JPH09302096A - 減圧化中空ポリマ粒子の製造方法および減圧化中空ポリマ粒子を用いた断熱材 - Google Patents

減圧化中空ポリマ粒子の製造方法および減圧化中空ポリマ粒子を用いた断熱材

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JPH09302096A
JPH09302096A JP8124666A JP12466696A JPH09302096A JP H09302096 A JPH09302096 A JP H09302096A JP 8124666 A JP8124666 A JP 8124666A JP 12466696 A JP12466696 A JP 12466696A JP H09302096 A JPH09302096 A JP H09302096A
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JP
Japan
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carbon dioxide
hollow polymer
polymer particles
foam
epoxide
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JP8124666A
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English (en)
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Takayoshi Ueno
貴由 上野
Taku Hashida
卓 橋田
Masaaki Suzuki
正明 鈴木
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウレタンフォーム成形後の減圧化時間を必要
としない断熱材に有用な、断熱性能に優れた減圧化中空
ポリマ粒子を簡便に製造する方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 エポキシドおよび二酸化炭素固定化触媒
を含有するポリマビーズを二酸化炭素を含むガスにより
発泡して中空ポリマ粒子を形成した後、エポキシドおよ
び二酸化炭素固定化触媒により二酸化炭素を固定するこ
とで中空ポリマ粒子内を減圧化する減圧化中空ポリマ粒
子の製造方法。エポキシドおよび二酸化炭素固定化触媒
を含有する樹脂原料を二酸化炭素を含むガスにより発泡
させて独立気泡を有する発泡体を形成する工程、エポキ
シドおよび二酸化炭素固定化触媒により二酸化炭素をカ
ーボネート化して発泡体の気泡内を減圧化する工程、発
泡体を粉砕して粒子化する工程を有する減圧化中空ポリ
マ粒子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、減圧化された中空
ポリマ粒子の製造方法および同中空ポリマ粒子を用いた
断熱材に関するものである。
【0002】
【従来技術】近年のオゾン層破壊および地球の温暖化な
どフロン公害問題が社会的問題となり、従来断熱ウレタ
ンフォームに発泡剤として用いられていたクロロフルオ
ロカーボン(以下CFCと略す)系フロンが全廃され、
オゾン破壊係数の小さな発泡剤としてハイドロクロロフ
ルオロカーボン(以下HCFCと略す)系フロン、ハイ
ドロフルオロカーボン(以下HFCと略す)系フロン、
炭化水素系等が用いられている。しかし、これらは、従
来汎用の発泡剤CFC11と比較して気体熱伝導率が高
いため、得られる発泡体の熱伝導率が高くなるので、さ
らなる断熱性能の向上が望まれている。一方、断熱性能
に優れた断熱材として、容器内を真空脱気することによ
り真空にし、断熱性能を高める技術があるが、現場発泡
できるウレタンフォームに比べて生産性が低い。
【0003】そこで、プロパン、ブタン等により発泡さ
せたポリスチレン系あるいはポリ塩化ビニリデン系ビー
ズを真空中で脱気し、表面を塩化ビニリデン樹脂でコー
トした真空小径体をウレタンフォーム中に分散して断熱
材を構成する技術が提案されている(特開平8−336
0公報)。また、二酸化炭素を発泡剤としてウレタンフ
ォームを形成し、ウレタン樹脂中に添加されたエポキシ
ドおよび二酸化炭素固定化触媒により二酸化炭素をカー
ボネート化してウレタン樹脂中に固定化し、これによっ
てフォーム気泡内を減圧化する技術が提案されている
(特開平7−53757公報および特開平7−1733
14公報)。この技術は、現場発泡により真空断熱断熱
材を形成することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記のビーズを用いる
技術では、ビーズ内を真空化するために真空中での脱気
操作が必要となり、生産性の面から真空化操作の簡略化
が課題であった。また、エポキシドおよび二酸化炭素固
定化触媒により二酸化炭素を固定化する技術では、原料
処方によっては、ウレタンフォーム形成後、二酸化炭素
の固定によるフォーム気泡内の減圧化に長時間を要し、
生産性が低下する場合があり、減圧化時間の短縮が課題
であった。
【0005】本発明は、断熱性能に優れた減圧化中空ポ
リマ粒子を簡便に製造する方法を提供することを目的と
する。また、本発明は、前記減圧化ポリマ中空粒子を用
いて、ウレタンフォーム成形後の減圧化に長時間を必要
としない断熱材を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の減圧化中空ポリ
マ粒子の製造方法は、エポキシドおよび二酸化炭素固定
化触媒を含有するポリマビーズを、二酸化炭素を含むガ
スにより発泡させて中空ポリマ粒子を形成した後、前記
エポキシドおよび前記二酸化炭素固定化触媒により前記
二酸化炭素をカーボネート化して前記中空ポリマ粒子中
に固定することにより、前記中空ポリマ粒子内を減圧化
することを特徴とする。また、本発明は、エポキシドお
よび二酸化炭素固定化触媒を含有する樹脂原料を、二酸
化炭素を含むガスにより発泡させて独立気泡を有する発
泡体を形成する工程、前記エポキシドおよび前記二酸化
炭素固定化触媒により前記二酸化炭素をカーボネート化
して前記発泡体に固定することにより前記発泡体の気泡
内を減圧化する工程、および前記発泡体を粉砕して粒子
化する工程を有する減圧化中空ポリマ粒子の製造方法で
ある。
【0007】本発明の断熱体は、上記のように気泡内を
減圧化され、カーボネートおよび二酸化炭素固定化触媒
を含有する減圧化中空ポリマ粒子をバインダ樹脂により
結着した構成を有する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の減圧化中空粒子は、単一
の気泡を粒子内に有する場合や複数の気泡を粒子内に有
する場合でも構成できる。本発明の減圧化中空ポリマ粒
子を製造する第一の実施形態においては、二酸化炭素を
含むガスにより形成した中空ポリマ粒子内の二酸化炭素
を、二酸化炭素固定化触媒の存在下エポキシドと反応さ
せカーボーネートとして固定化することにより、気泡内
を減圧することを特徴とする。
【0009】本発明の減圧化中空ポリマ粒子を製造する
第二の実施形態においては、まず二酸化炭素を含むガス
により発泡させて独立気泡を有する発泡体を形成する工
程、エポキシドおよび二酸化炭素固定化触媒により二酸
化炭素を固定して発泡体の気泡内を減圧化する工程、お
よび発泡体を粉砕して粒子化する工程を有する。この方
法において、発泡体とは一般的な方法で構成できる独立
気泡からなる樹脂発泡体を指し、減圧化する工程および
粒子化する工程の順序は特に指定はなく、生産性を考慮
して適宜選択できる。
【0010】二酸化炭素固定化反応は、常温・常圧下で
も反応が容易に進行するため、減圧化において特別な操
作を施す必要がない。また、二酸化炭素固定化反応を行
う際に加熱すると、減圧化に要する時間をさらに短縮す
ることができる。発泡剤として二酸化炭素だけを用いて
発泡させて中空ポリマ粒子または独立気泡を有する発泡
体を形成した場合は、二酸化炭素を固定化することによ
り気泡内が真空化される。減圧化中空ポリマ粒子の断熱
性能が向上するために必要な真空度は、気泡径および気
泡内に残留するガスにより決まる。気泡径が小さくなる
と、あまり高くない真空度でも断熱性能が向上する。例
えば、残留気体が二酸化炭素の場合、気泡内の気体熱伝
導率を低下させるために、真空度が1mmHg程度の場
合は粒径を約50μm以下に、真空度が10-1mmHg
程度の場合は粒径を約500μm以下にそれぞれ設定す
るのがよい。
【0011】また、発泡剤として二酸化炭素および低熱
伝導率のガスを用いて発泡させた場合は、断熱性能の悪
い二酸化炭素が固定化され、低熱伝導率のガスのみが気
泡内に残留するため、減圧化中空ポリマ粒子の断熱性能
が向上する。この二酸化炭素および低熱伝導率の発泡剤
を併用する方法は、低熱伝導率のガスだけでは発泡性が
悪い場合などに適用される。低熱伝導率の発泡剤として
は、例えば、HCFC−141b、HCFC−123、
HFC134a、ノルマルペンタン、イソペンタン、シ
クロペンタン、キセノンなどがある。
【0012】二酸化炭素により発泡させて中空ポリマ粒
子または独立気泡を有する発泡体を形成する方法として
は、(1)イソシアネートを添加し、水や蟻酸との反
応、あるいはカルボジイミド反応により発泡する方法、
(2)ポリマ粒子に二酸化炭素を圧入した後、圧力を解
放して発泡する方法、(3)炭酸水素ナトリウムなどの
分解性化学発泡剤を添加し加熱発泡する方法、などがあ
る。(1)の方法では、発泡する以前にイソシアネート
基が反応しないようにイソシアネート基をフェノール類
やアルコール類などでブロックしたブロックイソシアネ
ートを用いると、加熱によりブロック剤が脱離しイソシ
アネート基が反応して発泡するために発泡を制御しやす
い。上述したような、二酸化炭素と他の発泡剤と組み合
わせて発泡する場合は、あらかめ発泡剤をポリマ中に含
浸させ加熱することにより発泡する。
【0013】本発明の減圧化中空ポリマ粒子の壁材とし
ては、中空粒子内の減圧度を保つためにガスバリヤ性樹
脂により構成されていることが好ましい。ガスバリヤ性
樹脂としては、エチレンービニルアルコール共重合体、
アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体、ポ
リ塩化ビニリデンなどを用いることができる。本発明に
用いるエポキシドとしては、エポキシ基やグリシジル基
を有する化合物ならいずれでもよい。また、分子内に二
重結合不飽和基を有する化合物やエポキシ基を両末端に
有するオリゴマーなど、あるいはオキセタンやその誘導
体の利用も可能である。さらにエポキシドは、気体、液
体、固体のいずれの形態であってもよい。
【0014】二酸化炭素固定化触媒は、求核剤を含み、
固定化速度をさらに促進するために求電子剤を併用する
のが好ましい。求核剤となるのは、ハロゲンイオン、ア
ルコキシイオン、フェノキシイオン、パークロレートイ
オン、シアンイオン、酢酸イオン、パラトルエンスルホ
ン酸イオンなどが用いられる。中でもハロゲンイオンが
効果的である。特に、ハロゲンイオンがオニウム塩ある
いはアルカリハライドの対イオンであると効果が著し
い。ハロゲンイオンを対イオンとするオニウム塩として
は、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩
などが用いられる。特に、ハロゲン化テトラアルキルア
ンモニウム塩、ハロゲン化テトラアルキルホスホニウム
塩などが適している。いずれのアルキル鎖を有するオニ
ウム塩であっても同様の効果があり、対イオンとなるハ
ロゲンは、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、特に臭素、
ヨウ素を用いると効果的である。また、アルカリハライ
ドとしては、いずれのアルカリハライドをも用いること
ができる。求電子剤としては、ルイス酸性金属ハロゲン
化物、有機錫ハロゲン化物、有機錫脂肪酸エステル、ジ
アルキルジチオカルバミン酸金属塩、アセチルアセトン
金属塩、メルカプトピリジンーN−オキサイド金属塩な
どが効果的である。ルイス酸性金属ハロゲン化物として
は、特に亜鉛ハロゲン化物が好ましい。また、二酸化炭
素固定化触媒として求核剤および求電子剤を併用する場
合は、あらかじめ求核剤と求電子剤とから錯塩を形成さ
せて、その錯塩をエポキシドに添加すると、より効率的
に固定化反応を促進することができる。
【0015】上述したような断熱性能に優れた減圧化中
空ポリマ粒子を用いて断熱材を構成する場合、減圧化中
空ポリマ粒子はバインダ樹脂で結着されていると、断熱
材としての強度を付与することができる。バインダ樹脂
としては、特に限定はないが、例えば冷蔵庫の断熱材に
適用する場合は、ウレタン樹脂が好ましい。さらに、バ
インダ樹脂が低熱伝導率のガスにより発泡したウレタン
樹脂を用いると、バインダ樹脂部分の熱伝導率および密
度を下げることができ好ましい。しかし、減圧化中空ポ
リマ粒子の気泡内が真空化されていると、発泡したバイ
ンダ樹脂中のガスが減圧化中空ポリマ粒子内に経時的に
侵入してくるために注意が必要である。減圧化中空ポリ
マ粒子とバインダ樹脂の配合比は、樹脂に対する気泡の
割合が高い程高い断熱性能が得られるために、良好に断
熱材を形成できる範囲内なら減圧化中空ポリマ粒子の割
合が高い方が好ましい。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 《実施例1》ポリ塩化ビニリデン100重量部に、エポ
キシドとしてネオペンチルジグリシジルエーテル45重
量部、二酸化炭素固定化触媒としてジブチル錫ジラウレ
ート13.1部と臭化テトラブチルアンモニウム26.
8重量部、およびブロックイソシアネートとしてフェノ
ールをブロック剤とするジフェニルメタンジイソシアネ
ート60.9重量部を添加した粒径約10μmのポリマ
粒子を作製した。このポリマ粒子を水蒸気により加熱し
ながらイソシアネートと水との反応により二酸化炭素を
発生させて約30倍に発泡し、気泡径が約30μmの中
空ポリマ粒子を得た。この中空ポリマ粒子を80℃で1
週間加熱処理することで、エポキシドと二酸化炭素を反
応させてカーボネート化し、中空ポリマ粒子を約0.1
mmHg程度にまで減圧化した。こうして減圧化中空ポ
リマ粒子Aを得た。次に、ポリオール100重量部、プ
ロピレンカーボネート30重量部、アミン系ウレタン触
媒3重量部、および減圧化中空ポリマ粒子A100重量
部を混合してポリオール組成物を調製した。このポリオ
ール組成物にイソシアネート132.4重量部を加え、
型に注入して断熱材を形成した。
【0017】《実施例2》ポリオール100重量部に、
整泡剤を3重量部、発泡剤として水5重量部、エポキシ
ドとしてネオペンチルジグリシジルエーテル60重量
部、二酸化炭素固定化触媒として塩化亜鉛3.8重量部
と臭化テトラブチチルアンモニウム17.9重量部を添
加してポリオール組成物を調製した。このポリオール組
成物とイソシアネート132.4重量部とを混合して、
二酸化炭素で発泡した気泡径が約300μmの独立気泡
体を作製した。この独立気泡体を80℃で1週間加熱処
理することで、エポキシドと二酸化炭素を反応させてカ
ーボネート化し、独立気泡体を約0.1mmHg程度に
まで減圧化した。その後、独立気泡体を粉砕して粒径が
約3mmの減圧化中空ポリマ粒子Bを得た。さらに、ポ
リオール100重量部、プロピレンカーボネート30重
量部、アミン系ウレタン触媒3重量部、および減圧化中
空ポリマ粒子B100重量部を混合してポリオール組成
物を調製した。このポリオール組成物にイソシアネート
132.4重量部を加え、型に注入して断熱材を形成し
た。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、断熱性能
に優れた減圧化中空ポリマ粒子を簡便に製造することが
できる。また、気泡内を減圧したカーボネートおよび二
酸化炭素固定化触媒を含有する減圧化中空ポリマ粒子を
バインダ樹脂により結着することによって、ウレタンフ
ォーム成形後の減圧化に長時間を必要としない断熱材を
得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C08G 64/32 NPU C08G 64/32 NPU (C08G 18/04 101:00) B29K 105:04 C08L 101:00

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシドおよび二酸化炭素固定化触媒
    を含有するポリマビーズを二酸化炭素を含むガスにより
    発泡させて中空ポリマ粒子を形成する工程、および前記
    エポキシドおよび前記二酸化炭素固定化触媒により前記
    二酸化炭素をカーボネート化して前記中空ポリマ粒子中
    に固定することにより前記中空ポリマ粒子内を減圧化す
    る工程を有することを特徴とする減圧化中空ポリマ粒子
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 エポキシドおよび二酸化炭素固定化触媒
    を含有する樹脂原料を二酸化炭素を含むガスにより発泡
    させて独立気泡を有する発泡体を形成する工程、前記エ
    ポキシドおよび前記二酸化炭素固定化触媒により前記二
    酸化炭素をカーボネート化して前記発泡体に固定するこ
    とにより前記発泡体の気泡内を減圧化する工程、および
    前記発泡体を粉砕して粒子化する工程を有することを特
    徴とする減圧化中空ポリマ粒子の製造方法。
  3. 【請求項3】 気泡径が50μm以下で、気泡内を1m
    mHg以下に減圧する請求項1または2記載の減圧化中
    空ポリマ粒子の製造方法。
  4. 【請求項4】 気泡内に低熱伝導率のガスを含む請求項
    1または2記載の減圧化中空ポリマ粒子の製造方法。
  5. 【請求項5】 減圧化中空ポリマ粒子の壁材が、ガスバ
    リヤ性樹脂である請求項1または2記載の減圧化中空ポ
    リマ粒子の製造方法。
  6. 【請求項6】 カーボネートおよび二酸化炭素固定化触
    媒を含有し、気泡内を減圧化された中空ポリマ粒子をバ
    インダ樹脂により結着したことを特徴とする断熱材。
  7. 【請求項7】 バインダ樹脂が、低熱伝導率のガスによ
    り発泡したウレタン樹脂である請求項6記載の断熱材。
JP8124666A 1996-05-20 1996-05-20 減圧化中空ポリマ粒子の製造方法および減圧化中空ポリマ粒子を用いた断熱材 Pending JPH09302096A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016176535A (ja) * 2015-03-20 2016-10-06 古河電気工業株式会社 断熱部材、断熱部材の製造方法

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JP2016176535A (ja) * 2015-03-20 2016-10-06 古河電気工業株式会社 断熱部材、断熱部材の製造方法

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