JPH01268710A - ポリウレタン弾性フオームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ポリウレタン弾性フオームの製造に関するも
のであり、特に高分子量のポリオールを用いることを特
徴とするものである。

［従来の技術］ ポリオールとポリイソシアネート化合物とを触媒、発泡
剤、整泡剤その他助剤の存在下に反応させてポリウレタ
ン弾性フオームを製造することは広く行なわれている。

上記ポリウレタン弾性フオ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が、主にはトリク
ロロフルオロメタン（Ｒ−１１）が使用されている。ま
た、通常Ｒ−１１とともにさらに水が併用される。さら
に、フロス法等で発泡を行う場合には、これらとともに
より低沸点の（常温常圧下で気体の）ジクロロジフルオ
ロメタン（Ｒ−１２）が併用されている。さらに他の比
較的低沸点の塩素化フッ素化炭化水素類が発泡剤として
使用することができるという提案は種々提出されている
が、上記Ｒ−１１とＲ−１２を除いてはいまだ広く使用
されるには至っていない、また、塩素化フッ素化炭化水
素系発泡剤の代りに塩化メチレンなどの他の低沸点ハロ
ゲン化炭化水素系発泡剤の使用も提案されている。

［発明の解決しようとする問題点］ 従来広く発泡剤として用いられてきた、トリクロロフル
オロメタン（Ｒ−１１）やジクロロジフルオロメタン（
Ｒ−１２）等の塩素化フッ素化炭化水素は分解されない
まま大気層上層のオゾン層にまで達してそこで紫外線等
の作用で分解され、その分解物がオゾン層を破壊するの
ではないかと考えられるようになつた０発泡剤として使
用される上記のような塩素化フッ素化炭化水素は、その
一部が大気中に漏出するため、その使用はオゾン層破壊
の原因の一部になるのではないかと危　されている。

このようなＲ−１１やＲ−１２に代え、よりオゾン層破
壊の恐れの少い発泡剤として１．１−ジクロロ−２，２
，２−）リフルオロエタン（Ｒ−１２３）等が開発され
ているが、製造コスト等の問題があり現在のところ代替
品として十分な役割りを果たしてはいない。

軟質ポリウレタンフォームを製造する際発泡剤として、
一般に水とＲ−１１が併用されている。

水だけで軟質ポリウレタンフォームを発泡すると、Ｒ−
１１を除いた分より多くの水を必要とし、フオーム中に
おける尿素結合の比率が上昇するため、硬度の大巾な上
昇１反発弾性の低下、伸び物性の低下等の物性上の問題
が生じ、これらの問題の解決が望まれている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされた下記の発
明を提供するものである。

ポリオールとポリイソシアネート化合物とを水系発泡剤
、整泡剤、触媒その他助剤の存在下反応させてポリウレ
タン弾性フオームを製造する方法において、ポリオール
として水酸基価９〜２８のポリオールを用いることを特
徴とするポリウレタン弾性フオームの製造方法。

本発明において使用されるポリオールは、通常のポリウ
レタン弾性フオームに用いられている原料に比べ高分子
量である為、水発泡で見られる一般的な問題点（硬度の
大巾な上昇、反発弾性の低下、伸び物性の低下）をおさ
えることができるものである。

ポリオールとしては、ポリエーテル系ポリオール、ポリ
エステル系ポリオール、水醸基含有ポリジエン系ポリマ
ー等の２〜８、特に２〜４個の水酸基を有するポリオー
ルがある。特にポリエーテル系ポリオールの１種類以上
のみからなるか、それを主成分としてポリエステル系や
水酸基含有ポリジエン系ポリマーなどの少量との併用が
好ましい、ポリエーテル系ポリオールとしては、多価ア
ルコール、糖類、アルカノールアミン、多価フェノール
類その他の開始剤に環状エーテル、特にプロピレンオキ
サイドやエチレンオキサイドを付加して得られるポリエ
ーテル系ポリオールが好ましい、これら、高分子量のポ
リオールあるいはポリオール混合物の水酸基価は９〜２
８であることが必要であり、特に１０〜２５が好ましい
、さらに、高分子量ポリオールとして付加重合系ポリマ
ーや縮重合系ポリマーなどの微粒子が分散したいわゆる
ポリマーポリオールを使用することもできる。このポリ
マーポリオールは、上記高分子量ポリオールと併用する
こともできる。ポリマーポリ・オールとしては、アクリ
ロニトリルやスチレンなどの単独あるいは共−重合体の
微粒子を３〜４０重量％含むポリエーテル系ポリオール
が好ましい、このポリマーポリオールあるいはそれと他
の高分子量ポリオールの混合物における水酸基価も９〜
２８であることが必要であり、特にｌＯ〜２５が好まし
い。

これら高分子量ポリオールにおいて、水酸基は１級水酸
基の割合の高い水酸基であることが好ましい、このよう
なポリオールとしては、末端にオキシエチレン基のブロ
ック鎖を有するポリエーテル系ポリオールが好ましい、
末端オキジエチレン基の含有割合は、ポリオールの分子
量に対して２〜２０重量％、特に５〜１５重量％が好ま
しい。

本発明において、上記低水酸基価（即ち、高分子量）の
ポリオールのみを（ただし水を除く）イソシアネート化
合物と反応させることができるが、さらに低分子量のイ
ソシアネート基と反応しうる多官能性化合物を高分子量
ポリオールとともに使用することができる。この多官能
性化合物は、水酸基、１級アミン基、あるいは、２級ア
ミノ基などのイソシアネート反応性基を２個以上有すイ
ソシアネート反応性基当りの分子量が６００以下、特に
３００以下の化合物が適当である。このような化合物と
しては通常架橋剤あるいは鎖伸長剤と呼ばれている化合
物を含む、このような化合物としては、たとえば多価ア
ルコール、アルカノールアミン、ポリアミン、および多
価アルコール、アルカノールアミン、糖類、ポリアミン
、モノアミン、多価フェノール類などに少量のアルキレ
ンオキサイドを付加して得られる低分子量のポリエーテ
ル系ポリオールがある。さらに、低分子量のポリエステ
ル系ポリオールなとも使用できる。好ましくは、エチレ
ングリコール、フロピレンゲリコール、１，４−ブタン
ジオール、グリセリンなどの多価アルコール、ジェタノ
ールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノール
アミン、および水酸基価が２００以上のポリエーテル系
ポリオールが用いられる。この多官能性化合物の使用量
は高分子量ポリオール１００重量部に対して約】０重量
部以下、特に５重量部以下が好ましい、使用量の下限は
特にないが、使用する場合、０．２重量部程度で充分に
有効である。

ポリイソシアネート化合物としては、イソシアネート基
を２以上有する芳香族系、脂環族系、あるいは脂肪族系
のポリイソシアネート、それら２種類以上の混合物、お
よびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネート
がある。具体的には、たとえば、トリレンジイソシアネ
ート、ジフェニルメタンジイソシアネート、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、インホロンジイソシ
アネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのポリ
イソシアネートやそれらのプレポリマー型変性体、ヌレ
ート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体など
がある。

ポリオールとポリイソシアネート化合物を反応させる際
、通常触媒の使用が必要とされる。

触媒としては、水酸基とイソシアネート基の反応を促進
させる有機スズ化合物などの金属化合物系触媒やトリエ
チレンジアミンなどの３級アミン触媒が使用される。ま
た、カルボン酸金属塩などのイソシアネート基同志を反
応させる多量化触媒が目的に応じて使用される。さらに
、良好な気泡を形成するための整泡剤も多くの場合使用
される。整泡剤としては、たとえばシリコーン系整泡剤
や含フツ素化合物系整泡剤等がある。その他、任意に使
用しうる配合剤としては、例えば充填剤、安定剤、着色
剤、難燃剤等がある。

前記のように、本発明においては発泡剤として水系発泡
剤が用いられる。水系発泡剤とは水そのもの、あるいは
含水物などの反応時に水を発生する化合物をいう、低沸
点ハロゲン化炭化水素、特にオゾン破壊のおそれの少い
低沸点ハロゲン化炭化水素を水系発泡剤とともに発泡剤
として併用することができる。しかし１本発明において
発泡剤として水系発泡剤のみを使用して良好なフオーム
を製造することができる。従って、低沸点ハロゲン化炭
化水素を実質的に用いることなく、水系発泡剤、特に水
のみを用いることが好ましい。

発泡剤として水系発泡剤を用いた場合、前記ポリイソシ
アネート化合物の一部が水と反応し、炭酸ガスを発生す
る。従って、ポリイソシアネート化合物の使用量は、高
分子量ポリオールや低分子量の多官能性化合物の合計に
さらに水系発泡剤を加えたものを基準とし、それら合計
の１ｈ量に対して０．８〜１．３当量用いることが好ま
しい、このポリイソシアネート化合物の当量数の１００
倍は通常（イソシアネート）インデックスと呼ばれてい
る。従って、ポリイソシアネート化合物のインデックス
は８Ｇ−１３０が好ましい。

以下実施例により、本発明を説明するが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではない。

［実施例］ 下記のポリオールを用いて本発明における発泡評価を行
った。

ポリオ−ルミ：グリセリンにプロピレンオキサイドを反
応させ、さらにエチレンオキサイドを反応させ、エチレ
ンオキサイドが全体の１２重量％を占める水酸基２４の
ポリエーテルポリオール。

ポリオールＣ：グリセリンにプロピレンオキサイドを反
応させ、さらにエチレンオキサイドを反応させ、エチレ
ンオキサイドが全体の１０重量％を占める水酸基価２１
のポリエーテルポリオール。

ポリオールＣ：グリセリンにプロピレンオキサイドを付
加させ、さらにエチレンオキサイドを付加させ、エチレ
ンオキサイドが全体の８重量％を占める水酸基価１４の
ポリエーテルポリオール。

実施例１ ポリオールａ　１００部（重量部二以下同様）水７部、
Ｄａｂｃｏ　３３ＬＶ　（日本エアプロダクツ酸）０．
３部、Ｎ−エチルモルホリン０．３部、シリコン整泡剤
Ｌ−５７４Ｏ５（日本二二カ製）２部、スタナスオクト
エ−）　（Ｔ−９）０．２部の混合物とトリＬ／７ジイ
ソシアネー）　７１．５部（Ｉｎｄｅｘｌｏｏ）を攪拌
後３５０°ｍｍＸ　１００ｍｍ’の金型（型温４０℃）
に注入し、１８０℃のオーブンで１２分間キュアーを行
った。できたフオームの２５％押し込み硬度ＩＢ、７ｋ
ｇ／３１４ｃｍ２　、反発弾性３５％、伸び１２４％で
あり、従来のホットモールドフオームと同等の性能を示
した。

実施例２ ポリオールｂ　１００部、ジェタノールアミン１部、ソ
ルビトールにプロピレンオキサイド及びエチレンオキサ
イドを付加した水酸基価４５０の架橋剤３部、水７部、
Ｄａｂｃｏ　３３ＬＶ　Ｏ，７部、カオライザ−Ｎｏ、
　１　（花王製）０．５部、シリコーン整泡剤５Ｆ−２
９８２（東しシリコーン製）１．５部の混合物とコロネ
ートＣ−１０２１（↑ＤＩ−８０／Ｃ−ＭＤ１１８０／
２０　、　　日本ポリウレタン製）　７３．１部（Ｉｎ
ｄｅｘ９５）を攪拌後自動車後部背もたれ用金型（型温
６０℃）に注入し、８０℃のオーブンで８分間キュアー
を行った。できたフオームは、金型内を完全に充填し、
表面のセル状態も重大な欠点は見られなかった。２５％
押し込み硬度は１５．１ｋｇ／３１４ｃｍ２、反発弾性
４８％、伸び８７％であり、従来の自動車用後部前もた
れ用低温キュアーフオームと同等の性能を示した。

実施例３ ポリオールＣ１００部、ジェタノールアミン１部、水４
．２部、　Ｄａｂｃａ　３３ＬＶ　０．８部、カオライ
ザーＮ０．１　　（１，４部、シリコーン整泡剤Ｌ−５
３０９（日本二二カ製）１部の混合物と軟質ボリウレタ
７７　＊　−ム用変性Ｘ口Ｉ（ＮＣＯ：２７％）　７２
．１部（Ｉｎｄｅｘ９５）を攪拌後実施例１と同じの金
型（型温６０℃）に注入し、室温で５分間キュアーを行
った。できたフオームの押し込み硬度２３．８ｋｇ／３
１４ｃ層２、反発弾性５５％、伸び９５％を示し、従来
のＭＤＩを使った低温キュアーフオームと同等の性能を
示した。

［発明の効果］ 以上、従来のポリウレタン弾性フオームに用いられてい
るポリオールより、高分子量のポリオールを用いること
により、Ｒ−１１のような低沸点ハロゲン化炭化水素を
発泡剤として用いることなく、水だけを発泡剤として用
いて従来と同等の物性のポリウレタン弾性フオームを製
造することが可能であることが、本発明により明らかに
なった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリオールとポリイソシアネート化合物とを水系発
   泡剤、整泡剤、触媒その他助剤の存在下反応させてポリ
   ウレタン弾性フォームを製造する方法において、ポリオ
   ールとして水酸基価９〜２８のポリオールを用いること
   を特徴とするポリウレタン弾性フォームの製造方法。 ２、発泡剤として、水のみを用いかつ低沸点ハロゲン化
   炭化水素を実質的に用いない、請求範囲１記載の方法。 ３、ポリオールとともに、イソシアネート基と反応しう
   るイソシアネート反応性基を２以上有するイソシアネー
   ト反応性基当りの分子量が６００以下の化合物を用いる
   、請求項１記載の方法。