JPH06157697A - 常温硬化成形軟質ウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

常温硬化成形軟質ウレタンフォームの製造方法

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JPH06157697A
JPH06157697A JP5166920A JP16692093A JPH06157697A JP H06157697 A JPH06157697 A JP H06157697A JP 5166920 A JP5166920 A JP 5166920A JP 16692093 A JP16692093 A JP 16692093A JP H06157697 A JPH06157697 A JP H06157697A
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polyisocyanate
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Eric Huygens
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常温硬化成形軟質ウレタンフォームの製造方
法に関する。 【構成】 ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネ
ートからなるポリイソシアネート組成物と、少なくとも
2つのイソシアネート反応性水素原子からなる少なくと
も1種のイソシアネート反応性化合物からなるイソシア
ネート反応性組成物とを反応させ、そして発泡剤を使用
することによって軟質ポリウレタンフォームを製造する
方法であって、発泡を閉じた型の中で大気圧より少なく
とも0.001〜最大0.5バールだけ高い圧力におい
て実施することを特徴とする方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、ポリメチレンポリフェニレンポ
リイソシアネートに基づく常温硬化成形軟質ウレタンフ
ォームを製造する方法に関する。成形軟質ウレタンフォ
ームは通常2つの方法で作ることができる:常温硬化法
に従うか、あるいは熱硬化法に従う。熱硬化した軟質フ
ォームはTDIをポリオールと反応させることによって
作られる。充填後、外部の熱を型に加えて、フォーム成
形物の表面を十分に硬化して、フォーム成形物の型から
の解放を容易にする。熱硬化軟質フォームの製造に使用
する型は複数の比較的大きいガス抜き孔を有する蓋から
なる;その結果、フォームの製造の間の圧力の発生は制
限され、そして一般に大気圧を0.5バールより高く越
えないであろう。適用されるTDIおよびポリオールは
ある制限された程度のオーバーパッキング、すなわち、
所定の操作条件下に型をちょうど充填するために要求さ
れる最小量と比較したフォーム反応混合物の使用量で使
用される。
【0002】
【数1】
【0003】常温硬化軟質フォームは、MDI(ジフェ
ニルメタンジイソシアネート)組成物、TDI、ポリマ
ーのMDIとTDI(トルエンジイソシアネート)との
混合物、および変性TDIから作られる。反応性がより
大きいために、この反応は室温または室温よりわずかに
高い温度において起こることができる;型からの解放を
容易にするために外部の加熱は要求されない。常温硬化
軟質フォームの製造に使用される型は、小さい数の非常
に小さいガス抜き孔を含有する。すぐれた品質の軟質フ
ォームを製造するために、一般に少なくとも30%かつ
しばしば50%より大きい、かなりの程度のオーバーパ
ッキングを適用することが必要である。その結果、型内
の圧力の発生はかなりであり、一般に大気圧以上0.5
バールをかなり越えるので、かなりの量の外部の型締付
力が要求される。
【0004】熱硬化系および常温硬化系に関する詳細に
ついては、G.ウッヅ(Wood)著、ICI ポリウ
レタン ブック(ICI Polyurethanes
Book)、71−84ページを参照されたい。驚く
べきことには、MDIに基づく軟質フォームを、熱硬化
フォームの製造に従来使用されてきている型内で製造す
ることができ、前記型は低い型締付力のみを必要とする
ことをわれわれは発見した。このような型内で作られた
MDIに基づく軟質フォームはすぐれた品質をもたない
であろうと信じられた:なぜなら、MDIに基づく反応
系の反応のプロフィルのために、外部の締付けを使用し
ないガス抜き孔のある蓋を有する型を使用した場合、フ
ォームは分解のために表面のボイドを含むと信じられた
からである。驚くべきことには、これは当てはまらなか
った。
【0005】したがって、本発明は、ポリメチレンポリ
フェニレンポリイソシアネートからなるポリイソシアネ
ート組成物と、少なくとも2つのイソシアネート反応性
水素原子からなる少なくとも1種のイソシアネート反応
性化合物からなるイソシアネート反応性組成物とを反応
させ、そして発泡剤を使用することによって軟質ポリウ
レタンフォームを製造する方法であって、発泡を閉じた
型の中で大気圧より少なくとも0.001〜最大0.5
バールだけ高い圧力において実施することを特徴とする
方法に関する。
【0006】本発明による方法は、次の利点を有する: * 得られるフォームは、常温硬化軟質フォームの製造
に従来使用される型内で製造された同様なフォームより
低い密度を有する; * 型内の圧力は常温硬化軟質フォームを製造する従来
の方法におけるより低いので、型のための要件はそれほ
ど苛酷ではない(要求される型締付力は非常に減少され
る); * 要求されるオーバーパックは常温硬化軟質フォーム
を製造する従来の方法におけるより低く、それゆえすぐ
れた品質のフォームの製造に要求される材料は少ない; * 熱硬化されたTDIに基づく軟質フォームの製造に
従来使用された型を使用するが、処理後のこのような熱
硬化は要求されない; * 柔らかい、すぐれた品質の、すべての、完全に水発
泡された、軟質フォームを得ることができる; * 圧潰をめったに必要としない、連続気泡のフォーム
を得ることができる; * 成形品の取出し時間は従来の常温硬化軟質フォーム
と同様である; * 圧力の減少のために、常温硬化成形において必要で
あるような、複雑な加工/温度のコントロールは要求さ
れない。
【0007】本発明による方法は、フォーム形成法の間
の型内の圧力は大気圧より少なくとも0.001〜最大
0.5バールだけ高い圧力を越えず、好ましくは圧力は
大気圧より0.005〜最大0.3バールだけ高く、よ
り好ましくは圧力は大気圧より0.01〜最大0.2バ
ールだけ高い。これは型の上部の蓋に複数の、好ましく
は少なくとも10、最も好ましくは15〜80のガス抜
き孔を設けることによって達成され、前記ガス抜き孔一
般に0.5〜7、好ましくは1〜5mmの直径を有する。
蓋の中のガス抜き孔は、圧力の発生が期待される場所に
位置する。原理的には、型がガス抜き孔を適切に有する
かぎり、任意の型を使用することができる。原理的に
は、熱硬化のTDIに基づく軟質フォームの製造に従来
使用されているか、あるいはされた型、ことに自動車の
座席のための軟質フォームの製造に使用される型を使用
することができる。
【0008】この方法は0.1〜40重量%、好ましい
1〜25重量%のオーバーパックの量で実施される。他
の方法の条件は型内のMDI軟質フォームの製造に普通
である:型の中に供給するときのイソシアネート反応性
組成物およびポリイソシアネートの温度は室温と80℃
との間で変化させることができ、型の温度は室温と80
℃との間で変化させることができる。滞留時間、すなわ
ち、型内への反応系の供給と軟質フォームの取出しとの
間の時間は一般に10分より短いが、フォームはこれよ
り長い時間の間保持することができる。得られるフォー
ムは密度が広い範囲で変化することができる。好ましい
密度は20〜40、より好ましくは22〜35kg/m3
である。
【0009】フォームは高温において後硬化することは
必要ではない。得られるフォームは常温硬化軟質フォー
ムである。適用する成形法は、前述の圧力の制限を適用
するかぎり、任意の普通成形法であることができる:開
口注入および注入(反応注入)の技術を使用することが
できる。これらの技術の適用に使用される装置は普通の
ものである。
【0010】軟質フォームはワンショット法またはプレ
ポリマー法に従い製造することができ、プレポリマー法
は準プレポリマー法またはプレポリマー法であることが
できる。最後の方法は好ましい。ポリイソシアネートお
よびイソシアネート反応性組成物は、閉じた型内で発泡
剤を使用して反応させる。任意の普通の発泡剤を使用す
ることができる。水は最も好ましい発泡剤である(水は
イソシアネートと反応してCO2 を遊離し、CO 2 は実
際の発泡剤として作用する。これに関して、水は発泡剤
と見なされる)。さらに、水はまたこれに関して少なく
とも2つのイソシアネート反応性基からなるイソシアネ
ート反応性化合物と見なされる。それゆえ、プレポリマ
ー法を適用する場合、型の中に供給する唯一の反応成分
はイソシアネート末端プレポリマーであることができ
る。
【0011】表現「ウレタンフォーム」は、ここにおい
て使用するとき、一般に、発泡剤の存在下に、ポリイソ
シアネートとイソシアネート反応性水素原子を含有する
化合物との反応により得られる。気泡生成物を意味し、
そしてとくに反応性発泡剤として水を使用して得られる
気泡生成物を包含する(尿素結合および二酸化炭素を生
ずる水とイソシアネート基との反応を包含する)。
【0012】表現「イソシアネート反応性水素原子を含
有する化合物」は、ここにおいて使用するとき、さらに
ポリオールならびにポリアミンを包含することを意図す
る。こうして、表現「ウレタンフォーム」は、また、尿
素結合と一緒にウレタン結合を含む生成物およびさらに
尿素結合を本質的に含み、ウレタン結合をわずかにもつ
か、あるいはもたない生成物を包含する。
【0013】表現「軟質ウレタンフォーム」は、ここに
おいて使用するとき、変形後、形状を実質的に回復する
気泡生成物を意味する。表現「ポリメチレンポリフェニ
レンポリイソシアネート」および「MDI」は、ここに
おいて使用するとき、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト異性体、ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネー
トおよびそれらの誘導体からの選択されたポリイソシア
ネートを意味し、それらは少なくとも2つのイソシアネ
ート基を有し、そしてカーボジイミド基、ウレトンイミ
ン基、イソシアヌレート基、ウレタン基、アロファネー
ト基、尿素基またはビウレット基を含有する。それらは
アニリンをホルムアルデヒドと縮合させ、次いでホスゲ
ン化し、この方法は粗製MDIと呼ばれるものを生成す
る、前記粗製MDIを分別し、この方法は純粋なMDI
およびポリマーのMDIを生成する、粗製の、純粋なま
たはポリマーのMDIを自己縮合させるか、あるいは過
剰の粗製の、純粋なまたはポリマーのMDIをポリオー
ルまたはポリアミンと反応させる、この方法はカーボジ
イミド基、ウレトンイミン基、イソシアヌレート基、ウ
レタン基、アロファネート基、尿素基またはビウレット
基を含有する変性されたMDIを生成する、ことによっ
て得ることができる。
【0014】包含される他のポリイソシアネートは、時
には準プレポリマーまたはセミ−プレポリマーと呼ばれ
るイソシアネートを有する化合物およびMDIに基づく
プレポリマーである。表現「この分野において普通の添
加剤」は、ここにおいて使用するとき、軟質ポリウレタ
ンフォームの分野において知られているような、よりと
くにG.ウッヅ(Wood)著、ICI ポリウレタン
ブック(ICI Polyurethanes Bo
ok)、第2章に報告されているような、任意のまたは
望ましい成分である。
【0015】こうして、表現この分野において普通の添
加剤は、とくに、触媒、連鎖延長剤、架橋剤、硬化剤、
発泡剤、界面活性剤、充填剤、繊維の強化材および難燃
剤を包含することを意図する。表現「イソシアネート指
数」および「NCO指数」は、ここにおいて使用すると
き、百分率として与えられる。ポリウレタン配合物の中
に存在する−NCO基/NCO反応性水素原子の比を意
味する:
【0016】
【数2】
【0017】換言すると、NCO指数は、配合物の中に
使用されるイソシアネート反応性水素の量に関する、配
合物の中に実際に使用されるイソシアネートの百分率を
表す。表現「活性水素原子」は、ここにおいて使用する
とき、ポリオール、ポリアミンおよび/または水の形態
の、反応性組成物の中に存在するヒドロキシルおよびア
ミンの水素原子の合計に関して、イソシアネート指数を
計算する目的をもつ;これは、イソシアネート指数を計
算する目的で、1つの水分子は2つの活性水素からなる
と考えることを意味する。
【0018】イソシアネート指数は、ここにおいて使用
するとき、MDI成分、ポリオールおよび/またはポリ
アミン成分および水を含む、実際の発泡法の観点から考
えることを観察すべきである。予備的工程において変性
されたMDI(この分野において準またはセミ−プレポ
リマーおよびプレポリマーと呼ばれるようなMDI誘導
体を包含する)を生成するために消費される任意のイソ
シアネート基あるいはイソシアネートと反応して変性さ
れたポリオールまたはポリアミンを生成する任意の活性
水素は、イソシアネート指数の計算において考慮しな
い。実際の発泡法において存在する遊離イソシアネート
基および遊離活性水素(水の水素を包含する)のみを考
慮する。本発明による方法における指数は、25〜10
5、好ましくは40〜80の範囲であることができる。
【0019】したがって、表現「ワンショット」法また
は系は、ここにおいて使用するとき、MDI成分、ポリ
オールおよびアミン成分および水が互いに反応するよう
な方法を意味するが、いわゆるプレポリマー法におい
て、MDI成分をポリオールおよびポリアミンの成分の
一部分(セミまたは準−プレポリマー)またはすべて
(プレポリマー)と前以て反応させる。
【0020】表現「フォームの密度」および「密度」
は、ここにおいて使用するとき、軟質ポリウレタンフォ
ームについて言及するとき、定義を明瞭にする目的で、
ISO845に従い成形により得られるフォームの試料
について測定される密度(コア密度)に関する。本発明
に従い使用することができるMDIは、例えば、次のも
のを包含する: (a)ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート
およびそれらとジフェニルメタンジイソシアネートの他
の異性体との混合物; (b)アニリンとホルムアルデヒドとの縮合により得ら
れそしてこの分野において「粗製」または「ポリマーの
MDI」として知られている、ポリアミンの混合物のホ
スゲン化により製造されるメチレン架橋ポリフェニルポ
リイソシアネート; (c)ジフェニルメタンジイソシアネートまたは「粗製
MDI」をイソシアネート反応性化合物、例えば、モノ
マーのグリコールまたはポリオール(またはそれらの混
合物)またはヒドロキシル末端のポリエステルまたはポ
リエーテルとの反応により得られるポリマーまたはオリ
ゴマー;「MDIプレポリマー」としてこの分野におい
て知られているようなポリマーおよびオリゴマー;およ
び (d)イソシアネート基の一部分が他の官能基、例え
ば、カーボジイミド基、イソシアヌレート基、ウレトン
イミン基またはアロファネート基に転化されているか、
あるいはイソシアネート基の一部分がイソシアネート反
応性化合物と反応している、変性されたジフェニルメタ
ンジイソシアネートまたは「粗製MDI」。
【0021】使用するMDIのNCO官能価は、好まし
くは1.9〜2.9、より好ましくは2〜2.5、最も
好ましくは2〜2.3の範囲である。MDIはその重量
の25%までの下に述べる型の他のポリイソシアネート
を含有することができる。準プレポリマーおよびプレポ
リマーの中のこれらの他のポリイソシアネートの含量を
計算するとき、プレポリマーの製造に使用するイソシア
ネート反応性化合物の重量は考慮しない。
【0022】本発明による方法はとくにプレポリマーの
使用に関する。プレポリマーの製造において使用するこ
とができるジフェニルメタンジイソシアネートは、未変
性のジフェニルメタンジイソシアネート、好ましくは少
なくとも60重量%の4,4′−異性体を含有するジフ
ェニルメタンジイソシアネートを包含する。適当なイソ
シアネートは、少なくとも2重量%であるが40重量%
以下、好ましくは30重量%以下、より好ましくは20
重量%以下の2,4′異性体および5重量%以下の2,
2′−異性体を含有する異性体混合物を包含する。他の
ジフェニルメタンジイソシアネート組成物は、変性され
た形態のこれらのジフェニルメタンジイソシアネート、
すなわち、既知の方法でウレタン、アロファネート、尿
素、ビウレット、カーボジイミド、ウレトンイミンまた
はイソシアヌレートの残基を導入することによって変性
されたMDIを包含する。これらのいわゆるMDI変異
型は、とくに少なくとも25重量%のNCO含量を有す
るウレトンイミン変性MDIおよび少なくとも20重量
%のNCO含量を有するポリエーテルに基づくプレポリ
マーを包含する。
【0023】MDIおよびポリマーの充填剤を含有する
ジフェニルメタンジイソシアネート組成物は、また、プ
レポリマーの製造において使用することができる。この
ような生成物は、例えば、欧州特許出願(EP−A)第
0 103 996号に記載されているような、MDI
の中のポリ尿素分散物を包含する。ポリマーの充填剤を
含有する他の組成物は、MDIに基づくプレポリマーお
よび分散したポリマー粒子を含有する前述の「ポリマ
ー」のポリオールを包含する。これらの生成物におい
て、一般に、分散したポリマー粒子は50ミクロンより
小さい平均粒子サイズを有する。
【0024】プレポリマーの製造において使用すること
ができる他のジフェニルメタンジイソシアネート組成物
は、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートを
含有する組成物を包含する。こうして、少なくとも50
重量%の純粋なMDIおよび50重量%までの35〜6
5重量%のジイソシアネートを含有するいわゆるポリマ
ーのMDIを含有し、残部が大部分2より大きいイソシ
アネート官能価を有するポリメチレンポリフェニレンポ
リイソシアネートである、混合物を使用することができ
る。また、純粋なMDIおよび高い比率(100%ま
で)の前記高i官能価のポリイソシアネートを含有する
ポリマーのMDI組成物の混合物を使用することができ
る。
【0025】プレポリマーの製造において使用すること
ができるなお追加のジフェニルメタンジイソシアネート
組成物は、前述のMDI型と25重量%までの他のポリ
イソシアネートまたはポリイソシアネートの混合物との
混合物を包含する。MDIと混合して使用できる他のポ
リイソシアネートは、脂肪族、脂環式および芳香脂肪族
のポリイソシアネート、ことにジイソシアネート、例え
ば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネ
ート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ートおよびm−およびp−テトラメチルキシレンジイソ
シアネートおよび、特に他の芳香族ポリイソシアネー
ト、例えば、トリレンジイソシアネートおよびフェニレ
ンジイソシアネートを包含する。好ましくは、MDIに
基づくポリイソシアネートのみを使用する。
【0026】本発明に従い使用するイソシアネート反応
性水素を含有する化合物は、2〜6、好ましくは2〜3
の平均の公称官能価、および750〜5000、好まし
くは1000〜3000の数平均当量を有するポリオー
ルおよびポリアミンから選択される。使用することがで
きる適当なポリオールは、例えば、2〜6、好ましくは
2〜3の平均の公称ヒドロキシル官能価、および750
〜5000、好ましくは1000〜3000、最も好ま
しくは1000〜2500の数平均ヒドロキシル当量を
有するポリエーテルおよびポリエステルポリオールを包
含する。
【0027】使用することができる他のポリオールは、
例えば、2〜6、好ましくは2〜3のヒドロキシル基を
含むポリチオエーテル、ポリアセタール、ポリカーボネ
ートおよびポリエステルアミドを包含する。使用するこ
とができる適当なポリアミンは、2〜6、好ましくは2
〜3の平均の公称アミン官能価、および750〜500
0、好ましくは1000〜3000、最も好ましくは1
000〜2500の数平均当量を有するポリエーテルポ
リアミンを包含する。
【0028】使用することができる適当なポリエーテル
は、1または2以上のアルキレンオキシドまたは置換ア
ルキレンオキシドと1または2以上の活性水素を含有す
る開始剤化合物とを反応させることによって製造される
ものを包含する。このようなオキシドは、例えば、エチ
レンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラ
ン、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、エピクロロ
ヒドリンおよびエピブロモヒドリンを包含する。
【0029】適当な開始剤化合物は、例えば、水、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオー
ル、ヘキサンジオール、グリセロール、トリメチロール
プロパン、ペンタエリスリトール、ヘキサントリオー
ル、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ビ
スフェノール、ノボラック樹脂およびリン酸を包含す
る。
【0030】他の適当な開始剤は、例えば、アンモニ
ア、エチレンジアミン、ジアミノプロパン、ジアミノブ
タン、ジアミノペンタン、エタノールアミン、アミノエ
チルエタノールアミン、アニリン、2,4−トルエンジ
アミン、2,6−トルエンジアミン、2,4′−ジアミ
ノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルメ
タン、1,3−フェニレンジアミン、ナフチレン−1,
5−ジアミン、4,4′−ジ(メチルアミノ)−ジフェ
ニルメタン、1−メチル−2−メチルアミノ−4−アミ
ノベンゼン、1,3−ジエチル−2,4−ジアミノベン
ゼン、2,4−ジアミノメシチレン、1−メチル−3,
5−ジエチル−2,1−ジアミノベンゼン、1−メチル
−3,5−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼン、1,
3,5−トリエチル−2,6−ジアミノベンゼンおよび
3,5,3′,5′−テトラエチル−4,4′−ジアミ
ノジフェニルメタンを包含する。
【0031】使用することができる適当なポリエステル
ポリオールは、例えば、1または2以上のポリカルボン
酸またはその無水物またはエステルと1または2以上の
多価アルコールとを反応させることによって製造される
ものを包含する。ポリカルボン酸は、脂肪族、脂環族、
芳香族および/またはヘテロサイクルであることがで
き、そして置換(例えば、ハロゲンで)および/または
不飽和であることができる。この種のカルボン酸の例
は、グルタル酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、
アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、
トリメリト酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフ
タル酸、テトラクロロフタル酸、マレイン酸、フマル
酸、二量体および三量体の脂肪酸、これらはモノマーの
脂肪酸との混合物であることができる、テレフタル酸な
どを包含する。
【0032】適当な多価アルコールの例は、エチレング
リコール;1,2−プロピレングリコール;1,3−プ
ロピレングリコール;ブチレングリコール;1,6−ヘ
キサンジオール;1,8−オクタンジオール;ネオペン
チルグリコール;ヘキサンジメタノール(1,4−ビス
−ヒドロキシメチルシクロヘキサン);2−メチル−
1,3−プロパンジオール;グリセロール;トリメチロ
ールプロパン;1,2,6−ヘキサントリオール;1,
2,4−ブタントリオール;トリメチロールエタン;ペ
ンタエリスリトール;クイニトール;ジエチレングリコ
ール;トリエチレングリコール;テトラエチレングリコ
ール;ポリエチレングリコール;ジプロピレングリコー
ル;ポリプロピレングリコール;ジブチレングリコー
ル;またはポリブチレングリコールを包含する。また、
ラクトン、例えば、カプロラクトン、またはヒドロキシ
カルボン酸、例えば、ヒドロキシカプロン酸のポリエス
テルを使用することができる。
【0033】使用することができる適当なポリエーテル
ポリアミンは、前述の型のポリエーテルグリコールのア
ミン化により製造されるものを包含する。本発明に従う
使用のために、ポリオールのアミン化は完全であること
は必要でない。前述の型の部分的にアミン化されたポリ
エーテルポリオールを、また、使用することができる。
【0034】使用することができる他の適当なポリオー
ル組成物は、例えば、高分子量のポリ付加またはポリ縮
合ポリマーを分散または溶解した状態で含有するポリヒ
ドロキシル誘導体を包含する。このようなポリヒドロキ
シル誘導体は、例えば、ポリ付加反応(例えば、ポリイ
ソシアネートとアミノ官能化合物との間)またはポリ縮
合反応(例えば、ポリイソシアネートとアミノ官能化合
物との間)またはポリ縮合反応(例えば、ホルムアルデ
ヒドとフェノールおよび/またはアミンとの間)により
その場で、例えば、既に述べたようなポリオールの中で
実施することによって得ることができる。また、ビニル
重合により変性された、例えば、ポリエーテルポリオー
ルまたはポリカーボネートポリオールの存在下にスチレ
ンおよびアクリロニトリルを重合することによって得ら
れた、ポリヒドロキシル誘導体は適当である。
【0035】前述したように、本発明による方法はセミ
−プレポリマーまたはプレポリマーの技術に従い実施す
ることができる。このようなプレポリマーを製造するた
めに、ポリイソシアネートおよびポリオールの一部分ま
たはすべてを前以て反応させる、すなわち、型の外側で
かつ発泡が起こる前に、それ自体知られている条件下
に、前以て反応させる。約40℃〜約90℃の反応温度
は、一般に、ポリオールからウレタン基を含有するプレ
ポリマーあるいはポリアミンから尿素基を含有するプレ
ポリマーを製造するために適当であるが、必要に応じ
て、この反応は既知の条件下に続けて、ウレタン基をア
ロファネート基にそして尿素基をビウレット基に転化す
ることができる。最終のNCO含量を特定した範囲内に
するために、イソシアネート/イソシアネート反応性基
の初期の比(例えば、NCO/OH)は典型的には3:
1〜20:1の範囲内である。好ましいプレポリマー
は、出発物質を3.5:1〜15:1、ことに4:1〜
10:1の範囲内のイソシアネート/イソシアネート反
応性基の初期の比で反応させて、2〜15重量%のNC
O含量を有するプレポリマーを製造することによって作
られる。
【0036】本発明による方法において使用する好まし
いポリイソシアネートは、2〜6、好ましくは2〜4の
平均の公称官能価および750〜5000の数平均当量
を有するイソシアネート反応性ポリマーと、2〜2.3
の範囲の平均のイソシアネート官能価を有するMDI組
成物の化学量論的過剰量とを反応させることによって得
ることができる。2またはそれ以上の平均のイソシアネ
ート官能価および2〜15重量%のNCO含量を有する
液状のイソシアネート含有プレポリマー組成物である。
【0037】このプレポリマーを、少なくとも2つのイ
ソシアネート反応性水素を含む化合物またはこのような
化合物からなる組成物と反応させる。このような組成物
は、少量の2〜6の平均の公称官能価および750〜5
000の数平均当量を有するイソシアネート反応性化合
物を含有することができるが、この量はイソシアネート
反応性組成物の25重量%より少なく、このような高分
子量のイソシアネート反応性化合物は好ましくは非常に
少量(イソシアネート反応性組成物の5重量%より少な
い)でのみ存在するか、あるいは存在しない。好ましく
は、イソシアネート反応性組成物は少なくとも40重量
%、好ましくは少なくとも90重量%の水からなり、イ
ソシアネート反応性成分の残部は2〜6イソシアネート
反応性基を有しそして60〜500の分子量を有する連
鎖延長剤、例えば、エチレングリコール、ジエチレング
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、グリセロール、1,4−ブタンジオール、ジエチ
レンジアミン、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、トルエンジアミン、ジアミ
ノジフェニルメタン、ジエチルトルエンジアミン(DE
TDA)、イソホロンジイソシアネートおよびジアミノ
ポリオール、例えば、アルキルフェノールまたはフェノ
ールのマンニヒ(Mannich)誘導体から選択され
る。
【0038】イソシアネート反応性組成物の量は、1〜
20、好ましくは1〜10重量部/100重量部の使用
するポリイソシアネート組成物である。さらに、軟質フ
ォームを、本発明に従い、2〜15重量%のNCO値を
有する上のプレポリマーおよび少なくとも40重量%の
水からなる上のイソシアネート反応性組成物から作ると
き、欧州特許出願第442631号に開示されているよ
うに、少なくとも20重量%、好ましくは少なくとも2
5重量%のNCO含量を有する追加のポリイソシアネー
ト組成物を使用することが好ましい。これらのポリイソ
シアネートは、示したNCO値を有するかぎり、前述の
ものから選択することができる。
【0039】イソシアネート末端のプレポリマーと組み
合わせて使用するために好ましいポリイソシアネート組
成物は、トルエンジイソシアネート、メチレン架橋ポリ
フェニルポリイソシアネートおよびジフェニルメタンジ
イソシアネートである。とくに好ましいジフェニルメタ
ンジイソシアネートは、プレポリマーの製造に関して前
述の種々の型のジフェニルメタンジイソシアネート組成
物を包含するが、ただしそれらは操作温度において液体
である。こうして、適当な組成物は、MDI混合物、好
ましくは少なくとも60重量%の4,4′−異性体、M
DI変異型および粗製またはポリマーのMDIを含有す
るMDI混合物を包含する。プレポリマーを少なくとも
1種の少なくとも25重量%のNCO含量を有するジフ
ェニルメタンジイソシアネート組成物と組み合わせて使
用することが好ましい。
【0040】本発明のこの実施態様において使用するた
めに好ましいトルエンジイソシアネート組成物は、いわ
ゆるTDI80/20(2,4−トルエンジイソシアネ
ートおよび2,6−トルエンジイソシアネートの80:
20混合物)、TDI65/35(2,4−トルエンジ
イソシアネートおよび2,6−トルエンジイソシアネー
トの65:35混合物)、および高いNCOのそれらの
プレポリマーである。
【0041】低いNCO含量のプレポリマー/高いNC
O含量のポリイソシアネートの重量比は好ましくは1.
0〜20:1である。低いNCO含量のプレポリマーお
よび高いNCO含量のポリイソシアネートを好ましくは
組み合わせ、そして混合した直後にポリイソシアネート
をイソシアネート反応性組成物と接触させる。2つのポ
リイソシアネート組成物の中のMDI以外のポリイソシ
アネートの合計量は、存在するMDIの重量の最大25
重量%である。これらの他のポリイソシアネートの含量
を計算するとき、プレポリマーの製造において使用する
イソシアネート反応性化合物の重量は考慮しない。
【0042】本発明に従い製造する軟質フォームは、例
えば、家具および自動車の座席におけるクッションに使
用することができるすぐれた品質の、低い密度の、MD
Iに基づく軟質フォームである。本発明の有益な作用
は、とくに自動車の座席のための軟質フォームのクッシ
ョンの製造において使用するものに似て複雑な型内で得
られる。
【0043】次の実施例によって、本発明をさらに説明
する。
【0044】
【実施例】実施例1 80重量部(pbw) のプレポリマー1)を50℃の温度にお
いて、20pbw のポリマーのMDI2)を34℃の温度に
おいて、4.7pbw の水を73℃の温度においておよび
1.84pbw の触媒のパッケージを48℃の温度におい
て、別々の容器から混合ヘッド(Krauss Maf
fei MK 12/18 UL 4K)を介して計量
して、熱硬化されたフォームの製造に普通に使用されて
いる型(Renault座席の型 7700797 2
92)の中に入れた。型を閉じ、そして反応混合物を反
応させた。型の温度は60℃であり、イソシアネート指
数は50であり、そして型の中に計量して入れた材料の
合計量は1100gであり(450g/秒において)、
オーバーパックは35重量%であり、型の充填と成形品
の取出しとの間の時間は5分であり、反応の間の型内の
圧力は大気圧より0.001〜0.5バールだけ高かっ
た。すぐれた品質の成形された軟質フォームが得られ、
これは非常に柔らかく、すぐれた表面の品質を有し(ボ
イドまたは表面の欠陥をもたない)そして29.7kg/
3 のコア密度を有した。
【0045】1)MDIからの6.5重量%のNCO値
を有するプレポリマー(10%の2,4′)および36
のOH値および14%のEOチップを有する3官能性P
O−ポリオール。 2)30.7のNCO値を有するポリマーのMDI。 3)触媒のパッケージは、5.26pbw のNiax A
1(Union Carbideからの触媒)、21.
05pbw のDABCO 33LV(Air Produ
ctsからの触媒)、15.79pbw のTegasta
b B 4113(Goldschmidtからの界面
活性剤)および57.90pbw のArcol 2580
(Arcoからの6000分子量の3官能性ポリオー
ル)を含有した。
【0046】実施例2 85pbw の上のプレポリマー(47℃において)、15
pbw の上のポリマーのMDI(33℃において)および
5.29pbw の水/触媒のパッケージ4)(47℃におい
て)を別々の容器から上の混合ヘッドを介して計量して
上の型の中に入れた。型を閉じ、そして反応混合物を反
応させた。型の温度は60℃であり、イソシアネート指
数は57であり、そして型の中に計量して入れた材料の
合計量は1200gであり(320g/秒)、オーバー
パックは10重量%であり、型の充填と成形品の取出し
との間の時間は5分であり、型内の圧力は大気圧より
0.001〜0.5バールだけ高かった。すぐれた品質
の成形された軟質フォームが得られ、これは非常に柔ら
かく、すぐれた表面の品質を有し(ボイドまたは表面の
欠陥をもたない)そして31.2kg/m3 のコア密度を
有した。
【0047】4)水/触媒のパッケージは、71.02
pbw の水、0.83pbw のNiaxA1、8.28pbw
のDABCO 33 LV、16.56pbw のTega
stab B 4113および3.31pbw のCp 1
421(DOWからの5000の分子量を有する3官能
性ポリオール)を含有した。実施例3(比較) 実施例2を反復したが、実施例2において使用した型の
代わりに、常温硬化のMDIに基づく軟質フォームの製
造に普通の型を使用した(General Motor
sの座席の背面の型(APV Vann))。10,2
0および40重量%のオーバーパックにおいて、型は充
填されなかった。60重量%のオーバーパック(大気圧
より1バールだけ高い圧力)、45.2kg/m3 のコア
密度を有する軟質フォームが得られた。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリメチレンポリフェニレンポリイソシ
    アネートからなるポリイソシアネート組成物と、少なく
    とも2つのイソシアネート反応性水素原子からなる少な
    くとも1種のイソシアネート反応性化合物からなるイソ
    シアネート反応性組成物とを反応させ、そして発泡剤を
    使用することによって軟質ポリウレタンフォームを製造
    する方法であって、発泡を閉じた型の中で大気圧より少
    なくとも0.001〜最大0.5バールだけ高い圧力に
    おいて実施することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 圧力が大気圧より少なくとも0.01〜
    最大0.2バールだけ高いことを特徴とする、請求項1
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 ポリイソシアネートは、2〜6の平均の
    公称官能価および750〜5000の数平均当量を有す
    るイソシアネート反応性ポリマーと、2〜2.3の範囲
    の平均のイソシアネート官能価を有するポリメチレンポ
    リフェニレンポリイソシアネート組成物の化学量論的過
    剰量とを反応させることによって得ることができる、2
    またはそれ以上の平均のイソシアネート官能価および2
    〜15重量%のNCO含量を有する液状のイソシアネー
    ト含有プレポリマー組成物からなることを特徴とする、
    請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 ポリイソシアネート組成物はポリメチレ
    ンポリフェニレンポリイソシアネートから本質的に成る
    こと;イソシアネート反応性組成物の少なくとも40重
    量%は水であること;水を唯一の発泡剤として使用する
    ことおよび反応を40〜80のイソシアネート指数にお
    いて実施することを特徴とする、請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 0.1〜40重量%のオーバーパックの
    量で実施することを特徴とする、請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 1〜25重量%のオーバーパックの量で
    実施することを特徴とする、請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 ポリイソシアネートは、2〜6の平均の
    公称官能価および750〜5000の数平均当量を有す
    るイソシアネート反応性ポリマーと、2〜2.3の範囲
    の平均のイソシアネート官能価を有するポリメチレンポ
    リフェニレンポリイソシアネート組成物の化学量論的過
    剰量とを反応させることによって得ることができる、2
    またはそれ以上の平均のイソシアネート官能価および2
    〜15重量%のNCO含量を有する液状のイソシアネー
    ト含有プレポリマー組成物からなること;ポリイソシア
    ネート組成物はポリメチレンポリフェニレンポリイソシ
    アネートから本質的に成ること;イソシアネート反応性
    組成物の少なくとも40重量%は水であること;水を唯
    一の発泡剤として使用することおよび反応を40〜80
    のイソシアネート指数において実施することおよび方法
    を1〜25重量%のオーバーパックの量で実施すること
    を特徴とする、請求項1記載の方法。
JP5166920A 1992-07-07 1993-07-06 常温硬化成形軟質ウレタンフォームの製造方法 Pending JPH06157697A (ja)

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