JPH0570542A - 硬質ウレタンフオームの製造方法 - Google Patents

硬質ウレタンフオームの製造方法

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JPH0570542A
JPH0570542A JP3253115A JP25311591A JPH0570542A JP H0570542 A JPH0570542 A JP H0570542A JP 3253115 A JP3253115 A JP 3253115A JP 25311591 A JP25311591 A JP 25311591A JP H0570542 A JPH0570542 A JP H0570542A
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JP
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polyol
urethane foam
rigid urethane
phosphorus
dichloro
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JP3253115A
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Shiro Kikuchi
菊池四郎
Kenji Nishino
西野憲司
Takeshi Ochiai
落合毅
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Nichias Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、ポリオール、発泡剤及びポリイソ
シアナートを混合して硬質ウレタンフォームを製造する
にあたり、上記ポリオールとして、ジエチルN,N−ビ
ス(2-ヒドロキシエチル)アミノメチルフォスフォネー
トなど含リンポリオールを、全ポリオール中5 〜30重量
%の割合に含有したものを使用し、上記発泡剤として、
1,2-ジクロロ -2,2,2-トリフルオロエタン、1,1-ジクロ
ロ -1-フルオロエタンのいずれかまたはそれらの混合物
と、水とを、重量比50:1 〜 5:1 の割合で使用するこ
とを特徴とする硬質ウレタンフォームの製造方法であ
る。 【効果】 本発明によれば、代替フロン発泡剤使用量の
著しい削減と、圧縮強さなど硬質ウレタンフォームの機
械的強度の著しい改善が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硬質ウレタンフォーム
の製造方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、硬質ウレタンフォームの製造に
は、発泡剤としてトリクロロモノフルオロメタン(以
下、CFC−11という)を使用している。
【0003】近年、地球のオゾン層を保護するために、
特定フロンであるCFC−11を初めとするクロロフル
オロカーボン類が規制対象となり、代替発泡剤を使用し
た硬質ウレタンフォームの開発が急務となっている。現
在、代替発泡剤の候補として、1,2-ジクロロ -2,2,2-ト
リフルオロエタン(HCFC−123)、1,1-ジクロロ
-1-フルオロエタン(HCFC−141b)が提案され
ている。
【0004】因みに、HCFC−123、HCFC−1
41bは、沸点がそれぞれ27.5℃、32.0℃であって、C
FC−11の沸点23.8℃に近い。そして、オゾン層破壊
係数は、CFC−11を1.0 としたときに、HCFC−
123が0.013 〜0.022 、HCFC−141bが0.07〜
0.11であり、また地球温暖化係数は、CFC−11を1.
0 としたときに、HCFC−123が0.017 〜0.020 、
HCFC−141bが0.084 〜0.097 であることがわか
っている。
【0005】しかしながら、HCFC−123またはH
CFC−141bを発泡剤とした場合、従来のCFC−
11と比較して、圧縮強さ(およそ10%低下)、引張り
強さ(およそ15%低下)、熱伝導率、寸法安定性および
発泡効率の点において性能が著しく低下するという問題
がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題点に鑑み、オゾン層の破壊と地球温暖化に悪影響
の少ない発泡剤を、より少量使用し、さらに機械的物性
のすぐれた硬質ウレタンフォームの製造方法を提供しよ
うとすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリオール、
発泡剤及びポリイソシアナートを混合して硬質ウレタン
フォームを製造するにあたり、上記ポリオールとして、
含リンポリオールを全ポリオール中5 〜30重量%の割合
に含有したものを使用し、上記発泡剤として、1,2-ジク
ロロ -2,2,2-トリフルオロエタン、1,1-ジクロロ -1-フ
ルオロエタンのいずれかまたはそれらの混合物と、水と
を、重量比50:1 〜 5:1 の割合で使用することを特徴
とする硬質ウレタンフォームの製造方法である。
【0008】本発明において発泡剤の一部として使用す
る代替フロンは、HCFC−123または/およびHC
FC−141bであるが、これら代替フロンのみの使用
では、期待される圧縮強さ等の機械的物性の確保がむず
かしい。本発明においては、これら特定の代替フロンと
水とを、50:1 〜 5:1 の重量比の範囲内にした発泡剤
を用いる。その重量比が50:1を超えて水が少ないと、
圧縮強さ等の機械的物性の低下が現れ、5 :1 未満で水
が多いと、反応時の発熱によりフォームに焼けあるいは
クラックの発生がみられる。なお、代替フロンとしてH
CFC−123とHCFC−141bとを併用するとき
に、その混合割合は任意でよい。
【0009】本発明におけるポリオールは、含リンポリ
オールが全ポリオール中5 〜30重量%の割合に含有され
ているものである。含リンポリオールは、ジエチルN,
N−ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノメチルフォスフ
ォネートなど、官能基数2 以上、水酸基価200 〜500 K
OHmg/g 、25℃における粘度100 〜5000cps 、リン含
有量4 〜20重量%の範囲のものがよく、例えばFyrol
6、Fyrol 12、Fyrol13(ストウファー社製、商品
名)、CR−104(大八化学社製、商品名)、ヴァー
コール82、ペガコール82(モービル石油社製、商品
名)、FC−450(旭電化社製、商品名)等が挙げら
れる。
【0010】本発明において含リンポリオールとともに
使用されるポリオールは、硬質ポリウレタンの製造に従
来から使用されている公知のポリオールであり、水酸基
価200 〜1000KOHmg/g の範囲のものが望ましい。例
えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、1,3,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、シュークロース、ビスフェノール
A、ノボラック、ヒドロキシル化1,2-ポリブタジエン、
ヒドロキシル化1,4-ポリブタジエン等の多価アルコー
ル;これらのポリヒドロキシ化合物にアルキレンオキサ
イドを付加重合させて得たポリエーテルポリオール;ジ
エタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジ
アミン、ジエチレントリアミン、トリレンジアミン、キ
シリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、アンモ
ニア、アニリン等にエチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイド、ブチレンオキサイド、スチリルオキサイド等
を付加重合させて得られたポリエーテルポリオール;ポ
リテトラメチレンエーテルグリコール;高級脂肪酸エス
テルポリオール;カルボン酸と低分子ポリオールとを反
応させたポリエステルポリオール;カプロラクトンを重
合させて得たポリエステルポリオール;高級脂肪酸エス
テルが挙げられる。ポリオールは、これらを単独で又は
複数を混合して使用する。
【0011】本発明に使用されるポリイソシアナート
は、硬質ウレタンフォームの製造に従来から使用されて
いた芳香族、芳香脂肪族、脂肪族、脂環式のポリイソシ
アナートまたはそれらの変性物であり、例えばジフェニ
ルメタンジイソシアナート、トリレンジイソシアナー
ト、キシリレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイ
ソシアナート、イソホロンジイソシアナート、トリフェ
ニルメチレントリイソシアナート、ポリメチレンポリフ
ェニルポリイソシアナート(ポリメリックMDI)水添
ジフェニルメタンジイソシアナート、水添トリレンジイ
ソシアナート等であり、ならびにこれらのポリイソシア
ナートの過剰量と前記のポリオールとを反応させて得ら
れるNCO末端プレポリマー等である。これらは単独で
使用しても、複数混合して使用しても差支えない。な
お、ポリイソシアナートは、NCO基と原料成分中の活
性水素の当量比が1.0 〜3.0 の範囲で使用される。
【0012】本発明では触媒を使用することが望まし
い。触媒を使用する場合には、例えば、トリエチルアミ
ン、トリプロピルアミン、トリイソプロパノールアミ
ン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ヘキサデ
シルジメチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチ
ルモルホリン、N−オクタデシルモルホリン、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、N−メチルジエタノールアミン、N,N−ジメチ
ルエタノールアミン、ジエチレントリアミン、N,N,
N′,N′−テトラメチルプロピレンジアミン、N,
N,N′,N′−テトラメチルブタンジアミン、N,
N,N′,N′−テトラメチル-1,3- ブタンジアミン、
N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサメチレンジア
ミン、ビス[2-(N,N−ジメチルアミノ)エチル]エ
ーテル、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジ
メチルシクロヘキシルアミン、N,N,N′,N″,
N″−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレ
ンジアミン、トリエチレンジアミン塩類、その他アミン
のアミノ基のオキシアルキレン付加物、アザ環化合物、
N,N′,N″−トリアルキルアミノアルキルヘキサヒ
ドロトリアジン類のようなアミン系ウレタン化触媒、酢
酸錫、酢酸鉛、オクチル酸錫、オクチル酸鉛、オレイン
酸錫、オレイン酸鉛、ラウリル酸錫、ラウリル酸鉛、ジ
ブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブ
チル錫ジクロライド、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛、ナ
フテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト等の有機金属系
ウレタン化触媒が挙げられる。これらの触媒は、単独で
または複数を混合して使用できる。触媒の使用量は、ポ
リオール100 重量部に対して0.0001〜9.0 重量部が推賞
できる。
【0013】本発明では整泡剤(有機ケイ素系界面活性
剤)を使用することが望ましい。整泡剤を使用する場合
には、例えば、B1648、B1903、B2219、
B8404、B8408(ゴールドシュミット社製、商
品名)、F114、F121、F122、F220、F
230、F258、F260、F305、F317、F
318、F341、F343、F345、F347、F
348(信越シリコーン社製、商品名)、TFA420
0、TFA4202、TFA4300、XCFA420
0(東芝シリコーン社製、商品名)、SH190、SH
192、SH193、SH194、SH195、SH2
00、SRX253(トーレ・シリコーン社製、商品
名)、L520、L532、L540、L544、L3
550、L5302、L5305、L5340、L54
10、L5420、L5421、L5481、L571
0、L5720、SZ1605、SZ1610、SZ1
614、SZ1618(日本ユニカー社製、商品名)な
どである。整泡剤の使用量は、ポリオールとポリイソシ
アナートの総和100 重量部に対し1.0 〜15.0重量部が推
賞される。
【0014】本発明では助剤を使用することが望まし
い。助剤を使用する場合には、例えば、トリス(2-クロ
ロエチル)ホスフェート、トリス(ジクロロプロピル)
ホスフェート、トリス(ジブロモプロピル)ホスフェー
ト、トリス(モノクロロプロピル)ホスフェート、テト
ラキス(2-クロロエチル)エチレンジホスフェート等の
ようなハロゲン化有機ホスフェートまたはホスフォナー
ト;トリレジルホスフェート、ジメチルホスフェートの
ようなハロゲンを含まない有機ホスフェートまたはホス
フォナート;塩素化パラフィンのようなリンを含まない
脂肪族ハロゲン化合物;臭素化ジフェニルオキシドのよ
うな脂環式または芳香族ハロゲン化合物等の難燃剤を使
用してもよい。その他、安定剤、着色剤、充填剤、可塑
剤等を添加することができる。
【0015】
【作用】本発明の原料組成は、バルキーな構造を有する
含リンポリオールと水を特定の割合で使用しているの
で、圧縮強さなど機械的物性が改善されるとともに、水
の反応発熱も加わって、代替フロンの使用量を低減する
ことができる。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。なお、実施例及び比較例において、部とある
は重量部を意味する。
【0017】実施例1 OH価550 KOHmg/g のソルビトール系ポリエーテル
ポリオール(以下、ポリオールAという)60部、OH価
360 KOHmg/g のポリエステルポリオール(以下、ポ
リオールBという)30部、含リンポリオールであるスト
ウファー社製Fyrol 6(リン含有量12.2〜12.6重量%、
OH価450 KOHmg/g 、22.8℃における粘度195 cps
、以下ポリオールCという)10部、整泡剤であるゴー
ルドシュミット社製B8404の1.2 部、触媒として、
N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン(以下、触媒A
という)1.0 部とジブチル錫ジラウレート(以下触媒B
という)0.01部、発泡剤として、HCFC−123の1
8.5部および水0.5 部を混合してA液とする。
【0018】20℃に調整したA液と、ポリイソシアナー
トとしてNCO含量28%のポリメリックMDIの171 部
(B液)を、ハンドミキシングにて混合して発泡させ
た。
【0019】得られた硬質ウレタンフォームは、JIS
−A−9514に準じて、密度、圧縮強さおよび熱伝導
率を試験した。なお、代替フロン削減率は、実施例1の
代替フロン使用量18.5部を、実施例1に対照する比較例
1の代替フロン使用量30部(表2参照)で除した百分率
(61.7%)の余数(38.3%)である。
【0020】実施例2〜6 表1の原料組成により、実施例1と同様に発泡させ試験
した。
【0021】
【表1】
【0022】比較例1〜6 実施例1〜6のそれぞれに対照する比較例1〜6を、表
2の原料組成により、実施例と同様に発泡させ、試験を
した。なお、使用した助剤は、トリス(2-クロロエチ
ル)ホスフェートである。
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】表1の実施例1〜6と、表2の比較例1
〜6とは、同番号のものがそれぞれ対照するものであ
る。圧縮強さに代表される機械的強さは、比較例を基準
として実施例のものが12〜28%向上している。また、代
替フロンの使用量は、比較例を基準として37.0〜53.4%
削減されている。
【0025】そのように、本発明によれば、代替フロン
発泡剤使用量の著しい削減と、圧縮強さなど硬質ウレタ
ンフォームの機械的強度の著しい改善が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 75:04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオール、発泡剤及びポリイソシアナ
    ートを混合して硬質ウレタンフォームを製造するにあた
    り、上記ポリオールとして、含リンポリオールを全ポリ
    オール中5 〜30重量%の割合に含有したものを使用し、
    上記発泡剤として、1,2-ジクロロ -2,2,2-トリフルオロ
    エタン、1,1-ジクロロ -1-フルオロエタンのいずれかま
    たはそれらの混合物と、水とを、重量比50:1 〜 5:1
    の割合で使用することを特徴とする硬質ウレタンフォー
    ムの製造方法。
  2. 【請求項2】 含リンポリオールが、官能基数2 以上、
    水酸基価 200〜500KOHmg/g 、25℃における粘度 10
    0〜5000cps 、リン含有量 4〜20重量%のものである請
    求項1記載の硬質ウレタンフォームの製造方法。
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