JPH0940736A - 硬質ポリウレタンフォームの製造法 - Google Patents

硬質ポリウレタンフォームの製造法

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JPH0940736A
JPH0940736A JP7212776A JP21277695A JPH0940736A JP H0940736 A JPH0940736 A JP H0940736A JP 7212776 A JP7212776 A JP 7212776A JP 21277695 A JP21277695 A JP 21277695A JP H0940736 A JPH0940736 A JP H0940736A
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polyol
polyurethane foam
rigid polyurethane
mol
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JP7212776A
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Tsuyoshi Tomosada
強 友定
Hajime Akiyama
一 秋山
Toru Nakanishi
徹 中西
Yasushi Kumagai
康 熊谷
Tatsuro Yanagi
達朗 柳
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低粘度で発泡液の混合性に優れ、寸法安定性
に優れた硬質ポリウレタンフォームの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ポリオール類とポリイソシアネート類を
発泡剤の存在下で反応させて硬質ポリウレタンフォーム
を製造する方法において、ポリオール類の少なくとも5
重量%として、活性水素を1個以上有する化合物もしく
はそのアルキレンオキサイド付加物にエピクロロヒドリ
ンを付加させ、該付加物のクロル基の少なくとも一部を
水硫基(−SH)に置換してなる化合物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は硬質ウレタンフォームの
製造法に関する。さらに詳しくは、寸法安定性の優れた
硬質ウレタンフォームの製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の硬質ウレタンフォームは、発泡剤
としてトリクロロモノフルオロメタン(CFC−11)
を使用しているため、寸法安定性や断熱性に優れ、冷蔵
庫、冷凍庫、建築用などの断熱材として広く使用されて
いる。しかしながら近年、地球のオゾン層保護のため、
水素原子を含有しないハロゲン化炭化水素発泡剤などの
規制が開始された。この規制対象にCFC−11が含ま
れており、硬質ウレタンフォームの発泡剤は、オゾン破
壊係数の小さい水素元素含有ハロゲン化炭化水素や水に
移行しつつある。ところが、新しく使われるこれらの発
泡剤は、CFC−11よりも沸点が高いために、生成し
たウレタン樹脂のセル中で凝集液化しやすく、セルの内
圧が低下するため、ウレタン樹脂を放置しておくと収縮
がおこりやすく寸法安定性を損なうという問題がある。
【0003】寸法安定性を改良する方法としては、多官
能で高水酸基価のポリエーテルポリオールを使用する方
法が提案されている(例えば特開平7−109324公
報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法はポリエーテルポリオールの粘度が高くなりすぎ、
発泡液の混合性が悪くなる等の問題点がある。本発明の
目的は、水素原子含有ハロゲン化炭化水素または水もし
くはこれらの混合物を発泡剤に用いて硬質ポリウレタン
フォームを製造するにあたり、低粘度で混合性が良く、
しかも従来のCFC−11を使った場合と同等の寸法安
定性を持つ硬質ポリウレタンフォームの製造法を提供す
ることにある。
【0005】
【発明を解決するための手段】本発明者らは、水素原子
含有ハロゲン化炭化水素や水を発泡剤に用いて、寸法安
定性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造する方法
について鋭意検討を重ねた結果、ポリオールとして、特
定の官能基を有する活性水素化合物を使用することによ
り、上記の問題点を解決することを見出し、本発明に到
達した。
【0006】すなわち本発明は、ポリオール(A)とポ
リイソシアネート(B)とを、水素原子含有ハロゲン化
炭化水素および/または水からなる発泡剤(C)の存在
下で反応させて硬質ポリウレタンフォームを製造する方
法において、(A)の少なくとも5重量%として、活性
水素を1個以上有する化合物もしくはそのアルキレンオ
キサイド付加物にエピクロロヒドリンを付加させ、該付
加物のクロル基の少なくとも一部を水硫基(−SH)に
置換してなる化合物(a)を用いることを特徴とする硬
質ウレタンフォームの製造法である。
【0007】本発明で用いられる化合物(a)は、活性
水素を1個以上有する化合物もしくはそのアルキレンオ
キサイドを付加物1モル当り、少なくとも1モルのエピ
クロロヒドリンを付加させ、そのクロル基の少なくとも
一部(平均1個以上)を水硫基(−SH)に置換するこ
とによって得られる化合物である。活性水素を1個以上
有する化合物としてはアルコール類、フェノール類、ア
ミン類、ポリカルボン酸類等が挙げられる。アルコール
類としては、例えば、1価アルコール類[メタノール、
エタノール、イソピロパノール、ブタノール等];2価
アルコール類[エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール
等];並びに、3価以上のアルコール類[グリセリン、
トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソル
ビトール、ショ糖等]が挙げられる。フェノール類とし
ては、フェノール、メチレンビスフェノール等が挙げら
れる。アミン類としては、アンモニア;アルカノールア
ミン類[モノ−、ジ−もしくはトリエタノールアミン、
イソプロパノールアミン、アミノエチルエタノールアミ
ン等];炭素数1〜20のアルキルアミン類[モノメチ
ルアミン、モノエチルアミン等];炭素数2〜6のアル
キレンジアミン類[エチレンジアミン、ヘキサメチレン
ジアミン等];ポリアルキレンポリアミン類[ジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミン等];芳香族ア
ミン類[アニリン、フェニレンジアミン、ジアミノトル
エン、キシリレンジアミン、メチレンジアニリン、ジフ
ェニルエーテルジアミン等];脂環式アミン類[イソホ
ロンジアミン、シクロヘキシレンジアミン等];並びに
アミノエチルピペラジン、特公昭55−21044号公
報記載の複素環式アミン類が挙げられる。ポリカルボン
酸類としては、脂肪族ポリカルボン酸類[コハク酸、ア
ジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸等];芳
香族ポリカルボン酸類[フタル酸、テレフタル酸、トリ
メリト酸等]などが挙げられる。
【0008】付加させるアルキレンオキサイドとして
は、エチレンオキサイド(以下EOと略記)、プロピレ
ンオキサイド(以下POと略記)、1,2−、1,4−
もしくは2,3−ブチレンオキサイド、スチレンオキサ
イドおよびこれらの2種以上の併用が挙げられる。これ
らのうち好ましいものは、PO単独およびEOとPOの
併用であり、併用の場合の付加形式は、ブロックまたは
ランダムのいずれでもよい。
【0009】クロル基を水硫基に置換する方法として
は、例えば水硫化ナトリウムでクロル基を水硫基(−S
H)に置換する公知の方法が挙げられる。
【0010】本発明におけるポリオール(A)は前記
(a)を必須成分として含有するものであるが、(a)
の量は、(A)の重量に基づいて通常5〜100重量
%、好ましくは10〜100重量%である。(a)の量
が5重量%未満ではフォームの寸法安定性が不十分とな
る。
【0011】(A)は、(a)と共に必要に応じて通常
の硬質ポリウレタンフォームに使用される公知のポリオ
ール(例えば、多価アルコールもしくはそのアルキレン
オキサイド付加物、ポリエステルポリオール、ポリブタ
ジエンポリオール、アクリルポリオール、エチレン性不
飽和単量体の重合体で変性された重合体ポリオールな
ど)を含有することができる。上記多価アルコールの具
体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール、メチルグリコリド、ジグリセリン、ソル
ビトール、ショ糖などが挙げられる。
【0012】該(A)の平均官能基数は通常3以上、好
ましくは3.3以上であり、水酸基価は通常150以
上、好ましくは330以上である。平均官能基数が3未
満、または水酸基価が150未満ではフォームの強度が
低下して収縮し易くなる。
【0013】本発明に使用されるポリイソシアネート
(B)としては、従来から硬質ポリウレタンフォームに
使用されているものが使用できる。このようなイソシア
ネートとしては、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポ
リイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、これら
の変性物(例えば、カルボジイミド変性、アロファネー
ト変性、ウレア変性、ビューレット変性、イソシヌアレ
ート変性、オキサゾリドン変性など)、イソシアネート
基末端プレポリマーおよびこれらの2種以上の混合物が
挙げられる。
【0014】 芳香族ポリイソシアネートの具体例とし
ては、1,3−および1,4−フェニレンジイソシアネ
ート、2,4−および2,6−トリレンジイソシアネー
ト(TDI)、粗製TDI、2,4’−および4,4’
−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリ
メチレンポリフェニルイソシアネート(粗製MDI)、
ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、トリフェニル
メタン−4,4’,4’’−トリイソシアネート、キシ
リレンジイソシアネート、α,α,α’,α’−テトラ
メチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
脂肪族イソシアネートの具体例としては、1,6−ヘキ
サメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチル
ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、などが挙げられ
る。脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、イソ
ホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシル
メタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイ
ソシアネートなどが挙げられる。変性ポリイソシアネー
トの具体例としては、カルボジイミド変性MDI、ショ
糖変性TDI、ひまし油変性MDIなどが挙げられる。
これらのうちで好ましいものは、MDI、粗製MDI、
ショ糖変性TDIおよびカルボジイミド変性MDIであ
る。
【0015】ポリオール(A)とポリイソシアネート
(B)の比率は種々変えることができるが、(A)の活
性水素基とポリイソシアネート(B)のイソシアネート
基の当量比は通常1.0:(0.5〜50)、好ましく
は1.0:(0.9〜30)である。
【0016】本発明において発泡剤(C)として使用さ
れる水素原子含有ハロゲン化炭化水素発泡剤の具体例と
しては、HCFCタイプのもの(例えばHCFC−12
3、HCFC−141b、HCFC−22およびHCF
C−142b);HFCタイプのもの(例えばHFC−
134a、HFC−152a、HFC−356mff、
HFC−236ea、HFC−245ca、HFC−2
45faおよびHFC−365mcf)などが挙げられ
る。これらのうち好ましいものは、HCFC−141
b、HFC−134a、HFC−356mff、HFC
−236ea、HFC−245ca、HFC−245f
a、HFC−365mcfおよびこれらの2種以上の混
合物である。また、必要によりこれらの水素原子含有ハ
ロゲン化炭化水素発泡剤と共に、水や低沸点炭化水素を
併用しても良い。更には、上記のハロゲン化炭化水素発
泡剤や低沸点炭化水素を使用せずに、水を単独を発泡剤
に用いることもできる。低沸点炭化水素は、通常沸点が
0〜50℃の炭化水素であり、その具体例としてはプロ
パン、ブタン、ペンタンおよびこれらの混合物が挙げら
れる。本発明の方法における水素原子含有ハロゲン化炭
化水素系発泡剤の使用量は、ポリオール成分100重量
部あたり、通常0〜50重量部、好ましくは0〜45重
量部である。水の使用量はポリオール100重量部あた
り、通常0〜10重量部、好ましくは0.5〜8重量部
である。また低沸点炭化水素類の使用量はポリオール1
00重量部あたり、通常0〜40重量部、好ましくは0
〜30重量部である。
【0017】 本発明においては必要によりポリウレタ
ン反応に通常使用される触媒、例えばアミン系触媒(ト
リエチレンジアミン、N−エチルモルホリン、ジエチル
エタノールアミン、1−イソブチル−2−メチルイミダ
ゾール、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−ウ
ンデセン−7など)および金属触媒(オクチル酸第一ス
ズ、ジラウリル酸ジブチル第二スズ、オクチル酸鉛な
ど)を使用することができる。触媒の使用量は(A)の
重量に対して、通常0.001〜5重量%である。
【0018】更に必要により、整泡剤、着色剤(染料、
顔料)、可塑剤、充填剤、難燃剤、老化防止剤、抗酸化
剤などの公知の添加剤も使用することができる
【0019】硬質ポリウレタンフォームの製造法の一例
を示せば下記のとおりである。まず、ポリオール成分、
発泡剤、整泡剤、触媒およびその他の添加剤を所定量混
合する。次いでポリウレタン発泡機又は攪拌機を使用し
て、この混合物とポリイソシアネート成分とを急速混合
する。得られた混合液をモールドに注入する。硬化後脱
型し、硬質ポリウレタンフォームを得る。
【0020】本発明の方法で得られる硬質ポリウレタン
フォームは強度が高くて断熱性が良く、特に寸法安定性
に優れているため、冷蔵庫、冷凍庫、建築用などの断熱
材として広く利用できる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を更に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
以下において「部」および「%」はそれぞれ重量基準で
ある。
【実施例】
【0022】製造例1 ソルビトール182g(1モル)に、水酸化カリウム
1.06g(0.019モル)を触媒として348g
(6モル)のPOを付加し、酢酸1.13g(0.01
9モル)にて中和したものに、三フッ化ホウ素ジエチル
エーテル錯塩1gを触媒として添加し、60℃でエピク
ロロヒドリン185g(2モル)を滴下して、約2時間
反応させ付加させた。ついで水109gに溶解させた水
硫化ナトリウム水和物156g(2モル)を70℃で滴
下し、約1時間反応させクロル基を水硫基(−SH)に
置換し、分液して水を除去したのち、少量の硫酸マグネ
シウムを加えて水分を吸着させ、生成した塩とともにろ
過してこれを除き、水酸基価474、水硫基(−SH)
含量9.3%のポリオール(a−1)を得た。
【0023】製造例2 ペンタエリスリトール136g(1モル)に、水酸化カ
リウム1.06g(0.019モル)を触媒として23
2g(4モル)のPOを付加し、酢酸1.13g(0.
019モル)にて中和したものに三フッ化ホウ素ジエチ
ルエーテル錯塩1gを触媒として添加し、60℃でエピ
クロロヒドリン92.5g(1モル)を滴下して、約2
時間反応させ付加させた。ついで水55gに溶解させた
水硫化ナトリウム水和物78g(1モル)を70℃で滴
下し、約1時間反応させクロル基を水硫基(−SH)に
置換し、分液して水を除去したのち、少量の硫酸マグネ
シウムを加えて水分を吸着させ、生成した塩とともにろ
過してこれを除き、水酸基価490、水硫基(−SH)
含量7.2%のポリオール(a−2)を得た。
【0024】製造例3 ショ糖342g(1モル)に、トリエチルアミン1.6
g(0.016モル)を触媒として464g(8モル)
のPOを付加したものに、三フッ化ホウ素ジエチルエー
テル錯塩1gを触媒として添加し、60℃でエピクロロ
ヒドリン370g(4モル)を滴下して、約2時間反応
させ付加させた。ついで水218gに溶解させた水硫化
ナトリウム水和物312g(4モル)を70℃で滴下
し、約1時間反応させクロル基を水硫基(−SH)に置
換し、分液して水を除去したのち、少量の硫酸マグネシ
ウムを加えて水分を吸着させ、生成した塩とともにろ過
してこれを除き、水酸基価385、水硫基(−SH)含
量11.3%のポリオール(a−3)を得た。
【0025】製造例4 エチレンジアミン60g(1モル)に232g(4モ
ル)のPOを付加したものに、三フッ化ホウ素ジエチル
エーテル錯塩1gを触媒として添加し、60℃でエピク
ロロヒドリン185g(2モル)を滴下して、約2時間
反応させ付加させた。ついで水109gに溶解させた水
硫化ナトリウム水和物156g(2モル)を70℃で滴
下し、約1時間反応させクロル基を水硫基(−SH)に
置換し、分液して水を除去したのち、少量の硫酸マグネ
シウムを加えて水分を吸着させ、生成した塩とともにろ
過してこれを除き、水酸基価475、水硫基(−SH)
含量14.0%のポリオール(a−4)を得た。
【0026】実施例1 ポリオール(a−1)30部およびグリセリン(1モ
ル)と糖(0.5モル)との混合物にPOを付加した水
酸基価450のポリエーテルポリオール(1)70部の
混合物に、「シリコーンSH−193」(トーレシリコ
ーン社製、整泡剤)1.5部、水2部、「ファイロール
CEF」(アクゾジャパン社製、難燃剤)10部、「D
ABCO NC−IM」(三共エアプロダクツ社製、ア
ミン触媒)2.0部および「HCFC−141b」2
5.4部を予め配合して25℃に温度調節し、この中に
25℃に温度調節した「ミリオネートMR−100」
(日本ポリウレタン製、粗製MDI)154部を加えて
ホモディスパー(特殊機化製攪拌機)3000rpmで
10秒攪拌後、25℃に温度調節した1000mm(長
さ)×100mm(幅)×100(高さ)mmの、床面
に垂直方向が開放系であるモールドの開放口の反対の端
部に注入し、10分後脱型し、硬質ポリウレタンフォー
ムを得た。
【0027】実施例2 ポリオール(a−2)50部およびポリエーテルポリオ
ール(1)50部の混合物に、「シリコーンSH−19
3」1.5部、水2部、「ファイロールCEF」10
部、「DABCO NC−IM」2.0部および「HC
FC−141b」26.1部を予め配合して25℃に温
度調節し、この中に25℃に温度調節した「ミリオネー
トMR−100」161部を加えて実施例1と同様の操
作を行い、硬質ポリウレタンフォームを得た。
【0028】実施例3 ポリオール(a−3)10部およびポリエーテルポリオ
ール(1)90部の混合物に、「シリコーンSH−19
3」1.5部、水2部、「ファイロールCEF」10
部、「U−CAT1000」(サンアプロ社製、アミン
触媒)1.0部および「HCFC−141b」24.4
部を予め配合して25℃に温度調節し、この中に25℃
に温度調節した「ミリオネートMR−100」144部
を加えて実施例1と同様の操作を行い、硬質ポリウレタ
ンフォームを得た。
【0029】実施例4 ポリオール(a−4)20部およびポリエーテルポリオ
ール(1)80部の混合物に、「シリコーンSH−19
3」1.5部、水2部、「ファイロールCEF」10
部、「U−CAT1000」1.0部および「HCFC
−141b」25.4部を予め配合して25℃に温度調
節し、この中に25℃に温度調節した「ミリオネートM
R−100」154部を加えて実施例1と同様の操作を
行い、硬質ポリウレタンフォームを得た。
【0030】比較例1 ソルビトール(1モル)にPO(6モル)を付加した水
酸基価635のポリエーテルポリオール(2)30部お
よびポリエーテルポリオール(1)70部の混合物に、
「シリコーンSH−193」1.5部、水2部、「ファ
イロールCEF」10部、「DABCO NC−IM」
2.0部および「HCFC−141b」25.5部を予
め配合して25℃に温度調節し、この中に25℃に温度
調節した「ミリオネートMR−100」155部を加え
て実施例1と同様の操作を行い、硬質ポリウレタンフォ
ームを得た。
【0031】比較例2 ペンタエリスリトール(1モル)にPO(4モル)を付
加した水酸基価610のポリエーテルポリオール(3)
50部およびポリエーテルポリオール(1)50部の混
合物に、「シリコーンSH−193」1.5部、水2
部、「ファイロールCEF」10部、「DABCO N
C−IM」2.0部および「HCFC−141b」2
6.1部を予め配合して25℃に温度調節し、この中に
25℃に温度調節した「ミリオネートMR−100」1
61部を加えて実施例1と同様の操作を行い、硬質ウレ
タンフォームを得た。
【0032】比較例3 ポリエーテルポリオール(1)100部に、「シリコー
ンSH−193」1.5部、水2部、「ファイロールC
EF」10部、「U−CAT1000」1.0部および
「HCFC−141b」24.1部を予め配合して25
℃に温度調節し、この中に25℃に温度調節した「ミリ
オネートMR−100」141部を加えて実施例1と同
様の操作を行い、硬質ポリウレタンフォームを得た。
【0033】比較例4 ペンタエリスリトール(1モル)にPO(8モル)を付
加した水酸基価374のポリエーテルポリオール(4)
100部に、「シリコーンSH−193」1.5部、水
2部、「ファイロールCEF」10部、「DABCO
NC−IM」2.0部および「HCFC−141b」2
2.2部を予め配合して25℃に温度調節し、この中に
25℃に温度調節した「ミリオネートMR−100」1
22部を加えて実施例1と同様の操作を行い、硬質ウレ
タンフォームを得た。
【0034】試験例 粘度の測定はB型粘度計にておこなった。寸法安定性の
評価は80mm立方のフォームを切り出し、成形1時間
後と25℃にて放置3週間後の寸法を測定し、寸法収縮
率を割だした(縦、横、高さの平均)。圧縮強度の測定
はJIS A9514の圧縮強さの試験法に基づいてお
こなった(単位kg/cm2)。実施例1〜4のポリオ
ール粘度、寸法収縮率およびフォームの圧縮強度測定結
果を表1に、比較例1〜4のポリオール粘度、寸法収縮
率およびフォームの圧縮強度測定結果を表2に示す。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】表1および表2から明らかなように、実施
例1〜4のポリオールは粘度が低く、かつ寸法安定性が
良い硬質ポリウレタンフォームを与えるという特長を有
する。
【0038】
【発明の効果】本発明の硬質ウレタンフォーム製造法を
用いることにより、水素原子含有ハロゲン化炭化水素や
水を発泡剤として使用しても、従来のCFC−11を使
った場合と同等もしくはそれ以上の寸法安定性を実現す
ることができる。本発明の方法により得られるポリウレ
タンフォームは冷蔵庫、冷凍庫、建築材用の断熱材とし
て極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 康 京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋 化成工業株式会社内 (72)発明者 柳 達朗 京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋 化成工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオール(A)とポリイソシアネート
    (B)を水素原子含有ハロゲン化炭化水素および/また
    は水からなる発泡剤(C)の存在下で反応させて硬質ポ
    リウレタンフォームを製造する方法において、ポリオー
    ル(A)の少なくとも5重量%として、活性水素を1個
    以上有する化合物もしくはそのアルキレンオキサイド付
    加物にエピクロロヒドリンを付加させ、該付加物のクロ
    ル基の少なくとも一部を水硫基(−SH)に置換してな
    る化合物(a)を用いることを特徴とする硬質ウレタン
    フォームの製造法。
  2. 【請求項2】 (a1)の官能基あたりの分子量が50
    〜500である請求項1記載の製造法。
JP7212776A 1995-07-28 1995-07-28 硬質ポリウレタンフォームの製造法 Pending JPH0940736A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003027161A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Lg Electronics Inc. Composition for preparing rigid polyurethane foam having good demolding property
JP2006124688A (ja) * 2004-09-29 2006-05-18 Asahi Glass Co Ltd 硬質ポリウレタンフォームの製造方法

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