JPH06184264A

JPH06184264A - 軟質ポリウレタンフォーム

Info

Publication number: JPH06184264A
Application number: JP4353860A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kobayashi; 小林　　孝
Original assignee: Dow Mitsubishi Kasei Ltd
Current assignee: Dow Mitsubishi Kasei Ltd
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-07-05

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、低密度で優れた制振・遮音特性を有
する軟質ポリウレタンフォ−ムを提供することを目的と
する。【構成】ポリイソシアネートとポリオールとを発泡剤お
よび他の添加剤の存在下で下記の条件下で反応させて得
られることを特徴とする軟質ポリウレタンフォ−ム。（１）ポリオ−ルとして、少なくとも下記（Ａ）２０〜
６０重量％、（Ｂ）３〜４０重量％、（Ｃ）２０〜５０
重量％からなるポリオール混合物を使用し、かつ、
（２）ＮＣＯインデックスを４０〜９５の条件下で反応
させる。（Ａ）平均官能価数２〜６、平均当量数１０００以上で
全オキシエチレン含有量が５０重量％以上のポリオキシ
アルキレンポリオ−ル（Ｂ）平均官能価数２〜８、平均当量数５００以下のポ
リヒドロキシ化合物（Ｃ）平均官能価数２〜４、平均当量数８００以上で全
オキシエチレン含有量が５０重量％未満のポリオキシア
ルキレンポリオール

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた制振・遮音特性
を有する低密度軟質ポリウレタンフォームに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポリウレタンフォームは、ポリ
イソシアネートとポリオールとを発泡剤、架橋剤、整泡
剤、触媒等の添加剤を混合し、反応させて生成される。
かかるポリウレタンフォームは、その物性に応じて各種
のクッション、断熱材、制振・遮音材等として、自動
車、建築、家電、家具等の分野で広く用いられている。
従来、ポリウレタンフォームを制振・遮音材として使用
する場合、フォームそれ自身では十分満足する制振・遮
音特性が得られないことが多く、種々の改良が行われて
いる。例えば、特開昭６３−２２８１９号や特開昭６３
−１５９４６８号には、瀝青質物質として知られるアス
ファルトを含有せしめたポリウレタンフォームが開示さ
れている。また、特開昭５６−２０５１１５号には、粘
性を有する末端不活性基含有ウレタンプレポリマーを用
いて得られたポリウレタンフォームが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、瀝青質
物質を含有するフォームは、成形機を汚染する上、単位
面積あたりの重量が重いため、自動車等の輸送機械には
使用しにくいなどの問題がある。また、末端不活性基含
有ウレタンプレポリマーを用いて得られるフォームは、
成形性、生産性が悪く、密度が高くなる傾向がある。こ
の場合、密度を低くしようとすると、制振・遮音特性が
悪化するという問題がある。本発明は、上記従来の問題
を解決した、軽量、低密度で優れた制振・遮音特性を有
するポリウレタンフォームを提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記実情に
鑑み鋭意検討を重ねた結果、特定のポリオール混合物を
特定のＮＣＯ（イソシアネート）インデックス条件下で
ポリイソシアネートと反応させることにより、上記の目
的を容易に達成し得るとの知見を得、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明の要旨は、ポリイソシアネ
ートとポリオールとを発泡剤および他の添加剤の存在下
で反応させて得られるポリウレタンフォームにおいて、
（１）ポリオ−ルとして、少なくとも下記（Ａ）、
（Ｂ）および（Ｃ）を必須成分とし、各成分の混合割合
が、全ポリオールの重量を基準にして、（Ａ）２０〜６
０重量％、（Ｂ）３〜４０重量％、（Ｃ）２０〜５０重
量％であるポリオール混合物を使用し、かつ、（２）Ｎ
ＣＯインデックスを４０〜９５の条件下で反応させてな
ることを特徴とする軟質ポリウレタンフォームに存す
る。（Ａ）平均官能価数２〜６、平均当量数１０００以上で
全オキシエチレン含有量が５０重量％以上のポリオキシ
アルキレンポリオール（Ｂ）平均官能価数２〜８、平均当量数５００以下のポ
リヒドロキシ化合物（Ｃ）平均官能価数２〜４、平均当量数８００以上で全
オキシエチレン含有量が５０重量％未満のポリオキシア
ルキレンポリオール

【０００５】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のポリオ−ルの必須成分としてのポリオール（Ａ）
としては、平均官能価数２〜６、平均当量数１０００以
上で全オキシエチレン含有量が５０重量％以上のポリオ
キシアルキレンポリオールが用いられる。かかるポリオ
ール（Ａ）は、例えば、活性水素含有化合物を開始剤と
しこれにエチレンオキサイド等のアルキレンオキサイド
を、必要に応じ、アルカリ金属水酸化物等の触媒の存在
下で付加させて得られる。

【０００６】上記開始剤としての活性水素含有化合物と
しては、例えば、エチレングリコール、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、ヘキサ
ントリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、
ソルビトール、シュクロース等の多価アルコール、ノボ
ラック、ポリフェノール等の多価フェノール、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、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、アミ
ノエチルピペラジン等のアミン化合物が用いられる。こ
れらの活性水素含有化合物は２種以上併用しても良い。

【０００７】上記アルキレンオキサイド（ＡＯ）として
は、エチレンオキサイドの他に、プロピレンオキサイド
（ＰＯ）、ブチレンオキサイド（ＢＯ）などが用いられ
る。

【０００８】ポリオール（Ａ）の平均官能価数は、２〜
６、好ましくは、２〜４である。平均官能価数が６を超
えると、型内での原料の流れ性が悪くなり、かつ、フォ
ームが硬くなり良好な物性が得られない。また、平均当
量数は、１０００以上、好ましくは、１０００〜３００
０である。平均当量数が１０００未満では、フォームが
硬くなり良好な物性が得られない。３０００を超える
と、粘度が高くなり原料の流れ性が悪化し、かつ、反応
性が低下し得られるフォームが柔らかくなるという問題
がある。さらに、全オキシエチレン含有量（全ＥＯ量）
は、５０重量％以上、好ましくは、６０〜８５重量％で
ある。全ＥＯ量が５０重量％未満では、セルオープン効
果が少ない。

【０００９】なお、ポリオール（Ａ）としては、上記ポ
リエ−テルポリオ−ル中でエチレン性不飽和モノマ−を
重合することにより得られるポリマーポリオールも用い
られる。エチレン性不飽和モノマ−としては、アクリロ
ニトリル、アクリルアミド、アクリル酸エステル、メタ
クリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレンなどが挙げら
れるが、特にアクリロニトリル、スチレン、アクリロニ
トリルとスチレンの併用が好ましい。

【００１０】本発明の他の必須成分であるポリオール
（Ｂ）は、平均官能価数２〜８、平均当量数５００以下
のポリヒドロキシ化合物であって、例えば、エチレング
リコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、シュク
ロース等の多価アルコール、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、環状基を有する低分子ジオ
ール類（ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加
物など）、ポリプロピレングリセロールなどの低分子ト
リオール類などが用いられる。これらは２種以上併用す
ることができる。

【００１１】ポリオール（Ｂ）の平均官能価数は、２〜
８、好ましくは、２〜６である。この値が２未満では反
応性が小さく、８を超えるとフォームが独立気泡構造に
なり易く、良好な物性は得られない。また、平均当量数
は、５００以下、好ましくは、３０〜５００、より好ま
しくは、１５０〜３００である。この値が５００を超え
ると、良好な制振・遮音特性は得られない。

【００１２】本発明の他の必須成分であるポリオール
（Ｃ）は、活性水素含有化合物にアルキレンオキサイド
を付加して得られる平均官能価数２〜４、平均当量数８
００以上で全ＥＯ量が５０重量％未満のポリエーテルポ
リオール、または、そのポリマーポリオールであり、ポ
リオール（Ａ）と同様にして製造される。

【００１３】ポリオール（Ｃ）の平均官能価数は、大き
過ぎるとモールド成形性が悪化する傾向があるので、２
〜４とするのが好ましい。平均当量数は、８００以上、
好ましくは、８００〜３０００である。８００未満では
フォームが硬くなり、３０００を超えると逆に柔らかく
なり、かつ、反応性が低下する傾向があり、いずれの場
合も安定して良好なフォームを得ることができない。

【００１４】上記ポリオールの混合割合は、全ポリオー
ルの重量を基準にして、ポリオール（Ａ）２０〜６０重
量％（好ましくは３５〜６０重量％）、ポリオール
（Ｂ）３〜４０重量％、ポリオール（Ｃ）２０〜５０重
量％である。かかる混合割合は、成形性と製品特性（特
に制振・遮音特性）のバランスを考慮して定められる。

【００１５】本発明において使用する発泡剤としては、
水、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）類，低沸点炭化
水素系溶剤（ペンタン、メチレンクロライド、ジクロロ
メタンなど）の単独又は混合物が用いられるが、水単独
または水を主成分とするのが好ましい。これらの使用量
は、一般のウレタンフォームの発泡成形において使用さ
れる量で良い。例えば、水の量は、ポリオ−ル１００重
量部当り、０．１〜６重量部、好ましくは、０．５〜４
重量部とされる。

【００１６】本発明においては、上記の必須成分の他
に、従来公知の触媒（第３級アミン、有機錫化合物な
ど）、整泡剤（シリコーン系界面活性剤など）、その他
必要に応じ、助剤（架橋剤など）、フィラー、顔料、難
燃剤、安定剤などが用いられる。

【００１７】本発明において使用するポリイソシアネ−
トとしては、脂肪族、環式脂肪族、芳香脂肪族または芳
香族ポリイソシアネートなどポリウレタン化学の分野で
公知にものが用いられる。例えば、適当なポリイソシア
ネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、シ
クロヘキサンジイソシアネート、キシリレンジイソシア
ネート、トルエンジイソシアネ−ト（ＴＤＩ）、ジフェ
ニルメタンジイソシアネ−ト（ＭＤＩ）、粗製ＴＤＩ、
粗製ＭＤＩ（ポリメリックＭＤＩ）、あるいは、これら
変成ポリイソシアネ−ト類、あるいは、末端イソシアネ
ート基含有プレポリマーなどが挙げられる。これらは２
種以上混合して使用してもよい。

【００１８】本発明におけるＮＣＯインデックスは、４
０〜９５、好ましくは、５０〜９０である。この値が４
０未満の場合はフォームの形成が困難になり、９５を超
える場合は成形性が不安定になり、低密度のフォームが
得られず、制振・遮音特性も悪化する傾向にある。

【００１９】本発明においては、反応形式としては、ワ
ンショット法、プレポリマ−法または半プレポリマ−法
のいずれをも採用することができるが、特にワンショッ
ト法が好ましい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、以
下の例において使用した反応成分は次の通りであり、特
に断わらない限り、「部」および「％」は、重量を基準
とする。

【００２１】（１）ポリイソシアネートイソシアネートＸ：ジフェニルメタンジイソシアネート
（ＰＡＰＩ−９４：ＮＣＯ量：３２％）イソシアネートＹ：ＴＤＩ−８０とポリメリックＭＤＩ
の混合物（５０：５０）（ＮＣＯ量：３９％）

【００２２】（２）ポリオールポリオールＡ１：グリセリンを開始剤としてプロピレン
オキサイド（ＰＯ）とエチレンオキサイド（ＥＯ）を付
加させて得られた平均官能価数３、平均当量数１０００
のポリエーテルポリオール（全ＥＯ量：７５％）ポリオールＡ２：グリセリンを開始剤としてＰＯとＥＯ
を付加させて得られた平均官能価数３、平均当量数１７
００のポリエーテルポリオール（全ＥＯ量：７５％）ポリオールＡ３：グリセリンを開始剤としてＰＯとＥＯ
を付加させて得られた平均官能価数３、平均当量数２８
００のポリエーテルポリオール（全ＥＯ量：７５％）ポリオールＢ１：平均官能価数３、平均当量数２３３の
ポリヒドロキシ化合物ポリオールＢ２：平均官能価数３、平均当量数３００の
ポリヒドロキシ化合物ポリオールＣ１：グリセリンを開始剤としてＰＯを付加
し、さらに末端にＥＯを付加させて得られた平均官能価
数３、平均当量数１６２０のポリエーテルポリオール
（全ＥＯ量：１４．５％）ポリオールＣ２：グリセリンを開始剤としてＰＯを付加
し、さらに末端にＥＯを付加させて得られた平均官能価
数３、平均当量数２０００のポリエーテルポリオール
（全ＥＯ量：１６．５％）

【００２３】（３）発泡剤：水（４）添加剤触媒：触媒１：アミン系触媒（Ｄａｂｃｏ３３ＬＶ：
エアプロダクト社製）触媒２：アミン系触媒（Ｋａｏｌｉｚｅｒ−３：花王社
製）整泡剤：シリコン系整泡剤（Ｙ−１０３６６：日本ユニ
カー社製）

【００２４】実施例１−１６および比較例１−３下記の各表に記載の配合処方に従い、次の要領にてポリ
ウレタンフォームを製造した。ポリオールにポリイソシ
アネート原料を除く他の全ての成分を添加し、３０００
ｒｐｍ条件下で１０秒間攪拌した。その後、所定量のポ
リイソシアネートをポリオール混合物に添加し、同じく
３０００ｒｐｍ下で３秒間攪拌後、その原料混合物を温
度調節（４０〜４５℃）されたアルミ製金型（５０ｘ３
０ｘ２ｃｍ）内に注入した。４分間キュアーさせた後、
脱型してフォームを得た。得られたフォームはＪＩＳ規
格に従って２日間保存後、物性および制振・遮音特性を
測定した。配合処方および得られた結果の内、総密度と
制振・遮音特性を各表に示した。総密度はＡＳＴＭＤ
−１５６４、制振・遮音特性はＪＩＳＡ−１４１６に
準拠して測定した。各表には、制振・遮音特性として、
減衰係数ｄ2（ｄ2=Δf/f；f0：共振点周波数、 Δf：共
振点ピークから３dB低下した周波数幅）の値を示した。

【００２５】

【発明の効果】本発明のポリウレタンフォームは、特定
のポリオール混合物を特定のＮＣＯインデックス条件下
で反応させて得られるので、成形性に優れ、しかも、低
密度で制振・遮音特性が優れている。従って、本発明の
ポリウレタンフォームは、自動車、建築、家電、ＯＡ機
器等の分野での制振・遮音材として好適に用いられる。

【００２６】

【表１】比較例1 比較例2 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 ポリオールＡ２ 5 10 20 30 40 40 ポリポールＢ１ 10 25 30 20 20 30 ポリオールＣ１ 85 65 50 50 40 30 水 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 触媒１ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 触媒２ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 整泡剤 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 イソシアネートＸ* 70 70 70 70 70 70 総密度(kg/m³) 104 102 98 97 94 90 ｄ2 0.212 0.319 0.423 0.465 0.680 0.882 * NCOインテ゛ックス

【００２７】

【表２】実施例5 実施例6 実施例7 実施例8 実施例9 ポリオールＡ１ 40 - - - - ポリオールＡ２ - 40 40 40 - ポリオールＡ３ - - - - 40 ポリオールＢ１ 40 40 40 40 40 ポリオールＣ１ 20 20 20 20 20 水 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 触媒１ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 触媒２ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 整泡剤 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 イソシアネートＸ* 70 50 70 90 70 総密度(kg/m³) 113 85 92 112 112 d2 0.645 0.890 1.000 0.811 0.493 * NCOインテ゛ックス

【００２８】

【表３】実施例11 実施例12 比較例3 実施例13 ポリオールＡ２ 45 55 70 40 ポリオールＢ１ 10 3 - 30 ポリオールＣ１ 45 42 30 30 水 2.1 2.1 2.1 2.5 触媒１ 0.5 0.5 0.5 0.5 触媒２ 0.5 0.5 0.5 0.5 整泡剤 0.6 0.6 0.6 0.6 イソシアネートＸ* 70 70 70 70 総密度(kg/m³) 96 99 - 83 d2 0.487 0.840 - 0.885 （注）比較例３：良好なフォームが得られず物性測定不可 * NCOインテ゛ックス

【００２９】

【表４】実施例14 実施例15 実施例16 ポリオールＡ２ 40 40 40 ポリオールＢ１ - 40 40 ポリオールＢ２ 40 - - ポリオールＣ１ 20 - 20 ポリオールＣ２ - 20 - 水 2.1 2.1 2.1 触媒１ 0.5 0.5 0.5 触媒２ 0.5 0.5 0.5 整泡剤 0.6 0.6 0.6 イソシアネートＸ* 70 70 - イソシアネートＹ* - - 70 総密度(kg/m³) 114 86 78 d2 0.625 0.929 0.729 * NCOインテ゛ックス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイソシアネートとポリオールとを発
泡剤および他の添加剤の存在下で反応させて得られる軟
質ポリウレタンフォームにおいて、（１）ポリオ−ルとして、少なくとも下記（Ａ）、
（Ｂ）および（Ｃ）を必須成分とし、各成分の混合割合
が、全ポリオールの重量を基準にして、（Ａ）２０〜６
０重量％、（Ｂ）３〜４０重量％、（Ｃ）２０〜５０重
量％であるポリオール混合物を使用し、かつ、（２）ＮＣＯインデックスを４０〜９５の条件下で反応
させてなることを特徴とする軟質ポリウレタンフォー
ム。（Ａ）平均官能価数２〜６、平均当量数１０００以上で
全オキシエチレン含有量が５０重量％以上のポリオキシ
アルキレンポリオール（Ｂ）平均官能価数２〜８、平均当量数５００以下のポ
リヒドロキシ化合物（Ｃ）平均官能価数２〜４、平均当量数８００以上で全
オキシエチレン含有量が５０重量％未満のポリオキシア
ルキレンポリオール