JPH04298544A - フルオルアルカンを用いて発泡体を製造する方法 - Google Patents

フルオルアルカンを用いて発泡体を製造する方法

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JPH04298544A
JPH04298544A JP2401409A JP40140990A JPH04298544A JP H04298544 A JPH04298544 A JP H04298544A JP 2401409 A JP2401409 A JP 2401409A JP 40140990 A JP40140990 A JP 40140990A JP H04298544 A JPH04298544 A JP H04298544A
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JP
Japan
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blowing agent
foam
polyisocyanate
fluoroalkanes
mol
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JP2401409A
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Klaus-Juergen Behme
クラウス−ユルゲン・ベーメ
Hans-Matthias Deger
ハンス−マットヒアス・デゲール
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
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    • C08J9/144Halogen containing compounds containing carbon, halogen and hydrogen only
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリイソシアネートを
基体とするフォーム、特にポリウレタンフォーム及びポ
リイソシアヌレートフォームを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この様なフォームの製造は、公知でり、
例えば Kunststoff−Handbuch〔P
lastics Handbook 〕、第VII巻、
Polyurethane〔Polyurethane
s〕、CarlHanser社発行、Munich, 
Vienna(1983)、第246乃至331頁及び
又、欧州特許出願公開−Al−0,077,964号公
報、欧州特許出願公開−Al−0,334,059号公
報及びドイツ特許出願公告第1,694,138号公報
(=英国特許第1,209,243号明細書)中に記載
されている。
【0003】Ullmanns Enzyklopad
ie der technischen Chemie
〔Ullmann’s Encyclopediaof
 Industrial Chemistry 〕(1
980)、第19巻、第301乃至341頁中には、硬
質ポリウレタンフォームを製造するための、使用可能な
原料及び可能な方法が要約して記載されている。
【0004】別の関連文献は、Kirk−Othmer
, Encycl. of Chem. Techno
logy, 第3版、第11巻(1980)、第87〜
89頁及び第23巻(1983)、第576〜607頁
中に見出すことができる。
【0005】ポリウレタン用の通常な発泡剤は、二酸化
炭素──これはポリイソシアネート及び反応性水素を有
する化合物からポリウレタンを製造する間に水の添加に
より発生する──及び/又はいわゆる「物理的発泡剤」
、すなわち易揮発性有機物質、例えばアセトン、酢酸エ
チル、ハロゲン−置換アルカン、例えば塩化メチレン、
クロロホルム、塩化エチリデン、塩化ビニリデン、モノ
フルオルトリクロルメタン、クロルジフルオルメタン及
びジクロルジフルオルメタン及び/又ブタン、ヘキサン
、ヘプタン又はジエチルエーテルである。断熱性ポリウ
レタンフォームを製造するためのフッ素化炭化水素の適
用可能性は、例えばドイツ特許第1,111,381号
明細書から公知である。無機発泡剤、例えば空気、CO
2 又はN2 Oも使用することができる。発泡剤の使
用に関する別の詳細は、Kunststoff−Han
dbuch,〔Plastics Handbook 
〕、第VII巻、Carl−Hanser−社発行、M
unich(1966)、例えば第108頁及び第10
9頁、第453頁乃至第455頁及び第507頁乃至第
510頁中に示されている。
【0006】ポリウレタンフォーム用の物理的発泡剤は
、若干の要求を満たさなければならない。発泡剤と通常
の原料との良好な混合性が必要であるが、しかしこれら
は、フォームの良好な材料品質を確保するために、生成
するポリウレタン中に不溶性であるべきである。さらに
、発泡中上昇し、大容量部を泡立てる場合に、約200
℃までの温度上昇に導くことがありうる反応熱のために
、発泡剤の熱安定性が予期される。その上発泡剤は、好
ましくは難燃性である。ポリウレタンフォーム技術の開
発の過程において、これら全ての要求は、物理的発泡剤
としてのフッ素化塩化炭化水素(CFC)、特にトリク
ロルフルオルメタン(CFC11)の使用に導いた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしCFCは、現在
地球を取り巻くオゾン層を損傷することに関して疑われ
ている。それゆえこれら化合物の使用をできるだけ早く
省き、その代りに物理的発泡剤としての、オゾンを損傷
し得ない別の物質を使用することが必要である。
【0008】CO2 ──これは、上記の如く、ポリイ
ソシアネートからポリウレタンを製造する間で水の添加
により生ずる──に有利になるような発泡剤としてのC
FCの放棄は検討中である。この方法は若干のフォーム
にとって好ましいけれども、これは、特に硬質フォーム
の場合に、大なる欠点を与える。何となればこの方法で
製造されるフォームは増大した熱伝導性、したがってC
FCを用いて製造したフォームより低い断熱能を有する
からである。
【0009】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに本発明者
は、フルオルアルカンはポリイソシアネートを基体とす
るフォームを製造するためにCFCと同様に適し、これ
を用いて製造された硬質フォームの熱伝導性はCO2 
を用いて生成させた該フォームの熱伝導性より著しく低
いことを見出した。特に本発明者は、これらのフルオル
アルカン及びCO2 は発泡剤として同時に使用するこ
とができて、比較的わずかな割合のフルオルアルカン(
及び相応して高いCO2 割合、それゆえ硬質フォーム
配合における高い含水率)を用いてさえ断熱効果におけ
る著しい改善が達成されることを見出した。
【0010】本発明は、ポリイソシアネート、イソシア
ネート基に対し反応性の少なくとも2個の水素原子を有
する化合物、発泡剤及び場合により別の添加剤を反応さ
せて、ポリイソシアネートを基体とするフォームを製造
するに当たり、少なくとも10モル%の程度まで一般式
I Ca Hb Fc  (式中a=4〜6、b=1〜12及びc=2〜13であ
る)で示される、1又は多数のフルオルアルカンから構
成されている発泡剤を使用することを特徴とする方法に
関する。
【0011】好ましくは、発泡剤の少なくとも20モル
%、特に50〜80モル%が1又は多数の当該フルオル
アルカンから構成されている。しかし発泡剤は、原則と
して100モル%の程度までこれらフルオルアルカンか
ら構成されていることもできる。
【0012】しかし、一般的に事情はその通りであるが
、どの発泡剤がこれらフルオルアルカンから構成されて
いるとは限らない場合には、その残りは上記の慣用の発
泡剤の一種から構成されているが、しかし一般的にCF
Cは上記の理由で大部分又は全部除かれる。好ましくは
、その場合その残りは、少なくとも部分的に、フォーム
を与えるポリイソシアネートの反応中水の適当な量の添
加により生成するCO2 から構成されている。ここで
水の「適当な」量とは、CO2 の所望な割合を形成す
る量である。1又は多数の当該フルオルアルカン及びC
O2 (水の添加により生成する)からのみ構成され、
すなわち発泡ガスの、上記「残り」はCO2 からのみ
構成されている発泡ガスが特に好ましい。
【0013】一般式Iなるフルオルアルカンのうちで、
a=4〜6、b=1〜8及びc=3〜13である、当該
アルカンが好ましい。一般式I中、a=4〜6、b=1
〜5及びc=5〜13である、該アルカンが特に好まし
い。
【0014】フルオルアルカンの製造は、Ullman
n’s Encyclopedia of Indus
trialChemistry,第11巻(1988)
、第349〜389頁、特に第354〜355頁;A.
 M. Lovelace et al., Alip
hatic FluorineCompounds (
1958);H. Liebig and K. Ul
m, Herstellung und Anwend
ung aliphatischerFluorver
bindungen 〔Preparation an
d use of aliphatic fluori
necompounds 〕II  Chemiker
−Zeitung(1976)、第3−13頁中に記載
されている。
【0015】また本発明は、ポリイソシアネートを基体
としており、上記の方法により得られるフォームに関す
る。
【0016】上記のフルオルアルカンを使用する場合に
は、従来通常のフォーム原料を使用することができ、上
記の如く、水又は慣用の物理的発泡剤の割合を著しく低
減させるか又はそれどころか全くでさえ省くことができ
る。
【0017】本発明による方法に適するポリイソシアネ
ートは、このために通常な、脂肪族、脂環式及び芳香族
ジイソシアネート又はポリイソシアネートである。
【0018】2,4−及び2,6−トルイルジイソシア
ネート、ジフエニルメタンジイソシアネート、ポリメチ
レンポリフエニルイソシアネート及びそれらの混合物が
好ましい。カルボジイミド基、ウレタン基、アロフアネ
ート基、イソシアヌレート基、尿素又はビウレット基を
含有し、「変性ポリイソシアネート」及び「イソシアネ
ートプレポリマー」と称されるポリイソシアネートも使
用することができる。
【0019】ポリイソシアネートは、イソシアネート基
に対し反応性の少なくとも2個の水素原子を含有する化
合物、例えばヒドロキシル基を含有し、ポリエーテル、
ポリエステル及びアミンを基体とする化合物及び又アミ
ノ基及び/又はカルボキシル基及び/又はチオール基を
有する化合物と反応させる。通例これら化合物は、イソ
シアネート基に対し反応性の2〜8個の水素原子を有す
る。
【0020】この反応に使用される触媒は、通例、場合
によりイソシアネート基に対し反応性の水素原子を含有
することもできる第三アミン及び/又は有機金属化合物
、好ましくはカルボン酸のスズ塩である。
【0021】その上、表面活性添加剤、例えば乳化剤及
び気泡安定剤も一般的に使用される。乳化剤は、例えば
脂肪酸の塩である。ポリエーテルシロキサンは、しばし
ば気泡安定剤として使用される。
【0022】実施例 以下の例1〜7により本発明を説明する。これら例は、
種々なフルオルアルカンの異なる割合を有する典型的な
硬質フォーム配合に関する。しかし比較例においては、
もっぱら水から生成したCO2 を発泡剤として使用す
る。本発明によるフルオルアルカンもCO2 のほかに
使用する場合には、フォーム熱伝導性における著しい低
減が、発泡剤の全量に対し、例えば25モル%の、比較
的わずかなフルオルアルカン割合においてさえ認められ
る。この効果は、長期の貯蔵においてさえ増大する。
【0023】フルオルアルカンは又連続気泡構造を有す
る硬質フォームの泡立て及び多孔質コアーを有する発泡
成形体及びドイツ特許出願公告第1,694,138号
公報(英国特許第1,209,243号明細書に相当す
る)によるコンパクトスキンの製造に適する。
【0024】以下の例において製造されるフォームの性
質を例の後の表中で示す。 比較例 (単独発泡剤としてのCO2 の使用)OH価380を
有する蔗糖/プロピレンオキシドポリエーテル85g、
OH価480を有するエチレンジアミン/プロピレンオ
キシドポリエーテル15g、気泡安定剤(Dow Co
rning 社製タイプDC193)1g、ジメチルシ
クロヘキシルアミン1.5g及び水3.8gを15秒間
撹拌機により2500回転において十分に混合し、次に
10秒間粗ジフエニルメタンジイソシアネート(通常の
市販品質のMDI)192gと十分に混合し、引き続い
て紙型に注型した。混合物の発泡は約15秒間後開始し
、約75秒間後完結した。表中に示した性質を有する硬
質フォームが得られた。 例1 比較例の通り実施したが、ただしジメチルシクロヘキシ
ルアミン2.0g、水2.0g、1,1−2,2−3,
3−4,4−オクタフルオルブタン(HCF2 −CF
2 −CF2 −CF2 H)22g及びMDI165
gを使用する点を異にした。 例2 例1の通り実施したが、ただし水の割合を3.0gに増
大させ、MDIの割合を180gに増大させ、オクタフ
ルオルブタンの割合を11gに低減させた。 例3 例2の通り実施したが、ただしオクタフルオルブタン1
1gを1,1,1−2,2−3,3−4,4−ノナフチ
ルフルオルヘキサン(CF3 −CF2 −CF2 −
CF2 −CH2 −CH3 )15gと替えた。 例4 OH価750を有するグリセリン/エチレンオキシドポ
リエーテル15g、OH価490を有する蔗糖/プロピ
レンオキシドポリエーテル50g、OH価480を有す
るエチレンジアミン/プロピレンオキシドポリエーテル
15g、OH価220を有するテトラブロムフタレート
ジオール(Great Lakes Chemical
社製PHT−4−ジオール)20g、トリクロルエチル
ホスフエート20g、気泡安定剤1g、ジメチルシクロ
ヘキシルアミン1.5g、水1g、1,1−2,2−3
,3−4,4−オクタフルオルブタン40g及びMDI
147gを比較例の場合の如く泡立てた。 例5 エチレンジアミン及びOH価630を有する、等割合の
エチレンオキシド及びプロピレンオキシドから得られた
ポリエーテル15gを、比較例の場合の如く、OH価5
60を有するソルビット/グリセリン/プロピレンオキ
シドポリエーテル45g、OH価160を有するグリセ
リン/プロピレンオキシドポリエーテル20g、OH価
220を有するテトラブロムフタレートジオール20g
及びトリクロルエチルホスフエート20g並びに気泡安
定剤1.0g、ジメチルシクロヘキシルアミン1.0g
、水2.2g、1,1,1−2,2−3,3−4,4−
ノナフルオルヘキサン22g及びMDI137gと混合
し、泡立てた。 例6 OH価560を有するソルビット/グリセリン/プロピ
レンオキシドポリエーテル45gを、上記の例の場合の
如く、OH価480を有するエチレンジアミン/プロピ
レンオキシドポリエーテル15g、OH価160を有す
るグリセリン/プロピレンオキシドポリエーテル20g
、OH価220を有するテトラブロムフタレート20g
、トリクロルエチルホスフエート20g並びに Dow
 Corning社により販売された商品名DC190
及びDC198なる気泡安定剤の夫々1.0g、ジメチ
ルシクロヘキシルアミン1.0g、水2.2g、1,1
−2,2−3,3−4,4−5,5−6,6,6−フル
オルヘキサン28g及びMDI137gと混合し、泡立
てた。
【0025】
【表1】表:           水/フルオル      フォー
ムの性質          アルカン      嵩
密度          熱伝導率         
 モル比        (kg/m3)      
  (23℃, mW/(m x k))      
                         
          1日後      6週間後比較
例    100/0           37  
            25.8        3
4.7    例1   49/51        
  37              22.5   
     25.0    例2   75/25  
        35              2
3.5        26.7    例3   7
5/25          38         
     23.5        26.0    
例4   21/79          32   
           21.8        22
.8    例5   50/50         
 32              20.9    
    22.2    例6   50/50   
       36              20
.5        22.3
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による方法
により得られるフォームは、従来使用されている発泡剤
を使用して得られるフォームより著しく低い熱伝導性を
有するという利点がある。又本発明によるフルオルアル
カンを使用する場合、従来通常のフォーム原料を使用す
ることができ、その上水又は、公害上問題のある、慣用
の物理的発泡剤の割合を著しく低減させるか又はそれど
ころか全くでさえ省くことができる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ポリイソシアネート、イソシアネート
    基に対し反応性の少なくとも2個の水素原子を有する化
    合物、発泡剤及び、場合により別の添加剤を反応させて
    、ポリイソシアネートを基体とするフォームを製造する
    に当たり、少なくとも10モル%の程度まで一般式IC
    a Hb Fc  (式中a=4〜6、b=1〜12及びc=2〜13であ
    る)で示される、1又は多数のフルオルアルカンから構
    成されている発泡剤を使用することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】  少なくとも20モル%の程度まで1又
    は多数の当該フルオルアルカンから構成されている発泡
    剤を使用する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】  50〜80モル%の程度まで1又は多
    数の当該フルオルアルカンから構成されている発泡剤を
    使用する請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】  発泡剤の残りが、少なくとも部分的に
    、ポリイソシアネートの反応中水の添加により生成する
    CO2 から構成されている請求項1乃至3のいずれか
    一つに記載の方法。
  5. 【請求項5】  発泡剤の残りが、ポリイソシアネート
    の反応中水の添加により生成するCO2 から構成され
    ている請求項1乃至3のいずれか一つに記載の方法。
  6. 【請求項6】  a=4〜6、b=1〜12及びc=2
    〜13 である、一般式Iなる、1又は多数のフルオルアルカン
    を使用する請求項1乃至5のいずれか一つに記載の方法
  7. 【請求項7】  a=4〜6、b=1〜5及びc=5〜
    13 である、一般式Iなる、1又は多数のフルオルアルカン
    を使用する請求項1乃至5のいずれか一つに記載の方法
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