JPH1036473A - 発泡ポリウレタン用組成物及び発泡体の製法 - Google Patents
発泡ポリウレタン用組成物及び発泡体の製法Info
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- JPH1036473A JPH1036473A JP8194969A JP19496996A JPH1036473A JP H1036473 A JPH1036473 A JP H1036473A JP 8194969 A JP8194969 A JP 8194969A JP 19496996 A JP19496996 A JP 19496996A JP H1036473 A JPH1036473 A JP H1036473A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水を発泡剤として用いても、ポットライフが
長くて発泡作業性に優れるとともに衝撃強度などに優れ
る発泡ポリウレタン用組成物及び発泡体の製法を提供す
ること。 【解決手段】 25゜Cで250〜1500ポイズの粘
度を有するとともに、イソシアネート基含有率が10〜
25重量%であるイソシアネート基末端プレポリマー、
分子量が62〜400で活性水素を分子内に2以上有す
る1種以上の活性水素化合物及び発泡剤からなる発泡ポ
リウレタン用組成物である。前記活性水素化合物がグリ
セリン又はグリコールとグリセリンとであることが好ま
しく、また、水を発泡剤とすることができる。前記組成
物であって、常温で5分以上のポットライフを有するも
のを型の中で加熱して発泡・硬化させる発泡体の製法で
ある。
長くて発泡作業性に優れるとともに衝撃強度などに優れ
る発泡ポリウレタン用組成物及び発泡体の製法を提供す
ること。 【解決手段】 25゜Cで250〜1500ポイズの粘
度を有するとともに、イソシアネート基含有率が10〜
25重量%であるイソシアネート基末端プレポリマー、
分子量が62〜400で活性水素を分子内に2以上有す
る1種以上の活性水素化合物及び発泡剤からなる発泡ポ
リウレタン用組成物である。前記活性水素化合物がグリ
セリン又はグリコールとグリセリンとであることが好ま
しく、また、水を発泡剤とすることができる。前記組成
物であって、常温で5分以上のポットライフを有するも
のを型の中で加熱して発泡・硬化させる発泡体の製法で
ある。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は発泡ポリウレタン用
組成物及びポリウレタン発泡体の製法に関する。
組成物及びポリウレタン発泡体の製法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、発泡ポリウレタン用組成物とし
て、低分子量の有機ポリイソシアネート、活性水素化合
物、触媒及び水などの発泡剤から成る組成物を高圧発泡
機に供給し、該高圧発泡機から組成物を発泡成形型内に
吐出し、該型を閉じ、型内で発泡・硬化させることによ
りポリウレタン発泡体を製造する方法が行われている。
また、一液発泡ポリウレタン樹脂用組成物が、特開平7
−316253号公報に開示されている。則ち、イソシ
アネート基末端プレポリマー、触媒、添加剤及び必要に
応じて発泡剤から成る一液発泡ポリウレタン樹脂用組成
物であって、前記触媒がホスホレンオキサイド等のカル
ボジイミド化触媒からなる組成物が開示されている。
て、低分子量の有機ポリイソシアネート、活性水素化合
物、触媒及び水などの発泡剤から成る組成物を高圧発泡
機に供給し、該高圧発泡機から組成物を発泡成形型内に
吐出し、該型を閉じ、型内で発泡・硬化させることによ
りポリウレタン発泡体を製造する方法が行われている。
また、一液発泡ポリウレタン樹脂用組成物が、特開平7
−316253号公報に開示されている。則ち、イソシ
アネート基末端プレポリマー、触媒、添加剤及び必要に
応じて発泡剤から成る一液発泡ポリウレタン樹脂用組成
物であって、前記触媒がホスホレンオキサイド等のカル
ボジイミド化触媒からなる組成物が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低分子
量の有機ポリイソシアネートを用いた前記組成物のポッ
トライフ(可使時間)は長くても数十秒であり、原料を
定量計量し攪拌後数十秒以内に型に注入しなければなら
ないので、発泡作業性が悪い或いは発泡成形機が大がか
りになり易いといった問題があった。また、前記特開平
7−316253号公報に開示の組成物の場合、高価な
カルボジイミド化触媒を必要とするといった問題があっ
た。
量の有機ポリイソシアネートを用いた前記組成物のポッ
トライフ(可使時間)は長くても数十秒であり、原料を
定量計量し攪拌後数十秒以内に型に注入しなければなら
ないので、発泡作業性が悪い或いは発泡成形機が大がか
りになり易いといった問題があった。また、前記特開平
7−316253号公報に開示の組成物の場合、高価な
カルボジイミド化触媒を必要とするといった問題があっ
た。
【0004】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、ポットライフが長くて発泡作業性に優れるとともに
衝撃強度などの物性に優れるうえに、大がかりな発泡設
備或いは高価な触媒を特に必要とない発泡ポリウレタン
用組成物及び発泡体の製法を提供することを課題とす
る。
で、ポットライフが長くて発泡作業性に優れるとともに
衝撃強度などの物性に優れるうえに、大がかりな発泡設
備或いは高価な触媒を特に必要とない発泡ポリウレタン
用組成物及び発泡体の製法を提供することを課題とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
25゜Cで250〜1500ポイズの粘度を有するとと
もに、イソシアネート基含有率が10〜25重量%であ
るイソシアネート基末端プレポリマー、分子量が62〜
400で活性水素を分子内に2個以上有する1種以上の
活性水素化合物及び発泡剤からなる発泡ポリウレタン用
組成物である。
25゜Cで250〜1500ポイズの粘度を有するとと
もに、イソシアネート基含有率が10〜25重量%であ
るイソシアネート基末端プレポリマー、分子量が62〜
400で活性水素を分子内に2個以上有する1種以上の
活性水素化合物及び発泡剤からなる発泡ポリウレタン用
組成物である。
【0006】請求項2記載の発明は、1種以上の活性水
素化合物が、グリセリン又はグリコールとグリセリンで
あることを特徴とする請求項1に記載の発泡ポリウレタ
ン用組成物である。
素化合物が、グリセリン又はグリコールとグリセリンで
あることを特徴とする請求項1に記載の発泡ポリウレタ
ン用組成物である。
【0007】請求項3記載の発明は、発泡剤が水である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の発泡ポリウレ
タン用組成物である。
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の発泡ポリウレ
タン用組成物である。
【0008】請求項4記載の発明は、請求項1ないし3
のいずれかに記載の組成物であって、常温でのポットラ
イフが5分以上である組成物を型の中で加熱して発泡・
硬化させることを特徴とする発泡体の製法である。
のいずれかに記載の組成物であって、常温でのポットラ
イフが5分以上である組成物を型の中で加熱して発泡・
硬化させることを特徴とする発泡体の製法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の発泡ポリウレタン用組成
物は、25゜Cで250〜1500ポイズの粘度を有す
るとともに、イソシアネート基含有率が10〜25重量
%であるイソシアネート基末端プレポリマー、分子量が
62〜400で活性水素を分子内に2個以上有する1種
以上の活性水素化合物及び発泡剤からなるものである。
物は、25゜Cで250〜1500ポイズの粘度を有す
るとともに、イソシアネート基含有率が10〜25重量
%であるイソシアネート基末端プレポリマー、分子量が
62〜400で活性水素を分子内に2個以上有する1種
以上の活性水素化合物及び発泡剤からなるものである。
【0010】本発明で用いるイソシアネート基末端プレ
ポリマーは、25゜Cで250〜1500ポイズの粘度
を有するとともに、イソシアネート基含有率が10〜2
5重量%のものである。イソシアネート基(NCO基)
の濃度がこのように低いので、イソシアネート基末端プ
レポリマーの反応性が低い。従って、イソシアネート基
との反応が早いことが知られている水を発泡剤として用
いても、常温(25゜C)で数十分(例えば30〜60
分)のポットライフとすることが可能である。また、水
等との反応の際の反応熱の発生も少ない。更に、粘度が
高いので、イソシアネート基と水との反応によって生じ
る炭酸ガスなどの発生ガスを発泡反応系に閉じ込め易い
ので、発泡セルが小さくなる。例えば、粘度が250ポ
イズ未満でイソシアネート基含有率が25重量%を超え
ると、ポットライフが常温で数分未満となり易く、ま
た、発生した発泡セルが凝集し、より大きなセルとなり
易く、粘度が1500ポイズを超えイソシアネート基含
有率が10重量%未満であると、活性水素化合物とイソ
シアネート基との反応が遅過ぎて、また、均一に混合し
にくくポリウレタン発泡体の製造効率が悪い、或いは衝
撃強度等の性質が低下しやすい。
ポリマーは、25゜Cで250〜1500ポイズの粘度
を有するとともに、イソシアネート基含有率が10〜2
5重量%のものである。イソシアネート基(NCO基)
の濃度がこのように低いので、イソシアネート基末端プ
レポリマーの反応性が低い。従って、イソシアネート基
との反応が早いことが知られている水を発泡剤として用
いても、常温(25゜C)で数十分(例えば30〜60
分)のポットライフとすることが可能である。また、水
等との反応の際の反応熱の発生も少ない。更に、粘度が
高いので、イソシアネート基と水との反応によって生じ
る炭酸ガスなどの発生ガスを発泡反応系に閉じ込め易い
ので、発泡セルが小さくなる。例えば、粘度が250ポ
イズ未満でイソシアネート基含有率が25重量%を超え
ると、ポットライフが常温で数分未満となり易く、ま
た、発生した発泡セルが凝集し、より大きなセルとなり
易く、粘度が1500ポイズを超えイソシアネート基含
有率が10重量%未満であると、活性水素化合物とイソ
シアネート基との反応が遅過ぎて、また、均一に混合し
にくくポリウレタン発泡体の製造効率が悪い、或いは衝
撃強度等の性質が低下しやすい。
【0011】前記イソシアネート基末端プレポリマー
は、有機ポリイソシアネート化合物と、イソシアネート
基に対して活性な水素を2個以上、好ましくは2個有す
る活性水素含有化合物とを付加反応させて、25゜Cで
の粘度が250〜1500ポイズであるとともに、イソ
シアネート基含有率が10〜25重量%の範囲となるよ
うに調整したものである。なお、イソシアネート基含有
率とは、イソシアネート基末端プレポリマー中のイソシ
アネート官能基の総重量をイソシアネート基末端プレポ
リマーの重量で除して100倍したものである。
は、有機ポリイソシアネート化合物と、イソシアネート
基に対して活性な水素を2個以上、好ましくは2個有す
る活性水素含有化合物とを付加反応させて、25゜Cで
の粘度が250〜1500ポイズであるとともに、イソ
シアネート基含有率が10〜25重量%の範囲となるよ
うに調整したものである。なお、イソシアネート基含有
率とは、イソシアネート基末端プレポリマー中のイソシ
アネート官能基の総重量をイソシアネート基末端プレポ
リマーの重量で除して100倍したものである。
【0012】前記有機ポリイソシアネート化合物とは、
イソシアネート基を2個以上、好ましくは2個有する化
合物であって、例えば、2、4ートリレンジイソシアネ
ート、2、6ートリレンジイソシアネート、ポリメリッ
クジフェニルメタンジイソシアネート、m−テトラメチ
ルキシレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート
化合物、ヘキサメチレンジイソシアネート 1、6、1
1ーウンデカントリイソシアネート、1、3、6ーヘキ
サメチレントリイソシアネート等の脂肪族イソシアネー
ト化合物、イソホロンジイソシアネート、水添加キシリ
レンジイソシアネート、水添加ジフェニルメタンジイソ
シアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物等が挙げ
られる。これらのイソシアネート化合物は1種又は2種
以上を用いることができる。
イソシアネート基を2個以上、好ましくは2個有する化
合物であって、例えば、2、4ートリレンジイソシアネ
ート、2、6ートリレンジイソシアネート、ポリメリッ
クジフェニルメタンジイソシアネート、m−テトラメチ
ルキシレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート
化合物、ヘキサメチレンジイソシアネート 1、6、1
1ーウンデカントリイソシアネート、1、3、6ーヘキ
サメチレントリイソシアネート等の脂肪族イソシアネー
ト化合物、イソホロンジイソシアネート、水添加キシリ
レンジイソシアネート、水添加ジフェニルメタンジイソ
シアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物等が挙げ
られる。これらのイソシアネート化合物は1種又は2種
以上を用いることができる。
【0013】プレポリマーを製造するための前記活性水
素含有化合物とは、ジアミン、アミノアルコール、ポリ
オールなどのアミン基、水酸基等のイソシアネート基に
対して活性な活性水素を2個以上有する化合物である。
前記ポリオールとは、分子内に水酸基を2個以上持つ化
合物である。ポリオールの例は、分子量が400〜10
000、好ましくは、400〜3000で、水酸基を2
〜5個、好ましくは、分子両末端に水酸基を2個有する
高分子ポリオール或いは水酸基を2〜5個、好ましく
は、分子両末端に水酸基を2個有する分子量62〜40
0の低分子ポリオールなどである。
素含有化合物とは、ジアミン、アミノアルコール、ポリ
オールなどのアミン基、水酸基等のイソシアネート基に
対して活性な活性水素を2個以上有する化合物である。
前記ポリオールとは、分子内に水酸基を2個以上持つ化
合物である。ポリオールの例は、分子量が400〜10
000、好ましくは、400〜3000で、水酸基を2
〜5個、好ましくは、分子両末端に水酸基を2個有する
高分子ポリオール或いは水酸基を2〜5個、好ましく
は、分子両末端に水酸基を2個有する分子量62〜40
0の低分子ポリオールなどである。
【0014】プレポリマーを製造するための高分子ポリ
オールの例は、ポリエーテルグリコール、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、ポリカーボネートポリオール等であって、これ
らの高分子ポリオールは1種又は2種以上用いることが
できる。ポリエステルポリオールの例は、エチレングリ
コール、プロビレングリコール、ブタンジオール等のグ
リコールとアジピン酸、セバシン酸等の二塩基酸とを共
縮合させたポリエチレンプロピレンアジペートグリコー
ル、ポリプロピレンブチレンアジペートグリコール、ポ
リプロピレンセバケートグリコールなど、或いはラクト
ン類の開環重合によって得られるポリカプロラクトング
リコールなどである。ポリエーテルグリコールとは、エ
ーテル結合を有し、2個以上の水酸基を有する化合物で
あって、その例は、ポリオキシプロピレングリコール、
ポリオキシテトラメチレングリコール等である。
オールの例は、ポリエーテルグリコール、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、ポリカーボネートポリオール等であって、これ
らの高分子ポリオールは1種又は2種以上用いることが
できる。ポリエステルポリオールの例は、エチレングリ
コール、プロビレングリコール、ブタンジオール等のグ
リコールとアジピン酸、セバシン酸等の二塩基酸とを共
縮合させたポリエチレンプロピレンアジペートグリコー
ル、ポリプロピレンブチレンアジペートグリコール、ポ
リプロピレンセバケートグリコールなど、或いはラクト
ン類の開環重合によって得られるポリカプロラクトング
リコールなどである。ポリエーテルグリコールとは、エ
ーテル結合を有し、2個以上の水酸基を有する化合物で
あって、その例は、ポリオキシプロピレングリコール、
ポリオキシテトラメチレングリコール等である。
【0015】プレポリマーを製造するための分子量62
〜400の低分子ポリオールとは、例えば、エチレング
リコール、プロビレングリコール、ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、ジプロピレングリコール等のジ
オール或いはトリメチロールプロパン、グリセリン等の
トリオールである。
〜400の低分子ポリオールとは、例えば、エチレング
リコール、プロビレングリコール、ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、ジプロピレングリコール等のジ
オール或いはトリメチロールプロパン、グリセリン等の
トリオールである。
【0016】前記イソシアネート基末端プレポリマー
は、前記有機ポリイソシアネート化合物と、前記ポリオ
ール等の活性水素含有化合物とを、イソシアネート基/
活性水素基が2.4〜20となる当量比で、例えば、5
0〜100゜Cで、反応時間1〜5時間反応させること
により得られる。イソシアネート基末端プレポリマーを
製造する際に、有機ポリイソシアネート化合物の種類、
高分子ポリオールの種類、低分子ポリオールの種類、イ
ソシアネート基/水酸基の当量比等を適宜選択すること
により、イソシアネート基末端プレポリマーの粘度を2
50〜1500ポイズの範囲とし、且つイソシアネート
基含有率を10〜25重量%の範囲とすることができ
る。また、プレポリマーが前記の粘度範囲、前記のイソ
シアネート基含有率の範囲外のときは、該プレポリマー
を有機ポリイソシアネート化合物、ポリオール等と更に
反応させ又は混合して、目的とする粘度範囲、イソシア
ネート基含有率の範囲とすることができる。なお、前記
イソシアネート基末端プレポリマーの製造の際、必要に
応じて、トリエチルアミン、有機錫化合物等のウレタン
化触媒を用いることができる。
は、前記有機ポリイソシアネート化合物と、前記ポリオ
ール等の活性水素含有化合物とを、イソシアネート基/
活性水素基が2.4〜20となる当量比で、例えば、5
0〜100゜Cで、反応時間1〜5時間反応させること
により得られる。イソシアネート基末端プレポリマーを
製造する際に、有機ポリイソシアネート化合物の種類、
高分子ポリオールの種類、低分子ポリオールの種類、イ
ソシアネート基/水酸基の当量比等を適宜選択すること
により、イソシアネート基末端プレポリマーの粘度を2
50〜1500ポイズの範囲とし、且つイソシアネート
基含有率を10〜25重量%の範囲とすることができ
る。また、プレポリマーが前記の粘度範囲、前記のイソ
シアネート基含有率の範囲外のときは、該プレポリマー
を有機ポリイソシアネート化合物、ポリオール等と更に
反応させ又は混合して、目的とする粘度範囲、イソシア
ネート基含有率の範囲とすることができる。なお、前記
イソシアネート基末端プレポリマーの製造の際、必要に
応じて、トリエチルアミン、有機錫化合物等のウレタン
化触媒を用いることができる。
【0017】本発明の組成物は、前記イソシアネート基
末端プレポリマーを、発泡の際に、更に鎖延長して硬化
させるために、分子量が62〜400で、イソシアネー
ト基に対して活性な活性水素を分子内に2個以上有する
1種以上の活性水素化合物を含む。そして、2種以上の
場合は、イソシアネート基に対して異なった反応速度を
示す活性水素化合物が2種以上用いられる。前記活性水
素化合物とは、ジアミン、アミノアルコール、ポリオー
ルなどのアミノ基、水酸基等の活性水素を2個以上有す
る化合物であるが、分子量が62〜400のポリオール
が好ましい。このようなポリオールの例は、エチレング
リコール、プロビレングリコール、ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、ジプロピレングリコール等の低
分子のグリコール(ジオール)或いはトリメチロールプ
ロパン、グリセリン等の低分子トリオールであり、これ
らは1種以上用いられる。
末端プレポリマーを、発泡の際に、更に鎖延長して硬化
させるために、分子量が62〜400で、イソシアネー
ト基に対して活性な活性水素を分子内に2個以上有する
1種以上の活性水素化合物を含む。そして、2種以上の
場合は、イソシアネート基に対して異なった反応速度を
示す活性水素化合物が2種以上用いられる。前記活性水
素化合物とは、ジアミン、アミノアルコール、ポリオー
ルなどのアミノ基、水酸基等の活性水素を2個以上有す
る化合物であるが、分子量が62〜400のポリオール
が好ましい。このようなポリオールの例は、エチレング
リコール、プロビレングリコール、ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、ジプロピレングリコール等の低
分子のグリコール(ジオール)或いはトリメチロールプ
ロパン、グリセリン等の低分子トリオールであり、これ
らは1種以上用いられる。
【0018】2種以上の活性水素化合物の好ましい組合
せの例は、エチレングリコールとグリセリンとの組合
せ、1、4−ブタンジオールとグリセリンとの組合せ、
エチレングリコール、1、4−ブタンジオール及びグリ
セリンの三成分組合せ等の直鎖状低分子グリコールとグ
リセリンとの組合せ若しくは1,2−プロピレングリコ
ールとグリセリン等のアルキル基を側鎖に有する低分子
グリコールとグリセリンとの組合せ等の低分子グリコー
ルとグリセリンとの組合せ又はエチレングリコールとネ
オペンチルグリコール等の直鎖低分子グリコールとアル
キル基を側鎖に有する低分子グリコールの組合せ等であ
る。なかでも、低分子グリコールとグリセリンとの組合
せは、ポットライフの長い組成物を与える上に、衝撃強
度等の機械的性質に優れた発泡体を与えるので、特に好
ましい組合せである。
せの例は、エチレングリコールとグリセリンとの組合
せ、1、4−ブタンジオールとグリセリンとの組合せ、
エチレングリコール、1、4−ブタンジオール及びグリ
セリンの三成分組合せ等の直鎖状低分子グリコールとグ
リセリンとの組合せ若しくは1,2−プロピレングリコ
ールとグリセリン等のアルキル基を側鎖に有する低分子
グリコールとグリセリンとの組合せ等の低分子グリコー
ルとグリセリンとの組合せ又はエチレングリコールとネ
オペンチルグリコール等の直鎖低分子グリコールとアル
キル基を側鎖に有する低分子グリコールの組合せ等であ
る。なかでも、低分子グリコールとグリセリンとの組合
せは、ポットライフの長い組成物を与える上に、衝撃強
度等の機械的性質に優れた発泡体を与えるので、特に好
ましい組合せである。
【0019】イソシアネート基に対する反応速度は直鎖
状低分子グリコールが最も大きく、次いで、アルキル基
を側鎖に有する低分子グリコール、グリセリンの順であ
る。従って、長いポットライフが要望される場合は、グ
リセリンの併用が好ましい。低分子グリコールとグリセ
リン等の配合割合により、組成物のポットライフを数分
〜数十分(30〜60分)の範囲で調整できるという特
徴がある。なお、低分子グリコールは、発泡の際、ポリ
ウレタンにウレタン結合を導入することにより、発泡体
の衝撃強度等の機械的性質を主として向上させ、一方、
グリセリンは、主として組成物のポットライフを調整す
る作用を有する。
状低分子グリコールが最も大きく、次いで、アルキル基
を側鎖に有する低分子グリコール、グリセリンの順であ
る。従って、長いポットライフが要望される場合は、グ
リセリンの併用が好ましい。低分子グリコールとグリセ
リン等の配合割合により、組成物のポットライフを数分
〜数十分(30〜60分)の範囲で調整できるという特
徴がある。なお、低分子グリコールは、発泡の際、ポリ
ウレタンにウレタン結合を導入することにより、発泡体
の衝撃強度等の機械的性質を主として向上させ、一方、
グリセリンは、主として組成物のポットライフを調整す
る作用を有する。
【0020】グリセリンと低分子グリコールとの重量混
合比(低分子グリコール混合重量/グリセリンの混合重
量)は、0〜4.0が好ましい。4.0を超えるとポッ
トライフが短い。
合比(低分子グリコール混合重量/グリセリンの混合重
量)は、0〜4.0が好ましい。4.0を超えるとポッ
トライフが短い。
【0021】発泡剤とは気体を発生してポリウレタンを
発泡させるものであって、例えば、水、トリクロロモノ
フルオロメタン、ペンタンなどであり、これらは1種又
は2種以上を混合して用いることができる。これらの発
泡剤のうち、水は安価であるとともに、組成物を発泡・
硬化させるので用いるに特に好ましい。イソシアネート
基末端プレポリマーに、水、低分子グリコールなどが混
合されると、イソシアネート基は水、低分子グリコール
等の活性水素と反応し、イソシアネート基末端プレポリ
マーは更に高分子化されて硬化するとともに、発泡体を
与える。また、用いる水の量が少ないので、ポリウレタ
ンに尿素結合が導入されても衝撃強度等の機械的性質に
優れた発泡体が得られる。水を発泡剤としても、本発明
の組成物の場合、ポットライフは短くならない。
発泡させるものであって、例えば、水、トリクロロモノ
フルオロメタン、ペンタンなどであり、これらは1種又
は2種以上を混合して用いることができる。これらの発
泡剤のうち、水は安価であるとともに、組成物を発泡・
硬化させるので用いるに特に好ましい。イソシアネート
基末端プレポリマーに、水、低分子グリコールなどが混
合されると、イソシアネート基は水、低分子グリコール
等の活性水素と反応し、イソシアネート基末端プレポリ
マーは更に高分子化されて硬化するとともに、発泡体を
与える。また、用いる水の量が少ないので、ポリウレタ
ンに尿素結合が導入されても衝撃強度等の機械的性質に
優れた発泡体が得られる。水を発泡剤としても、本発明
の組成物の場合、ポットライフは短くならない。
【0022】本発明の発泡ポリウレタン用組成物は、イ
ソシアネート基末端プレポリマーと1種以上の活性水素
化合物及び発泡剤とを必須成分とするが、必要に応じ
て、他の添加剤、例えば、ウレタン化触媒、充填剤、染
顔料、紫外線吸収剤等を更に添加することができる。
ソシアネート基末端プレポリマーと1種以上の活性水素
化合物及び発泡剤とを必須成分とするが、必要に応じ
て、他の添加剤、例えば、ウレタン化触媒、充填剤、染
顔料、紫外線吸収剤等を更に添加することができる。
【0023】本発明の発泡体の製法は、25゜Cで25
0〜1500ポイズの粘度を有するとともに、イソシア
ネート基含有率が10〜25重量%であるイソシアネー
ト基末端プレポリマー、分子量が62〜400で活性水
素を分子内に2個以上有する1種以上の活性水素化合物
及び発泡剤からなる発泡ポリウレタン用組成物であっ
て、常温でのポットライフが5分以上である組成物を型
の中で加熱して発泡・硬化させる方法である。本発明の
組成物は常温(25゜C)では好ましいポットライフを
有するが、該組成物を約75〜120゜Cに加熱すれ
ば、約5〜8.5分で硬化して発泡体を与える。
0〜1500ポイズの粘度を有するとともに、イソシア
ネート基含有率が10〜25重量%であるイソシアネー
ト基末端プレポリマー、分子量が62〜400で活性水
素を分子内に2個以上有する1種以上の活性水素化合物
及び発泡剤からなる発泡ポリウレタン用組成物であっ
て、常温でのポットライフが5分以上である組成物を型
の中で加熱して発泡・硬化させる方法である。本発明の
組成物は常温(25゜C)では好ましいポットライフを
有するが、該組成物を約75〜120゜Cに加熱すれ
ば、約5〜8.5分で硬化して発泡体を与える。
【0024】図2は、本発明の組成物を用いて発泡体を
製造するに好ましい工程の一例を示すもので、スキー板
の中芯材を製造する例である。該装置を用いて発泡体を
製造するには、図2(a)に示すように、イソシアネー
ト基末端プレポリマー1を容器10から、1種以上の活
性水素化合物及び発泡剤とを少なくとも含んでなる発泡
剤液2を他方の容器11から、それぞれ別々に混合機1
2に供給してイソシアネート基末端プレポリマー1と発
泡剤液2とを混合機12内で定量混合し、得られた混合
物3を混合機12から吐出して型20内に注入し、図2
(b)に示すように、一定容積空間を有する型20と型
21内で発泡・硬化させた後、図2(c)に示すような
断面形状が山型の中芯材となる発泡体4を型20、21
内から取り出すことにより製造できる。イソシアネート
基末端プレポリマー1は高い粘度を有しているので、混
合機12の使用が好ましい。イソシアネート基末端プレ
ポリマー1と発泡剤液2とは、混合し合わなければ反応
しない。従って、イソシアネート基末端プレポリマー1
と発泡剤液2とは、弁などを有する弁吐出部13、1
3’からタンク10、11の方に循環させながら、必要
に応じて弁吐出部13、13’より、イソシアネート基
末端プレポリマー1と発泡剤液2とを混合機12内に供
給する。
製造するに好ましい工程の一例を示すもので、スキー板
の中芯材を製造する例である。該装置を用いて発泡体を
製造するには、図2(a)に示すように、イソシアネー
ト基末端プレポリマー1を容器10から、1種以上の活
性水素化合物及び発泡剤とを少なくとも含んでなる発泡
剤液2を他方の容器11から、それぞれ別々に混合機1
2に供給してイソシアネート基末端プレポリマー1と発
泡剤液2とを混合機12内で定量混合し、得られた混合
物3を混合機12から吐出して型20内に注入し、図2
(b)に示すように、一定容積空間を有する型20と型
21内で発泡・硬化させた後、図2(c)に示すような
断面形状が山型の中芯材となる発泡体4を型20、21
内から取り出すことにより製造できる。イソシアネート
基末端プレポリマー1は高い粘度を有しているので、混
合機12の使用が好ましい。イソシアネート基末端プレ
ポリマー1と発泡剤液2とは、混合し合わなければ反応
しない。従って、イソシアネート基末端プレポリマー1
と発泡剤液2とは、弁などを有する弁吐出部13、1
3’からタンク10、11の方に循環させながら、必要
に応じて弁吐出部13、13’より、イソシアネート基
末端プレポリマー1と発泡剤液2とを混合機12内に供
給する。
【0025】本発明の発泡ポリウレタン用組成物は、2
5゜Cで数十分のポットライフを有している。従って、
混合物3を型20に注入した後の、中芯材製造用等の型
20、21の組み付け時間に余裕があるので、発泡作業
性に優れ、また、発泡装置を簡便化、機械化し易い。
5゜Cで数十分のポットライフを有している。従って、
混合物3を型20に注入した後の、中芯材製造用等の型
20、21の組み付け時間に余裕があるので、発泡作業
性に優れ、また、発泡装置を簡便化、機械化し易い。
【0026】本発明の組成物を、一定容積空間を有す
る、型20と型21との間で発泡させて、発泡体積を一
定とすれば、水を発泡剤として、比重が0.05〜1.
0の範囲に調整された発泡体を製造することが容易であ
る。このような比重を有する発泡体は、スキー板の中芯
材等のスキー用具、テニス用具、サーフボード用具、ヨ
ット部材等の中芯材、建材などの材料として有用であ
る。
る、型20と型21との間で発泡させて、発泡体積を一
定とすれば、水を発泡剤として、比重が0.05〜1.
0の範囲に調整された発泡体を製造することが容易であ
る。このような比重を有する発泡体は、スキー板の中芯
材等のスキー用具、テニス用具、サーフボード用具、ヨ
ット部材等の中芯材、建材などの材料として有用であ
る。
【0027】
【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。以下の実施
例において、部は全て重量部を意味する。 ー実施例1ー イソシアネート基を両末端に持つプレポリマーであっ
て、イソシアネート基の含有量が30重量%で、25゜
Cで500センチポイズの粘度を有する「ミリオネート
MR−400」(商品名、日本ポリウレタン工業株式会
社製)に、ポリエステルポリオール(商品名「ニッポラ
ン」、日本ポリウレタン工業株式会社製)とグリセリン
とを、イソシアネート基/水酸基の当量比が5.0とな
るように混合し、次いで、90゜Cで3.5時間更に反
応させて、目的とするイソシアネート基末端プレポリマ
ーーaを合成した。この液状のプレポリマーaは、両末
端にイソシアネート基を有し、イソシアネート基の含有
量は17.2重量%であった。また、プレポリマーaの
粘度を、BS型粘度計(東京計器株式会社製)を用いて
測定したところ、25゜Cで90000センチポイズ
(900ポイズ)であった。
例において、部は全て重量部を意味する。 ー実施例1ー イソシアネート基を両末端に持つプレポリマーであっ
て、イソシアネート基の含有量が30重量%で、25゜
Cで500センチポイズの粘度を有する「ミリオネート
MR−400」(商品名、日本ポリウレタン工業株式会
社製)に、ポリエステルポリオール(商品名「ニッポラ
ン」、日本ポリウレタン工業株式会社製)とグリセリン
とを、イソシアネート基/水酸基の当量比が5.0とな
るように混合し、次いで、90゜Cで3.5時間更に反
応させて、目的とするイソシアネート基末端プレポリマ
ーーaを合成した。この液状のプレポリマーaは、両末
端にイソシアネート基を有し、イソシアネート基の含有
量は17.2重量%であった。また、プレポリマーaの
粘度を、BS型粘度計(東京計器株式会社製)を用いて
測定したところ、25゜Cで90000センチポイズ
(900ポイズ)であった。
【0028】前記プレポリマーaの100部に、エチレ
ングリコール3部と、グリセリン6.8部と水1部とを
添加して、25゜Cで液状の混合物(本発明の組成物)
を得た後、該混合物を型の中に注入し、上型を被せた。
次いで、該混合物を115゜Cに加熱して、一定の容積
空間を有する型内で、その容積まで発泡させ、硬化させ
て、比重0.45のシート状のポリウレタン発泡体を得
た。該ポリウレタン発泡体の圧縮弾性等の測定結果を、
処方とともに表1に示す。
ングリコール3部と、グリセリン6.8部と水1部とを
添加して、25゜Cで液状の混合物(本発明の組成物)
を得た後、該混合物を型の中に注入し、上型を被せた。
次いで、該混合物を115゜Cに加熱して、一定の容積
空間を有する型内で、その容積まで発泡させ、硬化させ
て、比重0.45のシート状のポリウレタン発泡体を得
た。該ポリウレタン発泡体の圧縮弾性等の測定結果を、
処方とともに表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】表1に示すように、本実施例のポリウレタ
ン発泡体(比重0.45)の衝撃強度は、6.0kg・
cm/cm2と優れていた。なお、衝撃強度は、JIS
K7110(硬質プラスチックのアイゾット衝撃試験
法)に準じ、ノッチなしの試験法により測定した。ま
た、表1から、本実施例のポリウレタン発泡体は硬度が
大きく、Tgが高いことがことが判る。
ン発泡体(比重0.45)の衝撃強度は、6.0kg・
cm/cm2と優れていた。なお、衝撃強度は、JIS
K7110(硬質プラスチックのアイゾット衝撃試験
法)に準じ、ノッチなしの試験法により測定した。ま
た、表1から、本実施例のポリウレタン発泡体は硬度が
大きく、Tgが高いことがことが判る。
【0031】前記プレポリマーaの100部と水1部に
対して、エチレングリコール(EG)(分子量は62.
1)の添加量とグリセリン(分子量は92.1)の添加
量とを変化させて、前記と同様に発泡体を作成し、前記
と同様に衝撃強度を測定して、EG量とグリセリン量と
衝撃強度との関係を調べた。その結果を表2に示す。
対して、エチレングリコール(EG)(分子量は62.
1)の添加量とグリセリン(分子量は92.1)の添加
量とを変化させて、前記と同様に発泡体を作成し、前記
と同様に衝撃強度を測定して、EG量とグリセリン量と
衝撃強度との関係を調べた。その結果を表2に示す。
【0032】
【表2】
【0033】表2から、エチレングリコールの添加量/
グリセリンの添加量の比が約0.14以下となると、発
泡体の衝撃強度が低下し易いことが判る。
グリセリンの添加量の比が約0.14以下となると、発
泡体の衝撃強度が低下し易いことが判る。
【0034】一方、本実施例の組成物のポットライフ
(可使時間)を次のようにして測定した。プレポリマー
aの100部とエチレングリコール3部とグリセリン
6.8部と水1部とを混合した本実施例の組成物である
混合物を、目盛付きの上部開放の容器に入れ、経過時間
と混合物の温度と発泡倍率との関係を求めることにより
ポットライフを測定した。経過時間とは、プレポリマー
aに、エチレングリコールとグリセリンと水との混合液
を混合してからの経過時間であり、発泡倍率とは、一定
時間経過後の発泡した混合物の体積を、混合物の初期体
積で除した値である。経過時間、混合物の温度、発泡倍
率との関係を図1に示す。
(可使時間)を次のようにして測定した。プレポリマー
aの100部とエチレングリコール3部とグリセリン
6.8部と水1部とを混合した本実施例の組成物である
混合物を、目盛付きの上部開放の容器に入れ、経過時間
と混合物の温度と発泡倍率との関係を求めることにより
ポットライフを測定した。経過時間とは、プレポリマー
aに、エチレングリコールとグリセリンと水との混合液
を混合してからの経過時間であり、発泡倍率とは、一定
時間経過後の発泡した混合物の体積を、混合物の初期体
積で除した値である。経過時間、混合物の温度、発泡倍
率との関係を図1に示す。
【0035】図1から判るように、本実施例の組成物の
ポットライフは、25゜Cで26分以上、30゜Cで約
20分、35゜Cで約15分、40゜Cで約9分であっ
た。則ち、室温付近の温度では、ポットライフは十分に
長く、混合物を発泡成形型に注入した後の型の組み付け
が容易であることが判った。しかしながら、より高温、
例えば115゜Cに、本発明の組成物を加熱すると、短
時間で発泡・硬化して、約10分でポリウレタン発泡体
が製造できることが図1から理解できる。
ポットライフは、25゜Cで26分以上、30゜Cで約
20分、35゜Cで約15分、40゜Cで約9分であっ
た。則ち、室温付近の温度では、ポットライフは十分に
長く、混合物を発泡成形型に注入した後の型の組み付け
が容易であることが判った。しかしながら、より高温、
例えば115゜Cに、本発明の組成物を加熱すると、短
時間で発泡・硬化して、約10分でポリウレタン発泡体
が製造できることが図1から理解できる。
【0036】ー実施例2ー イソシアネート基を両末端に持つプレポリマーであっ
て、イソシアネート基の含有量が29.0重量%で、2
5゜Cで100センチポイズの粘度を有する商品名「ミ
リオネートMTL」(日本ポリウレタン工業株式会社
製)に、ポリエーテルポリオール(商品名「サンニック
スFA−912」、三洋化成工業株式会社製)と、ポリ
エステルポリオール(商品名「ニッポラン」、日本ポリ
ウレタン工業株式会社製)と、グリセリンとを、イソシ
アネート基/水酸基の当量比が、4.2となるように混
合し、次いで、85゜Cで4時間反応させて更に鎖延長
して、目的とするイソシアネート基末端プレポリマーb
を合成した。この液状のプレポリマーbは両末端にイソ
シアネート基を有し、イソシアネート基の含有量は1
7.1重量%であり、該プレポリマーbの粘度は、25
゜Cで95000センチポイズであった。
て、イソシアネート基の含有量が29.0重量%で、2
5゜Cで100センチポイズの粘度を有する商品名「ミ
リオネートMTL」(日本ポリウレタン工業株式会社
製)に、ポリエーテルポリオール(商品名「サンニック
スFA−912」、三洋化成工業株式会社製)と、ポリ
エステルポリオール(商品名「ニッポラン」、日本ポリ
ウレタン工業株式会社製)と、グリセリンとを、イソシ
アネート基/水酸基の当量比が、4.2となるように混
合し、次いで、85゜Cで4時間反応させて更に鎖延長
して、目的とするイソシアネート基末端プレポリマーb
を合成した。この液状のプレポリマーbは両末端にイソ
シアネート基を有し、イソシアネート基の含有量は1
7.1重量%であり、該プレポリマーbの粘度は、25
゜Cで95000センチポイズであった。
【0037】プレポリマーbの100部と、エチレング
リコール5部と、グリセリン5部と水1.1部とを混合
して得た液状の混合物を、実施例1の混合物の代わりに
用いた以外は、実施例1と同様にしてシート状のポリウ
レタン発泡体を得た。該ポリウレタン発泡体の圧縮弾性
等の測定結果を表1に示す。表1に示すように、本実施
例のポリウレタン発泡体は衝撃強度等に優れていた。
リコール5部と、グリセリン5部と水1.1部とを混合
して得た液状の混合物を、実施例1の混合物の代わりに
用いた以外は、実施例1と同様にしてシート状のポリウ
レタン発泡体を得た。該ポリウレタン発泡体の圧縮弾性
等の測定結果を表1に示す。表1に示すように、本実施
例のポリウレタン発泡体は衝撃強度等に優れていた。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明の発泡ポリウ
レタン用組成物は、25゜Cで250〜1500ポイズ
の粘度を有するとともに、イソシアネート基含有率が1
0〜25重量%であるイソシアネート基末端プレポリマ
ー、分子量が62〜400の低分子グリコール、グリセ
リン等及び発泡剤からなる組成物であるので、ポットラ
イフの調整が容易であるうえに、衝撃強度などの機械的
性質に優れた発泡体を製造することが容易である。従っ
て、高価な発泡設備を特に必要としない。また、発泡剤
として、安価な水を使用しても、ポットライフが長い上
に、衝撃強度などの機械的性質に優れた発泡体を得るこ
とができる。更に、本発明のポリウレタン発泡体の製法
によれば、水を発泡剤として、比重が0.05〜1.0
に調整された発泡体を製造することが容易である。
レタン用組成物は、25゜Cで250〜1500ポイズ
の粘度を有するとともに、イソシアネート基含有率が1
0〜25重量%であるイソシアネート基末端プレポリマ
ー、分子量が62〜400の低分子グリコール、グリセ
リン等及び発泡剤からなる組成物であるので、ポットラ
イフの調整が容易であるうえに、衝撃強度などの機械的
性質に優れた発泡体を製造することが容易である。従っ
て、高価な発泡設備を特に必要としない。また、発泡剤
として、安価な水を使用しても、ポットライフが長い上
に、衝撃強度などの機械的性質に優れた発泡体を得るこ
とができる。更に、本発明のポリウレタン発泡体の製法
によれば、水を発泡剤として、比重が0.05〜1.0
に調整された発泡体を製造することが容易である。
【図1】 本発明の発泡ポリウレタン用組成物の発泡温
度と発泡倍率の関係を示すグラフである。
度と発泡倍率の関係を示すグラフである。
【図2】 本発明の発泡ポリウレタン用組成物を用いて
発泡体を製造する工程を説明した図である。
発泡体を製造する工程を説明した図である。
1・・プレポリマー、2・・発泡剤液、3・・混合物、
4・・発泡体 10、11・・容器、12・・混合機、13・・吐出部 20、21・・型
4・・発泡体 10、11・・容器、12・・混合機、13・・吐出部 20、21・・型
───────────────────────────────────────────────────── 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 18/10 101:00) C08L 75:04
Claims (4)
- 【請求項1】 25゜Cで250〜1500ポイズの粘
度を有するとともに、イソシアネート基含有率が10〜
25重量%であるイソシアネート基末端プレポリマー、
分子量が62〜400で活性水素を分子内に2個以上有
する1種以上の活性水素化合物及び発泡剤からなる発泡
ポリウレタン用組成物。 - 【請求項2】 1種以上の活性水素化合物が、グリセリ
ン又はグリコールとグリセリンであることを特徴とする
請求項1に記載の発泡ポリウレタン用組成物。 - 【請求項3】 発泡剤が水であることを特徴とする請求
項1又は2に記載の発泡ポリウレタン用組成物。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の組
成物であって、常温でのポットライフが5分以上である
組成物を型の中で加熱して発泡・硬化させることを特徴
とする発泡体の製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08194969A JP3104623B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 発泡ポリウレタン用組成物及び発泡体の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08194969A JP3104623B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 発泡ポリウレタン用組成物及び発泡体の製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1036473A true JPH1036473A (ja) | 1998-02-10 |
JP3104623B2 JP3104623B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=16333362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08194969A Expired - Fee Related JP3104623B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 発泡ポリウレタン用組成物及び発泡体の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3104623B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001278942A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-10 | Kurabo Ind Ltd | ポリウレタンフォーム |
-
1996
- 1996-07-24 JP JP08194969A patent/JP3104623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001278942A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-10 | Kurabo Ind Ltd | ポリウレタンフォーム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3104623B2 (ja) | 2000-10-30 |
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