JPH0368618A

JPH0368618A - ポリウレタン弾性フォームの製造方法

Info

Publication number: JPH0368618A
Application number: JP20487589A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Tamai; 宣行玉井; Joichi Saito; 譲一斎藤; Shigeyuki Ozawa; 小沢　茂幸
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1991-03-25

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］本発明はジフェニルメタンジイソシアネートを用いたポ
リウレタン弾性フオーム製造方法に関するものである。

［従来の技術］従来ポリイソシアネートとしてジフェニルメタンジイソ
シアネートを用いたポリウレタン弾性フオームは、トリ
レンジイソシアネートを用いたものに比べてキュアー性
に優れることが知られている。例えばジフェニルメタン
ジイソシアネート異性体を全混合物に対して５５〜８５
重量％含有する混合物と分子量４００〜７５００のポリ
オールから製造されるポリウレタンフォームはキュアー
性に優れ機械物性も良好である（特公昭６３−３８３６
９号公報参照）。また、ジフェニルメタンジイソシアネ
ート異性体の重量に対して３重量％以下の２．４′異性
体を含有する混合物を用いることにより反発弾性が２０
〜３０％の衝撃吸収フオームが製造されることが開示さ
れている（特公昭６３−３８３６８号公報報参照）。更
にはジフェニルメタンジイソシアネートとジフェニルメ
タンジイソシアネートオリゴマー混合物を分子量２００
０〜８０００のポリオールでプレポリマー変性すること
により反発弾性、ヒステリシスロスの優れたフオームの
製造が開示されている（特開昭６３−１６８４２４号公
報参照）。

［発明の解決しようとする問題点］従来ジフェニルメタンジイソシアネートを用いたポリウ
レタン弾性フオームは、キュアー性に優れ生産性が向上
することが知られている。

しかし、トリレンジイソシアネートを用いた場合に比べ
て反発弾性が低くシートクツションとしての乗り心地性
に問題があった。またフロン１１を発泡剤として使用し
ないと成形フオームに多数のボイドが発生するため、オ
ゾン層の破壊という環境問題にも抵触するという欠点も
有していた。このような点に鑑みポリオキシアルキレン
ポリオールの構造、ジフェニルメタンジイソシアネート
の構造、発泡剤としての添加剤の組み合わせを鋭意研究
検討した結果、ポリオキシアルキレンポリオールとして
水酸基価５〜２６、総不飽和度０．０７以下の高分子量
ポリオキシアルキレンポリオール、ポリイソシアネート
として２．４′異性体を５〜６０重量％含有するジフェ
ニルメタンジイソシアネート混合物、発泡剤の一部とし
てフロン１２３および／またはフロン１４１ｂの組み合
わせを用いることによりキュアー性に優れ、高反発弾性
でシートクツションとしての乗り心地性も良好で成形性
の良いポリウレタン弾性フオームが製造できることを見
出し本発明を完成させるに至ったものである。

Ｅ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ものであり
、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、触媒その他の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５〜２６、総不飽和度０．０７以下の高
分子量ポリオキシアルキレンポリオールを用い、ポリイ
ソシアネート２，４°異性体を５〜６０重量％含有する
ジフェニルメタンジイソシアネート混合物を用い、発泡
剤の一部としてフロン１２３および／またはフロン１４
１ｂを用いることを特徴とするポリウレタン弾性フオー
ムの製造方法を提供するものである。

本発明において使用されるポリオキシアルキレンポリオ
ールは一般的にアルカリ触媒以外のジエチル亜鉛、塩化
鉄、金属ポルフィリン、複金属シアン化物錯体の使用に
より良好なポリオキシアルキレンポリオールが得られる
。本発明において、ポリオールは低不飽和度がっ低水酸
基価のポリオキシアルキレンポリオールの１種以上を用
いることができる。またポリオキシアルキレンポリオー
ル以外に、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
有するポリオールを併用することができる。ポリオキシ
アルキレン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単独また
はそれとエチレンオキサイドを付加して得られるポリオ
キシアルキレンポリオールが好ましい。これらの高分子
量のポリオキシアルキレンポリオールあるいは高分子量
ポリオール混合物の水酸基価は５〜２６、総不飽和度０
．０７以下であることが必要であり、特に総不飽和度０
．０５以下が好ましい。さらに高分子量ポリオキシアル
キレン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ボリオー
ルの混合物における水酸基価６５〜２６、総不飽和度０
．０７以下、好ましくは不飽和度０．０５以下であるこ
とが必要である。

なお、水酸基価はｒｍｇＫＯＨ／ｇＪで、総不飽和度は
「ミリ当量／ｇＪで表わされるものである。

これらの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
うな高分子量ポリエーテル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オキシアル
キレン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、ポリオキシアルキレン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１）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級アミノ基、あるいは、２級ア
ミノ基などのインシアネート反応性基を２個以上有すイ
ンシアネート反応性基当りの分子量が６００以下特に３
００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ステル
系ポリオールがある。さらに、低分子量のポリエーテル
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−フロンジ
オール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビト
ール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ジフェニルメタンジ
イソシアネートの２，４′異性体を全混合物に対して５
〜６０重量％好ましくは１０〜５５重量％含有するジフ
ェニルメタンジイソシアネートとポリフェニルポリメチ
レンポリイソシアネートの混合物である。またこれらの
混合物を多価アルコールおよび／またはジカルボン酸で
変性したプレポリマー　リン酸系触媒で変性したカルボ
ジイミド体、ヌレート体の１種または２種以上の混合物
を使用することもできる。

２．４′異性体を５〜６０重量％含有する混合物は、ア
ニリンとホルムアルデヒドの縮合反応により得られるポ
リフェニルポリメチレンポリアニリンをホスゲン化する
ことにより得ることができる。

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、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
意に使用しつる配合剤としては、例えば充填剤、安定剤
、着色剤、難燃剤等がある。

本発明において用いられる発泡剤としては水系発泡剤、
フロン１２３、アロン１４１ｂ、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。フロン１２３および／またはフロン１４１ｂはオゾ
ン層に到達するまでに分解されるためオゾン層を破壊す
る従来の低沸点ハロゲン化炭化水素に比べて環境問題に
抵触しないという大きな利点を有している。フロン１２
３および／またはフロン１４１ｂの使用量はポリオキシ
アルキレンポリオール１００重量部に対して１〜２０重
量部、より好ましくは３〜１５重量部である。フロン１
２３および／またはフロン１４１ｂは水素発泡剤、その
他の発泡剤と併用して用いられるが、本発明の高分子量
ポリオキシアルキレンポリオールの粘度を低減させる。

製造されたフオームの通気性を向上させる。その結果と
してフオームの成形性も改善する等の利点を有している
。しかしながら反発弾性、温熱圧縮永久歪、シートクツ
ションとしての乗り心地性等の物性にはほとんど影響を
及ぼさない。

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１００
倍は通常（インシアネート）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。以下実施例によって詳細に
説明するが言うまでもなくこれのみに限定されるもので
はない。

［実施例］下記のポリオールおよびポリイソシアネートを用いて本
発明における発泡評価を行なった。

ポリオールＣ：グリセリンに亜鉛へキサシアノコパルテ
ート触媒存在下プロピレンオキサイドを反応させ、さらにアルカリ触媒存在下にエチレンオキサイドを反応させて得られたオキシエチレン基含有量が全体の１５重量％を占める水酸基価２４、不飽和度０．０２０のポリオキシアルキレンポリオール。

ポリオールＣ：グリセリンに亜鉛へキサシアノコパルテ
ート触媒存在下プロピレンオキサイドを反応させ、さらにアルカリ触媒存在下にエチレンオキサイドを反応させて得られたオキシエチレン基含有量が全体の１２重量％占める水酸基価１７、不飽和度０．０２３のポリオキシアルキレンポリオール。

ポリオールＣ：グリセリンに亜鉛へキサシアノコパルテ
ート触媒存在下プロピレンオキサイドを反応させ、さらにアルカリ触媒存在下にエチレンオキサイドを反応させて得られたオキシエチレン基含有量が全体の１２重量％を占める水酸基価１１．不飽和度０．０２６のポリオキシアルキレンポリオール。

ポリオールＤ＝ペンタエリスリトールに亜鉛へキサシア
ノコパルテート触媒存注下プロピレンオキサイドを付加させ、さらにアルカリ触媒存注下にエチレンオキサイドを反応させて得られたオキシエチレン基含有量が全体の１０重量％を占める水酸基価ｌＯ１不飽和度０、０２５のポリオキシアルキレンポリオール。

ポリオールＣ：グリセリンにアルカリ触媒存在下プロピ
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反応させて得られたオキシエチレン基含有量が全体の１５重量％を占める水酸基価３４、不飽和度０．ｌＯのポリオキシアルキレンポリオール。

ポリオールド：グリセリンにアルカリ触媒存在下プロピ
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反応させて得られたオキシエチレン基含有量が全体の１２重量％を占める水酸基価１７、不飽和度０．２０のポリオキシアルキレンポリオール。

イソシアネートＧニアニリンとホルムアルデヒドからの
縮合物をホスゲン化することにより得られるジフェニルメタンジイソシアネート混合物をジエチレングリコールとトリプロピレングリコールでＮＧＯ含量２３％に変性したプレポリマーで２．４゛異性を２０重量％含有するジフェニルメタンジイソシアネート混合物。

イソシアネートＨ：　４，４’ジフエニルメタンジイソ
シアネートをカルボジイミド変性したＮＧＯ含量２９％のｌ５ｏｈａｔｅ　１４３Ｌ　（Ｍ　Ｄ化成社製）イソシ
アネート■ニアニリンとホルムアルデヒドからの縮合物
をホスゲン化することにより得られるジフェニルメタンジイソシアネート混合物をジエチレングリコールとトリプロピレングリコールでＮＧＯ含量２３％に変性したプレポリマーで２．４゛異性を７０重量％含有するジフェニルメタンジイソシアネート混合物。

（実施例１）ポリオールＡ８０部（重量部二辺下同様）、ポリマーポ
リオールＣ−１２０部（ポリオールＡをベースとしてア
クリロニトリル付加重合物２０重量％含有）、水２部８
部、Ｄａｂｃｏ３３ＬＶ　Ｏ，６部。

シリコン整泡剤５ＲＸ２７４Ｇ　　（トーレシリコーン
社製）１．０部、フロン１２３１０部、イソシアネート
Ｇ　（Ｉｎｄｅｘｌｏｏ）を撹拌後３５０ｍｍ口Ｘ　１
００ｎｕＩｌｔの金型（型温５０℃）に注入し、室温で
３分間キュアーを行った。できたフオームの見掛は密度
（コアー）、２５％ＩＬＤ、反発弾性、伸び、湿温圧縮
永久歪み、シートクツションの乗り心地性を表わす共振
振動数、６Ｈｚ伝達率を表に示す。

（実施例２）ポリオールＣ８０部、ポリマーポリオールＣ−１２０部
（ポリオールＢをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を用いた以外は実施例１と同様に
行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（実施例３）ポリオールＣ８０部、ポリマーポリオールＣ−１２０部
（ポリオールＣをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を用いた以外は実施例１と同様に
行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（実施例４）ポリオールＣ８０部、ポリマーポリオールＣ−１２０部
（ポリオールＤをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を用いた以外は実施例１と同様に
行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（実施例５）ポリオールＡ８０部、ポリマーポリオールＣ−１２０部
（ポリオールＡをベースとしてアクリロニトリル／スチ
レン＝５１５　（重量比）の付加重合物２０重量％含有
）を用いた以外は実施例１と同様に行なった。できたフ
オームの物性を表に示す。

（実施例６）フロン１２３に代えてフロン１４１ｂを用いた以外はす
べて実施例３と同様に行なった。できたフオームの物性
を表に示す。

（比較例１）フロン１２３を使用せず、水を３．７部使用した以外は
すべて実施例３と同様に行なった。できたフオームの物
性を表に示す。

（比較例２）ポリオールＣ８０部、ポリマーポリオールε−１２０部
（ポリオールＥをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を用いた以外は実施例１と同様に
行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（比較例３）ポリオールＦ８０部、ポリマーポリオールＦ−１２０部
（ポリオールＦをベースとしてアクリロニトリル付加重
合物２０重量％含有）を用いた以外は実施例１と同様に
行なった。できたフオームの物性を表に示す。

（比較例４）イソシアネートＧに代えてイソシアネートＨを使用した
以外はすべて実施例３と同様に行なった。できたフオー
ムの物性を表に示す。

（比較例５）イソシアネートＧに代えてイソシアネート■を使用した
以外はすべて実施例３と同様に行なった。できたフオー
ムの物性を表に示す。

・実施例１〜５と比較例２．３との比較より高分子量ポ
リオキシアルキレンポリオールで不飽和度の低いものが
すべての物性について優れていることがわかる。

・実施例３．６と比較例１より良成形品を得るためには
フロン１２３、フロン１４１ｂの添加が不可欠であるこ
とがわかる。

・実施例３と比較例４，５よりジフェニルメタンジイソ
シアネート混合物として２．４′異性体含量が請求範囲
外のものはできたフオームの物性、成形後に問題のある
ことがわかる。

［発明の効果］本発明は従来のジフェニルメタンジイソシアネートを用
いた弾性フオームでは得られなかった高反発弾性、シー
トクツションとしての優れた乗り心地性等の優れた効果
を有しており更には従来のジフェニルメタンジイソシア
ネートを用いた弾性フオームに比べてボイドや欠陥も少
なく成形性も良好である。またキュアー性に優れている
のは言うまでもない。

Claims

【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、触媒その他の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５〜２６、総不飽和度０．０７以下の
高分子量ポリオキシアルキレンポリオールを用い、ポリ
イソシアネートとして２，４′異性体を５〜６０重量％
含有するジフェニルメタンジイソシアネート混合物を用
い、発泡剤の一部としてフロン１２３および／またはフ
ロン１４１ｂ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、発泡剤の一部としてのフロン１２３および／または
フロン１４１ｂの添加量はポリオキシアルキレンポリオ
ール１００重量部に対して１〜２０重量部である特許請
求の範囲第１項に記載のポリウレタン弾性フォームの製
造方法。