JPH02115211A - ポリウレタンフォームの製造方法 - 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、ポリウレタンフォームの製造に関するもので
あり、特に副生物モノオールの少ない高分子量ポリオー
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
ンフォームを製造することは広く行なわれている。

上記ポリウレタンフォームを製造するためのポリオール
（ポリプロピレングリコール）は−般的にアルカリ金属
の水酸化物を触媒に用いる。この場合副生物として不飽
和基を有するモノオールが生成し、この生成量は、分子
量とともに増大する。

水酸基価６０以下の分子量範囲では、従来の技術では、
総不飽和度は、通常０．０３以上となり、モノオールの
生成量は分子量とともに増大するため、不飽和度０．０
３以下のポリオールを製造することは不可能である。

［発明の解決しようとする問題点］ 従来ポリウレタンフォームの原料として用いられてきた
ポリオール特に水酸基価６０以下のポリオールは、副生
物として不飽和モノオールを含み、これを用いて製造し
たウレタンフオームは、硬度の低下、反発弾性の低下、
圧縮永久歪の悪化、フオーム成型キュア性の低下等の問
題点を含んでいる。

しかしながら、フオームとして上記問題点を解決して、
物性向上、弾性、風合等の特徴をだすためには、低副生
物のポリオールが有効であり、従来不可能であった低副
生物のポリオール合成を可能とし、上記問題点を解決す
ることが望まれる。

［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発泡剤、整
泡剤、触媒、その他助剤の存在下で反応させてポリウレ
タン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３４〜６０、総不飽和度０．０３以下のポリ
オールを用いることを特徴とするポリウレタンフォーム
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
タンフォームに用いられる原料に比べ、不飽和基を有す
る副生物モノオールが少ないため、従来見られた問題点
（硬度の低下、反発弾性の低下、圧縮永久歪の悪化、フ
オーム成型時のキュア性の低下）をおさえることができ
るものである。

こうしたポリオールは一般的にジエチル亜鉛、塩化鉄、
金属ポルフィリン、複金属シアン化物錯体等を触媒に用
いることによって得られる。

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、水酸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との少量との併用が
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。これらポリオールある
いはポリオール混合物の水酸基価は３４〜６０、総不飽
和度０．０３以下、好ましくは０．０２５以下であるこ
とが必要である。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との微粒子が分
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
ールとイ井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
るいはそれと他のポリオールの混合物における水酸基価
も３４〜６０、総不飽和度０．０３以下、好ましくは０
．０２５以下であることが必要である。

なお、水酸基価はｒ　ｍｇＫＯＨ／ｇ　Ｊで、総不飽和
度はｒミリ当ｆｆｉ／ｇＪで表わされるものである。

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。

末端オキシ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テキるが、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級アミノ基、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、プロピレングリコール、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、トリエタノーノ１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１０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。

活性水素化合物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、
活性水素含有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上りエチレン
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
剤やＲ−１１，Ｒ−１２，Ｒ−１２３，Ｒ−１２Ｂ！。

Ｒ−１４１ｂ、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素や
ブタン、ヘキサン、空気、窒素等が用いられる。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。

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１当量に対して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１０
０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８０〜１３０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］ 下記のポリオールな用いて本発明にお、ける発泡評価を
行った。

ポリオールＡ：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てエチレ
ンオキサイドが全体の１５重量％を占める水酸基価５６
、不飽和度０．０１０のポリエーテルポリオール。

ポリオールＢ：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％を占める水酸基価４０
、不飽和度０．０１５のポリエーテルポリオール。

ポリオールＣ：ペンタエリスリトールにプロピレンオキ
サイドを付加させ、エチレンオキサイドが全体の１０重
量％を占める水酸基価３６、不飽和度０．０１５のポリ
エーテルポリオール。

実施例１ ポリオールＡ１００部（重量部二辺下同様）水３．５部
、Ｄａｂｃｏ　３３ＬＶ　（日本エアプロダクツ製）０
．１部、シリコン整泡剤Ｌ−５２０（日本ユニカ製）１
．５部、フレオン１１４．０部、スタナスオクトエート
（Ｔ−９）０．２部の混合物とトリレンジイソシアナー
ト（Ｉｎｄｅｘｌｏｏ）を撹拌後３５０口ｍｍＸ　１０
０ｍｍｔの金型（型温４０℃）に注入し、１８０’Ｃめ
′オーブンで１２分間キュアーを行った。フオームの２
５％押し込み硬度１５．０ｋｇ／３１４ｃｍ２．反発弾
性４０％、伸び１２０％であった。

比較例１ ポリオールとして、ポリオールＡと同じ構造で従来法で
合成したポリオール、水酸基価５６、エチレンオキサイ
ド１５重量％、不飽和度０．０３５を用い、同上の処方
で作ったフオーム物性は、２５％押し込み硬度１１．５
　ｋｇ／３１４ｃｍ”、反発弾性３０％、伸び１０５％
であった。

実施例２ ポリオールＢ１００部、水４．０部、Ｄａｂｃｏ　３３
ＬＶＯ６１５部、シリコーン整泡剤Ｌ−５２０１，５部
、フロン１１２．０部、スタナスオクトエート（Ｔ−９
）　０．２５部の混合物とトリレンジジイソシアナート
（Ｉｎｄｅｘ１０２）を撹拌後３５０口ｍｍＸ　　１０
０ｍｍｔの金型（型温４０℃）に注入し、１８０℃のオ
ーブンで１０分間キュアーを行った。フオームの２５％
押し込み硬度１５゜Ｏｋｇ／　３１４ｃｍ”、反発弾性
４５％、伸び１１５％であった。

比較例２ ポリオールとして、ポリオールＢと同じ構造で従来法で
合成したポリオール、水酸基価４０、エチレンオキサイ
ド１２重量％、不飽和度０．０４０を用い、同上の処方
で作ったフオーム物性は、２５％押し込み硬度１０．０
　ｋｇ／３１４ｃｍ”、反発弾性３０％、伸び１１５％
であった。

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、Ｄａｂｃｏ　３３ＬＶ　Ｏ，６部、カオライザ
ーＮｏ、ｌ　０．４部、シリコーン整泡剤５Ｆ−２９６
２（東しシリコーン製）１．５部の混合物とコロネート
Ｃ−１０２１（ＴＤＩ−８０／Ｃ−ＭＤＩ　＝８０／２
０　、　　日本ポリウレタン製）　Ｉｎｄｅｘ（１００
）を撹拌後３５０口ｆｆｌｌｌｌＸ１００ｍｍｔの金型
（型温６０℃）に注入し、９０℃のオーブンで７分間キ
エアーを行った。フオームの２５％押し込み硬度は１６
．０ｋｇ／３１４ｃｍ”　、反発弾性５５％、伸び１１
０％であった。

比較例３ ポリオールとして、ポリオールＣと同じ構造で従来法で
合成したポリオール、水酸基価３６、エチレンオキサイ
ド１０重量％、不飽和度０．０６５を用い、同上の処方
で作ったフオーム物性は、２５％押し込み硬度１４．０
　ｋｇ／３１４ｃｍ２、反発弾性４５％、伸び９５％で
あった。

［発明の効果］ 以上、従来のポリウレタンフォームに用いられているポ
リオールより、低副生物（低不飽和度）のポリオールな
用いることにより、従来問題となっていたフオームの硬
さの低下、反発弾性の低下、圧縮永久歪の悪化、ポリウ
レタン成型時のキュア性の低下を解決することが可能で
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発泡剤
   、整泡剤、触媒、その他助剤の存在下で反応させてポリ
   ウレタン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３４〜６０、総不飽和度０．０３以下の
   ポリオールを用いることを特徴とするポリウレタンフォ
   ームの製造方法。 ２、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。