JPH04239016A - Production of nonyellowing polyurethane urea foam - Google Patents

Production of nonyellowing polyurethane urea foam

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Publication number
JPH04239016A
JPH04239016A JP3012554A JP1255491A JPH04239016A JP H04239016 A JPH04239016 A JP H04239016A JP 3012554 A JP3012554 A JP 3012554A JP 1255491 A JP1255491 A JP 1255491A JP H04239016 A JPH04239016 A JP H04239016A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prepolymer
polyol
amount
water
foam
Prior art date
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Pending
Application number
JP3012554A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyotake Morimoto
森本 清武
Yasushi Takagi
靖史 高木
Katsuhiko Nakada
中田 勝彦
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.)
Nisshinbo Holdings Inc
Original Assignee
Nisshinbo Industries Inc
Nisshin Spinning Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nisshinbo Industries Inc, Nisshin Spinning Co Ltd filed Critical Nisshinbo Industries Inc
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Priority to US07/749,600 priority patent/US5147897A/en
Priority to CA002049833A priority patent/CA2049833A1/en
Priority to EP19910114342 priority patent/EP0473107A3/en
Publication of JPH04239016A publication Critical patent/JPH04239016A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain the title foam useful as a clothing material or a food packaging material by reacting a specified isocyanate-terminated prepolymer with water in the presence of an amine catalyst. CONSTITUTION:A polyol (e.g. polypropylene glycol) of a number-average molecular weight of 100-5000 and an average functionality of 2-3 is reacted with an aliphatic polyisocyanate (e.g. 1,6-hexamethylene diisocyanate) in an amount 1.4-2.5 times as large as that of the hydroxyl equivalent of the polyol to obtain an isocyanate-terminated prepolymer (A). The title foam is obtained by reacting component A with water in an amount 0.4-5 times as large as that of the NCO equivalent of component A in the presence of an amine catalyst, desirably a diazabicycloalkene of the formula (wherein m is 3-7; and n is 2-4) or a salt thereof with an organic acid in an amount of 0.1-10 pts.wt. per 100 pts.wt. component A.

Description

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

【0001】本発明は衣料用材料、食品包装用材料等の
分野で有用な無黄変性ポリウレタン尿素発泡体の製造方
法に関する。
The present invention relates to a method for producing a non-yellowing polyurethaneurea foam useful in the fields of clothing materials, food packaging materials, and the like.

【0002】ポリウレタンは発泡体、弾性体、接着剤等
として各種の分野で広く使用されており、特に衣料用材
料、食品包装用材料等の分野では無黄変性のものが要求
される用途がある。
[0002] Polyurethane is widely used in various fields as foams, elastic bodies, adhesives, etc., and there are applications that require non-yellowing properties, especially in the fields of clothing materials, food packaging materials, etc. .

【0003】ポリウレタンは通常、ポリイソシアナート
類とポリオール類とをアミン類、有機金属化合物類、金
属塩類などの硬化触媒の存在下に反応させることにより
製造される。発泡体を製造する場合には迅速な反応速度
が必要であるが、反応活性の高い芳香族ポリイソシアナ
ート類を用いたポリウレタンは光や酸素などで黄変する
という欠点がある。一方、脂肪族ポリイソシアナート類
を用いたポリウレタンは耐黄変性を有するが、脂肪族ポ
リイソシアナートの反応活性の低さのため発泡体の製造
に利用することは困難である。
[0003] Polyurethanes are usually produced by reacting polyisocyanates and polyols in the presence of curing catalysts such as amines, organometallic compounds, metal salts, and the like. When producing foams, a rapid reaction rate is required, but polyurethanes using aromatic polyisocyanates with high reaction activity have the disadvantage of yellowing when exposed to light, oxygen, etc. On the other hand, although polyurethanes using aliphatic polyisocyanates have yellowing resistance, it is difficult to use them for producing foams due to the low reaction activity of aliphatic polyisocyanates.

【0004】無黄変性ポリウレタン発泡体の製造法とし
て従来、脂肪族ポリイソシアナートとポリオールを、ア
ミン類、金属塩類及び有機金属化合物類から選ばれる2
種類以上の化合物の特定の組み合わせからなる硬化触媒
及び膨潤剤(発泡剤)としての水と混合し撹拌して硬化
させる、いわゆる「ワンショツト法」でポリウレタン発
泡体を製造する方法が提案されている(例えば特公昭5
2−30437号公報、特開昭52−128994号、
特公昭54−15599号公報、特開平2−25581
7号公報等参照)。
Conventionally, as a method for producing non-yellowing polyurethane foam, an aliphatic polyisocyanate and a polyol are mixed with two selected from amines, metal salts and organometallic compounds.
A method has been proposed for producing polyurethane foam using the so-called "one-shot method," in which the foam is mixed with a curing catalyst consisting of a specific combination of more than one type of compounds and water as a swelling agent (foaming agent), stirred, and cured ( For example, Tokuko Sho 5
Publication No. 2-30437, JP-A-52-128994,
Japanese Patent Publication No. 54-15599, Japanese Patent Publication No. 2-25581
(See Publication No. 7, etc.)

【0005】ワンショツト法は、予めポリオールにポリ
イソシアナートを付加させることにより得られるプレポ
リマーを硬化させる、いわゆるプレポリマー法に比べ、
硬化時の反応熱が大きく、硬化反応をより迅速に進行す
る。従って、大きな発泡体を製造する場合あるいは反応
系に多量の水を添加する場合には、たとえ反応性の低い
脂肪族系イソシアナートを用いる場合であっても反応制
御が難しく、反応熱のために発泡体内部の温度が上昇し
過ぎ、たとえば発泡体内部にヤケを生ずるなど良好な発
泡体を得ることが困難であるという問題がある。
[0005] The one-shot method is more difficult than the so-called prepolymer method, in which a prepolymer obtained by adding polyisocyanate to a polyol in advance is cured.
The heat of reaction during curing is large, allowing the curing reaction to proceed more quickly. Therefore, when producing large foams or adding a large amount of water to the reaction system, it is difficult to control the reaction even when using aliphatic isocyanates with low reactivity, and due to the reaction heat. There is a problem in that the temperature inside the foam increases too much, causing, for example, discoloration inside the foam, making it difficult to obtain a good foam.

【0006】一方、脂肪族イソシアナートは前述したよ
うに一般に芳香族イソシアナートに比べ反応性が低く、
プレポリマー化すると分子の易動度がさらに低下するた
め、さらに反応性が低下する。そのため、従来、脂肪族
ポリイソシアナートを用いてプレポリマー法で発泡体を
製造する方法は一般に用いられていない。
On the other hand, as mentioned above, aliphatic isocyanates generally have lower reactivity than aromatic isocyanates;
Prepolymerization further reduces the mobility of molecules, which further reduces reactivity. Therefore, conventionally, a method of producing a foam by a prepolymer method using an aliphatic polyisocyanate has not generally been used.

【0007】本発明者らは脂肪族ポリイソシアナートを
用いプレポリマー法で発泡体を製造する方法について鋭
意検討を重ねた結果、特定の分子量及び官能基数のポリ
オールを脂肪族ポリイソシアナートと特定の割合で付加
反応させることにより得られる実質的に全ての分子末端
にイソシアナート基を有するプレポリマーを用い、これ
を、特定量の水と反応させると、アミン系のみの触媒の
存在下でも迅速に硬化して、機械的特性に優れた良好な
発泡体が得られることを見いだし本発明を完成するに至
った。
[0007] The present inventors have conducted extensive studies on a method for producing foams using a prepolymer method using aliphatic polyisocyanates. By using a prepolymer that has isocyanate groups at substantially all molecular ends obtained by addition reaction at a certain ratio, and reacting it with a specific amount of water, the reaction can be rapidly performed even in the presence of an amine-based catalyst only. It was discovered that a good foam with excellent mechanical properties could be obtained by curing, and the present invention was completed.

【0008】かくして本発明によれば、数平均分子量が
100〜5000で且つ平均官能基数が2〜3のポリオ
ールをその水酸基当量の1.4〜2.6倍量の脂肪族ポ
リイソシアナートと付加反応させることにより得られる
イソシアナート末端のプレポリマーを、イソシアナート
当量の0.4〜5倍量の水と、該プレポリマー100重
量部あたり0.1〜10重量部のアミン系触媒の存在下
に反応せしめることを特徴とする無黄変性ポリウレタン
尿素発泡体の製造方法が提供される。
Thus, according to the present invention, a polyol having a number average molecular weight of 100 to 5,000 and an average number of functional groups of 2 to 3 is added with an aliphatic polyisocyanate in an amount of 1.4 to 2.6 times its hydroxyl equivalent. The isocyanate-terminated prepolymer obtained by reacting the isocyanate-terminated prepolymer in the presence of water in an amount of 0.4 to 5 times the isocyanate equivalent and 0.1 to 10 parts by weight of an amine catalyst per 100 parts by weight of the prepolymer. Provided is a method for producing a non-yellowing polyurethaneurea foam, which is characterized by reacting with.

【0009】以下、本発明の方法についてさらに詳細に
説明する。
The method of the present invention will be explained in more detail below.

【0010】原料のイソシアナート末端プレポリマーの
調製に使用されるポリオールは、数平均分子量が100
〜5000、好ましくは200〜3000の範囲内にあ
り且つ平均官能基数が2〜3のポリオールである。使用
するポリオールの数平均分子量が100未満であるとポ
リイソシアナートを付加してプレポリマー化したとき、
プレポリマーの疎水性部分の割合が多くなり、反応すべ
き水との混和性が悪くなって硬化反応が進み難くなる。 一方、5000を越えるとプレポリマーの末端イソシア
ナート基の密度が小さくなり反応頻度が低下して硬化反
応の進行が遅くなる傾向が大となる。しかして、本発明
において使用しうるポリオールとしては、例えば、(a
)2価又は3価のアルコール(例えばエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセリン、ヘキサントリ
オール、トリエタノールアミンなど)とアルキレンオキ
シド(例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、
ブチレンオキシドなど)との付加物[例えばポリエチレ
ンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリ(エチレン
オキシド−プロピレンオキシド)共重合体];テトラヒ
ドロフランを開環重合して得られるポリテトラメチレン
エーテルグリコールなどのポリエーテルポリオール類、 (b)上記の如き2価又は3価のアルコールにカプロラ
クトンを開環付加させることによって得られるラクトン
系ポリエステルポリオール;上記の如き2価又は3価の
アルコールにヒドロキシカルボン酸(例えばサリチル酸
など)を縮合させることによって得られる化合物;ジカ
ルボン酸類(例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グ
ルタル酸、フタル酸、アジピン酸など)にジオール類(
例えばエチレングリコール、プロピレングリコールなど
)を縮合させることにより得られる化合物;酸無水物(
例えば無水フタル酸など)に上記の如きジオール類を付
加させることにより得られる縮合系ポリエステルポリオ
ール類などのポリエステルポリオール類が挙げられる。
The polyol used to prepare the isocyanate-terminated prepolymer as a raw material has a number average molecular weight of 100.
-5000, preferably 200-3000, and the average number of functional groups is 2-3. When the number average molecular weight of the polyol used is less than 100, when polyisocyanate is added to form a prepolymer,
The proportion of hydrophobic parts in the prepolymer increases, and the miscibility with the water to be reacted deteriorates, making it difficult for the curing reaction to proceed. On the other hand, if it exceeds 5,000, the density of the terminal isocyanate groups of the prepolymer becomes small, the reaction frequency decreases, and the progress of the curing reaction tends to be slow. Therefore, as polyols that can be used in the present invention, for example, (a
) dihydric or trihydric alcohols (e.g. ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, hexanetriol, triethanolamine, etc.) and alkylene oxides (e.g. ethylene oxide, propylene oxide,
butylene oxide, etc.) [e.g. polyethylene oxide, polypropylene oxide, poly(ethylene oxide-propylene oxide) copolymer]; polyether polyols such as polytetramethylene ether glycol obtained by ring-opening polymerization of tetrahydrofuran; b) Lactone-based polyester polyol obtained by ring-opening addition of caprolactone to a dihydric or trihydric alcohol as described above; condensing a hydroxycarboxylic acid (such as salicylic acid) to a dihydric or trihydric alcohol as described above Compounds obtained by combining dicarboxylic acids (for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, phthalic acid, adipic acid, etc.) with diols (
Compounds obtained by condensing ethylene glycol, propylene glycol, etc.); acid anhydrides (
For example, polyester polyols such as condensed polyester polyols obtained by adding the above diols to (eg, phthalic anhydride) can be mentioned.

【0011】一方、上記ポリオールと反応せしめうる脂
肪族系ポリイソシアナートとしては、脂肪族鎖のみから
なるものに限られず、脂環式のものであってもよく、さ
らには脂肪族鎖中に芳香環が介在するものであってもよ
い。具体的にはヘキサメチレンジイソシアナート、ヘキ
サメチレントリイソシアナート、イソホロンジイソシア
ナート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、シ
クロヘキシルメタンジイソシアナート、シクロヘキシル
ジイソシアナート、キシリレンジイソシアナートなど、
あるいはこれらのイソシアナートの二量体、三量体など
が挙げられる。これらの中で特にヘキサメチレンジイソ
シアナートが好適である。
On the other hand, the aliphatic polyisocyanate that can be reacted with the above-mentioned polyol is not limited to those consisting only of aliphatic chains, but may also be alicyclic ones, and furthermore, the aliphatic polyisocyanates containing aromatic A ring may be present. Specifically, hexamethylene diisocyanate, hexamethylene triisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, cyclohexyl diisocyanate, xylylene diisocyanate, etc.
Alternatively, dimers and trimers of these isocyanates can be mentioned. Among these, hexamethylene diisocyanate is particularly preferred.

【0012】以上に述べた脂肪族系ポリイソシアナート
とポリオールとからのプレポリマーの調製はそれ自体既
知の方法によって両者を付加反応させることにより行う
ことができる。その際のポリイソシアナートとポリオー
ルの反応割合はNCO/OH比が1.4〜2.6、好ま
しくは1.5〜2.5の範囲内とすることが重要である
。該比が1.4よりも小さいと、得られるプレポリマー
が高分子量化しやすくなり粘度が上昇して硬化時の撹拌
混合が困難となる。一方、該比が2.6を越えると、得
られるプレポリマー中に存在する疎水性の脂肪族ポリイ
ソシアナートモノマーと水及びプレポリマーと水との反
応が水との親和性の差のために不均一に進行し、硬化物
が不均一となりやすい。
The above-mentioned prepolymer from the aliphatic polyisocyanate and polyol can be prepared by addition reaction of the two by a method known per se. In this case, it is important that the reaction ratio between the polyisocyanate and the polyol is such that the NCO/OH ratio is within the range of 1.4 to 2.6, preferably 1.5 to 2.5. When the ratio is smaller than 1.4, the resulting prepolymer tends to have a high molecular weight, and its viscosity increases, making stirring and mixing during curing difficult. On the other hand, when the ratio exceeds 2.6, the reaction between the hydrophobic aliphatic polyisocyanate monomer and water present in the obtained prepolymer and the reaction between the prepolymer and water is reduced due to the difference in affinity with water. The process progresses unevenly, and the cured product tends to be uneven.

【0013】本発明によれば、上記プレポリマーは水と
硬化触媒の存在下に反応せしめられる。この硬化反応は
、プレポリマーの末端イソシアナート基と水との反応に
より生成するアミノ基と他のプレポリマーの末端イソシ
アナート基との反応により生じる尿素結合を伴う鎖延長
によって進行する。
According to the invention, the prepolymer is reacted with water in the presence of a curing catalyst. This curing reaction proceeds by chain extension accompanied by a urea bond produced by the reaction of the amino group produced by the reaction of the terminal isocyanate group of the prepolymer with water and the terminal isocyanate group of another prepolymer.

【0014】反応に使用される水の量は、該プレポリマ
ー中のイソシアナート当量の0.4〜5倍量、好ましく
は0.5〜4.5倍量の範囲内とすることができる。水
の量が0.4倍量より少ないと未反応のイソシアナート
基が多数残存し良好な発泡体得られず、他方5倍量を越
えるとイソシアナート基と水の反応により生成するアミ
ノ末端プレポリマー分子の近傍に反応すべきイソシアナ
ート末端プレポリマー分子が存在しないような状態とな
り、鎖延長反応が十分に行われないため不均一な硬化物
しか得られないという問題が生ずる。
The amount of water used in the reaction can range from 0.4 to 5 times, preferably from 0.5 to 4.5 times, the amount of isocyanate equivalent in the prepolymer. If the amount of water is less than 0.4 times the amount, many unreacted isocyanate groups remain and a good foam cannot be obtained, whereas if the amount exceeds 5 times the amount, amino-terminated prepolymer is produced by the reaction between isocyanate groups and water. A problem arises in that the isocyanate-terminated prepolymer molecule to be reacted is not present in the vicinity of the molecule, and the chain extension reaction is not sufficiently carried out, resulting in a non-uniform cured product.

【0015】脂肪族ポリイソシアナートと水との反応に
よって生成する尿素結合により硬化を行う本発明の方法
において、触媒としてはウレタン分野で通常使用される
アミン系触媒、殊に3級アミン類を使用することができ
る。そのような3級アミンとしては、モノアミン類(例
えばトリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン
など)、ジアミン類(例えばテトラメチルエチレンジア
ミン、テトラメチルヘキサンジアミンなど)、トリアミ
ン類(例えばテトラメチルグアニジン等)、環状アミン
類(例えばトリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン
、メチルモルホリンなど)、アルコールアミン類(例え
ばジメチルアミノエタノール、トリメチルアミノエチル
エタノールアミン、ヒドロキシエチルモルホリンなど)
、エーテルアミン類(例えばビスジメチルアミノエチル
エーテルなど)、ジアザビシクロアルケン類[例えば1
,5−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(
DBU)、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネ
ン−5など]、ジアザビシクロアルケンの有機酸塩類(
例えばDBUのフエノール塩、2−エチルヘキサン酸塩
、蟻酸塩など)が挙げられる。中でも特に下記式(I)
In the method of the present invention in which curing is effected by urea bonds produced by the reaction of aliphatic polyisocyanate and water, amine catalysts commonly used in the urethane field, particularly tertiary amines, are used as catalysts. can do. Such tertiary amines include monoamines (e.g. triethylamine, dimethylcyclohexylamine, etc.), diamines (e.g. tetramethylethylenediamine, tetramethylhexanediamine, etc.), triamines (e.g. tetramethylguanidine, etc.), and cyclic amines (e.g. tetramethylguanidine, etc.). (e.g. triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylmorpholine, etc.), alcohol amines (e.g. dimethylaminoethanol, trimethylaminoethylethanolamine, hydroxyethylmorpholine, etc.)
, ether amines (e.g. bisdimethylaminoethyl ether), diazabicycloalkenes [e.g.
,5-diazabicyclo(5,4,0)undecene-7(
DBU), 1,5-diazabicyclo(4,3,0)nonene-5, etc.], organic acid salts of diazabicycloalkenes (
Examples include DBU phenol salt, 2-ethylhexanoate, formate, etc.). Especially the following formula (I)

【0016】[0016]

【化2】[Case 2]

【0017】式中、mは3〜7の整数であり、nは2〜
4の整数である、で示されるジアザビシクロアルケン及
びその有機酸との塩類が好適である。これらアミン類は
それぞれ単独で使用することができ、或いは場合によっ
て2種以上併用してもよい。
In the formula, m is an integer from 3 to 7, and n is from 2 to
Diazabicycloalkenes represented by and their salts with organic acids are preferred. Each of these amines can be used alone, or two or more kinds can be used in combination depending on the case.

【0018】かかるアミン系触媒は一般にプレポリマー
100重量部あたり0.1〜10重量部、好ましくは0
.4〜4重量部の範囲内で用いることができる。アミン
系触媒の使用量が0.1重量部よりも少ないと硬化反応
は迅速に進まず、また10重量部よりも多いと不経済で
あり、さらに硬化反応が速く進みすぎて均一な硬化物が
得難いという問題点がある。
The amine catalyst is generally used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of prepolymer.
.. It can be used within the range of 4 to 4 parts by weight. If the amount of the amine catalyst used is less than 0.1 part by weight, the curing reaction will not proceed quickly, and if it is more than 10 parts by weight, it will be uneconomical, and furthermore, the curing reaction will proceed too quickly and a uniform cured product will not be obtained. The problem is that it is difficult to obtain.

【0019】本発明の方法においては、イソシアナート
成分及び/又はポリオール成分が互いに異なる2種以上
のプレポリマーを混合して使用してもよく、また必要に
応じて、硬化反応系に前述した如き数平均分子量が10
0〜5000の範囲内にあり且つ平均官能基数が2〜3
のポリオールを加えてもよい。それによって、プレポリ
マー、水、触媒等からなる発泡原液の粘度調節、相溶化
の促進等が可能となり、また生成硬化物の物性の調整を
行うこともできる。主としてイソシアナート基と水との
反応による尿素結合生成により鎖延長を行う本発明の場
合においても、水酸基とイソシアナート基との反応によ
るウレタン結合生成によりポリオールを硬化物中に取り
込むことは可能である。しかして、該ポリオールの添加
量としては、通常、ポリオールの水酸基当量がプレポリ
マーのイソシアナート当量の60%以下、好ましくは5
0%以下とすることができる。60%より多い場合、反
応速度が低下し発泡体硬化物が得難いという問題が生ず
る。
In the method of the present invention, two or more prepolymers having different isocyanate components and/or polyol components may be used as a mixture, and if necessary, the curing reaction system may include the above-mentioned prepolymers. Number average molecular weight is 10
Within the range of 0 to 5000 and the average number of functional groups is 2 to 3
Polyols may also be added. This makes it possible to adjust the viscosity and promote compatibilization of the foaming stock solution consisting of prepolymer, water, catalyst, etc., and also to adjust the physical properties of the resulting cured product. Even in the case of the present invention, in which chain extension is carried out primarily through the formation of urea bonds through the reaction between isocyanate groups and water, it is possible to incorporate polyols into the cured product through the formation of urethane bonds through the reaction between hydroxyl groups and isocyanate groups. . Therefore, the amount of the polyol added is usually such that the hydroxyl equivalent of the polyol is 60% or less of the isocyanate equivalent of the prepolymer, preferably 5% or less of the isocyanate equivalent of the prepolymer.
It can be set to 0% or less. When the amount is more than 60%, a problem arises in that the reaction rate decreases and it is difficult to obtain a cured foam product.

【0020】さらに、本発明の方法においても、通常の
ポリウレタンの製造の際にしばしば行われているように
、整泡剤、発泡剤、難燃剤、鎖延長剤、架橋剤、充填剤
等の助剤を適宜配合してもよい。
Furthermore, in the method of the present invention, auxiliary agents such as foam stabilizers, blowing agents, flame retardants, chain extenders, crosslinking agents, and fillers are used, as is often done in the production of ordinary polyurethane. Agents may be added as appropriate.

【0021】また、発泡後残存するイソシアナート基を
反応させる目的で発泡体を加温し、後硬化を行ってもよ
い。
[0021] Further, the foam may be heated and post-cured for the purpose of reacting the isocyanate groups remaining after foaming.

【0022】本発明の方法により製造されるポリウレタ
ン尿素発泡体は尿素結合、ウレタン結合からなるハード
セグメント部分と、ポリオール、メチレン基などからな
るソフトセグメント部分のバランスがとれている限り良
好な力学物性を示す。
The polyurethane urea foam produced by the method of the present invention exhibits good mechanical properties as long as the hard segment portion consisting of urea bonds and urethane bonds and the soft segment portion consisting of polyol, methylene groups, etc. are well balanced. show.

【0023】本発明の方法により製造されるポリウレタ
ン尿素発泡体は従来の芳香族系イソシアナートを用いた
発泡体と比較し、黄変しない点に特徴がある。また脂肪
族系イソシアナートを用いたポリウレタン発泡体と比較
し、発泡条件がより温和で大きな発泡体を容易に得られ
るという利点がある。しかして、本発明により提供され
る発泡体は無黄変性の望まれる用途、例えばパッド、ブ
ラジャーのパッドの如き衣料用材料、或いはまた食品包
装用材料などにおいて使用可能である。
The polyurethaneurea foam produced by the method of the present invention is characterized in that it does not yellow compared to conventional foams using aromatic isocyanates. Furthermore, compared to polyurethane foams using aliphatic isocyanates, they have the advantage that foaming conditions are milder and larger foams can be easily obtained. Thus, the foams provided by the present invention can be used in applications where non-yellowing is desired, such as padding, clothing materials such as bra padding, or also food packaging materials.

【0024】次に実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。
[0024] Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

【0025】[0025]

【実施例】実施例1〜12及び比較例1、2(A)プレ
ポリマーの調製 冷却管を備えた4つ口フラスコにHDI[1,6−ヘキ
サメチレンジイソシアナート;日本ポリウレタン(株)
]336.4g及びサンニックスPP400[ポリプロ
ピレングリコール;数平均分子量400、三洋化成工業
(株)]400gを仕込み(NCO/OH当量比=2)
、撹拌しながら100℃に昇温する。しばらくすると発
熱反応のために系内温度は上昇するが反応終了とともに
系内温度は降下する。120℃まで降下した時点で一定
温度120℃で4時間撹拌を続けプレポリマーAを得た
。このもののNCO%は理論量11.4%であるのに対
しジブチルアミン法による測定値は10.9%であった
[Example] Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 and 2 (A) Preparation of prepolymer HDI [1,6-hexamethylene diisocyanate; Nippon Polyurethane Co., Ltd.] was placed in a four-necked flask equipped with a cooling tube.
] 336.4 g and 400 g of Sannix PP400 [polypropylene glycol; number average molecular weight 400, Sanyo Chemical Industries, Ltd.] (NCO/OH equivalent ratio = 2).
, and raise the temperature to 100°C while stirring. After a while, the temperature inside the system rises due to the exothermic reaction, but as the reaction ends, the temperature inside the system drops. When the temperature dropped to 120°C, stirring was continued for 4 hours at a constant temperature of 120°C to obtain Prepolymer A. The NCO% of this product was theoretically 11.4%, whereas the value measured by the dibutylamine method was 10.9%.

【0026】また、上記方法におけるサンニックスPP
400の代わりに、ポリオールとしてサンニックスGL
−3000[官能性ポリオール;数平均分子量3000
、三洋化成工業(株)]プラクセル205AL[2官能
性ポリエステルポリオール;数平均分子量500、ダイ
セル化学工業(株)]又はサンニックスPP−1000
(2官能性ポリオール;数平均分子量1000、三洋化
成工業(株)]を用いる以外は上記と同様に操作してそ
れぞれプレポリマーB、C、Dを調製した。
[0026] Furthermore, Sunnix PP in the above method
Sunnix GL as polyol instead of 400
-3000 [functional polyol; number average molecular weight 3000
, Sanyo Chemical Industries, Ltd.] Plaxel 205AL [bifunctional polyester polyol; number average molecular weight 500, Daicel Chemical Industries, Ltd.] or Sannix PP-1000
Prepolymers B, C, and D were prepared in the same manner as above except for using (bifunctional polyol; number average molecular weight 1000, Sanyo Chemical Industries, Ltd.).

【0027】さらに上記と同様にして、サンニックスP
P400とHDIとをNCO/OH当量比1.5または
2.5で反応させることにより、それぞれプレポリマー
E及びFを調製した。
Furthermore, in the same manner as above, Sunnix P
Prepolymers E and F were prepared by reacting P400 and HDI at NCO/OH equivalent ratios of 1.5 or 2.5, respectively.

【0028】(B)触媒及び整泡剤 触媒としてはDBU[1,5−ジアザビシクロ(5,4
,0)ウンデセン−7、サンアプロ(株)製]、SA−
102[DBUの2エチルヘキサン酸塩、サンアプロ(
株)製]、SA−1[DBUのフェノール塩、サンアプ
ロ(株)製]、DBN[1,5−ジアザビシクロ(4,
3,0)ノネン−5、サンアプロ(株)製]を準備した
(B) Catalyst and foam stabilizer DBU[1,5-diazabicyclo(5,4
, 0) Undecene-7, manufactured by Sun-Apro Co., Ltd.], SA-
102 [DBU 2-ethylhexanoate, San-Apro (
Co., Ltd.], SA-1 [phenol salt of DBU, San-Apro Co., Ltd.], DBN [1,5-diazabicyclo(4,
3,0) Nonene-5, manufactured by San-Apro Co., Ltd.] was prepared.

【0029】整泡剤としてはSH−193[東レダウコ
ーニングシリコン(株)]を準備した。
As a foam stabilizer, SH-193 [manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.] was prepared.

【0030】(C)ポリウレタン尿素発泡体の調製上記
(A)で得られた脂肪族イソシアナート末端プレポリマ
ーに水、触媒、整泡剤を添加し発泡を行った。撹拌はカ
ゴ型ミキサーを用い回転数2000rpmで10秒間撹
拌した。発泡はすべて室温(摂氏25℃)において行っ
た。
(C) Preparation of polyurethaneurea foam Water, a catalyst, and a foam stabilizer were added to the aliphatic isocyanate-terminated prepolymer obtained in (A) above, and foaming was performed. Stirring was carried out using a cage mixer at a rotation speed of 2000 rpm for 10 seconds. All foaming was done at room temperature (25 degrees Celsius).

【0031】実施例1〜4では、カップにプレポリマー
A100gに、表1に記載する量の水、触媒、ポリオー
ル及び整泡剤を添加した。添加した水の量は実施例1で
はイソシアナート当量と等しく、実施例2ではイソシア
ナート当量の4.4倍量、実施例3では0.5倍量であ
る。実施例4は表1記載の組成で硬化を行った。添加し
たPEG400はイソシアナート当量の0.5倍量であ
る。得られた発泡体の硬化速度及び芯密度を表1にまと
めて示す。
In Examples 1 to 4, water, catalyst, polyol and foam stabilizer in the amounts listed in Table 1 were added to 100 g of Prepolymer A in a cup. The amount of water added was equal to the isocyanate equivalent in Example 1, 4.4 times the isocyanate equivalent in Example 2, and 0.5 times the isocyanate equivalent in Example 3. In Example 4, curing was performed using the composition shown in Table 1. The amount of PEG400 added was 0.5 times the isocyanate equivalent. The curing speed and core density of the obtained foam are summarized in Table 1.

【0032】実施例5〜7では、実施例1と異なる触媒
を用い硬化を行った。水及び整泡剤は予めサンニックス
GL−3000に溶解したもの[水/GL−3000=
1/5(重量比)、SH−193/GL−3000=1
/4(重量比)]を添加した。組成、硬化時間、得られ
た発泡体の硬化速度及び芯密度を表2にまとめて示す。
In Examples 5 to 7, a different catalyst from Example 1 was used for curing. Water and foam stabilizer were dissolved in SANNIX GL-3000 in advance [Water/GL-3000=
1/5 (weight ratio), SH-193/GL-3000=1
/4 (weight ratio)] was added. The composition, curing time, curing speed and core density of the obtained foam are summarized in Table 2.

【0033】実施例8〜10では、実施例1と異なるポ
リオールから合成されるプレポリマーを用い硬化を行っ
た。水及び整泡剤は予めサンニックスGL−3000に
溶解したもの[水/GL−3000=1/5(重量比)
、SH−193/GL−3000=1/4(重量比)]
を添加した。組成、硬化時間、得られた発泡体の芯密度
及びフオーム状態を表2にまとめて示す。
In Examples 8 to 10, curing was performed using a prepolymer synthesized from a polyol different from that in Example 1. Water and foam stabilizer were dissolved in SANNIX GL-3000 in advance [Water/GL-3000=1/5 (weight ratio)
, SH-193/GL-3000=1/4 (weight ratio)]
was added. The composition, curing time, core density and foam state of the obtained foam are summarized in Table 2.

【0034】実施例11、12では、実施例1とプレポ
リマー合成時のHDIとサンニックスPP400の仕込
み比を変えて得られるプレポリマーを用い、硬化を行っ
た。水及び整泡剤は予めサンニックスGL−3000に
溶解したもの[水/GL−3000=1/5(重量比)
、SH−193/GL−3000=1/4(重量比)]
を添加した。組成、硬化時間、得られた発泡体の硬化速
度及び芯密度を表2にまとめて示す。
In Examples 11 and 12, curing was performed using prepolymers obtained by changing the charging ratio of HDI and Sannix PP400 during prepolymer synthesis compared to Example 1. Water and foam stabilizer were dissolved in SANNIX GL-3000 in advance [Water/GL-3000=1/5 (weight ratio)
, SH-193/GL-3000=1/4 (weight ratio)]
was added. The composition, curing time, curing speed and core density of the obtained foam are summarized in Table 2.

【0035】比較例1として、実施例1と同一原料をプ
レポリマー法を用いずワンショット法を用い他の条件を
変えず硬化を試みた。すなわち、プレポリマーA100
gの代わりにサンニックスPP−400及びHDIを用
い、表1に記載した組成で硬化を試みた。また比較例2
として、尿素結合による鎖延長の代わりにウレタン結合
による鎖延長を試みた。すなわち、プレポリマーAに対
し水の代わりにイソシアナート当量のエチレングリコー
ルを添加し、表1に記載した量の組成でウレタン結合に
よる硬化を試みた。結果を表1にまとめて示す。
As Comparative Example 1, curing was attempted using the same raw materials as in Example 1 using the one-shot method without using the prepolymer method without changing other conditions. That is, prepolymer A100
Curing was attempted using Sunnix PP-400 and HDI in place of g and the compositions listed in Table 1. Also, comparative example 2
Therefore, instead of chain extension using urea bonds, we attempted chain extension using urethane bonds. That is, ethylene glycol in an amount equivalent to isocyanate was added to Prepolymer A instead of water, and curing by urethane bonding was attempted using the compositions in the amounts listed in Table 1. The results are summarized in Table 1.

【0036】[0036]

【表1】 *硬化しなかったため観察せず[Table 1] *Not observed because it did not harden.

【0037】[0037]

【表2】[Table 2]

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  数平均分子量が100〜5000で且
つ平均官能基数が2〜3のポリオールをその水酸基当量
の1.4〜2.6倍量の脂肪族系ポリイソシアナートと
付加反応させることにより得られるイソシアナート末端
プレポリマーを、イソシアナート当量の0.4〜5倍量
の水と、該プレポリマー100重量部あたり0.1〜1
0重量部のアミン系触媒の存在下に反応せしめることを
特徴とする無黄変性ポリウレタン尿素発泡体の製造方法
Claim 1: By subjecting a polyol having a number average molecular weight of 100 to 5,000 and an average number of functional groups of 2 to 3 to an addition reaction with an aliphatic polyisocyanate in an amount of 1.4 to 2.6 times the hydroxyl equivalent of the polyol. The obtained isocyanate-terminated prepolymer is mixed with water in an amount of 0.4 to 5 times the isocyanate equivalent and 0.1 to 1 part by weight per 100 parts by weight of the prepolymer.
A method for producing a non-yellowing polyurethaneurea foam, which comprises reacting in the presence of 0 parts by weight of an amine catalyst.
【請求項2】  脂肪族系ポリイソシアナートが1,6
−ヘキサメチレンジイソシアナートである請求項1記載
の方法。
[Claim 2] The aliphatic polyisocyanate is 1,6
-hexamethylene diisocyanate.
【請求項3】  アミン系触媒が式(I)【化1】 式中、mは3〜7の整数であり、nは2〜4の整数であ
る、で示されるジアザビシクロアルケン又はその有機酸
との塩である請求項1又は2記載の方法。
3. The amine catalyst is a diazabicycloalkene or an organic compound thereof represented by the formula (I), wherein m is an integer of 3 to 7, and n is an integer of 2 to 4. The method according to claim 1 or 2, which is a salt with an acid.
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