JP6254447B2 - ポリウレタンフォーム - Google Patents
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Description
前記ポリオール成分が、平均分子量が3400より大きく、4400以下のポリオキシプロピレングリセリルエーテル系ポリオール(以下、PPG系ポリオールという)からなり(ただし、前記平均分子量は、ポリオールが1種の場合は数平均分子量、2種以上の場合は、各ポリオールの数平均分子量×含有質量比の総和である)、
前記イソシアネート成分が、トリレンジイソシアネート系イソシアネート(以下、TDI系イソシアネートという)からなり、前記イソシアネート成分の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して40〜50質量部であり、前記架橋剤が、官能基数が3以上で、OH価が1000〜2000の低分子ポリオールからなり、前記組成物における前記架橋剤の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して3.0〜5.0質量部であり、且つ前記触媒が、樹脂化触媒及び泡化触媒を含み、前記樹脂化触媒及び泡化触媒が、アミン触媒であり、前記組成物における前記樹脂化触媒、及び泡化触媒の合計の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して1〜1.5質量部であり、前記樹脂化触媒の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して0.18〜0.62質量部であり、前記泡化触媒の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して0.46〜0.82質量部であることを特徴とするポリウレタンフォームによって達成される。上記のPPG系ポリオール、TDI系イソシアネート、及び架橋剤を上記の配合量で含む組成物を用いることで、汎用の原料を用いて、ポリウレタンフォームの発泡硬化の反応速度の適正化を図ることができ、高い止水性を有するポリウレタンフォームを得ることができる。また、上記の触媒の含有量を上記範囲で配合することで、発泡硬化におけるフォーム状態の均一化が可能となり、より高い止水性を有するポリウレタンフォームを得ることができる。
(1)前記TDI系イソシアネートが、2,4−トリレンジイソシアネート、及び/又は2,6−トリレンジイソシアネートを含む。
(2)前記組成物における前記架橋剤の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して3.5〜5.0質量部である。より高い止水性を有するポリウレタンフォームを得ることができる。
(3)前記架橋剤の低分子ポリオールの官能基数が3〜6である。
本発明において、ポリオール成分は、平均分子量が3400より大きく、4400以下のPPG系ポリオールからなる。ただし、本発明において、PPG系ポリオールの「平均分子量」とは、PPG系ポリオールが1種のポリオールの場合は、ポリオールの数平均分子量を意味し、PPG系ポリオールが2種以上のポリオールの混合物の場合は、各ポリオールの数平均分子量×含有質量比の総和を意味する。この平均分子量の範囲のPPG系ポリオールであれば、適正な粘度を有し、適正な発泡硬化の反応速度が得られる組成物とすることができる。PPG系ポリオールとは、グリセリンに、プロピレンオキシドを付加重合させたPPGが主成分であるポリオールであることを意味する。グリセリンに他のアルキレンオキシドを付加重合させたポリオール等の他のポリオール副次的に含まれていても良い。PPG系ポリオールは、PPGを好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上含むポリオールが好ましい。
本発明において、イソシアネート成分はTDI系イソシアネートからなる。これにより、より高いポリウレタン強度が得られ、高い止水性を有するポリウレタンフォームが得られる。TDI系イソシアネートとは、TDIを主成分とするイソシアネート化合物を意味する。TDI系イソシアネートとしては、2,4−トリレンジイソシアネート、及び/又は2,6−トリレンジイソシアネートを含むことが好ましい。本発明においては、前記組成物におけるイソシアネート成分の含有量は、前記ポリオール成分100質量部に対して40〜50質量部である。これにより、適正な機械的強度を持つポリウレタンフォームが得られる。イソシアネート成分が上記範囲を外れると、得られるポリウレタンフォームが独泡又は樹脂化不足に伴い適正な機械強度を持つポリウレタンフォームが得られない。
本発明において、架橋剤は、官能基数が3以上で、OH価が1000〜2000の低分子ポリオールからなる。上記低分子ポリオールは反応性が高い架橋剤であり、適正な発泡硬化の反応速度が得られる組成物とすることができる。架橋剤の低分子ポリオールとしては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール等のポリオール、及びこれらにエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド等を付加させたポリアルキレンエーテルポリオール等が挙げられる。低分子ポリオールの官能基数は3〜6が好ましい。低分子ポリオールとしては、市販品を適宜用いることができる。例えば、トリメチロールプロパンTMP(東洋ケミカルズ社製)、DM82162(ダウ社)等が挙げられる。本発明において、前記組成物における架橋剤の含有量は、前記ポリオール成分100質量部に対して3.0〜5.0質量部である。これにより高い止水性を有するポリウレタンフォームが得られる。前記組成物における架橋剤の含有量は、前記ポリオール成分100質量部に対して、3.5〜5.0質量部が好ましい。これにより、より高い止水性を有するポリウレタンフォームが得られる。
本発明において、触媒は、樹脂化触媒及び泡化触媒を含む。触媒は特に限定されるものではなく、ポリウレタンフォーム製造用の公知のものを用いることができる。樹脂化触媒及び泡化触媒として、アミン触媒を用いることが好ましい。泡化アミン触媒とは、樹脂化活性に対する泡化活性の活性比(泡化活性/樹脂化活性)が30/10以上のものとし、例えば、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル等が挙げられる。前記樹脂化アミン触媒とは、上記活性比が30/10未満のアミン触媒とし、トリエチレンジアミン、N−エチルモルホリン、ジメチルエチルエタノールアミン等が挙げられる。樹脂化触媒及び泡化触媒の合計の含有量として、前記ポリオール成分100質量部に対して1〜5質量部が好ましく、1〜1.5質量部が更に好ましい。これにより、発泡硬化の反応において、より均一なフォーム状態が得られ、より高い止水性を有するポリウレタンフォームを得ることができる。
本発明において、整泡剤としては特に制限はないが、反応型シリコーンを用いることにより、より一層の止水性能の向上を図ることができ、好ましい。反応型シリコーンとしては特に制限はないが、下記一般式(I)〜(III)で表されるような、水酸基含有反応性シリコーン化合物が挙げられる。このような主鎖或いは側鎖に1個以上のOH基を有する反応性シリコーンは、シリコーンオイルをアルコール変性することにより得られる。前記組成物における整泡剤の含有量は、前記ポリオール成分100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく、1〜5質量部が更に好ましい。
本発明において、前記組成物に必要に応じて発泡剤を添加することができる。発泡剤としては、例えば、水、メチレンクロライド等の公知のものを用いることができる。前記組成物における発泡剤の含有量は、ポリオール成分100質量部に対して、1〜8質量部が好ましく、2〜5質量部が更に好ましい。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、前記組成物に必要に応じて他の公知の添加剤を更に含有させても良い。他の添加剤としては、例えば、顔料等の着色剤、炭酸カルシウム等の充填材、酸化防止剤、難燃化剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、帯電防止剤等が挙げられる。
本発明のポリウレタンフォームは、上述の材料を含む組成物を用いて、常法に従って製造することができる。組成物の混合は、通常行われているワンショット法、プレポリマー法等を用いることができる。
本発明において、止水性は、例えば、以下のように評価することができる。即ち、図1に示すように厚さ(a)10mm、幅(e)10mm、高さ(f)130mm、両先端の間隔(g)を45mmとしたU字状のポリウレタンフォームを、図2に示すように2枚のアクリル板2、3にて厚さ方向に50%圧縮状態で挟み、このU字内に所定の高さ(h2)mmまで水を入れ、24時間以上漏水が認められない場合、そのポリウレタンフォームは「(h2)mmaq」の止水性を有すると評価する。本発明のポリウレタンフォームは高い止水性を有するので、前記評価方法において、好ましくは80mmaq以上の止水性を有し、更に好ましくは100mmaq以上の止水性を有する。
(実施例1〜16、19〜21、比較例1〜12、参考例1)
表に示すポリウレタンフォーム用組成物の材料を、表1に示す配合にて、ワンショット法により混合、発泡硬化し、各ポリウレタンフォームを得た。なお、発泡剤、整泡剤等一般的な成分の配合については省略する。
ポリオールA:サンニックスGP−4000(三洋化成工業社製:PPG系ポリオール(数平均分子量4000、粘度660mPa・s(25℃)))
ポリオールB:サンニックスGP−3000(三洋化成工業社製:PPG系ポリオール(数平均分子量3000、粘度500mPa・s(25℃)))
イソシアネート:2,4−トリレンジイソシアネート及び2,6−トリレンジイソシアネートの混合物
架橋剤A:DM82162(ダウ社製:3官能以上架橋剤(OH価;1300))
架橋剤B:アクトコールT880(三井化学社製:3官能架橋剤)
樹脂化触媒:DABCO 33LV(エアープロダクツジャパン社製)
泡化触媒:トヨキャット ET−33B(東ソー社製)
(1)止水性
各ポリウレタンフォームを、図1に示すように厚さ(a)10mm、幅(e)10mm、高さ(f)130mm、両先端の間隔(g)を45mmとしてU字状に打ち抜き、サンプルS1を得る。各サンプルを図2に示すように2枚のアクリル板2、3にて厚さ方向に50%圧縮状態で挟み、このU字内に80mm及び100mmの高さまで水を入れて、24時間以上漏水の有無を観察した。80mmの高さで漏水が認められた場合を「×」とし、80mmの高さで漏水が認められず、100mmの高さで漏水が認められた場合を止水性「80mmaq」と評価し、100mmの高さで漏水が認められない場合、止水性「100mmaq」と評価した。
ポリウレタンフォームの成長方向と水平方向に裁断した試験片を実態顕微鏡により観察して、25mmの長さの範囲にあるセル数を測定した。3点の測定値の平均値をセル数(個/25mm)とした。なお、50個/25mm以下を×とした。
ポリウレタンフォームの形成に伴い、連通化している場合を◎、連通化がやや足りない場合を○、連通化せずともフォーム形成している場合を△、独立気泡及びフォームダウンしている場合を×とした。
評価結果を表に記載する。
2、3:アクリル板
Claims (4)
- ポリオール成分、イソシアネート成分、整泡剤、架橋剤及び触媒を含む組成物を発泡硬化させてなるポリウレタンフォームであって、
前記ポリオール成分が、平均分子量が3400より大きく、4400以下のポリオキシプロピレングリセリルエーテル系ポリオール(以下、PPG系ポリオールという)からなり(ただし、前記平均分子量は、ポリオールが1種の場合は数平均分子量、2種以上の場合は、各ポリオールの数平均分子量×含有質量比の総和である)、
前記イソシアネート成分が、トリレンジイソシアネート系イソシアネート(以下、TDI系イソシアネートという)からなり、前記イソシアネート成分の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して40〜50質量部であり、
前記架橋剤が、官能基数が3以上で、OH価が1000〜2000の低分子ポリオールからなり、前記組成物における前記架橋剤の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して3.0〜5.0質量部であり、且つ
前記触媒が、樹脂化触媒及び泡化触媒を含み、前記樹脂化触媒及び泡化触媒が、アミン触媒であり、
前記組成物における前記樹脂化触媒、及び泡化触媒の合計の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して1〜1.5質量部であり、
前記樹脂化触媒の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して0.18〜0.62質量部であり、
前記泡化触媒の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して0.46〜0.82質量部であることを特徴とするポリウレタンフォーム。 - 前記TDI系イソシアネートが、2,4−トリレンジイソシアネート、及び/又は2,6−トリレンジイソシアネートを含む請求項1に記載のポリウレタンフォーム。
- 前記組成物における前記架橋剤の含有量が、前記ポリオール成分100質量部に対して3.5〜5.0質量部である請求項1又は2に記載のポリウレタンフォーム。
- 前記架橋剤の低分子ポリオールの官能基数が3〜6である請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリウレタンフォーム。
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