JPH0138129B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0138129B2
JPH0138129B2 JP56081016A JP8101681A JPH0138129B2 JP H0138129 B2 JPH0138129 B2 JP H0138129B2 JP 56081016 A JP56081016 A JP 56081016A JP 8101681 A JP8101681 A JP 8101681A JP H0138129 B2 JPH0138129 B2 JP H0138129B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foam
polyurethane foam
mold
alkylene oxide
amine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56081016A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57195721A (en
Inventor
Yasuo Hyoshi
Susumu Tsujiku
Masao Goto
Ataru Yokono
Satsuji Naka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP56081016A priority Critical patent/JPS57195721A/en
Priority to US06/340,657 priority patent/US4444704A/en
Priority to DE19823202327 priority patent/DE3202327A1/en
Publication of JPS57195721A publication Critical patent/JPS57195721A/en
Publication of JPH0138129B2 publication Critical patent/JPH0138129B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、硬質表皮付きポリウレタンフオーム
の製造方法に関するものである。 イソシアネートと活性水素を有するポリエーテ
ル、発泡剤、触媒等を混合し、密閉型内で発泡硬
化して得られる表皮付きポリウレタンフオーム
は、断熱性、吸音性、強度が優れていることから
電機、電子部品用材料、建材として使用するのに
適している。近年、反応射出成形技術が発達し、
上記フオーム体の用途は増々拡大しつつある。し
かし、この気泡化されたウレタン生成物の工業的
利用を限定する一つの因子は、成形サイクルが長
いこと、特に脱型時間(組成物を型内に射出して
から、成形品を取り出すまでの時間)が長い点に
ある。すなわち、短時間で成形品を型から取出し
た場合に、表皮がはがれたり、フオームがふくれ
たり、表面に小さなボイドが発生したりするた
め、熱可塑性プラスチツクのインジエクシヨン成
形に比較して長時間型内に成形品を保持していな
くてはならない。 従来知られている脱型時間の短縮法としては、
触媒の配合量を増やしたり、活性の強い触媒を配
合したりする方法、液温を高くする方法がある
が、これらの場合、フオームの流動性が低下した
り、フオーム表面の性状が悪くなる欠点があつ
た。 また、従来材料の欠点として、成形時に発生す
るバリが型表面に残り易い点が挙げられる。バリ
が型内に残るとこのバリを除去するのに時間を要
し結果的に成形サイクルが長くなる。従来バリが
型内に残らなくすること、すなわち成形品につく
ようにするための決め手となる方法は見い出され
ていない。 本発明の目的は、上記従来技術の欠点をなく
し、成形時に発生するバリが型表面に残りにく
く、表面性状、流れ性に優れ、かつ短時間脱型が
可能な硬質表皮付きポリウレタンフオームをでき
るようにした表皮付きポリウレタンフオームの製
造方法を提供するにある。 本発明者は、硬質表皮付きポリウレタンフオー
ムをRIM技術を用いて製造する場合の条件であ
る。 (1) 型温 (2) 材料の反応性、特にポリオール成分、触媒と
発泡挙動、硬度の経時変化 (3) 樹脂組成ことにポリオールのOH価と得られ
たフオームの耐熱性 (4) 成形装置特に材料の混合方法 などを検討した結果、成形サイクルを短縮する方
法を見い出し本発明を得た。このうち本発明で最
も重要な点は、得られたフオーム表皮のガラス転
移点が100℃以上となるような組成物を用い、か
つ型温を55〜80℃とすることである。フオーム表
皮のガラス転移点は、フオーム表皮1〜2mmの動
的弾性率(振動波:正弦波、振動周波数:10Hz、
昇温速度:1.5℃/min)が急激に低下し始める
温度より求めることができる。硬質表皮付きポリ
ウレタンフオーム表皮の動的弾性率(E)は、第1図
に示す様になり、ガラス転移点は第1図における
Tgである。 次に本発明を達成するための具体的方法、限定
条件等をさらに詳しく述べる。 即ち硬質表皮付きポリウレタンフオームは、脂
肪族アミンにアルキレンオキシドを付加して得ら
れる式(1)で表わされる基を分子中に有する脂肪族
アミンポリオール20〜80wt%と、 芳香族アミンにアルキレンオキシドを付加して
得られる式(2)で表わされる基を分子中に有する芳
香族アミンから誘導されたポリオール80〜20wt
%よりなる平均OH価380〜760KOHmg/gのポ
リオール混合物と、 但しR,R′:Hまたはアルキル基 n:自然数 発泡剤と、一部または全部が分子内にヘテロ環
を有する三級アミンの塩である触媒とを必須成分
とするA液と、 4,4′―ジフエニルメタンジイソシアネート、
ポリフエニレンポリメチレンイソシアネートもし
くはカルボジイミド化ポリフエニレンポリメチレ
ンポリイソシアネートを必須成分とするB液とを
イソシアネートインデツクスで1.04〜1.30の範囲
で衝突混合し、この衝突混合された液を型温が55
〜80℃の密閉型内に射出し、この密閉型内で発泡
硬化させることで得られる。 全ポリオールの平均OH価を、380〜760KOH
mg/gとしたのは、380KOHmg/gより小さいと
ガラス転移点が100℃以下となり、脱型時にフオ
ームがふくれやすくなり、また760KOHmg/gよ
り大になるとバリが型表面に残りやすくなつてし
まうためである。型温を55〜80℃に規定するの
は、55℃より低いとバリが型表面に残りやすくな
り、80℃より高いとスキン層密度が低くなり結果
的に強度の強い成形品が得られなくなるためであ
る。 また、前記芳香族アミンにアルキレンオキシド
を付加して得られるポリオールの配合量を20〜
80wt%とするのは、20wt%以上配合すると脱型
時の硬度が高くなり、つき出しピンによる成形品
の破損がおこりにくくなるためであり、一方
80wt%を越え量配合すると組成物の粘度が高く
なり、衝突混合が十分行なえなくなるためであ
る。 なお、本発明の組成物ポリオールを主成分とす
るA液とポリイソシアネートを主成分とするB液
を混合してから、ゲル化するまでの時間がきわめ
て短かいため、フオームの成形物にあたつては、
反応射出成形機を用いて短時間で混合することが
必要である。従来の混合方法(低圧発泡機を用い
る混合方法)では、混合に長時間を要すること、
また混合効率が低いことから本発明の組成物を用
いても良好な表皮付きフオームは得られない。 本発明の組成物は、あくまでも硬質の表皮付き
フオームを製造する場合に特に有効なものであ
り、従来の均一のフオーム体、半硬質、軟質のフ
オーム体を製造する場合の経験からは本発明の意
図するところを推察することはできない。 以下本発明の表皮付き硬質ポリウレタンフオー
ムの製造方法について具体的に説明する。まず第
2図は本発明の製造方法を実施する液状反射出成
形装置を示す概略図である。この装置は原液を吐
出しない場合、原液タンク1,3に貯蔵されたポ
リオール、発泡剤、触媒を主成分とする原液A、
ポリイソシアネートを主成分とする原液Bが高圧
計量ポンプ6によりミキシングヘツド8に輸送さ
れた後、温調器11に接続された熱交換器5を経
由して原液タンク1,3にもどり、一方原液を吐
出する場合には、油圧ユニツト7によりミキシン
グヘツドが動作し衝突混合された原液がクランピ
ングユニツト9の間に置かれた密閉型10のキヤ
ビテイ20内に射出されるしくみになつている。 次に本発明の表皮付き硬質ポリウレタンフオー
ムの製造方法に用いられる組成物について具体的
に説明する。 本発明で使用する脂肪族アミンにアルキレンオ
キシドを付加して得られるポリオールには、モノ
エタノールアミン、トリエタノールアミン、エチ
レンジアミン、トリエチレンテトラミン、アンモ
ニア、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリ
アミン等のアルキレンオキシド付加物があり、ア
ルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド
(EO)、プロピレンオキシド(PO)、プチレンオ
キシド、エピクロルヒドリン等がある。上記ポリ
オールは、例えば脂肪族アミンに塩基性触媒下で
アルキレンオキシドと反応させることにより得る
ことができる。 本発明で使用する芳香族アミンにアルキレンオ
キシドを付加して得られるポリオールは、式(2)で
表わされる基を分子中に有するものである。 (R,R′:アルキル基、n:自然数) 具体的には、下記で示される4,4′―ジアミノ
ジフエニルメタンのアルキレンオキシド付加物で
ある。 上記のポリオールに、一般に知られているポリ
エーテルポリオール、ポリエステルポリオールが
ある。これらの具体例としては、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、
ジグリセリン、ソルビトール、シヨ糖、ジアミノ
ジフエニルメタン、トリレンジアミン、キシリレ
ンジアミン、フエノール等にアルキレンオキシド
を付加して得られるポリオールを本発明がそこな
わない範囲で混合してもよく、J.H.Saundera,
K.C.Frish著「Polyurethanes Chemistry and
Technology,Part Chemistry,Part
Technology」Robert E.Krieger Publishing
Company,Huntington,NeW York1978,
David staly著「Andlytical Chemistry of the
Polyurethanes、Polyurethanes:Part」
Robert E.Krieger Publishing Compny,
Huntington,New York 1979、岩田敬治著「プ
ラスチツク材料講座(2)ポリウレタン樹脂」日刊工
業新聞社1975に記載されているポリオールを本発
明をそこなわない範囲で混合してもよい。 本発明で使用できるイソシアネートには、アニ
リンとホルムアルデヒドの反応生成物にホスゲン
を反応させて得られるMDI(4,4′―ジフエニル
メタンジイソシアネート)があるが、MDI単品
のみならず、これに類似したイソシアネート、す
なわち下記式(3)に示されたポリフエニレンポリメ
チレンポリイソシアネートもしくはカ ルボシイミド化MDIも使用できる。このうち特
に、ウレタンフオーム業会でMDIおよびその類
似物である上記式(3)で示されるポリメチレンポリ
フエニレンポリイソシアネートを含む)と称され
ている化合物、カルボジイミド化MDIが有効で
ある。 本発明で使用する素材のうちで最も重要なもの
の1つである触媒の具体例を以下に示す。分子内
にヘテロ環をもつた三級アミンとしては、トリエ
チレンジアミン、DBU〔1,8―ジアザ―ビシク
ロ(5,4,0)ウンデセ―7〕、イミダゾール
化合物等があり、これらは窒素を有した環構造を
とることにより、窒素の不対電子の向きがある程
度固定されているという特徴を有する。本発明で
使用する触媒は、これらの塩であり、これらは、
酢酸、ギ酸、シユウ酸、プロピオン酸、リン酸、
2―エチルヘキサン酸等の弱酸、硝酸、塩酸等の
強酸、フエノール、クレゾール等フエノール性水
酸基を有した化合物を加えることにより得られ
る。なお、分子内にヘテロ環をもつた三級アミン
と組み合わせる酸は、ルイス酸、ブレシユテツド
酸全般を含むものである。上記三級アミンは単独
で使用することもできるが、従来知られている下
記の触媒作用のある化合物もこれらと併用して使
用することもできる。 この具体例としては、トリエチレンジアミン、
ジメチルエタノールアミン、モルホリン化合物、
ピペリジン化合物、スズのエステル類等であり、
その他の例は前述の文献に記載されている。 整泡剤としては、ポリジメチルシロキサンのオ
キシアルキレン共重合体全般、フツ素系の界面活
性剤全般がある。 また発泡剤としては、水の他トリクロロフルオ
ロメタン、メチレンクロライドをはじめとする低
沸点有機液状化合物、アゾビスイソブチロニトリ
ル等の分解して窒素ガスを発生する化合物等があ
る。この配合量を変化させることにより、密度の
異なるフオームが得られる。このうち特に低沸点
(0〜60℃)のハロゲン化炭化水素は堅牢な表皮
が得られやすい性質を有することから本発明にお
いて特に重要な化合物である。その他本発明に使
用できる素材としては、充てん剤、顔料、染料、
難燃化剤、紫外線吸収剤等があり、これらについ
ても前述の文献に記載されている内容を含んでい
る。これらの素材はポリオール中またはポリイソ
シアネート中に配合することもできるし、別成分
として衝突混合させることもできる。次に本発明
の組成物を用いたときに生じるきわだつた特長を
以下に示す。 第3図は、自由発泡させた場合のフオームの発
泡挙動を示したものであり、第4図は、フオーム
表面の硬度(シヨアD)の経時変化を示したもの
である。21,23は本発明の組成物を用いた場
合、22,24は従来材料を用いた場合の測定結
果である。この場合の自由発泡密度は両者の組成
間で差異はない。本発明の組成物を用いた場合の
特長は、フオームが発泡し始めるまでの時間(フ
オームが立ち上がり始めるまでの時間)〔CT(ク
リームタイム)と称する〕が長いにもかかわら
ず、フオームの発泡が完了するまでの時間〔RT
(ライズタイム)と称する〕が短かいこと、すな
わちRT/CTが大であること、またフオーム表
面の硬度の向上速度が小であることであり、これ
らのことが表皮付きフオームを製造した場合に、
脱型可能時間が短かく、表面性状のすぐれたフオ
ームが得られる理由であると考えられる。 以下密閉型に組成物を混合射出した場合の具体
例を示す。 以下で述べる内容はことわりのない限り、第1
表に示した装置、条件、試験方法で実施した場合
の例である。またフオーム組成物の配合割合を示
した数値の単位は重量部である。 (実施例 1) 第2表の実施例No.1の組成を用いて第1表に示
した設備、条件で表皮付き硬質ポリウレタンフオ
ームを製造したところ、第3表の実施例No.1の欄
に示したように諸特性に優れたフオームが短時間
で得られた。 すなわちエチレンジアミンのPO(プロピレンオ
キシド)付加物(OH価:540KOHmg/g)40重
量部、4,4―ジアミノジフエニルメタンのPO
付加物(OH価:430KOHmg/g)30重量部、グ
リセリンのPO付加物(OH価:513KOHmg/g)
30重量部、ポリジメチルシロキサンのオキシアル
キレン付加物1.0重量部、トリクロロモノフルオ
ロメタン25重量部、DBU〔1,8―ジアザビシク
ロ(5,4,0)ウンデセン―7〕のフエノール
塩3.0重量部を良く混合して得られたA液と、ク
ルードMDI(NCO含有率:30.5wt%)133重量部
からなるB液を配合比(B液/A液、重量比)
1.16で高圧発泡機(RIM機)を用いて衝突混合
し、平均密度0.35g/cm3の表皮付き硬質ポリウレ
タンフオームを成形した。この組成物の全ポリオ
ールの平均OH価は524.9KOHmg/g、反応性
(RT/CT)は3.4、型温は55℃である。脱型時間
2分15秒の場合、フクレ、クラツク、表面剥離の
ないフオームが得られ、2分45秒以上であれば特
に表面光沢のあるフオームが得られた。 AB液を混合してから3分15秒後に測定したフ
オームの表面硬度(シヨアD)は56と高い値を示
した。フオームを24時間室温で放置した後、測定
したガラス転移点、曲げ強さ、曲げ弾性率はそれ
ぞれ113℃,195Kg/cm2、72×102Kg/cm2と高い値
を示した。また2分30秒で脱型したときのバリの
状況は、バリが大部分成形品(フオーム)に付い
ており、型表面にほとんど残らず、型掃除がきわ
めて容易であつた。 (実施例 2〜15) 実施例1と同様の手法で第2表の実施例No.2〜
15の組成を用いて第1表に示した設備、条件で表
皮付き硬質ポリウレタンフオームを製造したとこ
ろ、第3表の実施例2〜15に示したように、諸特
性に優れたフオームが短時間で得られた。すなわ
ちこれらの組成物は、RT/CTが小であり、短
時間で脱型した場合にもフオームの破壊、フクレ
がなく表面光沢があつた。また3分15秒後に測定
した硬度は高い値を示した。さらにガラス転移
点、曲げ強さ、曲げ弾性率とも良好な値を示し
た。 さらに2分30秒で脱型したときのバリの状況
は、バリが大部分成形品(フオーム)に付いてお
り、型表面にはほとんど残らず、型掃除がきわめ
て容易であつた。 (実施例 16,17,18) 第4表の実施例No.16,17,18の組成を用いて第
1表で示した設備、条件で表皮付き硬質ポリウレ
タンフオームを製造したところ、第5表の特性そ
の他の欄に示したように諸特性に優れたフオーム
が短時間で得られた。すなわち、この組成物は、
RT/CTが小であり、型温を60,70,80℃にし
た場合それぞれ2分、1分45秒、1分45秒で脱型
した場合にもフオームの破壊、フクレがなく光面
光沢があつた。また3分15秒後に測定した硬度は
高い値を示し、フオームの密度均一性は良好であ
つた。さらにガラス転移点、曲げ強さ、曲げ弾性
率ともに良好な値を示した。また短時間で脱型し
た場合にも第5表に示した様にバリが型表面に残
りにくい性質をもつていた。 (実施例 19,20) 第4表の実施例19,20の組成を用いて実施例16
と同様の方法で、(但し型温は実施例19,20それ
ぞれ70,80℃とした)表皮付き硬質ポリウレタン
フオームを製造したところ、第4表の特性その欄
に示したように諸特性に優れたフオームが短時間
で得られた。またこれらの組成は、第5表に示し
たように短時間で脱型した場合にもバリが型表面
に残りにくい性質をもつていた。 (比較例 1〜5) 第5表の比較例No.1〜5の組成を用いて、実施
例1と同一の方法すなわち、第1表に示した設
備、条件で表皮付きフオームを製造した。型温は
48℃とした。得られたフオームの特性を第1表の
測定法に基づいて評価した結果、第6表に示した
値、特性を示した。ガラス転移点、曲げ強さ、曲
げ弾性率に関しては、実施例とほぼ同等の値を示
したが、3分で脱型した場合に、比較例1,3,
4,5はフオームにフクレが生じたかまたは表面
光沢がなかつた。比較例2は表面にボイドがみら
れた。さらに3分15秒後に測定した硬度は実施例
に比較して低い値しか示さななつた。反応性
(RT/CT)はその値が大であつた。また2分30
秒で脱型したときのバリの状況は、型表面にバリ
がかなり残り、型掃除に手間がかかつた。 (比較例 6,7) 表7の比較例No.6,7の組成を用いて、実施例
23と同様の方法でフオームを成形した。但し型温
は比較例6,7それぞれ48℃,85℃とした。得ら
れたフオームの特性は表8の特性その他の欄に示
したようであつた。すなわち比較例6は実施例23
に比較してバリが型表面に残りやすい欠点があつ
た。また比較例7は実施例23に比較して短時間脱
型した場合にフオームにフクレまたはクラツクが
発生する欠点がありさらに強度の弱いフオームし
か得られなかつた。 (比較例 8,9) 表7の比較例8,9の組成を用いて、実施例16
と同様の方法でフオームを成形した。得られたフ
オームの特性は表8の特性その他の欄に示したよ
うであつた。すなわち比較例8,9は短時間で脱
型した場合にフオームがフクレたりクラツクが発
生したり表面の剥離が発生する欠点があつた。さ
らに比較例9はバリが型表面に残りやすい欠点が
あつた。
The present invention relates to a method for manufacturing polyurethane foam with a hard skin. Polyurethane foam with a skin, which is obtained by mixing isocyanate, polyether containing active hydrogen, a blowing agent, a catalyst, etc., and then foaming and curing in a closed mold, is used in electrical and electronic equipment because of its excellent heat insulation, sound absorption, and strength. Suitable for use as parts materials and building materials. In recent years, reaction injection molding technology has developed,
The uses of the above-mentioned foam bodies are increasingly expanding. However, one factor limiting the industrial use of this aerated urethane product is the long molding cycle, especially the demolding time (from injecting the composition into the mold to ejecting the molded part). time) is long. In other words, when a molded product is removed from the mold in a short period of time, the skin may peel off, the foam may swell, or small voids may occur on the surface. The molded product must be kept in place. Conventionally known methods for shortening demolding time include:
There are methods such as increasing the amount of catalyst blended, blending a highly active catalyst, and increasing the liquid temperature, but these methods have the disadvantage that the fluidity of the foam decreases and the properties of the foam surface deteriorate. It was hot. Another disadvantage of conventional materials is that burrs generated during molding tend to remain on the mold surface. If burrs remain in the mold, it takes time to remove them, resulting in a longer molding cycle. Conventionally, no decisive method has been found to prevent burrs from remaining in the mold, that is, to prevent burrs from being attached to the molded product. The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to produce a polyurethane foam with a hard skin that prevents burrs generated during molding from remaining on the mold surface, has excellent surface properties and flowability, and can be demolded in a short time. The present invention provides a method for producing a polyurethane foam with a skin. The inventors have provided the following conditions when producing a hard-skinned polyurethane foam using RIM technology. (1) Mold temperature (2) Reactivity of the material, especially the polyol component, catalyst and foaming behavior, changes in hardness over time (3) Resin composition, especially the OH value of the polyol and the heat resistance of the resulting foam (4) Molding equipment In particular, as a result of examining methods of mixing materials, etc., a method for shortening the molding cycle was discovered and the present invention was achieved. Among these, the most important point in the present invention is to use a composition such that the glass transition point of the obtained foam skin is 100°C or higher, and to set the mold temperature to 55 to 80°C. The glass transition point of the foam skin is determined by the dynamic elastic modulus of the foam skin 1 to 2 mm (vibration wave: sine wave, vibration frequency: 10Hz,
It can be determined from the temperature at which the temperature rise rate (temperature increase rate: 1.5℃/min) starts to decrease rapidly. The dynamic elastic modulus (E) of the polyurethane foam skin with a hard skin is as shown in FIG. 1, and the glass transition point is Tg in FIG. Next, specific methods, limiting conditions, etc. for achieving the present invention will be described in more detail. That is, the polyurethane foam with a hard skin contains 20 to 80 wt% of an aliphatic amine polyol having a group represented by formula (1) in the molecule obtained by adding an alkylene oxide to an aliphatic amine; 80-20wt polyol derived from aromatic amine having a group represented by formula (2) in the molecule obtained by adding alkylene oxide to aromatic amine
% polyol mixture with an average OH value of 380 to 760 KOHmg/g, However, R, R': H or an alkyl group, n: a natural number, and Liquid A, which contains as essential components a blowing agent and a catalyst which is a salt of a tertiary amine, part or all of which has a heterocycle in the molecule, 4,4 ′-diphenylmethane diisocyanate,
B liquid containing polyphenylene polymethylene isocyanate or carbodiimidated polyphenylene polymethylene polyisocyanate as an essential component is impact-mixed at an isocyanate index in the range of 1.04 to 1.30, and this collision-mixed liquid is heated to a mold temperature of 55
It is obtained by injecting into a closed mold at ~80°C and foaming and curing in this closed mold. The average OH number of all polyols is 380-760KOH.
mg/g is used because if it is less than 380KOHmg/g, the glass transition point will be below 100℃, and the foam will easily swell during demolding, and if it is more than 760KOHmg/g, burrs will tend to remain on the mold surface. It's for a reason. The reason why the mold temperature is set at 55 to 80°C is that if it is lower than 55°C, burrs tend to remain on the mold surface, and if it is higher than 80°C, the skin layer density will be low and as a result, it will not be possible to obtain a strong molded product. It's for a reason. In addition, the amount of polyol obtained by adding alkylene oxide to the aromatic amine is 20 to 20%.
The reason why it is set at 80wt% is that if it is mixed at 20wt% or more, the hardness during demolding will be high and the molded product will be less likely to be damaged by the protruding pins.
This is because if the amount exceeds 80 wt%, the viscosity of the composition increases, making it impossible to perform sufficient impact mixing. In addition, since the time from mixing the composition of the present invention, liquid A, which contains a polyol as a main component, and liquid B, which contains a polyisocyanate as a main component, to gelation is extremely short, it is difficult to form a foam product. Well,
It is necessary to mix in a short time using a reaction injection molding machine. The conventional mixing method (mixing method using a low-pressure foaming machine) takes a long time to mix;
Further, since the mixing efficiency is low, even if the composition of the present invention is used, a good skinned foam cannot be obtained. The composition of the present invention is particularly effective when producing a hard foam with a skin, and from experience in producing conventional uniform foam bodies, semi-rigid foam bodies, and soft foam bodies, the composition of the present invention is effective. It is not possible to guess what the intention is. The method for manufacturing the hard polyurethane foam with skin of the present invention will be specifically explained below. First, FIG. 2 is a schematic diagram showing a liquid reflection molding apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention. When this device does not discharge stock solution, stock solution A containing polyol, blowing agent, and catalyst as main components stored in stock solution tanks 1 and 3,
After the stock solution B containing polyisocyanate as its main component is transported to the mixing head 8 by the high-pressure metering pump 6, it returns to the stock solution tanks 1 and 3 via the heat exchanger 5 connected to the temperature controller 11. When discharging, the mixing head is operated by the hydraulic unit 7, and the colliding and mixed stock solution is injected into the cavity 20 of the closed mold 10 placed between the clamping units 9. Next, the composition used in the method for manufacturing a skinned rigid polyurethane foam of the present invention will be specifically explained. Polyols obtained by adding alkylene oxide to aliphatic amines used in the present invention include alkylene oxide adducts such as monoethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, triethylenetetramine, ammonia, hexamethylenediamine, and diethylenetriamine. Examples of alkylene oxides include ethylene oxide (EO), propylene oxide (PO), butylene oxide, and epichlorohydrin. The above polyol can be obtained, for example, by reacting an aliphatic amine with an alkylene oxide under a basic catalyst. The polyol obtained by adding an alkylene oxide to an aromatic amine used in the present invention has a group represented by formula (2) in its molecule. (R, R': alkyl group, n: natural number) Specifically, it is an alkylene oxide adduct of 4,4'-diaminodiphenylmethane shown below. The above-mentioned polyols include commonly known polyether polyols and polyester polyols. Specific examples of these include glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol,
Polyols obtained by adding alkylene oxide to diglycerin, sorbitol, sucrose, diaminodiphenylmethane, tolylene diamine, xylylene diamine, phenol, etc. may be mixed as long as the present invention is not impaired.
“Polyurethanes Chemistry and
Technology,Part Chemistry,Part
Technology” Robert E. Krieger Publishing
Company, Huntington, New York1978,
Andlytical Chemistry of the by David Staly
Polyurethanes, Polyurethanes: Part”
Robert E. Krieger Publishing Company,
Huntington, New York 1979, and polyols described in "Plastic Materials Course (2) Polyurethane Resins" by Keiji Iwata, Nikkan Kogyo Shimbun, 1975 may be mixed within the range that does not impair the present invention. Isocyanates that can be used in the present invention include MDI (4,4'-diphenylmethane diisocyanate), which is obtained by reacting the reaction product of aniline and formaldehyde with phosgene. Isocyanate, that is, polyphenylene polymethylene polyisocyanate or carbon shown in formula (3) below. Ruboshiimidated MDI can also be used. Among these, carbodiimidized MDI, which is referred to by the Urethane Foam Industry Association as MDI and its analogues (including polymethylene polyphenylene polyisocyanate represented by the above formula (3)), is particularly effective. Specific examples of the catalyst, which is one of the most important materials used in the present invention, are shown below. Examples of tertiary amines with a heterocycle in the molecule include triethylenediamine, DBU [1,8-diaza-bicyclo(5,4,0)undec-7], and imidazole compounds, which contain nitrogen. Due to the ring structure, the direction of the unpaired electrons of nitrogen is fixed to some extent. The catalysts used in the present invention are these salts, which are
Acetic acid, formic acid, oxalic acid, propionic acid, phosphoric acid,
It can be obtained by adding a weak acid such as 2-ethylhexanoic acid, a strong acid such as nitric acid or hydrochloric acid, or a compound having a phenolic hydroxyl group such as phenol or cresol. In addition, the acids to be combined with the tertiary amine having a heterocycle in the molecule include Lewis acids and Breschewted acids in general. The above-mentioned tertiary amine can be used alone, but the following conventionally known catalytic compounds can also be used in combination with these. Specific examples include triethylenediamine,
dimethylethanolamine, morpholine compound,
Piperidine compounds, tin esters, etc.
Other examples are described in the aforementioned literature. Foam stabilizers include oxyalkylene copolymers of polydimethylsiloxane in general and fluorine-based surfactants in general. In addition to water, blowing agents include low-boiling organic liquid compounds such as trichlorofluoromethane and methylene chloride, and compounds that decompose to generate nitrogen gas such as azobisisobutyronitrile. By changing this amount, foams with different densities can be obtained. Among these, halogenated hydrocarbons having a particularly low boiling point (0 to 60°C) are particularly important compounds in the present invention because they have the property of easily forming a tough skin. Other materials that can be used in the present invention include fillers, pigments, dyes,
There are flame retardants, ultraviolet absorbers, etc., and these also include the contents described in the above-mentioned literature. These materials can be blended into the polyol or polyisocyanate, or can be impact-mixed as separate components. Next, the outstanding features that occur when the composition of the present invention is used are shown below. FIG. 3 shows the foaming behavior of the foam in the case of free foaming, and FIG. 4 shows the change over time in the hardness (Shore D) of the foam surface. 21 and 23 are the measurement results when using the composition of the present invention, and 22 and 24 are the measurement results when using the conventional material. In this case, there is no difference in free foam density between the two compositions. The feature of using the composition of the present invention is that although the time until the foam starts to foam (the time until the foam starts to rise) [referred to as CT (cream time)] is long, the foam does not foam. Time to complete [RT
(referred to as rise time) is short, that is, RT/CT is large, and the rate of increase in hardness of the foam surface is slow. ,
This is thought to be the reason why the demolding time is short and a foam with excellent surface properties can be obtained. A specific example of the case where the composition is mixed and injected into a closed mold will be shown below. Unless otherwise specified, the content described below is based on the first
This is an example of the test performed using the equipment, conditions, and test method shown in the table. Further, the unit of the numerical value showing the blending ratio of the foam composition is parts by weight. (Example 1) A hard polyurethane foam with a skin was manufactured using the composition of Example No. 1 in Table 2 under the equipment and conditions shown in Table 1. As shown in Figure 2, a foam with excellent properties was obtained in a short time. Namely, 40 parts by weight of PO (propylene oxide) adduct of ethylenediamine (OH value: 540KOHmg/g), PO of 4,4-diaminodiphenylmethane
30 parts by weight of adduct (OH value: 430KOHmg/g), PO adduct of glycerin (OH value: 513KOHmg/g)
30 parts by weight, 1.0 parts by weight of oxyalkylene adduct of polydimethylsiloxane, 25 parts by weight of trichloromonofluoromethane, and 3.0 parts by weight of phenol salt of DBU [1,8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-7]. Blending ratio of liquid A obtained by mixing and liquid B consisting of 133 parts by weight of crude MDI (NCO content: 30.5 wt%) (liquid B/liquid A, weight ratio)
Collision mixing was carried out using a high pressure foaming machine (RIM machine) at 1.16 to form a rigid polyurethane foam with a skin having an average density of 0.35 g/cm 3 . The average OH number of all polyols in this composition is 524.9 KOHmg/g, the reactivity (RT/CT) is 3.4, and the mold temperature is 55°C. When the demolding time was 2 minutes and 15 seconds, a foam with no blisters, cracks, or surface peeling was obtained, and when the demolding time was 2 minutes and 45 seconds or more, a foam with a particularly glossy surface was obtained. The surface hardness (Shor D) of the foam measured 3 minutes and 15 seconds after mixing the AB liquid showed a high value of 56. After the foam was left at room temperature for 24 hours, the measured glass transition point, bending strength, and bending modulus were as high as 113° C., 195 Kg/cm 2 , and 72×10 2 Kg/cm 2 , respectively. Furthermore, when the mold was removed in 2 minutes and 30 seconds, most of the burrs were attached to the molded product (form), and very little remained on the mold surface, making the mold extremely easy to clean. (Examples 2 to 15) Using the same method as Example 1, Example Nos. 2 to 15 in Table 2 were prepared.
When a rigid polyurethane foam with a skin was manufactured using the composition No. 15 under the equipment and conditions shown in Table 1, as shown in Examples 2 to 15 in Table 3, the foam with excellent properties could be produced in a short period of time. Obtained with. That is, these compositions had a low RT/CT, and even when demolded in a short time, there was no foam breakage or blistering, and the surface was glossy. Moreover, the hardness measured after 3 minutes and 15 seconds showed a high value. Furthermore, the glass transition point, bending strength, and bending modulus of elasticity all showed good values. Further, when the mold was removed in 2 minutes and 30 seconds, most of the burrs were attached to the molded product (form), with almost no burrs remaining on the mold surface, and the mold was extremely easy to clean. (Examples 16, 17, 18) Rigid polyurethane foam with a skin was manufactured using the compositions of Example Nos. 16, 17, and 18 in Table 4 under the equipment and conditions shown in Table 1. As shown in the Properties and Other column, a foam with excellent properties was obtained in a short time. That is, this composition:
RT/CT is small, and even when the mold temperature is set to 60, 70, and 80℃ and the mold is demolded in 2 minutes, 1 minute 45 seconds, and 1 minute 45 seconds, there is no foam destruction or blistering, and the surface is shiny. It was hot. Further, the hardness measured after 3 minutes and 15 seconds showed a high value, and the density uniformity of the foam was good. Furthermore, the glass transition point, bending strength, and bending elastic modulus all showed good values. Furthermore, even when demolded in a short time, as shown in Table 5, burrs were less likely to remain on the mold surface. (Example 19, 20) Example 16 using the compositions of Examples 19 and 20 in Table 4
When a rigid polyurethane foam with a skin was manufactured in the same manner as in Example 19 and 20 (the mold temperature was 70 and 80°C, respectively), it had excellent properties as shown in the properties column of Table 4. A suitable form was obtained in a short time. Furthermore, as shown in Table 5, these compositions had the property that burrs were less likely to remain on the mold surface even when demolded in a short time. (Comparative Examples 1 to 5) Using the compositions of Comparative Examples Nos. 1 to 5 in Table 5, skinned foams were manufactured in the same manner as in Example 1, ie, using the equipment and conditions shown in Table 1. The mold temperature is
The temperature was 48℃. The properties of the obtained foam were evaluated based on the measurement method shown in Table 1, and the results showed the values and properties shown in Table 6. Regarding the glass transition point, bending strength, and bending modulus, the values were almost the same as those of the examples, but when demolded in 3 minutes, comparative examples 1, 3,
Nos. 4 and 5 had blisters on the foam or lacked surface gloss. In Comparative Example 2, voids were observed on the surface. Furthermore, the hardness measured after 3 minutes and 15 seconds showed only a lower value compared to the example. The value of reactivity (RT/CT) was large. Another 2 minutes 30
When the mold was demolded in seconds, there were a lot of burrs left on the surface of the mold, and it took a lot of effort to clean the mold. (Comparative Examples 6 and 7) Using the compositions of Comparative Examples No. 6 and 7 in Table 7, Example
A foam was molded in the same manner as 23. However, the mold temperatures were 48°C and 85°C in Comparative Examples 6 and 7, respectively. The properties of the obtained foam were as shown in the Properties and Others column of Table 8. In other words, Comparative Example 6 is Example 23
The disadvantage was that burrs were more likely to remain on the mold surface compared to . Furthermore, Comparative Example 7 had the disadvantage that blisters or cracks occurred in the foam when demolded for a short time compared to Example 23, and only a foam with weaker strength was obtained. (Comparative Examples 8 and 9) Using the compositions of Comparative Examples 8 and 9 in Table 7, Example 16
The foam was molded in the same manner. The properties of the obtained foam were as shown in the Properties and Others column of Table 8. That is, Comparative Examples 8 and 9 had drawbacks such as blistering of the foam, cracking, and peeling of the surface when demolded in a short time. Furthermore, Comparative Example 9 had the disadvantage that burrs tended to remain on the mold surface.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 * :プロピレンオキシド


** :エチレンオキシド


*** :1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−


****:4,4−ジフエニルメタンジイソシアネート
:化学式

[Table] *: Propylene oxide


**: Ethylene oxide


*** :1,8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-
7

****: 4,4-diphenylmethane diisocyanate: Chemical formula

【表】【table】

【表】 * 〓◎ フクレ、クラツク、表皮の剥離等がなく
表面光沢があり良好
[Table] * 〓◎ The surface is glossy and good with no blisters, cracks, or peeling of the epidermis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 脂肪族アミンにアルキレンオキシドを付加し
て得られる式(1)で表わされる基を分子中に有する
脂肪族アミンから誘導されたポリオール20〜
80wt%と、 芳香族アミンにアルキレンオキシドを付加して
得られる式(2)で表わされる基を分子中に有する芳
香族アミンから誘導されたポリオール80〜20wt
%よりなる平均OH価380〜760KOHmg/gのポ
リオール混合物と、発泡剤と、一部または全部が 但しR,R′:Hまたはアルキル基 n:自然数 分子内にヘテロ環を有する三級アミンの塩であ
る触媒とを必須成分とするA液と、4,4′―ジフ
エニルメタンジイソシアネート、ポリフエニレン
ポリメチレンイソシアネートもしくはカルボジイ
ミド化ポリフエニレンポリメチレンポリイソシア
ネートを必須成分とするB液とをイソシアネート
インデツクスで1.04〜1.30の範囲に衝突混合し、
この衝突混合された液を型温が55〜80℃の密閉型
内に射出し、この密閉型内で発泡硬化して表皮付
きポリウレタンフオームを製造することを特徴と
する硬質表皮付きポリウレタンフオームの製造方
法。 2 前記脂肪族アミンから誘導されたポリオール
が、モノエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミ
ン、アンモニア、ヘキサメチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン等のアルキレンオキシド付加物
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の表皮付きポリウレタンフオームの製造方法。 3 前記芳香族アミンから誘導されたポリオール
が、4,4′―ジアミノジフエニルメタンのアルキ
レンオキシド付加物であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の表皮付きポリウレタンフ
オームの製造方法。 4 前記発泡剤が、水、トリクロロフルオロメタ
ン、メチレンクロライドもしくはアゾビスイソブ
チロニトリルであることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の表皮付きポリウレタンフオーム
の製造方法。 5 前記ヘテロ環を有する三級アミンの塩が、ト
リエチレンジアミン、DBU〔1,8―ジアザ―ビ
シクロ(5,4,0)ウンデセ―7〕もしくはイ
ミダゾール化合物の塩であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の表皮付きポリウレタン
フオームの製造方法。
[Claims] 1. A polyol derived from an aliphatic amine having a group represented by formula (1) in the molecule obtained by adding an alkylene oxide to an aliphatic amine.
80wt% and 80-20wt polyol derived from aromatic amine having a group represented by formula (2) in the molecule obtained by adding alkylene oxide to aromatic amine
A polyol mixture with an average OH value of 380 to 760 KOHmg/g consisting of However, R, R': H or an alkyl group, n: a natural number, A liquid whose essential component is a catalyst which is a salt of a tertiary amine having a heterocycle in the molecule, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and polyphenylene. Collision mixing with liquid B containing nylene polymethylene isocyanate or carbodiimidated polyphenylene polymethylene polyisocyanate as an essential component to an isocyanate index in the range of 1.04 to 1.30,
Production of a polyurethane foam with a hard skin, characterized by injecting this collision-mixed liquid into a closed mold with a mold temperature of 55 to 80°C, and foaming and curing within this closed mold to produce a polyurethane foam with a skin. Method. 2. Claims characterized in that the polyol derived from the aliphatic amine is an alkylene oxide adduct such as monoethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, triethylenetetramine, ammonia, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, etc. 2. A method for producing a skinned polyurethane foam according to item 1. 3. The method for producing a skinned polyurethane foam according to claim 1, wherein the polyol derived from the aromatic amine is an alkylene oxide adduct of 4,4'-diaminodiphenylmethane. 4. The method for producing a skinned polyurethane foam according to claim 1, wherein the blowing agent is water, trichlorofluoromethane, methylene chloride, or azobisisobutyronitrile. 5. A patent claim characterized in that the salt of the tertiary amine having a heterocycle is a salt of triethylenediamine, DBU [1,8-diaza-bicyclo(5,4,0)undec-7], or an imidazole compound. A method for producing a skinned polyurethane foam according to item 1.
JP56081016A 1981-01-26 1981-05-29 Production of polyurethane foam with rigid skin Granted JPS57195721A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56081016A JPS57195721A (en) 1981-05-29 1981-05-29 Production of polyurethane foam with rigid skin
US06/340,657 US4444704A (en) 1981-01-26 1982-01-19 Process for producing integral skin polyurethane foam
DE19823202327 DE3202327A1 (en) 1981-01-26 1982-01-26 COMPOSITIONS AND METHOD FOR PRODUCING POLYURETHANE INTEGRAL FOAMS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56081016A JPS57195721A (en) 1981-05-29 1981-05-29 Production of polyurethane foam with rigid skin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57195721A JPS57195721A (en) 1982-12-01
JPH0138129B2 true JPH0138129B2 (en) 1989-08-11

Family

ID=13734695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56081016A Granted JPS57195721A (en) 1981-01-26 1981-05-29 Production of polyurethane foam with rigid skin

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS57195721A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60196442A (en) * 1984-03-15 1985-10-04 Toyoda Gosei Co Ltd Impact absorbing material
JP2543397B2 (en) * 1988-08-10 1996-10-16 日本ポリウレタン工業株式会社 Method for producing water-foamable polyisocyanate resin
JP2610697B2 (en) * 1990-06-29 1997-05-14 倉敷紡績 株式会社 Polyol composition

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52128997A (en) * 1976-03-12 1977-10-28 Prb Sa Process for producing polyurethane with outer skin layer
JPS5365395A (en) * 1976-11-25 1978-06-10 Kurashiki Boseki Kk White rigid urethane foam compound for site foaming

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52128997A (en) * 1976-03-12 1977-10-28 Prb Sa Process for producing polyurethane with outer skin layer
JPS5365395A (en) * 1976-11-25 1978-06-10 Kurashiki Boseki Kk White rigid urethane foam compound for site foaming

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57195721A (en) 1982-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1077902C (en) Polyisocyanate based polymers prepared from formulations including non-silicone surfactants and method for preparing same
JP3926841B2 (en) Novel polyether polyols, polyol formulations containing these polyether polyols, and their use to produce rigid polyurethane foams
US4444704A (en) Process for producing integral skin polyurethane foam
EP0935630B2 (en) Amine-initiated polyether polyols and a process for their production
CN107371366B (en) Polyol premix composition for rigid polyurethane foams
JP2006518417A (en) Amine-initiated polyether polyol and process for producing the same
JPS6356252B2 (en)
JPS6084319A (en) Resin composition
JP3283616B2 (en) Manufacturing method of rigid polyurethane foam
JP6754398B2 (en) Polyurethane resin composition
JPH072971A (en) Production of integral-skin-clad polyurethane foam
JPH0138129B2 (en)
JPS6058247B2 (en) Polyurethane reaction injection molding method
JPH0134253B2 (en)
JPS6332085B2 (en)
JP3046343B2 (en) Catalyst for polyurethane production
JPS6346768B2 (en)
JP5408080B2 (en) Method for producing polymer-dispersed polyol and method for producing rigid foam synthetic resin
JPH03231916A (en) Polyol composition and use thereof
JP4747766B2 (en) Method for producing rigid polyurethane foam
JPS604519A (en) Reactive injection molding
JPS60108414A (en) Manufacture of polyurethane elastomer
JP2700521B2 (en) Manufacturing method of rigid polyurethane foam
JP4130357B2 (en) Polyurethane foam with integral skin and method for producing the same
JPH03195717A (en) Production of rigid urethane foam with skin material