリオールを50〜80質量部、(2b)アミン系ポリエーテルを10〜40質量部、(2c)窒素原子を有していないポリエーテルポリオールを0〜10質量部という組成が、難燃性、比較的速いキュア性、接着性、寸法安定性等の点から好適である。
ポリオール(E)の水酸基価は250〜800mgKOH/gが好ましく、300〜750mgKOH/gがより好ましい。
As a more specific example of the composition of the polyol composition (V) (100 parts by mass as a whole of the polyol composition (V)), a rigid foam is produced by a spray method using only water as a foaming agent. (1) 1 to 10 parts by mass of polymer dispersed polyol (Z) having a polymer fine particle content of 20 to 30% by mass, (2) 50 to 80 parts by mass of (2a) polyester polyol as polyol (E), (2b) The composition of 10 to 40 parts by mass of amine-based polyether, (2c) 0 to 10 parts by mass of polyether polyol having no nitrogen atom, flame retardancy, relatively fast curing properties, adhesiveness, This is preferable in terms of dimensional stability and the like.
The hydroxyl value of the polyol (E) is preferably 250 to 800 mgKOH / g, more preferably 300 to 750 mgKOH / g.
<発泡剤>
本発明においては、発泡剤として、水、炭素数2〜8の炭化水素化合物、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、不活性ガスからなる群から選ばれる1種または2種以上を併用して使用する。
<Foaming agent>
In the present invention, one or more selected from the group consisting of water, hydrocarbon compounds having 2 to 8 carbon atoms, hydrofluorocarbon, hydrofluoroether, and inert gas are used in combination as the foaming agent.
前記の炭化水素化合物としては、炭素数4〜6がより好ましく、例としてはブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロペンタン等が挙げられる。これらは単独でまたは2種以上を併用して使用できる。発泡剤として用いるこれらの炭化水素化合物の使用量としては、ポリオール100質量部に対して、炭化水素化合物の合計が5〜40質量部が好ましく、5〜20質量部がより好ましい。 The hydrocarbon compound preferably has 4 to 6 carbon atoms, and examples include butane, pentane, hexane, and cyclopentane. These can be used alone or in combination of two or more. As the usage-amount of these hydrocarbon compounds used as a foaming agent, 5-40 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyols, and 5-20 mass parts is more preferable.
前記のハイドロフルオロカーボンとしては炭素数1〜8が好ましく、炭素数2〜4が特に好ましく、例としては1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245fa)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(HFC−365mfc)等が挙げられる。このうち、HFC−245faの単独使用、HFC−245faとHFC−365mfcとの併用、HFC−134aとHFC−245faとの併用、HFC−134aとHFC−365mfcとの併用、およびHFC−134aとHFC−245faとHFC−365mfcとの併用が好ましい。これらハイドロフルオロカーボンの使用量は、ポリオール100質量部に対してハイドロフルオロカーボンの合計が5〜100質量部となる割合が好ましく、5〜75質量部がより好ましい。ハイドロフルオロカーボンを2種以上併用する場合、各ハイドロフルオロカーボンの使用量は、ポリオール100質量部に対して各々0.1〜70質量部が好ましい。 The hydrofluorocarbon preferably has 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably 2 to 4 carbon atoms. Examples include 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC-134a), 1,1,1,3. , 3-pentafluoropropane (HFC-245fa), 1,1,1,3,3-pentafluorobutane (HFC-365mfc) and the like. Of these, HFC-245fa alone, HFC-245fa and HFC-365mfc, HFC-134a and HFC-245fa, HFC-134a and HFC-365mfc, and HFC-134a and HFC- The combined use of 245fa and HFC-365mfc is preferred. The amount of these hydrofluorocarbons used is preferably such that the total amount of hydrofluorocarbons is 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyol, and more preferably 5 to 75 parts by mass. When using 2 or more types of hydrofluorocarbon together, the usage-amount of each hydrofluorocarbon has preferable 0.1-70 mass parts with respect to 100 mass parts of polyol, respectively.
ハイドロフルオロエーテルとしては炭素数2〜8が好ましく、炭素数2〜4が特に好ましく、例としては1,1,2,2−テトラフルオロエチルジフルオロメチルエーテル(HFE−236pc)、1,1,2,2−テトラフルオロエチルメチルエーテル(HFE−254pc)、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロプロピルメチルエーテル(HFE−347mcc)等が挙げられる。
ハイドロフルオロエーテルの使用量は、ポリオール100質量部に対してハイドロフルオロエーテルの合計が1〜100質量部となる割合が好ましく、5〜75質量部がより好ましい。ハイドロフルオロエーテルを2種以上併用する場合、各ハイドロフルオロエーテルの使用量は、ポリオール100質量部に対して各々0.1〜70質量部が好ましい。
The hydrofluoroether preferably has 2 to 8 carbon atoms, particularly preferably 2 to 4 carbon atoms. Examples thereof include 1,1,2,2-tetrafluoroethyl difluoromethyl ether (HFE-236pc), 1,1,2, , 2-tetrafluoroethyl methyl ether (HFE-254pc), 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoropropyl methyl ether (HFE-347mcc) and the like.
The amount of the hydrofluoroether used is preferably such that the total amount of hydrofluoroether is 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol, more preferably 5 to 75 parts by mass. When using 2 or more types of hydrofluoro ether together, the usage-amount of each hydrofluoro ether has preferable 0.1-70 mass parts with respect to 100 mass parts of polyol, respectively.
炭素数2〜8の炭化水素化合物、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテルは、各々水なしで使用することもできるが、水と併用して使用するのが好ましい。
また前記の不活性ガスとしては、空気、窒素、炭酸ガス等が挙げられる。中でも炭酸ガスが好ましい。不活性ガスの添加状態は液状態、超臨界状態、亜臨界状態のいずれでも構わない。不活性ガスは水なしで使用することもできるが、水と併用して使用するのが好ましい。不活性ガスの使用量は、ポリオール100質量部に対して1〜100質量部が好ましい。
The hydrocarbon compound having 2 to 8 carbon atoms, hydrofluorocarbon, and hydrofluoroether can be used without water, but is preferably used in combination with water.
Examples of the inert gas include air, nitrogen, carbon dioxide gas and the like. Of these, carbon dioxide is preferred. The addition state of the inert gas may be a liquid state, a supercritical state, or a subcritical state. The inert gas can be used without water, but is preferably used in combination with water. As for the usage-amount of an inert gas, 1-100 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyols.
本発明においては、特に、発泡剤として、水を単独で使用するか、水と不活性ガスを併用することが好ましい。水と併用する不活性ガスは炭酸ガスがより好ましい。発泡剤として水を単独で使用するか、水と不活性ガスとを併用した場合に、本発明における特定のポリオール組成物(V)を用いると、寸法安定性が良好となり好ましい。
発泡剤として水を使用する場合、その使用量は、ポリオール組成物(V)100質量部に対して、1〜20質量部が好ましく、2〜10質量部が特に好ましい。水の使用量が1質量部未満であると、得られた硬質フォームが軽くなりにくく好ましくない。また使用量が20質量部を超えて多いと、水とポリオール組成物(V)との混合性が悪くなりやすく好ましくない。
In the present invention, it is particularly preferable to use water alone or a combination of water and an inert gas as the foaming agent. The inert gas used in combination with water is more preferably carbon dioxide. When water is used alone as a foaming agent or when water and an inert gas are used in combination, it is preferable to use the specific polyol composition (V) in the present invention because the dimensional stability is good.
When using water as a foaming agent, the usage-amount is 1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of polyol compositions (V), and 2-10 mass parts is especially preferable. When the amount of water used is less than 1 part by mass, the obtained rigid foam is not preferred because it is difficult to lighten. Moreover, when there is much usage-amount exceeding 20 mass parts, the miscibility with water and a polyol composition (V) tends to worsen, and is unpreferable.
<ポリイソシアネート化合物>
本発明において、ポリイソシアネート化合物としては、特に制限はないが、イソシアネート基を2以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系等のポリイソシアネート;前記ポリイソシアネートの2種類以上の混合物;これらを変性して得られる変性ポリイソシアネート等が挙げられる。具体例としては、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、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(XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)等のポリイソシアネートまたはこ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等が挙げられる。このうち、TDI、MDI、クルードMDI、またはこれらの変性体が好ましい。
<Polyisocyanate compound>
In the present invention, the polyisocyanate compound is not particularly limited, but aromatic, alicyclic and aliphatic polyisocyanates having two or more isocyanate groups; mixtures of two or more of the above polyisocyanates; And modified polyisocyanates obtained by modifying. Specific examples include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenyl isocyanate (common name: crude MDI), xylylene diisocyanate (XDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI), and the like. These polyisocyanates or their prepolymer-modified products, nurate-modified products, urea-modified products, carbodiimide-modified products, and the like. Of these, TDI, MDI, crude MDI, or modified products thereof are preferred.
ポリイソシアネート化合物の使用量は、ポリオール組成物(V)およびその他の活性水素化合物の活性水素の合計数に対するイソシアネート基の数の100倍で表して(通常この100倍で表した数値をイソシアネート指数という)、50〜300が好ましい。
ここで、触媒としてウレタン化触媒を主に用いるウレタン処方においては、ポリイソシアネート化合物の使用量はイソシアネート指数で、50〜140が好ましく、60〜130がより好ましい。また触媒としてイソシアネート基の三量化反応を促進させる触媒を主に用いるイソシアヌレート処方においては、ポリイソシアネート化合物の使用量はイソシアネート指数で、120〜300が好ましく、150〜250がより好ましい。
The use amount of the polyisocyanate compound is represented by 100 times the number of isocyanate groups with respect to the total number of active hydrogens in the polyol composition (V) and other active hydrogen compounds. 50-300 are preferable.
Here, in the urethane prescription which mainly uses a urethanization catalyst as a catalyst, the usage-amount of a polyisocyanate compound is an isocyanate index | exponent, 50-140 are preferable and 60-130 are more preferable. Moreover, in the isocyanurate prescription which mainly uses the catalyst which accelerates | stimulates the trimerization reaction of an isocyanate group as a catalyst, the usage-amount of a polyisocyanate compound is an isocyanate index, 120-300 are preferable and 150-250 are more preferable.
<触媒>
本発明において用いられる触媒としては、ウレタン化反応を促進する触媒であれば特に制限はない。例えば、トリエチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン等の3級アミン類;ジブチルスズジラウレート等の有機金属化合物が挙げられる。これらは、1種単独で使用することもでき、2種以上を併用してもよい。
またイソシアネート基の三量化反応を促進させる触媒を併用してもよく、酢酸カリウム、2−エチルヘキサン酸カリウム等のカルボン酸金属塩や、アミン触媒としては4級アンモニウム類、トリアジン類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用することもでき、2種以上を併用してもよい。
<Catalyst>
The catalyst used in the present invention is not particularly limited as long as it is a catalyst that promotes the urethanization reaction. Examples thereof include tertiary amines such as triethylenediamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine; and organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate. These may be used alone or in combination of two or more.
A catalyst for promoting the trimerization reaction of an isocyanate group may be used in combination. Examples of the carboxylic acid metal salt such as potassium acetate and potassium 2-ethylhexanoate, and quaternary ammoniums and triazines as amine catalysts. . These may be used alone or in combination of two or more.
また硬質フォームの製造方法としてスプレー法(以下、スプレー発泡ということもある)を採用する場合には、反応を短時間で完結させるために、2−エチルヘキサン酸鉛等の有機金属触媒を併用してもよい。該有機金属触媒の使用量は、ポリオール組成物(V)100質量部に対して、0.1〜10質量部が好ましい。 When a spray method (hereinafter sometimes referred to as spray foaming) is adopted as a method for producing a rigid foam, an organic metal catalyst such as lead 2-ethylhexanoate is used in combination in order to complete the reaction in a short time. May be. As for the usage-amount of this organometallic catalyst, 0.1-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyol compositions (V).
<整泡剤>
本発明においては良好な気泡を形成するため整泡剤を用いる。整泡剤としては例えば、シリコーン系整泡剤、含フッ素化合物系整泡剤が挙げられる。整泡剤の使用量は、適宜選定すればよいが、ポリオール組成物(V)100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましい。
<Foam stabilizer>
In the present invention, a foam stabilizer is used to form good bubbles. Examples of the foam stabilizer include silicone foam stabilizers and fluorine-containing compound foam stabilizers. Although the usage-amount of a foam stabilizer may be selected suitably, 0.1-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyol compositions (V).
<その他の配合剤>
本発明では、上述したポリオール組成物(V)、ポリイソシアネート化合物、発泡剤、触媒、整泡剤の他に、任意の配合剤が使用できる。配合剤としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の充填剤;酸化防止剤、紫外線吸収剤等の老化防止剤;難燃剤、可塑剤、着色剤、抗カビ剤、破泡剤、分散剤、変色防止剤等が挙げられる。
<Other ingredients>
In this invention, arbitrary compounding agents can be used besides the polyol composition (V), the polyisocyanate compound, the foaming agent, the catalyst, and the foam stabilizer. Compounding agents include fillers such as calcium carbonate and barium sulfate; anti-aging agents such as antioxidants and UV absorbers; flame retardants, plasticizers, colorants, anti-fungal agents, foam breakers, dispersants, discoloration prevention Agents and the like.
<硬質フォームの製造方法>
本発明において、硬質フォームを製造する手法としては、発泡装置を用いる方法でもよく、発泡装置を用いずに通常の手発泡で行う方法でもよい。発泡装置としては、高圧発泡装置、低圧発泡装置のいずれでも使用できる。また反応条件は適宜選定すればよいが、反応温度としては、0〜50℃が好ましく、15〜45℃がより好ましい。
本発明の硬質フォームの製造方法は、限定される訳ではないが、スプレー発泡が特に好ましい。これはスプレー発泡において、軽量化、および、臭気改良の要求が特に強く、本発明による改善効果が特に大きいためである。スプレー発泡による製造方法は種々の方法が知られているが、このうち、特に配合液をミキシングヘッドで混合して発泡させるエアレススプレー発泡が好ましい。ここでスプレー発泡とは、ポリオール組成物(V)を含有するポリオール組成物とポリイソシアネート化合物とを吹き付けながら反応させる発泡方法であり、触媒等の選定により反応を短時間で完結させることを特徴とする。ポリイソシアネート化合物以外の配合物は、ポリオール組成物に含有させることができる。
スプレー発泡は、建築現場において壁、天井等に硬質フォームの断熱材を施工する際に採用されることが多い。スプレー発泡は、工事現場にて直接硬質フォームを製造することから、工事コストを抑制できる、凹凸のある施工面にも隙間なく施工できる等の長所を有する。具体的な施工例としては、マンション、オフィスビル、プレハブ冷凍倉庫等の断熱材が挙げられ、また近年は高気密用戸建住宅の断熱材としても採用されつつある。
<Method for manufacturing rigid foam>
In the present invention, the method for producing the rigid foam may be a method using a foaming device, or a method using normal hand foaming without using a foaming device. As the foaming apparatus, either a high pressure foaming apparatus or a low pressure foaming apparatus can be used. The reaction conditions may be appropriately selected, but the reaction temperature is preferably 0 to 50 ° C, more preferably 15 to 45 ° C.
Although the manufacturing method of the rigid foam of this invention is not necessarily limited, spray foaming is especially preferable. This is because in spray foaming, demands for weight reduction and odor improvement are particularly strong, and the improvement effect of the present invention is particularly great. Various methods for producing by spray foaming are known. Of these, airless spray foaming is preferred, in which the compounded liquid is mixed with a mixing head and foamed. Here, spray foaming is a foaming method in which a polyol composition containing a polyol composition (V) and a polyisocyanate compound are reacted while sprayed, and the reaction is completed in a short time by selecting a catalyst or the like. To do. Formulations other than the polyisocyanate compound can be contained in the polyol composition.
Spray foaming is often employed when constructing hard foam insulation on walls, ceilings, etc. at construction sites. Spray foaming has advantages such as manufacturing rigid foams directly at the construction site, thus reducing the construction cost, and being able to construct even on uneven construction surfaces. Specific construction examples include heat insulating materials for condominiums, office buildings, prefabricated refrigerated warehouses, etc. In recent years, they are also being used as heat insulating materials for highly airtight detached houses.
<硬質フォームの特性>
本発明により製造される硬質フォームは、軽量であっても、フォームの収縮がほとんどなく、寸法安定性に優れるという特徴を有する。本発明により製造される硬質フォームの密度はコア密度で15〜40kg/m3が好ましく、18〜30kg/m3が特に好ましい。これらの軽量の硬質フォームで本発明の硬質フォームの製造方法は特徴的に効果(特に寸法安定性)を発現する。
<Characteristics of rigid foam>
The rigid foam produced according to the present invention is characterized in that even if it is lightweight, there is almost no shrinkage of the foam and excellent dimensional stability. The density of the rigid foam produced according to the present invention is preferably 15 to 40 kg / m 3 and particularly preferably 18 to 30 kg / m 3 in terms of core density. With these lightweight rigid foams, the method for producing rigid foams of the present invention is characteristically effective (particularly dimensional stability).
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお以下の例のうち、例1〜12はポリマー分散ポリオールの製造例(例1〜4は比較例に相当する製造例、例5〜12は実施例に相当する製造例)である。例13〜44はポリマー分散ポリオールと他のポリオールをブレンドした時の分散安定性と臭気を評価した例(例13〜19は比較例に相当する製造例、例20〜44は実施例に相当する製造例)である。例45〜95は硬質ポリウレタンフォームの製造例である。例96〜144は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である。
またこれらの硬質フォームの製造例のうち、例45〜48、例62〜65、例80〜82、例96〜97、例112〜113および例129〜130は比較例であり、例49〜61および例98〜111、は実施例である。例66〜79、例83〜95、例114〜128および例131〜144は参考例である。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples. Of the following examples, Examples 1 to 12 are production examples of polymer-dispersed polyol (Examples 1 to 4 are production examples corresponding to Comparative Examples, and Examples 5 to 12 are production examples corresponding to Examples). Examples 13 to 44 are examples in which dispersion stability and odor were evaluated when a polymer-dispersed polyol and another polyol were blended (Examples 13 to 19 were production examples corresponding to Comparative Examples, and Examples 20 to 44 were equivalent to Examples. Production example). Examples 45-95 are production examples of rigid polyurethane foam. Examples 96-144 are production examples of rigid urethane-modified polyisocyanurate foams.
Of these rigid foam production examples, Examples 45-48, Examples 62-65, Examples 80-82, Examples 96-97, Examples 112-113 and Examples 129-130 are comparative examples, and Examples 49-61. and examples 98 to 111, it is an example. Examples 66-79, Examples 83-95, Examples 114-128 and Examples 131-144 are reference examples.
表中で処方を表した部分の数値の単位は質量部である。実施例および比較例で用いた原料は、各表に示したとおりであるが、その詳細は以下のとおりである。また略号として、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、EMAはメタクリル酸エチル、MAはアクリル酸メチル、POはプロピレンオキシド、EOはエチレンオキシド、EO基含有量はオキシエチレン基含有量をそれぞれ表す。AMBNは2,2−アゾビス−2−メチルブチロニトリルを表し、重合開始剤である。 The unit of the numerical value of the part representing the prescription in the table is part by mass. The raw materials used in Examples and Comparative Examples are as shown in each table, and the details are as follows. As abbreviations, AN is acrylonitrile, ST is styrene, Vac is vinyl acetate, MMA is methyl methacrylate, EMA is ethyl methacrylate, MA is methyl acrylate, PO is propylene oxide, EO is ethylene oxide, and EO group content is oxy. Each ethylene group content is represented. AMBN represents 2,2-azobis-2-methylbutyronitrile and is a polymerization initiator.
(発泡剤)
発泡剤1:HFC−245fa。
発泡剤2:HFC−365mfc。
発泡剤3:HFC−134a。
発泡剤4:シクロペンタン。
(Foaming agent)
Blowing agent 1: HFC-245fa.
Foaming agent 2: HFC-365mfc.
Blowing agent 3: HFC-134a.
Foaming agent 4: cyclopentane.
(ベースポリオール(W))
ベースポリオール(W)として、下記ポリオールX1とY1との混合物、またはX1とY1とY2との混合物を用いた。
・ポリオールX1:グリセリンにPOとEOとをランダムに付加して得られる水酸基価が50mgKOH/g、EO基含有量70質量%のポリエーテルポリオール
・ポリオールY1:グリセリンにPOのみを付加して得られる水酸基価が650mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
・ポリオールY2:エチレンジアミンにPOのみを付加して得られる水酸基価が760mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
(Base polyol (W))
As the base polyol (W), a mixture of the following polyols X1 and Y1, or a mixture of X1, Y1, and Y2 was used.
Polyol X1: Polyether polyol having a hydroxyl value of 50 mg KOH / g and an EO group content of 70% by mass obtained by randomly adding PO and EO to glycerin Polyol Y1: Obtained by adding only PO to glycerin A polyether polyol having a hydroxyl value of 650 mg KOH / g.
Polyol Y2: A polyether polyol having a hydroxyl value of 760 mgKOH / g obtained by adding only PO to ethylenediamine.
(他のポリオール(E))
ポリマー分散ポリオール(Z)と他のポリオール(E)をブレンドする際に用いられる、他のポリオール(E)は以下の通りである。
・ポリオールE1:シュークロースとグリセリンの混合物(質量比で5:4)にPOのみを付加させて得られた、水酸基価が380mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
・ポリオールE2:トリレンジアミンにEO、PO、EOをこの順で付加させて得られた、水酸基価が350mgKOH/g、EO基含有量が25質量%のポリエーテルポリオール。
・ポリオールE3:N−(2−アミノエチル)ピペラジンにEOを付加させて得られた、水酸基価が350mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
・ポリオールE4:ペンタエリスリトールにPOを付加させて得られた、水酸基価が400mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
・ポリオールE5:モノエタノールアミンにPOを付加させて得られた、水酸基価が350mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
・ポリオールE6:ノニルフェノール、ホルムアルデヒドおよびジエタノールアミンをモル比1.0対1.4対2.1で反応させて得られたマンニッヒ縮合物にPO、EOをこの順で付加して得られた水酸基価が450mgKOH/g、EO基含有量が30質量%のポリエーテルポリオール。
・ポリオールE7:ジエチレングリコールとテレフタル酸とを重縮合して得られた、水酸基価が250mgKOH/gのポリエステルポリオール。
・ポリオールE8:エチレンジアミンにPOのみを付加して得られる水酸基価が500mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
・ポリオールE9:エチレンジアミンにPO、EOをこの順で付加させて得られた水酸基価が450mgKOH/g、EO基含有量が41質量%のポリエーテルポリオール。
・ポリオールE10:ノニルフェノール、ホルムアルデヒドおよびジエタノールアミンをモル比1対1.4対2.1で反応させて得られたマンニッヒ縮合物にPO、EOをこの順で付加して得られた水酸基価が300mgKOH/g、EO基含有量が60質量%のポリエーテルポリオール。
(Other polyol (E))
The other polyol (E) used when the polymer-dispersed polyol (Z) and the other polyol (E) are blended is as follows.
Polyol E1: A polyether polyol having a hydroxyl value of 380 mg KOH / g, obtained by adding only PO to a mixture of sucrose and glycerin (mass ratio 5: 4).
Polyol E2: A polyether polyol having a hydroxyl value of 350 mgKOH / g and an EO group content of 25% by mass, obtained by adding EO, PO, and EO to tolylenediamine in this order.
Polyol E3: A polyether polyol having a hydroxyl value of 350 mgKOH / g, obtained by adding EO to N- (2-aminoethyl) piperazine.
Polyol E4: Polyether polyol having a hydroxyl value of 400 mgKOH / g, obtained by adding PO to pentaerythritol.
Polyol E5: A polyether polyol obtained by adding PO to monoethanolamine and having a hydroxyl value of 350 mgKOH / g.
Polyol E6: hydroxyl value obtained by adding PO and EO in this order to a Mannich condensation product obtained by reacting nonylphenol, formaldehyde and diethanolamine in a molar ratio of 1.0 to 1.4 to 2.1 A polyether polyol having 450 mg KOH / g and an EO group content of 30% by mass.
Polyol E7: Polyester polyol having a hydroxyl value of 250 mgKOH / g, obtained by polycondensation of diethylene glycol and terephthalic acid.
Polyol E8: A polyether polyol having a hydroxyl value of 500 mgKOH / g obtained by adding only PO to ethylenediamine.
Polyol E9: A polyether polyol having a hydroxyl value of 450 mgKOH / g and an EO group content of 41% by mass obtained by adding PO and EO to ethylenediamine in this order.
Polyol E10: A hydroxyl value obtained by adding PO and EO in this order to a Mannich condensation product obtained by reacting nonylphenol, formaldehyde and diethanolamine in a molar ratio of 1 to 1.4 to 2.1 is 300 mgKOH / g, a polyether polyol having an EO group content of 60% by mass.
(例1〜4:ポリマー分散ポリオールの製造例)
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AMBN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。すべての例においてモノマーの反応率は80%以上を示した。反応終了後、110℃、20Pa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。
これらの例で得られたポリマー分散ポリオールは、モノマーとしてメタクリル酸アルキルエステルまたはアクリル酸アルキルエステルを含んでいないため、本発明におけるポリマー分散ポリオール(Z)に該当しない。
(Examples 1-4: Production Example of Polymer Dispersed Polyol)
After all of the polyol, monomer and AMBN shown in Table 1 were charged in a 5 L pressurized reaction vessel, the temperature was raised while stirring, and the reaction was continued for 10 hours while maintaining the reaction solution at 80 ° C. In all examples, the monomer conversion was 80% or more. After the completion of the reaction, the unreacted monomer was removed by heating under reduced pressure at 110 ° C. and 20 Pa for 2 hours to produce a polymer-dispersed polyol.
The polymer-dispersed polyols obtained in these examples do not correspond to the polymer-dispersed polyol (Z) in the present invention because they do not contain methacrylic acid alkyl ester or acrylic acid alkyl ester as monomers.
(例5〜12:ポリマー分散ポリオール(Z)の製造例)
5L加圧反応槽に表1に示したポリオール混合物のうち70質量%を仕込み、120℃に保ちながら残りのポリオール混合物、表1に示したモノマーおよびAMBNの混合物を撹拌しながら2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。反応終了後、120℃、20Pa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(Z)を製造した。
(Examples 5 to 12: Production examples of polymer-dispersed polyol (Z))
70 mass% of the polyol mixture shown in Table 1 is charged into a 5 L pressure reaction tank, and the remaining polyol mixture and the monomer and AMBN mixture shown in Table 1 are fed over 2 hours while stirring at 120 ° C. Then, stirring was continued for about 0.5 hours at the same temperature after completion of all the feeds. After the completion of the reaction, the unreacted monomer was removed by heating under reduced pressure at 120 ° C. and 20 Pa for 2 hours to produce a polymer-dispersed polyol (Z).
それぞれの例において製造したポリマー分散ポリオールの水酸基価(単位:mgKOH/g)、25℃における粘度(単位:mPa・s)、および臭気の評価を表1に示す。臭気に関しては臭気の激しいものを×、無いまたは極めて少ないものを○として評価した(以下、同様)。また、製造したポリマー分散ポリオール自体の分散安定性を表1に示す。分散安定性は25℃条件3ヶ月および70℃条件1ヶ月の2条件でそれぞれ評価し、分離、沈殿、固化のいずれかが発生すれば×、いずれも発生しなければ○として評価した。
またポリマー分散ポリオール中のポリマー微粒子の粒径の測定結果を示す。平均粒径1(単位:μm)とは、マイクロトラック粒度分布測定装置(レーザー回折散乱式粒度分布測定装置 FRA−9220;日機装社製)にて、分散溶媒としてメタノールを用いて測定した値である。平均粒径2(単位:μm)とは、メタノールで希釈したポリマー分散ポリオール(希釈率;50倍〜400倍)を、走査型電子顕微鏡(SEMEDX3 typeN;日立製作所社製)を用いて観察し、その後コンピューターによる画像解析(画像解析ソフト;WinRoof ver.3.6)を行なって得られた値である。
例7で得られたポリマー分散ポリオール中の微粒子の電子顕微鏡写真を図1に示す。
Table 1 shows the hydroxyl value (unit: mgKOH / g), viscosity at 25 ° C. (unit: mPa · s), and odor evaluation of the polymer-dispersed polyols produced in each example. As for odors, evaluation was made with “X” indicating that the odor was intense, and “◯” indicating that there was no or very little odor (hereinafter the same). In addition, Table 1 shows the dispersion stability of the produced polymer-dispersed polyol itself. Dispersion stability was evaluated under two conditions of 25 ° C. condition for 3 months and 70 ° C. condition for 1 month, respectively. If any of separation, precipitation, and solidification occurred, x was evaluated.
Moreover, the measurement result of the particle size of the polymer fine particle in a polymer dispersion polyol is shown. The average particle size 1 (unit: μm) is a value measured with a microtrack particle size distribution measuring device (laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device FRA-9220; manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) using methanol as a dispersion solvent. . Average particle size 2 (unit: μm) is a polymer-dispersed polyol diluted with methanol (dilution rate: 50 to 400 times), observed using a scanning electron microscope (SEMEDX3 type N; manufactured by Hitachi, Ltd.) It is a value obtained by performing image analysis (image analysis software; WinRoof ver. 3.6) using a computer.
An electron micrograph of the fine particles in the polymer-dispersed polyol obtained in Example 7 is shown in FIG.
例1〜12で製造したポリマー分散ポリオールを、以下の表では、各々順番に次の通りに表記する。
例1〜4:ポリオールNZ1〜NZ4。
例5〜12:ポリオールZ1〜Z8。
In the following tables, the polymer-dispersed polyols produced in Examples 1 to 12 are represented as follows in order.
Examples 1-4: Polyols NZ1 to NZ4.
Examples 5-12: Polyols Z1-Z8.
(例13〜44貯蔵安定性、臭気の評価例)
ポリマー分散ポリオール(NZ1〜NZ4およびZ1〜Z8)と他のポリオールを表2および表3に示す割合でブレンド混合し、得られたポリオール混合物について分散安定性と臭気を評価した。分散安定性は25℃条件3ヶ月および70℃条件1ヶ月の2条件でそれぞれ評価し、分離、沈殿、固化のいずれかがでも発生すれば×、いずれも発生しなければ○として評価した。
例20〜44で得られたポリオール混合物は、本発明におけるポリオール組成物(V)に該当する。
(Examples 13 to 44, storage stability, odor evaluation example)
The polymer-dispersed polyols (NZ1 to NZ4 and Z1 to Z8) and other polyols were blended and mixed in the ratios shown in Tables 2 and 3, and the dispersion stability and odor of the resulting polyol mixtures were evaluated. Dispersion stability was evaluated under two conditions of 25 ° C. condition for 3 months and 70 ° C. condition for 1 month, respectively. If any of separation, precipitation, and solidification occurred, x was evaluated.
The polyol mixture obtained in Examples 20 to 44 corresponds to the polyol composition (V) in the present invention.
(例45〜95:硬質ポリウレタンフォームの製造例)
表4〜9に示す処方で、ポリオール混合物(ポリマー分散ポリオールと他のポリオールの混合物)および発泡剤を用いた。表中の水は発泡剤に該当する(以下、同様)。
ポリオール混合物、発泡剤、および以下の触媒、整泡剤、難燃剤を添加、混合してポリオール組成物を調製した。
触媒としてはN,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(商品名:TOYOCAT MR、東ソー社製)を用いた。その使用量は、ゲルタイムが25秒となる量とした。
整泡剤としては、シリコーン整泡剤(商品名:SZ−1646、日本ユニカー社製)を2質量部用いた。難燃剤としては、トリス(2−クロロプロピル)ホスフェート(商品名:TMCPP、大八化学社製)を10質量部用いた。
調製したポリオール組成物とポリイソシアネート化合物とを液温20℃で混合し、縦200mm×横200mm×高さ200mmの木製の箱内に投入し、硬質ポリウレタンフォームを発泡、製造した。
ポリイソシアネート化合物としては、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(商品名:MR−200、日本ポリウレタン工業社製)を用いた。ポリイソシアネート化合物の使用量は、イソシアネート指数で110となるようにした。
(Examples 45-95: Production examples of rigid polyurethane foam)
In the formulations shown in Tables 4 to 9, a polyol mixture (a mixture of a polymer-dispersed polyol and another polyol) and a foaming agent were used. The water in the table corresponds to the foaming agent (hereinafter the same).
A polyol composition was prepared by adding and mixing a polyol mixture, a foaming agent, and the following catalyst, foam stabilizer and flame retardant.
As the catalyst, N, N, N ′, N′-tetramethylhexanediamine (trade name: TOYOCAT MR, manufactured by Tosoh Corporation) was used. The amount used was such that the gel time was 25 seconds.
As the foam stabilizer, 2 parts by mass of a silicone foam stabilizer (trade name: SZ-1646, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) was used. As the flame retardant, 10 parts by mass of tris (2-chloropropyl) phosphate (trade name: TMCPP, manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd.) was used.
The prepared polyol composition and polyisocyanate compound were mixed at a liquid temperature of 20 ° C., and placed in a wooden box having a length of 200 mm × width of 200 mm × height of 200 mm, and a rigid polyurethane foam was foamed and produced.
As the polyisocyanate compound, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (trade name: MR-200, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was used. The amount of polyisocyanate compound used was set to 110 in terms of isocyanate index.
(硬質フォームの物性評価)
例45〜95の各例で得られた硬質フォーム(硬質ポリウレタンフォーム)の、コア密度(単位:kg/m3)、および高温高湿収縮度(単位:%)を評価した。その結果を表4〜9に示す。高温高湿収縮度は、70℃/95%、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示す。
表4〜9に示されるように、本発明の硬質フォームの製造方法により製造された硬質フォーム(例49〜61、例66〜79、例83〜95)はいずれも密度が低く、かつ、良好な寸法安定性を示した。
(Physical property evaluation of rigid foam)
The core density (unit: kg / m 3 ) and the high temperature and high humidity shrinkage (unit:%) of the rigid foam (rigid polyurethane foam) obtained in each of Examples 45 to 95 were evaluated. The results are shown in Tables 4-9. The high temperature and high humidity shrinkage indicates a dimensional change rate in a direction perpendicular to the foaming direction after elapse of 24 hours at 70 ° C./95%.
As shown in Tables 4 to 9, the rigid foams produced by the rigid foam production method of the present invention (Examples 49 to 61, Examples 66 to 79, and Examples 83 to 95) all have a low density and are good. Dimensional stability was demonstrated.
(例96〜144: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10〜15に示す処方で、ポリオール混合物(ポリマー分散ポリオールとポリオールの混合物)および発泡剤を用いた。ポリオール混合物、発泡剤、および以下の触媒、整泡剤、難燃剤を添加、混合してポリオール組成物を調製した。
触媒として、例96〜111ではアミン触媒である1、2−ジメチルイミダゾールのエチレングリコール溶液(商品名:トヨキャットDM−70、東ソー社製)、商品名トヨキャットTT(東ソー社製)、4級アンモニウム触媒として商品名トヨキャットTRX(東ソー社製)を質量比3/1/3で混合した混合物を、ゲルタイムを20秒になる量で用いた。
例112〜144では、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(商品名:ポリキャット41、エアプロダクツ社製)と、2−エチルヘキサン酸カリウムのジエチレングリコール溶液(カリウム濃度15%、商品名:プキャット15G、日本化学産業社製)とを、質量比2/3で混合して用いた。その使用量は、ゲルタイムが20秒となる量とした。
整泡剤としては、SH−193を1.5質量部用いた。難燃剤としては、TMCPPを20質量部用いた。
調製したポリオール組成物とポリイソシアネート化合物とを液温20℃で混合し、縦200mm×横200mm×高さ200mmの木製の箱内に投入し、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームを発泡、製造した。
ポリイソシアネート化合物としては、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(商品名:C−1130、日本ポリウレタン工業社製)を用いた。ポリイソシアネート化合物の使用量は、イソシアネート指数で160となるようにした。
(Examples 96 to 144: Production example of rigid urethane-modified polyisocyanurate foam)
In the formulations shown in Tables 10 to 15, a polyol mixture (a mixture of a polymer-dispersed polyol and a polyol) and a foaming agent were used. A polyol composition was prepared by adding and mixing a polyol mixture, a foaming agent, and the following catalyst, foam stabilizer and flame retardant.
As examples of the catalyst, ethylene glycol solution of 1,2-dimethylimidazole (trade name: Toyocat DM-70, manufactured by Tosoh Corporation), which is an amine catalyst in Examples 96 to 111, trade name: Toyocat TT (manufactured by Tosoh Corporation), grade 4 A mixture obtained by mixing Toyocat TRX (manufactured by Tosoh Corp.) at a mass ratio of 3/1/3 as an ammonium catalyst was used in such an amount that the gel time was 20 seconds.
In Examples 112 to 144, N, N ′, N ″ -tris (dimethylaminopropyl) hexahydro-S-triazine (trade name: Polycat 41, manufactured by Air Products) and diethylene glycol solution of potassium 2-ethylhexanoate ( Potassium concentration 15%, trade name: PACCAT 15G, manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd.) was used at a mass ratio of 2/3 and the amount used was such that the gel time was 20 seconds.
As the foam stabilizer, 1.5 parts by mass of SH-193 was used. As the flame retardant, 20 parts by mass of TMCPP was used.
The prepared polyol composition and polyisocyanate compound were mixed at a liquid temperature of 20 ° C., and placed in a wooden box having a length of 200 mm × width of 200 mm × height of 200 mm, and a rigid urethane-modified polyisocyanurate foam was foamed and produced.
As the polyisocyanate compound, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (trade name: C-1130, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was used. The amount of polyisocyanate compound used was set to 160 in terms of isocyanate index.
(硬質フォームの物性評価)
例96〜144の各例で得られた硬質フォーム(硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォーム)について、上記と同様にして、コア密度(単位:kg/m3)、および高温高湿収縮度(単位:%)を評価した。その結果を表10〜15に示す。
表10〜15に示されるように、本発明の硬質フォームの製造方法により製造された硬質フォーム(例98〜111、例114〜128、例131〜144)はいずれも密度が低く、かつ、良好な寸法安定性を示した。
(Physical property evaluation of rigid foam)
About the rigid foam (rigid urethane-modified polyisocyanurate foam) obtained in each of Examples 96 to 144, the core density (unit: kg / m 3 ) and the high temperature and high humidity shrinkage (unit: %). The results are shown in Tables 10-15.
As shown in Tables 10 to 15, the rigid foams (Examples 98 to 111, Examples 114 to 128, and Examples 131 to 144) manufactured by the method for manufacturing a rigid foam of the present invention are low in density and good. Dimensional stability was demonstrated.
(スプレー法による硬質フォーム製造例1)
次に例49〜61、例66〜79、例114〜128で調製したポリオール組成物に、有機金属触媒として2−エチルヘキサン酸鉛のミネラルスピリット溶液(鉛濃度:20%、商品名:ニッカオクチックス鉛20%、日本化学産業社製)を1.0質量部さらに添加した。
また例98〜111で調製したポリオール組成物に、有機金属触媒として2−エチルヘキサン酸鉛のミネラルスピリット溶液(鉛濃度:20%、商品名:ニッカオクチックス鉛20%、日本化学産業社製)を3.0質量部さらに添加した。
それぞれにおいて得られた液と、ポリイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(商品名:C−1155、日本ポリウレタン工業社製)とを用い、液温35℃、室温10℃にて、ガスマー社発泡機を用いてスプレー発泡にて、壁面に吹きつけ施工を実施した。
その結果得られたフォームは、室温10℃と冬場を想定した低温下で製造したにもかかわらず、良好な発泡経過を示し、得られた硬質フォームの密度は、コア密度が29kg/m3以下と充分低く、良好なセル外観、初期接着性、自己消火性を示した。
(Example 1 of rigid foam production by spray method)
Next, to the polyol compositions prepared in Examples 49 to 61, Examples 66 to 79, and Examples 114 to 128, a mineral spirit solution of lead 2-ethylhexanoate as an organometallic catalyst (lead concentration: 20%, trade name: Nikkaoku) 1.0 part by mass of 20% Chicks lead (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was further added.
In addition, a mineral spirit solution of lead 2-ethylhexanoate as an organometallic catalyst was added to the polyol compositions prepared in Examples 98 to 111 (lead concentration: 20%, trade name: Nikka Octix Lead 20%, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) Was further added in an amount of 3.0 parts by mass.
Using the liquid obtained in each case and polymethylene polyphenyl polyisocyanate (trade name: C-1155, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) as the polyisocyanate compound, foaming by Gasmer Co., Ltd. at a liquid temperature of 35 ° C. and a room temperature of 10 ° C. We sprayed the wall surface by spray foaming using a machine.
As a result, the foam obtained had a good foaming process even though it was produced at a room temperature of 10 ° C. and a low temperature assuming winter, and the density of the obtained rigid foam was a core density of 29 kg / m 3 or less. It was sufficiently low and showed good cell appearance, initial adhesion, and self-extinguishing properties.
さらに、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である例98〜111および例114〜128で調製したポリオール組成物を用いて、上記のスプレー発泡により得られた硬質フォームについて、そのコア部分を厚さ15mmに切り出し、コーンカロリーメーター(東洋精機製作所社製)にてISO5600Part1に準拠した燃焼試験を実施したところ、所定の難燃性能を満足することがわかった。 Furthermore, using the polyol compositions prepared in Examples 98 to 111 and Examples 114 to 128, which are production examples of rigid urethane-modified polyisocyanurate foam, the core portion of the rigid foam obtained by spray foaming is thickened. It cut out to 15 mm, and when the combustion test based on ISO5600Part1 was implemented with the cone calorimeter (made by Toyo Seiki Seisakusho), it turned out that predetermined flame-retardant performance is satisfied.
(スプレー法による硬質フォーム製造例2)
本例では、発泡剤として、さらに超臨界状態の炭酸ガスを用いた。
すなわち、例49〜61で使用したポリオール組成物に、有機金属触媒として2−エチルヘキサン酸鉛のミネラルスピリット溶液(鉛濃度:20%、商品名:ニッカオクチックス鉛20%、日本化学産業社製)を1.0質量部さらに添加した。
また例98〜111で使用したポリオール組成物に、有機金属触媒として2−エチルヘキサン酸鉛のミネラルスピリット溶液(鉛濃度:20%、商品名:ニッカオクチックス鉛20%、日本化学産業社製)を3.0質量部をさらに添加した。
それぞれにおいて得られた液と、ポリイソシアネート化合物として前記C−1155を用いるとともに、ポリオール100質量%に対し2質量%の炭酸ガスを液温40℃、圧力70kg/cm2の超臨界状態で使用し、ガスマー社発泡機を用いてスプレー発泡にて、室温10℃の条件下で壁面に吹きつけ施工を実施した。
その結果得られたフォームは、室温10℃と冬場を想定した低温下で製造したにもかかわらず、良好な発泡経過を示し、得られた硬質フォームの密度は、コア密度が28kg/m3以下と充分低く、良好なセル外観、初期接着性、自己消火性を示した。
(Example 2 of rigid foam production by spray method)
In this example, carbon dioxide gas in a supercritical state was further used as the foaming agent.
That is, to the polyol composition used in Examples 49 to 61, a mineral spirit solution of lead 2-ethylhexanoate as an organometallic catalyst (lead concentration: 20%, trade name: Nikka Octix Lead 20%, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) ) Was further added in an amount of 1.0 part by mass.
Further, a mineral spirit solution of lead 2-ethylhexanoate as an organometallic catalyst was added to the polyol composition used in Examples 98 to 111 (lead concentration: 20%, trade name: Nikka Octix Lead 20%, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) Was further added in an amount of 3.0 parts by mass.
While using C-1155 as a polyisocyanate compound and the liquid obtained in each, 2 mass% carbon dioxide gas was used in a supercritical state at a liquid temperature of 40 ° C. and a pressure of 70 kg / cm 2 with respect to 100 mass% of polyol. Then, spraying was performed on the wall surface at a room temperature of 10 ° C. by spray foaming using a gasmer foaming machine.
The resulting foam showed a good foaming process even though it was manufactured at room temperature of 10 ° C. and a low temperature assuming winter, and the density of the rigid foam obtained was a core density of 28 kg / m 3 or less. It was sufficiently low and showed good cell appearance, initial adhesion, and self-extinguishing properties.
さらに、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である例98〜111で調製したポリオール組成物を用いて、上記のスプレー発泡により得られた硬質フォームについて、そのコア部分を厚さ15mmに切り出し、コーンカロリーメーター(東洋精機製作所社製)にてISO5600Part1に準拠した燃焼試験を実施したところ、所定の難燃性能を満足することがわかった。 Furthermore, using the polyol composition prepared in Examples 98 to 111, which are production examples of rigid urethane-modified polyisocyanurate foam, for the rigid foam obtained by spray foaming, the core portion is cut out to a thickness of 15 mm, When the combustion test based on ISO5600Part1 was implemented with the cone calorimeter (made by Toyo Seiki Seisakusho), it turned out that predetermined flame-retardant performance is satisfied.
本発明の硬質発泡合成樹脂の製造方法によれば、フォーム収縮がほとんどなく、軽量化も可能な硬質フォームが得られる。特に本発明の製造方法は、発泡剤として比較的多量の水を用いた場合であってもフォーム収縮がほとんどなく、フォーム製造時の臭気もなく、製造時の取り扱いが容易である。 According to the method for producing a rigid foam synthetic resin of the present invention, a rigid foam that hardly undergoes foam shrinkage and can be reduced in weight can be obtained. In particular, the production method of the present invention has little foam shrinkage even when a relatively large amount of water is used as a foaming agent, has no odor during foam production, and is easy to handle during production.
Claims (6)
ポリオール組成物(V)のうちの0.1質量%以上が、ベースポリオール(W)中にポリマー微粒子が分散したポリマー分散ポリオール(Z)であり、
該ポリマー微粒子が、アクリル酸アルキルエステルおよびメタクリル酸アルキルエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、重合性不飽和結合含有ニトリルからなる群から選ばれる少なくとも1種とを含み、
前記アクリル酸アルキルエステルおよびメタクリル酸アルキルエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種、または前記重合性不飽和結合含有ニトリルからなる群から選ばれる少なくとも1種のいずれでもない、他のモノマーの含有量が20質量%以下であるモノマー(M)を重合して得られるポリマー微粒子であり、
前記発泡剤が水のみであるか、または水と炭酸ガスからなることを特徴とする硬質発泡合成樹脂の製造方法。 In a method for producing a rigid foam synthetic resin by reacting a polyol composition (V) and a polyisocyanate compound in the presence of a foam stabilizer, a catalyst and a foaming agent,
0.1% by mass or more of the polyol composition (V) is the polymer-dispersed polyol (Z) in which polymer fine particles are dispersed in the base polyol (W),
The polymer particles, see contains at least one selected from at least one and, the group consisting of polymerizable unsaturated bond-containing nitrile selected from the group consisting of acrylic acid alkyl esters and methacrylic acid alkyl esters,
The content of the other monomer is not at least one selected from the group consisting of the alkyl acrylate ester and the alkyl methacrylate ester, or at least one selected from the group consisting of the polymerizable unsaturated bond-containing nitrile. Polymer fine particles obtained by polymerizing the monomer (M) that is 20% by mass or less ,
The method for producing a hard foam synthetic resin, wherein the foaming agent is water only or water and carbon dioxide gas.
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