JPH05262845A - 軟質ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

軟質ポリウレタンフォームの製造方法

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JPH05262845A JP4337031A JP33703192A JPH05262845A JP H05262845 A JPH05262845 A JP H05262845A JP 4337031 A JP4337031 A JP 4337031A JP 33703192 A JP33703192 A JP 33703192A JP H05262845 A JPH05262845 A JP H05262845A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリウレタン軟質フォームの製造方法を提供
する。 【構成】 発泡剤の存在下で少なくとも85重量％の4,4'
−ジフェニルメタンジイソシアネートもしくはその変体
を含むポリイソシアネートを、２〜６の平均公称ヒドロ
キシル官能価、1000〜3000の平均ヒドロキシル当量及び
50〜85重量％の平均オキシエチレン含量を有する少なく
とも１種のポリ（オキシエチレン−オキシアルキレン）
ポリオールを含むポリオール組成物と反応させることに
よる軟質ポリウレタンフォームの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発泡剤の存在下でトリレンジイソシアネー
ト(TDI) もしくはジフェニルメタンジイソシアネート(M
DI) のような有機ポリイソシアネートをポリエーテルポ
リオールと反応させることによるポリウレタン軟質フォ
ームの製造は確立されている。ポリエーテルは通常プロ
ピレンオキシド由来のポリオキシプロピレンポリオール
又はプロピレンとエチレンオキシドの種々の混合物由来
のポリ（オキシプロピレン−オキシエチレン）ポリオー
ルである。オキシエチレン基が総オキシアルキレン残基
の少量部を構成するエチレンオキシド末端ポリオキシプ
ロピレンポリオールは、イソシアネートに対するその高
い反応性のため特に重要である。
【０００２】オキシエチレン含量が高い、例えば重量基
準で50％以上であるポリオールは、しばしばフォームが
開放気泡構造を確実に有するように少量の添加剤として
用いられる。通常のイソシアネートと共にとても高濃度
でこのポリエーテルを用いることは、これが開放気泡を
与えないで独立気泡フォームを与えるので不可能であ
る。
【０００３】ポリイソシアネートとして実質的に純粋な
4,4'-MDIもしくはその誘導体を用いた場合に高いオキシ
エチレン含量を有する高濃度のポリオールを含む配合物
より価値ある特性を有する軟質フォームが製造されるこ
とがわかった。
【０００４】従って、本発明により、発泡剤の存在下で
少なくとも85重量％、好ましくは少なくとも90重量％、
より好ましくは少なくとも95重量％の4,4'−ジフェニル
メタンジイソシアネートもしくはその変体を含むポリイ
ソシアネートを、２〜６の平均公称ヒドロキシル官能
価、1000〜3000の平均ヒドロキシル当量及び50〜85重量
％、好ましくは60〜85重量％の平均オキシエチレン含量
を有する少なくとも１種のポリ（オキシエチレン−オキ
シアルキレン）ポリオールを含むポリオール組成物（好
ましくは、500 以上の当量を有する所望により存在する
ポリオールのオキシエチレン含量は少なくとも50重量％
である）と反応させることによる軟質ポリウレタンフォ
ームの製造方法が提供される。
【０００５】本発明の方法において用いられるポリイソ
シアネート成分は、本質的に純粋な4,4'−ジフェニルメ
タンジイソシアネート又は１種以上の他の有機ポリイソ
シアネート、特に他のジフェニルメタンジイソシアネー
ト異性体、例えば所望により2,2'−異性体を含む2,4'−
異性体と上記ジイソシアネートとの混合物からなる。ポ
リイソシアネート成分は4,4'−ジフェニルメタンジイソ
シアネートを少なくとも85重量％含むポリイソシアネー
ト組成物由来のＭＤＩ変体であってもよい。ＭＤＩ変態
は当該分野において公知であり、本発明により用いるた
めに、特に前記ポリイソシアネート組成物にウレトンイ
ミン及び／又はカルボジイミド基を混入することにより
及び／又はそのような組成物を１種以上のポリオールと
反応させることにより得られる液体生成物を含む。
【０００６】ポリオール組成物は、必要な官能価、当量
及びオキシエチレン含量を有する１つのポリオキシアル
キレンポリオール、好ましくはポリ（オキシエチレン−
オキシプロピレン）ポリオールを含んでよい。そのよう
なポリオールは当該分野において公知であり、エチレン
及びプロピレンオキシドを同時に又は順に２〜６個の活
性水素原子を有する水、ポリオール、ヒドロキシルアミ
ン、ポリアミン等のような開始剤と反応させることによ
る従来の方法で得られる。
【０００７】また、ポリオール組成物は、総組成物が必
要な平均官能価、当量及びオキシエチレン含量を有する
ように２種以上のポリオキシアルキレンポリオールの混
合物を含んでよい。そのような混合物に存在するポリオ
キシアルキレンポリオールは好ましくはポリ（オキシエ
チレン−オキシプロピレン）ポリオールであるが、１種
以上のポリオキシエチレンポリオール及び／又はポリオ
キシプロピレンポリオールも存在してよい。
【０００８】好ましいポリオール組成物は、(a) オキシ
エチレン残基を含み、２〜６の平均公称ヒドロキシル官
能価、1000〜3000の平均ヒドロキシル当量及び50〜85重
量％の平均オキシエチレン含量を有するポリオキシアル
キレンポリオールを85〜100 重量％、及び(b) １種以上
の他のポリオールを15〜０重量％含む。
【０００９】ポリオール(b) は、好適には２〜６の平均
官能価、1000〜3000の平均当量を有し、例えばオキシエ
チレン残基を50重量％未満又は85重量％以上含むポリオ
キシプロピレンポリオール、ポリオキシエチレンポリオ
ールもしくはポリ（オキシエチレン−オキシプロピレ
ン）ポリオールであってよい。
【００１０】より好ましくは、500 以上の当量を有する
各ポリオールは少なくとも50重量％のオキシエチレン含
量を有する。そのような混合物に存在するポリオキシア
ルキレンポリオールは好ましくはポリ（オキシエチレン
−オキシプロピレン）ポリオールであるが、１種以上の
ポリオキシエチレンポリオールも存在してよい。
【００１１】「平均公称ヒドロキシル官能価」とは、存
在するポリオキシアルキレンポリオールの平均官能価が
その製造に用いられる開始剤の平均官能価（分子あたり
の活性水素原子の数）と同じであるという仮定をもとに
したポリオール組成物の平均官能価（分子あたりのヒド
ロキシル基の数）を示すが、実際は末端不飽和のためい
くらか低い。ポリオール組成物の平均公称ヒドロキシル
官能価は２〜４であることが好ましく、最も好ましいポ
リオキシアルキレンポリオールはトリオールである。
【００１２】所望により、ポリオキシアルキレンポリオ
ール（又は混合物を用いる場合、１種以上のポリオキシ
アルキレンポリオール）は分散したポリマー粒子を含
む。そのようなポリマー改質ポリオールは従来の技術に
おいて完全に記載されており、１種以上のビニルモノマ
ー、例えばアクリロニトリル及びスチレンのポリオキシ
アルキレンポリオール中の現場重合、又はポリイソシア
ネート及びアミノ−もしくはヒドロキシ−官能性化合
物、例えばトリエタノールアミンの間のポリオキシアル
キレンポリオール中の現場反応により得られる生成物を
含む。
【００１３】本発明の方法において用いるに好ましい発
泡剤は、水であり、所望により物理発泡剤、例えば低沸
点オルガノフルオロ化合物を含んでよい。発泡剤の量
は、所望のフォーム密度を達成するため公知の方法で変
えてもよく、水の好適な量は、例えばポリオール組成物
の重量を基準として0.25〜20重量％である。好ましく
は、水が唯一の発泡剤である。ポリオール組成物、水及
び他のイソシアネート反応性物質、例えば連鎖延長剤も
しくは架橋剤を考慮して、反応システムのイソシアネー
トインデックスは10〜120 である。
【００１４】フォーム形成反応混合物は、そのような反
応混合物に一般的な添加剤を１種以上含んでよい。その
ような添加剤は、触媒、例えば３級アミン及び錫化合
物、界面活性剤及びフォーム安定剤、例えばシロキサン
−オキシアルキレンコポリマー、連鎖延長剤、例えば低
分子量ジオールもしくはジアミン、架橋剤、例えばトリ
エタノールアミン、難燃剤、有機及び無機充填剤、顔
料、ポリジメチルシロキサンのようないわゆる沸騰フォ
ーム効果を抑えるための試薬、並びに内部離型剤を含
む。
【００１５】従って、他の態様において、本発明は、
(i) 4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネートもしくは
その変体を少なくとも85重量％含むポリイソシアネー
ト、(ii)オキシエチレン残基を含む少なくとも１種のポ
リオキシアルキレンポリオールを含み、２〜６の平均公
称ヒドロキシル官能価、1000〜3000の平均ヒドロキシル
当量及び50〜85重量％の平均オキシエチレン含量を有す
るポリオール組成物（好ましくは、ポリオール組成物中
に存在する500 以上の当量を有する各ポリオールのオキ
シエチレン含量は少なくとも50重量％である）、(iii)
水を含む発泡剤、及び所望により(iv)フォーム配合物に
一般的な１種以上の添加剤を含む反応システムを提供す
る。
【００１６】この反応システムが軟質フォームの製造に
用いられる。「反応システム」とは、ポリイソシアネー
トがイソシアネート反応性成分と分離して容器に保たれ
るシステムを意味する。
【００１７】本発明の実施において、従来の混合装置と
共に公知のワンショット半プレポリマーもしくはフルプ
レポリマー法を用いてよく、フォームはスラブ材、成形
品等の形状で製造される。上記ポリイソシアネート（過
剰）とポリオールの反応生成物である５〜30重量％のＮ
ＣＯ値を有するプレポリマーも本発明の一部を形成す
る。そのようなプレポリマーの製造は通常公知である。
【００１８】本発明の方法により製造されたフォーム
は、音響振動減衰並びにシーリングに有効にするエネル
ギー吸収特性を有する。
【００１９】本発明を以下の例により説明するが、ここ
で部、パーセント及び比は重量基準である。
【００２０】以下の用語を反応成分において用いる。用語 A2580 は、Arcoより市販入手可能な、77％オキシアルキ
レン含量及び約4000の分子量を有しランダムオキシエチ
レン及びオキシプロピレン残基を有するポリエーテルト
リオールである、Arcol 2580である。
【００２１】Dabco EGは、Air Productsより入手可能
な、エチレングリコール中のDabco の33％溶液である。
Dabco はAir Productsの商標である。
【００２２】Dabco 33LVはAir Productsの触媒である。
D80/20 は、Dabco とジメチルエタノールアミンの20/80
混合物である。
【００２３】Daltolac C4 ポリオールは、Imperial Che
mical Industries PLCより市販入手可能な、170 の分子
量を有するポリオキシプロピレントリオールである。Da
ltolacはICI PLC の商標である。
【００２４】Suprasec VM021ポリイソシアネートは、Im
perial Chemical Industries PLCより市販入手可能な、
23％のＮＣＯ含量を有する4,4'−ＭＤＩの低官能性変体
である。SuprasecはICI PLC の商標である。
【００２５】Suprasec MPRポリイソシアネートは、Impe
rial Chemical Industries PLCより市販入手可能な、純
粋な4,4'−ＭＤＩである。
【００２６】Suprasec VM021ポリイソシアネートは、Im
perial Chemical Industries PLCより市販入手可能な、
29.3％のＮＣＯ含量を有するウレトンイミン改質4,4'−
ＭＤＩである。
【００２７】D8154 は、Air Productsより入手可能な触
媒であるDabco 8154である。DETDA は、Ethyl Corporat
ion より市販入手可能な約80％3,5-ジエチル-2,4-ジア
ミノトルエンと20％3,5-ジエチル-2,6- ジアミノトルエ
ンからなる混合物である。
【００２８】DBDTL は、ジブチル錫ジラウレートであ
る。DMDEE はビス（2-ジメチルアミノエチル）エーテル
である。DMEAはジメチルエタノールアミンである。A1
は、Union Carbide より入手可能な触媒であるNiax A1
である。
【００２９】例１ ワンショット法を用いて表１に示した配合物をベンチ混
合することにより軟質フォームを製造した。表１に得ら
れたフォームの特性を示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】例２ ワンショット法を用いて表２に示した配合物を機械混合
することにより軟質フォームを製造した。表２に得られ
たフォームの特性を示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】例３ 60重量部のA 2580及び40重量部のMPR を反応させること
によりプレポリマーを製造した。このプレポリマーを2.
47pbw の水、1.80pbw のDaltolac C4 及び0.4pbwのDabc
o 33LVを含む組成物と反応させることにより軟質フォー
ムを製造した。自由立ち上がり密度は32kg/m3 であり、
圧縮荷重撓み(40%) は２kPa であり、ヒステリシス損失
は17％であり、レジリエンスは45％であり、そしてへこ
みは見られなかった。
【００３４】上記例において、密度、引裂強度、レジリ
エンス、圧縮荷重撓み、ヒステリシス損失はそれぞれIS
O 1855、ISO 8067、ISO 8307、ISO 3386及びISO3386 で
測定した。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発泡剤の存在下で少なくとも85重量％の
    4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネートもしくはその
    変体を含むポリイソシアネートを、２〜６の平均公称ヒ
    ドロキシル官能価、1000〜3000の平均ヒドロキシル当量
    及び50〜85重量％の平均オキシエチレン含量を有する少
    なくとも１種のポリ（オキシエチレン−オキシアルキレ
    ン）ポリオールを含むポリオール組成物と反応させるこ
    とによる軟質ポリウレタンフォームの製造方法。
  2. 【請求項２】 ポリ（オキシエチレン−オキシアルキレ
    ン）ポリオールがポリ（オキシエチレン−オキシプロピ
    レン）ポリオールである、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 ポリオール組成物が２〜４の平均公称ヒ
    ドロキシル官能価を有する、請求項１又は２記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 ポリイソシアネートが4,4'−ジフェニル
    メタンジイソシアネートを少なくとも90重量％含む、請
    求項１〜３のいずれか記載の方法。
  5. 【請求項５】 ポリイソシアネートが4,4'−ジフェニル
    メタンジイソシアネートを少なくとも95重量％含む、請
    求項１〜４のいずれか記載の方法。
  6. 【請求項６】 ポリオール組成物が(a) オキシエチレン
    残基を含み、２〜６の平均公称ヒドロキシル官能価、10
    00〜3000の平均ヒドロキシル当量及び50〜85重量％の平
    均オキシエチレン含量を有するポリオキシアルキレンポ
    リオールを85〜100 重量％、及び(b) １種以上の他のポ
    リオールを15〜０重量％含む、請求項１〜５のいずれか
    記載の方法。
  7. 【請求項７】 500 以上の当量を有する各ポリオールが
    少なくとも50重量％のオキシエチレン含量を有する、請
    求項１〜６のいずれか記載の方法。
  8. 【請求項８】 50〜85重量％のエチレンオキシド含量を
    有するポリオールが60〜85重量％のエチレンオキシド含
    量を有する、請求項１〜７のいずれか記載の方法。
  9. 【請求項９】 発泡剤が、所望により物理発泡剤と共に
    水を含む、請求項１〜８のいずれか記載の方法。
  10. 【請求項１０】 (i) 4,4'−ジフェニルメタンジイソシ
    アネートもしくはその変体を少なくとも85重量％含むポ
    リイソシアネート、 (ii)２〜６の平均公称ヒドロキシル官能価、1000〜3000
    の平均ヒドロキシル当量及び50〜85重量％の平均オキシ
    エチレン含量を有する少なくとも１種のポリ（オキシエ
    チレン−オキシアルキレン）ポリオールを含むポリオー
    ル組成物、 (iii) 水を含む発泡剤、及び所望により (iv)フォーム配合物に一般的な１種以上の添加剤を含む
    反応システム。
  11. 【請求項１１】 4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネ
    ートもしくはその変体を少なくとも85重量％含む過剰量
    のポリイソシアネートを２〜６の平均公称ヒドロキシル
    官能価、1000〜3000の平均ヒドロキシル当量及び50〜85
    重量％の平均オキシエチレン含量を有する少なくとも１
    種のポリ（オキシエチレン−オキシアルキレン）ポリオ
    ールを含むポリオール組成物と反応させることにより得
    られる反応生成物である、５〜30重量％のＮＣＯ値を有
    するプレポリマー。
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