JPH059451B2 - - Google Patents

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JPH059451B2
JPH059451B2 JP2248989A JP24898990A JPH059451B2 JP H059451 B2 JPH059451 B2 JP H059451B2 JP 2248989 A JP2248989 A JP 2248989A JP 24898990 A JP24898990 A JP 24898990A JP H059451 B2 JPH059451 B2 JP H059451B2
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JP
Japan
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foam
isocyanate
molecular weight
polyol
diol
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Japanese (ja)
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Reberetsuto Gusurii Jeemuzu
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WR Grace and Co
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Publication date
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Publication of JPH059451B2 publication Critical patent/JPH059451B2/ja
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Description

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

本発明は軟質ポリウレタンフオームに関するも
のである。 TDI(トルエンジイソシアネート)を用いて製
造される軟質ポリウレタンフオームは特にクツシ
ヨン及びマツトレス用として長年製造されてき
た。しかしながら、医療用または身体保護用
(personal care application)に用いられる親水
性フオームに対してはフオーム中のTDIをMDI
(メチレンジフエニルイソシアネート)に代える
ことが望ましく、その理由はTDIは高い蒸気圧及
び比較的高い毒性を有しており、そのために処理
及び使用に際して特別の予防手段が必要であるか
らである。更にTDIベースのフオームは殺菌消毒
中または湿潤した容器中での貯蔵中に加水分解さ
れて弱くなり得る。例えば、TDIベースの親水性
フオームは水蒸気オートクレーブ中にて120℃で
数回のサイクル後に液化することができる。また
TDIベースの親水性フオームは100容量%程度以
上に湿潤させた場合、過度に膨潤する。 通常のポリウレタンフオームはMDIから製造
されている。これらのフオームはMDIが結晶性
を与えるために硬質であるか、または半硬質であ
る。英国特許第874430号において、少なくとも2
個のヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオ
ール、並びにジアリールメタンジイソシアネート
及び5〜10重量%の2以上の官能性を有するポリ
イソシアネートからなるポリイソシアネート混合
物を少量の水の存在下において反応させることに
より軟質ポリウレタンフオームを製造している。
任意の具体例において触媒を用いることができ
る。これらのフオームにはこれらのものが親水性
ではなく、そして多量の繊維、充てん剤、消毒
剤、またその他の水分散性成分を医療用または身
体保護用に用いられるフオーム中に移動させるに
十分な量の水を吸収しない欠点がある。ここに用
いる親水性なる用語はフオーム生成物がその重量
の15〜20倍の水を吸収できることを意味する。更
に任意の触媒の場合に望ましくない触媒残渣が残
り得る欠点がある。 米国特許第4237240号において、ジフエニルメ
タンジイソシアネートをポリエステルポリオー
ル、またはポリオール混合物の少なくとも60重量
%のポリエステルポリオール含有量を有するポリ
エステルポリオール及びポリエーテルポリオール
の混合物、並びに少量の水と反応させることによ
り高い耐荷重性及び高エネルギー吸収容量を有す
る軟質のMDIベースのフオームが製造されてい
る。その特許請求の範囲に示されているように触
媒が使用されている。これらのフオームは上記の
英国特許第874430号のものと同様に望ましくない
触媒残渣をフオーム中に含む欠点を有しているこ
とに加えて、これらのものはより高価なポリエス
テルポリオールの使用を必要とする。 英国特許第1209058号において、ポリイソシア
ネートを、加水分解安定性を与えるためにプロピ
レンオキシドでキヤツピングされた少なくとも10
重量%のエチレンオキシドのブロツク共重合体を
含むポリエーテルポリオールと反応させることに
より軟質の親水性のポリウレタンフオームを製造
することができる。この方法は触媒として少なく
とも1種の脂肪酸の二価のスズ塩及び/または少
なくとも1種の第三級アミンを用いることが必要
である。この方法で製造されるフオーム生成物は
親水性ではあるが、少量のみの水を吸収するばか
りでなく、ブロツク共重合体の使用を必要とする
欠点を有している。更に、そこでは親水性のフオ
ーム生成物を製造するための疎水性であるMDI
の使用が示されておらず、そして生じたフオーム
には望ましくない触媒残渣が含まれるであろう。 イソシアネート源としてのみのMDIを含む予
備重合体から製造される改善された軟質ポリウレ
タンフオームを提供することが本発明の目的であ
る。 更に多量の繊維、充てん剤、消毒性、または他
の水分散性成分を含有し得る改善された軟質ポリ
ウレタンフオームを提供することが本発明の目的
である。 更に医療用の健康管理用として使用し得るよう
に白色の色調の軟質の親水性フオームを製造する
ことが目的である。 更に無期限に貯蔵することができ、そして水分
散性成分に対する担体として使用し得る、ほぼ等
量の水と混和される際にも親水性フオーム生成物
を生じさせるであろうイソシアネート源としての
みのMDI及びその誘導体を有するポリウレタン
予備重合体を製造することが目的である。 更に時間の経過に対する粘度安定性を有するイ
ソシアネート源としてのみのMDI及びその誘導
体を有するポリウレタン予備重合体を製造するこ
とが目的である。 また50重量%以下のイソシアネートを有し、そ
して軟質フオームを生じさせるであろうイソシア
ネート源としてのみのMDI及びその誘導体を有
するポリウレタン予備重合体を製造することが目
的である。 これらのもの及びその他の目的は以下の本発明
に記述により明らかになるであろう。 医療用または身体保用のための吸水性である軟
質フオームは単独のイソシアネートとしてイソシ
アネートから誘導されるMDIを用いてイソシア
ネートキヤツピングされた予備重合体から製造す
ることができる。このフオームは2種の具体例に
おいて製造することができる。以後具体例Aと略
記する一方の具体例は単量体性のポリオール架橋
剤を用い、具体例Bと略記する他方の具体例は高
分子性のポリオールを用いるものである。本願で
は、これらのうち具体例Bについてのみ特許を請
求し、具体例Aについては参考のためにのみ説明
する。具体例Aにおいて、Union Carbide製の
Carbowaxの如き少なくとも約1100の分子量を有
し、かつ少なくとも50重量%のオキシレン基を有
する少なくとも1種のポリ(オキシC2〜4アルキレ
ン)ジオールを有する予備重合体、トリオールト
リメチロールプロパンの如き1モル当り3または
4個のヒドロキシル等価物を有する単量体性ポリ
オール架橋剤、並びに2.0以上の官能性を有する
イソシアネート生成物、例えばほぼ2.1の官能性
を有し、そして以後MDIと略記するメチレンビ
ス(フエニルイソシアネート)及びMDIの誘導
体を含むイソシアネートの混合物から製造される
Upjohn Polymer Chemicals製Isonatel43−Lを
ベースとするMDIからフオームを製造する。 具体例Bにおいて、Union Carbide製
Carbowax1000の如き2000以下の比較的低い分子
量を有し、かつ少なくとも50重量%、好ましくは
少なくとも80重量%のオキシエチレン基を有する
ジオールを含む少なくとも1種のポリ(オキシ
C2〜4アルキレン)を有する予備重合体:1モル当
り3または4個のヒドロキシル等価物を有し、少
なくとも500程度の比較的高い分子量を有する高
分子性ポリ(オキシC2〜4アルキレン)ポリオール
架橋剤、例えばトリオールTEP990、Union
CarbideまたはPOLY G76−120からのほぼ900の
分子量のポリ(オキシエチレン)トリオール、
Olinからのほぼ1400の分子量のオキシエチレンキ
ヤツピングされたポリ(オキシプロピレン)トリ
オール;並びに以後MDIと略記するメチレン−
ビス(フエニル イソシアネート)及びMDIの
誘導体を含むイソシアネートの混合物から製造さ
れる2.0以上の官能性を有するイソシアネート生
成物、例えばほぼ2.1の官能性を有するUpjohn
Polymer Chemicals製のIsonate143−Lをベー
スとするMDIからフオームを製造する。この組
成物は見た目に快く、そして医療用及び健康管理
用に望ましい白色のフオームを生じさせる。 これらの予備重合体組成物の重要な特徴の一つ
に、Isonate143−Lの如きイソシアネートの量を
具体例Aにおいては予備重合体の重量の50%以
下、代表的には38〜46%に、そして具体例Bにお
いては予備重合体の37〜48%に制限することがあ
る。イソシアネート成分の必要量は具体例Aにお
いてジオール成分の平均分子量が増加するに従つ
て減少され、そこでこの分子量は1100以上とす
る。単量体性の架橋剤としてトリメチロールプロ
パンを用いる場合、好適なジオールの分子量は
1200〜1400程度であり、そしてこのジオールには
少なくとも80重量%のオキシエチレン基が含まれ
る。好適な具体例において使用されるジオールは
異なつた分子量を有する2種のジオールの混合物
である。例えば一方のジオールは1000の分子量を
有することができ、他のものは1450の分子量を有
することができる。具体例Bにおいてイソシアネ
ート成分の必要量は高分子性のポリオール架橋成
分の平均分子量が増加するに従つて減少され、そ
こでこの分子量は500以上とする。ジオールとし
て約1000の分子量を有するCarbowax1000を用い
る場合、好適な高分子性のポリオール架橋剤は約
1400の分子量を有するトリオールであるPoly
G176−120である。 実際の遊離MDIの含有量は官能性が2.0以上を
維持する限りこのイソシアネート含有生成物にお
いて高くも、または低くも調整することができ
る。例えば、追加の純粋なMDIを加えることが
できる。 程度の粘度及び良好な粘度安定性を有する予備
重合体は比較的低分子量のポリエーテルポリオー
ル、Isonate143−Lの如きMDI含有イソシアネ
ート生成物及び単量体性架橋剤してのトリメチロ
ールプロパン(TMOP)を用いて製造すること
ができる。しかしながら、この予備重合体を水と
混合する場合、得られるフオームは代表的には白
色で半硬質のフオームであり、このものは研摩用
スポンジには適しているが、クツシヨンまたは軟
質フオームとしての使用には適していない。例え
ば、MDI含有フオームがIsonate143−L、
Carbowax1000、及びフオームに強度を与える架
橋剤としてのトリメチロールプロパン(TMOP)
を用いて製造された。1980年12月29日付け、米国
特許第220562号の関連特許の一部である1981年10
月26日付け、米国特許出願第314537号を参照。
TMOPは44.7のかかる低い当量重量を有してい
るため、すべてのヒドロキシ基をキヤツピングす
るためには予備重合体は多量のイソシアネート成
分、Isonate143−Lを必要とする。イソシアネー
トの量は50〜55重量%程度であり、これによりフ
オームは比較的堅く、そして疎水性になる。 具体例Aにおいて、ポリ(オキシC2〜4アルキレ
ン)ジオール及び単量体性の架橋剤として例えば
TMOPを含むMDI含有系において、イソシアネ
ート成分はポリ(オキシC2〜4アルキレン)ジオー
ル成分の平均分子量を1100以上の分子量値に増加
させることにより有利に減少させ得ることが見い
出された。これらのジオールは好ましくは少なく
とも80重量%のエチレンオキシ基を有する。生じ
る軟質フオームはオートクレーブ中にて120℃で
5時間水蒸気で処理した際でもその物理特性を保
持し、そしてこのフオームはTDIのフオームと比
較してその膨潤特性にかなりの減少が見られる。
TDIベースの疎水性フオームは湿潤した際に100
容量%以上膨潤するが、本発明の具体例Aにおけ
るフオームは湿潤した際に30〜60%のみ膨潤す
る。 更に具体例Bにおいて、2000以下の分子量を有
する比較的低分子量のジオールを用いるMDI含
有系におけるイソシアネート成分はポリオール架
橋剤の分子量を増加させることにより有利に減少
させ得ることが見い出された。134の分子量を有
するTMOPを用いる代りに500〜2000程度の分子
量を有する高分子量のポリ(オキシC2〜4アルキレ
ン)トリオールまたはテトロールを用いる。好適
な例には約1400の分子量を有するトリオールであ
るPoly G176−120がある。生じる軟質フオーム
はオートクレーブ中にて120℃で5時間水蒸気で
処理した際でもその物理的特性を保持しており、
そしてこのフオームはTDIのフオームと比較して
その膨潤特性にかなりの減少が見られる。TDIベ
ースの疎水性フオームは湿潤した際に100容量%
以上膨潤するが、本発明の具体例Bにおけるフオ
ームは湿潤した際に約30〜75%のみ膨潤する。 具体例A及びBの両者とも、Isonate143−Lの
如きイソシアネートの含有率を減少させることに
より、生じるフオームは50%以上のIsonate143−
L含有量を有し、半硬質性で弾力性のないフオー
ムと比較してしなやかであり、そして弾力性があ
る。ジオールの分子量が増加することにより
Isonate143−Lの必要量を、ヒドロキシル官能基
に対するイソシアネート官能基の比(イソシアネ
ート・インデツクスとして公知)が3.5/1から
約3/1まで減少させ得る程度に減少させることが
でき、この変化量がフオーム生成物のたわみ性に
寄与するものである。たわみ性は曲げ係数により
最も良く特徴づけられるが、1%伸びにおいてよ
り容易に得られる引張係数をこれらのフオームの
大まかの分類に用いて柔軟でしなやか[1.41Kg/
cm2]以下のモジユラス(modulus)]、強いがしな
やか(1.41乃至2.82Kg/cm2間のモジユラス)、及
び半硬質または硬質(2.82Kg/cm2以上のモジユラ
ス)に分けた。 具体例A及びBの両者において2.0以上の官能
性を有する生成物を含む好適なイソシアネートに
はMDIと略記されるジフエニルメタンジイソシ
アネート及びMDIの誘導体を含むイソシアネー
トの混合物である。この要求に適合する市販製品
にはMDIを反応させてカーボジイミドを生じさ
せ、次にまたこの物質を反応させて三官能性の環
式付加生成物を生じさせることにより製造される
Isonate143Lがある。MDIの混合物、カーボジイ
ミド及び環式付加生成物は平衡状態にある。下の
A及びBの成分の混合物が143L系を構成するも
のである。 ここに
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to flexible polyurethane foams. Flexible polyurethane foams made using TDI (toluene diisocyanate) have been produced for many years, especially for cushions and pine tresses. However, for hydrophilic foams used in medical or personal care applications, the TDI in the foam is
(methylene diphenyl isocyanate) is desirable because TDI has a high vapor pressure and relatively high toxicity, which requires special precautions during processing and use. Furthermore, TDI-based foams can be hydrolyzed and weakened during sterilization or storage in humid containers. For example, TDI-based hydrophilic foams can be liquefied after several cycles at 120° C. in a steam autoclave. Also
TDI-based hydrophilic foams swell excessively when wetted to more than about 100% by volume. Typical polyurethane foams are manufactured from MDI. These forms are rigid or semi-rigid due to the MDI imparting crystallinity. In UK Patent No. 874430, at least two
A flexible polyurethane foam is produced by reacting a polyether polyol having 2 hydroxyl groups and a polyisocyanate mixture consisting of a diarylmethane diisocyanate and 5 to 10% by weight of a polyisocyanate with 2 or more functionalities in the presence of a small amount of water. is manufactured.
A catalyst can be used in any embodiment. These foams have properties that are not hydrophilic and sufficient to transport large amounts of fibers, fillers, disinfectants, and other water-dispersible ingredients into foams used for medical or personal protection applications. The disadvantage is that it does not absorb a large amount of water. The term hydrophilic as used herein means that the foam product is capable of absorbing 15 to 20 times its weight in water. A further disadvantage with any catalyst is that undesirable catalyst residues may remain. In U.S. Pat. No. 4,237,240, diphenylmethane diisocyanate is highly resistant by reacting with a polyester polyol or a mixture of polyester polyols and polyether polyols having a polyester polyol content of at least 60% by weight of the polyol mixture, and a small amount of water. Soft MDI-based foams with load bearing and high energy absorption capacity have been manufactured. Catalysts are used as indicated in the claims. In addition to these foams having the disadvantage of containing undesirable catalyst residues in the foam similar to those of UK Patent No. 874,430 mentioned above, they require the use of more expensive polyester polyols. do. In British Patent No. 1209058, a polyisocyanate of at least 10% is capped with propylene oxide to give hydrolytic stability.
Flexible hydrophilic polyurethane foams can be produced by reaction with polyether polyols containing % by weight of block copolymers of ethylene oxide. This process requires the use of at least one divalent tin salt of a fatty acid and/or at least one tertiary amine as catalyst. Although the foam products produced in this way are hydrophilic, they have the disadvantage that they not only absorb only small amounts of water, but also require the use of block copolymers. Furthermore, therein MDI, which is hydrophobic, to produce hydrophilic foam products.
is not indicated and the resulting foam will contain undesirable catalyst residues. It is an object of the present invention to provide improved flexible polyurethane foams made from prepolymers containing MDI only as an isocyanate source. It is an object of the present invention to provide improved flexible polyurethane foams that may further contain higher amounts of fibers, fillers, disinfectants, or other water-dispersible ingredients. A further object is to produce a soft hydrophilic foam of white color for use in medical health care applications. Furthermore, it can be stored indefinitely and used as a carrier for water-dispersible components, and only as a source of isocyanate, which will also yield a hydrophilic foam product when mixed with approximately equal amounts of water. The aim is to produce polyurethane prepolymers with MDI and its derivatives. Furthermore, it is an object to produce polyurethane prepolymers having MDI and its derivatives only as isocyanate source, which have viscosity stability over time. It is also an object to produce polyurethane prepolymers having up to 50% by weight of isocyanates and having MDI and its derivatives only as the isocyanate source which will give rise to flexible foams. These and other objects will become apparent from the description of the invention below. Water-absorbing flexible foams for medical or personal care applications can be made from isocyanate-capped prepolymers using MDI derived from isocyanates as the sole isocyanate. This foam can be manufactured in two embodiments. One specific example, hereinafter abbreviated as specific example A, uses a monomeric polyol crosslinking agent, and the other specific example, abbreviated as specific example B, uses a polymeric polyol. In this application, a patent is claimed only for Specific Example B among these, and Specific Example A will be explained only for reference. In Example A, Union Carbide
1 mole of a prepolymer having at least one poly( oxyC2-4 alkylene) diol having a molecular weight of at least about 1100 and having at least 50% by weight of oxylene groups, such as Carbowax, Trioltrimethylolpropane. a monomeric polyol crosslinker having 3 or 4 hydroxyl equivalents per hydroxyl, and an isocyanate product having a functionality of 2.0 or higher, such as a methylene bis(fluoride) having a functionality of approximately 2.1 and hereinafter abbreviated as MDI. produced from a mixture of isocyanates including derivatives of enyl isocyanate) and MDI
The foam is made from MDI based on Isonatel 43-L from Upjohn Polymer Chemicals. In Example B, Union Carbide
At least one poly(oxyethylene) having a relatively low molecular weight of less than 2000, such as Carbowax 1000, and containing a diol having at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight of oxyethylene groups.
Prepolymers with C2-4 alkylene): polymeric poly( oxyC2-4 alkylene) polyols having 3 or 4 hydroxyl equivalents per mole and having a relatively high molecular weight of at least 500. Crosslinking agents, e.g. Triol TEP990, Union
Poly(oxyethylene) triol of approximately 900 molecular weight from Carbide or POLY G76−120,
Oxyethylene-capped poly(oxypropylene) triol of approximately 1400 molecular weight from Olin;
Isocyanate products with a functionality of 2.0 or higher made from a mixture of isocyanates including derivatives of bis(phenyl isocyanate) and MDI, such as Upjohn with a functionality of approximately 2.1.
The foam is made from MDI based on Isonate 143-L from Polymer Chemicals. The composition produces a white foam that is aesthetically pleasing and desirable for medical and health care applications. One of the important features of these prepolymer compositions is that the amount of isocyanate, such as Isonate 143-L, is less than 50% of the weight of the prepolymer in Example A, typically 38-46%; In Example B, the content may be limited to 37 to 48% of the prepolymer. The amount of isocyanate component required is reduced in Example A as the average molecular weight of the diol component increases, so this molecular weight is greater than 1100. When using trimethylolpropane as a monomeric crosslinking agent, the preferred molecular weight of the diol is
1200-1400, and the diol contains at least 80% by weight of oxyethylene groups. The diol used in a preferred embodiment is a mixture of two diols having different molecular weights. For example, one diol can have a molecular weight of 1000 and the other 1450. In Example B, the amount of isocyanate component required is reduced as the average molecular weight of the polymeric polyol crosslinking component increases, so this molecular weight is greater than 500. When using Carbowax 1000, which has a molecular weight of about 1000 as the diol, a suitable polymeric polyol crosslinker has a molecular weight of about 1000.
Poly, a triol with a molecular weight of 1400
It is G176−120. The actual free MDI content can be adjusted higher or lower in this isocyanate-containing product as long as the functionality remains above 2.0. For example, additional pure MDI can be added. Prepolymers with moderate viscosity and good viscosity stability include relatively low molecular weight polyether polyols, MDI-containing isocyanate products such as Isonate 143-L, and trimethylolpropane (TMOP) as the monomeric crosslinker. It can be manufactured using However, when this prepolymer is mixed with water, the resulting foam is typically a white, semi-rigid foam that is suitable for use as an abrasive sponge, but for use as a cushion or soft foam. is not suitable for For example, if the MDI-containing form is Isonate143-L,
Carbowax1000 and trimethylolpropane (TMOP) as a crosslinking agent that gives strength to the foam
Manufactured using. No. 10/1981, part of related patents of U.S. Patent No. 220,562, dated December 29, 1980.
See U.S. patent application Ser.
Because TMOP has such a low equivalent weight of 44.7, the prepolymer requires a large amount of the isocyanate component, Isonate 143-L, to cap all the hydroxy groups. The amount of isocyanate is on the order of 50-55% by weight, which makes the foam relatively stiff and hydrophobic. In Example A, the poly( oxyC2-4 alkylene) diol and the monomeric crosslinking agent include, for example,
It has been found that in MDI-containing systems containing TMOP, the isocyanate component can be advantageously reduced by increasing the average molecular weight of the poly( oxyC2-4 alkylene) diol component to a molecular weight value of 1100 or higher. These diols preferably have at least 80% by weight of ethyleneoxy groups. The resulting soft foam retains its physical properties even when treated with steam in an autoclave at 120° C. for 5 hours, and this foam shows a significant reduction in its swelling properties compared to the TDI foam.
TDI-based hydrophobic foam has a 100%
% by volume, but the foam in embodiment A of the invention swells only 30-60% when wetted. Furthermore, it has been found in Example B that the isocyanate content in MDI-containing systems using relatively low molecular weight diols with molecular weights below 2000 can be advantageously reduced by increasing the molecular weight of the polyol crosslinker. Instead of using TMOP with a molecular weight of 134, a high molecular weight poly( oxyC2-4 alkylene) triol or tetrol with a molecular weight of about 500 to 2000 is used. A suitable example is Poly G176-120, a triol with a molecular weight of about 1400. The resulting soft foam retains its physical properties even when treated with steam for 5 hours at 120°C in an autoclave.
This foam also exhibits a significant reduction in its swelling properties compared to the TDI foam. TDI-based hydrophobic foam has 100% volume when wetted
However, the foam in embodiment B of the invention swells only about 30-75% when wetted. In both Examples A and B, by reducing the content of isocyanate such as Isonate 143-L, the resulting foam is more than 50% Isonate 143-L.
L content, it is pliable and resilient compared to semi-rigid, non-resilient foams. By increasing the molecular weight of the diol
The amount of Isonate 143-L required can be reduced to such an extent that the ratio of isocyanate to hydroxyl functionality (known as the isocyanate index) can be reduced from 3.5/1 to about 3/1, and this change It contributes to the flexibility of the product. Flexibility is best characterized by the bending modulus, but the tensile modulus, which is more easily obtained at 1% elongation, can be used to roughly classify these forms as soft and supple [1.41 Kg/
cm 2 ], strong but flexible (modulus between 1.41 and 2.82 Kg/cm 2 ), and semi-rigid or rigid (modulus greater than 2.82 Kg/cm 2 ). In both Examples A and B, preferred isocyanates containing products with a functionality of 2.0 or higher are diphenylmethane diisocyanate, abbreviated as MDI, and mixtures of isocyanates, including derivatives of MDI. Commercial products meeting this requirement are prepared by reacting MDI to form the carbodiimide and then reacting this material again to form the trifunctional cycloaddition product.
There is Isonate143L. The mixture of MDI, carbodiimide and cycloaddition product are in equilibrium. The mixture of components A and B below constitutes the 143L system. Here

【式】 ここで用いるジフエニルメタンンジイソシアネ
ートの誘導体なる用語は出発物質としてMDIか
ら製造された生成物を意味する。このものには付
加生成物、二量体及び三量体が含まれるであろ
う。このものにはMDIから製造されないポリメ
チレンポリフエニルイソシアネートの如き物質は
含まれないであろう。 フオームを製造する際の予備重合体の技術には
ほぼ等量の水との混合が必要である。このために
は予備重合体が親水性であることが必要であり、
そしてIsonate143−Lから調製される予備重合体
を製造する際にジオールを含む少なくともあるポ
リ(オキシエチレン)を使用しなければならない
ことがその理由である。良好な混合及び水との発
泡に望ましい粘度は25℃で約10000〜35000cpの
範囲、好ましくは約20000cpである。予備重合体
の粘度及び親水性は共にポリオールのタイプ及び
分子量を適正に選ぶことにより調節される。この
予備重合体は貯蔵中にあまり濃厚になつてはなら
ない。80℃にて2週間の加速された貯蔵試験の
後、粘度が100000cp(25℃で測定)以上に上昇し
ない場合は十分に貯蔵安定性がああることが見い
出された。 軟質フオームが多くの用途に使用されるには少
なくとも1.41Kg/cm2の引張強さ、約0.048〜0.096
g/c.c.のフオーム密度、少なくとも100%の破損
時の伸びを有すべきであり、但しこの伸びの値は
高い程好ましい。具体例Aにおけるある例におい
て200%の破損時に伸びが得られ、一方具体例B
における例において250%の破損時の伸びが得ら
れた。 用いるジオールは少なくとも50重量%のオキシ
エチレン基を含むポリ(オキシC2〜4アルキレン)
ジオールである。かくしてジオールにオキシプロ
ピレンもしくはオキシブチレンまたはその混合物
が含まれる場合、少量のオキシエチレンも存在さ
せなければならない。具体例Aにおける好適なジ
オールは少なくとも80重量%のオキシエチレン基
を有するものである。 具体例Aの好好適な具体例のあるものにおい
て、ジオールとしてUnion Carbide製の
Carbowax1000及びCarbowax1450の混合物を用
いることで満足できることが見い出されたが、
1000〜2000、好ましくは1200〜1400の範囲の数平
均分子量を有する更に好ましいポリ(オキシエチ
レン)ジオールのいずれかの配合を用いることも
この具体例の範囲内のものである。これらの例に
おいてすべてのジオールの分子量の平均は少なく
とも約1100になるであろう。これらの2種のジオ
ールのほぼ等モル量の配合物を用いることにより
生じるフオームは低容量の膨潤性及び低い密度を
有することが有利である。 架橋剤としてのいずれかの単量体性のポリオー
ルを用いることは具体例Aの範囲内のものである
が、1モル当り3または4個のヒドロキシル等価
物を有するポリオール架橋剤が更に好ましい。こ
れらのものにはトリメチロールプロパン、トリメ
チロールエタン、グリセロール、トリエタノール
アミン、ペンタエリトリトールまたはこれらのポ
リオールの混合物が含まれる。最も好ましいもの
は式 を有するトリメチロールプロパン、TMOPであ
る。 具体例Bに対してはジオールとしてUnion
Carbide製のCarbowax1000または
Carbowax1450を用いることが好適な具体例にお
いて満足できることが見い出されたが、1000〜
2000、好ましくは1000〜1500の範囲の数平均分子
量を有するいずれかのポリ(オキシエチレン)ジ
オールを用いることもこの具体例の範囲内のもの
である。 架橋剤としていずれかの高分子性のポリオール
を用いることも具体例Bの範囲内のものである
が、より好ましいものは1モル当り3または4個
のヒドロキシル等価物を有し、かつ少なくとも
500の数平均分子量を有する高分子性のポリ(オ
キシC2〜4アルキレン)ポリオール架橋剤またはこ
れらの高分子性ポリオールの混合物である。最も
好ましいものは、ほぼ1400の分子量のオキシエチ
レンキヤツピングされたポリ(オキシプロピレ
ン)トリオールであるPoly G76−120である。こ
こにオキシエチレン部分はポリオキシプロピレン
核の中心に結合するオキシエチレン単位のブロツ
クを含有するものと推定される。またポリオール
架橋剤はこれらの単位のランダム共重合体から構
成できるものと考えられる。 具体例A及びBのフオームの密度及び物理的特
性はポリオール含有量に影響されるように見え
る。 低い密度を有するが堅く、そしてゴム性が少な
いフオームを得ることを望む場合、ポリオールの
量を増加させる。同様に、高密度でより弾性力の
ものを望む場合、ポリオールの量を減少させる。
3または4のヒドロキシ官能基を有するポリオー
ル架橋剤の実施可能な量はジオール及びポリオー
ル混合物のヒドロキシル含有量の2〜35%がポリ
オールから生じるような量である。良好な軟質フ
オームに対する好適な範囲はポリオールからの10
〜30%のヒドロキシルである。具体例Bにおける
ポリオールは高分子性ポリオールであり、そして
一般に予備重合体の流動性、を保持させるために
比較的少量の高分子性ポリオールを用いる。ポリ
オール架橋剤の量を存在するジオールの量に関し
て表わす場合、ジオール及びポリオール架橋剤を
具体例Aにおいては約4:1〜8:1のモル比で
存在させ、そして具体例Bにおいて高分子性のポ
リオール架橋剤の量を存在する更に多量のジオー
ルに関して表わす場合、ジオール及びポリオール
架橋剤を約30:1〜8:1のモル比で存在させ
る。 具体例AにおいてCarbowax1000はヒドロキシ
ル基1個当り500の等価重量を有し、一方134の分
子量を有するTMOPはヒドロキシル基1個当り
45の等価重量を有する。Isonate143Lをヒドロキ
シル基を結合させるために用いるため、必要とす
るイソシアネートの量はTMOPの量に極めて強
く影響され、かくしてTMOPの量を比較的注意
探く調節する。 具体例Bにおいて、ポリオールの分子量が高す
ぎる場合、ヒドロキシル濃度が非常に低く、出発
物質を反応させるためには極めて長い時間がかか
る。他方、分子量が極めて長い時間がかかる。他
方、分子量が極めて低く、そして低分子量ジオー
ルを用いた場合、多量のイソシアネートが必要で
あり、そして堅いフオームが生じる。 具体例Bにおいて、Carbowax1000はヒドロキ
シル基1個当り500の等価重量を有しており、一
方1400の分子量を有するPoly G76−120はヒドロ
キシル基1個当り467の等価重量を有している。
Isonate143Lはヒドロキシル基と結合させるため
に用いているため、必要とされらるイソシアネー
トの量はPoly G76−120の量に極めて強く影響さ
れ、かくしてPoly G76−120の量は比較的注意探
く調節する。 具体例A及びBの両者における実施可能な量は
イソシアネート・インデツクスが2.5〜3.5、好ま
しくは2.8〜3.2になるような量であり、3.1におい
て極めて良好な結果が得られる。より高い比率に
おいては低い重合体粘度、低いフオーム密度及び
少ない膨潤性が生じるが、これにより経費もかか
り、そして柔軟性及び伸びが減少する。予備重合
体を製造する際にポリイソシアネート成分の1個
のイソシアネート基が1個のヒドロキシル基と反
応し、残りのイソシアネート基は未反応の状態の
ままである。次に予備重合体上のこれらの遊離の
イソシアネート基は水と反応してポリ尿素結合を
形成し、同時に分子量が増加し、そしてCO2を遊
離して発泡した生成物を生じさせる。 具体例A及びBの両者における成分を反応させ
て予備重合体を生成させる際に、反応を約1時間
行わせた後で滴定によりイソシアネート量を測定
することが有益である。この知見をもとに行う滴
定によりすべてのヒドロキシル基がイソシアネー
トと反応する理論的な値である大よその量までイ
ソシアネート量を減少させるに必要な追加の反応
時間を決めることができる。イソシアネート量を
更に減少させるように反応を続けさせた場合、予
備重合体の粘度は増加し、この予備重合体をひき
続き水と混合させることが更に困難になる。また
予備重合体成分を過度に反応させることによりフ
オーム密度の増加、並びに生じたフオームの吸水
特性の減少をひき起こす。 正しいセルサイズ、形状を有し、つぶれまたは
ひび割れ(sprit)のない良好な外観を有するフ
オームを得るために界面活性剤を選ぶ。ポリウレ
タンフオームに有用であることが公知である界面
活性剤をここに用いることができる。好適な界面
活性剤の例にはオキシエチレン及びオキシプロピ
レンのブロツク共重合体、例えばWyandotte、
MichiganのBASF Wyabdotte Corp.製の
Pluronic Polyol界面活性剤がある。好適な界面
活性剤はPruronic L−62である。 ポリウレタンフオームを製造する際の好適な方
法はほぼ同量の水性懸濁液を予備重合体に加え、
次にこの二つを一緒に混合することである。また
この水性懸濁液の組成を100部の予備重合体樹脂
を基準として表わすことができる。かくして、樹
脂100部当りの100部の水を100phrの水と表わす。
水性懸濁液に対する予備重合体混合物の量比は広
範囲に変えることができる。しかしながら、水性
懸濁液の量が多すぎる場合、生じるフオームの強
度は低下する。他方、水性懸濁液の量が大きく減
少した場合、この水性懸濁液を介して供給される
繊維及び充てん剤を十分に加えることができない
であろう。 予備重合体を発泡させる好適な方法には水性懸
濁剤、例えばPluronic L−62界面活性剤の2%
溶液、並びに予備重合体をほぼ35℃の温度に加熱
する方法がある。これらのものを約80重量部の予
備重合体に対して約100重量部の水性懸濁液の比
で一緒に注ぎ込むか、またはポンプで加え、そし
てただちに機械的攪拌機、例えばドリルモーター
に取り付けた羽根(blade)で30秒間まで攪拌す
る。この時間内に完全な混合は行われるが、化学
反応を起こさせるまでには到らない。この混合物
をただちに型に注入し、そこで昇温及びフオーム
生成物の硬化を行わせる。 フオーム組成物にインサートするために水相に
繊維を加えて追加としての構造上の剛性を与える
ことができる。ポリエステル繊維が特に有利であ
り、そしてこれらのものを約1.27cmまたはそれ以
下に細かく切断することができる。水性懸濁液に
関してはこの繊維を種々の量で加えることができ
るが、これらのものは約10重量%以上を構成しな
いことが好ましく、その理由はこれ以上の量では
懸濁液をポンプで送ることが困難になるからであ
る。 また高分子懸濁剤または厚化剤を二つの機能を
保持させるために加えることができる。第一にこ
のものにより水が繊維の外に流出せず、そして繊
維が浮上しないように懸濁された成分を保持す
る。第二にこの厚化剤は繊維に対する湿潤剤とし
て作用し、そのためこれらのものは混合ポンプを
通過する際にもつれたり、脱水されたり、押しつ
ぶされたりしなくなる。厚化剤の例にはPolyox
WSR、Natroso、Xanthanガム、及びDow製の
Separan AP30の如き約100万程度の分子量を有
するポリアクリルアミドがある。 好適な懸濁剤または厚化剤にはB.F.Goodrich
Chemical Co.製のCarbopol樹脂、例えば
Carbopol934、Cardopol940及び特に
Carbopol941がある。Carbopol樹脂は酸性部分を
有するアクリル酸重合体であるため、水酸化ナト
リウムまたはアンモニウムの如き中和剤を加える
ことができる。中和剤として水酸化アンモニウム
をCarbopolに加える際に水相の粘度を増加させ
ることが有利である。また水酸化アンモニウムは
Carbopolより安価であるため、同じ程度の厚化
性を有し、より少ないCarbopolが使用されてい
るより経済的な組成物を製造することができる。 配合し得る任意の繊維、充てん剤、消毒剤、顔
料、糊料、または他の水溶性もしくは水分散性成
分に依存して、最良の界面活性剤は高度に疎水性
のシリコーンタイプ、例えばL−520(Union
Carbide)または他のシリコーン界面活性剤から
極めて親水性タイプ、例えばBrij−58(ICI−
America)もしくは他のBrij、Span、またはICI
からのTween生成物まで変えることができる。
一般的な使用に対しては非イオン性界面活性剤、
例えばPluronics、特にL−62、L−72、L−92、
P−75またはP−85(BASF−Wyandotte)が好
ましい。これらの界面活性剤の使用はポリウレタ
ンフオーム製品の組成物に精通せるものには公知
のものである。 2.54×7.62×12.70cmの大きさの長方形にフオー
ム試料を切断して水吸着試験を行う。このものを
水に浸漬し、そして水滴がしたたり落ちなくなる
までこのものを保持する。乾燥重量に対する湿潤
重量の比が水吸着率である。 本発明の基本的特徴を示してきたが、次の参考
例1〜4は具体例Aの特殊な具体例を説明するた
めに示し、そして実施例1〜5は具体例Bの特殊
な具体例を説明するために示すものである。 参考例 1 Carbowax1000(174g、0.174モル)、
Carbowax1450(249g、0.172モル)及びトリメ
チロールプロパン(6.1g、0.045モル)の混合物
を2Torrの減圧下にて70℃で2時間加熱すること
により乾燥した。この乾燥して脱気したポリオー
ル混合物にIsonte−143L365g(イソシアネート
2.56当量)を加えた。この温度を70℃に70分間保
持し、反応を完了させた。この生成物は2.18ミリ
当量/gのイソシアネート含有量及び25℃で
23000cpの粘度を有する淡黄色の液体であつた。
試料を80℃で2週間貯蔵した後、この生成物は25
℃で40000cpまでのみに厚化した。35℃で加熱し
た生成物80gをWyandotte製の非イオン性界面
活性剤であるPluronic L−62の2%溶液100mlと
共に攪拌した際に4.1ポンド/立方フイートの密
度を有し、柔軟で、しなやかで、親水性であるフ
オームが生じ、その特性を第表に要約する。
The term derivative of diphenylmethane diisocyanate as used herein refers to a product prepared from MDI as a starting material. This would include addition products, dimers and trimers. This would not include materials such as polymethylene polyphenyl isocyanate that are not made from MDI. Prepolymer techniques in producing foams require mixing with approximately equal amounts of water. This requires that the prepolymer be hydrophilic,
And that is why at least some poly(oxyethylene) containing diol must be used in making the prepolymer prepared from Isonate 143-L. The desired viscosity for good mixing and foaming with water is in the range of about 10,000 to 35,000 cp, preferably about 20,000 cp at 25°C. Both the viscosity and hydrophilicity of the prepolymer are controlled by proper selection of polyol type and molecular weight. This prepolymer must not become too thick during storage. After an accelerated storage test of 2 weeks at 80°C, it was found to be sufficiently storage stable if the viscosity did not rise above 100,000 cp (measured at 25°C). For a flexible foam to be used in many applications, it must have a tensile strength of at least 1.41 Kg/ cm2 , approximately 0.048 to 0.096
It should have a foam density of g/cc and an elongation at break of at least 100%, with higher elongation values being preferred. In one example in Example A an elongation at 200% failure was obtained, while in Example B
An elongation at failure of 250% was obtained in the example. The diol used is a poly( oxyC2-4 alkylene) containing at least 50% by weight of oxyethylene groups.
It is a diol. Thus, if the diol includes oxypropylene or oxybutylene or mixtures thereof, a small amount of oxyethylene must also be present. Preferred diols in Example A are those having at least 80% by weight oxyethylene groups. In some preferred embodiments of embodiment A, the diol is manufactured by Union Carbide.
It has been found that using a mixture of Carbowax 1000 and Carbowax 1450 is satisfactory;
It is also within the scope of this embodiment to use formulations of any of the more preferred poly(oxyethylene) diols having number average molecular weights in the range of 1000-2000, preferably 1200-1400. The average molecular weight of all diols in these examples will be at least about 1100. Advantageously, the foam produced by using a blend of approximately equimolar amounts of these two diols has low volume swelling and low density. Although it is within the scope of Example A to use any monomeric polyol as a crosslinker, polyol crosslinkers having 3 or 4 hydroxyl equivalents per mole are more preferred. These include trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerol, triethanolamine, pentaerythritol or mixtures of these polyols. The most preferred is the formula is trimethylolpropane, TMOP. For example B, Union as the diol
Carbowax1000 by Carbide or
It has been found that using Carbowax 1450 is satisfactory in preferred embodiments, but
It is also within the scope of this embodiment to use any poly(oxyethylene) diol having a number average molecular weight in the range of 2000, preferably 1000 to 1500. Although it is within the scope of Example B to use any polymeric polyol as the crosslinking agent, more preferred have 3 or 4 hydroxyl equivalents per mole and at least
A polymeric poly( oxyC2-4 alkylene) polyol crosslinker with a number average molecular weight of 500 or a mixture of these polymeric polyols. Most preferred is Poly G76-120, an oxyethylene capped poly(oxypropylene) triol of approximately 1400 molecular weight. Here, the oxyethylene moiety is presumed to contain a block of oxyethylene units bonded to the center of the polyoxypropylene core. It is also believed that the polyol crosslinker can be constructed from random copolymers of these units. The density and physical properties of the foams of Examples A and B appear to be affected by polyol content. If it is desired to obtain a stiffer and less rubbery foam with lower density, the amount of polyol is increased. Similarly, if a higher density and more elasticity is desired, the amount of polyol is reduced.
A practical amount of polyol crosslinker having 3 or 4 hydroxy functionality is such that 2 to 35% of the hydroxyl content of the diol and polyol mixture originates from the polyol. The preferred range for good soft foam is from polyol to 10
~30% hydroxyl. The polyol in Example B is a polymeric polyol, and generally a relatively small amount of polymeric polyol is used to maintain the fluidity of the prepolymer. When expressing the amount of polyol crosslinker in terms of the amount of diol present, the diol and polyol crosslinker are present in a molar ratio of about 4:1 to 8:1 in Example A, and in Example B the polymeric When the amount of polyol crosslinker is expressed in terms of the larger amount of diol present, the diol and polyol crosslinker are present in a molar ratio of about 30:1 to 8:1. In Example A, Carbowax 1000 has an equivalent weight of 500 per hydroxyl group, while TMOP, which has a molecular weight of 134, has an equivalent weight of 500 per hydroxyl group.
It has an equivalent weight of 45. Since Isonate 143L is used to attach the hydroxyl groups, the amount of isocyanate required is very strongly influenced by the amount of TMOP, and thus the amount of TMOP is adjusted relatively carefully. In example B, if the molecular weight of the polyol is too high, the hydroxyl concentration is very low and it takes a very long time to react the starting materials. On the other hand, the molecular weight takes a very long time. On the other hand, when the molecular weight is very low and low molecular weight diols are used, large amounts of isocyanate are required and stiff foams result. In Example B, Carbowax 1000 has an equivalent weight of 500 per hydroxyl group, while Poly G76-120, which has a molecular weight of 1400, has an equivalent weight of 467 per hydroxyl group.
Since Isonate 143L is used to bind hydroxyl groups, the amount of isocyanate required is very strongly influenced by the amount of Poly G76-120, and thus the amount of Poly G76-120 should be adjusted relatively carefully. . Practicable amounts in both Examples A and B are such that the isocyanate index is between 2.5 and 3.5, preferably between 2.8 and 3.2, with very good results being obtained at 3.1. Higher ratios result in lower polymer viscosity, lower foam density and less swellability, but are also costly and reduce flexibility and elongation. During the preparation of the prepolymer, one isocyanate group of the polyisocyanate component reacts with one hydroxyl group, and the remaining isocyanate groups remain unreacted. These free isocyanate groups on the prepolymer then react with water to form polyurea bonds, simultaneously increasing the molecular weight and liberating CO2 to produce a foamed product. When reacting the components in both Examples A and B to form the prepolymer, it is advantageous to measure the amount of isocyanate by titration after the reaction has run for about 1 hour. Based on this knowledge, titration can determine the additional reaction time needed to reduce the amount of isocyanate to approximately the theoretical amount at which all hydroxyl groups will react with the isocyanate. If the reaction is continued to further reduce the amount of isocyanate, the viscosity of the prepolymer increases, making it more difficult to subsequently mix the prepolymer with water. Excessive reaction of the prepolymer components also causes an increase in foam density as well as a decrease in the water absorption properties of the resulting foam. The surfactant is chosen to obtain a foam with the correct cell size, shape, and good appearance without crushing or splitting. Surfactants known to be useful with polyurethane foams can be used here. Examples of suitable surfactants include block copolymers of oxyethylene and oxypropylene, such as Wyandotte,
Manufactured by BASF Wyabdotte Corp. of Michigan.
There are Pluronic Polyol surfactants. A preferred surfactant is Pruronic L-62. A preferred method for producing polyurethane foams is to add about the same amount of aqueous suspension to the prepolymer;
The next step is to mix the two together. The composition of this aqueous suspension can also be expressed based on 100 parts of prepolymer resin. Thus, 100 parts of water per 100 parts of resin is expressed as 100 phr of water.
The quantity ratio of prepolymer mixture to aqueous suspension can vary within a wide range. However, if the amount of aqueous suspension is too large, the strength of the resulting foam will be reduced. On the other hand, if the amount of aqueous suspension is reduced too much, it will not be possible to add enough fiber and filler fed through this aqueous suspension. A preferred method of foaming the prepolymer includes an aqueous suspension, such as 2% Pluronic L-62 surfactant.
There is a method of heating the solution as well as the prepolymer to a temperature of approximately 35°C. These are poured or pumped together in a ratio of about 80 parts by weight of prepolymer to about 100 parts by weight of the aqueous suspension and immediately attached to a mechanical stirrer, such as an impeller attached to a drill motor. (blade) for up to 30 seconds. During this time, complete mixing occurs, but not enough to cause a chemical reaction. This mixture is immediately poured into a mold where it is allowed to heat up and harden the foam product. Fibers can be added to the aqueous phase for insert into the foam composition to provide additional structural rigidity. Polyester fibers are particularly advantageous and can be chopped to about 1.27 cm or less. For aqueous suspensions, the fibers can be added in varying amounts, but it is preferred that they do not constitute more than about 10% by weight, since higher amounts will make it difficult to pump the suspension. This is because it becomes difficult. Also, polymeric suspending agents or thickening agents can be added to maintain dual functionality. Firstly, it prevents water from flowing out of the fibers and retains the suspended components so that the fibers do not float. Second, the thickening agent acts as a wetting agent for the fibers so that they do not become tangled, dehydrated, or crushed as they pass through the mixing pump. Examples of thickening agents include Polyox
Made by WSR, Natroso, Xanthan gum, and Dow.
There are polyacrylamides such as Separan AP30 that have a molecular weight of about 1 million. Suitable suspending or thickening agents include BFGoodrich
Carbopol resin manufactured by Chemical Co., e.g.
Carbopol934, Cardopol940 and especially
There is Carbopol941. Since Carbopol resin is an acrylic acid polymer with acidic moieties, neutralizing agents such as sodium or ammonium hydroxide can be added. It is advantageous to increase the viscosity of the aqueous phase when adding ammonium hydroxide to Carbopol as a neutralizing agent. Also, ammonium hydroxide
Being cheaper than Carbopol, more economical compositions can be produced with the same degree of thickening properties and less Carbopol is used. Depending on any fibers, fillers, disinfectants, pigments, thickeners, or other water-soluble or water-dispersible ingredients that may be included, the best surfactants are highly hydrophobic silicone types, such as L- 520 (Union
carbide) or other silicone surfactants to extremely hydrophilic types, such as Brij-58 (ICI-
America) or other Brij, Span, or ICI
Tween products can be varied from.
Nonionic surfactants for general use;
For example, Pluronics, especially L-62, L-72, L-92,
P-75 or P-85 (BASF-Wyandotte) is preferred. The use of these surfactants is well known to those familiar with the composition of polyurethane foam products. A water adsorption test is conducted by cutting the foam sample into a rectangle with a size of 2.54 x 7.62 x 12.70 cm. Submerge the item in water and hold the item until it stops dripping. The ratio of wet weight to dry weight is the water adsorption rate. Although the basic features of the present invention have been shown, the following Reference Examples 1 to 4 are shown to explain special examples of Example A, and Examples 1 to 5 are special examples of Example B. This is shown to explain. Reference example 1 Carbowax1000 (174g, 0.174mol),
A mixture of Carbowax 1450 (249 g, 0.172 mol) and trimethylolpropane (6.1 g, 0.045 mol) was dried by heating at 70° C. for 2 hours under a vacuum of 2 Torr. Add 365 g of Isonte-143L (isocyanate) to this dry and degassed polyol mixture.
2.56 equivalents) were added. The temperature was maintained at 70° C. for 70 minutes to complete the reaction. This product has an isocyanate content of 2.18 meq/g and at 25°C.
It was a pale yellow liquid with a viscosity of 23,000 cp.
After storing the sample at 80 °C for 2 weeks, the product was 25
It thickened only up to 40,000 cp at ℃. When 80 g of the product heated at 35° C. is stirred with 100 ml of a 2% solution of Pluronic L-62, a nonionic surfactant manufactured by Wyandotte, it has a density of 4.1 pounds per cubic foot and is soft and pliable. , a form is produced which is hydrophilic, the properties of which are summarized in Table 1.

【表】【table】

【表】 参考例 2〜4 これらの例は異なつた予備重合体組成物を用い
て得られたフオームを説明するものである。その
組成を第表に示し、そしてフオームの特性を第
表に示す。 参考例2において、ジオールの平均分子量を増
加させ、その際に少量のイソシアネートを用いる
ことにより、高い密度及び水に対するより大きい
容量を有するフオームが生じた。 参考例3において、TMOP架橋剤の量を減少
させ、そしてイソシアネート・インデツクスを
3.4に増加させて強度を保持させた。しかしなが
ら、トリオールに対するジオールの比は本発明の
範囲外のものであり、かくしてこのものは比較例
である。堅いフオームが得られたが、このものは
水を吸わず、そして湿潤状態になるため、、水吸
着比を求めることはできなかつた。 参考例4において、単一のジオール、
Carbowax1450を架橋剤としのTMOPと共に用
いた。高い伸び率、良好な水保持容量及び耐水蒸
気性を有する良好で柔軟な親水性フオームが得ら
れた。 実施例 1 Carbowax1000(412g、0.412モル)及びPoly
G176−120(28g、0.02モル)の混合物を2Torrの
減圧下にて70℃で2時間加熱することにより乾燥
した。この乾燥し、そして脱気したポリオール混
合物にIsonate143L349g(イソシアネート2.45当
量)を加えた。この温度を70℃に80分間保持して
反応を完了させた。この生成物は1.96ミリ当量/
gのイソシアネート含有量及び25℃で27000cpの
粘度を有する淡黄色の液体であつた。この試料を
80℃で2週間貯蔵した後、この生成物は25℃で
43000cpまでのみに厚化した。35℃で加熱した生
成物80gをWyandotte製の非イオン性界面活性
剤であるPluronic L−62の2%溶液100mlと共に
攪拌した際に3.9ポンド/立方フイートの密度を
有し、柔軟で、しなやかで、親水性であるフオー
ムが生じ、その特性を第表に要約する。
Table Reference Examples 2-4 These examples illustrate foams obtained using different prepolymer compositions. The composition is shown in Table 1, and the properties of the foam are shown in Table 1. In reference example 2, increasing the average molecular weight of the diol and using a small amount of isocyanate resulted in a foam with higher density and greater capacity for water. In Reference Example 3, the amount of TMOP crosslinker was reduced and the isocyanate index
Increased to 3.4 to maintain strength. However, the ratio of diol to triol is outside the scope of this invention and thus this is a comparative example. Although a stiff foam was obtained, it was not possible to determine the water adsorption ratio since it did not absorb water and became wet. In Reference Example 4, a single diol,
Carbowax 1450 was used with TMOP as crosslinker. A good flexible hydrophilic foam with high elongation, good water holding capacity and water vapor resistance was obtained. Example 1 Carbowax1000 (412g, 0.412mol) and Poly
A mixture of G176-120 (28 g, 0.02 mol) was dried by heating at 70° C. for 2 hours under a vacuum of 2 Torr. To this dried and degassed polyol mixture was added 349 g of Isonate 143L (2.45 equivalents of isocyanate). The temperature was maintained at 70° C. for 80 minutes to complete the reaction. This product is 1.96 meq/
It was a pale yellow liquid with an isocyanate content of 100 g and a viscosity of 27000 cp at 25°C. This sample
After 2 weeks of storage at 80°C, the product was stored at 25°C.
It thickened only to 43,000 cp. When 80 g of the product heated at 35° C. is stirred with 100 ml of a 2% solution of Pluronic L-62, a nonionic surfactant manufactured by Wyandotte, it has a density of 3.9 pounds per cubic foot and is soft and pliable. , a form is produced which is hydrophilic, the properties of which are summarized in Table 1.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 2〜5 これらの試料は異なつた予備重合体組成物を用
いて得られたフオームを説明するものである。こ
の組成物を第表に、そしてフオームの特性を第
表に示す。 実施例2において、トリオールの量を減少さ
せ、そしてその代りにイソシアネート・インデツ
クスを増加させてより低い粘度並びにより低いフ
オーム密度及び膨潤因子を有する生成物を生じさ
せた。 実施例3において、トリオール及びイソシアネ
ートの量を更に増加させたが良好なフオーム特性
は保持されていた。 実施例4において、Carbowaxジオールの分子
量を1450に減少させ、その際にイソシアネートの
量を全体の組成物の37重量%のみに減少させたが
良好なフオーム特性は保持されていた。 実施例5において、Carbowax1450も用いた
が、フオームの密度を低下させ、そしてその膨潤
因子を改善させるためにイソシアネート・インデ
ツクスを3.0から3.5に上昇させた。
TABLE Examples 2-5 These samples illustrate foams obtained using different prepolymer compositions. The composition is shown in Table 1, and the foam properties are shown in Table 1. In Example 2, the amount of triol was decreased and the isocyanate index was increased instead to produce a product with lower viscosity and lower foam density and swelling factor. In Example 3, the amounts of triol and isocyanate were further increased while good foam properties were maintained. In Example 4, the molecular weight of the Carbowax diol was reduced to 1450, while the amount of isocyanate was reduced to only 37% by weight of the total composition while maintaining good foam properties. In Example 5, Carbowax 1450 was also used, but the isocyanate index was increased from 3.0 to 3.5 to reduce the density of the foam and improve its swelling factor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水相及び (a) 少なくとも50重量%のオキシエチレン基及び
2000以下の呼称上の数平均分子量を有するポリ
(オキシC2〜4アルキレン)ジオール、但し該ジ
オールは1モル当り呼称上2個のヒドロキシル
等価物を有する、 (b) ジフエニルメタンジイソシアネート、及びジ
フエニルメタンジイソシアネートの誘導体を含
むイソシアネートの混合物からなる2.0以上の
官能性を有するジフエニルメタンジイソシアネ
ート含有イソシアネート生成物、並びに (c) 1モル当り3または4個のヒドロキシル等価
物を有し、かつ少なくとも500の数平均分子量
を有する高分子性ポリ(オキシC2〜4アルキレ
ン)ポリオール架橋剤、から誘導され、その際
に該イソシアネートは50重量%以下の予備重合
体からなる生成物を含み、該高分子性ポリオー
ル架橋剤を、ヒドロキシ等価物がジオール及び
ポリオール中の全体のヒドロキシ等価物の5〜
35モル%を構成するように存在させ、そして全
体のヒドロキシル等価物に対するイソシアネー
ト等価物の比を2.5:1〜3.5:1とする、予備
重合体からなる樹脂相を一緒に混合し、そして
反応させることにより製造されるメチレンジフ
エニルイソシアネートをベースとする軟質ポリ
ウレタンフオーム。 2 ポリ(オキシC2〜4アルキレン)ジオールの呼
称上の数平均分子量が600〜2000間であり、かつ
ジオールが少なくとも80重量%のオキシエチレン
基を有する、特許請求の範囲第1項記載のフオー
ム。 3 高分子性ポリオール架橋剤を900の分子量を
有するポリ(オキシエチレン)トリオール、及び
1400の分子量を有するオキシエチレンキヤツピン
グされたポリ(オキシプロピレン)トリオール、
並びにその混合物からなる群から選ぶ、特許請求
の範囲第1項記載のフオーム。 4 高分子性ポリオール架橋剤がオキシエチレン
及びオキシプロピレン単位のブロツクを含んでな
る、特許請求の範囲第3項記載のフオーム。 5 イソシアネート生成物が高率の純粋なジフエ
ニルメタンジイソシアネート並びに少量のカルボ
ジイミド及びカルボジイミド環式付加生成物を含
む改質化されたジフエニルメタンジイソシアネー
トである、特許請求の範囲第1項記載のフオー
ム。 6 更に、長さ1.27cmまたはそれ以下のポリエス
テル繊維である強化用繊維からなり、そして更に
厚化加工剤または懸濁剤からなる、特許請求の範
囲第1項記載のフオーム。
[Scope of Claims] 1. an aqueous phase and (a) at least 50% by weight of oxyethylene groups and
(b) diphenylmethane diisocyanate, and diphenylmethane diisocyanate; diphenylmethane diisocyanate-containing isocyanate products having a functionality of 2.0 or more consisting of a mixture of isocyanates including derivatives of enylmethane diisocyanate, and (c) having 3 or 4 hydroxyl equivalents per mole and having at least 500 a polymeric poly(oxyC 2-4 alkylene) polyol crosslinking agent, having a number average molecular weight of The polyol crosslinking agent has hydroxy equivalents ranging from 5 to 50% of the total hydroxy equivalents in the diol and polyol.
A resin phase consisting of a prepolymer present to constitute 35 mol % and with a ratio of isocyanate equivalents to total hydroxyl equivalents of 2.5:1 to 3.5:1 is mixed together and reacted. A flexible polyurethane foam based on methylene diphenyl isocyanate produced by 2. The foam of claim 1, wherein the poly( oxyC2-4 alkylene) diol has a nominal number average molecular weight of between 600 and 2000, and the diol has at least 80% by weight of oxyethylene groups. . 3 Poly(oxyethylene) triol having a molecular weight of 900 as a polymeric polyol crosslinking agent, and
oxyethylene capped poly(oxypropylene) triol with a molecular weight of 1400,
and mixtures thereof. 4. The foam of claim 3, wherein the polymeric polyol crosslinker comprises blocks of oxyethylene and oxypropylene units. 5. The foam of claim 1, wherein the isocyanate product is a modified diphenylmethane diisocyanate containing high percentages of pure diphenylmethane diisocyanate and small amounts of carbodiimide and carbodiimide cycloaddition products. 6. The foam of claim 1 further comprising reinforcing fibers which are polyester fibers having a length of 1.27 cm or less, and further comprising a thickening agent or suspending agent.
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