JP7545867B2 - ポリウレタンフォームとその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、コストが嵩む磁場発生装置などが不要であって、良好な熱伝導性を有するポリウレタンフォームの提供を目的とする。
また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、前記ポリエーテルポリオールと多塩基酸を反応させてポリエステル化したもの、あるいは1分子内にポリエーテルとポリエステルの両セグメントを有するものを挙げることができる。
希釈剤の配合量は、ポリオール100重量部に対して10~30重量部が好ましい。
炭化水素系の破泡剤としては、ポリブテン等のオイル類を挙げることができる。エステル系の破泡剤としては、ダイマー酸ジエステル等を挙げることができる。シリコーン系の破泡剤としては、シクロペンタシロキサン等を挙げることができる。
整泡剤としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができる。例えば、シリコーン系整泡剤、フッ素系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。整泡剤はポリウレタンフォーム原料を均一に混合する点で加えた方が好ましい。
着色剤としては、カーボン顔料等、ポリウレタンフォームの用途等に応じたものを使用できる。
難燃剤としては、リン系、ポリリン酸アンモニウム等の粉体難燃剤や、リン酸エステル系難燃剤等の液体難燃剤があり、何れか一方あるいは両方の併用であってもよい。
また、本発明のポリウレタンフォームは、熱伝導率(熱線法を用いて熱伝導率を測定する京都電子工業社製測定器 QTM500を使用し測定)が0.5W/m・K以上が好ましい。
また、金型温度は、希釈剤の沸点以上とし、64℃とした。
・触媒:品番;DABCO 33LSI、EVONIK社
・熱伝導性フィラーA:膨張黒鉛、平均粒子径300μm、品番;SYZR502FP、三洋貿易株式会社
・熱伝導性フィラーB:金属シリコン、平均粒子径20μm、品番;#200、キンセイマテック株式会社
・破泡剤:ダイマー酸ジエステル、品番;ADDITIVE T、日立化成株式会社
・発泡剤:水
・希釈剤A:ハイドロフルオロオレフィン(HFO)、沸点;19℃、品番;ソルスティス(登録商標)1233zd(E)、ハネウェル社
・希釈剤B:ハイドロフルオロオレフィン(HFO)、沸点;39℃、品番; CELEFIN1233Z、セントラル硝子社
・希釈剤C:パーフルオロカーボン(PFC)、沸点;56℃、品番;PF-5060、3M社
・可塑剤:アルキルスルフォン酸エステル、沸点;300℃、品番;メモザール、ランクセス社
・イソシアネート:プレポリマー系MDI、NCO%=27%、品番;M249、住化コベストロウレタン株式会社
なお、図1及び図2における重量固形分割合は、ポリウレタンフォーム原料中の熱伝導性フィラーの割合である。
密度(g/cm3)の測定は、JIS K 7222に基づいて行った。
熱伝導率(W/m・K)の測定は、熱線法を用いて熱伝導率を測定する測定器(QTM500、京都電子工業社製)を使用して行った。
熱伝導性の評価は、成形体の密度のバラツキを考慮し、熱伝導率を密度で除した値である、熱伝導率/密度[(W/m・K)/(g/cm3)]が、比較対象となる比較例の値と同等または上回る場合に「〇」、下回る場合に「×」とした。なお、比較対象は、検討する条件を揃えて比較した。
また、総合評価は、撹拌性評価が「〇」、成形性評価が「〇」、かつ熱伝導性評価が「〇」の場合に総合評価「〇」、撹拌性評価と成形性評価と熱伝導性評価のいずれか1つでも「×」の場合に総合評価「×」とした。
希釈剤A~Cが配合された実施例1~5、7は、20℃の粘度が29,000~200,000mPa・s、30℃の粘度が24,000~110,000であり、何れも低い値であったのに対し、希釈剤も可塑剤も配合されていない比較例1、9及び希釈剤に代えて可塑剤が配合された比較例3~5は、20℃の粘度が210,000~1,400,000mPa・s、30℃の粘度が130,000~1,800,000であり、実施例よりも高い値であった。このように、希釈剤A~Cを配合することによって、20℃及び30℃の粘度を低下させることができる。
実施例1、2、3は、希釈剤Aの配合量を10~30重量部の範囲で変化させた例である。また、実施例2’は、実施例2における破泡剤の配合量10重量部を0重量部にし、他を実施例2と同様にした例である。実施例1、2、3及び実施例2’の比較対象は、希釈剤A~C及び可塑剤の何れも配合されていない比較例1である。
実施例1、2、3及び実施例2’は、撹拌時間が8~13秒、撹拌不良「無」、撹拌性評価「〇」、成形性評価「〇」、密度が1.00~1.08g/cm3、熱伝導率/密度の値が0.97~1.00、熱伝導性の評価「〇」、総合評価「〇」であった。
なお、比較対象の比較例1は、撹拌時間が20秒、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」、密度が1.06g/cm3、熱伝導率/密度の値が0.97、総合評価「×」であった。
なお、比較対象の比較例1は、撹拌時間が20秒、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」、密度が1.06g/cm3、熱伝導率/密度の値が0.97、総合評価「×」であった。
実施例6は、撹拌時間が13秒、撹拌不良「無」、撹拌性評価「〇」、成形性評価「〇」、熱伝導率/密度の値が1.28、熱伝導性の評価「〇」、総合評価「〇」であった。
なお、比較対象の比較例6は、撹拌時間20秒、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」、熱伝導率/密度の値が1.24、総合評価「×」であった。
実施例7は、撹拌時間が12秒、撹拌不良「無」、密度が0.98g/cm3、熱伝導率/密度の値が1.07、撹拌性評価「〇」、成形性評価「〇」、熱伝導率/密度の値が1.07、熱伝導性の評価「〇」、総合評価「〇」であった。
なお、比較対象の比較例9は、撹拌時間25秒、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」、密度が1.03g/cm3、熱伝導率/密度の値が1.07、総合評価「×」であった。
比較例1は、撹拌時間が実施例1の13秒よりも長い20秒であり、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」、総合評価「×」であった。
比較例2は、比較例1と撹拌時間のみが異なる例である。比較対象は、比較例1である。
比較例2は、撹拌時間13秒、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」であり、撹拌性が悪かったために密度及び熱伝導性を測定できず、総合評価「×」であった。
比較例1及び比較例2のように、希釈剤Aの配合量を0重量部にすると、実施例1よりも長い撹拌時間が必要になった。
比較例3は、可塑剤の配合量が10.0重量部、撹拌時間15秒、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」、熱伝導率/密度の値が0.91、熱伝導性評価「×」、総合評価「×」であった。
比較例4は、可塑剤の配合量が20.0重量部、撹拌時間13秒、撹拌性評価「〇」、成形性評価「〇」、熱伝導率/密度の値が0.87、熱伝導性評価「×」、総合評価「×」であった。
比較例5は、可塑剤の配合量が30.0重量部、撹拌時間10秒、撹拌性評価「〇」、成形性評価「〇」、熱伝導率/密度の値が0.75、熱伝導性評価「×」、総合評価「×」であった。
比較例3~5では、可塑剤の配合量増加によって撹拌時間を短縮できるが、熱伝導率/密度の値が低く(悪く)なった。
比較例6は、撹拌時間20秒、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」、総合評価「×」であった。
比較例6は、希釈剤A及び可塑剤の何れも配合されていないため、撹拌時間を長くする必要があった。
比較例7は、撹拌時間20秒、撹拌性評価「×」、成形性評価「×」、熱伝導率は成形体に欠肉が存在して測定不可、総合評価「×」であった。
比較例7は、希釈剤A及び可塑剤の何れも配合されていないため、撹拌時間を長くしても成形性が悪くなった。
比較例8は、撹拌時間12秒、撹拌不良「有」、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」、熱伝導率は撹拌性悪く測定不可、総合評価「×」であった。
比較例8は、希釈剤A及び可塑剤の何れも配合されていないため、撹拌時間12秒では撹拌不良となった。
比較例9は、撹拌時間25秒、撹拌不良「無」、撹拌性評価「×」、成形性評価「〇」、熱伝導率/密度の値が1.07、総合評価「×」であった。比較例9は、撹拌時間を長くしたことにより、撹拌不良「無」になったが、撹拌時間が長いために撹拌性評価「×」、総合評価「×」であった。
比較例10は、撹拌性評価「〇」、破泡剤を含まず、かつ高密度のため成形品の内部にクラックが発生したため、成形性評価「×」、熱伝導性評価「×」、総合評価「×」であった。
なお、本発明は、前記の実施例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
Claims (7)
- ポリオール、イソシアネート、触媒、熱伝導性フィラー、希釈剤、破泡剤を含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォームであって、
前記熱伝導性フィラーは、鱗片状黒鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、ケイ素(金属シリコン)、窒化ホウ素のいずれかを含み、
前記熱伝導性フィラーの配合量は、ポリオール100重量部に対して50~400重量部であり、
前記希釈剤は、物理発泡剤であり、
前記破泡剤は、炭化水素系、エステル系、及びシリコーン系からなる群から選択される少なくとも1種の破泡剤であることを特徴とするポリウレタンフォーム。 - ポリオール、イソシアネート、触媒、熱伝導性フィラー、希釈剤を含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォームであって、
前記熱伝導性フィラーは、鱗片状黒鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、ケイ素(金属シリコン)、窒化ホウ素のいずれかを含み、
前記熱伝導性フィラーの配合量は、ポリオール100重量部に対して50~400重量部であり、
前記希釈剤は、物理発泡剤であり、
前記希釈剤の配合量は、ポリオール100重量部に対して20~30重量部であることを特徴とするポリウレタンフォーム。 - ポリオール、イソシアネート、触媒、熱伝導性フィラー、希釈剤、破泡剤を含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォームであって、
前記熱伝導性フィラーの配合量は、ポリオール100重量部に対して50~400重量部であり、
前記ポリオールは、ポリエーテルポリオールであり、
前記希釈剤は、物理発泡剤であり、
前記破泡剤は、炭化水素系、エステル系、及びシリコーン系からなる群から選択される少なくとも1種の破泡剤であることを特徴とするポリウレタンフォーム。 - ポリオール、イソシアネート、触媒、熱伝導性フィラー、希釈剤を含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォームであって、
前記熱伝導性フィラーの配合量は、ポリオール100重量部に対して50~400重量部であり、
前記ポリオールは、ポリエーテルポリオールであり、
前記希釈剤は、物理発泡剤であり、
前記希釈剤の配合量は、ポリオール100重量部に対して20~30重量部であることを特徴とするポリウレタンフォーム。 - ポリオール、イソシアネート、触媒、熱伝導性フィラー、希釈剤、破泡剤を含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォームであって、
前記熱伝導性フィラーの配合量は、ポリオール100重量部に対して50~400重量部であり、
前記破泡剤は、ポリブテン、ダイマー酸ジエステル、シクロペンタンシロキサンのいずれかを含み、
前記希釈剤は、物理発泡剤であり、
前記破泡剤は、炭化水素系、エステル系、及びシリコーン系からなる群から選択される少なくとも1種の破泡剤であることを特徴とするポリウレタンフォーム。 - 前記物理発泡剤の沸点が、10℃~80℃である、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のポリウレタンフォーム。
- 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のポリウレタンフォーム原料を用いるポリウレタンフォームの製造方法。
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