JP4894321B2 - Manufacturing method of rigid foam synthetic resin - Google Patents
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Description
本発明は硬質ポリウレタンフォーム等の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 foamed synthetic resin such as rigid polyurethane foam.
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。ここで、硬質フォーム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。以前は低沸点の含フッ素化合物が主に用いられてきた。 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. Here, various compounds are known as a foaming agent for producing a rigid foam. Previously, low-boiling fluorine-containing compounds have been mainly used.
しかし環境への負荷を考慮すると含フッ素化合物の使用を削減することが望ましい。そこでその使用量を削減するために、発泡剤として水を多く使用する技術が検討されてきた。しかし水を多く用いて硬質フォームを製造する場合、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。密度を上げる(高く設定する)ことにより、硬質フォームの物性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は避けられない。 However, considering the burden on the environment, it is desirable to reduce the use of fluorine-containing compounds. Therefore, in order to reduce the amount of use, techniques for using a large amount of water as a blowing agent have been studied. However, when a rigid foam is produced using a large amount of water, physical properties are deteriorated. In particular, deterioration of dimensional stability due to foam shrinkage is remarkable. By increasing the density (setting it higher), it is possible to maintain the physical properties of the rigid foam, but in that case an increase in cost is inevitable.
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(低分子量)のポリオールに添加し、硬質フォームを製造する方法が知られている(特許文献1)。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等のポリオール中に、ポリマー微粒子が分散したポリオールである。従来から軟質フォームまたは半硬質フォーム等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機械的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フォーム収縮防止に何らかの好ましい作用を及ぼしていると考えられる。 In order to prevent foam shrinkage, a method is known in which a polymer-dispersed polyol is added to a polyol having a high hydroxyl value (low molecular weight) to produce a rigid foam (Patent Document 1). The polymer-dispersed polyol is a polyol in which polymer fine particles are dispersed in a polyol such as polyether polyol or polyester polyol. Conventionally, it has been used as a raw material for polyurethane foam such as flexible foam or semi-rigid foam, and has been used to improve the mechanical properties of these polyurethane compositions. In the above-mentioned technique for producing a rigid foam having good dimensional stability by adding a polymer-dispersed polyol to a polyol having a high hydroxyl value, it is considered that the polymer fine particles have some favorable effect on foam shrinkage prevention.
ポリマー分散ポリオールを製造する方法は、代表的な例としては以下の方法が知られている。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。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。 As a typical method for producing a polymer-dispersed polyol, the following methods are known. In a saturated polyol having no polymerizable unsaturated bond, a monomer having a polymerizable unsaturated bond is polymerized under the condition that an unsaturated polyol having a polymerizable unsaturated bond is also present. Remove. As the polyol, various polyether polyols and polyester polyols are known.
従来のポリマー分散ポリオールは、軟質フォームまたは半硬質フォームの原料として使用されている低水酸基価(高分子量、例えば50mgKOH/g以下)のポリオールである。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が高い硬質フォーム用ポリオールとの相溶性に乏しい傾向にある。その結果、これらを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、またはポリオール組成物が増粘する。すなわち従来の低水酸基価のポリマー分散ポリオールを硬質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 polyol having a low hydroxyl value (high molecular weight, for example, 50 mgKOH / g or less) used as a raw material for flexible foam or semi-rigid foam. Therefore, conventional low-hydroxyl group polymer-dispersed polyols tend to be poorly compatible with rigid foam polyols having a high hydroxyl value. As a result, when these are used in combination, the polyol and polymer fine particles having a low hydroxyl value are separated, or the polyol composition is thickened. That is, it has been difficult to use a conventional polymer dispersion polyol having a low hydroxyl value as a raw material for rigid 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。このために高水酸基価のポリオールを使用しても、ポリマー微粒子が凝集せず安定に分散するポリマー分散ポリオールを製造する技術、および、当該ポリマー分散ポリオールを使用したフォームの製造方法に関する技術が提案されている(特許文献2、3、4等を参照。)。また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く、さらにポリマー微粒子の安定性を向上させたポリマー分散ポリオールに関する技術が提案されている(例えば特許文献5、6、7、8等を参照。)。
またフォームの収縮防止を目的として、特定の整泡剤を併用する技術も提案されている(例えば特許文献9を参照。)。
In addition, for the purpose of preventing foam shrinkage, a technique using a specific foam stabilizer is also proposed (see, for example, Patent Document 9).
特許文献1〜4の技術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5〜8の技術に関してはポリマー微粒子の分散安定性、フォーム収縮改良のいずれにおいても改善効果は見られる。しかし発泡剤として水を使用した場合、フォーム中心部(以下、コア部という。)の収縮に対しては改善効果があるが、フォーム表層部(以下、スキン部という。)の収縮に対しては、改善効果が不充分である。特に水の使用量が多い場合においてはスキン部のフォーム収縮が顕著となり、改善効果も不充分となる。さらに水単独、または水と炭酸ガスのみを併用した場合には改善効果はほとんど見られない。また、水の使用量が多い場合においては、断熱性能が悪くなる傾向があり、さらに水単独、または水と炭酸ガスのみを併用した場合にはその傾向がより顕著となる。また特許文献9の技術に関しては、セル荒れが発生しやすい傾向にあり、断熱性能が悪くなる傾向が見られる。
すなわち本発明は上記の問題を解決し、水を発泡剤として用い、軽量で、スキン部のフォーム収縮がほとんどなく、断熱性能にも優れた硬質フォームの製造方法を提供することを目的とする。
Regarding the techniques of 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. Regarding the techniques of Patent Documents 5 to 8, an improvement effect is seen in both the dispersion stability of the polymer fine particles and the foam shrinkage improvement. However, when water is used as the foaming agent, there is an improvement effect on the shrinkage of the foam center part (hereinafter referred to as the core part), but on the shrinkage of the foam surface layer part (hereinafter referred to as the skin part). The improvement effect is insufficient. In particular, when the amount of water used is large, foam shrinkage of the skin portion becomes remarkable, and the improvement effect is insufficient. Furthermore, when water alone or water and carbon dioxide alone is used, the improvement effect is hardly seen. In addition, when the amount of water used is large, the heat insulation performance tends to deteriorate, and when water alone or only water and carbon dioxide gas are used in combination, the tendency becomes more remarkable. Moreover, regarding the technique of patent document 9, there exists a tendency for cell roughening to generate | occur | produce, and the tendency for heat insulation performance to worsen is seen.
That is, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a method for producing a rigid foam that uses water as a foaming agent, is light in weight, has almost no foam shrinkage in the skin portion, and has excellent heat insulation performance.
本発明の硬質発泡合成樹脂の製造方法は、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、整泡剤および触媒の存在下で反応させて硬質発泡合成樹脂を製造する方法において、ポリオール化合物として、水酸基価が100〜700mgKOH/gであり、ポリマー微粒子が安定に分散しているポリオール組成物を用い、整泡剤として、下記整泡剤(a)と下記整泡剤(b)とを、整泡剤(b)の100質量部に対して整泡剤(a)を5〜190質量部の割合で併用し、かつ、発泡剤として、ポリオール化合物100質量部に対して1〜15質量部の水を用いることを特徴とする。ただし整泡剤(a)とは、表面張力が22mN/mを超えて高い整泡剤であり、整泡剤(b)とは、表面張力が22mN/m以下の整泡剤である。 The method for producing a rigid foamed synthetic resin according to the present invention is a method for producing a rigid foamed synthetic resin by reacting a polyol compound and a polyisocyanate compound in the presence of a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst. The following foam stabilizer (a) and the following foam stabilizer (b) are used as the foam stabilizer, using a polyol composition having a value of 100 to 700 mgKOH / g and in which polymer fine particles are stably dispersed. The foam stabilizer (a) is used in a proportion of 5 to 190 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the agent (b), and 1 to 15 parts by mass of water is used as a foaming agent with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. It is characterized by using. However, the foam stabilizer (a) is a foam stabilizer having a surface tension higher than 22 mN / m, and the foam stabilizer (b) is a foam stabilizer having a surface tension of 22 mN / m or less.
また前記ポリオール組成物が下記ポリオール(AA)および/または下記ポリオール(AB)を含むことが好ましい。ただし、ポリオール(AA)とは、開始剤として芳香族化合物を用い、アルキレンオキシドを開環付加重合させて製造された、水酸基価が100〜700mgKOH/gであるポリオキシアルキレンポリオールであり、ポリオール(AB)とは、芳香族化合物を含むモノマーを重縮合して製造された、水酸基価が100〜700mgKOH/gであるポリエステルポリオールである。特に前記ポリオール(AA)の開始剤として、マンニッヒ縮合物、ジアミノトルエンおよびビスフェノールAからなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said polyol composition contains the following polyol (AA) and / or the following polyol (AB). However, the polyol (AA) is a polyoxyalkylene polyol having a hydroxyl value of 100 to 700 mgKOH / g and produced by ring-opening addition polymerization of an alkylene oxide using an aromatic compound as an initiator. AB) is a polyester polyol having a hydroxyl value of 100 to 700 mgKOH / g, produced by polycondensation of a monomer containing an aromatic compound. In particular, at least one selected from the group consisting of a Mannich condensation product, diaminotoluene and bisphenol A is preferably used as the initiator of the polyol (AA).
また前記ポリオール組成物が下記ポリオール(B)を含むことが好ましい。ただし、ポリオール(B)とは、開始剤として脂肪族アミンおよび脂環族アミンからなる群から選ばれる少なくとも1種を用い、アルキレンオキシドを開環付加重合させて製造された、水酸基価が100〜700mgKOH/gであるポリオキシアルキレンポリオールである。また、前記ポリオール(B)の開始剤としてピペラジン類を用いることが好ましい。また前記ポリオール(B)のアルキレンオキシドとしてエチレンオキシドのみを用いることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said polyol composition contains the following polyol (B). However, the polyol (B) is produced by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide using at least one selected from the group consisting of aliphatic amines and alicyclic amines as an initiator, and has a hydroxyl value of 100 to 100. It is a polyoxyalkylene polyol which is 700 mg KOH / g. Moreover, it is preferable to use piperazine as an initiator of the polyol (B). Moreover, it is preferable to use only ethylene oxide as the alkylene oxide of the polyol (B).
また前記ポリマー微粒子が重合性不飽和結合を有するモノマーを重合して得られることが好ましい。また充填率を100〜120質量%として製造することが好ましい。さらに、得られる硬質発泡合成樹脂が連続生産式ボードであることが好ましい。 The polymer fine particles are preferably obtained by polymerizing a monomer having a polymerizable unsaturated bond. Moreover, it is preferable to manufacture by making a filling rate into 100-120 mass%. Furthermore, it is preferable that the hard foam synthetic resin obtained is a continuous production type board.
本発明の硬質発泡合成樹脂の製造方法によれば、発泡剤として水を用い、軽量の硬質フォームを製造する場合に、スキン部のフォーム収縮がほとんどなく、断熱性能にも優れた硬質フォームが得られる。 According to the method for producing a rigid foamed synthetic resin of the present invention, when a lightweight rigid foam is produced using water as a foaming agent, a rigid foam excellent in heat insulation performance is obtained with almost no foam shrinkage in the skin part. It is done.
本発明の硬質フォームの製造方法においては、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、整泡剤および触媒の存在下で反応させて硬質発泡合成樹脂を製造する。以下にその詳細について説明する。 In the method for producing a rigid foam of the present invention, a rigid foam synthetic resin is produced by reacting a polyol compound and a polyisocyanate compound in the presence of a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst. The details will be described below.
(ポリオール化合物)
本発明におけるポリオール化合物としては、水酸基価が100〜700mgKOH/gであり、ポリマー微粒子が安定に分散しているポリオール組成物を用いる。
本発明においてポリオール組成物が、ポリオール(AA)および/またはポリオール(AB)を含むことが好ましい。このポリオール(AA)および/またはポリオール(AB)を用いることで、得られる硬質フォームに難燃性能が付与できる。
(Polyol compound)
As the polyol compound in the present invention, a polyol composition having a hydroxyl value of 100 to 700 mgKOH / g and in which polymer fine particles are stably dispersed is used.
In the present invention, the polyol composition preferably contains a polyol (AA) and / or a polyol (AB). By using this polyol (AA) and / or polyol (AB), flame resistance can be imparted to the resulting rigid foam.
本発明においてポリオール(AA)とは、開始剤として芳香族化合物を用い、アルキレンオキシドを開環付加重合させて製造された、水酸基価が100〜700mgKOH/gであるポリオキシアルキレンポリオールである。 In the present invention, the polyol (AA) is a polyoxyalkylene polyol having a hydroxyl value of 100 to 700 mgKOH / g, produced by ring-opening addition polymerization of an alkylene oxide using an aromatic compound as an initiator.
ポリオール(AA)を製造する際の開始剤としては芳香族化合物を用いる。ここで芳香族化合物とは、芳香環を有する化合物を意味する。またここで芳香環とは、炭素原子のみからなる環であっても、窒素原子等の炭素原子以外の原子を含む環であってもよい。炭素原子のみからなる環としては、ベンゼン環、ナフタレン環等が挙げられる。また炭素原子以外の原子を含む環としては、ピリジン環等が挙げられる。この芳香族化合物とは、縮合化合物であっても、非縮合化合物であってもよい。 An aromatic compound is used as an initiator for producing the polyol (AA). Here, the aromatic compound means a compound having an aromatic ring. Here, the aromatic ring may be a ring consisting of only carbon atoms or a ring containing atoms other than carbon atoms such as nitrogen atoms. Examples of the ring consisting of only carbon atoms include a benzene ring and a naphthalene ring. Examples of the ring containing an atom other than a carbon atom include a pyridine ring. The aromatic compound may be a condensed compound or a non-condensed compound.
縮合化合物としては、フェノール類、アルカノールアミン類およびアルデヒド類の反応生成物であるマンニッヒ縮合物、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類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類と反応させたノボラック型初期縮合物等が挙げられる。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。上記において、フェノール類としては、フェノール、ノニルフェノール、クレゾール、ビスフェノールA、レゾルシノール等が挙げられ、また、アルデヒド類としては、ホルマリン、パラホルムアルデヒド等が挙げられる。 Condensation compounds include Mannich condensation products, which are reaction products of phenols, alkanolamines and aldehydes, resol-type initial condensates obtained by condensation-bonding phenols with excess formaldehydes in the presence of an alkali catalyst. Examples include a benzylic type initial condensate reacted in a non-aqueous system when synthesizing a type initial condensate, a novolak type initial condensate obtained by reacting excess phenols with formaldehyde in the presence of an acid catalyst, and the like. The molecular weight of these initial condensates is preferably about 200 to 10,000. In the above, examples of phenols include phenol, nonylphenol, cresol, bisphenol A, resorcinol, and examples of aldehydes include formalin and paraformaldehyde.
また非縮合化合物としては、ビスフェノールA、レゾルシノール等の多価フェノール類;ジアミノトルエン、ジエチルジアミノトルエン、ジアミノジフェニルメタン等の芳香族アミン類が挙げられる。
これらのうち、ポリオール(AA)を製造する際の開始剤としては、マンニッヒ縮合物、ジアミノトルエンおよびビスフェノールAからなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。
Non-condensable compounds include polyphenols such as bisphenol A and resorcinol; aromatic amines such as diaminotoluene, diethyldiaminotoluene, and diaminodiphenylmethane.
Among these, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of a Mannich condensation product, diaminotoluene and bisphenol A as an initiator for producing the polyol (AA).
またポリオール(AA)の製造に用いるアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−エポキシブタン、2,3−エポキシブタン、スチレンオキシド等が挙げられる。このうちプロピレンオキシド、エチレンオキシドが好ましく、プロピレンオキシドのみ、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が特に好ましい。 Examples of the alkylene oxide used for producing the polyol (AA) include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-epoxybutane, 2,3-epoxybutane, and styrene oxide. Of these, propylene oxide and ethylene oxide are preferable, and propylene oxide alone or a combination of propylene oxide and ethylene oxide is particularly preferable.
またポリオール(AA)の水酸基価は、100〜700mgKOH/gであるが、200〜600mgKOH/gが好ましい。ポリオール(AA)の水酸基価が上記範囲内であれば、ポリオール化合物の混合性を保ちつつ充分な難燃性を付与でき好ましい。またポリオ−ル(AA)の平均官能基数は2〜8が好ましく、2〜6がより好ましい。 The hydroxyl value of the polyol (AA) is 100 to 700 mgKOH / g, preferably 200 to 600 mgKOH / g. When the hydroxyl value of the polyol (AA) is within the above range, it is preferable because sufficient flame retardancy can be imparted while maintaining the mixing property of the polyol compound. Moreover, 2-8 are preferable and, as for the average functional group number of a polyol (AA), 2-6 are more preferable.
本発明においてポリオール(AB)とは、芳香族化合物を含むモノマーを重縮合して製造された、水酸基価が100〜700mgKOH/gであるポリエステルポリオールである。すなわち、このポリオール(AB)を製造するための原料モノマーとしては、芳香環を有する多価アルコールおよび/または芳香環を有する多価カルボン酸を用いる。芳香環を有する多価アルコールとしては、芳香環を有するジオールが好ましい。具体的には、ビスフェノールAにエチレンオキシドを付加させて得られたジオール等が挙げられる。また芳香環を有する多価カルボン酸としては、ジカルボン酸が好ましい。具体的には、テレフタル酸等のフタル酸類が挙げられる。
またポリオール(AB)の水酸基価は、100〜700mgKOH/gであるが、200〜600mgKOH/gが好ましい。ポリオール(AA)の水酸基価が上記範囲内であれば、ポリオール化合物の混合性を保ちつつ充分な難燃性を付与でき好ましい。
In the present invention, the polyol (AB) is a polyester polyol having a hydroxyl value of 100 to 700 mgKOH / g produced by polycondensation of a monomer containing an aromatic compound. That is, as a raw material monomer for producing this polyol (AB), a polyhydric alcohol having an aromatic ring and / or a polyvalent carboxylic acid having an aromatic ring is used. As the polyhydric alcohol having an aromatic ring, a diol having an aromatic ring is preferable. Specific examples include diols obtained by adding ethylene oxide to bisphenol A. Moreover, as polyvalent carboxylic acid which has an aromatic ring, dicarboxylic acid is preferable. Specific examples include phthalic acids such as terephthalic acid.
The hydroxyl value of the polyol (AB) is 100 to 700 mgKOH / g, preferably 200 to 600 mgKOH / g. When the hydroxyl value of the polyol (AA) is within the above range, it is preferable because sufficient flame retardancy can be imparted while maintaining the mixing property of the polyol compound.
本発明に用いるポリオール組成物(100質量%)のうち、ポリオール(AA)とポリオール(AB)との合計の割合は、7〜90質量%が好ましく、10〜80質量%がより好ましく、15〜60質量%がさらに好ましい。ポリオール(AA)とポリオール(AB)との合計の割合が上記範囲にあれば、得られる硬質フォームに適度な難燃性を付与でき、かつその他の機械特性等を損ねることがない。またポリオール(AA)とポリオール(AB)との割合に特に制限はないが、ポリオール(AA)とポリオール(AB)との合計(100質量%)のうちのポリオール(AA)の割合は、15〜100質量%が好ましい。特に後述するポリウレタン処方においては上記ポリオール(AA)の割合は、50〜100質量%が好ましく、75〜100質量%が特に好ましい。この割合の範囲とすることで得られる硬質フォームの強度を改善しやすい。またポリイソシアヌレート処方においては上記ポリオール(AA)の割合は、15〜80質量%が好ましく、15〜50質量%が特に好ましい。この割合の範囲とすることで得られる硬質フォームの難燃性を改善しやすい。 In the polyol composition (100% by mass) used in the present invention, the total proportion of the polyol (AA) and the polyol (AB) is preferably 7 to 90% by mass, more preferably 10 to 80% by mass, and 15 to 15%. 60 mass% is more preferable. If the total ratio of the polyol (AA) and the polyol (AB) is within the above range, an appropriate flame retardancy can be imparted to the obtained rigid foam, and other mechanical properties and the like are not impaired. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the ratio of a polyol (AA) and a polyol (AB), but the ratio of the polyol (AA) of the sum total (100 mass%) of a polyol (AA) and a polyol (AB) is 15-15. 100 mass% is preferable. In particular, in the polyurethane formulation described later, the proportion of the polyol (AA) is preferably 50 to 100% by mass, particularly preferably 75 to 100% by mass. It is easy to improve the strength of the rigid foam obtained by setting the ratio within this range. In the polyisocyanurate formulation, the proportion of the polyol (AA) is preferably 15 to 80% by mass, particularly preferably 15 to 50% by mass. It is easy to improve the flame retardance of the rigid foam obtained by setting it as the range of this ratio.
本発明において、ポリオール組成物はポリオール(B)を含むことが好ましい。本発明においてポリオール(B)とは、開始剤として脂肪族アミンおよび脂環族アミンからなる群から選ばれる少なくとも1種を用い、アルキレンオキシドを開環付加重合させて製造された水酸基価が100〜700mgKOH/gであるポリオキシアルキレンポリオールである。このポリオール(B)を用いることで、水とポリオール化合物との溶解安定性が向上する、水とポリイソシアネート化合物との反応性も向上する、より低密度の硬質フォームが製造できる等の効果が得られる。 In the present invention, the polyol composition preferably contains the polyol (B). In the present invention, the polyol (B) has a hydroxyl value of 100 to 100 produced by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide using at least one selected from the group consisting of aliphatic amines and alicyclic amines as an initiator. It is a polyoxyalkylene polyol which is 700 mg KOH / g. By using this polyol (B), the dissolution stability of water and the polyol compound is improved, the reactivity between water and the polyisocyanate compound is improved, and a lower density rigid foam can be produced. It is done.
またポリオール(B)の水酸基価は、100〜700mgKOH/gであるが、250〜700mgKOH/gが好ましい。ポリオール(B)の水酸基価が上記範囲内であれば、ポリオール化合物と水との相溶性が確保でき、またポリオール化合物の反応性が高くでき、硬質フォームの接着性を確保しやすく、好ましい。またポリオール(B)の平均官能基数は2〜8が好ましく、2〜6がより好ましい。ここで平均官能基数とは、開始剤の活性水素原子の数平均を意味する。 The hydroxyl value of the polyol (B) is 100 to 700 mgKOH / g, preferably 250 to 700 mgKOH / g. When the hydroxyl value of the polyol (B) is within the above range, the compatibility between the polyol compound and water can be secured, the reactivity of the polyol compound can be increased, and the adhesiveness of the rigid foam can be easily secured, which is preferable. Moreover, 2-8 are preferable and, as for the average functional group number of a polyol (B), 2-6 are more preferable. Here, the average number of functional groups means the number average of active hydrogen atoms of the initiator.
本発明に用いるポリオール組成物のうち、ポリオール(B)の割合は、2〜90質量%が好ましく、5〜75質量%がより好ましく、5〜50質量%がさらに好ましい。ポリオール(B)の割合が2質量%以上であれば、硬質フォームの接着性が良好である点で好ましい。またポリオール(B)の割合が90質量%以下であれば、硬質フォームの強度が充分得られ好ましい。 In the polyol composition used in the present invention, the proportion of the polyol (B) is preferably 2 to 90% by mass, more preferably 5 to 75% by mass, and further preferably 5 to 50% by mass. If the ratio of a polyol (B) is 2 mass% or more, it is preferable at the point which the adhesiveness of a rigid foam is favorable. Moreover, if the ratio of a polyol (B) is 90 mass% or less, the intensity | strength of a rigid foam is fully acquired and it is preferable.
ポリオール(B)の製造に用いる開始剤は、脂肪族アミンおよび脂環族アミンからなる群から選ばれる少なくとも1種である。ここで開始剤としては、脂環族アミンがより好ましい。前記脂肪族アミンとしては、アルキルアミン類、アルカノールアミン類が挙げられる。アルキルアミン類としては、例えば、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アミンが挙げられる。またアルカノールアミン類としては、例えば、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、1−アミノ−2−プロパノール、アミノエチルエタノールアミンが挙げられる。脂環族アミンとしては、ピペリジン類、ピペラジン類、ピロリジン類等が挙げられ、ピペラジン類が特に好ましく、アミノアルキル基で置換されたピペラジンが最も好ましい。ピペラジン類はウレタン結合生成反応を促進する触媒としての効果が高く、ポリオール(B)の開始剤として用いることで、硬質フォーム製造時の反応性を高くする効果が得られる。ピペリジン類としては、1−(2−アミノエチル)ピペリジン等が挙げられる。ピペラジン類としては、ピペラジン、N−アミノメチルピペラジン、1−(2−アミノエチル)ピペラジン等が挙げられる。ピロリジン類としては、1−(2−アミノエチル)ピロリジン等が挙げられる。 The initiator used for the production of the polyol (B) is at least one selected from the group consisting of aliphatic amines and alicyclic amines. Here, as the initiator, an alicyclic amine is more preferable. Examples of the aliphatic amine include alkylamines and alkanolamines. Examples of alkylamines include ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, and triethylenetetraamine. Examples of alkanolamines include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, 1-amino-2-propanol, and aminoethylethanolamine. Examples of the alicyclic amines include piperidines, piperazines, pyrrolidines, etc., piperazines are particularly preferred, and piperazines substituted with aminoalkyl groups are most preferred. Piperazine has a high effect as a catalyst for promoting the urethane bond formation reaction, and by using it as an initiator for the polyol (B), an effect of increasing the reactivity at the time of producing the rigid foam can be obtained. Examples of piperidines include 1- (2-aminoethyl) piperidine. Examples of piperazines include piperazine, N-aminomethylpiperazine, 1- (2-aminoethyl) piperazine and the like. Examples of pyrrolidines include 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine.
ポリオール(B)の製造に用いるアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等が用いられるが、このうちエチレンオキシドのみが好ましい。エチレンオキシドのみとすることにより、ポリオール(B)と水との親和性が向上し、水とポリオールとの溶解安定性向上に効果がある。またエチレンオキシドのみを用いることにより、ポリオール(B)の水酸基が一級水酸基となり、ポリオール(B)の反応性が高くなり、接着性の向上に効果がある。 As the alkylene oxide used for the production of the polyol (B), ethylene oxide, propylene oxide and the like are used, and among these, only ethylene oxide is preferable. By using only ethylene oxide, the affinity between the polyol (B) and water is improved, and the dissolution stability between water and the polyol is improved. Further, by using only ethylene oxide, the hydroxyl group of the polyol (B) becomes a primary hydroxyl group, the reactivity of the polyol (B) is increased, and the adhesiveness is improved.
本発明においてはポリオール化合物として、ポリマー微粒子が安定に分散しているポリオール組成物を用いる。このポリマー微粒子が安定に分散したポリオール組成物は、前記ポリオール等にポリマー微粒子を分散させて製造してもよく、ポリマー微粒子を分散させたポリオール(以下、ポリマー分散ポリオールという。)と前記ポリオール等とを混合して製造してもよいが、後者がポリオールの安定性の点から特に好ましい。 In the present invention, a polyol composition in which polymer fine particles are stably dispersed is used as the polyol compound. The polyol composition in which the polymer fine particles are stably dispersed may be produced by dispersing the polymer fine particles in the polyol or the like. The polyol in which the polymer fine particles are dispersed (hereinafter referred to as polymer-dispersed polyol), the polyol or the like, However, the latter is particularly preferable from the viewpoint of the stability of the polyol.
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(以下、ポリオール(W)という。)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、またはそれを主成分として少量の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の併用が好ましい。ただしポリオール(W)で用いるポリエーテルポリオールとしては、前記ポリオール(AA)またはポリオール(B)であってもよい。また同じくポリエステルポリオールとしては、前記ポリオール(AB)であってもよい。
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等の開始剤にアルキレンオキシド等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。
Polyols used for the production of polymer-dispersed polyols (hereinafter referred to as polyol (W)) include polyether polyols, polyester polyols, hydrocarbon-based polymers having a hydroxyl group at the end, etc., especially consisting only of polyether polyols. Or a combination of a small amount of a polyester polyol or a hydrocarbon-based polymer having a hydroxyl group at the terminal as a main component thereof is preferable. However, the polyether polyol used in the polyol (W) may be the polyol (AA) or the polyol (B). Similarly, the polyol (AB) may be used as the polyester polyol.
Examples of polyether polyols include polyether polyols obtained by adding cyclic ethers such as alkylene oxides to initiators such as polyhydroxy compounds such as polyhydric alcohols and polyhydric phenols and amines.
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、これらの2種以上の混合物が挙げられる。
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、水、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、トリエタノールアミン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;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、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、アミノメチルピペラジン、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ノ化合物。
Specific examples of the initiator include the following compounds, cyclic ether adducts thereof, and mixtures of two or more thereof.
Ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, water, glycerin, trimethylolpropane, 1 , 2,6-hexanetriol, pentaerythritol, diglycerin, tetramethylolcyclohexane, methyl glucoside, sorbitol, mannitol, dulcitol, sucrose, triethanolamine and other polyhydric alcohols; bisphenol A, phenol-formaldehyde initial condensate, etc. Polyphenols: piperazine, aniline, monoethanolamine, diethanolamine, isopropanolamine, aminoethylethanolamine, ammonia, amino Methylpiperazine, aminoethylpiperazine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, tolylenediamine, xylylenediamine, diphenylmethanediamine, diethylenetriamine, amino compounds such as triethylene tetramine.
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。
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、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、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4〜6員環状エーテル基を有する化合物。
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、特に好ましい化合物は、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。
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。
Examples of the cyclic ether used in the present invention include 3- to 6-membered cyclic ether compounds having one oxygen atom in the ring, and specific examples include the following compounds.
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 Hydrin, glycidol, butyl glycidyl ether, hexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, 2-chloroethyl glycidyl ether, o-chlorophenyl glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether, cyclohexene oxide, dihydronaphthalene oxide, vinyl Compounds having a 3-membered cyclic ether group such as cyclohexene monooxide; oxeta Compounds having a 4- to 6-membered cyclic ether group, such as ethylene, tetrahydrofuran and tetrahydropyran.
Preferably, it is a compound (monoepoxide) having one 3-membered cyclic ether group, and particularly preferable compounds are alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms, such as ethylene oxide, propylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide, 2- Butene oxide.
Two or more kinds of these cyclic ethers can be used in combination, and in that case, they can be mixed and reacted or sequentially reacted. Particularly preferred cyclic ethers are alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms, particularly propylene oxide, or a combination of propylene oxide and ethylene oxide.
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るポリエステルポリオールなどがある。 Examples of the polyester polyol include a polyester polyol obtained by polycondensation of a polyhydric alcohol and a polyvalent carboxylic acid. In addition, there are polycondensation of hydroxycarboxylic acid, polymerization of cyclic ester (lactone), polyaddition of cyclic ether to polycarboxylic acid anhydride, polyester polyol by transesterification of waste polyethylene terephthalate, and the like.
これら、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(小さい場合、すなわち高分子量である場合)、製造したポリマー分散ポリオールが高水酸基価の硬質ポリウレタンフォーム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りやすい。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。 The average hydroxyl value of the polyol (W) used in the production of these polymer-dispersed polyols is 200 to 800 mgKOH / g, preferably 250 to 750 mgKOH / g. When the average hydroxyl value of the polyol (W) is lower than this range (when it is small, ie, when it has a high molecular weight), the produced polymer-dispersed polyol is poorly compatible with the polyol for a rigid polyurethane foam having a high hydroxyl value. Since the polyol (polymer fine particles) separates or thickens, it tends to be difficult to use as a raw material for rigid polyurethane foam. When the average hydroxyl value of the polyol (W) used for producing the polymer-dispersed polyol is high, it is difficult to obtain a polymer-dispersed polyol in which polymer fine particles are stably dispersed.
本発明において、これらポリオール(W)のうち5質量%以上がポリエーテルポリオール(X)であることが好ましい。ただし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量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。
In this invention, it is preferable that 5 mass% or more of these polyols (W) is polyether polyol (X). However, the polyether polyol (X) 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 alcohol, glycerin, trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol and the like are preferable. As other cyclic ethers, propylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide and 2-butene oxide are preferable, and propylene oxide is particularly preferable.
ポリエーテルポリオール(X)の水酸基価は、67mgKOH/g以下が好ましく、60mgKOH/g以下が特に好ましい。ポリエーテルポリオール(X)の水酸基価の下限としては、5mgKOH/g以上が好ましく、8mgKOH/g以上がより好ましく、20mgKOH/g以上が特に好ましく、30mgKOH/g以上が最も好ましい。
該ポリエーテルポリオール(X)において、ポリエーテルポリオール(X)全体に対するオキシエチレン基含量は40質量%以上が好ましい。オキシエチレン基含量が40質量%以上であれば、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やすい。このオキシエチレン基含量は50質量%以上が特に好ましく、55質量%以上が最も好ましい。オキシエチレン基含量の上限は約100質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。
The hydroxyl value of the polyether polyol (X) is preferably 67 mgKOH / g or less, particularly 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, more preferably 8 mgKOH / g or more, particularly preferably 20 mgKOH / g or more, and most preferably 30 mgKOH / g or more.
In the polyether polyol (X), the oxyethylene group content with respect to the entire polyether polyol (X) is preferably 40% by mass or more. When the oxyethylene group content is 40% by mass or more, it is easy to obtain a polymer-dispersed polyol in which polymer fine particles are stably dispersed. The oxyethylene group content is particularly preferably 50% by mass or more, and most preferably 55% by mass or more. The upper limit of the oxyethylene group content is preferably about 100% by mass or less, and more preferably 90% by mass or less.
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質量%以上が好ましい。ポリエーテルポリオール(X)の量が5質量%以上であれば、分散性のよいポリマー分散ポリオールが得やすい。ポリオール(W)のうちのポリエーテルポリオール(X)の含量は、10質量%以上が特に好ましい。ポリエーテルポリオール(X)の量の上限は特にないがポリオール(W)の平均の水酸基価は200〜800mgKOH/gが好ましい。 The content of the polyether polyol (X) is preferably 5% by mass or more in the polyol (W). When the amount of the polyether polyol (X) is 5% by mass or more, it is easy to obtain a polymer-dispersed polyol with good dispersibility. The content of the polyether polyol (X) in the polyol (W) is particularly preferably 10% by mass or more. The upper limit of the amount of the polyether polyol (X) is not particularly limited, but the average hydroxyl value of the polyol (W) is preferably 200 to 800 mgKOH / g.
ポリオール(W)は、ポリエーテルポリオール(X)5〜40質量%と水酸基価400〜850mgKOH/gのポリオール60〜95質量%の混合物であることがより好ましく、ポリエーテルポリオール(X)5〜30質量%と水酸基価400〜850mgKOH/gのポリオール70〜95質量%の混合物であることが特に好ましい。ポリエーテルポリオール(X)5〜30質量%と水酸基価400〜750mgKOH/gのポリオール70〜95質量%の混合物であることが最も好ましい。 The polyol (W) is more preferably a mixture of 5 to 40% by mass of polyether polyol (X) and 60 to 95% by mass of polyol having a hydroxyl value of 400 to 850 mgKOH / g, and 5 to 30 polyether polyol (X). Particularly preferred is a mixture of 70% to 95% by weight of a polyol having a weight% and a hydroxyl value of 400 to 850 mg KOH / g. Most preferred is a mixture of 5 to 30% by mass of polyether polyol (X) and 70 to 95% by mass of polyol having a hydroxyl value of 400 to 750 mg KOH / g.
ポリオール(W)を用いてポリマー分散ポリオール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)中重合性不飽和結合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結合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、前者の方法が特に好ましい。
本発明に用いられる重合性不飽和結合を有するモノマーとしては、通常重合性不飽和結合を1個有するモノマーが使用されるが、これに限らない。
There are, for example, two methods for producing a polymer-dispersed polyol using the polyol (W). The first method is a method in which a monomer having a polymerizable unsaturated bond in the polyol (W) is polymerized in the presence of a solvent, if necessary, to directly deposit particles, and the second method is a method in which particles are deposited as necessary. In this method, a monomer having a polymerizable unsaturated bond is polymerized in a solvent in the presence of a stabilizing grafting agent to precipitate particles, and then the polyol (W) and the solvent are substituted to obtain a stable dispersion. . In the present invention, either method can be adopted, and the former method is particularly preferable.
The monomer having a polymerizable unsaturated bond used in the present invention is usually a monomer having one polymerizable unsaturated bond, but is not limited thereto.
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、2,4−ジシアノブテン−1等のシアノ基含有モノマー;スチレンや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、メタクリル酸またはそれらのアルキルエステルやアクリルアミド、メタクリルアミド等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類;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;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;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などがある。
好ましくはアクリロニトリル20〜90質量%と他のモノマー10〜80質量%の組み合わせであり、他のモノマーとして好ましいのはスチレン、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステルおよび酢酸ビニルである。これら他のモノマーは2種以上併用して用いてもよい。
Specific monomers include cyano group-containing monomers such as acrylonitrile, methacrylonitrile, 2,4-dicyanobutene-1, styrene monomers such as styrene, α-methylstyrene, and halogenated styrene; acrylic acid, methacrylic acid, or the like Acrylic esters such as acrylamide and methacrylamide; vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate; isoprene, butadiene and other diene monomers; unsaturated fatty acid esters such as maleic acid diester and itaconic acid diester Vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride; vinylidene halides such as vinylidene chloride, vinylidene bromide and vinylidene fluoride; methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and isopropyl Vinyl ether monomers or vinyl ether; and other than the above olefin, there is a halogenated olefin.
A combination of 20 to 90% by mass of acrylonitrile and 10 to 80% by mass of other monomers is preferred, and styrene, alkyl acrylate ester, alkyl methacrylate ester and vinyl acetate are preferred as other monomers. Two or more of these other monomers may be used in combination.
上記モノマーの使用量は特に限定されないが、ポリオール(W)から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質量%となる量であることが好ましく、特に好ましくは2〜45質量%であり、最も好ましくは10〜30質量%である。
重合性不飽和結合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、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。特にAIBN、2,2−アゾビス−2−メチルブチロニトリルが好ましい。
The amount of the monomer used is not particularly limited, but is preferably an amount such that the polymer concentration of the polymer-dispersed polyol obtained from the polyol (W) is about 1 to 50% by mass, particularly preferably 2 to 45% by mass. Most preferably, it is 10-30 mass%.
For polymerization of a monomer having a polymerizable unsaturated bond, a polymerization initiator of a type that initiates polymerization by generating free radicals is usually used.
Specifically, for example, 2,2-azobis-isobutyronitrile (AIBN), 2,2-azobis-2-methylbutyronitrile, 2,2-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, benzoyl peroxide, diisopropyl Examples include peroxydicarbonate, acetyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, persulfate and the like. In particular, AIBN and 2,2-azobis-2-methylbutyronitrile are preferable.
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、好ましくは90〜150℃、特に好ましくは100〜130℃の範囲である。
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、重合性不飽和結合を有するモノマー、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バッチ法と、ポリオール、重合性不飽和結合を有するモノマー、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。
The polymerization reaction is carried out 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.
Conventionally, in a method for producing a polymer-dispersed polyol, a part of a polyol is charged into a reactor, and while stirring, a mixture of the remaining polyol, a monomer having a polymerizable unsaturated bond, a polymerization initiator, and the like is gradually added to the reactor. A batch method in which polymerization is performed by feeding, and a mixture of a polyol, a monomer having a polymerizable unsaturated bond, a polymerization initiator and the like are continuously fed to a reactor with stirring, and the polymer-dispersed polyol composition produced at the same time is continuously produced. There is a continuous method of discharging 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。 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, and the aggregates are more likely to be formed. In order to prevent this, the polymer-dispersed polyol can be produced in the presence of a solvent.
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、キシレン等の芳香族炭化水素;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、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;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、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。
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。
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; acetone , Ketones such as 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, 1, Halogenated hydrocarbons such as 1,2-trichlorotrifluoroethane; nitro compounds such as nitrobenzene; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; Methylamine, triethylamine, tributylamine, amines such as dimethylaniline; N, N- dimethylformamide, amides such as N- methyl pyrrolidone; dimethyl sulfoxide, and the like sulfur compounds such as sulfolane.
In the present invention, these solvents can be used alone or in combination. After the polymerization of the monomer 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 performed 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を使用できる。
安定化剤またはグラフト化剤としては分子内に不飽和結合を有する化合物が好ましい。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オールまたはモノオール;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。
Although a polymer-dispersed polyol in which polymer 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 monomers used. Furthermore, a stabilizer or a grafting agent can be used to improve the dispersion stability of the particles.
As the stabilizer or grafting agent, a compound having an unsaturated bond in the molecule is preferable. High molecular weight 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, isopropyl group as an initiator; maleic anhydride, itaconic anhydride to polyol , High molecular weight obtained by reacting unsaturated carboxylic acid such as maleic acid, fumaric acid, acrylic acid, methacrylic acid or the like, or its anhydride, and then adding alkylene oxide such as propylene oxide or ethylene oxide as necessary Polyols or monools of 2-hydroxyethyl acrylate, butenediol and other unsaturated alcohols and other polyols and polyisocyanates; allyl glycidyl ether and other unsaturated epoxy compounds and polyols; . These compounds preferably have a hydroxyl group but are not limited thereto.
ポリマー分散ポリオールの水酸基価は200〜800mgKOH/gが好ましく、200〜750mgKOH/gがより好ましく、250〜750mgKOH/gが特に好ましい。ベースポリオールとして使用するポリオール(W)に比較して、低くなるのが通常である。 The hydroxyl value of the polymer-dispersed polyol is preferably 200 to 800 mgKOH / g, more preferably 200 to 750 mgKOH / g, and particularly preferably 250 to 750 mgKOH / g. It is usually lower than the polyol (W) used as the base polyol.
以上により得られる本発明のポリマー分散ポリオールは静置状態で1ケ月間以上、特に2ケ月間以上分離を起すことがないものが好ましい。上記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、重合性不飽和結合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。 The polymer-dispersed polyol of the present invention obtained as described above is preferably one that does not cause separation in a stationary state for 1 month or more, particularly 2 months or more. The reason why the polymer-dispersed polyol is excellent in dispersion stability in this way can be presumed to be because the size of the polymer fine particles obtained by polymerizing the monomer having a polymerizable unsaturated bond is fine and uniform.
本発明においてはポリオール化合物として、水酸基価が100〜700mgKOH/gであり、かつ、ポリマー微粒子が安定に分散しているポリオール組成物を用いる。ここでポリオール組成物の水酸基価(平均水酸基価)は100〜700mgKOH/gであるが、150〜600mgKOH/gが好ましい。上記水酸基価がこの範囲であれば、良好な物性の硬質フォームが得られる。 In the present invention, a polyol composition having a hydroxyl value of 100 to 700 mgKOH / g and stably dispersing fine polymer particles is used as the polyol compound. Here, the hydroxyl value (average hydroxyl value) of the polyol composition is 100 to 700 mgKOH / g, preferably 150 to 600 mgKOH / g. When the hydroxyl value is within this range, a rigid foam having good physical properties can be obtained.
またポリマー微粒子の濃度としては、ポリオール組成物のうち0.05〜5質量%が好ましく、0.2〜2質量%がより好ましい。ポリマー微粒子の濃度が上記範囲であれば、得られる硬質フォームの収縮が効果的に抑制できる。すなわち、ポリマー微粒子の濃度が25質量%のポリオール(W)を混合してポリオール組成物を得るとした場合には、ポリオール(W)の割合は、0.2〜20質量%が好ましく、0.8〜8質量%がより好ましい。 Moreover, as a density | concentration of a polymer fine particle, 0.05-5 mass% is preferable among a polyol composition, and 0.2-2 mass% is more preferable. When the concentration of the polymer fine particles is in the above range, shrinkage of the obtained rigid foam can be effectively suppressed. That is, when a polyol composition is obtained by mixing a polyol (W) having a concentration of polymer fine particles of 25% by mass, the proportion of the polyol (W) is preferably 0.2 to 20% by mass. 8-8 mass% is more preferable.
上記のポリオール組成物としては、ポリオール(W)から得られたポリマー分散ポリオールに加えて、前述した上記のポリオール(AA)、ポリオール(AB)、ポリオール(B)を混合してもよく、さらにその他の活性水素含有化合物を混合して併用してもよい。ここでその他の活性水素含有化合物としては、ポリオール類、ポリアミン類が挙げられる。ここで併用してもよいポリオール類とは、ポリオール(AA)、ポリオール(AB)、ポリオール(B)以外の任意のポリオールである。 As the above-mentioned polyol composition, in addition to the polymer-dispersed polyol obtained from the polyol (W), the above-mentioned polyol (AA), polyol (AB), and polyol (B) may be mixed. These active hydrogen-containing compounds may be used in combination. Here, other active hydrogen-containing compounds include polyols and polyamines. The polyols that may be used together here are any polyol other than polyol (AA), polyol (AB), and polyol (B).
本発明において、好適なポリオール組成物の組成(全ポリオール組成物を100質量%とする。)は以下の範囲が例示できる。ただしポリマー分散ポリオールとしては、ポリオール(W)中で重合性不飽和結合を有するモノマーを重合させて得られるポリマー分散ポリオールが好適である。またポリオール(W)におけるポリマー微粒子の濃度は、20〜30質量%が好適である。 In the present invention, the composition of a suitable polyol composition (the total polyol composition is 100% by mass) can be exemplified by the following ranges. However, the polymer-dispersed polyol is preferably a polymer-dispersed polyol obtained by polymerizing a monomer having a polymerizable unsaturated bond in the polyol (W). The concentration of the polymer fine particles in the polyol (W) is preferably 20 to 30% by mass.
後述するポリウレタン処方においては、ポリオール(AA)を20〜40質量%、ポリオール(AB)を0〜5質量%、ポリオール(B)を30〜50質量%(ポリオール(B)のうち、特にアミノアルキル基で置換されたピペラジンを開始剤として得られたポリオールを10〜40質量%)、ポリオール(W)を1〜10質量%およびその他のポリオールを10〜30質量%、それぞれ用いることが好ましい。また後述するポリイソシアヌレート処方においては、ポリオール(AA)を10〜40質量%、ポリオール(AB)を50〜75質量%、ポリオール(B)を0〜20質量%(ポリオール(B)のうち、特にアミノアルキル基で置換されたピペラジンを開始剤として得られたポリオールを0〜20質量%)、ポリオール(W)を1〜10質量%およびその他のポリオールを0〜20質量%、それぞれ用いることが好ましい。 In the polyurethane formulation described below, the polyol (AA) is 20 to 40% by mass, the polyol (AB) is 0 to 5% by mass, the polyol (B) is 30 to 50% by mass (of the polyol (B), particularly aminoalkyl) It is preferable to use 10 to 40% by mass of a polyol obtained using piperazine substituted with a group as an initiator, 1 to 10% by mass of polyol (W), and 10 to 30% by mass of other polyols. Moreover, in the polyisocyanurate prescription mentioned later, 10-40 mass% of polyol (AA), 50-75 mass% of polyol (AB), 0-20 mass% of polyol (B) (of the polyol (B), In particular, a polyol obtained by using piperazine substituted with an aminoalkyl group as an initiator is used in an amount of 0 to 20% by mass), polyol (W) is used in an amount of 1 to 10% by mass, and other polyols are used in an amount of 0 to 20% by mass. preferable.
(発泡剤)
本発明においては、発泡剤として水を用いる。また発泡剤として、低沸点の炭化水素化合物、低沸点の含フッ素化合物、不活性ガスを併用することができる。本発明においては、発泡剤として水のみを用いることが好ましい。
発泡剤としての水の使用量は、ポリオール化合物100質量部に対して、1〜15質量部が好ましく、2〜13質量部がさらに好ましく、特に4〜12質量部が好ましい。水の使用量が1質量部以上であれば、得られる硬質フォームの軽量化の点で好ましい。また使用量が15質量部以下であれば、水とポリオール化合物との混合性を良好にしやすく好ましい。
(Foaming agent)
In the present invention, water is used as the foaming agent. As the blowing agent, a low boiling point hydrocarbon compound, a low boiling point fluorine-containing compound, and an inert gas can be used in combination. In the present invention, it is preferable to use only water as the foaming agent.
The amount of water used as the blowing agent is preferably 1 to 15 parts by mass, more preferably 2 to 13 parts by mass, and particularly preferably 4 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. If the usage-amount of water is 1 mass part or more, it is preferable at the point of weight reduction of the rigid foam obtained. Moreover, if the usage-amount is 15 mass parts or less, it is easy to make the mixability of water and a polyol compound favorable, and it is preferable.
前記の低沸点の炭化水素化合物としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン等が挙げられる。また前記の低沸点の含フッ素化合物としては、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)、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。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。なか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。また炭化水素化合物の使用量は、ポリオール100質量部に対して1〜40質量部が好ましい。また含フッ素化合物の使用量は、ポリオール100質量部に対して1〜50質量部が好ましい。
Examples of the low-boiling hydrocarbon compound include butane, pentane, hexane, and cyclohexane. Examples of the low boiling point fluorine-containing compound include 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC-134a), 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (HFC-245fa), 1, 1,1,3,3-pentafluorobutane (HFC-365mfc), 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. Examples of the inert gas include air, nitrogen, carbon dioxide gas and the like. Of these, carbon dioxide is preferable. The addition state of the inert gas may be a liquid state, a supercritical state, or a subcritical state.
As for the usage-amount of an inert gas, 1-100 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyols. Moreover, the usage-amount of a hydrocarbon compound has preferable 1-40 mass parts with respect to 100 mass parts of polyols. Moreover, the usage-amount of a fluorine-containing compound has preferable 1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of polyols.
(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、イソシアヌレート変性体、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-type modified products, isocyanurate-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、ポリオール化合物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ポリ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ポリイソシアヌレート処方(ウレタン変性ポリ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 amount of the polyisocyanate compound used is represented by 100 times the number of isocyanate groups with respect to the total number of active hydrogens of the polyol compound and other active hydrogen compounds (usually, the value represented by 100 times is referred to as the isocyanate index), 300 is preferred. Here, in the polyurethane formulation mainly using a urethanization catalyst as a catalyst, the amount of the polyisocyanate compound used is an isocyanate index, preferably 50 to 140, more preferably 60 to 130. Further, in a polyisocyanurate formulation (urethane-modified polyisocyanurate formulation) mainly using a catalyst that promotes a trimerization reaction of an isocyanate group as a catalyst, the polyisocyanate compound is used in an isocyanate index, preferably 120 to 300, 150 -250 is 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。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等が挙げられる。また硬質フォームの製造方法としてスプレー発泡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することが好ましい。触媒の使用量は、ポリオール化合物100質量部に対して、0.1〜10質量部が好ましい。
(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. Moreover, you may use together the catalyst which accelerates | stimulates the trimerization reaction of an isocyanate group, and carboxylic acid metal salts, such as potassium acetate and potassium 2-ethylhexanoate, etc. are mentioned. When spray foaming is adopted as a method for producing a rigid foam, it is preferable to use an organometallic catalyst such as lead 2-ethylhexanoate in order to complete the reaction in a short time. As for the usage-amount of a catalyst, 0.1-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyol compounds.
(整泡剤)
本発明においては整泡剤として、下記整泡剤(a)と下記整泡剤(b)とを併用する。ここで整泡剤(a)とは、表面張力が22mN/mを超えて高い整泡剤であり、整泡剤(b)とは表面張力が22mN/m以下の整泡剤である。
上記2種の整泡剤を併用する際の割合としては、整泡剤(b)の100質量部に対して整泡剤(a)を5〜190質量部用いる。この割合は、整泡剤(b)の100質量部に対して整泡剤(a)を5〜130質量部用いることが好ましく、40〜100質量部用いることが特に好ましい。前記割合において、整泡剤(a)の割合が上記範囲を超えて少ないとフォームのスキン部に収縮が発生しやすくなる。また逆に整泡剤(a)の割合が上記範囲を超えて多いと、フォームにセル荒れが発生すると同時に断熱性能が悪化しやすくなる。整泡剤全体(整泡剤(a)と整泡剤(b)との合計)の使用量は、ポリオール化合物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, the following foam stabilizer (a) and the following foam stabilizer (b) are used in combination as the foam stabilizer. Here, the foam stabilizer (a) is a foam stabilizer having a surface tension higher than 22 mN / m, and the foam stabilizer (b) is a foam stabilizer having a surface tension of 22 mN / m or less.
As a ratio at the time of using together said 2 types of foam stabilizer, 5-190 mass parts of foam stabilizers (a) are used with respect to 100 mass parts of foam stabilizer (b). As for this ratio, it is preferable to use 5-130 mass parts of foam stabilizer (a) with respect to 100 mass parts of foam stabilizer (b), and it is especially preferable to use 40-100 mass parts. In the said ratio, when the ratio of foam stabilizer (a) is less than the said range, shrinkage | contraction will generate | occur | produce easily in the skin part of a foam. On the other hand, if the ratio of the foam stabilizer (a) is more than the above range, cell foaming occurs in the foam, and at the same time, the heat insulation performance tends to deteriorate. The total amount of the foam stabilizer (the total of the foam stabilizer (a) and the foam stabilizer (b)) is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound.
(その他の配合剤)
本発明では、上述したポリオール化合物、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 the present invention, any compounding agent can be used in addition to the above-described polyol compound, polyisocyanate compound, foaming agent, catalyst, and 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.
(成形方法)
本発明の製造方法においては、充填率を100〜120質量%として製造することが好ましい。ここで充填率(パック率)とは、フォームを製造するための反応性組成物を自由発泡させた際の全密度を元に、単位体積内に充填する反応性組成物の割合(単位:質量%)である。具体的には、例えば自由発泡させた際の全密度が40kg/m3であった場合に、1m3の体積に40kgの反応性組成物を充填した場合には充填率が100質量%となり、同じく44kgの反応性組成物を充填した場合には充填率が110質量%となる。すなわちこの例の反応性組成物を用いて、体積が1m3の硬質フォームを製造した際に、全質量が40kgであれば充填率は100質量%であり、同じく44kgであれば充填率は110質量%である。
本発明においては、前記充填率は100〜120質量%が好ましく、100〜110質量%がより好ましく、100〜105質量%がさらに好ましい。充填率が100%未満であると、独立気泡率が低くなるため断熱性能が落ちる傾向に有り、充填率が120%を超えて高くなると独立気泡率が高くなるため、フォームの寸法安定性が悪くなる傾向がある。
(Molding method)
In the manufacturing method of this invention, it is preferable to manufacture as a filling rate of 100-120 mass%. Here, the filling rate (packing rate) is the ratio (unit: mass) of the reactive composition filled in the unit volume based on the total density when the reactive composition for producing the foam is freely foamed. %). Specifically, for example, when the total density at the time of free foaming is 40 kg / m 3 , when the volume of 1 m 3 is filled with 40 kg of the reactive composition, the filling rate becomes 100% by mass, Similarly, when 44 kg of the reactive composition is filled, the filling rate becomes 110% by mass. That is, when a rigid foam having a volume of 1 m 3 is produced using the reactive composition of this example, the filling rate is 100% by mass if the total mass is 40 kg, and if the total mass is 44 kg, the filling rate is 110%. % By mass.
In the present invention, the filling rate is preferably 100 to 120% by mass, more preferably 100 to 110% by mass, and further preferably 100 to 105% by mass. When the filling rate is less than 100%, the closed cell rate is lowered, and thus the heat insulation performance tends to be lowered. When the filling rate is higher than 120%, the closed cell rate is increased, so the dimensional stability of the foam is poor. Tend to be.
(発泡装置)
本発明の硬質フォームの製造方法としては、通常の手発泡でも発泡装置を用いてもよい。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。
本発明の製造方法は、連続生産式ボードの製造に好適である。ここでボードとは、2枚の面材の間に硬質フォームが挟まれた積層体を意味し、建築用途において断熱材として好適である。特にフォーム層の厚いものは建築用ボードとして用いられるが、フォーム層が薄い(例えば30mmより薄い)ものはサイディング材として用いられることが多い。
(Foaming device)
As a manufacturing method of the rigid foam of the present invention, normal hand foaming or a foaming apparatus may be used. 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.
The manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing a continuous production type board. Here, the board means a laminate in which a rigid foam is sandwiched between two face materials, and is suitable as a heat insulating material in architectural applications. In particular, a thick foam layer is used as a building board, but a thin foam layer (for example, thinner than 30 mm) is often used as a siding material.
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1〜4はポリマー分散ポリオールの製造例である。例5〜61は硬質ポリウレタンフォームの製造例である。例62〜103は硬質ポリイソシアヌレートフォームの製造例である。
また、これらの例のうち、例5〜19、例24〜38、例43〜57、例62〜71、例76〜85、例90〜99は実施例であり、例21〜23、例40〜42、例59〜61、例73〜75、例87〜89、例101〜103は比較例である。また、例20、39、58、72、86、100は参考例である。
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、Vacは酢酸ビニル、MMAはメタクリル酸メチル、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。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples. Of the following examples, Examples 1 to 4 are production examples of a polymer-dispersed polyol. Examples 5 to 61 are production examples of rigid polyurethane foam. Examples 62-103 are production examples of rigid polyisocyanurate foams.
Of these examples, Examples 5 to 19, Examples 24 to 38, Examples 43 to 57, Examples 62 to 71, Examples 76 to 85, and Examples 90 to 99 are examples, and Examples 21 to 23 and Example 40 are examples. -42, Examples 59-61, Examples 73-75, Examples 87-89, and Examples 101-103 are comparative examples. Examples 20, 39, 58, 72, 86, and 100 are reference examples.
The unit of the numerical value of the part showing 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 represents acrylonitrile, Vac represents vinyl acetate, MMA represents methyl methacrylate, PO represents propylene oxide, EO represents ethylene oxide, and EO group content represents oxyethylene group content. 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:シクロペンタン。
(Foaming agent)
-Foaming agent 1: HFC-245fa.
-Foaming agent 2: HFC-365mfc.
-Foaming agent 3: cyclopentane.
(ポリオール)
・ポリオールAA1: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AA2: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AA3:トリレンジアミンにPOを付加して得られる水酸基価が350mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
・ポリオールAB1: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B1:エチレンジアミンにPO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B2:1−(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B3: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B4:エチレンジアミンにPOを付加させて得られた、水酸基価が300mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
・ポリオールE1:グリセリンにPO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E2: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E3: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E4:グリセリンにPOを付加して得られる水酸基価が430mgKOH/gのポリエーテルポリオール。
・ポリオールX1:グリセリンにPOおよびEOをランダムに付加させて得られた、水酸基価が50mgKOH/g、EO基含有量が70質量%のポリエーテルポリオール。
(Polyol)
Polyol AA1: 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 AA2: The hydroxyl value obtained by adding PO and EO in this order to the 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 AA3: A polyether polyol having a hydroxyl value of 350 mgKOH / g obtained by adding PO to tolylenediamine.
Polyol AB1: Polyester polyol having a hydroxyl value of 250 mgKOH / g, obtained by polycondensation of diethylene glycol and terephthalic acid.
Polyol B1: A polyether polyol having a hydroxyl value of 760 mgKOH / g obtained by adding PO to ethylenediamine.
Polyol B2: A polyether polyol obtained by adding EO to 1- (2-aminoethylpiperazine) and having a hydroxyl value of 350 mgKOH / g.
Polyol B3: A polyether polyol obtained by adding PO to monoethanolamine and having a hydroxyl value of 350 mgKOH / g.
Polyol B4: A polyether polyol obtained by adding PO to ethylenediamine and having a hydroxyl value of 300 mgKOH / g.
Polyol E1: A polyether polyol having a hydroxyl value of 650 mgKOH / g obtained by adding PO to glycerin.
Polyol E2: A polyether polyol having a hydroxyl value of 380 mgKOH / g, obtained by adding only PO to a mixture of sucrose and glycerin (mass ratio 5: 4).
Polyol E3: Polyether polyol having a hydroxyl value of 400 mgKOH / g, obtained by adding PO to pentaerythritol.
Polyol E4: A polyether polyol having a hydroxyl value of 430 mgKOH / g obtained by adding PO to glycerin.
Polyol X1: A polyether polyol obtained by randomly adding PO and EO to glycerin and having a hydroxyl value of 50 mgKOH / g and an EO group content of 70% by mass.
(ポリオール(W))
ポリオール(W)として、ポリオールE1とX1との混合物、またはB1とE1とX1との混合物を用いた。これらのポリオール(W)を用いて以下のようにポリマー分散ポリオールを製造した。
(Polyol (W))
As the polyol (W), a mixture of polyols E1 and X1, or a mixture of B1, E1, and X1 was used. Using these polyols (W), polymer-dispersed polyols were produced as follows.
(例1: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。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。
(Example 1: 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. The monomer reaction rate 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.
(例2〜4: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。いずれの例においても、モノマーの反応率は80%以上を示した。反応終了後、未反応モノマーを120℃、20Pa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。
(Examples 2 to 4: Examples of production of polymer-dispersed polyol)
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. In any example, the monomer reaction rate was 80% or more. After 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.
Table 1 shows the hydroxyl value (unit: mg KOH / g) of the polymer-dispersed polyol produced in each example, the viscosity at 25 ° C. (unit: mPa · s), and the dispersion stability of the produced polymer-dispersed polyol itself.
例1〜4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:ポリオールW1、例2:ポリオールW2、例3:ポリオールW3、例4:ポリオールW4。 In the following tables, the polymer-dispersed polyols produced in Examples 1 to 4 are written in order as follows. Example 1: Polyol W1, Example 2: Polyol W2, Example 3: Polyol W3, Example 4: Polyol W4.
(例5〜61:硬質ポリウレタンフォームの製造例)
表2〜4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。
(Examples 5 to 61: Production example of rigid polyurethane foam)
In the formulations shown in Tables 2 to 4, 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.
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として、以下のものを用いた。整泡剤a1:商品名SZ−1605(東レ・ダウ・コーニング・シリコーン社製、表面張力26.3mN/m)。整泡剤a2:商品名SZ−1654(東レ・ダウ・コーニング・シリコーン社製、表面張力23.4mN/m)。整泡剤b1:商品名SH−193(東レ・ダウ・コーニング・シリコーン社製、表面張力21.3mN/m)。
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15質量部用いた。
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, the following were used as silicone foam stabilizers. Foam stabilizer a1: Trade name SZ-1605 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., surface tension 26.3 mN / m). Foam stabilizer a2: trade name SZ-1654 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., surface tension 23.4 mN / m). Foam stabilizer b1: Trade name SH-193 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone, surface tension 21.3 mN / m).
As the flame retardant, 15 parts by mass of tris (2-chloropropyl) phosphate (trade name: TMCPP, manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd.) was used.
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(クルードMDI)(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。
原料双方の液温を20℃に保温した。表2では60℃、表3、4では40℃に温度調整したアルミ製金型に有機系の離型剤を塗布した状態で、前述の原料を混合、投入して、硬質ポリウレタンフォームを製造した。金型の内寸法は、縦400mm×横600mm×厚さ50mmである。また充填率は102±2%とした。
As the polyisocyanate compound, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (crude MDI) (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.
The liquid temperature of both raw materials was kept at 20 ° C. In Table 2, the above-mentioned raw materials were mixed and charged in an aluminum mold whose temperature was adjusted to 60 ° C. in Tables 3 and 4, and a rigid polyurethane foam was produced. . The inner dimensions of the mold are 400 mm long × 600 mm wide × 50 mm thick. The filling rate was 102 ± 2%.
(例62〜103:硬質ポリイソシアヌレートフォームの製造例)
表5〜7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。
(Examples 62 to 103: Production Example of Rigid Polyisocyanurate Foam)
In the formulations shown in Tables 5 to 7, 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.
触媒としては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25秒となる量とした。
整泡剤としてはシリコーン整泡剤として、以下のものを用いた。整泡剤a1:商品名SZ−1605(東レ・ダウ・コーニング・シリコーン社製、表面張力26.3mN/m)。整泡剤a2:商品名SZ−1654(東レ・ダウ・コーニング・シリコーン社製、表面張力23.4mN/m)。整泡剤b1:商品名SH−193(東レ・ダウ・コーニング・シリコーン社製、表面張力21.3mN/m)。難燃剤としては、TMCPPを20質量部用いた。
As the catalyst, 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.) at a mass ratio of 2/3, and the amount used was such that the gel time was 25 seconds.
As the foam stabilizer, the following were used as silicone foam stabilizers. Foam stabilizer a1: Trade name SZ-1605 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., surface tension 26.3 mN / m). Foam stabilizer a2: trade name SZ-1654 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., surface tension 23.4 mN / m). Foam stabilizer b1: Trade name SH-193 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone, surface tension 21.3 mN / m). As the flame retardant, 20 parts by mass of TMCPP was used.
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(クルードMDI)(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160となるようにした。
原料双方の液温を20℃に保温した。表5では60℃、表6、7では40℃に温度調整したアルミ製金型に有機系の離型剤を塗布した状態で、前述の原料を混合、投入して、硬質ポリイソシアヌレートフォームを製造した。金型の内寸法は、縦400mm×横600mm×厚さ50mmである。また充填率は102±2%とした。
As the polyisocyanate compound, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (crude MDI) (trade name: MR-200, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was used. The amount of polyisocyanate compound used was set to 160 in terms of isocyanate index.
The liquid temperature of both raw materials was kept at 20 ° C. In Table 5, the above-mentioned raw materials were mixed and charged in an aluminum mold whose temperature was adjusted to 40 ° C in Tables 6 and 7, and the hard polyisocyanurate foam was formed. Manufactured. The inner dimensions of the mold are 400 mm long × 600 mm wide × 50 mm thick. The filling rate was 102 ± 2%.
(硬質フォームの物性評価)
得られた硬質フォーム(硬質ポリウレタンフォームまたは硬質ポリイソシアヌレートフォーム)の、全密度(単位:kg/m3)、高温収縮(単位:%)、断熱性能として24℃における熱伝導率(Kf、単位:mW/mK)、フォーム外観、および、スキン部収縮を表2〜7に示す。
(Physical property evaluation of rigid foam)
The obtained rigid foam (rigid polyurethane foam or rigid polyisocyanurate foam) has a total density (unit: kg / m 3 ), high temperature shrinkage (unit:%), and thermal conductivity at 24 ° C. (Kf, unit) as heat insulation performance. : MW / mK), foam appearance, and skin portion shrinkage are shown in Tables 2-7.
高温収縮は、ASTM D 2126−75に準じた方法で測定した。試料として縦100mm×横100mm×厚さ50mm(厚さ方向上下2面はスキン(表皮)付き)を切り出して用いた。フォーム試料を70℃で保管し、24時間経過後における、厚さ方向の寸法変化率を示した。ただし負の数値は収縮を意味し、絶対値が大きいことは、寸法変化が大きいことを意味する。 High temperature shrinkage was measured by a method according to ASTM D 2126-75. As a sample, 100 mm in length, 100 mm in width, and 50 mm in thickness (the upper and lower surfaces in the thickness direction are provided with skins) were used. The foam sample was stored at 70 ° C., and the dimensional change rate in the thickness direction after 24 hours was shown. However, a negative numerical value means shrinkage, and a large absolute value means a large dimensional change.
24℃における熱伝導率(単位:mW/m・K)は、JIS A1412に準拠し、熱伝導率測定装置(オートラムダHC−074型、英弘精機社製)を用いて測定した。
フォーム外観については全体的なセルの均一性を、状態の良好なもの(セルが細かく均一であるもの)を◎、やや良好なものを○、セル荒れが多く不良な場所が多いものを×として評価した。なおセル荒れが多い場合には熱伝導率が高い傾向にあり、断熱性能に劣る傾向にある。
The thermal conductivity at 24 ° C. (unit: mW / m · K) was measured using a thermal conductivity measuring device (Auto Lambda HC-074, manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd.) in accordance with JIS A1412.
Regarding the appearance of the foam, the overall cell uniformity is ◎ for those with good condition (cells that are fine and uniform), ○ for slightly better, and × for those with many rough cells and many bad places. evaluated. In addition, when there is much cell roughness, it exists in the tendency for heat conductivity to be high, and it exists in the tendency for it to be inferior to heat insulation performance.
スキン部収縮は、常温で1週間放置したフォームのスキン部(フォーム端部)の収縮度を目視で評価した。収縮のないものを○、収縮によりやや反りが見られるものを△、収縮が大きく反りが大きく見られるものを×として評価した。
表2〜7に示したように、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はいずれも密度が低く、かつ、良好な寸法安定性、熱伝導率を示した。また収縮については、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はいずれも、高温収縮およびスキン部収縮のいずれも見られず良好な外観を示した。なお、参考例の硬質フォームの製造方法により製造したラミネートボードは、小口面等に収縮は見られないものの、断熱性能が若干劣っていた。
The skin part shrinkage was evaluated by visual observation of the degree of shrinkage of the skin part (foam edge part) of the foam left at room temperature for 1 week. An evaluation was given as ◯ when there was no contraction, Δ when there was some warping due to contraction, and x when there was large contraction and large warping.
As shown in Tables 2 to 7, all of the rigid foams produced by the method for producing a rigid foam of the present invention had a low density, and exhibited good dimensional stability and thermal conductivity. Regarding the shrinkage, none of the rigid foams produced by the method for producing a rigid foam according to the present invention showed a good appearance with neither high temperature shrinkage nor skin part shrinkage. In addition, the laminate board manufactured by the manufacturing method of the rigid foam of the reference example was slightly inferior in heat insulation performance, although shrinkage was not observed on the facet.
(ボード法による硬質フォーム製造例1)
例5〜20、例24〜39、例43〜58、例62〜72、例76〜86、例90〜100で調整した組成を用いてボード法により硬質フォームを製造した。インバースラインのベルトコンベアーにより運ばれてくる上下面材の間に、原料をスプレーノズルタイプのミキシングヘッドを介しトラバースしながら均一に分散した。分散後キュアゾーンにてアフターキュアーを実施し、連続ラミネートボードを成形した。その結果例5〜19、例24〜38、例43〜57、例62〜71、例76〜85、例90〜99で調整した組成を用いて得られた連続ラミネートボードは小口面等に収縮は見られず、良好な寸法安定性、断熱性能、フォーム外観を示した。一方で、例20、39、58、72、86、100で調整した組成を用いて得られた連続ラミネートボードは、小口面等に収縮は見られないものの、断熱性能が若干劣っていた。
(Example 1 of rigid foam production by the board method)
Rigid foams were produced by the board method using the compositions prepared in Examples 5-20, Examples 24-39, Examples 43-58, Examples 62-72, Examples 76-86, and Examples 90-100. The raw material was uniformly dispersed while traversing through a spray nozzle type mixing head between the upper and lower surface materials carried by the inverse line belt conveyor. After the dispersion, after-curing was performed in the curing zone to form a continuous laminate board. As a result, the continuous laminate boards obtained using the compositions prepared in Examples 5 to 19, Examples 24 to 38, Examples 43 to 57, Examples 62 to 71, Examples 76 to 85, and Examples 90 to 99 contracted to the facet and the like. Was not seen, and showed good dimensional stability, heat insulation performance, and foam appearance. On the other hand, although the continuous laminate board obtained using the composition adjusted in Examples 20, 39, 58, 72, 86, and 100 did not show shrinkage on the facet or the like, the heat insulating performance was slightly inferior.
(ボード法による硬質フォーム製造例2)
上記製造例1と同様に、5〜20、例24〜39、例43〜58、例62〜72、例76〜86、例90〜100で調整した組成を用い、発泡剤として、さらに超臨界状態の炭酸ガスを併用した。ポリオール組成物100質量%に対し2質量%の炭酸ガスを液温40℃、圧力7MPaの超臨界状態で使用した。製造例1と同様に原料を、スプレーノズルタイプのミキシングヘッドを介しトラバースしながら均一に分散した。分散後キュアゾーンにてアフターキュアーを実施、連続ラミネートボードを成形した。その結果、超臨界状態の炭酸ガスを併用した場合においても、例5〜19、例24〜38、例43〜57、例62〜71、例76〜85、例90〜99で調整した組成を用いて得られた連続ラミネートボードは、製造例1と同様に小口面等に収縮は見られず、良好な寸法安定性、断熱性能、フォーム外観を示した。一方で、例20、39、58、72、86、100で調整した組成を用いて得られた連続ラミネートボードは、小口面等に収縮は見られないものの、断熱性能が若干劣っていた。
(Example 2 of rigid foam production by the board method)
In the same manner as in Production Example 1, 5-20, Examples 24-39, Examples 43-58, Examples 62-72, Examples 76-86, and Examples 90-100 were used. The carbon dioxide in the state was used in combination. 2% by mass of carbon dioxide gas with respect to 100% by mass of the polyol composition was used in a supercritical state at a liquid temperature of 40 ° C. and a pressure of 7 MPa. In the same manner as in Production Example 1, the raw materials were uniformly dispersed while traversing through a spray nozzle type mixing head. After dispersion, after-curing was performed in the curing zone, and a continuous laminate board was formed. As a result, even when carbon dioxide in a supercritical state was used in combination, the compositions prepared in Examples 5 to 19, Examples 24 to 38, Examples 43 to 57, Examples 62 to 71, Examples 76 to 85, and Examples 90 to 99 were used. The continuous laminate board obtained by using did not show any shrinkage on the facet or the like as in Production Example 1, and exhibited good dimensional stability, heat insulation performance, and foam appearance. On the other hand, although the continuous laminate board obtained using the composition adjusted in Examples 20, 39, 58, 72, 86, and 100 did not show shrinkage on the facet or the like, the heat insulating performance was slightly inferior.
本発明の硬質フォームの製造方法は、水を発泡剤として用い、軽量で、スキン部のフォーム収縮がほとんどなく、断熱性能にも優れた硬質フォームが得られる。
The method for producing a rigid foam according to the present invention uses water as a foaming agent, and is lightweight, yielding a rigid foam that has little foam shrinkage at the skin portion and excellent heat insulation performance.
Claims (7)
ポリオール化合物として、水酸基価が100〜700mgKOH/gであり、ポリマー微粒子が安定に分散しているポリオール組成物を用い、
整泡剤として、下記整泡剤(a)と下記整泡剤(b)とを、整泡剤(b)の100質量部に対して整泡剤(a)を5〜190質量部の割合で併用し、かつ、
発泡剤として、ポリオール化合物100質量部に対して1〜15質量部の水を用いることを特徴とする硬質発泡合成樹脂の製造方法。
整泡剤(a):表面張力が22mN/mを超えて高い整泡剤。
整泡剤(b):表面張力が22mN/m以下の整泡剤。 In a method for producing a rigid foam synthetic resin by reacting a polyol compound and a polyisocyanate compound in the presence of a foaming agent, a foam stabilizer and a catalyst,
As a polyol compound, a hydroxyl value is 100 to 700 mgKOH / g, and a polyol composition in which polymer fine particles are stably dispersed is used.
As the foam stabilizer, the following foam stabilizer (a) and the following foam stabilizer (b) are used in a proportion of 5 to 190 parts by mass of the foam stabilizer (a) with respect to 100 parts by mass of the foam stabilizer (b). In addition, and
1 to 15 parts by mass of water is used as a foaming agent with respect to 100 parts by mass of a polyol compound .
Foam stabilizer (a): Foam stabilizer having a surface tension higher than 22 mN / m.
Foam stabilizer (b): Foam stabilizer having a surface tension of 22 mN / m or less.
ポリオール(AA):開始剤として芳香族化合物を用い、アルキレンオキシドを開環付加重合させて製造された、水酸基価が100〜700mgKOH/gであるポリオキシアルキレンポリオール。
ポリオール(AB):芳香族化合物を含むモノマーを重縮合して製造された、水酸基価が100〜700mgKOH/gであるポリエステルポリオール。 The method for producing a rigid foam synthetic resin according to claim 1, wherein the polyol composition contains the following polyol (AA) and / or the following polyol (AB).
Polyol (AA): A polyoxyalkylene polyol having a hydroxyl value of 100 to 700 mgKOH / g, produced by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide using an aromatic compound as an initiator.
Polyol (AB): Polyester polyol having a hydroxyl value of 100 to 700 mgKOH / g, produced by polycondensation of a monomer containing an aromatic compound.
ポリオール(B):開始剤として脂肪族アミンおよび脂環族アミンからなる群から選ばれる少なくとも1種を用い、アルキレンオキシドを開環付加重合させて製造された、水酸基価が100〜700mgKOH/gであるポリオキシアルキレンポリオール。 The manufacturing method of the hard foam synthetic resin as described in any one of Claims 1-3 with which the said polyol composition contains the following polyol (B).
Polyol (B): produced by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide using at least one selected from the group consisting of aliphatic amines and alicyclic amines as an initiator, and having a hydroxyl value of 100 to 700 mgKOH / g A polyoxyalkylene polyol.
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