JPH02110124A - ポリマーポリオール組成物及びポリウレタンフォームの製造におけるそれらの用途 - Google Patents
ポリマーポリオール組成物及びポリウレタンフォームの製造におけるそれらの用途Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
成物及び可撓性ポリウレタンフォームの製造におけるそ
れらの用途に関する。−態様において、本発明は、高官
能性ポリオール、高ポリ〈オキシエチレン)含量の第二
のポリオール及び安定して分散されたポリマーがら成る
、可撓性ポリウレタンフォームを製造するための多成分
組成物に関する。さらに池の態様において、本発明は、
配合成分を多様にするために高められた寛容度をらたら
すフオーム類の製造におけるこれらのポリマーポリオー
ル組成物の用途に関する。本発明は、このような組成物
を含む配合物から製造された発泡体及び発泡品−にも関
する。
用され、かつ最終用途に依存してその特定の用途及び所
望の物性に適合するように特注することができる。例え
ば、高レジリエンス(HR)発泡体は家具、マー、 ト
レス、自動車及び多くの池の用途に広く使用される。こ
の発泡体はその高い快適スは支持ファクター及び高レジ
リエンスによって通常の発泡体と区別される。具体的な
指針はHR元/22体類を定義するA S T 3/I
法D ; 770に記載されているうしかしながら、実
際には、この用語は非常に広い種類の発泡体を説明する
ものである9本発明は、この広い範4を包含するつもり
である。
↑勿は、代表的に(1)50%より多い第一水酸基を有
する、反応性エチレンオキシドで末端キャップしたポリ
オール中に安定して分散されたポリマーから成るポリマ
ーポリオール;(2)水; (3)通常はジェタノール
アミンである低分子l架橋剤、′連酊延長剤; (4)
ポリエーテル−シリコーン弁型合本安定剤:(5)アミ
ン及び錫触媒;(6)トルエンジイソシアネート;及び
充填剤、難燃剤、発泡剤等の池の種々の添加剤を含んで
いる。
よって高レジリエンスのスラブ材系から通常製造するこ
とができる。発泡スラブ材は発泡成形体を製造するのに
望ましい量より非常に多い錫触媒を用いて通常製造され
る5発泡スラブ材はほとんどらっばらトルエンジイソシ
アネート異性体混合物を用いて製造されるが、高分子メ
チレンジイソシアネートとトルエンジイソシアネートと
の混合物が発泡成形体用に時には使用される。
ジリエンス発泡スラブ材は約1.8〜3゜5ポンド/′
立方フイート(pc f : lpc fは16 、0
2 k、、、m3換算とする)の範囲にある゛が、物理
的発泡剤を含むものは一般に約1.8pcfより低い。
約20〜80ボンド/ヲ0平方インチ(1ボンドは約0
.4536kQ及び50平方インチは約322.う12
換算とする)から、クロロフルオロカーボンのような物
理的発泡剤を含む発泡体に関する低下した7〜20ボン
ド/50平方インチの範囲である。本発明以前には、低
密度(約1.8pcfより低い)及び、/又は低荷重(
20ボンド/う0平方インチよつ低い)のHRスラブ材
品種の物理的発泡剤なしでの製造が、これらの品種を製
造するために必要な配合物の加工寛容度がほとんど又は
全くないために限定された。
工となるジェタノールアミン(D E OA >及びイ
ンデックス範囲によって通常特徴付けられる。DEOA
量が増加しかつインデックスが減少されるに連れて、荷
重が低下するので、広い範囲が加工だけでなくグレード
融通性にも望ましい。
あり、一方上限においては、発泡体が収縮(過度の緻密
)を示す。代表的な市販のポリマーポリオールに関し、
D E OA寛容度はイソシアネートインデックス、水
分量、触媒の種類/量、表面活性剤及び機械パラメータ
ーのようなファクターによって決まる。一般に、約3,
2より高い水分量及び、/′又は115以上及び100
以下のインデックスで安定な非収縮発泡体を生じるDB
OA量を見出すことは困難になる。このことがより多く
の格外品を製造しかつ製造コストを増大することになる
。
報告されているけれど、本発明のポリマーポリオール組
成物及び配合物を開示又は教示しているものは現在まで
同もなかった。
12う0より大きい当量を有し及び3.2より高い平均
官能価を有するポリマーポリオールは米国特許筒4.1
11,865号に報告されており、静的疲れ及び湿潤感
受性が改良された可撓性発泡体を生じると示されている
。しかしながら、これらの組成物で製造された自由1膨
脹発泡体は緻密であり、収縮を示した。
39.442号はポリオキシエチレンでキヤ・ツブした
オキシプロピレンポリオールと共に高ポリ(オキシエチ
レン)含量の第二のポリオールの使用を開示している。
のを援助する。
用に関しての開示が何等示されなかった実施例が与えら
れている。高レジリエンス発泡体を製造するための商業
的に有用な系は全てポリマーポリオールに依存している
。このことから見て、安定にl+−散されたポリマー成
分がM収縮性を与えている。商業的に許容しうる硬化速
度を生じる触媒組成物及び許容しうる気泡構造を生じる
シリコーン表面活性剤とを使用するHR発泡体用配合物
からポリマーポリオールを排除すると、高ポリ(オキシ
エチレン)含量の第二のポリオールを使用するとしても
、酷い収縮が生じる。この特許の実施例で用いている触
媒と安定剤との組成物は可撓性ポリウレタンフォームを
製造するなめに商業的に実行可能な系を生じない、加工
寛容度及び配合融通性が非常に制限される。
物を開示及び特許請求しているが、大部分は、どれもポ
リマーポリオールを使用しておらず、さもなければ配合
物の組成が異なっているので、改良しな加工利点を有す
る所望の可撓性HR発泡体を提供しない。例えば、特開
昭57−133112号、特開昭57−195113号
、特開昭57−19う725号、特開昭59−1001
25号、米国特許筒4,544,678号、英国特許第
1.480.’)72号、米国特許筒4,690、.9
55号等を参照されたい。
を及ぼすことなく配合物成分を多様にするために所望の
寛容度を有する高レジリエンス光泡体用配合物を容易に
得ることができなかった。
と;及び、′スは架橋剤量を現在の範囲を越えて増大又
は低下すると;及び/スはインデックスを現在の範囲を
越えて増大又は低下すると、現在のHRスラブ材系は加
工が不十分になる。これらの限定は、製造することがで
きる発泡体品種の範囲(すなわち、密度及び荷重)を制
限しかつそれらを使用した市場、/用途を限定する。
ンド/′50平方インチ以下の荷重の可視性HR発泡体
を製造するには、代表的にはハロカーボンのような発泡
剤を使用する必要があった。
そのような発泡剤の使用を避けるか又はできるだけ少な
くする傾向にある。また、高荷重のHP、品種の製造に
も、本発明の教示の下に現在は排除又は非常に低減する
ことかできる高価な荷重増大剤(1oad build
ing additive)を使用する必要があった。
以上が達成される。高レジリエンス軟質ポリウレタンフ
ォーム製造の製造において使用するためのポリマーポリ
オール組成物を提供することが本発明の一つの目的であ
る。もう一つの目的は種々の処方成分に対して、その使
用により、加工条件又はフオームの性質に対して有害な
影響を及ぼすことなく、高められた寛容度(latit
ude)を与えるポリマーポリオール組成物を提供する
ことである。更にその上の本発明の目的は多成分ポリマ
ーポリオール系より成るHR軟質ポリウレタンフォーム
の製造にを用なポリマーポリオール組成物を提供するこ
とである。もう一つの本発明の目的は上記のようなフオ
ームの製造において高められた処方寛容度と融通性とを
有するHR軟質ポリウレタンフォームの改良された製造
方法を提供することである。本発明のもう一つの目的は
HRポリウレタンフォームの製造において有用であり、
ハロカーボンのような環境的に受は入れることのできな
い発泡剤の使用を回避又は最小化する処方物を提供する
ことである。更にそのほかの目的は、本発明のポリマー
ポリオール組成物を含有する処方物から製造されるフオ
ーム及び発泡物品を提供することである。これらの、及
びその他の目的は本明細書の教示により当業者に明らか
となるであろう。
て本発明はポリマーポリオール組成物と、軟質ポリウレ
タンフォームの製造におけるそれらポリマーポリオール
組成物の使用方法とに関する。本発明はポリマーポリオ
ールを含有する処方物、ならびにそれらから製造される
フオーム及び物品にも関する。本発明の新規な組成物は
、(1)高官能性ポリオール、(2)ポリ(オキシエチ
レン)含量の高い補助的なポリ(アルキレンオキシド)
、及び(3)安定に分散した重合体より構成されるポリ
マーポリオール組成物を使用する。本発明のポリマーポ
リオール組成物を使用することにより、HRHポリウレ
タンフォームの製造に対して非常に広い加工融通性及び
処方融通性が与えられる。
ンフォームの製造に有用なポリマーポリオール組成物に
関し、ここにポリマーポリオールは高官能性のポリオー
ル又はポリオール混合物と、補助的なポリ(アルキレン
オキシド)と安定に分散した重合体とより成るものであ
る。
用語「ポリマーポリオール」又は「ポリマーポリオール
組成物」は液体のポリオール、ポリオール混合物又はポ
リオール含有混合物中における固体重合体相の安定な分
散液であって、この場合該固体重合体は液相中における
低分子量化合物の現場重合(in situpolym
erization)により形成されるものである前記
安定な分散液を意味する。
約3.0又はそれ以上、好ましくは約3.2から約6,
0までの範囲内の平均見かけ官能性(nominal
functionality)を有するような平均見か
け官能性を有するポリアルキレンオキシドポリオール又
はそのようなポリオールの混合物であり、全組成物の重
量を基準にして約30重量%から約90重量%までの量
においてポリマーポリオール組成物中に存在する。好ま
しい実施態様において該第−の成分は高弟−級ヒドロキ
シルポリ(オキシエチレン)により末端キャップされた
ポリ(オキシプロピレン)ポリオールと、主として第二
級のヒドロキシルポリアルキレンオキシド ポリオール
との混合物である。
)を含有するポリアルキレンオキシドであって、約1重
量%と約20重量%との間において存在する。
は第一の成分及び第二の成分を構成するのに使用された
1種又はそれ以上のポリアルキレンオキシド中における
低分子量化合物の現場重合によって形成された、安定に
分散した重合体であり、約2重量%と約50重量%との
間において存在する。
water 1evel)において、しかも広い架橋剤
/延長剤(extender)範囲及びインデックス(
index)範囲にわたって安定かつ非収縮性の軟質ポ
リウレタンフォームを生成し、現今のHRポリマーポリ
オールに比較して増大された密度及び負荷寛容度(lo
ad 1atitude)を可能とする(表I。
れた負荷寛容度を有するフオームの製造を可能とするも
のである。現今のスラブストック(s 1abs ta
ck)ポリマーポリオールはポリマーポリオール混合物
の100部当り(php)約3.2以上の水量において
限られた加工寛容度(狭いDEOA範囲及びインデック
ス範囲)を有する。本発明によれば4.5 php以上
にまで良好な寛容度が維持される。
d builder)を有しないフオームを製造する能
力と結合した、これら低密度綴物を製造する能力はこれ
ら混合物をポリウレタンフォームの製造に対して工業的
に魅力的なものとする。さきに示したように、現在の環
境的考慮はウレタンフオームの製造における発泡剤とし
てのフレオンのような炭化水素を回避するようになるこ
とが期待されている。
cf) もまた、これらのポリマーポリオールの組合
せにより製造することができる。したがって現在生産さ
れている高密度HRフオームの全範囲に加えて、添加さ
れる負荷ビルダーを必要とせずに高負荷DB (40ポ
ンド150平方インチ又はそれ以上の25%IFD)を
製造する能力が与えられる。
表■〜■に示されるデータから明らかなように良好なフ
オーム加工特性を示した。
の平均見かけ官能性と、約8%と約25%との間のエチ
レンオキシド含量と、約1000と約3000との間、
好ましくは約1600から約2200までの間の当量を
有するポリアルキレンオキシド ポリオール又はそのよ
うなポリオールの混合物であることができる。該高官能
性ポリオールは全混合物の重量を基準にして約30%な
いし約90%、好ましくは約40%ないし約90%の範
囲にわたる水準において使用することができる。
補助的なポリアルキレンオキシドは約450と約30.
000との間の分子量;約8までの見かけ官能性;及び
約30%と約100%との間のエチレンオキシド含量を
有することができる。約70%以上のエチレンオキシド
含量を有する低分子ffi (450〜2000)液は
取扱い及び最適加工を容易にする故に好ましい。この第
二成分の水準はポリマーポリオール組成物の約1ないし
約20重量%の範囲にわたって変動することができ、好
ましい範囲は1ないし約10%である。
共重合体が;ポリ尿素型重合体か;又は多官能性低分子
量グリコールもしくはグリコールアミンとジイソシアネ
ートとの縮合生成物かであることができる。この成分は
、単量体の現場重合によって、1種又はそれ以上のポリ
オール中における安定な分散液として生成される。該安
定に分散された重合体の水準は、約2重量%と約50重
量%の間にわたって変動することができ、HR軟質フオ
ームに対しては約4%ないし約30%が好ましい範囲で
ある。
は種々の化合物を包含し、下記:(a) ポリヒドロ
キシアルカンのアルキレンオキシド付加物; (b) 非還元糖及び非還元ti誘導体のアルキレン
オキシド付加物;及び (c) ポリフェノールのアルキレンオキシド付加物
; を含むけれど、それらに限定されない。
例としては、とりわけてグリセリン、1゜2.4−トリ
ヒドロキシブタン、1,2.6− )リヒドロキシヘキ
サン、1,1.1−1−リメチロールエタン、1.1.
1− )リンチロールプロパン、ペンタエリトリトール
、ポリカプロラクトン、キシリトール、アラビトール、
ソルビトール、マンニトールなどのアルキレンオキシド
付加物を包含する。
糖のアルキレンオキシド付加物であり、この場合アルキ
レンオキシドは2ないし4個の炭素原子を有するもので
ある。非還元糖及び非還元糖誘導体の中で意図されるも
のはスクロース、メチルグルコシド、エチルグルコシド
などのようなアルキルグリコシド類;エチレングリコー
ルグリコシド、プロピレングリコールグリコシド、グリ
セロールグルコシド、■、2.6−ヘキサンドリオール
グリコシドなどのようなグリコールグリコシドならびに
米国特許筒3,073,788号明細書に記載のような
アルキルグリコシド類のアルキレンオキシド付加物であ
る。
の部類はポリフェノールであり、好ましくはそのアルキ
レンオキシド付加物であって、この場合アルキレンオキ
シドが2ないし4個の炭素原子を有するものである。ポ
リフェノールの中で意図されるものは、例えば、フェノ
ールとホルムアルデヒドとの縮合生成物及びノボラック
樹脂;種々のフェノール系化合物とアクロレインとの縮
合生成物〔この部類の最も簡単なものは1,2.3−
トリス(ヒドロキシフェニル)プロペンである〕 ;種
々のフェノール系化合物とグリオキサール、グルチルア
ルデヒド、及びその他のジアルデヒド類との縮合生成物
〔この部類の最も簡単なものは1,1゜2.2−テトラ
キス(ヒドロキシフェノール)エタンなどである〕であ
る。
もう一つの有用なポリオールの部類である。エチレンオ
キシド、1,2−エポキシプロパン、エポキシブタン類
、3−クロロ−1,2−エポキシプロパンなどは好まし
いアルキレンオキシドである。リン酸と、リンの酸と、
トリポリリン酸、ポリメタリン酸などのようなポリメタ
リン酸はこの関係において使用することが望ましい。
f)試験により定められた活性水素を有する任意の物質
をポリオールの成分として使用することができる。
知であり、かつ所望により使用することができる。表■
はアミンを末端とするポリエーテルポリオールが使用さ
れている実施例を含む。
リ(オキシプロピレン−オキシエチレン)グリコールを
包含する。エチレンオキシドはそれを使用する場合には
重合体鎖に沿って任意の態様で組み入れることができる
。すなわちエチレンオキシドは末端ブロックとして内部
ブロックに組み入れることができ、あるいは重合体鎖に
沿って不規則に分配することができる。
成分のほかにヒドロキシルを末端とするポリブタジェン
を含有することができる。また少量のアルケン酸グラフ
トしたポリアルキレンオキシドポリエーテルを添加して
反応性調節及びセル開放(cell opening)
を補助することができる。
きる。
安定に分散した重合体の製造は当業界に公知である。こ
の分野における基本特許明細書はSLamberger
の米国再発行特許筒28.715号明細書(米国特許第
3.383,351号明細書の再発行)及び米国再発行
特許筒29,118号明細書(米国特許第3.304.
273号明細書の再発行)である。このような組成物は
、ポリオール中に溶解又は分散した1種又はそれ以上の
エチレン性不飽和単量体を遊離基触媒の存在下に重合さ
せてポリオール中における重合体粒子の安定な分散液を
形成させることによって製造することができる。これら
のポリマーポリオール組成物は、該組成物から製造され
たポリウレタンフォームに対し、相当する非改質ポリオ
ールによって得られたものよりも、より高い負荷特性(
load−bearing property )を与
える、有益な性質を有する。米国特許第3.325.4
21号及び第4.374,209号各明細書中に教示さ
れるもののようなポリオールもまた包含される。
範囲の単量体を使用することができる。
されている。これら単量体のいずれもが適する。最近で
はポリ尿素及びポリウレタンの懸濁重合体もまた使用さ
れている。
する用途に対して必要なポリウレタン生成物の特性との
相対的なコストのような考慮事項に関係する。フオーム
に対して所望の耐荷重性を与えるためにはポリマーポリ
オールの製造に使用される単量体又は単量体類は勿論、
少なくとも室温よりもわずかに高いガラス転移点を有す
る重合体が得られるように選択することが望ましい。典
型的な単量体は、スチレン及びP−メチルスチレンのよ
うなスチレン誘導体、アクリレート、メチルメタクリレ
ートのようなメタクリレート類、アクリロニトリル及び
メタクリレートリルのようなその他のニトリル誘導体な
どを包含する。ビニリデンクロリドもまた使用すること
ができる。
ましい単量体混合物はアクリロニトリルとスチレンとの
混合物又はアクリロニトリルとスチレンとビニリデンク
ロリドとの混合物である。
所望の固体含量を与えるように選択される。典型的なH
Rフオーム処方物に対しては約50重量%までの固体含
量が適しており、かつ使用することができる。
剤であり、特に好ましい化合物である。工業的に使用さ
れる、すなわち約0.6ないし約t、5phpの水準よ
りもより一層広い約0ないし約5phρの水準における
該ジェタノールアミンの使用が、ここに記載のポリマー
ポリオール組成物によって容易になり、このことは実質
的により広い負荷調節を与える。ジェタノールアミンと
他の架橋剤との混合物もまた同様な利点を与えることが
できる。
リセリン、トリエタノールアミン、ソルビトール、及び
多くのその他の低分子量多官能性ヒドロキシ及び/又は
アミン化合物のような他の架橋剤をジェタノールアミン
の代りに置き換えることができる。
ポリウレタン触媒を使用することができる。典型的な水
準は約0.001ないし約2 phpである。代表的な
触媒としては:(a)ビス(2,2’−ジメチルアミノ
)エチルエーテル、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、N−メチルモルホリン、NN−エチルモルホリン、
N、N−ジメチルベンジルアミン、N、N−ジメチルエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレン
ジアミン、ピリジンオキシドなどのような第三級アミン
I;(b)アルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化
物、アルコキシド及びフェノキシトのような強塩基類;
(c)第二塩化鉄、第一塩化スズ、三塩化アンチモン
、硝酸ビスマス及び塩化ビスマスなどのような強酸の酸
性金属塩iff ; (d)アセチルアセトン、ベンゾ
イルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、エチル
アセトアセテート、サグシルアルデヒド、シクロペンタ
ノン−2−カルボキシレート、アセチルアセトンイミン
、ビス−アセチルアセトン−アルキレンジイミン、サグ
ジルアルデヒドイミンなどと、Be、 Mg、、ZnS
Cd、 Pb、 Ti5Zr、 Sn。
Niのような種々の金属類又はMO□゛、U[l□゛な
どのようなイオン類とから得ることのできるもののよう
な種々の金属のキレート類;げ)Ti(OR)4、SF
3(OR)4 .5n(OR)z 、AI(OR)3
(式中、Rはアルキル又は了り−ルである)などの
ような種々の金属のアルコラード及びフェノラート、な
らびにこの手順又はこれと等価の手順により得られた周
知のチタンキレートのようなアルコラードと、カルボン
酸、β−ジケトン及び2−(N、N−ジアルキルアミノ
)アルカノールとの反応生成物;(匂例えばナトリウム
アセテート、カリウムラウレート、カルシウムヘキサノ
エート、スズアセテート、スズオクトエート、スズオレ
エート、鉛オクトエート、金属乾燥剤(例えばマンガン
ナフチネート、コバルトナフチネートのような)などを
包含する有機酸と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
AI、 Sn、 Pb、 Mn、 Co、Bi及びCu
のような種々の金属との塩類; (h)四価のスズ、三
価及び三価のAs、 Sb、及びBiの有機金属誘導体
ならびに鉄及びコバルトの金属カルボニル;を包含する
。
ボン酸のジアルキルスズ塩であって、例えばジブチルス
ズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチル
スズマレエート、ジラウリルスズジアセテート、ジオク
チルスズジアセテート、ジブチルスズ−ビス(4−メチ
ルアミノベンヅz−ト)、ジブチルスズジラウリルメル
カプチド、ジブチルスズ−ビス(6−メチルアミノカプ
ロエート)などである。同様にしてトリアルキルスズヒ
ドロキシド、ジアルキルスズオキシド、ジアルキルスズ
ジアルコキシド、又はジアルキルスズジクロリドを使用
することができる。これらの化合物の例としてはトリメ
チルスズヒドロキシド、トリブチルスズヒドロキシド、
トリオクチルスズヒドロキシド、ジブチルスズオキシド
、ジオクチルスズオキシド、ジラウリルスズオキシド、
ジブチルスズ−ビス(イソプロポキシド)ジブチルスズ
−ビス(2−ジメチルアミノベンチレート)、ジブチル
スズジクロリド、ジオクチルスズジクロリドなどが包含
される。
て約0.001ないし約5重量%のあわ安定剤を使用す
ることもまた本発明の範囲内である。
々のポリウレタンの用途によって変動することができる
。スラブストック用として適当な安定剤は米国特許第2
,834,748号及び同第2 、917.480号各
明細書に記載のブロック共重合体のような「加水分解性
(hydrol 1zable) 」ポリシロキサン−
ポリオキシアルキレン ブロック共重合体を包含する。
05,377号、同第3,686,254号及び英国特
許第1.220,471号各明細書に記載のブロック共
重合体のような「非加水分解性(non−hydrol
yzable) =ポリシロキサンーポリオキシアルキ
レン ブロック共重合体である。後者の部類の共重合体
は、ポリシロキサン部分が炭素−酸素一ケイ素結合を通
してではなく、直接炭素−ケイ素結合壱通してポリオキ
シ−アルキレン部分に結合している点において上述のポ
リシロキサン−ポリオキシアルキレン ブロック共重合
体と相違する。これらの種々のポリシロキサン−ポリオ
キシアルキレン ブロック共重合体はポリシロキサン重
合体5ないし50重量%を含有し、残余分がポリオキシ
アルキレン重合体であることが好ましい。更にもう一つ
の有用な部類のあわ安定剤は米国特許第3.905.9
24号明細書に記載のシアノアルキル−ポリシロキサン
より構成されるものである。
明細書に記載のような、ポリエーテルを混合されたヒド
ロキシル及びメトキシでキャップしたポリエーテル−シ
リコーン共重合体は、本発明のポリマーポリオール組成
物における補助的ポリオールの不安定化を妨げるために
は、余り活性でないHR界面活性剤以上に好ましい。
を変動させて、なおもフオームを低収縮に安定させる広
い寛容度(la t i tude )である。表■に
実施例を示す。該実施例において80/20T D■イ
ンデックスはフリーライズ(free rise)フオ
ームに対して90と120との間に変動する。現在のポ
リマーポリオールについての工業的生産は約100ない
し115インデツクスの範囲にわたる。拡張されたイン
デックス範囲により与えられる拡張された負荷寛容度(
load 1itiude)はしめされた実施例から明
らかである。
ポリイソシアネートは少なくとも2個のイソシアネート
基を有する有機化合物である。このような化合物は当業
界に周知である。適当な有機ポリイソシアネートとして
は炭化水素ジイソシアネート(例えばアルキレジイソシ
アネート及びアリールジイソシアネート、ならびに公知
のトリイソシアネート及びポリメチレンポリ(フェニレ
ンイソシアネート)を包含する。適当なポリイソシアネ
ートの例は、2.4−ジイソシアナトトルエン、2.6
−ジイソシアナトトルエン、メチレンビス(4−シクロ
ヘキシルイソシアネート)、1,8−ジイソシアナトオ
クタン、1.5−ジイソシアナト−2,2,4−)リン
チルペンクン、1.9−ジイソシアナトノナン、1.4
−ブチレングリコールのl。
イソシアナトウンデカン、l、12−ジイソシアナトド
デカンビス(イソシアナトヘキシル)スルフィド、1.
4−ジイソシアナトベンゼン、3.5−ジイツシアナト
ー〇−キシレン、4,6−ジイソシアナト−m−キシレ
ン、2.6−ジイソシアナト−p−キシレン、2,4−
ジイソシアナト−1−クロロベンゼン、2.4−ジイソ
シアナト−1−二トロベンゼン、2.5−ジイソシアネ
ート−1−二トロベンゼン、4,4′ −ジフェニルメ
チレンジイソシアネート、2,4′−ジフェニルメチレ
ンジイソシアネート、及びポリメチレンポリ(フェニレ
ンイソシアネート)、ならびにそれらの混合物である。
(80%の2.4−)ルエンジイソシアネートと20%
の2.6−)ルエンジイソシアネートとの混合物)であ
る。
て、イソシアネートとの反応により二酸化炭素を生成さ
せ、このようにしてフオームに対する発泡剤として作用
させることができる。そのほか、水とその他の発泡剤と
の組合せを使用することができる。例示的なポリウレタ
ン発泡剤としてはトリクロロモノフルオロメタン、ジク
ロロジフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン、
ジクロロメタン、トリクロロメタン、1,1−ジクロロ
−1−フルオロエタン、1.1.2− )ジクロロ−1
,2,2−トリフルオロエタン、ヘキサフルオロシクロ
ブタン、オクタフルオロシクロブタン、などのようなハ
ロゲン化炭化水素を包含する。しかしながら、さきに示
したように本発明の利点の一つはフオーム処方において
フルオロカーボン発泡剤の使用を回避又は少なくとも最
小化することができるということである。
N、N’−ジニトロソ−テレフタルアミド、アミンホー
メート、ギ酸などのような、加熱するとガスを発生する
熱的に不安定な化合物を包含する。軟質フオームを製造
するための好ましい発泡方法は水の使用、又は水に加え
てトリクロロモノフルオロカーボンのようなフルオロカ
ーボン発泡剤との組合せの使用である。使用する発泡剤
の量はフオーム生成物に望ましい密度のようなファクタ
ーと共に変動する。
組み入れることができる。これらは難燃剤、着色剤、充
てん剤及びその他の物質を包含することができる。いわ
ゆる燃焼改質(combus Lionmodify
) したH Rフオームは本発明に記載のポリマーポリ
オールを使用し、分散されたメラミン粉末及び/又は難
燃剤の使用により製造することができる。
、当業者に公知の技術にしたがい、標準のフオーム加工
装置において前述の成分を混合することにより製造され
る。本発明の教示により使用される特定の成分に起因し
て、得られるフオームの密度、負荷及びその他の物性の
調節に当って操業者に広い寛容度が与えられる。
アネート処方変数を使用してフオームを製造することが
できる。フオームの加工におけるこの融通性の利点は拡
張された密度及び負荷の等綴物(grade )が得ら
れることである。その上、フルオロカーボンを使用する
ことなく、より軟質のフオームを製造することができる
。また高価な低成形(low buildiB)添加剤
を使用することなく高い負荷等級物(load gra
des )を製造することができる。
ては、少なくとも10%のエチレンオキシドを含有し、
少なくとも約3.0の見かけ官能性を有し、かつ約15
00と約3000との間の当量を有するポリアルキレン
オキシドポリオール又はポリオール混合物を使用するこ
とができる。特に好ましい組成物は主として一級の(h
igh primary)ヒドロキシルエチレンオキシ
ドにより末端キャップされたポリオールと、主として二
級のヒドロキシルポリオールとの混合物である。
造における、本発明の混合物を使用する、典型的な処方
物は、51)hpの水まで安定な加工性を有し、かつ広
いジェタノールアミン寛容度及びインデックス寛容度を
有する高品質ポリウレタンフォームを生成する下記の成
分の組合せより成る。これらの成分は下記のとおりであ
る:(a) 約2000の当量、80%よりも多い第
一級ヒドロキシル量、及び15%よりも多いエチレンオ
キシド含量を有する見かけ6官能性ポリ(オキシプロピ
レン−オキシエチレン)ポリオールの63%。
内部エチレンオキシド含量を有する主として第二級ヒド
ロキシルのポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)
ポリオールの19%。
してポリ(オキシエチレン)ポリオールの2%。
クリロニトリル共重合体の16%。
約1.5部と約5部との間の水量。
タノールアミン量。
イソシアネート(80/20) (化学量論)。
チルアミノメチル)エーテルとトリエチレンジアミンと
の混合物。
ジラウレート。
性剤。
当に包含する、残部の標準添加剤。
体の製造に使用した成分を定義した。これらの成分を次
のように識別する。
で約1180の当量に達するようにプロピレンオキシド
でキャップすることによって製造したポリアルキレンオ
キシドトリオール(呼称)、この生成物は約10%の内
部エチレンオキシドを含有しかつ主として第二水酸基を
有している。
応させ、次いでエチレンオキシドでキャンプすることに
よって製造したポリアルキレンオキシドへキンール(呼
称)。この生成物は16゜0%のエチレンオキシドを含
有しかつ約83%の第−水酸基分を有している。その当
量は約2000である。
を除いてポリオール已に類似の化合物。
を除いてポリオールBに類似の化合物。
を除いてポリオールBに類似の化合物。
シドをグリセリンと反応させることによって製造したポ
リアルキレンオキシドトリオール。
リオールFに類似の化合物。
リオールFに類似の化合物。
ポリオールFに類似の化合物。
シドをグロボキシル化グリセリン始動↑勿質と反応させ
ることによって製造したポリアルキレンオキシドトリオ
ール、その約65%がエチレンオキシドである。
キシドを反応させることによって製造したポリアルキレ
ンオキシドジオ−ルウその約100%がエチレンオキシ
ドである。
シドをプロポキシル化ゾルビトール始動物質と反応させ
ることによって製造したポリアルキレンオキシドへキソ
ール、その約50%がエチレンオキシドである。
化されることを除いてポリオールLと類似の化合物。
ノールと反応させることによって製造したポリアルキレ
ンオキシドポリマーの1026アクリル酸グラフト化物
。
オキシドを反応させることによって製造したポリアルキ
レンオキシドジオール。
オキシドを反応させることによって製造したポリアルキ
レンオキシドジオール(呼称)。
させた後、エチレンオキシド(17%)を反応させ、最
後に約2000の当量になるようにプロピレンオキシド
でキャッピすることによって製造したポリアルキレンオ
キシドトリオール(呼称)。
プロピレン)ポリオール類の混合物中に約11%のスチ
レン−アクリロニトリル懸濁共重合体を含む市販のHR
用ポリマーポリオール。
リオール。
リル懸濁共重合体;(2)63重量%のポリオールB:
及び(3)20重量%のポリオールAの3主成分から成
るポリマーポリオール。
ルN&含有することを除いてpp−cと類似のボリマー
ボリオール。
除いてpp−cと類似のポリマーポリオール。
リル懸濁共重合体;(2>44重−i%のポリオールB
:及び(3)グリセリンにプロピレンオキシドを反応さ
せ及び16.5%のエチレンオキシドでキャップするこ
とによって製造した1600当量及び名目的に3官能価
のポリオール40重量%の3主成分から成るポリマーポ
リオール。
リル1咥濁共重合体;(2)32重量%のポリオール[
;(3°)20重量%のポリオールA:及び(4)グリ
セリンにプロピレンオキシドを反応させ及び16%のエ
チレンオキシドでキャップすることによって製造した2
000当量及び名目的に3官能価のポリオール32重量
%の4主成分から成るポリマーポリオール。
リル懸濁共重合体;(,2)32重量%のポリオールC
;(3)20重量%のポリオールA;及び(4)グリセ
リンにプロピレンオキシドを反応させ及び16.5%の
エチレンオキシドでキャップすることによって製造した
1600当量及び名目的に3官能価のポリオール31重
量%の4主成分から成るポリマーポリオール。
トリル懸濁共重合体;〈2)ペンタエリトリトールにプ
ロピレンオキシドを反応させ及び15%のエチレンオキ
シドでキャップすることによって製造した1600当量
及び名目的に4官能価のポリオール40重量%;(3)
20重量%のポリオールA;及び(4)グリセリンにプ
ロピレンオキシドを反応させ及び16.5%のエチレン
汀キシドでキャップすることに・よって製造した160
0当量及び名目的に3官能価のポリオール23重量%の
4主成分から成るポリマーポリオール。
リロニトリル懸濁共重合体; (2)59重量%のポリ
オールB:及び(3)22.5重量%のポリオールAの
3主成分から成るポリマーポリオール。
リロニトリル懸濁共重合体; (2)55重量%のポリ
オールE;(3)19重量%のポリオールA;及び<4
)10重量%のポリオール0の4主成分から成るポリマ
ーポリオール。
リル−塩化ビニリデン懸濁三元共重合体;(2)65重
量%のポリオール8:及び(3)20重量%のポリオー
ルQの3主成分がら成るポリマーポリオール。
・リルー塩化ビニリデン恕濁三元共重合体;(2)31
重量%のポリオールB;(3)20重量%のポリオール
Q;及び〈4)グリセリンにプロピレンオキシドを反応
させ及び19%のエチレンオキシドでキャップすること
によって製造した160.0当量及び名目的に3官能価
のポリオール32重量%の4主成分から成るポリマーポ
リオール。
リル−塩1ヒビニリデン懸濁三元共重合体;(2)40
重量%のポリオールB;(3)20重量%のポリオール
Q;及び(4)グリセリンにプロピレンオキシドを反応
させ及び17%のエチレンオキシドでキャップすること
によって製造した1400当量及び名目的に2官能価の
ポリオール23を量%の4主成分から成るポリマーポリ
オール。
リル−塩化ビニリデン懸濁三元共重合体;(2)30重
量%のポリオールB;(3)20重量%のポリオールQ
:及び(4)グリセリンにプロピレンオキシドを反応さ
せ及び19%のエチレンオキシドでキャップすることに
よって製造した1600当量及び名目的に3官能価のポ
リオール33重量%の4主成分がら成るポリマーポリオ
ール。
ル懸濁共重合体; (2>80重量%のポリオールB;
及び<3)12重量%のポリオールへの3主成分から成
るポリマーポリオール。
リル懸濁共重合体;(2)40重量%のポリオールB;
及び(3)36重量%のポリオール4への3主成分から
成るポリマーポリオール。
(2)45重量%のポリオールB、(3)20重量%の
ポリオールA;及び(4)グリセリンにプロピレンオキ
シドを反応させ及び16%のエチレンオキシドでキャッ
プすることによって製造した1700当量及び名目的に
3官能価のポリオール23重量%の4主成分から成るポ
リマーポリオール。
(TD Iとトリエタノールアミンとの縮合物); (
2>45重量%のポリオールB:(3)20重量%のポ
リオールA;及び(4)グリセリンにプロピレンオキシ
ドを反応させ及び15%のエチレンオキシドでキャップ
することによって製造した1600当量及び名目的に3
官能価のポリオール31重量%の4主成分から成るポリ
マーポリオール。
リル懸濁共重合体; (2)44重量%のポリオールB
;(3)20重量%のポリオールA:及び(4)グリセ
リンにプロピレンオキシドを反応させ及びアミンでキャ
ップすることによって製造した2000当量及び名目的
に3官能価のアミン基を末端基とするポリオール20重
量%の4主成分から成るポリマーポリオール。
リル懸濁共重合体;(2)56重量%のポリオールB;
(3)23重量%のポリオールA;及び<4>12=5
0当量のポリブタジェンポリオール3重量%の4主成分
から成るポリマーポリオール。
リル懸濁共重合体−;(2)49重量%のポリオールB
;及び(3)グリセリンにプロピレンオキシドを反応さ
せ及び19%のエチレンオキシドでキャップすることに
よって製造した1600当量及び名目的に3官能価のポ
リオール33重量%の3主成分から成るポリマーポリオ
ール。
ニトリル懸濁共重合#: (2)61重量%のポリオー
ル8120重量%のポリオールA;及び3重量?≦のポ
リオールPの4主成分から成るポリマーポリオール。
トリル懸濁共重合体; (2)56f!量%のポリオー
ル!3;23fii%のポリオールA;及び3重量%の
ポリオールPの4主成分から成るポリマーポリオール。
る市販の第三級アミン触媒。
ている市販の第三級アミン触媒。
以二互:主としてジブチル錫ジラウレート。
ーテル−シリコーン共重合体。この共重合体は市販の標
SHR用表面活性剤である。
するポリエーテル−シリコーン共重合体。この共重合体
は5URF−Aよりほんのわずか安定化している。
るポリエーテル−シリコーン共重合体。この共重合体は
5tJRF−Aより安定化している。
シ基を末端基とするポリエーテル−シリコーン共重合体
。
101J ; ニオリン社(Of in Corp、
)によって販売されている市販の有機(クロロフォスフ
ェート)難燃剤。
ミカル社(Great Lakes Chen+1ca
l Co、) ニよッテ販売されている臭素化芳香族化
合物と有機(クロロフォスフェート)とから成る市販の
難燃剤。
、 )によって販売されている市販の有機(クロロフォ
スフェート)難燃剤。
オロカーボン11)。
のに必要なTDIのパーセントで示す計算量であり、使
用されるTDIの計算量を表わす。
DIを使用したことを示す。表中に明記していないが、
インデックスはf受用した80/’20TD工の量につ
いてである。
ジイソシアネートと209この2.6−トルエンジイソ
シアネートとの混合物。
ンジイソシアネートと35%の2.6−トルエンジイソ
シアネートとの混合物。
ム混合物の顕著な発泡か起きるまでの時間。
らカスの目に見える吹き出しが発泡体のほぼ完全な、膨
張時に起きるまでの時間。
%(最高発泡体高さからの)。
位の収縮は加工に不適格であると考えられる。
を通過する空気流量(立法フィート/分′平かフィート
)の尺度。
当つのボンド数で表わす255′≦圧縮時の荷重(押込
み荷重)。
う1)を次のようにして製造した。TDI及び(使用す
る場合は)オクタン酸第−錫触媒含除く全ての配合成分
を1 、”′2又は1カロン(1ガロンは約3.785
!J換算とする)の紙缶中で一緒に秤量し、次いで撹拌
翼を備えたハンド式ボール盟を用いて15秒間240O
rpmで混合する9じやま板を紙缶に挿入し、再度混合
を60秒間行う。次に、混合物を15秒間放置し、その
間にオクタン酸第−錫を添加する(使用する場合)。
残りの7秒間で添加する。この完全混合物を迅速に14
x14x6インチ(1インチは2゜5401換算とする
)の「ケーキ」箱に注入し、発泡させる。その輪郭及び
降下を5分間記録した後、発泡体を125℃の強制通風
Tに5分間入れる。
周囲条件で硬化させる9発泡体収縮の表示をこの期間の
後に記録し、次いで発泡体を12X12x4インチに切
断し、物性測定に洪する。
低圧発泡スラブ材製造機を使用して製造した。プレミッ
クスをTDI及び(使用する場合は)オクタン酸第−錫
触媒を除く全ての配合成分から製造した。TDI及びオ
クタン酸第−錫触媒はプレミックスと共に別々の流れに
よって混合頭部に注入される。約36インチの福と18
〜24インチの高さの断面を有するスラブ材用パンを製
造した。試験片(L5x15x4インチ)を各パンの中
央から切断した。全ての試料を当業界で通常備用される
試験に従って評価した。
ームの製造においてより広い配合及び加工寛容度を与え
ることが前記表に記載したデータから容易に明らかであ
る。
張発泡体の卓上規模での製造において、本発明のポリマ
ーポリオールによって与えられたDEOA寛容度を2種
類の市販のHR用ポリマーポリオールと比較するもので
ある。これらの1.市販のポリオールは約0.8ρhρ
以下のDEOA量で気泡崩壊し、高量< PP−Bの場
合に1.25php)で不適格な収縮を示す、好ましい
ポリマーポリオールは0.6〜3ρhpのDEOAで低
収縮の安定な発泡を示す。
本発明のポリマーポリオールの高水分量(4,5〜うp
hp)での改善された安定性を実証するものである。
D)及び1.28〜2.8pcfの密度の発泡体が筒型
増大剤又は物理的発泡剤を使用することなく本発明のポ
リマーポリオールを用いて製造される。HRスラブ材用
ポリマーポリオールを用いる現在の生産では、発泡体は
20〜35ボンド/う0平方インチの荷重及び約1.8
以上の密度である。
改変を示し、さらに有用な組成物の幅を実証するもので
ある。
組成物の・福を実証するものである。
られた利点を規模を拡大してi械発泡操作に利用できる
ことを実証するものである。
明は、それらに使用された物質に限定されると解釈すべ
きではなく、むしろその総体的範囲全部に関すると解釈
すべきである。本発明の種々の改変及び実施態様を本発
明の精神又は範囲から逸脱することなく行うことができ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、軟質ポリウレタンフォームの製造に有用であり、し
かも広い負荷範囲及び密度範囲を有するフォームを製造
するための処方成分を変動させることに対して高められ
た寛容度を与えるポリマーポリオールにおいて、前記ポ
リマーポリオールが、(1)1000と3000との間
の当量を有する高官能性のポリオール又はポリオール混
合物であって、この場合前記ポリオール又はポリオール
混合物がポリマーポリオールの30ないし90重量%の
量において存在するもの; (2)450と30000との間の分子量を有し、しか
も30%よりも大きいポリ(オキシエチレン)含量を有
する補助的ポリアルキレンオキシドであって、この場合
前記ポリアルキレンオキシドは該ポリマーポリオールを
基準にして1ないし20重量%の量において存在し、し
かもこの場合(1)と(2)との混合物の平均見かけ官
能性が少なくとも3.0であるもの;及び (3)前記(1)と(2)との混合物中、又は(1)及
び/又は(2)の成分の1種もしくはそれ以上中におけ
る低分子量化合物の重合により、その場において形成さ
れる安定に分散された重合体であって、この場合前記重
合体がポリマーポリオールの2ないし50重量%の量に
おいて存在するもの; を包含することを特徴とする前記ポリマーポリオール。 2、軟質ポリウレタンフォームの製造に有用であり、し
かも広い負荷範囲及び密度範囲を有するフォームを製造
するための処方成分を変動させることに対して高められ
た寛容度を与えるポリマーポリオールにおいて、前記ポ
リマーポリオールが、(1)1200と3000との間
の当量を有し、しかも少なくとも8%のポリ(オキシエ
チレン)を含有する高官能性ポリアルキレンオキシドポ
リオール又はポリアルキレンオキシド混合物であって、
この場合前記ポリオール又はポリオール混合物がポリマ
ーポリオールの40ないし90重量%の量において存在
するもの; (2)450と30000との間の分子量を有し、しか
も少なくとも30%のポリ(オキシエチレン)含量を有
する補助的ポリアルキレンオキシドであって、この場合
前記化合物がポリマーポリオールの1ないし20重量%
の量において存在し、しかもこの場合(1)と(2)と
の和の平均見かけ官能性が3.2ないし6であるもの;
及び (3)前記(1)と(2)との混合物中、又は(1)及
び/又は(2)の成分の1種もしくはそれ以上中におけ
る低分子量化合物の重合により、その場において形成さ
れる安定に分散された重合体であって、この場合前記重
合体がポリマーポリオールの2ないし50重量%の量に
おいて存在するもの; を包含することを特徴とする前記ポリマーポリオール。 3、高官能性ポリオールがポリ(オキシエチレン−オキ
シプロピレン)共重合体である請求項1記載のポリマー
ポリオール。 4、共重合体が1600ないし2200の当量を有する
請求項3記載のポリマーポリオール。 5、補助的ポリオールがポリ(オキシエチレン−オキシ
プロピレン)共重合体である請求項1記載のポリマーポ
リオール。 6、補助的ポリアルキレンオキシドがポリ(オキシエチ
レン)の少なくとも50重量%を包含する請求項5記載
のポリマーポリオール。 7、補助的ポリアルキレンオキシドが450と2000
との間の分子量を有する請求項1記載のポリマーポリオ
ール。 8、補助的ポリアルキレンオキシドがポリマーポリオー
ル中に該ポリマーポリオールの1ないし10重量%の量
において存在する請求項1記載のポリマーポリオール。 9、補助的ポリアルキレンオキシドが2と8との間の官
能性を有する請求項1記載のポリマーポリオール。 10、安定に分散された重合体がポリマーポリオールの
4ないし40重量%の量において存在する請求項1記載
のポリマーポリオール。 11、高官能性ポリオールがアミンを末端とするポリオ
ールである請求項1記載のポリマーポリオール。 12、高官能性ポリオールがアミンを末端とするポリオ
ールと、もう一つのポリオールとの混合物である請求項
1記載のポリマーポリオール。 13、少量の、アルケン酸グラフトしたポリアルキレン
オキシドを含有する請求項1記載のポリマーポリオール
。 14、アルケン酸がアクリル酸である請求項13記載の
ポリマーポリオール。 15、グラフトしたアルケン酸がポリマーポリオールの
全重量を基準にして0.01ないし2%の量において存
在する請求項13記載のポリマーポリオール。 16、広い負荷範囲と密度範囲とを有するフォームを製
造するための処方成分の変動に対して高められた寛容度
を与える軟質ポリウレタンフォームの製造方法において
、ポリオール成分として請求項1記載のポリマーポリオ
ールを使用することを特徴とする前記方法の改良方法。 17、広い負荷範囲と密度範囲とを有するフォームを製
造するための処方成分の変動に対して高められた寛容度
を与える高レジリエンス軟質ポリウレタンフォームの製
造方法において、ポリオール成分として請求項2記載の
ポリマーポリオールを使用することを特徴とする前記方
法の改良方法。 18、ポリマーポリオールを、(a)水、(b)有機イ
ソシアネート、(c)少なくとも1種の低分子量架橋/
延長剤、(d)あわ安定剤、及び(e)少なくとも1種
の触媒;及び随意的にフォーム添加剤の存在下に反応さ
せる請求項17記載の方法。 19、水をポリオール100部当り1.0部と5.0部
との間の量において存在させる請求項18記載の方法。 20、水をポリオール100部当り1.5部と4.0部
との間の量において存在させる請求項18記載の方法。 21、架橋/延長剤がアルカノールアミンである請求項
18記載の方法。 22、架橋/延長剤がジエタノールアミンである請求項
18記載の方法。 23、架橋/延長剤をポリマーポリオール100部当り
0.4部と5部との間の量において存在させる請求項1
8記載の方法。 24、補助的ポリオールを、ポリマーポリオールの残部
とは別の成分としてフォーム処方物に添加する請求項1
8記載の方法。 25、請求項18記載の方法により製造される軟質ポリ
ウレタンフォーム。 26、部分的に、請求項25記載のフォームの少なくと
も1種より成る製品。
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