JPS58459B2 - ウレタン変性イソシアヌレ−トフォ−ムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ウレタン変性インシアヌレートフオームの製
造方法に関するもので、特定のポリオールを使用するこ
とにより、イソシアヌレートフオームの耐熱、耐炎性を
損うことなく脆性を改良することを目的とするものであ
る。

一般に、インシアヌレートフオームは、耐熱、耐炎性に
おいて優れた性質を発揮するが、硬質ウレタンフオーム
等の他の有機質フオームに比べ脆性が非常に高く、実用
面において大きな欠陥となっている。

この脆性の改良のために各種の方法が提案されているが
実用性の問題から未だ満足なイソシアヌレートフオーム
は得られていない。

例えば、特公昭４４−１６６６９号公報、英国特許第１
１４６６６１号明細書に記載された方法は、インシアヌ
レートフオームにウレタン結合を導入する事により脆性
の改良を計っているが未だ脆さの改良は不充分である。

又Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＣｅｌｌｕｌａｒ Ｐ １ａｓ
ｔｉｃｓ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ／ ０ｃｔｏｂｅｒ２
０３（１９７０）では脂肪族ジオールを使う事により脆
さの改良を行う事を検討している。

しかしながらこの方法では、耐熱性が低下し、且物性値
の低下が起る。

又特公昭４６−４１３９３号公報においては三量化触媒
としてフェノール性マンニッヒ塩基を使用し且ポリオー
ルを併用しているが脆性低下の効果はわずかである。

更に特開昭４７−２９４９１号公報（特願昭４７＝１５
１７１号）及びに、Ｃ，Ｆｒ１ｅｃｈ、 Ｋ、 Ａｓｈ
ｉｄａ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅ１１ｕｌａｒ Ｐ
ｌａｓｔｉｃｓ 、 Ｊｕｌｙ／Ａｕｇｕｓｔ １９４
（１９７２）においてはインシアネートとエポキシか
ら末端イソシアネートのオキサゾリドン環含有プレポリ
マーを作り、これを三量化する事により脆性の改良を行
なっているが、この方法はプレポリマーとする必要があ
ると共に、このプレポリマーが非常に粘度が不安定であ
るという欠点を有する。

一般的なインシアヌレートフオームの脆性改良法として
ウレタン結合の導入が行われている。

このポリオールとしては出来るだけ官能基数の高いもの
を使用し結果的にフオームの架橋密度を向上させてイソ
シアネートの三量化により網目構造とウレタンの架橋に
よる網目構造の増大による耐熱性を向上させる事が常識
となっている。

ところがこの方法では架橋密度が増大すると耐熱性は向
上するが、その反面フオームは脆くなり、逆に架橋密度
を低下させると脆さは改良されるが耐熱性が低下すると
いう相反する結果を招来する。

本発明者は、上記矛盾点を考慮し、鋭意研究を行なった
結果、耐熱、耐炎性を損うことなく、低脆性のウレタン
変性イソシアヌレートフオームを製造することに成功し
たものである。

即ち、本発明は、ポリオール、ポリイノシアネート、発
泡剤、触媒及び界面活性剤からウレタン変性イソシアヌ
レートフオームを製造するに際し、ポリオールとして、
一般式 で示される環式ポリオールを全ポリオールの３０重量％
以上使用し、ポリイソシアネートをポリオールを含む活
性水素化合物の全量の１．５〜５倍当量で使用すること
を特徴とするウレタン変性インシアヌレートフオームの
製造方法に係わる。

本発明に使用出来る環式ポリオールとしては、及び／又
は で示されるソルビタンを開始剤として、アルキレンオキ
シド（例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド
、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等）の１種又は
２種以上を付加した一般式で示される４つの官能基を持
つ環式ポリオールである。

一般式におけるＲは同等又はそれぞれ異なる゛アルキレ
ン基で良く、又、ｎは１〜１０の整数で、同等又はそれ
ぞれ異なった数で良い。

環式ポリオールは、全ポリオールの３０％以上好ましく
は５０％以上使用する。

３０％未満の場合は、環式ポリオールの量が相対的に少
なくなり、本発明の特徴とする耐熱、耐炎性に優れ、し
かも低脆性のウレタン変性インシアヌレートフオームが
得られない。

本発明に使用するポリイソシアネートは、大別して芳香
族ポリイノシアネートと脂肪族ポリインシアネートがあ
るが、脂肪族ポリイノシアネートは芳香族ポリイソシア
ネートに比して反応性が著しく悪く、又フオームの硬度
、強度が小さく又耐炎性が低く実用的でない。

本発明に使用できるポリイソシアネートの例としては次
のものがある。

トリレン２・４ジイソシアネート、トリレン２・６ジイ
ソシアネートおよびこれらの混合物、ジフェニルメタン
４・４′ジイソシアネート、３メチルジフエニルメタン
４・４′ジイソシアネート、ｍおよびｐフェニレンジイ
ノシアネート、ナフタリント５ジイソシアネート、ポリ
インシアネートは精製したものでも、粗製のものでも使
用できる。

又、ポリインシアネートの過剰量と１分子中にヒドロキ
シル基を２個以上もつポリオールの少量とを反応させて
得られる末端基をインシアネート基とするプレポリマー
も使用できる。

１ポリイソシアネートは、１種類以上組合せて使用して
も差支えない。

又、ポリイソシアネートの量は、ポリオール等の活性水
素化合物の総量の１．５〜５倍当量好ましくは２〜４倍
当量の範囲で使用する。

１．５倍当量。未満の場合は、インシアヌレート環の密
度が低く耐炎、耐熱性が極耐に低下し、不適当である。

又５倍当量を越える場合は、ウレタン結合濃度が低く、
脆性が極端に悪く不適当である。

本発明に使用できる環式ポリオール以外のポリオールと
しては、一般に軟質、半硬質、硬質ウレタンフオームの
製造に使用されるポリオールが使用できる。

即ち、具体的な例としては、次のものがある。

反応開始剤として、水、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、ペンタエリスリット、エ
チレンジアミン、ソルビット、シュークロースなどを使
用してアルキレンオキシド（例えば、エチレンオキシド
、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等）の１種又
は２種以上を付加してなるポリエーテルポリオールが使
用できる。

又、アジピン酸、フタール酸、コハク酸などのポリカル
ボン酸の１種又は２種以上と、エチレングリコール、ト
リメチロールプロパンなどの多価アルコールの１種又は
２種以上と縮合反応によって得られる末端基にヒドロキ
シル基を有するポリエステルポリオールが使用できる。

又、脂肪族ポリオールにポリアクリロニトリルをグラフ
ト重合させたポリマーポリオールも使用できる。

又必要に応じて、アミン系の架橋剤を使用してもよく、
反応の調整、架橋度の調整に有効である。

本発明に使用できるイソシアネートの三量体生成触媒と
しては、２・４・６トリス（ジメチルアミノメチル）フ
ェノール、０およびＰジメチルアミノメチルフェノール
、Ｎ−Ｎ’・Ｎ”トリス（ジメチルアミノプロピル）−
ｓｙｍ−へキサヒドロトリアジン、ベンジルトリメチル
アンモニウムメトキシド、カルボン酸のアルカリ金属塩
（例えば、酢酸カリ、プロピオン酸カリ、オクタン酸カ
リ、安息香酸カリなど）、カルボン酸以外の弱酸のアル
カリ金属塩（例えば、砒酸カリ、ベンゼンスルフィン酸
ソーダ、Ｐ−ニトロフェノールのカリ塩など）、無機塩
基（例えば、苛性ソーダ、苛性カリなど）、ナトリウム
メトキシド、鉛、コバルト、鉄、カドミウム、クロムな
どの塩などが使用できる。

常温で液体の触媒を使用する場合は、ポリオールなどに
混合して使用すればよく、又固体の触媒は予め水、ジメ
チルフォルムアミド、ジメチルスルフオキシドなどに溶
解して使用するか又は、微粉末にしてポリオールの一部
又は全部をロールミルなどで混練して使用するのが便利
である。

又、ポリウレタンフォーム製造時に使用する第３級アミ
ン、有機金属化合物触媒は、三量化触媒との併用にて使
用出来る。

本発明に使用できる発泡剤としては、一般にポリウレタ
ンフォーム製造時に使用されるものは全て使用すること
が出来る。

適当な塩弗化アルカンとしてはポリイソシアネートに対
して化学的に不活性であり、大気圧で火元１００℃以下
の非点を有するもの、好ましくは、−５０から７０℃の
非点を有するものが使用できる。

具体的例として、塩化メチレン、三塩化エチレン、トリ
クロロモノフロロメタン、ジクロロジフロロメタン、ジ
クロロモノフロロメタン、ジクロロテトラフロロエタン
、ジブロムモノフロロメタンなどである。

本発明に使用できる界面活性剤はポリウレタンフォーム
製造用として効果のあるものはすべて使用できる。

例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリ
オキシアルキレンアルキルアミノエーテルなどのポリオ
キシアルキレン系のもの、オルガノポリシロキサン、シ
ロキサンオキシアルキレンコポリマーなどのシリコーン
系のもの、ロート油などのエステルなどが使用できる。

本発明の原料を混合、発泡するには反応混合物を均一に
混合できる方法ならば如何なる方法によってもよい。

例えばポリウレタンフォーム、エポキシフオームなどを
製造する際に使用される発泡機を使用すると便利である
。

従って発泡の形態として注入発泡、スプレー発泡などい
ずれによる方法でも可能である。

ウレタン変性イソシアヌレートフオーム層の厚味が少な
い場合や金属板に接触する場合などでは、反応混合物を
予め加熱しておくこと、ウレタン変性インシアヌレート
フオームと接触する金属板などを加熱しておくことが必
要である。

次に本発明によって得られるウレタン変性インシアヌレ
ートフオームの特徴は次のごとくである（１）４官能ポ
リオールを使用する為、従来のウレタン変性イソシアヌ
レートフオームと比べ脆性が良い。

（２）ウレタン変性しないインシアヌレートフオームと
同程度の耐熱、耐炎性である。

以上の如く、本発明によって得られるウレタン変性イソ
シアヌレートフオームは、耐熱性、耐炎性、難燃性、脆
性において優れており、広く建材の分野で使用でき、更
に従来から硬質ウレタンフオーム、ポリスチレンフオー
ムなどが使用されている分野にも使用出来る。

次に実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発
明はこの実施例に限定されるものではない。

実施例の中で「部」とあるのは「重量部」を示す。

「化学当量比」とあるのは「ポリイソシアネートと反応
する活性水素化合物の総量の化学当量に対するポリイソ
シアネートの化学当量の比」を示す。

又、得られたフオームの物理的性質について、密度は、
ＪＩＳ −Ａ −９５１４により測定し、耐熱性（高温
寸法変化）は、ＡＳＴＭＤ−２１２６により測定し、脆
性は、ＡＳＴＭＣ−４２１により測定し、難燃性はＡＳ
ＴＭＤ−１６９２により測定し、耐炎性は、米国鉱山局
のＦ ｌａｍｅ ＦｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＴｅｓｔによ
り測定した。

実施例 １〜３ 第１表に示す反応混合物を１１のポリエチレンビーカー
中に秤量し、室温（２０〜２５℃）中で箱型ミキサー（
回転数３４０ Ｏｒｐｍ ）で５〜１０秒間激しく攪拌
し、上部開放の木箱中で発泡させ、ウレタン変性イソシ
アヌレートフオームを得た。

得られたウレタン変性インシアヌレートフオームは、通
常のイソシアヌレートフオームに比較して、脆性が改良
され、しかも耐熱、耐炎性の低下はほとんどみられなか
った。

比較例 １ 第１表に示す反応混合物を実施例１と同様にして、ウレ
タン変性インシアヌレートフオームを得たが、耐熱性（
高温寸法安定性）が極端に悪い。

比較例 ２．３ 第１表に示す反応混合物を実施例１と同様にして、ウレ
タン変性インシアヌレートフオーム及びインシアヌレー
トフオームを得たが脆性が極端に悪い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、触媒及
   び界面活性剤からウレタン変性イソシアヌレートフオー
   ムを製造するに際し、ポリオールとして、一般式 （Ｒ−アルキレン基 ｎ＝１〜１０） で示される環式ポリオールを全ポリオールの３０％以上
   使用し、ポリイソシアネートをポリオールを含む活性水
   素化合物の全量の１．５〜５倍当量で使用することを特
   徴とするウレタン変性イソシアヌレートフオームの製造
   方法。