JPH0826113B2 - ポリウレタンフォームのセル開放を与える発泡化反応触媒組成物 - Google Patents

ポリウレタンフォームのセル開放を与える発泡化反応触媒組成物

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JPH0826113B2 JP4020894A JP2089492A JPH0826113B2 JP H0826113 B2 JPH0826113 B2 JP H0826113B2 JP 4020894 A JP4020894 A JP 4020894A JP 2089492 A JP2089492 A JP 2089492A JP H0826113 B2 JPH0826113 B2 JP H0826113B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明はポリウレタンフォームを製造する
ための第三級アミン触媒組成物に関する。
【０００２】
【発明の背景】成形ポリウレタンフォームは、自動車の
座席を含む様々な座席のおおい材料の用途に広く使用さ
れる。快適な座席のおおい材料を提供するために、現時
のポリウレタンフォームは通気性を持たなければならな
い。通気性を達成する現在の方法は、最大セル開放状態
を提供するためにポリウレタンフォーム配合中に適当な
シリコーン界面活性剤を使用する、機械的および／また
は真空クラッシングの組合せを含む。
【０００３】成形フォームの通気性を改善する典型的な
解決は、成形フォーム組成物に対し安定性の小さいシリ
コーン界面活性剤を選定することである。これらの効果
の少い界面活性剤はより大きなセル開放性、すなわちよ
り良好な通気量を与えるであろう；しかしながら、より
大きな加工性の問題および全体にわたる立上りのフォー
ムの不安定性が派生する不利な点である。第２の実施は
標準的なシリコーン界面活性剤とジメチルシロキサン流
動体との混合物を使用することである。ジメチルシロキ
サン流動体は通常消泡剤として使用される。また一方で
は、これらのシリコーン混合物は立上りのフォームの安
定性とはトレードオフの関係にあって、加工の許容度が
必要である。
【０００４】ポリウレタンフォームを製造するのに使用
される触媒組成物は典型的に発泡化触媒とゲル化触媒の
組合せからなる。発泡化触媒はイソシアネートと水の反
応に影響を及ぼす。ビス（ジメチルアミノエチル）エー
テル〔ＢＤＭＡＥＥ〕は普通使用される泡化触媒であ
る。ポリウレタン触媒はセルの開放効果を持つとは考え
られない。最適生産性を達成するために工業的に使用さ
れる濃度において、触媒はポリウレタンに対する重合速
度を増大することによりセルの開放度を減少させるもの
であるとされている。
【０００５】ポリオールの供給者はセルの開放性を改良
するために、その製品の改質品を生産することにつとめ
てきた。その上、選ばれたポリオールの少量がセル開放
性変性剤として使用されている。これらのポリオールは
硬質フォーム用に使用される典型的な低分子量のポリオ
ールである。
【０００６】
【発明の摘要】本発明は、通気性が改良されたポリウレ
タンフォーム生成物を製造するための触媒組成物を提供
する。その触媒組成物は本質的にペンタメチルジエチレ
ントリアミン〔ＰＭＤＥＴＡ〕２５〜８０重量％とビス
（ジメチルアミノプロピル）メチルアミン〔ＢＤＭＡＰ
ＭＡ〕２０〜７５重量％からなる。
【０００７】ＢＤＭＡＥＥのような典型的な発泡化触媒
に代えて本発明の触媒組成物を使用すると、有機ポリイ
ソシアネートとポリオールとの反応により製造される成
形ポリウレタンフォームの通気性が改善される。
【０００８】ポリウレタンフォーム処方中でＢＤＭＡＥ
Ｅ濃度の１.４倍ないし１.８倍で触媒組成物が使用され
るとき、本質的に同等の反応時間で、より大きな連続気
泡フォームを生じる。その上、触媒組成物とともに使用
されるゲル化触媒濃度はＢＤＭＡＥＥについて使用され
る濃度より２０〜４０％少なくすることができる。その
結果生じるポリウレタンフォームは、本発明の触媒組成
物を使用して製造されたフォームが優れている通気量を
除いて、試験されたすべての物理的性質において同等で
ある。
【０００９】〔本発明の詳細な説明〕ポリウレタンフォ
ームは、ヘキサメチレンジイソシアネート、フェニレン
ジイソシアネート、トルエンジイソシアネートおよび
４,４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを含む、
当技術分野に良く知られている適当な有機ポリイソシア
ネートを使用して製造される。特に適しているものは、
個々にまたはその市販の混合物として一緒になっている
２,４−および２,６−トルエンジイソシアネート（ＴＤ
Ｉ）である。他の適当なイソシアネートは“粗製ＭＤ
Ｉ”として商業的に知られており、ＰＡＰＩとしても知
られているジイソシアネートの混合物であり、それは別
の異性体および類似の高級ポリイソシアネートとともに
約６０％の４,４′−ジフェニルメタンジイソシアネー
トを含有している。また適当なものは、ポリイソシアネ
ートとポリエーテルまたはポリエステルポリオールの部
分的に予備反応した混合物からなるこれらのポリイソシ
アネートのプレポリマーである。
【００１０】ポリウレタンフォーム組成物の成分として
適当なポリオールの実例は、ポリアルキレンエーテルポ
リオールおよびポリエステルポリオールである。ポリア
ルキレンエーテルポリオールには、ポリ（エチレンオキ
シド）重合体およびポリ（プロピレンオキシド）重合体
のようなポリ（アルキレンオキシド）重合体ならびにジ
オールおよびトリオールをはじめとする多価化合物、と
りわけ、たとえばエチレングリコール、プロピレングリ
コール、１，３−ブタンジオール、２，４−ブタンジオ
ール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ペンタエリスリトール、グリセロール、ジグリセロ
ール、トリメチロールプロパン、シクロへキサンジオー
ルおよび類似の低分子量ポリオールから誘導される末端
ヒドロキシル基を有する共重合体が包含される。
【００１１】有用なポリエステルポリオールには、ジカ
ルボン酸と過剰のジオール、たとえばアジピン酸とエチ
レングリコールもしくはブタンジオールを反応させるこ
と、またはラクトンと過剰のジオール、たとえばカプロ
ラクトンとプロピレングリコールを反応させることによ
り生成されたものが包含される。
【００１２】ポリエーテルおよびポリエステルポリオー
ルに加えて、マスターバッチ、すなわちプリミックス組
成物は、しばしば高分子ポリオールを含有する。高分子
ポリオールはポリウレタンフォームに使用されてフォー
ムの変形に対する抵抗を増大する、すなわちフォームの
耐力特性を増大する。現在、２種類の相異なる型の高分
子ポリオールが使用されて耐力特性の改良を達成してい
る。グラフトポリオールとして記述される、第一の型は
ビニル単量体がグラフト共重合されているトリオールか
らなる。スチレンおよびアクリロニトリルが選定される
有用な単量体である。第二の型のポリ尿素変性ポリオー
ルは、ジアミンとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）
の反応により生成されたポリ尿素分散体を含有するポリ
オールである。ＴＤＩは過剰に使用されるから、ＴＤＩ
の中にはポリオールとポリ尿素の両方と反応できるもの
がある。この第二の型の高分子ポリオールはＰＩＰＡポ
リオールと称せられる変異体を有し、それはポリオール
中のアルカノールアミンとＴＤＩとのその現場における
重合により生成される。耐力特性の必要条件により、高
分子ポリオールはマスターバッチ中に２０〜８０％のポ
リオール部分を含み得る。
【００１３】ポリウレタンフォーム処方中に見出される
他の典型的な物質には、ジエタノールアミン、ジイソプ
ロパノールアミン、トリエタノールアミンおよび／また
はトリプロパノールアミンのような架橋剤、水、塩化メ
チレン、トリクロロフルオロメタンなどのような発泡
剤、およびシリコーンのようなセル安定剤が包含され
る。
【００１４】本発明の発泡化触媒組成物を含有する一般
的なポリウレタンフォームの処方は、重量部（ｐｂｗ）
基準で下記の成分からなる。
【００１５】
【表１】
【００１６】得られるフォームの通気性を改良するため
の本発明による発泡化触媒組成物は、 （ａ） ＰＭＤＥＴＡ：２５〜８０重量％、好ましくは
３０〜７０重量％、および （ｂ） ＢＤＭＡＰＭＡ：２０〜７５重量％、好ましく
は３０〜７０重量％、から本質的になる。
【００１７】上記のポリウレタン組成物は、本発明によ
る発泡化触媒組成物の他に、たとえばトリエチレンジア
ミンのような、当該技術分野でよく知られている第三級
アミンゲル化触媒を含有してもよい。
【００１８】触媒的に効果的である量の発泡化触媒組成
物がポリウレタンフォーム配合に使用される。さらに詳
しくは、発泡化触媒組成物の適当な量は、ポリウレタン
処方中でポリオール１００部につき約０.１〜０.７部の
範囲に及ぶことがあり得る。
【００１９】実施例１ 本発明に係る発泡触媒組成物の性能を証明するために、
発泡体を次の２種類のポリウレタンフォーム処方を使用
して調製した。
【００２０】
【表２】
【００２１】触媒を処方中に手で混合し、５個のベント
付き型（２０．３×２３．９×１１．４ｃｍ）中に注入
成形し、６０℃（１４０゜Ｆ）に等温加熱した。それぞ
れのベントは直径３．２ｍｍであり、型ふたの側面から
７．６ｃｍおよび型ふたの前端から１０．２ｃｍを起点
にしてそれぞれから中心に４．５ｃｍであった。フォー
ムを６分後に型から抜き、手で粉砕して２４時間ポスト
キュアした後、Ａｍｓｃｏｒ多孔度試験器により通気度
を測定した。密度測定をＡＳＴＭ規格Ｄ−３５７４に準
拠して行った。
【００２２】
【表３】
【００２３】ＰＭＤＥＴＡ／ＢＤＭＡＰＭＡ比率１０／
９０を使用した実験Ａ４は対照Ａ１およびＡ２と比較し
て優れた通気量値を示すが、型抜き時に永久的な手形が
つくことにより証明されたように硬化不足であった。同
様の結果が実験Ａ８およびＡ９で得られた。ＢＤＭＡＰ
ＭＡ濃度が約７５部以上に増加するにつれて、発泡体は
ますます硬化不足になった。これらの結果はＰＭＤＥＴ
ＡおよびＢＤＭＡＰＭＡに対する有効な比率を限定して
いる。
【００２４】硬化不足条件に対してより敏感であろうと
思われる、より高い水分濃度の処方を使用して、実験を
繰り返した。
【００２５】
【表４】
【００２６】水の量をおおくしてフォームを形成したこ
の実験では、同様の結果が見られた。水を追加すると、
水とイソシアネートとの反応により発生するガスの容積
がかなり増加して、フォームの立上がり速度が速くなり
より低密度のフォームが得られる。ＰＭＤＥＴＡ／ＢＤ
ＭＡＰＭＡ比率がそれぞれ１０／９０、９０／１０およ
び０／１００である実験Ｂ４、Ｂ８およびＢ９では、フ
ォームの崩壊は適度であるが硬化不足の徴候を示した。
水を多くしてフォームの立上がり速度を速くして成形し
たフォームでは、フォームの崩壊が発生する。それは、
ゲル化または重合反応の後に泡化反応が起こり、発泡セ
ルが破壊点にまで拡大するからである。より多くのシリ
コーン界面活性剤を添加すると、その影響を最小にでき
るが最終フォームの通気性が悪くなり、触媒の所望の効
果を否定することになる。実験Ｂ５は、フォームが不安
定性、すなわちガス抜き孔でわずかな崩壊を示し始める
ので、ＰＭＤＥＴＡ／ＢＤＭＡＰＭＡの併用が所望の性
能に極めて近いことを示す。
【００２７】工業的応用に関する記述 本発明はポリウレタンフォーム製品のセルの開放性を増
加する触媒組成物を提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭43−18918（ＪＰ，Ｂ１) 岩田敬治著「ポリウレタン樹脂ハンドブ ック（第１版）」（Ｓ62．９．25）日刊工 業新聞社Ｐ．119〜121

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発泡剤、セル安定化剤および発泡化触媒
    とゲル化触媒とからなる触媒組成物の存在下、有機ポリ
    イソシアネートとポリオールとを反応させるてなるポリ
    ウレタンフォームの製造方法において、 （ａ） ペンタメチルジエチレントリアミン２５〜８０
    重量％、および （ｂ） ビス（ジメチルアミノプロピル）メチルアミン
    ２０〜７５重量％より本質的に構成される発泡化触媒を
    使用することを特徴とする改良方法。
  2. 【請求項２】 発泡化触媒が、 （ａ） ペンタメチルジエチレントリアミン３０〜７０
    重量％、および （ｂ） ビス（ジメチルアミノプロピル）メチルアミン
    ３０〜７０重量％より本質的になる請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 発泡化触媒が、 （ａ） ペンタメチルジエチレントリアミン５０重量
    ％、および （ｂ） ビス（ジメチルアミノプロピル）メチルアミン
    ５０重量％より本質的になる請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 ゲル化触媒がトリエチレンジアミンであ
    る請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
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岩田敬治著「ポリウレタン樹脂ハンドブック（第１版）」（Ｓ６２．９．２５）日刊工業新聞社Ｐ．１１９〜１２１

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