JP4932727B2 - Pipaポリオールの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)イソシアネート基と低分子量ポリオール中のイソシアネート反応性基との比を増大させる(WO00/73364の実施例においては、この比は61/100であり、一方、明細書本文においては、33〜99/100の、好ましくは50〜80/100の範囲が提唱されている;本発明の方法にしたがったプロセスにおいては、この比は70〜100/100の、好ましくは75〜98/100の範囲である);
(2)高分子量を有するポリオールと低分子量を有するイソシアネート反応性化合物との乳化をより低い温度で行う(WO00/73364においては、60〜100℃の、好ましくは70〜95℃の温度が開示されていて、実施例では82〜85℃の温度が使用されており、本発明においては、20〜70℃の温度を使用するのが好ましい);
(3)下記にしたがった温度制御
・プロセス全体にわたって、温度が150℃を超えない;
・プロセス全体にわたって、温度が120℃を2時間より多く超えない、好ましくは1時間より多く超えない;
・ポリイソシアネートの添加中、温度を、プロセスの該段階にて形成されるPIPA粒子のTgより少なくとも10℃高く、好ましくは少なくとも20℃高く、最も好ましくは少なくとも30℃高く保持する;そして最後に
(4)ポリイソシアネートの添加時間をできるだけ短く保持するのが好ましく、ポリイソシアネートの添加時間は、温度を上記範囲内に保持するよう利用できる冷却能力によって決定される。
この点で理解しておかなければならないのは、PIPA粒子のTgが、添加するポリイソシアネートの量と共に、添加終了時において約75℃から約110℃までほぼ直線的に増大する、という点である。
1. 本明細書で使用している“ポリウレタンフォーム”という用語は、一般には、ポリイソシアネートと主としてポリオールとを、発泡剤を使用して反応させることによって得られる気泡物品を表わしており、そして特に、水を反応性発泡剤として使用して得られる気泡物品を含む(水とイソシアネート基とが反応して、ウレア結合と二酸化炭素を生成すること、そしてポリウレア-ウレタンフォームが生成することを含む)。
2. 本明細書で使用している“平均公称ヒドロキシル官能価”という用語は、この用語が、気泡物品の製造において使用される開始剤の数平均官能価(1分子当たりの活性水素原子の数)を表わしているとした場合(但し実際には、幾らかの末端不飽和のために若干小さい場合が多い)の、ポリオール組成物の数平均官能価(1分子当たりのヒドロキシル基の数)を表わすのに使用されている。“当量”という用語は、分子中のイソシアネート反応性水素原子1個当たりの分子量を表わしている。
3. “平均”という用語は、特に明記しない限り、数平均を表わしている。
・ポリイソシアネート添加の全体にわたって、高剪断ミキシング条件を保持する。
・ポリイソシアネートと化合物2との間の反応は発熱反応である。分解を避けるために、温度は150℃を超えてはならず、2時間より多く120℃を超えてはならず、そして好ましくは、1時間より多く120℃を超えてはならない。これは、適切に冷却すること(冷却装置付き反応器を使用する従来の方法にて行うことができる)によって達成することができる。さらに、これらの処置を、養生工程中ずっと保持する。
・本発明の重要な発見は、ポリイソシアネートの添加中ずっと、温度を特定の最低温度より高く保持しなければならないという点である:最高温度の制限が優先するという条件にて、プロセスに該段階において形成される粒状物質のTgより少なくとも10℃、好ましくは少なくとも20℃、そして最も好ましくは少なくとも30℃高く保持する。ポリイソシアネート添加のスタート時において、温度が、全ての成分の融点より高くなければならない。
WO00/73364の実施例を繰り返した。得られたポリオール(PIPAポリオール1)は下記のような特性を有した(表2を参照)。
250gのアルコル(Arcol)1342を、25℃にてスタートして76gのトリエタノールアミンとブレンドした。次いで本混合物を、5分間にわたって高剪断ミキシング〔実施例2と3における高剪断ミキシングは全て、シルバーソン(Silverson)L4RT(標準的なアセンブリ)を使用して、6000rpmにて行った〕に付した。乳化の終了時に、温度は45℃となった。引き続き、高剪断ミキシング条件(上記)を保持しつつ、174gのスプラセク2020を15分で滴下した。温度が徐々に上昇して140℃になった。次いで高剪断ミキシングを15分続けてからミキシングを停止し、ポリオール組成物を周囲温度に自然冷却した。高剪断ミキシングを終えたときには、温度が90℃になった。ポリオールの特性は下記のとおりであった(表2のPIPAポリオール2を参照)。MDIの25%、50%、75%、および100%を加えた後にサンプルを採取し、反応器の温度、サンプルの粘度、および粒状物質のTgを調べた。これは、養生工程の後も行った。これらの結果を表1に示す。
2000gのアルコル1342を、525gのトリエタノールアミン(TELA)および20gの水とブレンドし、25℃からスタートして、15分にわたって高剪断ミキシング(上記)に付した。乳化の終了時に、温度は45℃となった。高剪断ミキシングを保持しつつ、1455gのスプラセク2020を132分で滴下した(温度が上昇し、添加の終了時には140℃になった)。高剪断ミキシングを90分続けた。高剪断ミキシングの終了時には、温度が90℃になった。次いでミキシングを止め、ポリオール(PIPAポリオール3)を周囲温度に自然冷却した。温度プロフィールを、実施例2の場合と同様に(但し132分にわたって)維持した。
Claims (10)
- 粒状物質を、500以上の当量を有するポリオール中に、ポリオール組成物の総重量を基準として35〜80重量%の量にて分散形態で含み、25℃において1500〜25000mPa・sの粘度を有するポリオール組成物であって、
前記粒状物質が、最大で400の当量を有するポリオールと、3以上のイソシアネート官能価を有する、必要に応じて類縁体を含んでもよいジフェニルメタンジイソシアネートおよび/またはその改質変性体との反応生成物を含み、
前記粒状物質が少なくとも75℃のガラス転移温度を有し、前記粒状物質の少なくとも90容量%が10μm以下の粒径を有する、上記ポリオール組成物。 - 前記ガラス転移温度が少なくとも80℃である、請求項1に記載のポリオール組成物。
- 粒状物質の量が40〜60重量%である、請求項1または2に記載のポリオール組成物。
- 500以上の当量を有するポリオールが、1000〜5000の当量と2〜6の平均公称ヒドロキシ官能価を有するポリエーテルポリオールである、請求項1〜3のいずれかに記載のポリオール組成物。
- 最大で400の当量を有するポリオールが、アルカノール基が2〜6個の炭素原子を有するアルカノールアミンである、請求項1〜4のいずれかに記載のポリオール組成物。
- 粒子の少なくとも95容量%が10μm以下の粒径を有する、請求項1〜5のいずれかに記載のポリオール組成物。
- 最大で400の平均当量を有するポリオールを、500以上の平均当量を有するポリオール中にて20〜100℃の温度で乳化させ、このエマルジョンにポリイソシアネートを加えることによって請求項1〜6のいずれかに記載のポリオール組成物を製造する方法であって、
このときプロセス全体を高剪断ミキシング条件下で行い、温度を150℃未満に保持し、温度が2時間以下にわたって120℃以上になるのは許容され、温度を、この段階で形成される粒状物質のTgより少なくとも10℃高く保持し、ポリイソシアネートの添加終了時における、最大で400の平均当量を有するポリオールとポリイソシアネートとを合わせた使用量が、ポリオール組成物の重量を基準として35〜80重量%であり、そして最大で400の平均当量を有するポリオール中の、100イソシアネート反応性基当たり使用されるイソシアネート基の数が70〜100である、上記製造方法。 - ポリオール組成物の総重量を基準として0.1〜5重量%の量の水が使用される、請求項7に記載の製造方法。
- ポリイソシアネートの添加後に、反応混合物を、最大で2時間にわたって、反応混合物の温度が粒状物質のTgより10℃以上低くなるまで養生させる、請求項7または8に記載の製造方法。
- 500以上の当量を有するポリオール中における最大で400の当量を有するポリオールの乳化を20〜70℃の温度にて行う、請求項7〜9のいずれかに記載の製造方法。
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