JPS5837331B2 - テイハツポウアツポリウレタンフオ−ムノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低発泡圧にてポリウレタンフォームを形成する
方法に関するものである。

詳しくは１分子中に少くとも２個のイソシアネート基を
含み且つ平均分子量が６００以上である末端インシアネ
ート基含有化合物の少くとも５０重量φと粘度調整剤と
からなり、その粘度が２０℃で１，０ ０ ０ ｃｐｓ
〜２ ０ ０，０ ０ ０ ｃｐｓの範囲内にある混合
物Ａにさらに常圧での沸点が−５℃以下で且つイソシア
ネート基に対して安定で混合物Ａと相溶性を有する発泡
剤を混合した混合物Ｂを大気圧下で水分を施した空間内
に、既に大気圧下で発泡しなお流動性を有するフォーム
状態で注入しフォーム状に硬化させることを特徴とする
低発泡圧下で該空間内にポリウレタンフォームを形成せ
しめる方法に関するものである。

一般にポリウレタンフォームはｌ分子中に少くとも２個
のイソシアネート基（ＮＣＯ）を含む有機ポリイソシア
ネートと１分子中に少くとも２個の水酸基（ＯＨ）を含
むポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオー
ルとを反応させ、樹脂化させると共に発泡させて得られ
る。

この発泡は水と有機ポリイソシアネートとの反応によっ
て生成する炭酸ガスを利用するか、或は有機ポリイソシ
アネート及びポリオールと相溶性が良く、２０℃〜４０
℃の沸点を有し、且つ両者と化学的に安定である低沸点
化合物（例えばトリクロルフルオロメタン）を有機ポリ
イソシアネートとポリオールの混合物に添加し反応させ
て生成する反応熱によってガス化せしめて発泡させる方
法がある。

これら一般的なウレタン発泡の場合、通常０．３Ｋｐ／
ｃｒｉｔ程度の発泡圧が実測される。

一方特殊な発泡方法として−３０℃程度の沸点を有し、
有機ポリイソシアネート及びポリオールと相溶し、且つ
両者と化学的に安定である低沸点化合物（例えばジクロ
ルジフルオロメタン）を有機ポリイソシアネート及びポ
リオールの混合物中に添加後大気圧下で注入することに
より流動性を有するフォーム状態で空間に注入し、更に
一般的なウレタン発泡に準じて数倍に発泡してウレタン
フォームを得る方法（一般にフロス法と呼ばれている。

）がある。この場合はあらかじめ数倍に発泡させた流動
性を有するフォームを注入後更に数倍に発泡する二段発
泡方式のための発泡圧は０． １ Ｋｙ ／ｃｒｉ程度
にまで低下する。

しかしながらいずれにしても０． ｌ Ｋｙ ／ｃｒｔ
ｔ以上の発泡圧が実測されるため、空間内に充填発泡す
る場合にはその発泡圧に対抗するため桶強治具材で補強
しなければならない。

このために現場発泡をする場所が広い時にはこれらの発
泡方式も使えるが、屋内あるいは屋外の狭い空間部分を
ポリウレタンフォームで断熱または絶縁施工する場合に
は補強治具材を必要とするためにその発泡方式の改良が
望まれていた。

本発明はポリウレタンフォーム生成時の発泡圧をさらに
０． Ｉ Ｋｙ ／ａｒｔ以下に低下せしめ、補強治具
材を施すことなく空間内にウレタンフォームを注入発泡
させる方法を見出し完成させたものである。

このような低発泡圧ポリウレタンフォームを生成させる
方法として特公昭４７−１１９０９がある。

この方法によるとポリウレタンフォームの原料は二威分
式で各成分は転送容器と基礎容器に充填されている。

即ち転送容器中にポリエーテルポリオール、表面活性剤
、触媒及び推進剤及び或は膨張剤と窒素ガスなどの不活
性気体を充填し約９０〜１ ４ ５ ｐｓｉに加圧する
。

一方基礎容器中にはポリエーテルポリオールと有機ポリ
イソシアネートを反応させた末端イソシアネート基含有
プレポリマーと膨張剤と推進剤の混合物を充填する。

そして目的のポリウレタンフォームを生成させる場合に
は転送容器中の内音物を基礎容器に転送すると共に基礎
容器中で末端イソシアネート基含有プレポリマーとポリ
エーテルポリオールが反応して発熱する。

この熱で膨張剤を気化させて圧力を作り上記混合物をエ
アゾールとしてクリーム状態で放出させる方法が提案さ
れている。

然しこの方法の最大の欠点は二成分系でポリウレタンフ
ォームを形威せしめることである。

即ち２個の充填容器に各々原料成分を用意し発泡時に転
送容器中の原料成分を別の基礎容器中に移して反応、発
泡させるという手間がかＳることである。

本発明は充填容器が１個で、原料が１或分方式で容易に
低発泡圧ポリウレタンフォームを得ることを目的として
鋭意研究を行なった。

即ち１分子中に少くとも２個のイソシアネート基を含む
有機ポリイソシアネートと１分子中に少くとも２個の活
性水素原子を有する化合物とを反応させて平均分子量６
００以上の末端インシアネート基含有プレポリマーを作
成する。

これに粘度調整剤を加えてその混合物の粘度が２０℃で
１，０ ０ ０ ｃｐｓ 〜２ ０ ０，０ ０ ０
ｃｐｓの範囲内に調整する。

これを混合物Ａという。この混合物Ａと相溶性のよい発
泡剤を密閉容器に充填する。

これを混合物Ｂという。この混合物Ｂを水分を施した空
間内に、既に大気圧下で発泡しなお流動性を有するフォ
ーム状態で注入しフォーム状に硬化させることを特徴と
するものである。

本発明の末端イソシアネート基含有プレポリマーは１分
子中に少くとも２個のイソシアネート基を有する有機ポ
リイソシアネートと１分子中に少くとも２個の活性水素
原子を有する化合物を〔ＮＣＯ〕／〔活性水素原子〕が
２当量以上好ましくは３当量以上で反応させて得られる
。

本発明の有機ポリイソシアネートはトルエンジイソシア
ネート、メチレンビスフエニルイソシアネート、トリジ
ンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ト
リフエニルメタントリイソシアネート、フエニレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチ
レンビスシク口ヘキシルイソシアネート、リジンジイソ
シアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフエニル
工一テルジイソシアネート、ポリメチレンポリフエニル
ポリイソシアネートなどがある。

本発明の活性水素原子を有する化合物としてはエチレン
グリコール、ジエチレングリコール、ポリオキシエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレング
リコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキ
シエチレンプロピレングリコール、ブチレングリコール
、ポリオキシテトラメチレングリコール、グリセリンの
アルキレンオキサイド付加物、トリメチロールプロパン
のアルキレンオキサイド付加物、庶糖のアルキレンオキ
サイド付加物、ポリブタジエンポリオール、エチレンジ
アミン、ジエチレントリアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、メチレンビスフエニルアミン、メチレンビスシク口
ヘキシルアミン、メチレンビスク口ロフエニルアミン、
フエニレンジアミン、含水酸基アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、含水酸基飽和ポリエステルなどがある。

本発明の末端イソシアネート基含有プレポリマーの平均
分子量は６００以上であることが必要である。

ある。

即ち本発明のウレタンフォームの使用目的によって要求
される密度、圧縮強さ、曲げ強さ、引張り強さ、熱伝導
率などの物性に応じてその平均分子量は６００から６，
０００までのものを選択することが望ましい。

この範囲外の末端イソシアネート基含有プレポリマーを
使用しても本発明の目的とする良好な低発泡圧のポリウ
レタンフォームは得られない。

即ちフォーム状態を保持したま＼樹脂化させるためには
前記の一定値以上の粘度を有する必要があり、このため
には末端イソシアネート基含有化合物の平均分子量を６
００以上にすることが必要である。

平均分子量を大きくすることによりイソシアネート基含
有率は低下し、それだけ水との反応によって発生する炭
酸ガスの生成量も少くなり発泡圧を低下させることがで
きる。

前記の末端インシアネート基含有プレポリマーの平均分
子量が大きくなればなるほど粘度も増加するために粘度
調整剤を使用して混合物Ａの粘度を２０℃で１，０ ０
０ ｃｐｓ〜２ ０ ０，０ ０ ０ ｃｐｓの範囲
内に調整する。

粘度調整剤としてはジブチルフタレート、ジオクチルフ
タレート、トリスクロロエチルフオスフエイト、トリス
ジクロロプロビルホスフエート、ジクロールエチルエー
テル、ジクロールジイソプロビルエーテルおよびジクロ
ールエチルホルマールなどの高沸点有機化合物が使用さ
れるが、この内でもジブチルフクレート、ジオクチルフ
タレート、トリスクロロエチルフオスフエイトが有用で
ある。

混合物Ａと相溶性がよく、−５℃以下で且つイソシアネ
ート基に対して安定な発泡剤としてはジクロロジフルオ
ロメタン、モノクロロジフルオロメタン、およびジフル
オロエタンの単独或はそれらの混合物が有用である。

更にプロパン、ブタン、炭酸ガス、窒素ガスなどを発泡
剤として使用してもよい。

混合物Ａと発泡剤を密閉容器中で混合する。

即ちこの混合物Ｂを水分を施した空間内に注入、充填し
、フォーム状態のま＼でイソシアネート基とこの水分を
反応せしめて尿素結合を形成させ硬化させる。

従って本発明においては空間内に水分が存在することか
必要であるが、空間内に水分を存在させる方法としては
次のような方法がある。

即ち空間内壁に水を含浸せしめた多孔質物質を添わせる
方法である。

多孔質物質としては紙、織布、不織布、軟質ウレタンフ
ォーム、アスベスト、等がある。

又水溶性塗料、部分ケン化ポリビニルアルコール、デン
粉質等水を保持し易い物質を含む水溶性又はエマルジョ
ン塗料、四ホウ酸ナトリウム等結晶水を持ち且つ結晶水
を放出し易い物質を含む塗料等を空間内壁に塗布するこ
とも有効である。

上記力法を採用することにより水分を空間内部の表面に
均等に分布せしめることが出来、水分量の調節も容易で
ある上に、水滴が直接フォーム表面に接することによる
フォームセルの荒れを防止することを得る。

上述の条件下で注入、充填された流動状態のフォームは
フォーム状態を保持したま５空間内部の水分により徐々
に樹脂化する。

有機ポリイソシアネート２分子と水１分子とが反応して
尿素結合を形成、樹脂化する過程に於で１分子の炭酸ガ
スが発生する。

この炭酸ガスはフォームを膨張させ内圧を高める作用を
持つが、本発明の場合、樹脂化が徐々に進行するため膨
張したフォームは樹脂化直前まで流動性を持ち未充填部
分に移行して未充填部分を埋めたり空間に設けられた注
入口、空気抜き穴から外部に流出するため、公知のウレ
タン発泡法の様に大きな発泡圧を与えることはない。

本発明によって得られる効果としては １．大型発泡機を使用することなくエアゾール式または
ボンベ式の密閉容器に充填し発泡させることができるた
めに各種の現場発泡が容易にできる。

２．一液式の発泡用組放物なので発泡させる場合に画倒
な発泡用組成物の配合量の検討が不要なため取り扱い易
い。

３．発泡後のポリウレタンフォームの流動性が良いので
、狭い空間でも十分に満たすことができ断熱効果が優れ
ている。

４．低発泡圧のポリウレタンフォームなので従来の補強
治具材を使用することなく発泡させることができる。

本発明によって得られるポリウレタンフォームの用途と
しては 冷凍或は低温用の建築物の天井、壁面に断熱材として応
用できる。

又軽量の構造材として一般家屋の床、浴槽および各種の
パネルの芯材にも使用できる。

その他本発明のポリウレタンフォームは断熱材を必要と
する部所でしかも狭い間隙の部分に適用する時に特にそ
の効果を発揮する。

次に本発明を実施例によって説明する。

尚実施例中の部とは重量部を意味する。

実施例 １ グリセリンにプロピレンオキサイドを付加して得られる
水酸基含有ポリエーテル（平均分子量１，０００）１０
０部にトルエンジイソシアネート１６０部を加え８０℃
で４時間反応させ末端イソシアネート基含有化合物を得
る。

これに粘度調整剤としてジブチルフタレート５０部（混
合物Ａの粘度８ ０， Ｏ Ｏ Ｏ ｃｐｓ／２ ０℃
）触媒としてＤＡＢＣＯ３３ＬＶ２部を加えさらにジク
ロロジフルオロメタン１５０部を加えて良く混合し耐圧
容器に封入する。

一方塩化ビニル鋼板より成る建築用パネルの内壁に充分
に水を含ませた紙を貼り付けパネル内部に上述の耐圧容
器内の混合液を注入する。

混合液中のジクロロジフルオロメタンは大気圧下で急激
にガス化し混合液はフォーム状態で注入される。

フォーム状態の混合液は紙に含浸された水と反応して樹
脂化しポリウレタンフォームを充填した建築用パネルを
得た。

実施例 ２ ポリオヰシプロピレングリコール（平均分子量１，００
０）１００部、ポリメチレンポリフエニルポリイソシア
ネート９５部、トリスクロロエチルホスフエート２０部
、ＤＡＢＣＯ ３３ＬＶ ２部ジクロロジフルオロメ
タン１５０部を耐圧容器に封入、混合し、容器内にて反
応させた末端インシアネート基含有化合物を主或分とす
る混合液を得る。

（混合物Ａの粘度１ ５，０ ０ ０ ｃｐｓ／２０℃
）。

耐圧容器を開封し混合液を自噴せしめ、プラスチック製
のユニットバスとコンクリート壁面間の空間内にフォー
ム状態で注入する。

コンクリート壁面にはあらかじめ水を含ませた不織布を
貼付けておく。

フォーム状態の混合液はこの水分によって徐々に硬化し
ウレタンフォームを充填したユニットバスを得た。

実施例 ３ ポリエチレンアジペート（平均分子量１，０００）１０
０部にジフエニルエーテルジイソシアネート１００部、
これに粘度調整剤としてトリスクロロエチルホスフエー
ト５０部、を８０℃にて４時間加熱し、末端イソシアネ
ート基含有化合物を主成分とする混合液を得る。

（混合物Ａの粘度１ ２ ０，０ ０ ０ ｃｐｓ／
２ ０℃）。

これにジクロロジフルオ口メタン１６０部を混合しつつ
あらかじめ組立てた電気冷蔵庫の壁内部に流動性を有す
るフォーム状態で注入する。

冷蔵庫壁空間部の内壁にはあらかじめ四ホウ酸ナトリウ
ムを含む水溶性塗料を塗布しておく。

注入された混合物中のイソシアネート基は水溶性塗料の
溶媒としての水及び四ホウ酸ナトリウム中の結晶水８５
ｊ一応してフォーム状態のまへ樹脂化しポリウレタンフ
ォームを析熱層とする電気冷蔵庫を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １分子中に少くとも２個のイソシアネート基を含み
   且つ平均分子量が６００以上である末端イソシアネート
   基含有化合物の少くとも５０重量φと粘度調整剤とから
   なり、その粘度が２０℃で１，０ ０ ０ ｃｐｓ〜２
   ０ ０，０ ０ ０ ｃｐｓの範囲内にある混合物Ａ
   にさらに常圧での沸点が−５℃以下で且つイソシアネー
   ト基に対して安定で混合物Ａと相溶性を有する発泡剤を
   混合した混合物Ｂを大気圧下で水分を施した空間内に、
   既に大気圧下で発泡しなお流動性を有するフォーム状態
   で注入しフォーム状に硬化させることを特徴とする低発
   泡圧下で該空間内にポリウレタンフォームを形成せしめ
   る方法。