JPH0959409A - Production of polyurethane foam - Google Patents

Production of polyurethane foam

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Publication number
JPH0959409A
JPH0959409A JP13488796A JP13488796A JPH0959409A JP H0959409 A JPH0959409 A JP H0959409A JP 13488796 A JP13488796 A JP 13488796A JP 13488796 A JP13488796 A JP 13488796A JP H0959409 A JPH0959409 A JP H0959409A
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JP
Japan
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polyol
agent
polyurethane foam
weight
carbon dioxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP13488796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masabumi Nakamura
正文 中村
Hiroshi Ikuta
広志 生田
Shinji Nishikawa
新治 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumika Covestro Urethane Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bayer Urethane Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Bayer Urethane Co Ltd filed Critical Sumitomo Bayer Urethane Co Ltd
Priority to JP13488796A priority Critical patent/JPH0959409A/en
Publication of JPH0959409A publication Critical patent/JPH0959409A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a polyurethane foam having excellent surface properties and a low density within a short demolding time. SOLUTION: This process for producing a microcellular polyurethane foam having a density of 0.2-0.8g/cm<3> from a mixture comprising a polyol, a catalyst, a blowing agent, a crosslinking agent and optionally an internal mold release, a reinforcement and other adjuvants by a reaction injection molding process, wherein the blowing agent is an adduct of an amine compound having a prim. or sec. amino group with carbon dioxide, the water content of the polyol mixture is 0.8wt.% or below, and the amount of the crosslinking agent used is 20-1,000 pts.wt. per 100 pts.wt. polyol, is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、密度が0.2〜0.8g
/cm3の微小なセルを有するポリウレタン発泡体を、反
応射出成形法によって、短時間で効率よく製造する方法
に関するものであり、かかる微小なセルを有するポリウ
レタン発泡体は、自動車の内装トリム、例えばドアトリ
ム、コンソールのバックアップ材などに用いられる。
The present invention has a density of 0.2 to 0.8 g.
The present invention relates to a method for efficiently producing a polyurethane foam having fine cells / cm 3 by a reaction injection molding method in a short time, and the polyurethane foam having such fine cells is used for an interior trim of an automobile, for example, Used as a door trim and backup material for consoles.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリウレタン発泡体は、ポリイソシアネ
ート、イソシアネート基と反応性の水素を少なくとも2
個含有する化合物(以下、ポリオールという。)、触媒な
どに、フロン系炭化水素あるいはポリイソシアネートと
反応して二酸化炭素を発生する水などを発泡剤として加
え、高圧ポリウレタン発泡機などを用いて、これを密閉
できる型に導入することによって製造される。原料は、
型内で発泡膨張後硬化して、ポリウレタン発泡体として
取出される。型は、反応温度を制御するため、熱伝導性
の高い素材で作られ、一般には、金属製の型(以下、金
型という。)や樹脂製の型が用いられる。得られる発泡体
の密度は、その体積と型に注入される原料の量によって
決まるが、発泡体が均一な表面と均一な密度分布を持つ
ためには、オープン状態で発泡したときの密度が発泡体
密度の約1/2以下になるように発泡剤が加えられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Polyurethane foams contain at least 2 hydrogens reactive with polyisocyanates and isocyanate groups.
To a compound (hereinafter referred to as a polyol) contained therein, a catalyst, etc., as a foaming agent, is added water such as carbon dioxide that reacts with a CFC hydrocarbon or polyisocyanate. Is introduced into a mold that can be sealed. Raw materials are
It is expanded and expanded in the mold and then cured to be taken out as a polyurethane foam. The mold is made of a material having a high thermal conductivity in order to control the reaction temperature, and a metal mold (hereinafter referred to as a mold) or a resin mold is generally used. The density of the resulting foam is determined by its volume and the amount of raw material injected into the mold. In order for the foam to have a uniform surface and a uniform density distribution, the density when foamed in the open state is A foaming agent is added so that the body density is about ½ or less.

【0003】従来、発泡剤としては、クロロフルオロカ
ーボン(以下、CFCという。)、なかでもトリクロロフ
ルオロメタン(CFC−11)が主として使われてきた
が、近年、CFCが大気中のオゾン層を破壊することが
判り、その使用の制限、禁止が進められている。大気中
のオゾン層を破壊する可能性の低いフロン系発泡剤とし
てハイドロクロロフルオロカーボン(以下、HCFとい
う。)、例えばジクロロトリフルオロエタン(HCFC−
123)やクロロジフルオロメタン(HCFC−22)あ
るいはオゾン層を破壊しないフロン系発泡剤としてハイ
ドロフルオロカーボン(以下、HFCという。)、例えば
テトラフルオロエタン(HFC−134a)の使用が検討
されている。
Conventionally, chlorofluorocarbon (hereinafter referred to as CFC), especially trichlorofluoromethane (CFC-11), has been mainly used as a foaming agent, but in recent years, CFC destroys the ozone layer in the atmosphere. It is understood that the use and restriction of its use are being promoted. A hydrochlorofluorocarbon (hereinafter referred to as HCF), such as dichlorotrifluoroethane (HCFC-), is used as a freon-based foaming agent having a low possibility of destroying the ozone layer in the atmosphere.
123), chlorodifluoromethane (HCFC-22), or hydrofluorocarbon (hereinafter referred to as HFC), for example, tetrafluoroethane (HFC-134a) as a CFC-based blowing agent that does not destroy the ozone layer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、オゾン層を破
壊しないフロン系発泡剤であるHFC−134aは、沸
点が−26.3℃であり、常温での取扱いが困難である
のみならず、コストを含めた供給問題も残されている。
コストおよび環境問題の両面からは、水を使って発泡さ
せる水発泡が有利と考えられ、この検討が広く行なわれ
ている(特開平5−339338号公報)。
However, HFC-134a, which is a CFC-based blowing agent that does not destroy the ozone layer, has a boiling point of -26.3 ° C., which makes it difficult to handle at room temperature and also causes cost. There are still some supply problems including
From the viewpoints of both cost and environmental problems, it is considered that water foaming, in which water is used for foaming, is advantageous, and this study has been widely conducted (JP-A-5-339338).

【0005】ところで、0.1g/cm3以下の低密度の軟
質ポリウレタン発泡体の製造には、水発泡が主として行
なわれているが(ポリウレタン樹脂ハンドブック/岩田
敬治編/日刊工業新聞社/178〜185頁参照)、密
度が0.2〜0.8g/cm3の微小なセルを有するポリウレ
タン発泡体を水発泡で製造する場合、水とポリイソシア
ネートから二酸化炭素を発生する発泡反応とポリイソシ
アネートとポリオールが反応する高分子化反応のバラン
スを確実に調整する必要があり、ともすれば、発泡体表
面にピンホールが発生したり、発泡体の部位による密度
差が大きくなる傾向がある。
By the way, water foaming is mainly used in the production of a low-density soft polyurethane foam of 0.1 g / cm 3 or less (Polyurethane resin handbook / edited by Keiji Iwata / Nikkan Kogyo Shimbun / 178-). (See page 185), when a polyurethane foam having fine cells with a density of 0.2 to 0.8 g / cm 3 is produced by water foaming, a foaming reaction of generating carbon dioxide from water and polyisocyanate and a polyisocyanate It is necessary to surely adjust the balance of the polymerizing reaction in which the polyol reacts, and then, there is a tendency that pinholes are generated on the surface of the foam and the density difference between the parts of the foam becomes large.

【0006】発泡体表面を改良するため、水の量を増加
すると、泡化時に発泡圧力が高くなり、発泡体を型から
取出した後に、発泡体が膨らんだり、内部にワレが生じ
たり、発泡体中のエアーボイドが発泡体表面の変形を引
起したりすることがある。
When the amount of water is increased in order to improve the surface of the foam, the foaming pressure is increased during foaming, and the foam swells or cracks occur inside after the foam is taken out of the mold. Air voids in the body may cause deformation of the foam surface.

【0007】これらの問題を避けるためには、発泡から
脱型までの時間を延ばさざるを得ないが、生産性の高さ
が求められる反応射出成形法によるポリウレタン発泡体
の製造にとっては、これは大きな問題である。
In order to avoid these problems, the time from foaming to demolding must be extended, but for the production of polyurethane foam by the reaction injection molding method, which requires high productivity, this is required. It's a big problem.

【0008】かかる問題を解決するために鋭意検討を重
ねた結果、発泡剤として特定のアミン化合物の二酸化炭
素付加物を用い、かつ水分含量の低い原料を用いること
によって、高い生産性で、表面状態の優れた低密度のポ
リウレタン発泡体を製造することができることを見出
し、本発明を完成した。発泡剤として特定のアミン化合
物の二酸化炭素付加物を用いるポリウレタンフォームの
製造方法は特開平7−188367に示されているが、
この製造方法は架橋剤の使用量が比較的少なく、充分な
特性を有するポリウレタン発泡体が得られない。
As a result of earnest studies to solve the above problems, carbon dioxide adduct of a specific amine compound was used as a foaming agent and a raw material having a low water content was used, so that high productivity and surface condition were obtained. The present invention has been completed by finding that it is possible to produce a polyurethane foam having an excellent low density. A method for producing a polyurethane foam using a carbon dioxide adduct of a specific amine compound as a foaming agent is disclosed in JP-A-7-188367.
In this production method, the amount of the cross-linking agent used is relatively small and a polyurethane foam having sufficient properties cannot be obtained.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリイソシア
ネートと、ポリオール、触媒、発泡剤、架橋剤、必要に
応じて、内部離型剤、補強剤およびその他の助剤の混合
物から、反応射出成形法によって、密度が0.2〜0.8
g/cm3の微小なセルを有するポリウレタン発泡体を製造
する方法において、 a)発泡剤が第1級あるいは第2級のアミノ基を含有する
アミン化合物の二酸化炭素付加物であり、 b)ポリオール混合物の水分含量が0.8重量%以下であ
り、 c)架橋剤の使用量がポリオール100重量部当たり20
〜1000重量部であることを特徴とするポリウレタン
発泡体の製造法に関するものである。
The present invention is a reaction injection from a mixture of polyisocyanate and a polyol, a catalyst, a blowing agent, a cross-linking agent, and optionally an internal release agent, a reinforcing agent and other auxiliary agents. Depending on the molding method, the density is 0.2-0.8
In the method for producing a polyurethane foam having fine cells of g / cm 3 , a) the blowing agent is a carbon dioxide adduct of an amine compound containing a primary or secondary amino group, and b) a polyol. The water content of the mixture is less than 0.8% by weight, and c) the amount of the crosslinking agent used is 20 per 100 parts by weight of the polyol.
The present invention relates to a method for producing a polyurethane foam, which is characterized in that the amount is from about 1000 parts by weight.

【0010】本発明で用いられるポリイソシアネートと
しては、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチ
レンポリフェニルイソシアネート、トルエンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート、これらのポリイソシアネートをウレ
タン変性したりカルボジイミド変性した変性ポリイソシ
アネート、これらの混合物などがあり、ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシ
アネート、これらの変性ポリイソシアネートあるいはこ
れらの混合物が好ましい。
The polyisocyanates used in the present invention include diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, modified polyisocyanates obtained by subjecting these polyisocyanates to urethane modification or carbodiimide modification. Mixtures and the like are available, and diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, modified polyisocyanates thereof or mixtures thereof are preferable.

【0011】ポリオール混合物はポリオール、触媒、発
泡剤、架橋剤、必要に応じて、内部離型剤、補強剤およ
びその他の助剤からなる。ポリオールとしては、プロピ
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、ソル
ビトール、蔗糖などの水酸基含有化合物、トリエタノー
ルアミン、ジエタノールアミンなどのアミノ基や水酸基
を含有する化合物あるいはエチレンジアミン、ジアミノ
トルエンなどのアミノ基含有化合物に、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを付
加した分子中に2〜6個の水酸基を含有し、平均水酸基
当量が200以上、例えば500〜3000のポリエー
テルポリオールあるいはこれらのポリエーテルポリオー
ルにビニル化合物を付加重合したポリマーポリオールな
どが用いられる。また、ポリカルボン酸と低分子量の水
酸基含有化合物を反応して得られるポリエステルポリオ
ール、カプロラクトンを開環重合して得たポリカーボネ
ートポリオール、ポリエーテルポリオールの水酸基をア
ミノ化し、あるいはポリエーテルポリオールのイソシア
ネートプレポリマーを加水分解して得られるポリエーテ
ルポリアミンであって、平均活性水素当量が200以
上、例えば500〜3000のものであってもよい。ポ
リオールの分子量は、1000以上、好ましくは100
0〜18000、例えば2000〜8000であってよ
い。ポリオールの量は、ポリオール混合物100重量部
当たり5〜80重量部、例えば15〜50重量部であっ
てよい。
The polyol mixture comprises a polyol, a catalyst, a foaming agent, a cross-linking agent, and if necessary, an internal mold release agent, a reinforcing agent and other auxiliaries. As the polyol, propylene glycol, diethylene glycol, glycerin,
Trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sucrose and other hydroxyl group containing compounds, triethanolamine, diethanolamine and other amino group and hydroxyl group containing compounds or ethylenediamine, diaminotoluene and other amino group containing compounds, ethylene oxide, propylene oxide and other A polyether polyol having 2 to 6 hydroxyl groups in the molecule to which an alkylene oxide is added and having an average hydroxyl equivalent of 200 or more, for example, 500 to 3000, or a polymer polyol obtained by addition-polymerizing a vinyl compound to these polyether polyols. Used. Further, a polyester polyol obtained by reacting a polycarboxylic acid and a low molecular weight hydroxyl group-containing compound, a polycarbonate polyol obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, an amination of hydroxyl groups of a polyether polyol, or an isocyanate prepolymer of a polyether polyol It may be a polyether polyamine obtained by hydrolyzing a., And having an average active hydrogen equivalent of 200 or more, for example, 500 to 3000. The molecular weight of the polyol is 1000 or more, preferably 100.
It may be 0 to 18000, for example 2000 to 8000. The amount of polyol may be 5 to 80 parts by weight, for example 15 to 50 parts by weight, per 100 parts by weight of the polyol mixture.

【0012】触媒としては、トリエチレンジアミン、ペ
ンタメチルジエチレントリアミン、1,8−ジアザビシ
クロ−5,4,0−ウンデセン−7、ジメチルアミノエタ
ノール、テトラメチルエチレンジアミン、ジメチルベン
ジルアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビ
ス(2−ジメチルアミノエチル)エーテルなどの第3級ア
ミンやジブチル錫ジラウレート、オクタン酸錫、ジブチ
ル錫ジアセテートなどの有機金属化合物が用いられる。
触媒の量は、ポリオール混合物100重量部当たり0.
1〜5重量部であってよい。
As the catalyst, triethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, 1,8-diazabicyclo-5,4,0-undecene-7, dimethylaminoethanol, tetramethylethylenediamine, dimethylbenzylamine, tetramethylhexamethylenediamine, bis ( Tertiary amines such as 2-dimethylaminoethyl) ether and organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate, tin octoate and dibutyltin diacetate are used.
The amount of catalyst is 0.1 per 100 parts by weight of the polyol mixture.
It may be from 1 to 5 parts by weight.

【0013】発泡剤は、第1級あるいは第2級のアミノ
基を含有するアミン化合物、例えばエチレンジアミン、
ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリ
エチレンテトラミンなどのポリアミン、エタノールアミ
ン、N−メチルエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミ
ンなどのアルカノールアミン、好ましくはアルカノール
アミンの二酸化炭素付加物であり、それは、アミン化合
物を30〜110℃、好ましくは50〜80℃に加温
し、ゆっくり撹拌しながら、1〜5Barの二酸化炭素を
吹込めば、比較的短時間で容易に合成することができ
る。ふつう、2アミン当量のアミン化合物に1モルの二
酸化炭素が吸収された段階で反応は終了し、発熱がとま
る。この反応液は、常温で固化する傾向があるため、ア
ミン化合物にその半量以上の液状のポリオールあるいは
架橋剤を前以て加えておくことが好ましい。低沸点の炭
化水素、フロン系発泡剤、窒素ガス、空気などを発泡剤
として部分的に併用してもよい。発泡剤の使用量は、ポ
リオール混合物100重量部当たり、1〜30重量部、
例えば、2〜10重量部であってよい。
The blowing agent is an amine compound containing a primary or secondary amino group, such as ethylenediamine,
Hexamethylenediamine, polyamines such as diethylenetriamine and triethylenetetramine, alkanolamines such as ethanolamine, N-methylethanolamine, diethanolamine, isopropanolamine and diisopropanolamine, preferably carbon dioxide adducts of alkanolamines, which are amines. When the compound is heated to 30 to 110 ° C., preferably 50 to 80 ° C., and carbon dioxide of 1 to 5 Bar is blown in while slowly stirring, the compound can be easily synthesized in a relatively short time. Usually, the reaction ends at the stage when 1 mol of carbon dioxide is absorbed in 2 amine equivalents of the amine compound, and the heat generation stops. Since this reaction liquid tends to solidify at room temperature, it is preferable to add to the amine compound half or more of the liquid polyol or crosslinking agent in advance. A low boiling point hydrocarbon, a freon-based foaming agent, nitrogen gas, air or the like may be partially used as a foaming agent. The amount of the foaming agent used is 1 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the polyol mixture,
For example, it may be 2 to 10 parts by weight.

【0014】しかし、水を発泡剤として併用すること
は、あまり好ましいことではない。アミン化合物発泡に
対する水発泡の度合が増えるに従い、発泡圧力が上昇
し、短時間の脱型に悪影響を及ぼす。けれども、補強剤
の添加など原料の取扱い上、水の混入は避け難いが、そ
の量は、ポリオール混合物の0.8重量%以下、好まし
くは0.5重量%以下でなければならない。0.8重量%
より多いと、短時間で脱型すると発泡体が膨らんだり、
ワレが生じたりし、ポリウレタン発泡体の生産性がその
分低下する。
However, the combined use of water as a foaming agent is not very preferable. As the degree of water foaming relative to amine compound foaming increases, the foaming pressure increases, which adversely affects demolding in a short time. However, mixing of water is unavoidable from the viewpoint of handling the raw material such as addition of a reinforcing agent, but the amount must be 0.8% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less of the polyol mixture. 0.8% by weight
If more, the foam will swell when removed from the mold in a short time,
Cracks may occur, and the productivity of the polyurethane foam may be reduced accordingly.

【0015】架橋剤としては、分子量が62〜1000
の多価アルコール、例えばエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、
ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロール
プロパン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ポリプロピレングリコールや多価アミン、例えばジ
エチルトルエンジアミン、t−ブチルトルエンジアミ
ン、ジエチルジアミノベンゼン、トリエチルジアミノベ
ンゼン、テトラエチルジアミノジフェニルメタンなどが
必要に応じて用いられ、これらにアルキレンオキシドを
付加したポリエーテルポリオールなども用いられ、特公
昭54−17359号公報、特公平1−34527号公
報、特開昭57−74325号公報、特公昭63−47
726号公報などに記載されている。架橋剤の分子量
は、1000未満(62〜1000)、例えば、62〜
500であってよい。架橋剤の使用量は、ポリオール1
00重量部当たり、20〜1000重量部であるが、例
えば、20〜300重量部であってよい。
The cross-linking agent has a molecular weight of 62 to 1,000.
Polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol,
Neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol and polyvalent amines such as diethyltoluenediamine, t-butyltoluenediamine, diethyldiaminobenzene, triethyldiaminobenzene, tetraethyl. Diaminodiphenylmethane and the like are used as needed, and polyether polyols and the like in which alkylene oxide is added are also used. JP-B-54-17359, JP-B-1-34527, and JP-A-57-74325. , JP-B-63-47
No. 726, etc. The molecular weight of the cross-linking agent is less than 1000 (62-1000), for example 62-
It may be 500. The amount of the cross-linking agent used is polyol 1
It is 20 to 1000 parts by weight, but may be 20 to 300 parts by weight, for example, per 00 parts by weight.

【0016】内部離型剤としては、カルボン酸金属塩と
アミンの混合物(特公昭63−52056号公報)、ポリ
シロキサンとイソシアネートの反応物(特公昭58−1
139号公報)、アミンと脂肪族カルボン酸塩とカルボ
ン酸エステルの混合物(特公昭55−42091号公
報)、硬化ヒマシ油(特公平4−20925号公報)、脂
肪酸ポリエステルと低級アルキルアセトアセテートのエ
ステル交換生成物(特開平5−155969号公報)など
が必要に応じて用いられる。
As the internal mold release agent, a mixture of a carboxylic acid metal salt and an amine (Japanese Patent Publication No. 63-52056) and a reaction product of polysiloxane and isocyanate (Japanese Patent Publication No. 58-1).
139), a mixture of amine, aliphatic carboxylic acid salt and carboxylic acid ester (Japanese Patent Publication No. 55-42091), hydrogenated castor oil (Japanese Patent Publication No. 4-20925), ester of fatty acid polyester and lower alkyl acetoacetate. Exchange products (Japanese Patent Laid-Open No. 5-155969) and the like are used as necessary.

【0017】補強剤は、ガラス質、無機質、鉱物質など
のファイバー、例えばミルドグラスファイバー、ワラス
トナイトファイバー、プロセストミネラルファイバーあ
るいはフレーク、例えばマイカ、ガラスフレークなどで
あり、必要に応じて用いられる。またガラスマット、ガ
ラスクロスなどをあらかじめ型内にセットしておき、そ
の上でポリウレタン原料を注入して発泡体を得ることも
できる。
The reinforcing agent is a fiber such as glassy material, inorganic material, or mineral material, for example, milled glass fiber, wollastonite fiber, processed mineral fiber or flake, for example, mica, glass flake, etc., and is used as necessary. . It is also possible to set a glass mat, a glass cloth, etc. in advance in a mold and then inject a polyurethane raw material thereover to obtain a foam.

【0018】その他の助剤として、気泡安定剤、例えば
シリコーン系整泡剤、界面活性剤、耐候剤、例えば酸化
防止剤、UV吸収剤、安定剤、例えば2,6−ジ−t−ブ
チル−4−メチルフェノール、テトラキス[メチレン
3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4'−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート]メタン、着色剤などが必要に応じて
用いられる。
Other auxiliary agents include foam stabilizers such as silicone type foam stabilizers, surfactants, weathering agents such as antioxidants, UV absorbers and stabilizers such as 2,6-di-t-butyl-. 4-methylphenol, tetrakis [methylene
3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, a colorant and the like are used as necessary.

【0019】反応射出成形法によるポリウレタン発泡体
の製造には、ポリウレタンエンジニアリング製のR−R
IM用高圧ポリウレタン発泡機などの反応射出成形機が
用いられる。
For the production of polyurethane foam by the reaction injection molding method, polyurethane engineering RR
A reaction injection molding machine such as a high-pressure polyurethane foaming machine for IM is used.

【0020】ポリイソシアネートとポリオール混合物
を、高圧ポリウレタン発泡機などを用いて、反応射出成
形法によって、型に注入すれば、原料は型内で発泡膨張
後硬化して、ポリウレタン発泡体を取出すことができ
る。
When a mixture of polyisocyanate and polyol is injected into a mold by a reaction injection molding method using a high-pressure polyurethane foaming machine or the like, the raw material is expanded and expanded in the mold and then cured, so that the polyurethane foam can be taken out. it can.

【0021】[0021]

【作用】発泡剤であるアミン化合物は、ポリイソシアネ
ートと反応して二酸化炭素を放出し、残されたアミンは
ポリイソシアネートと反応してウレア結合を生成するの
で、原料は低粘度で発泡しながら型内を流れるため、よ
り低い密度で型内を充填でき、より少ない発生ガス量で
所定の密度の発泡体を、低いオーバーバック率で得るこ
とができる。さらに、脱型時の原料の発泡圧力が下が
り、短時間で脱型してもワレたり膨らんだりすることも
なく、密度分布が均一で、発泡体表面にピンホール、ボ
イドなどが生じることも少ない。
[Function] The amine compound, which is a foaming agent, reacts with polyisocyanate to release carbon dioxide, and the remaining amine reacts with polyisocyanate to form a urea bond. Since it flows through the inside, the inside of the mold can be filled with a lower density, and a foam having a predetermined density can be obtained with a smaller amount of generated gas with a low overback ratio. Further, the foaming pressure of the raw material at the time of demolding is reduced, and even if the material is demolded in a short time, it does not crack or swell, the density distribution is uniform, and pinholes and voids are less likely to occur on the foam surface. .

【0022】[0022]

【実施例】本発明で用いるアミン化合物の合成例を参考
例で示し、実施例と比較例で、本発明を具体的に説明す
る。なお、部は重量部である。
EXAMPLES A synthetic example of an amine compound used in the present invention will be shown in Reference Examples, and the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. Parts are parts by weight.

【0023】参考例1 60rpmの回転翼を持つ10リットルのダブルジャケッ
ト耐圧反応容器に、エタノールアミン2.39kg、N−
メチルエタノールアミン2.94kgおよびエチレングリ
コール2.94kgを投入し、撹拌しながら50℃に加温
した。この容器に減圧弁のついた二酸化炭素ボンベをつ
なぎ、3気圧に減圧した二酸化炭素を撹拌しながら液状
部に供給した。約3時間で液温は90℃に上昇し、その
後ゆっくりと低下し50℃に戻った。二酸化炭素供給後
8時間で液を容器から抜取り、計量したら9.95kgで
あった。この液は常温でも安定で、80℃に加熱して
も、ガスの異常発生は見られず、20リットルブリキ缶
に入れてそのまま保存することができた。この液280
gを300ccの圧力計付き耐圧容器にいれ、密閉したま
ま50℃に加熱したところ、圧力は0.17Barになっ
た。空気膨張により発生した圧力分を差引くと、この液
の蒸気は、0.07Barしかなかった。
Reference Example 1 A 10-liter double-jacket pressure-resistant reaction vessel having a rotor of 60 rpm, 2.39 kg of ethanolamine, N-
2.94 kg of methyl ethanolamine and 2.94 kg of ethylene glycol were added and the mixture was heated to 50 ° C. with stirring. A carbon dioxide bomb equipped with a pressure reducing valve was connected to this container, and carbon dioxide depressurized to 3 atm was supplied to the liquid portion while stirring. The liquid temperature rose to 90 ° C. in about 3 hours and then slowly dropped back to 50 ° C. The liquid was withdrawn from the container 8 hours after supplying carbon dioxide and weighed 9.95 kg. This liquid was stable even at room temperature, and no abnormal generation of gas was observed even when heated to 80 ° C., and could be stored in a 20 liter tin can as it was. This liquid 280
When g was put in a pressure-resistant container with a pressure gauge of 300 cc and heated at 50 ° C. in a sealed state, the pressure became 0.17 Bar. When the pressure generated by air expansion was subtracted, the vapor of this liquid was only 0.07 Bar.

【0024】参考例2 参考例1と同じ耐圧反応容器に、エタノールアミン1.
04kg、N−メチルエタノールアミン2.57kg、ジエ
タノールアミン1.8kgおよびエチレングリコール3.0
8kgを投入し、撹拌しながら50℃に加温した。この容
器に減圧弁のついた二酸化炭素ボンベをつなぎ、1気圧
に減圧した二酸化炭素を撹拌しながら液上部に供給し
た。約7時間で液温は90℃に上昇し、その後ゆっくり
と低下し50℃に戻った。二酸化炭素供給後12時間で
液を容器から抜取り、計量したら9.97kgであった。
この液は常温でも安定で、80℃に加熱しても、ガスの
異常発生は見られず、20リットルブリキ缶に入れてそ
のまま保存することができた。この液100gをビーカ
ーに採り、燐酸70gをゆっくり滴下したところ、ガス
が激しく発生した。ガス発生が終了した後、計量したと
ころ、155.2gであった。
Reference Example 2 In the same pressure resistant reactor as in Reference Example 1, ethanolamine 1.
04 kg, N-methylethanolamine 2.57 kg, diethanolamine 1.8 kg and ethylene glycol 3.0
8 kg was added and the mixture was heated to 50 ° C. with stirring. A carbon dioxide bomb equipped with a pressure reducing valve was connected to this container, and carbon dioxide depressurized to 1 atm was supplied to the upper portion of the liquid while stirring. The liquid temperature rose to 90 ° C. in about 7 hours, then slowly dropped and returned to 50 ° C. The liquid was withdrawn from the container 12 hours after the carbon dioxide was supplied and weighed to be 9.97 kg.
This liquid was stable at room temperature, and no abnormal gas generation was observed even when heated to 80 ° C., and it was possible to store it in a 20-liter tin can as it was. When 100 g of this liquid was placed in a beaker and 70 g of phosphoric acid was slowly added dropwise, gas was violently generated. After the gas generation was completed, the weight was measured and found to be 155.2 g.

【0025】参考例3 参考例1と同じ耐圧反応容器に、エタノールアミン3.
67kgおよびエチレングリコール4.99gを投入し、
撹拌しながら50℃に加温した。この容器に減圧弁のつ
いた二酸化炭素ボンベをつなぎ、3気圧に減圧し二酸化
炭素を撹拌しながら液上部に供給した。約30分で液温
は100℃に上昇し、その後ゆっくりと低下し50℃に
戻った。二酸化炭素供給後4時間で液を容器から抜取
り、計量したら9.98kgであった。この液は常温であ
った。
Reference Example 3 In the same pressure resistant reaction vessel as in Reference Example 1, ethanolamine 3.
67 kg and 4.99 g of ethylene glycol were added,
Warm to 50 ° C. with stirring. A carbon dioxide bomb equipped with a pressure reducing valve was connected to this container, the pressure was reduced to 3 atm, and carbon dioxide was supplied to the upper portion of the liquid while stirring. The liquid temperature rose to 100 ° C. in about 30 minutes and then slowly dropped back to 50 ° C. The liquid was withdrawn from the container 4 hours after supplying carbon dioxide and weighed 9.98 kg. This liquid was at room temperature.

【0026】実施例1 トリメチロールプロパンにプロピレンオキシドを付加し
たOH価880mgKOH/gのポリエーテルポリオール
(架橋剤)60部、グリセリンにプロピレンオキシドとエ
チレンオキシドを付加したOH価35mgKOH/gのポ
リエーテルポリオール(ポリオール)40部、トリエチレ
ンジアミンの33%ジプロピレングリコール溶液(触媒)
1.5部、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテルの
70%ジプロピレングリコール溶液(東ソー製:Toyocat
ET、触媒)1部、水0.5部および参考例1で得たア
ミン化合物9部をよく混合し、これにミルドグラスファ
イバー(日東紡績製:SS−10−404、補強剤)51.
6部を加え撹拌した。このポリオール混合物と40%の
多核体を含むイソシアネート基含有率31.5%のポリ
メチレンポリフェニルイソシアネートを各々30kg用意
し、R−RIM用高圧ポリウレタン発泡機(ポリウレタ
ンエンジニアリング社製:MC−106)のタンクに入
れ、液温を各々40℃にした後、混合比100:113
(重量比)、吐出量450g/秒、混合圧力160kg/c
m2、注入時間1秒で、そのサイズが900mm×300mm
×4mmのシート状金型に一方の短辺部から注入し、その
注入部から7.5cmの位置に設置した圧力センサーで型
内圧力を測定した。最大の型内圧力は2.3kg/cm2であ
った。
Example 1 Polyether polyol having an OH number of 880 mgKOH / g obtained by adding propylene oxide to trimethylolpropane.
(Crosslinking agent) 60 parts, 40 parts of polyether polyol (polyol) having an OH value of 35 mgKOH / g, which is obtained by adding propylene oxide and ethylene oxide to glycerin, and 33% dipropylene glycol solution of triethylenediamine (catalyst).
1.5 parts of a 70% solution of bis (2-dimethylaminoethyl) ether in dipropylene glycol (manufactured by Tosoh: Toyocat
1 part (ET, catalyst), 0.5 part of water and 9 parts of the amine compound obtained in Reference Example 1 were mixed well, and milled glass fiber (manufactured by Nitto Boseki: SS-10-404, reinforcing agent) 51.
6 parts were added and stirred. 30 kg each of this polyol mixture and polymethylene polyphenyl isocyanate having an isocyanate group content of 31.5% containing 40% of polynuclear body were prepared respectively, and were prepared by using a high pressure polyurethane foaming machine for R-RIM (Polyurethane Engineering Co .: MC-106). After putting in the tank and adjusting the liquid temperature to 40 ℃, mix ratio 100: 113
(Weight ratio), discharge rate 450g / sec, mixing pressure 160kg / c
m 2 with injection time of 1 second, its size is 900mm × 300mm
It was poured into a 4 mm sheet metal mold from one short side, and the pressure inside the mold was measured by a pressure sensor placed 7.5 cm from the injection part. The maximum mold pressure was 2.3 kg / cm 2 .

【0027】注入後45秒で発泡体を金型から取出し、
25℃、湿度50%で48時間放置後、密度分布および
物性を測定したが、どちらも水発泡の場合と同程度の結
果を示した。各々の測定値を表2に示す。また、同じ大
きさの金型で部分的に厚みが10mm、15mm、20mm、
および25mmになるよう設計された金型を用いて、同様
に45秒後に発泡体を金型より取出し、内部割れによる
表面欠陥を各肉厚部で観察したが、全ての肉厚部でその
ような欠陥は生じていなかった。その結果を表1および
2に示す。
45 seconds after the injection, the foam was taken out of the mold,
After standing for 48 hours at 25 ° C. and 50% humidity, the density distribution and physical properties were measured, and both showed the same results as in the case of water foaming. Table 2 shows each measured value. Also, molds of the same size with partial thicknesses of 10 mm, 15 mm, 20 mm,
Similarly, after 45 seconds, the foam was taken out from the mold using a mold designed to have a thickness of 25 mm and surface defects due to internal cracks were observed in each thick part. There were no major defects. The results are shown in Tables 1 and 2.

【0028】実施例2 参考例3で得たアミン化合物にした以外は実施例1と同
様のポリオール、架橋剤、触媒を同部数用い、これにミ
ルドグラスファイバー(日東紡績製:SS−10−40
4)52.4部を加え撹拌したポリオール混合物を用い
て、混合比100:115(重量比)以外は実施例1と同
じ条件で発泡体を得、実施例1と同様良好な結果を得
た。結果を表1および2に示す。
Example 2 The same amount of the same polyol, crosslinking agent and catalyst as in Example 1 was used except that the amine compound obtained in Reference Example 3 was used, and milled glass fiber (SS-10-40 manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) was used.
4) Using the polyol mixture obtained by adding and stirring 52.4 parts, a foamed product was obtained under the same conditions as in Example 1 except for the mixing ratio of 100: 115 (weight ratio), and good results were obtained as in Example 1. . The results are shown in Tables 1 and 2.

【0029】比較例1 実施例1で用いた原料から参考例1で得たアミン化合物
を除き、代わりに水を1.2部に増量し、これにミルド
グラスファイバー(日東紡績製:SS−10−404)4
6.7部を加え撹拌したポリオール混合物(水分含量測定
値0.9%)を用いて、混合比100:110(重量比)以
外は実施例1と同じ条件で金型に原料を注入したが、型
内最大圧力が4.5kg/cm2と高く、それに起因して発泡
体は、4mm肉厚部を除く全ての肉厚部で内部割れによる
表面欠陥が認められた。結果を表1および2に示す。
Comparative Example 1 The amine compound obtained in Reference Example 1 was removed from the raw material used in Example 1, and water was added to 1.2 parts instead of this, and milled glass fiber (SS-10 manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) was added. -404) 4
Using a polyol mixture (moisture content measured value 0.9%) to which 6.7 parts was added and stirred, the raw materials were injected into the mold under the same conditions as in Example 1 except that the mixing ratio was 100: 110 (weight ratio). The maximum pressure inside the mold was as high as 4.5 kg / cm 2, and due to this, surface defects due to internal cracks were observed in all the thick parts except the thick part of 4 mm. The results are shown in Tables 1 and 2.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、アミン化合物で発泡し
た原料は、非常に優れた流れ性を示し、容易に型内に充
填することができ、水発泡に比べてより短時間で脱型し
てもなんら膨れが生ずることもなく、優れた表面性状を
有する低密度のポリウレタン発泡体を製造することがで
きる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a raw material foamed with an amine compound exhibits extremely excellent flowability, can be easily filled in a mold, and can be demolded in a shorter time than water foaming. Even if it does not swell at all, a low density polyurethane foam having excellent surface properties can be produced.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリイソシアネートと、ポリオール、触
媒、発泡剤、架橋剤、必要に応じて、内部離型剤、補強
剤およびその他の助剤の混合物から、反応射出成形法に
よって、密度が0.2〜0.8g/cm3の微小なセルを有す
るポリウレタン発泡体を製造する方法において、 a)発泡剤が第1級あるいは第2級のアミノ基を含有する
アミン化合物の二酸化炭素付加物であり、 b)ポリオール混合物の水分含量が0.8重量%以下であ
り、 c)架橋剤の使用量がポリオール100重量部当たり20
〜1000重量部であることを特徴とするポリウレタン
発泡体の製造法。
1. A mixture of polyisocyanate, a polyol, a catalyst, a foaming agent, a cross-linking agent and, if necessary, an internal mold release agent, a reinforcing agent and other auxiliaries and having a density of 0. A method for producing a polyurethane foam having minute cells of 2 to 0.8 g / cm 3 , wherein a) the foaming agent is a carbon dioxide adduct of an amine compound containing a primary or secondary amino group. B) the water content of the polyol mixture is less than or equal to 0.8% by weight, and c) the amount of crosslinking agent used is 20 per 100 parts by weight of polyol.
~ 1000 parts by weight, a method for producing a polyurethane foam.
【請求項2】 ポリイソシアネートがポリメチレンポリ
フェニルイソシアネートであり、発泡剤がアルカノール
アミンの二酸化炭素付加物である請求項1記載のポリウ
レタンの製造法。
2. The method for producing a polyurethane according to claim 1, wherein the polyisocyanate is polymethylene polyphenyl isocyanate and the blowing agent is a carbon dioxide adduct of alkanolamine.
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