JPH07165867A - 連通気泡を有する水発泡硬質ポリウレタンフォーム - Google Patents

連通気泡を有する水発泡硬質ポリウレタンフォーム

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JPH07165867A
JPH07165867A JP5316997A JP31699793A JPH07165867A JP H07165867 A JPH07165867 A JP H07165867A JP 5316997 A JP5316997 A JP 5316997A JP 31699793 A JP31699793 A JP 31699793A JP H07165867 A JPH07165867 A JP H07165867A
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polyol
weight
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polyurethane foam
rigid polyurethane
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Shinsuke Matsumoto
信介 松本
Seiji Ezaki
整二 江崎
Masahiro Sasaki
正弘 佐々木
Minoru Watanabe
実 渡辺
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4816Two or more polyethers of different physical or chemical nature mixtures of two or more polyetherpolyols having at least three hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G2110/00Foam properties
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  • Polymers & Plastics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 硬質ポリウレタンフォーム用レジン液におい
て、ポリオールとして数平均分子量3000〜1000
0、平均官能基数2〜4のポリオールA、数平均分子量
700〜3000、平均官能基数3〜8のポリオールB
及び数平均分子量300〜700、平均官能基数3〜8
のポリオールCを組み合わせることにより得られる、貯
蔵安定性の良好な連通気泡を有する水発泡硬質ポリウレ
タンフォーム製造用レジン液及び該レジン液から製造さ
れる連通気泡を有する水発泡硬質ポリウレタンフォー
ム。 【効果】 貯蔵安定性の良好な連通気泡を有する水発泡
硬質ポリウレタンフォーム用レジン液及び該レジン液か
ら連通気泡を有する水発泡硬質ポリウレタンフォームが
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連通気泡を有する水発
泡硬質ポリウレタンフォーム及び該フォーム製造用レジ
ン液に関する。
【0002】
【従来の技術】硬質ポリウレタンフォームは一般に独立
気泡構造を有し、気泡内にクロロフルオロカーボン類の
ガス、炭酸ガス等を含んでいる。その優れた断熱性能、
低温寸法安定性、施工性等の故に、冷蔵庫、冷凍庫、建
築材料等の断熱材、あるいは軽量構造材として広範囲に
利用されている。しかし、例えば70℃以上の高温条件
下や温度変化の激しい条件下では、気泡内ガス圧とポリ
ウレタンフォームの構造の強度とのバランスが崩れ、寸
法変化が生じるため、利用範囲は制約を受ける。
【0003】上記のような独立気泡硬質ポリウレタンフ
ォームにおける問題を解決するために、硬質ポリウレタ
ンフォームの製造時に気泡連通化剤を使用して得られ
る、主として連通気泡構造を有する硬質ポリウレタンフ
ォームが提案されている。連通気泡を有する硬質ポリウ
レタンフォームは上記のような厳しい条件下でも十分利
用可能である。かかる気泡連通化剤としては、流動パラ
フィン、ポリブテン等が従来知られている(日本特許第
527024号、第531657号)。また、一般に硬
質ポリウレタンフォームの製造に使用されるポリオール
は数平均分子量が1000以下であるが、これに数平均
分子量が3000以上のポリオールを添加してポリウレ
タンフォームを製造すると、気泡の連通化が起こること
が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、地球のオゾン層
保護のため、クロロフルオロカーボン類の規制が実施さ
れている。この規制対象には、今まで硬質ポリウレタン
フォームの発泡剤として用いられてきたR−11も含ま
れる。R−11の代替発泡剤のひとつとして、水のみを
発泡剤とすることが提案されている。水は反応性発泡剤
であり、有機ポリイソシアナートと反応して二酸化炭素
を放出すると共に尿素結合を生成する。従来のクロロフ
ルオロカーボン類を発泡剤として使用した場合と比較し
て、水を発泡剤として使用した硬質ポリウレタンフォー
ムは、脆化、強度不足、接着性の劣化、成形性の悪化等
の問題が発生する。
【0005】連通気泡を有する硬質ポリウレタンフォー
ムにおいても、クロロフルオロカーボン類に置き替わる
発泡剤として水を使用するには、上記の問題点を解決す
る必要がある。また、従来の気泡連通化剤は、ポリオー
ルとの相溶性が悪いために、ポリオール、触媒、発泡剤
等と混合して使用する際、混合液が保存中に層分離を起
こし易く、品質管理が難しいこと、および製造される硬
質ポリウレタンフォームが不均一になりセル荒れを起こ
し易いこと等の問題があり、十分な気泡連通化の手段と
は言えなかった。一般に硬質ポリウレタンフォームの製
造に使用される数平均分子量が700以下のポリオール
と数平均分子量3000以上のポリオールを混合して連
通気泡を有する硬質ポリウレタンフォームを製造する方
法も、やはり、その混合液が保存中に層分離を起こし易
く、実際的な手段ではなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、水を発泡
剤として用いる連通気泡を有する硬質ポリウレタンフォ
ーム製造用レジン液の貯蔵安定性の向上を目的とし、層
分離を防止する方法について鋭意検討した結果、本発明
に達した。
【0007】すなわち本発明は、次の通りである。 (1)ポリイソシアナート、ポリオール、触媒、発泡
剤、整泡剤、およびその他の助剤から製造される硬質ポ
リウレタンフォームにおいて、ポリオールとして、ポリ
オール100重量部あたり、数平均分子量3000〜1
0000、平均官能基数2〜4のポリオールAを10〜
60重量部、数平均分子量700〜3000、平均官能
基数3〜8のポリオールBを20〜60重量部及び数平
均分子量300〜700、平均官能基数3〜8のポリオ
ールCを10〜60重量部含有する混合ポリオールを使
用し、発泡剤として、水をポリオール100重量部あた
り、0.5〜10重量部使用することを特徴とする連通
気泡を有する水発泡硬質ポリウレタンフォーム。 (2)ポリオール、触媒、発泡剤、整泡剤、およびその
他の助剤からなる硬質ポリウレタンフォーム製造用レジ
ン液において、ポリオールとして、ポリオール100重
量部あたり、数平均分子量3000〜10000、平均
官能基数2〜4のポリオールAを10〜60重量部、数
平均分子量700〜3000、平均官能基数3〜8のポ
リオールBを20〜60重量部及び数平均分子量300
〜700、平均官能基数3〜8のポリオールCを10〜
60重量部含有する混合ポリオールを使用し、発泡剤と
して、水をポリオール100重量部あたり、0.5〜1
0重量部使用することを特徴とする連通気泡を有する水
発泡硬質ポリウレタンフォーム用レジン液。
【0008】本発明で使用するポリオールとして、上記
ポリオールAを全ポリオール100部中10重量部以上
含まないと、硬質ポリウレタンフォームの気泡が十分に
連通化せず、60重量部を超えて使用すると、強度不足
となる。ポリオールBを全ポリオール中20重量部以上
含まないと、レジン液が相分離を起こし、60重量部を
超えて使用すると、硬質ポリウレタンフォームとして強
度不足になる。ポリオールCを全ポリオール中10重量
部以上含まないと、硬質ポリウレタンフォームの強度不
足となり、60重量部を超えて使用すると、レジン液が
相分離を起こす。
【0009】本発明のレジン液と共に硬質ポリウレタン
フォームの製造に用いる有機ポリイソシアナートとして
は、公知のものがすべて使用できる。最も一般的なもの
は、トルエンジイソシアナート(TDI)およびジフェ
ニルメタンジイソシアナート(MDI)である。TDI
は、異性体の混合物すなわち2,4−体100%品、
2,4−体/2,6−体=80/20,65/35(重
量比)等のものはもちろん、商品名三井モスモネートT
RC等として知られる多官能性のタールを含有するいわ
ゆる粗TDIも使用できる。また、MDIとしては、
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナートを主成分
とする純品のほかに、3核体以上の多角体を含有する三
井コスモネートM−200等のいわゆるポリメリックM
DIも使用できる。とりわけ、MDI、特に3核体以上
の多角体を含有する三井コスモネートM−200のいわ
ゆるポリメリックMDIが好適に使用できる。有機ポリ
イソシアナートとレジン液中の活性水素との当量比は、
NCO/H(活性水素)=0.60〜5.00が特に好
適である。
【0010】本発明のレジン液には、触媒として、例え
ばトリメチルアミノエチルピペラジン、トリエチルアミ
ン、トリプロピルアミン、N−メチルモルフォリン、N
−エチルモルフォリン、トリエチレンジアミン、テトラ
メチルヘキサメチレンジアミン等のアミン系ウレタン化
触媒が使用できる。これらの触媒は、単独で、または混
合して用いることができ、その使用量は活性水素を有す
る化合物100重量部に対して0.0001〜10.0
重量部が適当である。
【0011】整泡剤としては、従来公知の有機珪素界面
活性剤が用いられる。例えば、日本ユニカー社のL−5
420、L−5340、SZ−1645、SZ−162
7、SZ−1923等、信越化学工業社のF−343、
F−345、F−347、F−348、F−350S等
が適当である。これら整泡剤の使用量は、活性水素を有
する化合物と有機ポリイソシアナートの総和100重量
部に対して0.1〜10重量部である。その他、難燃
剤、可塑剤、安定剤、着色剤等を必要に応じて添加する
ことができる。
【0012】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。実施
例および比較例に使用した原料は次の通りである。 コスモネートM−200:三井東圧化学社製品 ポリメリックMDI NCO% 31.3 ポリオールA:グリセリンにプロピレンオキシドを付加
した水酸基価33mg KOH/g、数平均分子量5000のポリオール。 ポリオールB:グリセリンにプロピレンオキシドを付加
した水酸基価230mg KOH/gのポリオールと、グリセリンにプロピレンオ
キシドを付加した水酸基価168mgKOH/gのポリ
オールと、グリセリンにプロピレンオキシドを付加した
水酸基価56mgKOH/gのポリオールを40/30
/30(重量比)で混合した数平均分子量1060のポ
リオール。 ポリオールC:ショ糖/水(重量比98/2)にプロピ
レンオキシドを付加した水酸基価410mgKOH/
g、数平均分子量580のポリオール。 整泡剤:日本ユニカー社品 SZ−1923 触 媒:活材ケミカル社品 ミニコL−1020
【0013】表1に示したポリオール、水、整泡剤、触
媒を所定量調整し、25℃に保った。調整したレジン液
をガラスビンに入れ、3日後、10日後、30日後に目
視で分離具合いを確認した。レジン液に25℃に調整し
ておいた所定量の有機ポリイソシアナート(コスモネー
トM−200)を加え、5秒間高速混合し、予め40℃
に調整したアルミ製型(厚み20mm×幅300mm×
長さ450mm)に110g注入し、5分後に脱型し
た。有機ポリイソシアナートと全活性水素との等量比
は、NCO/H=0.85とした。得られた硬質ポリウ
レタンフォームの諸特性値を表1〜2に示す。
【0014】なお、硬質ポリウレタンフォームの諸特性
値の測定条件は以下の通りである。 独立気泡率:ASTM D−2856による。 密度:硬質ポリウレタンフォームのコア部の密度。 寸法安定性:−30℃の低温槽24時間静置した硬質ポ
リウレタンフォームコア部の体積変化率。 圧縮強度:厚み方向の圧縮強度。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】実施例1〜7から、本発明によるレジン液
は、低い独立気泡率で、圧縮強度および寸法安定性の優
れた硬質ポリウレタンフォームを与え、レジン液の貯蔵
安定性が良好であることが判る。比較例1〜5から、本
発明によるレジン液でない場合、貯蔵安定性が悪く、容
易に相分離を起こすことが判る。比較例6〜9から、本
発明によるレジン液でない場合、貯蔵安定性が良好であ
ったとしても、得られる硬質ポリウレタンフォームの独
立気泡率が十分低下しないか、または、強度不足、寸法
安定性の悪化をもたらすことが判る。
【0018】
【発明の効果】本発明は、水発泡により、寸法安定性お
よび強度の優れる連通気泡の硬質ポリウレタンフォーム
を与えるレジン液の貯蔵安定性に優れた効果を有するも
のである。
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 実 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリイソシアナート、ポリオール、触
    媒、発泡剤、整泡剤、およびその他の助剤から製造され
    る硬質ポリウレタンフォームにおいて、ポリオールとし
    て、ポリオール100重量部あたり、数平均分子量30
    00〜10000、平均官能基数2〜4のポリオールA
    を10〜60重量部、数平均分子量700〜3000、
    平均官能基数3〜8のポリオールBを20〜60重量部
    及び数平均分子量300〜700、平均官能基数3〜8
    のポリオールCを10〜60重量部含有する混合ポリオ
    ールを使用し、発泡剤として、水をポリオール100重
    量部あたり、0.5〜10重量部使用することを特徴と
    する連通気泡を有する水発泡硬質ポリウレタンフォー
    ム。
  2. 【請求項2】 ポリオール、触媒、発泡剤、整泡剤、お
    よびその他の助剤からなる硬質ポリウレタンフォーム製
    造用レジン液において、ポリオールとして、ポリオール
    100重量部あたり、数平均分子量3000〜1000
    0、平均官能基数2〜4のポリオールAを10〜60重
    量部、数平均分子量700〜3000、平均官能基数3
    〜8のポリオールBを20〜60重量部及び数平均分子
    量300〜700、平均官能基数3〜8のポリオールC
    を10〜60重量部含有する混合ポリオールを使用し、
    発泡剤として、水をポリオール100重量部あたり、
    0.5〜10重量部使用することを特徴とする連通気泡
    を有する水発泡硬質ポリウレタンフォーム用レジン液。
JP5316997A 1993-12-16 1993-12-16 連通気泡を有する水発泡硬質ポリウレタンフォーム Pending JPH07165867A (ja)

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