JPS6040129A - 混合された開始剤より製造されたポリエーテルポリオール類及びそれを用いたポリウレタンフオームの製造方法 - Google Patents

混合された開始剤より製造されたポリエーテルポリオール類及びそれを用いたポリウレタンフオームの製造方法

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JPS6040129A
JPS6040129A JP59151472A JP15147284A JPS6040129A JP S6040129 A JPS6040129 A JP S6040129A JP 59151472 A JP59151472 A JP 59151472A JP 15147284 A JP15147284 A JP 15147284A JP S6040129 A JPS6040129 A JP S6040129A
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polyol
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polyols
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マイケル・カスカリダ
ブルース・ウイリアム・ピーターソン
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多官能性開始剤をアルコキシル化することに
より製造されるポリエーテルポリオール類に関し、特に
、異なる数の活性水素を有する部分的にアルコキシル化
した開始剤の混合物をアルコキシル化することにより製
造されるポリエーテルポリオール類に関する。本発明は
、また、それらのポリエーテルポリオール類を、軟質ポ
リウレタンフォームの製造時に使用する方法に関する。
現在、軟質フオームを製造するのに適するボリエーテル
ポリオール類は、グリセリンの如き3官能性開始剤と酸
化アルキレンの混合物との反応によって製造される。4
0〜60のヒドロキシル価を有する生成物を製造するに
は、酸化アルキレンを、グリセリンの如き多価開始剤又
は、その開始剤の中間分子量を持つ酸化アルキレン付加
物に添加するのが常識である。この技術により製造され
たポリオール類の、例については、米国特許第3.39
3,243号、第3,535,307号、第3,706
,714号、第3,847,992号、第4,166.
172号及び第4.316,991号を参照されたい。
一般的に満足されているとはいえ、従来のポリオール類
から製造されfc 7オームは、特に、低い7オ一ム密
度でtま緩衝材用として十分な堅さがない。堅い(高い
ILD)フオームを製造するには、通常、高次の官能性
開始剤とか、短鎖架橋剤或いは充Jjt剤を使用するこ
ととなり、これは、独立気泡、低い引裂き強度及び伸び
並びにフオーム密度のJ、1ijj加となってフオーム
の特性上の欠点となる。
本発明の目的は、高次の官能性ポリオール開始剤の少量
を入れることによシ、トリオール等(7) 官能性を増
加させることである。幾つかの特許には、ポリウレタン
フォーム製造用のポリオールを製造するのに、混合開始
剤を使用することが述べられている。その殆んどは、硬
質ウレタンフオーム製造用のポリオールの製造に関する
ものである。通常、それ等の方法では、ショ糖と水、グ
リコール類、グリセリン等が使用される。低次の官能性
ポリオール類を使用すると、硬質ウレタンフオーム用の
ポリオールが出来、これは取扱いが容易で、得られる硬
質フオームはより微細な気泡を有する。
最近では、米1刊特許第4.380.502号に、80
〜20重量−のホルミトール(formitol ) 
(平均してヒドロキシル官能価を少くとも3有する多価
アルコール類)と20〜80重量%のショ糖を用いた例
がある。この特許の冒頭部分は、混合開始剤の技術を良
くまとめたものである。
特開昭s 7−174313 (ケミカルアブストラク
ト98 : 144401c(1983))には、ホッ
トプレスによる良好な二次成形性を有するウレタンフオ
ーム(これはポリイソシアネートとポリオール混合物と
の反応により製造される)について述べられている。ポ
リオール混合物は、1)ショ糖とグリセリンとの10:
90〜40:60のモル混合物からのポリエーテルポリ
オール及び4000〜10000の分子量を有する酸化
アルキレン30〜90重量部と、11)平均ヒドロキシ
ル価を50〜300有するポリエーテルジオール類及び
/又はポリエーテルトリオール類10−70重量部から
成る。明らかな様に、ショ糖とグリセリンは、まず混合
され、次いで、ここで述べられるフオーム用のポリオー
ル成分を与えるポリエーテルジオールを加える前に、酸
化アルキレン(例えば、90:10の酸化プロピレン/
酸化エチレン混合物)とそれ等とを反応させる。この方
法は、本発明とは全く相違するもので、竹に、種々のア
ルコキシル化が起る工程で相違する。
本発明は、高い耐荷重性を有する軟質ウレタンフオーム
の製造に用いるポリエーテルポリオールに関する。
このポリオールは、1以上の酸化アルキレンを、開始剤
混合物と反応させることにより製造される。
この混合物は60〜90ffi量チの3官能性の、部分
的にアルコキシル化した開始剤と、4〜8の活性水素官
能価を有する。第二の、部分的にアルコキシル化した開
始剤10〜40重量%とから成る。
これ等のポリオール類を製造する為の方法には、トリオ
ール開始剤を部分的にアルコキシル化して中間分子)腎
とし、次いで高官能性アルコキシル化開始剤を添加する
といった特異な技術が含まれる。
この混合物は、次いでそれ自身アルコキシル化される。
又、本発明は、有(表ポリイソシアネートと上述のポリ
エーテルポリオール類とを、ポリウレタン形成触媒の存
在下に反応させて軟質ポリウレタンフォームを製造する
方法に関する。
上記の通シ、開始剤の混合物が必要なのである。
混合物の大部分は3官能性開始剤より成る。即ち3個の
活性水素を有する化合物である。この開始剤は、部分的
にアルコキシル化されなければならない。好適な3官能
性開始剤の例としては、グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、トリエタノールアミン、1,2.+3−ヘキサ
ントリオール、モノエタノールアミン、ジェタノールア
ミン及びアミノエチルピペラジンの酸化アルキレン付加
物が挙げられる。!庁に好ましいトリオールシ、(【は
、グリセリン、トリメチロールプロパン及びトリエタノ
ールアミンである。3官能性開始剤は、開始剤混合物の
60〜90重量係を占上幅。
本発明の特徴は、少量の多価ヒドロキシ開始剤。
つま9二次的な開始剤を混入することである。「二次的
な開始剤」とは、開始剤の官能価を意味するものではな
く、多量に存在する上述の開始剤に対(−1少量存在す
る開始剤を区別するのに使用守る1j、!□I’jであ
る。この二次的な開始剤は、4〜8の活性氷水を有する
。この開始剤は、又部分的にアルコキシル化される。
二次的な開始剤として好適なものとしては、メチルグル
コシド、エチレンジアミン、ノルビ) −ル、ショ糖、
ヒドロキシプロピルグルコシド、ペンタエリトリトール
及びエリトリトールの酸化アルキレン付加物が挙げられ
る。特に好ましいの番は、メチルグルコ7ド、エチレン
ジアミン、ソルビトール及びショ糖である。二次的なシ
フ1始剤は、全Ui4 ji;剤混合物の10〜40重
は裂である。
混合された、アルコキシル化多価ヒドロ・Vゾ1,1j
始剤に添加する酸化アルキレンとしてii、tl(ヒエ
チレン、酸化プロビレ/、1+2−ブテレンメーキシド
又はそれ等の混合物が拳げらオする。酸イヒアルキレン
成分としては、特に、酸化エチレンとへ2イヒプロピレ
ンの混合物が好ましい。こ才L 4pとrTiJイ):
之の酸化アルキレンは、混合前は開!!h剤に14m力
日してもよい。
各々の開始剤に使われる醸化アルキレン成分の量は′F
Mk変化する。それ故、開始剤混合CI勿の5ト均的官
能価も変化し、アルコキシル化開〃合斉1jの7jム合
物を全体的にアルコキシル化するに必要なeイヒアルキ
レンの量も又便化する。ホ’) オール(7) 分子f
5−。
及びヒドロキシル価は、N始剤を全体内りにアルコキシ
ル化するに必要な量以上の過it+の111(ヒアルキ
レンを使用することにより確保できる。
反応は、75〜150℃の高温で、触媒を用いて行うこ
とが好ましい。このアルコキシル化反応を行うのに良く
知られた方法は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム
の如きアルカリ触媒を使用するものである。他の触媒と
しては、水酸化セシウム。
水酸化カルシウム、トリアルキルアミンカ這及びアンモ
ニア水が知られている。
得られるポリオニル類は、1ooo〜20000の分子
量を持つものである。ポリオール類の分子量は、300
0〜1ooooが好ましく、特に、3000〜6500
のものが好ましい。これ等のポリエーテルポリオール類
は、軟質ポリウレタンフォーム製造用として好適である
。これ等のポリオール類から製造される7オームは、従
来のポリオール類から造られる7オームに比べ、耐荷重
性が改善されている。驚くべきは、これらのフオームの
耐荷重性の改善が、他のM要な性質を損うことなく、達
成されていることである。
フオーム製造の実施例は、ポリエーテルポリオール類の
有用性を示すkめの例示である。軟質及びその他のタイ
プのフオームが、ポリオール類とポリイソシアネートと
を、第3級アミン又はスズ触媒の如きポリウレタン形成
触媒の存在下、必要に応じ、発泡剤及び他の添加剤の存
在下に反応させ−C製造されることは良く知られている
。更に詳細なポリウレタンフォームの製j告については
、と9わけ、米国特許第3,535.30’7@を参照
されたい。
−本発明を、例を以って更に詳説する。
例 1 この例は、本発明のポリエーテルポリオール類の製造を
示すものである。
315/の反応器に1分子量600のグリセリソノ酸化
エチレン/酸化プロピレン(EO/PO)付加物(アル
カリ度■KOH/g2 e ;ヒドロキシル価mqKO
H/J9 273 ) 4.08 kg及びソルビトー
ルのPO付加物(ヒドロキシル価 480〜500)(
At1as G −2410ニアトラス ミネラ)L、
77ド ケミカル社(At1as Minevalg 
and ChemlcalsC00)製) 0.45 
kgを入れ1反応器を屋素バージレ、開始剤を105℃
に加熱した。POの16.98kg及びEOの0.64
 kgの混合物を105〜110℃、0.441−LP
aで反応させた。次いて酸化プロピレン(0,68kg
 )を105〜1 (l 0℃で反応させた。2時間放
置後、水(51,!7)を加え、混合物を15分間恍拌
した。アルカリ性生成物を、次いで、シュウ酸127g
で、15分間抵押しながら中和した。合成したケイ酸マ
グネシウム(106!9)を、スラリー水溶液として添
加し、2時間攪拌した。ジ−t−ブチル−p−クレゾー
ル(91,3,li+)、メクチル化ジフェニルアミン
(13,7g)及びハイフロース−パーセル(1iyf
lo 5upercal )ろ過励剤(tsog)を中
和生成物に添加し、次いで生J′Jy、物を、105〜
110℃で最少圧力にストリップし、30分間窒素スト
リップし、ろ過した。最終生成物は次の様な性質を有す
る。
性 質 酸 価(キr<01−!/y ) o、o 07ヒドロ
キシル価(ηKOIレタ) 61.2水(創it ’!
’ ) 0.01 不飽和度(meal ) o、 025イソプロパツー
ル/水 lO二6中のp!(7,3 色 (Pt−Co) 25 ナトリウム(ppm) 0.16 カリウム(ppm) o、ss 過酸化物(ppm) 0.90 粘 度(O8) 25℃ 483 38℃ 240 例 2及び3 高いンルビトール含有率のポリオール類を、以上に示し
た反応体漬量で、例1の方法で製造し7と。
例 」L ヨし 投入量 グリセリンのPO/EO付加物 (分子量600) (kg) 3.63 3.18Ai
、las G−2410(ノルビ トールポリオーk) (kg) 0.91 1.361
滅化プロピレン(跋) 0.82 0.68ジーt−ブ
ブール−p− クレゾール(g) to9 ti3.sオクチル化ジニ
フェニルアミl 16.3 17.1八丁フロー)ii
−2こ−セlしく、9) 100 150反応詳凱 酸化I吻添り□IIi寺間(時) 5.75 6.1渦
 度(C) 105−”110 110−115圧 力
←MPa ) 0.44 0.44性 質 1rン ftTl1 (my x<、o■f ) o、
 o t 2 0.00 sヒドロキシル価(■KO)
し’fl ) 54.8 59.0不飽和If” (m
eV’/ ) 0.03 0.04水 (箱:Mつ) 
0.01 0.QIイソプツシ=1’/2k t o 
: 6中ノpH7゜4 75色 (Pt−Co) 10
0 40 ナトリウム(ppm) 0.7 4.9カリウム(pp
m) G、1 2.0 過酸化り勿(’ppm) 0.95 0.8イ古 度(
O8) 25℃ :)4 7 55738℃ 274 
277 例 4 この例は、共開始剤としてショ糖を基体としたポリオー
ルを用いて、本発明のポリオールの製造を示すものであ
る。方法は例1の方法を用いた。
反応体の投入量、製造の詳細及びポリオールの性質は次
の通りである。
投入量 グリセリンのE O/P Oイ」加物(kg)(分子量
600) 3.63 MULT几ANOL M−5034’ン 0くタウ 0
.91酸化プロピレン(ゆ) 082 ジ−t−ブチル−p−クレンール(g) 109オクチ
ル化ジフエニルアミン(g) 16.3ハイフロース−
パーセル(、!/) 100反応の詳細 酸化物泳加時間(時)6.8 温 度(1::) 110〜115 圧 力(MPa) 0.44 性 質 e −itlli(rngKOt115) 0.006
ヒドロキシル価(η9 KOII/、5/ン 57.7
水 (ffiiitチ) 、(1,012インプロパツ
ール/水 10:6中のp(、(7,4 色 (Pt−Co) 75 ナトリウム(ppm) 0.3 カリウム(ppm ) ’・4 過1浚比物(ppm) 0.9 粘 度(Cps) 25℃ 534 38℃ 263 1)中油のショ糖ポリオール、ヒドロキシル1曲470
 rr4 KOfl/’i 、 七ベイケミカル社(;
viobay Chemical Co、) p例 5 この例は%軟質ウンタ/フオーム製造時の本発明のポリ
オール類の決ノ目を示す。更に、従来のポリオール類に
詰づ<iモのとの比較に於いて、これらのポリオールか
ら製造されるフオームの高int荷重性能(ILD)7
.i)示す。1り涌゛すrしば、こB :9の高+ij
+荷重性能は、他の目ミ能ケ狽うことなく得らJl−7
ヒ。
全てのフオームはマーブーンースイート(Mnrtin
−8weetg )兄准機を開用して襖造さ、れた。
グリセリンの如きアルコキシル化トリオールをアルコキ
シル化していないポリオール、例えば、ペンタエリトリ
トール(PE)と)・青合し、この混合物音ての後、さ
らにアルコキシルfLL、ごも、?4)られるポリオー
ルC11不充分なもので、曇りを生じ及び/又はアルコ
キシル化されないポリオール又は未反応ポリオールが固
体として沈殿することを見出した。これはポリオール成
分中のPEの量が0.5〜1095のにa囲の間で生ず
るように思われる。次の比較例は、この点を示すもので
、即ち、このタイプの充分なポリエーテルポリオールを
製造するには、使用する全ての開始剤は、開始剤を混合
する前にアルコキシル化されるべきであシ、そして更に
、安定な生成物を得るためにアルコキシル化されねばな
らない。
例 6(比較例) この例は、グリセリンの酸化プロピレン付加物(分子m
 700 )と、アルコキシル化していないペンタエリ
トリトールとの混合物を開始剤として使用[7てポリオ
ールの製造を示すものである。更に、貯蔵中に、固形分
が形成される不安定な生成物につVビCも例示する。こ
の様なポリ]−ルは軟質フ」−ムを、IIIジ造するに
は適さない。
4、54 f<gのクリセリンの酸化プロピレン付加物
(分子が−700)(アルカリ度(ηKO)V’j )
 :26.16)を反応器に入れ、前以って精製した窒
素でパージした。次いで開始剤を110℃に加熱し0、
23 k4;lの結晶のペンクエリトリトールを加え、
溶液中に溶け1ΔむまでtP4拌した。次いで、1G、
80kpの酸化プロピレンと3.69 kgの酸化エチ
レンの混合物を105−110℃、0.44 MPnで
反応さぜた。:、l:’;合畝化物の添加には、およそ
5〜6時間力:シた。rV−1し; kl、0.771
g (Z) fj;’化ノ゛ロビレンヲ反jしさぜこ終
らせノこ、、反応キiス合物を平に圧力まで2fly間
放置(7、I E、 3 gのシュウ1rpcで中オ′
」シた。ジ−t−ブチル−1)−クレゾール(51,6
g) 、オクプ°ル化ジフェニルアミン(52g ) 
kヒバイア0−スーパーセルろ過助剤(75g>を反応
混合物に1独加し、次いで、中和生成物をコ1d小圧力
に真空ストリップし、窒素ストリップを行い、生成物を
ろ過した。最終生成物は次の様な性質を有する。
酸 価(yyKOH力) o、 o o sヒドロキシ
ル価(W KOIV’g ) 47.4水 (重量%)
 o、o1 不飽和度(meq/g) 0.03 イングロパノール/水 7.3 10:6中のPH 色 (Pt−Co) 曇り、測定出来ずナトリウム(p
pm) 0.4 カリウム(ppm) 6.2 過酸化物(ppm ) 2.0 上述の生成物は、始めにろ過した時に殆んど曇り、冷却
で、固形分が発生した。この固形分の赤外スペクトルで
、これ等が未反応のペンタエリトリトールであることが
判ツ」した。この様な生成物は、フオーム製造用として
は不適である。
例 7(比較例) 例6の方法を用い、次の反応体を使用してポリオールを
製造した。
グリセリンのIJ看ヒグロビレン伺加パ吻 4.09(
分子量”t o o ) (kg) ペンタエリトリトール(kg) 0.45酸化プロピレ
ン(kp) 16.80 畝化エチレン(1ぐg) 3.69 岐化プロピレン(f(g) 0.77 シユウ酸(g) is3 ジーt−ブチル−p−クレゾール(、!7) 516オ
クチル化フエニルアミン(!?) 5.2ハイフロース
−パーセル(g) 75 最終生成物は、ヒドロキシル価59.6 ’Bq KO
ITy’pを鳴し、ろ過後に曇り、固形分(未反応のペ
ンタエリトリトール)が、冷却によって発生した。]l
i↓終生成物は次の様な性質を有する。
市 価(rngKO)I/、!i’ ) o、014ヒ
ドロキシル価(■KOI(/g) 59.6水 (重量
%) 001 不飽和度(meq/、? ) 0.021イングロバノ
ール/水 lO:6甲のpil 6.0 色 (Pt Co) 曇ジ カリウム(ppm) 0.18 過酸化物(ppm) 2.57 第1頁の続き 優先権主張 [相]19887月26日[相]米国(U
 S)[相]:@発 明 者 ブルース・ライリア ア
メリカ合衆ム・ピーダーリン − 2499S ノ国、
テキサス 78753Xオースチン、ナンバース・プラ
ザ 8805

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.1もしくは2以上の酸化アルキレンを。 1)3官能性の、部分的にアルコキシル化された開始剤
    60〜90重量%及び 2)4〜8の活性水素官能価を有する、二次的な、部分
    的にアルコキシル化された開始剤10〜40重量%から
    なる開始剤混合物と反応させて得られるポリエーテルポ
    リオール。 2 トリオール開始剤を部分的にアルコキシル化し、よ
    り高い官能性を有するアルコキシル化開始剤を添加し、
    得られた混合物をさらにアルコキシル化することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のポリオール。 3、 ポリウレタン形成触媒の存在下に、有機ポリイソ
    シアネートとポリオールの反応による軟質ポリウレタン
    フォームの製造方法において。 ポリオールが、1もしくは2以上の酸化アルキレンを、 1)3官能性の、部分的にアルコキシル化された開始剤
    60〜90重量%及び 2)4〜8の活性水素官能価を有する、二次的な1部分
    的にアルコキシル化された開始剤10〜40重量%から
    成る開始剤混合物と反応させて得うれるポリエーテルポ
    リオールであることを特徴とする製造方法。
JP59151472A 1983-07-26 1984-07-23 混合された開始剤より製造されたポリエーテルポリオール類及びそれを用いたポリウレタンフオームの製造方法 Pending JPS6040129A (ja)

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