JPS61183308A - 改良された耐燃性及び固有粘度を有する重合体/ポリオール、その製造方法、ならびにそれから製造するポリウレタン - Google Patents

改良された耐燃性及び固有粘度を有する重合体/ポリオール、その製造方法、ならびにそれから製造するポリウレタン

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JPS61183308A JP61024293A JP2429386A JPS61183308A JP S61183308 A JPS61183308 A JP S61183308A JP 61024293 A JP61024293 A JP 61024293A JP 2429386 A JP2429386 A JP 2429386A JP S61183308 A JPS61183308 A JP S61183308A
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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】 本発明はポリマー/ポリオール系組成物及びそのような
ポリマー/ポリオール系組成物を利用するポリウレタン
類に関する。
良末侠規辺韮」 ポリウレタンフォーム、エラストマー等を製造する際に
使用するのが適しているポリマー/ポリオール系組成物
は公知の物質である。この分野における基本特許はスタ
ンバーガー(Sta鳳berger)の再発行特許第2
8.715号(米国特許第3,383,351号の再発
行特許)及び第29,118号(米国特許第3.304
.273の再発行特許)である、これらの組成物はポリ
オールに溶解又は分散された一種又はそれ以ヒのエチレ
ン系不飽和型母体を遊#基重合触奴の存在下に重合し、
ポリオール中に重合体粒子の安定な分散体を形成するこ
とによって製造できる。これらのポリマー/ポリオール
系組成物は。
例えば、それらから製造されたポリウレタンフォーム及
びエラストマーに、対応する未改質ポリオールによって
付与される耐力特性より高い耐力特性を付与することが
できるPt重な性質を有している。
最初に商業的に認められたポリマー/ポリオール系組成
物は主としてアクリロニトリルを用いて製造された組成
物であった。これらの組成物の大部分は、ある用途にお
ける所望の粘度よりいくぶん高い粘度を有していた。さ
らに最近になって。
アクリロニトリル−スチレン屯碕体混合物から製造され
たポリマー/ポリオール系組成物が商業的に使用された
ポリマー/ポリオール系組成物で製造されたポリウレタ
ンフォームは広く利用されている0発泡体の主要な形態
はスラブ材及び成形体の二つであると一般にJわれてい
る。特に、ポリマー/ポリオール系組成物を使用する発
泡スラブ材はカーペット、家具及び寝具製造業で使用さ
れている。
発泡スラブ材の主要な用途の一つはカーペットの下敷と
してである。
発泡成形体の分野においては、使用される発泡体の第一
の形態は高弾性(HR)発泡成形体であると一般に言わ
れている。HR発泡成形体はシート成形体からエネルギ
ー吸収性クッション等に及ぶ用途で自動車工業において
広く使用されている。
ポリマー/ポリオール系組成物に対する広範な要求がさ
らに別の技術を必要とするいくつかの傾向を生じた0例
えば、はとんど焼けのない、即ち、白色の発泡製品であ
る発泡スラブ材を提供することが一般的傾向である。実
際、満足しうる耐力特性及び他の発泡体特性を保持しな
がら1重大な経済的損失なしに、できるだけ低い密度(
即ち、約24 kg/m3又はそれ以下)で、はとんど
焼けのない発泡体を製造することができる技術を提供す
ることがψまれる。
そのような焼けのない発泡体は比較的スチレン含イiG
の高い(例えば、スチレン約65〜70%)アクリロニ
トリル−スチレン単績体混合物を利用することによって
得られた。そのような高いスチレン含有値の単i体混合
物を発泡成形分野で利用することも汗及している。
このように高いスチレン含有酸の単驕体混合物からのポ
リマー/ポリオール系組成物の製造は困難を伴なう、そ
のような困難は、特に現在の進歩したポリウレタン製造
における技術水準のために起こる。ポリマー/ポリオー
ル系組成物の安定性の程度については現在も問題がある
。多くの用途において、きびしい安定特性がある程度要
求され、そのような特性は、高いスチレン含有酸の単闇
体混合物を使用する場合に、達成するのが困難になる。
さらに、多くの用途においてできるだけ高い耐力特性を
有する発泡体が提供されるのを望む傾向がある。これは
、特に、多くの配合物が「生」の、即ち、ポリマー/ポ
リオールを通常のポリオール類で希釈しないで使用する
、ポリマー/ポリオール系組成物を使用することを必要
とする発泡スラブ材の分野で広まっている0発泡成形体
の分野においては、典型的に生のまま使用しないが、な
おさらに高い耐力特性をそのような発泡体に付与するこ
とができるポリマー/ポリオール系組成物が同様に望ま
れる。
このような高い耐力特性はポリマー/ポリオール系組成
物の重合体、即ち固形分を増加することによって得られ
ている。それ故、望ましい固体含有ひは35〜40fi
量%、またさらにはそれ以上である。固体含有量が増加
するほど、多くの場合に望ましい程度の安定性を有する
このように高い固体含有量のポリマー/ポリオール系組
成物を製造することが実質′的にさらに困難になる。
高いスチレン含有量の中間体混合物及び高い固体含有量
のポリマー/ポリオール系組成物を使用する傾向が1時
には所ψの粘度より高い粘度を有するポリマー/ポリオ
ール系組成物を得る結果となる。ポリマー/ポリオール
系組成物の粘度は製W[程中の取扱いを容易にするのに
十分低い粘度であるべきなのはもちろんである。さらに
、この粘度は、利用する発泡処理設備における輸送、取
扱い及び最終的に、十分な加工性を容易にするものであ
るべきである。粘度の程度は、大いに利用されている衝
突システムのような複雑な混合システムのために、発泡
成形の分野では重大な問題になっている。できる限り低
い粘度を有する所ψのポリマー/ポリオール系組成物を
得ることが必要なのは明らかである。
また、前に述べたように、ポリマー/ポリオール系組成
物の安定性の程度にも問題がある。以前は、実際の商業
的操業においてポリマー/ポリオール系組成物のシーデ
ィネス(seedinegs)又はろ過性にあまり関心
がなかった。しかしながら。
ポリウレタン製造の技術水準は、これらの観点が多くの
用途において非常に重要である所まで現在は進歩した。
これは発泡成形分野において特に重要である。
このように、ポリウレタン生成成分を珈扱い、混合及び
反応させるための複雑で、高速かつ大容量の設備1機械
類及びシステムの出現が非常に安定で、低い粘度のポリ
マー/ポリオール系組成物を必要とすることになった。
従って、ポリマー/ポリオール系組成物は、現在使用さ
れている複雑な発泡膜幅において十分処理することがで
きるようにある種の醋低限度の要求に応じられねばなら
ない0代表的に、主要な要求は、フィルター、ポンプ等
が比較的短時間にふさがれ、又は汚されないように、ポ
リマー/ポリオール系組成物が十分率さい粒子を有して
いることである。
いくぶん簡略ではあるが、微細なポリマー/ポリオール
系組成物の商業的処理性は相分離、即ち、ポリマー粒子
がポリオール溶媒から沈殿することに対するポリマー/
ポリオール系組成物の安定性にある。それ故1分散安定
性は、ポリマー/ポリオール系組成物を確実に均一にす
るためにさらに別に混合する必要なしに商業的な装造設
備において確実に処理できるための第一の要件である。
基本特許がスタンバーガーによって開発されて以来、改
良ポリマー/ポリオール系組成物及び改良製造技術を得
るために多大な労力が向けられた8例えば、プリース)
 (Priest)等の米国特許第4,208,314
号はアクリロニトリル−スチレン単量体混合物から製造
した低粘度のポリマー/ポリオール系組成物を開示して
いる。これらのポリマー/ポリオール系組成物は、特に
アクリロニトリル対スチレン比が比較的低い場合に、焼
けの少ない低密度の水発泡ポリウレタンフォームに転化
することができる。プリースト等の特許は、生成物の重
合体成分の粒形が従来法によって製造されたポリマー/
ポリオール系組成物に比較してかなり改良されているポ
リマー/ポリオール系組成物を製造する方法も提供して
いる。プリースト等によって提案された改良法は、概し
て1重合の間中反応混合物全域で弔9体対ポリオールの
濃度比を低く保持することから成る。
ポリマー/ポリオール系組成物をrA造するための別の
改良法はシャー(Shah)の米国特許第4.148.
840号によって提案されている。この特許は、少驕の
予備生成されたポリマー/ポリオール系組成物を含イ1
するポリオール混合物中で一種又はそれ以りの単量体を
現場重合することによって非常に安定で、ろ過性のある
ポリマー/ポリオール系組成物を製造する方法を開示し
ている。
安定なポリマー/ポリオール系組成物を得るには、生長
中の歌合類とポリオール分子とからその場で生成される
少量のグラフト共重合体又は付加共重合体が存在するこ
とが必要であるということがわかった。それ故、ある従
来の研究は、改良された安定性が生成すると思われる付
加共重合体安定剤の量が増加したために得られると考え
て、ポリマー/ポリオール系組成物を生成するのに代表
的に使用されるポリオキシアルキレンポリオール中に従
来から存在する不飽和結合に加えて、さらにポリオール
中に不飽和結合を組込むことに向けられた。米国特許第
3.852.839号、第3,823,201号及び3
.850.881号、英国特許第1.128.025号
並びに特開昭52−80919号及び特開昭48−10
1494号は全てこの方法を利用している。
同じ観点で、「安定剤先駆物資」と呼ばれるものを使用
する方法が提案された。より具体的には、特有の範囲で
反応性不飽和結合を有する[マクロマー(macros
er) Jと呼ばれるものを含有する′auの安定剤先
駆物質の存在下にポリマー/ポリオール系組成物を製造
することを骨子とする。
これは、ポリマー/ポリオール系組成物の製造に際し1
重合中にweの安定剤が安定剤先駆物質と生長中の重合
鎖との付加重合によって生成されるとの考えに基づいて
いる0重合において安定剤先駆物質を使用する概念は、
「有機溶媒中の分散重合([1ispersion P
olymerization in Organic 
Media) J 、編者ケーΦイーΦジェー・バレッ
) (K。
E、 J、 131rrett) 、ジョン・ウィリー
拳アンド・サンズ出版、(1975年)中に論じられて
いるように十分理解される旧来の技術である。米国特許
第4,454,255号及び第4.458.038号は
この技術を利用した例の最近のものである。255及び
゛038特許においてマクロマーはポリオールを1例え
ば、無水でレイン酸又は7マル酸のような反応性のエチ
レン型不飽和結合を有する化合物と反応させることによ
って得られる。この技術を用いたさらに他の例は米国特
許@4,460,715号である。
715特許における安定剤中の反応性不飽和結合はアク
リレート又はメタクリレート成分によって与えられる。
ポリマー/ポリオール系組成物の製造において連鎖移動
剤を使用する方法が反応調節及び得られる組成物の粘度
を低くすることを包含する種々の目的のために提案され
た。メルカプタン類、アルコール類等を包含する種々の
連鎖移動剤が提案された。
例えば、米国特許第3.855.553号は、生成され
るポリマー/ポリオール系分散体が少なくとも15重量
%の塩素含有晴になるように、ポリオールに塩化ビニル
と塩化ビニリデンとの混合物をグラフトすることによっ
て製造されたポリマー/ポリオール系組成物を開示して
いる。O〜5川量用の連鎖移動剤を使用できる。グラフ
ト生成物の粘度が重合中に連鎖移動剤を存在させること
によって低下できると言っている。ハロゲン化炭化水素
類、メルカプタン類、アルデヒド類等を包含する多くの
連鎖移動剤が適切であると2藏されている。
米国特許第3,850.881号は、重合が、所望のも
のより高い分子睦になるのを防ぐのに十分な是で連鎖移
動剤を存在させて行なわれる不飽和ポリエーテルポリオ
ールから製造されたポリマー/ポリオール系組成物を開
示している。
米国特許第3,153.3E13号はアルキルメルカプ
タン連鎖移動剤の存在下に不飽和結合を有するポリオー
ル中でビニル系単騒体を現場重合することによって!!
!潰されたポリマー/ポリオール系組成物を開示してい
る。
米国特許第4,144,840号において、そこに開示
されたポリマー/ポリオール系組成物が、所望により、
どんな公知の連鎖移動剤の存在下においても製造される
と言っている。このポリマー/ポリオール系組成物は低
粘度であるが、比較的高い含有騒で固形分を有している
米国特許第4.230.823号は、比較的高い固体含
有Uでさえ比較的低い粘度のポリマー/ポリオール系組
成物書るために、ポリマー/ポリオール系組成物のvj
aに際し、連鎖移動剤としである種のエノール型エーテ
ルを使用することを開示している。ポリマー/ポリオー
ル系組成物を製造する際に使用する一般に提案されたア
ルキルメルカプタン類は、それらのメルカプタンが高い
移動成分を有する連鎖移動剤としてポリエーテルポリオ
ールと競合するので、所望の低い粘度のポリマー/ポリ
オ−・ル系組成物を得ることができないと言っている。
さらに、米国特許第4,454,255号及び第4,4
58゜038号は、ポリオキシアルキレンポリエーテル
ポルオールと誘導不飽和結合を有するマクロマーとから
成るポリオール混合物中でエチレン系不飽和屯i体又は
単量体混合物を重合することによって製造された高い重
合体含有量の低粘度、白色グラフト東合体分散体に関す
る。連鎖移動剤は「反応調箇剤」として使用でき、適切
な連鎖移動剤としては、とりわけインプロパツール、エ
タノール、l−ブタノール、四塩化炭素等があると言っ
ている。
なおさらに、米国特許第4,014,8411号はイン
プロパツール及びメタノールを包含する種々の溶媒中で
の微細に分割された固体重合体の合成法を記載している
0次いで、これらの固体はポリオール中に分散され、分
散体を生成する。
ポリウレタン58!造者が取り組まねばならないさらに
他の問題は、多ぐの用途に満足しうるちのでなくてはな
らない耐燃性基準である0発泡スラブ材の分野において
、最も一般的に使用される基準は良く知られているカル
フォルニア垂直燃焼試験(california Ve
rtical Burn test)であろう、このき
びしい基準に合格するために、ポリマー/ポリオール系
組成物を使用して製造されたポリウレタンは比較的高濃
度の難燃剤を従来から必要とした。そのような濃度の難
燃剤は明らかに経済的損失を意味し、その濃度はとても
過度なので、他の所望な発泡体の特性に悪い影響を与え
る。さらに、比較的高い濃度の難燃剤を使用した場合で
さえ、カリフォルニア試験基準に合格するには問題があ
る。
発泡成形体の分野において、使用する代表的な基準は連
邦自動車安全基準(FNVSS)第302号である。こ
の基準に合格するには、従来比較的適度の難燃剤を利用
すればよかった。しかしながら、最近になって、ポリウ
レタンプレミックスに適した難燃剤が不安定であり、別
個に計縫供給することを必要としたために、どんな難燃
剤も使用することなくこの試験に合格できるポリマー/
ポリオール系組成物を得る必要が生じた。
シムロス(Si酊oth)等の米国特許第4,463.
107号は、ポリマー/ポリオール系組成物のポリマー
成分の構造特性が約55以下の架橋係数を与えるように
1箇される場合、ポリウレタンフォームの耐燃性の改良
が得られることを見出した。所望の程度に架橋係数を低
くすることは、遊離基重合触媒の濃度、滞留時間、アク
リロニトリル対スチレン比を包含する種々の処理パラメ
ーターを制御すること及び/又は種々の連鎖移4hMを
使用することによって達成される。107特許を利用す
ると、ゼIIウレ々ソへ献イト1.+迅へV 軸機湘ル
蓚■することなく FMVSS−302基準に容易に合
格するポリマー/ポリオール系組成物を得る6さらに、
 10?特許を利用するポリマー/ポリオール系組成物
は適度の許容しうる難燃剤濃度でカルフォルニア試験に
容易に合格することができる。実際、この特許を利用す
ると、tl燃剤を添加することなくカリ7オルニ7試験
に合格させることさえ可惜である。
不幸にも、これらの技術を使用すると、発泡体の引張り
特性、即ち、引張り及び引裂き強度並びに伸びに影響を
与える。実際、この影響はある用途に91ましと思える
程度以下に引張り特性を減少させるに十分なものである
さらに、耐燃性の問題に加えて1本明細書で挙げた傾向
が、商業−ヒ魅力的な方法で所9のポリマー/ポリオー
ル系組成物を製造可能にするためにさらに別の技術を必
要とする結果を生じた。
従って、本発明の第一の対象は鉗な伸張特性を保持しな
がら所望の耐燃焼性を有するポリウレタンフォームに転
化することができる重合体/ポリオール−組成物を提供
することである。
本発明の別の対象は、優れた荷重支持特性に特徴のある
ポリウレタン生成物に転化することができる比較的に高
固形分含有量の重合体/ポに転化できる白色の重合体/
ポリオールを提供することである。
本発明の更に別の対象は、もたらされる特別の安定な分
散物の為に、本質的に最小の生成物粘度を示す重合体/
ポリオールを提供することである。
他の対象は、比較的に油中であり且つ最近の公知の技術
に比べて重大な経済的不利益を求められることのない、
か\る重合体/ポリオールの製造方法を提供することに
ある。
また本発明のその他の対象は、所望の耐燃焼性および優
れた荷重支持特性に特徴のある非スコーチ性ポリウレタ
ン生成物を提供することである。
本発明のこれらとその他の対象は、以下に記載する発明
の説明から明らかになる。
発明の要旨 本発明の主要な面は、重合体/ポリオールの重合体部分
の構造を適当に変える技術を用いて重合体/ポリオール
を製造することによって、満足な伸張特性を保持しなが
ら所望の耐燃焼性を有する非スコーナ性ポリウレタンに
変えることができる安定な重合体/ポリオールが得られ
るという発見にある。更に詳細には、ポリウレタンの伸
張特性がか\る重合体部分の固有粘度に直接的に関係し
ていることを発見したことである。この重合体/ポリオ
ールの製造技術は、従って、ポリウレタンへの転化の時
に伸張特性の多少の向上の予測ができるので、所望の固
有粘度の重合体部分をもたらすべく調整することを可能
とする。
重合体の構造の調整が、これまでポリウレタンの最終的
な物理的性質に影響を及ぼすとは思われていなかったの
で、か\る効果が達成され得ることは特に驚くべきこと
である。換言すれば、勿論重合体部分は荷重支持特性の
測定に関係するような非破壊試験においてポリウレタン
の物理的性質に明らかに影響し得るのに、これまではポ
リウレタンの伸張特性の測定に関係する如き破壊試験に
おいて重合体の構造が物理的性質にどのように影響を及
ぼすのか判っていなかった。
本発明の別の面は、所望の荷重支持特性を与えることが
でき且つ比較的低い粘度に特徴のある安定な白色の重合
体/ポリオールが製造できることを見出したことにある
。事実、本発明の更に特別の面によれば、この製造技術
がポリウレタンの耐燃焼性および伸張特性を最大にさせ
得て、そしてその後に、得られる重合体/ポリオールを
、もたらされる特に安定な分散物について粘度を所望な
らば実質的に最小に下げるように処理ができる。あるい
はまた、以下に更に詳しく説明するように、重合体調整
剋の種類および量の適切な選択によって重合体/ポリオ
ールは、もたらされる特に安定な分散物について本質的
に最小の生成物粘度を更にもたらす為に、所望の低い架
橋係数および比較的高い固有粘度を有する重合体部分を
有し得る。
また本発明の他の面は、ここに記した所望の性質を持つ
重合体/ポリオールの供給に関与する安定剤前駆物質を
提供することである。更に詳しくは、比較的低い粘度お
よび高い所望の貯蔵安定性を有するか\る安定剤前駆物
質を提供することである。
これらの各面を以下の発明の詳述において更に説明する
発明の詳述 耐燃焼性−伸張特性の考察 シイムロス(Simroth)等の米国特許第4.46
3゜107号明細書に記載されている如く、重合体/ポ
リオールをベースとするポリウレタンフォームの燃焼性
は重合体/ポリオール−組成物の重合体部分の構造的性
質に依っている。更に詳しくは、か\る重合体部分の梁
構度が得られるポリウレタン生成物の耐燃焼性に影響を
及ぼす。
一般に、低い梁構度の重合体は比較的に大きい耐燃焼性
のポリウレタン生成物をもたらす。
更に、重合体の架橋度は関係する多くの方法的バリエー
ションの内の一つのファンクションである。か\る方法
的バリエーションには触媒濃度、残留時間、アクリルニ
トリルと、用いられる別の重合性エチレン系不飽和単量
体との比および用いる場合には連鎖調整剤の濃度が含ま
れる。
重合体/ポリオール分散物の重合体の梁構度は梁構係数
なる言葉で表される。梁構係数(XLC)は次のように
定義される: XLC= 100 −  LT この式中、LTは重合体/ポリオールをジメチルホルム
アミドに分散または溶解した分散物または溶液の光透過
度でありそして米国特許4,463゜107号□第2欄
第60行以降□に説明された方法によって測定される。
ポリウレタン生成物の耐燃焼性に関係するかぎり、55
より小さい梁構係数で表される重合体がポリウレタンフ
ォームに改善された燃焼性を与える が、一般に重合体
の梁構度を更に下げることが望ましい。従って、約20
より大きくない、更に好ましくは約lOより大きくない
、最も好ましくは約5より大きくない梁構係数で表され
る重合体を提供することが有利である。約零(0)の梁
構係数が勿論望ましく且つ容易に達成できる。所望の梁
構係数を得る好都合な方法は、次のセクションで更に詳
しく説明するように、重合体調整剤の利用に帰する。
重合体の梁構度を最小にしようと努力してそしてそれ故
に得られるポリウレタン生成物の耐燃焼性を改善するよ
う努力して、分散物の重合体部分が、得られるポリウレ
タン生成物の伸張特性(即ち、引っ張りおよび引き裂き
強度並びに伸び率)が許容する程度に影響してもよいこ
とが判った。それ故に、得られるフオームの伸張特性の
減少は、例えば高水準の連鎖移動剤が用いられるところ
で、高水準の触媒が用いられるところでまたは重合が実
施される温度が比較的に高いところで製造される重合体
/ポリオールから得られるポリウレタンにおいて認めら
れる。この現象の原因も重合のメカニズムも現在のとこ
ろ完全には理解されていない。
関係するこの現象およびメカニズムにかかわらず、また
本発明の一つの面に従って、ポリウレタン生成物の伸張
特性が重合体/ポリオールの重合体部分の構造に直接的
に関係し・ていることが判った。重合体の構造は重合体
の固有粘度によって好都合に特徴ずけることができる。
それ故に、分散物の重合体がある最小の固有粘度を有す
るように重合体ノボリオールを製造する間の製造バリエ
ーションを適当に制御することによって、ポリウレタン
生成物の所望の伸張特性を得ることができる。
重合体の固有粘度はかかる重合体の分野の当業者がよく
知っている技術によって測定される。
こめ重合体を最初に溶剤抽出技術によって重合体/ポリ
オールから分離する。次いでその抽出された重合体を室
温で減圧下に一晩中乾燥する。
次にジメチルホルムアミド(DMF)に重合体を溶解し
た溶液の粘度を30℃のもとて幾つかの低い濃度、例え
ばlχより低い程の濃度で測定する。
固有粘度は、零の重合体濃度に測定した粘度を外挿する
ことによって決められる。特別の試験方法を実施例と関
連して以下に詳細に説明する。
高固形分含有量(少な(とも約30〜35重量%または
それ以上)で高スチレン含有量(約70χ)の重合体/
ポリオールを用いて製造したポリウレタンフォームにと
っては、例えば、該フオームが引き裂き強度については
約2.8、引っ張り強度については約30そして伸び率
については約85の台の伸張特性を有することが一般に
望ましい。この種の重合体/ポリオールにてか\る性質
を得る為には、前述の固有粘度試験によって測定される
重合体/ポリオールの固有粘度が少なくとも約0.55
、好ましくは約0.62、更に好ましくは少なくとも約
0.65であるべきである。一般にフオームの伸張特性
は、固有粘度が増加した時にフオームの伸張特性が増加
するように重合体の固有粘度に直接的に関係している。
それ故に、重合体の固有粘度は可能な程の高さであるこ
とが有利であり、従って0.8までの値およびさらに高
い値が望ましい。
上記の如く、重合体/ポリオールの重合体部分の所望の
固有粘度は重合体/ポリオールの製造の間の反応パラメ
ーターを適切に変えること剤の使用、滞留時間および反
応温度である。製造パラメーターのどれでもまたは全て
を所望の重合体固有粘度を得る為に適切に調節すること
ができる。製造パラメーターは、必要な固有粘度を得る
時には個々のパラメーターの一つも臨界がないという程
の8味で相互に作用すると思ねれる。換言すれば、個々
のパラメーターをどのレベルで選択するかは他のパラメ
ーターの選択された値に依存している。そして組み合わ
されるパラメーターは所望の重合体固有粘度を得る為に
選択されるべきである。そうした結果は、以下で更に詳
述するように、触媒濃度の調節によって、反応温度の調
節によっておよび適当な4本 重量整剤の利用によって得ることができる。
従って本発明の重合体/ポリオールの重合体部分は、満
足な伸張特性を保持しながら更に所望の優れた耐燃焼性
を有するポリウレタン生成物を得る為に、7橋係数と固
有粘度との間の適切なバランスを達成していなければな
らない。
このバランスの達成は、約55またはそれ以下、好まし
くは約20またはそれ以下の7橋係数および少なくとも
0.30.好ましくは0.55以上の固有粘度を有する
重合体部分を得るべく、ここに説明した如く製造パラメ
ーターを調整することによって成し遂げることができる
基礎のポリオール 基礎のポリオール七して用いるポリオールまたはそのブ
レンドは製造するべきポリウレタン生成物の最終用途に
依存している。それ故に基礎のポリオールの分子量およ
びヒドロキシル価は、重合体/ポリオールをポリウレタ
ンに転化される基礎ポリオールから製造する時に柔軟な
、半柔軟なまたは固いフオームあるいはエラストマーが
得られるように選択することができる。
それ故に、用いるポリオールのヒドロキシル価は非常に
広い範囲で変えることができる。一般に、用いるポリオ
ールのヒドロキシル価は約20(およびそれ以下)から
約150(およびそれ゛以上)までの範囲であり得る。
例えばフオームを製造する場合には分子量およびヒドロ
キシル価は、柔軟な、半柔軟なまたは固いフオームが得
られるように選択できる。
この場合好ましいポリオールは、固いフオームの為には
少なくとも150のヒドロキシル価を有し、半柔軟なフ
オームの為には約50〜約150のヒドロキシル価をそ
して柔軟なフオームの為には20〜70のヒドロキシル
価を有する。更に詳細には、特別のフオームの用途が同
様に基礎ポリオールのヒドロキシル価の選択に影響する
0例えば成形されたフオームの為には基礎ポリオールの
ヒドロキシル価は約20〜約40台であってもよく、そ
して床板の為にはヒドロキシル価は約25〜約60台で
もよい。
他の例として、エラストマーの用途では比較的低いヒド
ロキシル価、例えば20〜50程を有する比較的高分子
量の基礎ポリオールを用いるのが一般に有利で志る。
上記の各ヒドロキシル価範囲は制限しようとするもので
はなく、用いるポリオールまたはポリオール類の沢山の
可能な組み合わせの単なる実例となるものである。。
ヒドロキシル価は、1gのポリオールから製造される完
全にフタレート化された誘導体を完全に加水分解するの
に必要とされる水酸化カリウムのミリグラム数として規
定される。要するにヒドロキシル価は下記式によって規
定できる:On = (56,I  X100OX  
f ) / n+、w式中、OH−ポリオールのヒドロ
キシル価f=官能数、即ちポリオールの分子量たりのヒ
ドロキシル基の平均数 m、w =ポリオールの数平均分子量 である。
重合体/ポリオールを製造する方法において以前に用い
られていたあらゆるポリオールを実質的に本発明の基礎
ポリオールとして用いることができる。本発明に従って
重合体/ポリオール組成物を製造する時に有用なポリオ
ールの実例となるのは、ポリヒドロキシルアルカン類、
ポリオキシアルキレンポリオール類またはこれらの類似
物である。使用できるポリオールのうちには、ポリウレ
タン分野の当業者に知られている以下の群の一つまたは
複数の混成物、単独または混合物から選択されるものが
ある:(a)ポリヒドロキシルアルカン類のアルキレン
オキサイド付加物; (b)非還元糖類のおよび糖類誘導体のアルキレンオキ
サイド付加物; (c)  リン酸のおよびポリリン酸のアルキレンオキ
サイド付加物; (d)ポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物
; (e)ひまし油の如き天然油から得られるポリオールお
よびこれらの類似物。
実例となるポリヒドロキシアルカン類のアルキレンオキ
サイド付加物には、特にエチレングリコール、ポロピレ
ングリコール、1.3−ジヒドロキシプロパン、l、3
−ジヒドロキシブタン、1゜4−ジヒドロキシブタン、
■、4−11.5−および1.6−シヒドロキシヘキサ
ン、l、2−11,3−11,4−1■。
6−および1.8−ジヒドロキシオクタン、1.10−
ジヒドロキシデカン、グリセロール、1.2.4−ジヒ
ドロキシブタン、1.2.6− )リヒドロキシヘキサ
ン、1.1.1−)リメチロールエタン、1.1.1−
 )リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、カ
プロラクトン、ポリカプロラクトン、キシリトール、ア
ラビトール、ソルビトール、マンニトール等のアルキレ
ンオキサイド付加物が含まれる。
使用できる別の群のポリオールには、アルキレンオキサ
イドの炭素原子数が2〜4である非還元糖類のアルキレ
ンオキサイド付加物がある。
期待される非還元糖類および糖類誘導体の中には、サッ
カロース、アルキル配糖体類例えばメチル配糖体、エチ
ル配糖体等、グリコール配糖体類例えばエチレングリコ
ール配糖体、プロピレングリコール配糖体、グリセロー
ル配糖体、l。
2.6−ヘキサントリオール配糖体等、並びに米国特許
第3.073.788号明細書に説明されている如きア
ルキル配糖体のアルキレンオキサイド付加物がある。
ポリオールの更に別の有用な群にはポリフェノール類、
および好ましくはアルキレンオキサイドの炭素原子数が
2〜4であるアルキレンオキサイド付加物がある。期待
されるポリフェノール類の内には、例えばビスフェノー
ルA、ビスフェノールF、フェノールとホルムアルデヒ
ドとの縮合生成物およびノボラック樹脂:種々のフェノ
ール化合物とアクロレインとの縮合生成物−この群の最
も簡単なものは1.2.3− )リス(ヒドロキシルフ
ェニル)プロパンである;種々のフェノール化合物とグ
リコール、ゲルタールアルデヒドおよびその他のジアル
デヒドとの縮合生成物−この群の最も簡単なものは1゜
1.2゜2−テトラキス(ヒドロキシルフェノール)エ
タン類である−およびこれらの類似物がある。
リン酸およびポリリン酸のアルキレンオキサイド付加物
はポリオールの他の有用な群である。
エチレンオキサイド、1.2−エポキシプロパン、エポ
キシブタン、3−クロロ−1,2−エポキシプロ、パン
、およびこれらの類似物が有利なアルキレンオキサイド
である。リン酸、リンの酸、ポリリン酸例えばトリポリ
リン酸、ポリメタリン酸およびこれらの類似物がこの関
係で用いるのに有利である。
事実、ツエレビチノフ(Zerewitinoff)試
験で測定される活性水素を有するあらゆる化合物が基礎
ポリオールとして使用できる。例えば末端にアミン基を
持つポリエーテルポリオールは知られており、所望なら
ば使用できる。
本発明で用いられる最も有利なポリオールには、ポリ(
オキシプロピレン)グリコール、トリオール、および更
に高官能性のポリオールおよび、特種なポリウレタン用
途での反応性の要求によって指名されるエチレン−また
はプロピレンオキサイドでマスクされたこれらの類似物
が含まれる。一般にか−るポリオールの名目上の官能度
は約3〜4程の範囲である。か\るポリオールには、ま
たポリ(オキシプロピレン−オキシエチレン)ポリオー
ルが含まれる。しかしながら望ましくは、オキシエチレ
ン含有量は全体の80χより少なく、殊に60χより少
なくあるべきである。エチレンオキサイドは使用する時
重合体鎖の中にどのような形で合体されていてもよい。
換言すれば、エチレンオキサイドは内部ブロックとして
か末端ブロックとして合体されていてもよく且つ重合体
鎖中にランダムに分布していてもよい。
業界でよく知られているように、ここで最も有利なポリ
オールは変動可能な少量の不飽和結合を含有している。
不飽和結合そのものは、不飽和結合の含有量または種類
が著しく梁構した重合体/ポリオールまたはゲルが得ら
れるほどに高い場合以外は本発明に従う重合体/ポリオ
ールの製造にいかなる不利な影響も及ぼさない。
用いる単量体 概念上、広い範囲の単量体を本発明の重合体/ポリオー
ル組成物の製造に使用することができる。多数のエチレ
ン系不飽和単量体が従来の特許文献に記載されている。
これらの単量体のいずれも適しているであろう。
用いる単量体および単量体群の選択は、例えば単量体の
相対的価格および意図する用途で必要とされるポリオー
ル生成物の性質等を考慮することによっている。所望の
荷重支持特性をフオームに与える為に、重合体/ボ、リ
オールを製造するのに用いる単量体または単量体群は、
勿論好ましくは室温より少な(とも僅かに高いガラス転
移点を有する重合体を製造するように選択するべきであ
る。典型的な単量体には、スチレンおよびその誘導体、
アクリレート類、メタアクリレート類例えばメチルメタ
クリレート、アクリロニトリルおよびその他のニトリル
誘導体例えばメタクリレートリル、およびこれらの類似
物がある。ビニリデンクロライドも用いることができる
。。
本発明の重合体/ポリオールの製造に有利に用いられる
単量体混合物にはアクリロニトリルが重合体の重量を基
準として約75重量2まで、特に約45重量2まで程度
の量で含まれている。
アクリロニトリルは、相分離に対して安定な重合体/ポ
リオール組成物を形成する傾向がある為に使用される。
他のあらゆる重合性エチレン系不飽和単量体がコモノマ
ーまたはコモノマ一群として使用できる。
本発明の重合体ノボリオ、−ル組成物の製造に用いる有
利な単量体混合物はアクリロニトリルとスチレンとの混
合物である。アクリロニトリルの重量割合はコモノマー
混合物の約0.5〜75重量%、更に典型的には約45
重量%まで程の範囲内であてもよく、そしてスチレンは
従って、混合物の約99.5〜約25重量%で変えうる
。単量体混合物中のアクリロニトリルとスチレンとの比
が約25=75.〜45:55であるのが殊に有利であ
り、更に約30 : 70であるのが特に有利である。
とって有用な高い安定性の重合体/ポリオールを提供す
るはずである。
単量体混合物中のスチレンの量を約70重量%以上の程
度に増加した場合には、フオームの耐燃焼性が多少改善
されるのであるが、満足な安定性の重合体/ポリオール
を製造することが更に益々困難である。加えて、このよ
うに高いスチレン含有量では安定性以外の問題も生じる
これらの問題には、スチレン単量体の転化率が減少する
というものも含まれそしてこれに伴うこととして、重合
体/ポリオールの粘度の増加があるばかりでなく、スチ
レン単量体を適当に除く必要がある。
これらの欠点にも係わらず、75重量%より多いおよび
100重量%と同じ程のスチレン含有量が有利でありう
る6例えば、か〜る重合体/ポリオールを用いて製造す
るフオームが、アクリロニトリル/スチレン−比が25
 :75より小さい重合体/ポリオールにおいて可能で
あるより低い重合体固有粘度(ここに説明する試験によ
って測定)において満足な伸張特性を有することが判っ
ている。例えば、約0.30はどの低い重合体固有粘度
、殊に0.40.更に好ましくは0.50の固有粘度が
が\るスチレン高含有量の重合体/ポリオールから製造
されるフオームにおいて許容できる伸張特性をもたらす
はずである。
ここに説明したように、本発明は一つの面によれば、得
られるポリウレタンの伸張特性とポリウレタンの製造時
に用いる重合体/ポリオールの重合体部分の固有粘度と
の間に直接的関係があることを発見したことに基づいて
いる。更にこの傾向は、重合体部分の固有粘度が増加す
る時に伸張特性を改善することにある。
この関係は重合体/ポリオールの製造時に用いるいかな
る単量体系についても当てはまる。
しかしながら、特別の且つ所望の伸張特性を得るのに必
要な最小の絶対的固有粘度値は、分析法において重合体
−溶媒間の相互作用が変化する為に、用いる単量体混合
物にける有効な変化とともに変動する°。これは、低い
スチレン含有量の系に比較して比較的に高いスチレン含
有量の系についてのここに説明した固有粘度から実証さ
れる。どんな特別の単量体混合物からであろうと製造さ
れる重合体の有用な固有粘度は、所望の伸張特性を与え
るのに必要な値を確かめることによって容易に決めるこ
とができる。機能的には、重合体部分は所望の伸張特性
を得るのに充分の高さの固有粘度を有するべきである。
単量体含有量は、典型的には、予定される最終的用途に
必要な所望の固形分含有量が与えられるように選択する
べきである。一般に、所望の粘度および安定性を得よう
とするのと同程度の重合体または固形分含有量を有する
重合体/ポリオールを製造するすることが望ましい。本
発明は、重合体/ポリオール組成物の重量を基準として
25〜30重量%過剰の固形分含有量、約60重量%程
度までの固形分含有量を有する重合体/ポリオールを製
造するのに非常に有利である。
成形されたフオームという用途については、特徴的な高
い弾性の調製、約30重量%以上までの固形分含有量を
本発明を使用して実行できるし且つ提供できる。床板の
用途においては、この傾向を出来るだけ高い固形分含有
量として利用することがき、35重量%〜40重量%ま
たはそれ以上の固形分含有量は若干の用途の為に市場に
おいて望まれている。
安定剤前駆物質 安定剤前駆物質は、得られる重合体/ポリオール忰安定
性を与えるのを助ける為に、所望ならば本発明の重合体
/ポリオールを製造する際に用いることができる。適す
る安定剤前駆物質は一般に、選択された反応性不飽和化
合物と選択されたポリオールとの反応によって製造され
る。
用語としての反応性不飽和化合物とは、ポリオールと付
加物を直接あるいは間接的に形成し得てそして利用され
る個々の単量体系と適切に反応するあらゆる化合物を意
味する。更に詳述すれば、α−1β−不飽和結合を有す
る化合物が適している。この基準を満足する適当な化合
物には、マレエート類、フマレート類、アクリレート類
およびメタクリレート類が含まれる。
α−1β不飽和化合物でなくとも、置換されたビニルベ
ンゼン類例えばクロロメチルスチレンから形成される重
付加物も同様に使用できる。
安定剤細物質を製造する為に用いられ得る適するα−ま
たはβ不飽和化合物の実例には無水マレイン酸、フマル
酸、ジアルキルフマレート、りIJ )−ルマレエート
、クリコールフマレート、イソシアネートエチルメタク
リレート、メチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメ
タクリレート、アクリル酸およびメタクリル酸およびこ
れらの酸無水物、メタクロイルクロライドおよびグリシ
ジルメタクリレートが含まれる。
ポリオール反応成分に関していえば、基礎ポリオールの
為に用いられるあらゆる種類のポリオールが使用できる
。使用するポリオールの分子量は比較的大きく、好まし
くは約4000以上(数平均分子量)、特に好ましくは
少なくとも約4500であるべきである。しかしながら
約3000より少なくない分子量を有するポリオールも
所望によっては用いることができる。
安定剤前駆物質のエチレン性不飽和度のレベルは広い範
囲で変えることができる。不飽和度の最低および最高レ
ベルの両方が、安定剤前駆物質が重合体/ポリオール組
成物を与えることのできる程の分散物の安定性であるべ
きであることによづて制限される。一方、不飽和度の最
低レベルは、安定剤前駆物質が重合体/ポリオールの分
散物安定性を助けることを許容するのに充分なレベルで
ある。一般には、不飽和度の下方限界は前駆物質Ig当
たり約0.03ミリ当量程度である。
もう一方においては、最高のレベルは生じうる安定剤前
駆物質の梁構によって制限されている。更に詳述すれば
、高いレベルの不飽和度を安定剤前駆物質の製造時に加
えることが意図される場合に、種(species)が
分子量たりに一個以上の二重結合を有するように形成さ
れる可能性が大きいのである。過度に密集したか\る種
は、梁構を起こし得てそしてそれ故に、実質的な粘度増
加と同様、必要な分散物の安定性を向上させる為の安定
剤の能力に逆の影響を及ぼす。
従って加えられる不飽和度の最高レベルは重大な〒41
が生じるそれより下であるべきである。
即ち、平均して安定剤前駆物質1モル当たり一個より多
い炭素−炭素二重結合が生じるべきでない。
利用されるこの特定のレベルの不飽和度は更に、安定剤
前駆物質を製造する為に用いられるポリオールの分子量
および安定剤前駆物質それ自体の粘度に依存している。
それ故に、Igの前駆物質当たり約0.02ミリ当量よ
り少ない量から約0,15までまたは多分約0.20ま
たはそれ以上までを用いることができる。更に特に、少
なくとも0.04またはO,OSで約0.1程までの不
飽和度レベルが特に適している。
不飽和度が可能な範囲にあるような形で安定剤前駆物質
を製造するのが有利である。か\る安定剤前駆物質を用
いることが重合体/ポリオールの安定性を改善する時に
特に有益である。
不飽和部分の損失はいかなるα−1β不飽和化合物を用
いても安定剤前駆物質の製造時に生じる。例えば、無水
マレイン酸を用いた場合には、約25X乃至不飽和部分
の実質的に全てが失われることが判っている。不飽和部
分の損失は一般に安定剤前駆物質の粘度増加を伴うよう
である。従って、加えられる不飽和部分の少なくとも半
分が残るように前駆物質の製造において有効な方法を用
いることが有利である。
不活性部分がフマレートのタイプであるのが有利である
。従って、フマレートのタイプの不飽和部分を有する化
合物または、ポリオールと付加物を形成する時に用いら
れる反応条件下にフマレートのタイプの不飽和部分を高
い割合で形成する不飽和化合物を利用するのが有利であ
る。同様に、適切な条件下にマレエートのタイプの不飽
和部分を、公知のように、フマレートに異性化すること
ができる。
無水マレイン酸を用いての安定剤前駆物質の製造は適当
な触媒の使用下に高温のもとで実施してもよい。無水マ
レイン酸とポリオールとの比をポリオール1モル当たり
約0.5から多分約1.5モルの範囲、特に好ましくは
ポリオール1モル当たり0.75から約1.00モルの
範囲に維持すると申し分がないことが判っている。
安定剤前駆物質の製造は触媒量の強塩基の存在下に実施
するのが有利である。適する塩基にはアルカリ金属−ま
たはアルカリ土類金属水酸化物オよびアルカリ金属−ま
たはアルカリ土類金属の弱酸塩の如き無機系塩基、およ
び四級アンモニュウム水酸化物、4−ジメチルアミノピ
リジン、4−ピロリジノピリジンおよびイミダゾールの
如き有機系塩基がある。水酸化カリウムが有利であるこ
とが判っている。触媒の量には臨界はない。例えば水酸
化カリウムを用いる場合には約6ppmまたはそれ以下
の程度でもよい。
適する反応温度は約100〜125℃または約180℃
までまたはそれより上までで変えることができる。望ま
しくは、反応を攪拌および高圧気密化できる反応器にお
いて実施するのが有利である。アルキレンオキサイド、
好ましくはエチレン−またはプロピレンオキサイドを、
酸価が少なくとも約3.0、好ましくは約1.0以下に
なるまで付加物と反応する他の反応成分と一緒にあるい
は順々に導入することが必要である。次に生成物を冷却
し、過剰のアルキレンオキサイドを除く為にストリッピ
ングを行い、その後に重している。
3以上の官能数を有するスターター(s ta ter
)と−緒にポリオキシプロピレンオキサイド付加生成物
を用いた安定剤前駆物質が特に有利である。4以上の官
能数の種々のスターターがよく知られており、使用でき
る。混合物も同様に使用できる。スターターとしてソル
ビトールを用いるのが特に有利である。か\る安定剤前
駆物質は更に約28のヒドロキシル価、フマレートタイ
プの不飽和部分および1gのポリオール当たり約0.6
または更には0.5 ミリ当量程度〜0.1ミリ当量の
不飽和度のレベルによって特徴ずけられる。従って安定
剤前駆物質は、水酸化カリウムの存在下に、ソルビトー
ルをスターターとしたポリオールと無水マレイン酸との
反応によって製造され得る。これは導入される(即ち、
加えられる)不飽和部分の高い割合を保持する為に約1
25℃の温度を用いることによって行うことができる。
マレエート不飽和部分を次に、よく知られているように
10モルホリンを用いて合体/ポリオールを製造するの
に用いる準備をする。
無水マレイン酸を用いる場合には、適当な粘度を有する
安定剤前駆物質を、触媒量(例えば百万分の20部程度
)の水酸化カリウムの如き強塩基を利用して製造するこ
とができる。これはその上、不飽和部分の約50χ−適
当な反応時間および条件のもとてフマレートのタイプで
得られる不飽和部分の約70χ程度に匹敵する−を残す
ことを許す。一般には、約3000cks (25℃)
程度の粘度が得られる。
有用な安定剤前駆物質の最高粘度は一般に実際の考慮す
べき事項によって決められる。更に詳述すれば、安定剤
前駆物質の粘度は、便利に取り扱えない程に高くあるべ
きでない。恐らく10.0OO=15.0OOcks程
の粘度で満足な取扱ができるはずである。更に、安定剤
前駆物質を製造する為に用いる反応器において基礎ポリ
オールと混合する場合には、実質的に高い粘度(例えば
25.OOO〜30.0OOcksまたはそれ以上)で
も通フマレートに異性化することができる。また、更に
高い温度(例えば、175〜180℃程度)を比較的高
いレベルのフマレートタイプ不飽和部分を直接的に得る
為に用いてもよい。関係するこの技術はよく知られてお
り且つ所望の時に使用してもよい。
有利な安定剤前駆物質を用いることが幾つかの利益をも
たらす。高い官能性のスターター、例えばソルビトール
等を利用することが、非常に有効な比較的低い粘度の安
定剤前駆物質をもたらし、またこれが重合体/ポリオー
ルの粘度を最小限にすることを許す。同様に安定剤前駆
物質の安定性には問題があり、時には取扱時に著しい粘
度増加がある。これは安定剤前駆物質の分子同志が反応
する為である。プロピレンオキサイドでマスクした安定
剤前駆物質を利用すればこの問題は実質的に最小限にな
る。
上記の如く、安定剤は、重合体/ポリオールを製造する
為に所望の安定化助成をするのに充分な量で基礎ポリオ
ールに添加することができる。一般に、ポリオールの重
量を基準として多分約20χ程度の安定剤を導入するの
が有利である。約3〜5重量%乃至約17重量2のレベ
ルが床板の用途にとって満足されるはずである。ところ
が高い弾性の成形フオームの用途で用いる重合体/ポリ
オールにとっては約12重量%またはそれ以下のレベル
が適しているはずである。
所望ならば、勿論安定剤の混合物を使用してもよい。
重合体/ポリオールの製造 本発明の重合体/ポリオールは、基礎ポ・リオールおよ
び場合によては安定剤前駆物質中で遊離ラジカル触媒の
存在下に、用いる単量体系を重合することによって製造
される。
本発明の重合体/ポリオールは前記のプリニス) (P
riest)等の特許に説明されている方法を用いて有
利に製造される。この方法によれば、低い単量体−ポリ
オール比を重合過程の間、反応混合物が完全に維持して
いる。か\る低い比は、重合体への単量体の迅速な転化
をもたらす方法条件を用いることによって達成される。
実際に低い単量体−ポリオール比が、セミ−バッチ法お
よび連続法の場合に遊離ラジカル重合触媒を用いること
によって、温度および混合条件を制御することによって
およびセミ−バッチ法の場合にはポリオールに単量体を
ゆっくり添加するこによって維持することができる。
用いる混合条件はバンクミキシング反応器(例えば積坏
式フラスコまたは清祥式オートクレーブ)を用いて達成
されるものである。この種の反応器は反応混合物を比較
的に均一に保持しそして局所的な高い単量体−ポリオー
ル比を避ける。しかしながら撹乱式反応器も、単量体の
増加量を色々な段階で添加できるように改造されている
のならば、用いることができる。
プリエスト等の方法を利用するのが有利である。なに故
ならば、広い範囲の単量体組成、重合体含有量および、
今しばしば望まれる必要な安定性をもって他の段階で製
造される基礎ポリオールを用いて重合体/ポリオールを
製造することが許容されるからである。しかしながらプ
リエスト等の方法を利用するかどうかは、方法パラメー
ターが満足な重合体/ポリオールをこの方法を用いずに
製造できるようなものであるかどうかによって本質的に
左右される。
他の方法技術は従来技術で明らかであり、同様に本発明
の重合体/ポリオールの製造に用いることができる。例
えばシャー(Shah)等の米国特許第4,119.5
86号明細書に説明されている技術も所望ならば使用で
いる。
滞留時間の制御は、梁構度(χLC)と重合体の固有粘
度との両方を制御する場合に有益であることが判ってい
る。連続法においては、ポリオール中に重合体が分散し
た安定な分散物は、反応器の容量を反応器への全供給物
の容積流速で割ることによって計算される滞留時間が約
1分〜約5時間、殊に約10分〜約2時間である所に生
じる。
反応器が重合開始前に一部分導入されていてもよいセミ
ーバ・フチ法では、滞留時間はアクリロニトリルとコモ
ノマーとの間の重要な重合が生じる期間に相当する。セ
ミ−バッチ法では約30分〜約IO時間の滞留時間が適
当である。
本発明の重合体/ポリオール組成物の製造時に有利な触
媒は遊離ラジカルの種類、ビニル重合触媒例えば過酸化
物、過炭酸塩類、およびアゾ化合物である。他の適する
あらゆる触媒を用いることができる。アゾビス(インブ
チロニトリル)の如きアゾ化合物が有利な触媒である。
2.2゛−アゾビス、(インブチロニトリル)は、生成
物の酸価を増加させず、生成物に不愉快な臭気を与えず
且つ特別な取扱を必要としないので、ある種の過酸化物
触媒に比較して特に有利である。
触媒濃度は、重合体中の梁構度と重合体の固有粘度との
両方に影響を及ぼすが、適当な広い範囲内で変えること
ができる。従って、触媒濃度は一般にこれらの両方の性
質を最適に活用できるように調節されるであろう。それ
故にこの濃度は、反応器に供給される全体量を基準とし
て一般に約0.3〜3重量%の範囲にある。重合ある点
まで触媒濃度の増加が単量体の転化率の増加をもたらす
が、更に増加させると転化率の増加は実質的にない。一
般的に達成できる重合体への単量体の転化率は、導入さ
れる単量体の85χ〜98χ台である。一方、触媒濃度
の増加は生成物の安定性をますます改善する。選択され
る触媒濃度は普通、費用も含めたすべてのファクターを
考慮した最適な値であろう。
本発明の重合体/ポリオールの製造時に用いる温度その
ものには臨界がなく、選択された触媒が反応条件下に適
度な分解速度を有するあらゆる温度でもうよい。一般に
連続法においては約り00℃〜約150℃の反応温度を
用いることができ、好ましい範囲は約りOO℃〜約12
5℃でありうる。比較的高い温度では重合体の固有粘度
が減少する傾向があることが判っている。従って、比較
的低い温度が有利であり、一般に約り05℃〜約125
℃の範囲である。
更に重合反応中に重合体制御剤を添加することが有益で
あることが判っている。一般にここで用いる如く重合体
制御剤なる言葉は、重合体/ポリオールの製造時に、重
合体が所望の低い梁構係数および固有粘度を有するよう
な重合体構造で得られる低分子量液体を含む。事実上、
あらゆる低分子量液体が通しているはずである。
種々の低分子量炭化水素化合物が知られており、これを
使用できる。個々の液体の適合性は重合体lポリオール
の製造時にその液体を用いることによって簡単に決める
ことができる。従って低分子量液体は、いかなる重要な
連鎖移動活性を示すかどうかにかかわらず使用できる。
通常連鎖移動剤とは見られていないが重合体制御剤とし
て有効である低分子量液体には、水、シクロヘキサンお
よびベンゼンが含まれる。通常連鎖移動剤として見られ
ている通する重合体制御剤には、ケトン類、アルコール
類、アルデヒド類、ハロゲン化化合物、ベンゼン誘導体
およびこれらの類似物が含まれる。
メルカプタン類以外のか−る公知のあらゆる連鎖移動剤
は、所望ならば重合体制御剤として利用できる。アルキ
ルメルカプタン類の悪臭を持つ性質をポリウレタンに利
用することは望ましくない。従って重合体lポリオール
の製造はメルカプタン類の実質的不存在下に−即ち、か
\る臭気の問題が避けられる程の量でメルカプタン類を
用いる□実施するべきである。なるべくなら、か\るメ
ルカプタンをどんな程度にも使用しない。また、過度の
臭気の問題が生じないならば、極めて僅かな量は我慢で
きる。
換言すれば、このように僅かな量のメルカプタン類を用
いる場合には、メルカプタン以外の他の重合体制御剤も
使用するべきである。
利用する特定の重合体制御剤は、重合体/ポリオールの
重合体部分の所望の梁構係数に関与する限り、臨界がな
い、しかしながら選択される重合体制御剤および利用さ
れるその量は、形成される重合体が所望の固有粘度を有
するように注意深く選ばなければならない。
これらの課題は幾つかの方法で満足させるこ如きまたく
連鎖移動活性のない(一般的に・受は止められている意
味)ものとして認められている重合体制御剤を充分なの
量で用いるのが有利である。
同様に、穏やかな連鎖移動活性を有すると認められてい
るイ゛ツブロバノールまたはこれの類似物の如き通例の
連鎖移動剤を中位の濃度で用いることも有利である。更
に高連鎖移動活性剤を比較的値かな量で使用す、るごと
も可能である。
例えばメチルエチルケトンの如きケトン類が通している
。重合体制御剤の混合物も同様に使用できる。か\る実
例において、各成分の相対的濃度は適切に調整しなけれ
ばならない。
用いる重合体制御剤は、それ故に所望の固有粘度を有す
る重合体をもたらす量で加えるべきである。勿論、適す
る量はここに記す如く変動する。反応器に供給される全
量を基準として20重量%までまたはそれ以上の量を用
いると申し分がない。更に言えば約5〜IOχ程度が有
利な量である。
重合体/ポリオール組成物の粘度は個々の最終的用途の
制限および要求に左右されて広い範囲に渡って変えるこ
とができる。実際のところ、一般に明らかな理由の為に
粘度を最小限にすることが望ましい。粘度が高すぎる場
合には、重合体/ポリオールの取扱、特に 取り出し、
混合等が困難になる。一般に、得られる重合体/ポリオ
ールの粘度は25℃で約10.0OOcpsより低いこ
とが望ましい。
また、得られる重合体/ポリオールの粘度は意図するポ
リウレタンの用途に左右されて変動する。20〜30重
量%台の固形分含有量がしばしば用いられる(一般には
市販の状態では通例のポリオールで希釈されている)高
い弾性の成形フオームの用途では、このように希釈され
た重合体/ポリオールの粘度は一般に3.500〜50
.000cps (25℃)の範囲またはそれ以上であ
ろう。
30〜60重量%の固形分含有量が望まれそして重合体
/ポリオールが時々適切に用いられる床板の用途におい
ては、粘度は一般に約3,500 cps(25℃)程
以上、しばしば約6.500〜B 、 0OOcps(
25℃)程の範囲であろう。
積度1工 与えられた重合体/ポリオール系に対してはプロセス変
数を調整して所望の重合体架橋係数及び固有粘度を与え
ることにより特定の系に対する生来の(indil;1
enOtJs)粘度、すなわち特定の反応条件下に製造
され、かつ、与えられた重合体/ポリオール組成物に対
する最小の生成物粘度よりも高い生来の粘度を有する重
合体/ポリオール組成物を生成させることができる。こ
のことは例えば少なくとも適度な連鎖移動活性を有する
重合体コントロール剤の水準が所望の重合体固有粘度を
達成するために最小化される場合に生ずることがある。
したがって、このような重合体/ポリオール組成物の所
望の生成物粘度は系に対する生来の粘度よりも有意に高
いことがあり得る。
実質的に生来の系(system)粘度である生成物粘
度は2種の一般的方法のいずれかにより与えることがで
きることがわかった。例えば適当な処理により生成物粘
度を約5000センチポアズから約4000センチポア
ズはとにまで減少させることができ、この後者の値は生
来の系・粘度であると思われる。生成物粘度の、この減
少は、比較的に平滑な外観を有するように見える主な(
すなわち、少なくとも大部分の)粒子への、重合体粒子
のある程度粗い表面の、観察された変化を伴う。
すなわち、本発明のもう一つの見地によれば、ポリオー
ル中の単最体の重合を、多くとも最小量の連鎖移動活性
を有する重合体コントロール剤の存在下に行う。この種
の代表的な重合体コントロール剤には水、メタノール、
シクロヘキサン及びベンゼンが包含される。
この製造技術により生来の系粘度と思われる粘度を有す
る重合体/ポリオールの製造が可能となる。この技術を
使用することにより重合体部分はなおも望ましく低い架
橋係数と、受は入れ得る程度に高い固有粘度とを有する
。このことは使用する重合体コントロール剤が適度な、
又は高い連鎖移動活性を有する場合に生ずるものと明ら
かに対照的である。これらの後者の情況下においては、
すべての三つの目的を満足させることは一般的に全く困
難である。最小の連鎖移動活性を有する物質を重合体コ
ントロール剤として使用する場合における、この予想外
の作用の理由は全く不明である。とにかく、この技術は
重合体に対する、及び重合体/ポリオールの生成物粘度
に対する最適の特性を容易に与える容易な方法を提供す
る高度に有用なものであると考えられる。
本発明の更にその上の観点によれば生来の系粘度よりも
大きな粘度を有するようにして製造された重合体/ポリ
オール組成物を後処理に供して重合体粒子の流動性を十
分に増加させ、実質的に該組成物の生来の系粘度への、
生成物粘度における所望の減少を付随的に生じさせるこ
とができる。
この後処理は熱処理を利用することによるか、重合体粒
子に対する溶媒和剤を使用することによるか、又は両者
の組合せの使用により行なうことができる。
熱処理の結果としての生成物粘度の減少は、分散した重
合体粒子中の重合体の融解粘度が、粒子に結合した表面
力(表面張力)により該粒子中の融解重合体を最低エネ
ルギーの平滑な球形の型に流し込むのに十分なような程
度に低下された結果であると思われる。同様にして、溶
媒和剤を単独、又はより高温の使用と組み合わせて使用
することにより、該粒子中の重合体の融解粘度を、可塑
化機構により減少させ、それにより該粒子中の重合体を
平滑な球状の型に向って流すことが可能となる。
一般的な概念は粒子中の重合体の流動性を増大させて、
平滑粒子の少なくとも大部分を生成物粘度の減少と共に
得ることである。ここに論じた技術のほかに重合体粒子
の流動性を増大させることのできる任意の技術を使用す
ることができる。
後加熱処理は、重合体粒子の流動性を増加させるのに十
分な時間にわたって重合体/ポリオール組成物を加熱し
く例えば重合温度よりも若干高い温度に)、それにより
生成物粘度を実質的に生来の系粘度にまで減少させるこ
とばより成る。この必要な時間は2〜3分ぐらいから1
時間又はそれ以上までにわたって変動することができる
。重合体/ポリオール製造のために連続2段階法が使用
される場合には、この後加熱処理技術は第二段階におい
て望ましく行うことができ、それにより別工程の必要性
をなくすことができる。セミパッチ法においては該必須
な熱処理工程を、重合体/ポリオール製造の完了後又は
少なくとも完了の間近に反応器中において行うことがで
きる。
該後処理は重合体/ポリオール組成物を溶媒和剤による
処理に供することにより、前記と同様にして行うことが
できる。例えば重合体/ポリオールの製造の完了後に溶
媒和剤を添加し、次いで該得られた混合物を処理の完了
まで還流させることができる。重合体/ポリオールの重
合体部分の溶解度パラメータに類似する該溶解度パラメ
ータを有する任意の物質を、溶媒和剤として好適に使用
することができる。例えば好ましいアクリロニトリル−
スチレン共重合体と共にエチルベンゼンを溶媒和剤とし
て使用することができる。
上記のような技術が比較的に容易に実施できるというこ
とと、低い生成物粘度の重合体/ポリオールから誘導さ
れる利点とにより、実質的に、生来の系粘度が与えられ
るようにして、これらの粘度減少技術を実施することが
より一層望ましい。
勿論、単に生成物粘度を出発生成物粘度と生来の系粘度
との間の点にまで減少させるためにのみ上記技術を実施
することも同様に本発明の範囲内である。
有意の連鎖移動活性を有する重合体コントロール剤の使
用は明らかに、重合中における連鎖移動剤と、グラフト
反応(成長する重合体鎖と基礎ポリオールとの間の)と
の間の競合の故に重合体/ポリオール組成物の安定性を
減少させる傾向がある。したがって重合反応に安定剤前
駆物質を包含させることが望ましい場合がある。安定剤
前駆物質の使用により、この種の重合体コントロール剤
の使用によって生ずる有害な影響が最小化されると思わ
れる。使用される安定剤前駆物質の量は広い限度内にお
いて変動することができる。実際的には使用水準は、比
較的に高い連鎖移動活性を有する重合体コントロール剤
の使用により生ずる悪影響を適度に最小化するのに十分
であるべきである。典型的には、このことは基礎ポリオ
ールの手口を基準にして約10重量%ぐらいまでの安定
剤前駆物質を使用することにより達成できる。
重合体/ポリオールの −性 実際的な観点から、好適な重合体/ポリオールは、重合
体含量の過度のロス、又はそれが製造され、かつ取扱わ
れる装置の破損もしくは汚染なしに(1)製造、(2)
貯蔵、(3)輸送、かつ(4)使用されることができな
ければならない。もし重合体/ポリオールがこれらの機
能的基準を満たすならば、それは一般的に十分に安定で
あると考えられる。
安定性についての示度は濾過及び遠心分離性の性能によ
って与えることができ、これについては実施例に関して
更に一層詳細に論する。濾過特性は重合体/ポリオール
の試料を、150メツシユのワイヤスクリーンを重力に
より通過させることにより測定する。最も安定な重合体
/ポリオールは該スクリーンを完全に(すなわち99重
量%以上)通過する。
また安定性は実験用遠心分@機中に入れた試11からス
ローダウン(throw down)された物質(ケー
ク)の量によっても確認される。これは実際上、主とし
て貯蔵安定性を示す加速された沈降試験である。一般的
に、得られる遠心分離性固形物の母が少なければ少ない
ほど重合体/ポリオールの安定性が大きい。大ていの用
途に対して、遠心分離性固形物の水準が全重合体/ポリ
オールの約20重量%未満、好ましくは約10重量%未
満である場合に満足すべき貯蔵安定性が与えられる。
里見立2之2の即1 本発明はポリウレタン生成物の製造方法をも提供する。
該方法は:(a)本発明の重合体/ポリオール組成物と
、(b)有機ポリイソシアネートとを(c)前記(a)
と(b)との反応に対する触媒の存在下に反応させてポ
リウレタン生成物を得ることを包含する。フオームを調
製すべき場合には発泡剤及び整泡剤の存在下に反応を行
う。反応及び発泡の操作は任意の適当な態様、好ましく
はワンショット法によって行うことができる。
所望により、該重合体/ポリオールは慣用のポリオール
又はその類似物と混合して重合体含量を特定の最終用途
に必要な水準に減少させることができる。混合物は、得
られる重合体含量が混合物の全重邑の4%又はそれ以下
でさえもあるように低いものが有用である。
本発明によりポリウレタン生成物を製造するに当って有
用な有機ポリイソシアネートは少なくとも2個のイソシ
アナト基を有する化合物である。
このような化合物は当業界に周知である。好適なポリイ
ソシアネートには炭化水素ジイソシアネート類(例えば
アルキレンジイソシアネート及びアリーレンジイソシア
ネート)、ならびに公知のトリイソシアネート類及びポ
リメチレンポリ(フェニレンイソシアネート)が包含さ
れる。好適なポリイソシアネートの例には、2,4′ 
−ジイソシアナトトルエン、2,6−ジイソシアナトト
ルエン、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネ
ート〉、1,2−ジイソシアナトエタン、1,3−ジイ
ソシアナトプロパン、1.2−ジイソシアナトプロパン
、1,4−ジイソシアナトブタン、1.5−ジイソシア
ナトペンタン、1.6−ジイソシアナトヘキサン、ビス
(3−イソシアナトプロピル)エーテル、ビス(3−イ
ソシアナトプロピル)スルフィド、1.7−ジイソシア
ナトへブタン、1.5−ジイソシアナト−2,2−ジメ
チルペンタン、1.6−ジイソシアナト−3−メトキシ
ヘキサン、1.8−ジイソシアナトオクタン、1.5−
ジイソシアナト−2,2,4−トリメチルペンタン、1
,9−ジイソシアナトノナン、1.4−ブチレングリコ
ールの1.10−ジイソシアナトプロピル)エーテル、
1.11−ジイソシアナトウンデカン、1,12−ジイ
ソシアナトドデカンビス(イソシアナトヘキシル)スル
フィド、1.4−ジイソシアナトベンゼン、2,4−ジ
イソシアナトトリレン、2,6−ジイソシアナトトリレ
ン、1.3−ジイソシアナト−O−キシレン、1,3−
ジ      ゛イソシアナトーm−キシレン、1,3
−ジイソシアナト−p−キシレン、2,4−ジイソシア
ナト−1−クロロベンゼン、2,4−ジイソシアナト−
1−ニトロベンゼン、2.5−ジイソシアナト−1−二
トロベンゼン、4,4−ジフェニルメチレンジイソシア
ネート、3,3−ジフェニル−メチレンジイソシアネー
ト及びポリメチレンポリ(フェニレンイソシアネート)
、ならびにそれらの混合物がある。
好ましいポリイソシアネートは80%の2.4−トリレ
ンジイソシアネートと20%の2.6−トリレンジイソ
シアネートとの混合物約80%と、高分子イソシアネー
トの約20%との混合物である。
ポリウレタンの製造に有用な任意の公知の触媒を使用す
ることができる。代表的な触媒には:(a)ビス(27
−ジメチルアミンエチル)エーテル、トリメチルアミン
、トリエチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチ
ルモルホリン、N、N−ジメチルベンジルアミン、N−
N−ジメチルエタノールアミン、N、N、 N’ 、N
’ −テトラメチル−1,3−ブタンジアミン、トリエ
タノールアミン、1.4−ジアザビシクロ−[2,2,
2]オクタン、ピリジンオキシドなどのような第三級ア
ミン類=(b)トリアルキルホスフィン、ジアルキルベ
ンジルホスフィンなどのような第三級ホスフィン類:(
c)アルカリ金属及びアルカリ土類金属の各水酸化物、
アルコキシド及びフェノキシトのような強塩基類;(d
)塩化第二鉄、塩化第二スズ、塩化第一スズ、三塩化ア
ンチモン、硝酸ビスマス及び塩化ビスマスなどのような
強酸の酸性金属塩類:(e)アセチルアセトン、ベンゾ
イルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、エチル
アセトアセテート、シリシルアルデヒド、シクロペンタ
ノン−2−カルボキシレート、アセチルアセトンイミン
、ビス−アセチルアセトン−アルキレンジイミン、サリ
シルアルデヒドイミンなどと、Be、MQ、Zn、Cd
、Pb、Ti、Zr、Sn、As、B i 、Cr、M
o、Mn、Fe、 co、Niのような種々の金属、又
はMoO2、UO2なとのようなイオンとから得ること
のできるもののような種々の金属のキレート類:(f)
T i (OR)4.5n(OR)4.5n(OR)2
 、A Q(OR)3  (式中、Rはアルキル又はア
リールである)などのような種々の金属のアルコラード
類及びフェノラート類ならびに前記手順又はそれと等価
の手順により得られる周知のチタンキレートのようなア
lレコラートとカルボン酸β−ジケトン及び2 (N、
N−ジアルキルアミノ)アルカノールとの反応生成物類
:(g)有機酸とアルカリ金属、アルカリ土類金属、A
Q、5nSPb、Mn、Go、Bi及びCuのような種
々の金属の塩であって、例えばナトリウムアセテート、
カリウムラウレート、カルシウムヘキサノエート、第一
スズアセテート、第一スズオクトエート、第一スズオレ
エート、鉛オクトエートならびにマンガンナフチネート
及びコバルトナフチネートのような金属ドライヤーなど
を包含するもの:(h)四価スズ、三価及び三価のAS
、Sb及びBiの有機金属誘導体ならびに鉄及びコバル
トの金属カルボニルが包含される。
有機スズ化合物の中で特に挙げる価値のあるものは、例
えばジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレ
ート、ジブチルスズマレエート、ジラウリルスズジアセ
テート、ジオクチルスズジアセテート、ジブチルスズ−
ビス(4−メチルアミノベンゾエート)、ジブチルスズ
−ビス(6−メチルアミノカプロエート)などのような
カルボ、ン酸のジアルキルスズ塩である。同様にトリア
ルキルスズヒドロキシド、ジアルキルスズオキシド、ジ
・アルキルスズジアルコキシド又はジアルキルスズジク
ロリドを使用することができる。これらの化合物の例に
はトリメチルスズヒドロキシド、トリブチルスズヒドロ
キシド、トリオクチルスズヒドロキシド、ジブチルスズ
オキシド、ジオクチルスズオキシド、ジラウリルスズオ
キシド、ジブチルスズ−ビス(イソプロポキシド)ジブ
チルスズ−ビス(2−ジメチルアミノベンチレート)、
ジブチルスズジクロリド、ジオクチルスズジクロリドな
どが包含される。
第三級アミンを反応性水素/イソシアネート反応の促進
用の第一触媒として、又は上記金属触媒の1種又はそれ
以上と組み合わせた第二触媒として使用することができ
る。また金属触媒又は金属触媒類の組合せを、アミンを
使用せずに、促進剤として使用することができる。触媒
は少量において、例えば反応混合物の重みを基準にして
約0、001〜約0.5%において使用する。
形成すべき生成物がポリウレタンフォームである場合は
反応混合物中に少量の発泡剤を使用する。
好適な発泡剤としては例えば重合体/ポリオール組成物
の全重量に基準にして約0.5〜約5重量%の水、もし
くは反応の発熱によって蒸発されるその他の適当な発泡
剤又は水と該その他の発泡剤との組合せが包含される。
ポリウレタン発泡剤の例としては、トリクロロモノ−フ
ルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロモ
ノフルオロメタン、ジクロロメタン、トリクロロメタン
、1.1−ジクロロ−1−フルオロエタン、1,1.2
−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロメタン、ヘキ
サフルオロシクロブタン、オクタフルオロシクロブタン
などのようなハロゲン化炭化水素が包含される。別の部
類の発泡剤には、N、 N’ −ジメチル−N、 N’
−ジニトロソテレフタルアミド、アミンホーメートなど
のような加熱の際にガスを発生する熱的に不安定な化合
物が包含される。軟質フオーム生成のための、一般的に
好ましい発泡方法は水を使用すること、又は水に加えて
トリクロロモノフルオロメタンのようなフルオロカーボ
ン発泡剤を使用することである。使用する発泡剤の量は
発泡生成物における所望の密度のようなファクターと共
に変動する。
重合体/ポリオール組成物を使用して生成されたフオー
ムのスコーチのない性質は少なくとも若干の発泡剤が水
であり、しかも1立方フート当り3.0ボンド未満の密
度を有するフオームが得られる伍の水を使用する場合に
最も顕著である。一般的に重合体/ポリオール組成物の
全重量を基準にして約2.0重量%の量の水を使用する
ことにより、1立方フート当り3.0ボンド未満の密度
を有するフオームが得られる。
少量、例えば全反応混合物を基準にして約o、 ooi
〜5.0重量%の整泡剤を使用することも本発明の範囲
内である。適当な整泡剤又は界面活性剤は公知であり、
かつ特定のポリウレタンの用途によって変る。スラブ材
用の好適な整泡剤としては米国特許第2,834.74
8号及び2,917,480号各明細書に記載のブロッ
ク共重合体のような「加水分解性」ポリシロキサン−ポ
リオキシアルキレンブロック共重合体が包含される。も
う一つの有用1、220.471号に記載のブロック重
合体のような「非加水分解性」ポリシロキサン−ポリオ
キシアルキレン ブロック共重合体である。後者の部類
の共重合体は、ポリシロキサン部分が炭爪−酸素−ケイ
素結合を通すのではなく、直接の炭素−ケイ素結合を通
してポリオキシ−アルキレン部分に結合している点にお
いて上述のポリシロキサン−ポリオキシアルキレン ブ
ロック共重合体と異なる。これらの種々のポリシロキサ
ン−ポリオキシアルキレン ブロック共重合体は好まし
くは5〜50M量%のポリシロキサン重合体を含有し、
残りはポリオキシアルキレン重合体である。なおもう一
つの有用な部類の整泡剤は米国特許第3,905.92
4号明細書に記載のシアノアルキル−ポリシロキサンよ
り成る。
そのようにして製造されたポリウレタンは任意の慣用の
種類のポリウレタンが使用され、又は使用することので
きるフオーム及びエラストマーに適用するのに有用であ
る。本発明の重合体/ポリオール組成物は肘掛、マツト
レス、自動車用シートなどに使用される高レジリエンス
フオーム、ならびにカーペットの下敷などとして使用さ
れるスラブ材フオームの製造に特に有用であることがわ
かった。
ここの記載及び下記の実施例かられかるように、ポリウ
レタンの形成に当っては、重合体における架橋度を最小
化して所望の耐然性を与えるような、更には重合体が成
る最小固有粘度を有するような態様において製造した重
合体/ポリオールを使用することが好ましい。このよう
な重合体/ポリオールから製造されたフオームは改良さ
れた耐燃性ならびに十分な引張特性を示す。
定−鳳 実施例に使用される下記の指示、記号、用語及び略号は
下記の意味を有する。
ポリオール■は水酸化カリウム触媒の存在下にプロピレ
ンオキシドを、次いでエチレンオキシドを、次いで更に
プロピレンオキシドを逐次的にグリセリンと反応させ、
次いで精製して触媒を除去することにより製造される生
成物を示す。該生成物はエチレンオキシド10重量%を
含有し、ヒドロキシル価52を有する。
ポリオール■は水酸化カリウム触媒の存在下にプロピレ
ンオキシドを、次いでエチレンオキシドを、次いで更に
プロピレンオキシドをグリセリンと反応させ、次いで精
製して触媒を除去することにより製造する生成物を示す
。該生成物はエチレンオキシド14@伍%を含有し、ヒ
ドロキシル価31を有する。
ポリオール■は水酸化カリウム触媒の存在下にプロピレ
ンオキシドを、次いでエチレンオキシドを、次いで更に
プロピレンオキシドをグリセリンと反応させ、次いで精
製して触媒を除去することにより製造する生成物を示す
。該生成物はエチレンオキシド10重量%を含有し、ヒ
ドロキシル価34を有する。
ポリオールIVは水酸化カリウム触媒の存在下にプロピ
レンオキシド及びエチレンオキシドを逐次的にグリセリ
ンと反応させ、次いで精製して触媒を除去することによ
り製造する生成物を示す。該生成物はエチレンオキシド
16.5重量%を含有し、ヒドロキシル価35.5を有
する。
ポリオールVはヒドロキシル価が29である点を除いて
ポリオール■に類似する。
安定剤Aは15重量%のエチレンオキシドでキャップし
たヒドロキシル価34のポリオキシプロピレントリオー
ルを無水マレイン酸と、次いでエチレンオキシドと反応
させることにより製造する安定剤前駆物質を示す。該安
定剤前駆物質はヒドロキシル価32、不飽和0.1ミリ
当邑/qを有し、不飽和は30/70のマレエート/フ
マレートであり、保有不飽和は無水マレイン酸により加
えられた不飽和の50%である。
安定剤Bはソルビトールから出発した10%の内部エチ
レンオキシドを含有するヒドロキシル価28のポリオー
ルを、無水マレイン酸と、次いでプロピレンオキシドと
反応させることにより製造する安定剤前駆物質を示す。
該安定剤前駆物質はヒドロキシル価28と不飽和的0.
07ミリ当量/qとを有し、不飽和はフマレート型であ
り、保有不飽和は無水マレイン酸により加えられた不飽
和の70%である。
触媒A−1はビス(2−ジメチルアミンエチル)エーテ
ル70%とジプロピレングリコール30%とより成る溶
液を示す。
触媒33はトリエチレンジアミン33%とジプロピレン
グリコール67%とより成る溶液を示す。
重合体Aはアクリロニトリルを示す。
重合体Sはスチレンを示す。
単珊体MMAはメチルメタクリレートを示す。
AIBNは2.2′ −アゾビス(イソブチロニトリル
) を示し、この触媒は特に断りがない限り各実施例におい
で使用する。
PCAは重合体コントロール剤を示す。
Bはベンゼンを示す。
BUTOHはn−ブタノールを示す。
CHはシクロヘキサンを示す。
EBはエチルベンゼンを示す。
l5OPはイソプロパツールを示す。
MEOHはメタノールを示す。
シリ占生/界面活性剤Aはユニオン カーバイド社製の
ポリシロキサンポリエーテル ブロック共重合体L−5
750を示す。
シリシラ界面活性剤Bはユニオン カーバオド社製ポリ
シロキサン ブロック重合体Y−10184を示す。
実施例において示される滞留時間は第1段階の滞留時間
であり、第2段階の滞留時間は常に第1段階の滞留時間
と同じである。転化率は常に最終反応器段階を基準にし
て計算する。
重合体/ポリオールの製造 実施例の重合体/ポリオール組成物はじゃま仮及び羽根
車を備えたタンク反応器において連続的に製造した。供
給成分は、反応器に入る前に供給混合物を完全に混合す
るためインラインミキサーを通した後、反応器に連続的
にポンプ輸送した。
反応器の内部温度は1°C以内に制御した。反応器の内
容物を十分に混合した。生成物を反応器の頂部から背圧
調整器を通して連続的に流出させた。
該背圧調整器は反応器に若干の正の背圧を与えるように
調整しであるものであった。未精製生成物の一部を試験
のために約2m絶対圧力及び120°C〜130’Cに
おいて減圧ストリップした。重合体/ポリオール中の重
合体の型口100分率を、ス]〜リッピング前の未精製
生成物中に存在する未反応単量体の量の分析により測定
した。実施例3〜5.16〜18.22及び23におい
ては、反応器の頂部からの生成物を第2段階において更
に反応させて単岳体の重合体への転化率を増大させた。
実施例における重合体/ポリオールはすべて安定な組成
物であった。
重合体/ポリオールの性質 濾過障害(濾過性) これは、重合体/ポリオールの試料の1重量部(例えば
200g>を無水イソプロパツール2重量部(例えば4
009)により希釈してすべての粘度賦課制限(vis
cosity−imposed 11m1tation
)を取り除き、かつスクリーンの一定断面積(例えば直
径1 百インチ)に関して一定量の物質を、重合体/ポ
リオール及びイソプロパツール溶液のすべてが150メ
ツシユのスクリーンを重力により通過するようにして使
用して測定した。該150メツシユのスクリーンは10
5ミクロンの平均網目開口の四角い網目を有するもので
あり、「標準タイラー」150角メツシユスクリーンで
ある。スクリーンを通過した試料の量を%で示す。
100%の値が好ましい。一般的に痕跡の固形物が常に
存在するけれど、100%の値は99%以上がスクリー
ンを通過することを示す。
連心旦離牲恩彫惣 未反応単量体をストリップした後、重合体/ポリオール
組成物を毎分約3000回転及び半径方向(radia
l)遠心「g」力1470において約24時間にわたり
遠心分離する。次いで遠心分離管を逆さにして4時間に
わたり排水させる。該遠心分離管の底部に残留する非流
動性のケークを該試験した組成物の初期重量の重量%と
して示す。
架橋係数(XLC) この試験は分散液中に重合体1%が存在するような、ジ
メチルホルムアルデヒド(DMF>中における重合体/
ポリオールの分散液(又は溶液〉(若干のポリオールも
また存在し;実験的分析により、DMFに添加したいか
なるポリオールの影響も通常の統計的誤差の領域内であ
って、有意でない)を通しての光透過率の測定から成る
。この分散液を2個の同一形状の(matched >
 1cm透過セルのうちの1個に移し、第二の該同一形
状のセルにはDMFを満たす。バラシュ アンド ロム
7  スヘトロニツタ(Bausch & Lomb 
5pectron−ic)710分光光度計を、上記第
二のDMFを満たしたセルを通過する500ミリミクロ
ン波長の光の透過率に対して100%透過率に較正する
この較正後に第1の重合体/DMFを満たしたセルを通
過する光透過率パーセントを測定し、光透過率に対する
LTとする。
次いで架橋係数(XLC>を式: %式% により100から光透過率を減することにより定める。
固有粘度 重合体/ポリオール中の重合体の固有粘度を定めるため
には、まず重合体をポリオールから分離し、次いで乾燥
後の該分離された重合体に対して固有粘度を測定しなけ
ればならない。
重合体の分離 約80/20の重量比のヘキサン/エチルアセテート混
合物(例えば約200g>により重合体/ポリオールの
一部(例えば約25g)を希釈することにより重合体を
ポリオールから分離する。この重合体/ポリオールと溶
媒混合物とを完全に混合し、次いで20℃において30
分間にわたり約14.00Orpmにおいて遠心分離す
る。遠心分離後に、溶媒と大部分のポリオールとを含有
する上層をデカントシて廃棄する。遠心分離音の底部に
おける湿潤ケークに追加口(例えば約80g)の混合ヘ
キサン/エチルアセテート溶媒を添加し、かくはんによ
り混合し、次いで15分間にわたり再遠心分離する。
希釈、混合、及び遠心分離を3回くり返して確実にすべ
ての遊離ポリオールを除去する。次いで湿潤遠心分離ケ
ークを50’Cにおいて真空乾燥する。
鳳亘塾底辺選定 ウツベローデ型のような毛管粘度計を使用する希釈溶液
の粘度の測定により固有粘度を定める。
ジメチルホルムアミド(DMF>1デシリットル当り重
合体Oないし1gの範囲における4種又は5種の異なる
濃度における溶液粘度を30℃において測定する。DM
F溶媒の粘度もまた30℃において測定する。これらの
測定値から下記式により換算粘度を計算する: 固有粘度は、該固有粘度が濃度に無関係であるように換
算粘度をゼロ濃度に補外することにより得られる。固有
粘度は換算粘度と同様にd Q /(Itの単位を有す
る。測定値の正確度は+/−0,01であると思われる
固有粘度に対する更に詳細な記載についてはP、J、F
loryの[プリンシプルズ オブ ポリマーケミスト
リー(Principle of Polymer C
hemist−ry) J Cornell大学出版部
、1953年発行、を参照すべきである。
則り駆物質の不飽和 無水マレイン酸とポリオール及びアルキレンオキシドと
の反応から製造した安定剤前駆物質のマレエート及び/
又はフマレートの不飽和水準を下記記のようにして測定
した。
1〜3ミリ当量の不飽和を有する試料をパイレックスガ
ラス製の耐圧びんに入れる。最大試料の大ぎざは17g
である。それにモルホリンの1、ON  n−プロピル
アルコール溶液10m1を添加する。びんを密封し、保
護容器に入れ、98°C(スチームバス)において2時
間加熱する。びんを冷却し、開放してメタノール15d
を添加する。
メタノール10IIdlを添加することにより該内容物
をビーカーに移す。ビーカーの内容物を、2−メトキシ
エタノール中の0.5N過塩素酸により、非水性電極を
備えたメトラー メモタイトレータ(Hettler 
)IemOtitratOr)モデルDL−40RCの
ようなポテンショメ1−り一滴定装置を使用して滴定す
る。二つの終点が観察される。第一の終点は系における
モルホリンの過剰に相当し、第二の終点はモルホリンと
共役二重結合との反応により生成された第三級アミンに
相当する。二つの終点に相当する滴定液の量の差は安定
剤前駆物質におけるマレエート及び/又はフマレート不
飽和の量と当量である。
試料10gを使用し、かつ上記のパラメータに基づくこ
の方法はマレニーi〜及び/又はフマレ−トバンドの最
低検出可能限界的0.025ミリ当厘/gを有するもの
と思われる。
マレエート/フマレエート比 安定剤前駆物質のマレエート/フマレエート比をプロト
ン核磁気共鳴スペクトル法により測定した。重クロロホ
ルム溶液を使用して、マレエートバンドが約6.3pp
mにおいて観察され、フマレートバンドが約0.6〜約
6.851)l)mにおいて観察された。
2丈ヨとCにす:ヅ区Q 表Aに示す成分割合を使用し、下記の手順により実施例
において確認された重合体/ポリオールからフリーライ
ズ(free−rise)フオームを製造した。じゃま
板アセンブリーを備えた172ガロンの紙製容器に重合
体/ポリオール、水、アミン触媒、及びシリコーン界面
活性剤を仕込み、該容器の底部の1インチ上方に設置し
た直径2.4インチ、4枚羽根タービンかくはん機によ
り60秒間、240Orpmにおいて混合した。混合物
を15秒間脱ガスさせた。脱カス後にスズ触媒を添加し
、240Orpmにおいて10秒間混合した。なおもミ
キサーを運転しながらトリレンジイソシアネートを添加
し、各成分を5秒間混合した。混合物を、それのクリー
ム化の開始前に14インチX14インチ×6インチの厚
紙製ケーキ箱に注いだ。フオーム混合物を反応させ、次
いで反応が完了するまで筒中において自由に膨張させた
。次いでフオームを250’Fに予熱した炉に5分間入
れた。
フオームの密度および性質をASTM規格D3574−
77にしたがって測定した。
表A フリーライズ フオームの処方 成分               部試料の重合体/
ポリオール     100水           
          2.3触媒A−10,05 第一スズオクトエート      0.09〜0.12
シリコ一ン界面活性剤        0.980/2
0 2.4/2.6トリレンジイソシアネート(110
インデックス) 底肛2工二ムL震1 成形フオームを実施例22及び23の重合体/ポリオー
ルから表B及びCのそれぞれに示される成分割合を採用
して下記手順により調整した。
4000r囲ミキサー及びじゃま板を備えた172ガロ
ンの紙製ボール箱中においてポリオール及び重合体/ポ
リオール、水、触媒、及び界面活性剤を55秒間混合し
た。次いでインシアネ−1〜を速やかに添加し、更に5
秒間かくはんを再開した。
該混合物を、50〜60’Cに予熱したワックス処理ア
ルミニウム型に速やかに注入した。型を速やかに密閉し
、締具で固定した。2分後に、型を121℃の炉に5−
8分間入れた。次いで型からフオームを取り出し、収縮
を防止するためにニップローラーの間で粉砕した。該粉
砕したフオームを120℃において30分間、後硬化し
た。フオームを硬化した後、試験片を切断し、ASTM
規格D3574−77及びFMVSS−302にしたが
って試験した。後者の規格については、示された全燃焼
長さを火炎に最も近いフオーム端から消火点までの距離
として評価した。
表B  成形フオーム処方 成分              部 ポリオールIV            68.5実施
例の重合体/ポリオール     31.5水    
                 2.8ジエタノー
ルアミン         2.0触媒A−10,08 媒体33               0.29ジブ
チルスズジラウリルメルカプチド シリコ一ン界面活性剤8        2.080/
20  2.4/2.6トリレンジイシアネー1〜(1
03 インデックス〉 表C  成形フオーム処方 成分             部 ポリオールV            62実施例の重
合体/ポリオール     38水         
            4,5ジエタノールアミン 
        1.7触媒33          
     Q,5ジブチルスズジラウリルメルカプタン シリコ一ン界面活性83.5 80/20  2.4/2.6トリレンジインシアネー
ト(96 インデックス) 以下の例は本発明を説明するものであって、本発明を限
定するためのものではない。特にことわらない限り、記
載するパーセントはすべて重量%である。また、粘度は
センチストークスで示しである。
例1 及び 例2 これらの例では、種々の′a度の重合体抑制剤の固有粘
度の影響を説明する。各側において用いた重合体抑制剤
は、イソプロパツールであって、典型的には中位の連鎖
移動剤として分類されるものである。得られる重合体/
ポリオールの反応条件及び特性を表1に示す。
表   1 供給原料中の触媒の重量%          0.6
    0.6重合体抑制剤            
   l5OP     l5OP供給原料中のPCA
の重囲%         310供給原料中の単四体
のlt%         、112.7     A
O18単量体の種類               A
/S     A/S単四体の比率         
      40/60   40/60ポリオールの
種類              II安定剤の種類 
               A      Aポリ
オール混合物中の安定剤の%       66滞留時
間(分)                12   
  12反応器の段数               
 11単量体の転化率(%)            
 93.4    88.8XLC1,21゜1 固有粘度                  0.6
2    0.33粘  度            
      50/14    3876重合体の% 
                41.7    4
1.7濾過度  150メツシユ          
100    100遠心分離固体分        
       6.08.2上記中、′(c)は対照例
であることを示す。対照例は後述の例でも同様に識別表
記する。
フリーライズ・フオームげree−rise foam
 :自由膨張発泡体)は、これらの例の重合体/ポリオ
ールを用いて前記の手順に従って製造した。日々刻々変
動する周囲条件、特に湿度が結果に及ぼす影響を最小に
するようにして、これらの発泡体を同時に製造した。発
泡体の引張特性を表2に示す。
表   2 引張強ざ(psi)      31.6   22.
7伸び率 (%)       86    62引裂
強さくpli)       3.3   1.5表1
及び表2のデータから明らかなように、重合体/ポリオ
ールの製造に用いた重合体抑制剤の量が多いと、例1の
重合体のものよりも低い固有粘度を有する例2の重合体
を生じた。同様に、例2の重合体/ポリオールを用いて
製造した発泡体で得られる発泡特性は、例1の重合体/
ポリオールを用いて製造した発泡体のものよりも劣って
いた。
例3〜5 これらの例では、種々の反応パラメータ、特に触媒濃度
、反応温度、及び用いる重合体抑制剤の量の変動の固有
粘度に及ぼす影響について説明する。より高い温度及び
より高い触媒濃度(例5)並びにより高い重合体抑制剤
濃度(例4〉は、重合体の固有粘度を低下させる傾向を
有する。重合体/ポリオールの反応パラメータ及び特性
を表3に示す。
表   3 これらの例の各重合体/ポリオールから製造した発泡体
の引張特性を表4に示す。これらの発泡体はそれぞれ同
時に製造したものである。
表  4 引張強ざ(psi)   30.2  26.8  2
1.3伸び率 (%)    87   75   6
1引裂強さく1)li)    3.1  2.4  
1.6重合体が最も高い固有粘度を有する重合体の重合
体/ポリオール(例3)から製造した発泡体は、最も優
れた引裂及び引張強さ、並びに伸び特性を示した。
桝旦−及μmf+17 これらの例では、重合体抑制剤として種々の連鎖移動活
性を有する物質を用いた際の固有粘度に及ぼす影響を説
明する。例6ではイソプロパツールを用いたが、例7で
は、一般に最小の連鎖移動活性を有すると考えられてい
るメタノールを使用する。用いた反応パラメータ及び得
られた重合体/ポリオールの特性を表5に示す。
表   5 供給原料中の触媒の重量%          0.6
    0.6重合体抑制剤            
   l5OP     )iEOH供給原料中のPC
Aの重量%         4.6    4.6供
給原料中の単量体の重量%         42,1
    41.8単量体の種類           
    A/S     A/S単伍体の比率    
           30/70   30/70ポ
リオールの種類            I/II■ 
  I/TI■安定剤の種類            
    A     へポリオール混合物中の安定剤の
%       66滞留時間(分>        
        12     12反応器の段数  
              11単量体の転化率(%
)             89.5    89.
8XLCL、6   1.8 固有粘度                  0.5
0    0; 66粘  度           
       4170    4328重合体の% 
                40.8    4
0.6濾過度  150メツシユ          
100    100遠心分離固体分        
       4.7    4.9■ポリオール■及
び■はそれぞれ重量比79/21である。
これらのデータから、同じ重合体抑制剤濃度では、より
低い連鎖移動活性を有する重合体抑制剤を使用すること
により、より高い連鎖移動活性を有する重合体抑制剤を
用いた重合体の固有粘度よりも高い固有粘度を有する重
合体が得られることがわかる。従って、適当な重合体抑
制剤を選ぶことにより、その重合体の固有粘度を調節で
きる。
例6及び例7の各重合体/ポリオールから、フリーライ
ズ・フオームを同時に製造した。この発泡体の引張特性
を表6に示す。
表  6 引張強ざ(1)Si)      27.3   32
.0伸び率 (%)       81    97引
裂強さくpli)       2.5   3.3こ
れらのデータは、重合体の固有粘度の効果を説明してい
る。例7の重合体/ポリオールを用いて製造した発泡体
は、例6の重合体/ポリオールを用いて製造した発泡体
に比較して、改良された特性を有していた。
例8〜10 これらの例では、水を含む種々の重合体抑制剤の固有粘
度に及ぼす影響を説明する。水は、通常、伝統的な考え
方では何ら注目すべき連鎖移動活性を有さないとみなさ
れているものである。反応パラメータ及び重合体/ポリ
オールの特性を表7に示す。
表   7 XLC1,51゜11.0 これらのデータから、供給原料中、同一重量%の重合体
抑制剤では、重合体抑制剤の連鎖移動活性が低いほど、
重合体の固有粘度は高くなることがわかる。ざらに、予
想外なことに、重合体/ポリオール組成物の所望の橋か
け係数を得るために水を用いることができ、そして同様
に重合体の固有粘度を調節する適当な手段となることが
わかる。
また、メタノール又は水のいずれかを用いて製造した重
合体/ポリオールで得られた発泡体の発泡体特性は、優
れていることが分った。この発泡体の特性を表8に示す
表  8 引張強ざ(t)Si)   28.1  30.0  
2B、8伸び率 (%)    83   94   
79引裂強ざ(pli)    2.6  2.6  
2゜3このように、内在する特定な機構とは無関係に、
重合体抑制剤が所望の固有粘度及び橋かけ係数を有する
重合体によって特徴づけられる重合体/ポリオールを与
え得る限り、いかなる低分子量の液体も重合体抑制剤と
して用いることができる。このような特性を有する重合
体/ポリオールは、満足すべき引張特性を有する発泡体
を与える。
例11〜13 これらの例では、種々の重合体抑制剤及びこのような重
合体抑制剤の種々の濃度の固有粘度に及ぼす影響につい
て説明する。反応パラメータ及びこれらの重合体/ポリ
オールの特性を表9に示す。
表   9 高い連鎖移動活性を有する低濃度の重合体抑制剤(例1
3のイソプロパツール)を用いると、高い固有粘度を有
する重合体が得られることがわかる。比較上、インプロ
パツールはど高い連鎖移動活性を示さない高濃度の重合
体抑制剤でも、同様に高い固有粘度の重合体が得られた
例11〜13の各重合体/ポリオールからフリー・ライ
ス・フオームを製造した。例11及び12のフオーム(
発泡体)は同時に製造したものである。これらの発泡体
のデータを表10に示す。
人−−ユ旦 引張強ざ(psi)   30.7  32.0  3
1.0伸び率 (%)    85   87  10
1引裂強ざ(Dli)    2.9  3.1  2
.4例14〜23 これらの例では、広範囲にわたる反応パラメータを用い
た種々の重合体/ポリオールの製造について説明する。
いずれの場合も、重合体/ポリオール組成物の重合体は
少なくとも0.55の固有粘度を有する。
例14では、重合体の部分がアクリロニトリル、スチレ
ン及びメタクリル酸メチルの三元共重合体である重合体
/ポリオールの特性を説明する。例15、例16、及び
例23では、種々のメタノール濃度を用い、種々の安定
剤前駆体を使用し、種々のポリオールを用い、そして種
々の触媒濃度及び温度を用いた。例17及び例18では
、水と同様に慣用的には連鎖移動活性を有するとはみな
されていないベンゼンを用いて成功した。例19及び例
20では、それぞれエタノール及びブタノールの利用に
ついて説明し、そして例21ではイソプロパツール及び
メタノールの混合物の使用を示す。反応パラメータ及び
得られる重合体/ポリオールの特性を表11に掲げる。
これらの例の大多数の重合体/ポリオールからフリーラ
イズ・フオームを製造した。これらの発泡体の特性を表
12に示す。比較の目的で、例17及び例18の重合体
/ポリオールを用いて発泡体を一緒に製造し、例19及
び例20の重合体/ポリオールを用いて発泡体を一緒に
製造し、そして例1の重合体/ポリオールを用いた発泡
体と同時に例14の重合体/ポリオールを用いた発泡体
を製造した。これらの発泡体はすべて満足すべき引張特
性を有するとみなされた。
表    12 1張強さくpsi)         25.9   
30.9   31.6   31.9   30.9
】び率 (%)           77    9
9   105    79    811裂強ざ(p
li)          3.1   2.9   
3.4   2.1   2.01体焼失の全長(in
)       −−−−−24,030,128,1
1B、3   18.93.3    3.4    
3.3    0.9    1.4−     − 
    −     1.0    3.2例24 及
び 例25 これらの例では、種々の重合体抑制剤を用いて、高スチ
レン成分のアクリロニトリル/スチレン比を有する重合
体/ポリオールの製造について説明する。反応条件及び
得られた重合体/ポリオールの特性を表13に示す。
表   13 例−−− 反応温度(’C 供給原料中C 重合体抑制剤 供給原料中φ 供給原料中φ 単量体の挿動 単量体の比ヰ ポリオールψ 安定剤の種免 ポリオール1 滞留時間(ヅ[ 反応器の段た 単量体の転イi LC 固有粘度 粘  度 重合体の% 濾過度  ゛ 遠心分離固体分                8.
46゜1上記の手順に従い、これらの例の重合体/ポリ
オールを用いて、フリーライズ・フオームを同時に(そ
して例1及び例2で製造した発泡体と同時に)製造した
。これらの発泡体の引張特性を表14に示す。
表  14 引張強ざ(1)si)       22.1   2
2.0伸び率 (%)11411i 引裂強ざ(pli)       2.6   2.8
これらのデータは、より高いスチレン成分を用いること
により、重合体が比較的低い固有粘度を有していても、
適当な引張特性を有する発泡体が得られることを示して
いる。
粘度調節の例 本発明による重合体抑制剤及び後熱処理法を用いて達成
し得る粘度調節について以下説明する。
重合体抑制剤を用いて粘度調節を行なうことについて、
例9及び例18により説明する。これらの例では、それ
ぞれメタノール及びベンゼンを用いた重合体/ポリオー
ル組成物を、使用反応条件を用いる本来の組成物の粘度
で製造した。単離した重合体の走査電子顕微鏡写真によ
り、粒子は実質的に滑かであることが確認された。
後熱処理法を用いて粘度調節を行なうことを3種の異る
方法によって説明する。その第一は、ストリッピングに
先立っての、重合体/ポリオール組成物の後熱処理であ
る。第二は、ストリップした重合体/ポリオール製品の
熱処理である。第三は、溶媒和剤を用いたストリッピン
グ後の、重合体/ポリオール組成物の後熱処理である。
第一の方法を用いて、アクリロニトリル対スチレン比3
0/70でそれぞれ45.5及び45.4重量%の2種
の重合体/ポリオール組成物を、本質的に同一反応条件
の滞留時間(20分)及び第一段反応温度110℃で製
造した。重合は、メタノール5重量%、AIBNo、4
重量%及び安定剤810重量%の存在下に行なった。ざ
らに、重合体/ポリオール組成物をストリッピングせず
に、第二段反応器内で20分間反応を行なった。第一の
重合体/ポリオールの第二段反応温度は108°であり
、そして第二のものの温度は180℃であった。
試料を真空ストリップした後の、各重合体/ポリオール
の最終製品の粘度は、それぞれ25°Cで5256Ck
S及び4687cksであった。
第二の方法の効果について、例17の組成物を用いて説
明する。この組成物は製造したままの状態で、25°C
で4542cksの粘度を有していた。
ストリップした製品を窒素雰囲気下約180℃で1時間
加熱した。冷却後、その粘度は25℃で3894cks
であった。
その他の例としては、例3の条件で製造した重合体/ポ
リオール組成物は、25°Cで5255cksの粘度を
有していた。重合体粒子の多くは、拡大すると粗い表面
を有することが観察された。
ス[・リッピング後、この組成物を180°Cで1時間
加熱した。粘度は25℃で4145cksまで減少した
。この時点で拡大して観察すると、大多数の粒子は比較
的滑らかな表面を有していた。
第三の方法を用いて、例8の重合体/ポリオール組成物
をエチルベンゼン10重量%と共に還流下に125℃で
90分間加熱した。粘度は25℃で5675cksから
25℃で4971 cksに減少した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(1)アクリロニトリルと、1種又はそれ以上のエ
    チレン性不飽和コモノマーとの混合物であって、前記コ
    モノマーの少なくとも1種がスチレンであり、アクリロ
    ニトリル対コモノマーの重量比が約35:65ないし2
    5:75である前記混合物の少なくとも約35ないし約
    60重量%を、(2)ヒドロキシル価約150未満を有
    する基礎ポリオールより成る成分約40ないし約75重
    量%、 に溶解又は分散させたものを遊離基触媒の存在下、しか
    もアルキルメルカプタン連鎖移動剤の実質的不存在下に
    重合させることにより形成する常温で液体の安定な重合
    体/ポリオール組成物であり、しかも前記重合体/ポリ
    オールの重合体が20未満の架橋係数及び少なくとも0
    .80の固有粘度により特徴づけられるものである前記
    常態で液体の安定な重合体/ポリオール組成物。 2、コモノマーがスチレンである特許請求の範囲第1項
    記載の重合体/ポリオール組成物。 3、アクリロニトリルとスチレンとの混合物を少なくと
    も約40重量%の量で存在させる特許請求の範囲第2項
    記載の重合体/ポリオール組成物。 4、重合体を、大部分が平滑な外観を有する粒子の形態
    で存在させる特許請求の範囲第2項記載の重合体/ポリ
    オール組成物。 5、アクリロニトリル対スチレンの重量比が約35:6
    5ないし約30:70である特許請求の範囲第2項記載
    の重合体/ポリオール組成物。 6、架橋係数が約10未満である特許請求の範囲第2項
    記載の重合体/ポリオール組成物。 7、架橋係数が約5未満である特許請求の範囲第6項記
    載の重合体/ポリオール組成物。 8、架橋係数が実質的にゼロである特許請求の範囲第7
    項記載の重合体/ポリオール組成物。 9、基礎ポリオールがポリ(オキシプロピレン)ポリオ
    ールである特許請求の範囲第2項記載の重合体/ポリオ
    ール組成物。 10、成分(2)が基礎ポリオールと、得られる重合体
    /ポリオールの分散安定性を促進するのに十分な量にお
    いて存在する安定剤前駆物質とのポリオール混合物より
    成る特許請求の範囲第9項記載の重合体/ポリオール組
    成物。 11、安定剤前駆物質が1g当り少なくとも約0.03
    ミリ当量の保有不飽和を有する特許請求の範囲第10項
    記載の重合体/ポリオール組成物。 12、安定剤前駆物質が保有不飽和を有し、前記不飽和
    が主としてフマレートである特許請求の範囲第10項記
    載の重合体/ポリオール組成物。 13、(1)重量比それぞれ約45:55ないし25:
    75におけるアクリロニトリル及び1種又はそれ以上の
    エチレン性不飽和コモノマーとの混合物約25ないし約
    60重量%を、 (2)(a)約150未満のヒドロキシル価を有する基
    礎ポリオールと、(b)追加の不飽和の少なくとも50
    %である、1g当り少なくとも約0.05ミリ当量の保
    有不飽和を有し、かつ得られる重合体/ポリオールの分
    散安定性を促進するのに十分な量において存在する安定
    剤前駆物質とより成るポリオール混合物約40ないし約
    75重量%、 中に溶解又は分散させたものを遊離基触媒の存在下、し
    かもアルキルメルカプタン連鎖移動剤の実質的不存在下
    に重合させることにより形成する常態で液体の安定な重
    合体/ポリオール組成物であり、しかも該重合体/ポリ
    オール組成物の重合体が10未満の架橋係数と0.62
    よりも大きな固有粘度とにより特徴づけられるものであ
    る前記常態で液体の安定な重合体/ポリオール組成物。 14、コモノマーがスチレンである特許請求の範囲第1
    3項記載の重合体/ポリオール組成物。 15、アクリロニトリルとスチレンとの混合物を少なく
    とも約30重量%の量で存在させる特許請求の範囲第1
    4項記載の重合体/ポリオール組成物。 16、アクリロニトリルとスチレンとの混合物を少なく
    とも約40重量%の量で存在させる特許請求の範囲第1
    5項記載の重合体/ポリオール組成物。 17、重合体を、大部分が平滑な外観を有する粒子の形
    態で存在させる特許請求の範囲第14項記載の重合体/
    ポリオール組成物。 18、アクリロニトリル対スチレンの重量比が約35:
    65ないし約30:70である特許請求の範囲第14項
    記載の重合体/ポリオール組成物。 19、架橋係数が約5未満である特許請求の範囲第14
    項記載の重合体/ポリオール組成物。 20、架橋係数が実質的にゼロである特許請求の範囲第
    14項記載の重合体/ポリオール組成物。 21、基礎ポリオールがポリ(オキシプロピレン)ポリ
    オールである特許請求の範囲第14項記載の重合体/ポ
    リオール組成物。 22、安定剤前駆物質の保有不飽和がフマレートである
    特許請求の範囲第14項記載の重合体/ポリオール組成
    物。 23、少なくとも主要部を、3以上の官能性を有するス
    ターターにより製造したポリ(オキシプロピレン)ポリ
    オールから安定剤前駆物質を形成する特許請求の範囲第
    14項記載の重合体/ポリオール組成物。 24、スターターがソルビトールである特許請求の範囲
    第23項記載の重合体/ポリオール組成物。 25、安定剤前駆物質が第二級ヒドロキシル基の大部分
    を有する特許請求の範囲第14項記載の重合体/ポリオ
    ール組成物。 26、固有粘度が少なくとも約0.65である特許請求
    の範囲第14項記載の重合体/ポリオール組成物。 27、(1)重量比それぞれ約45:55ないし25:
    75におけるアクリロニトリル及び1種又はそれ以上の
    エチレン性不飽和コモノマーとの混合物約25ないし約
    60重量%を、 (2)(a)約150未満のヒドロキシル価を有する基
    礎ポリオールと、(b)得られる重合体/ポリオールの
    分散安定性を促進するのに十分な量において存在する安
    定剤前駆物質とより成るポリオール混合物約40ないし
    75重量%、 中に溶解又は分散させたものを遊離基触媒の存在下、し
    かもアルキルメルカプタン連鎖移動剤の実質的不存在下
    に重合させることにより形成された常態で液体の安定な
    重合体/ポリオール組成物であり、しかも、前記重合体
    /ポリオールの重合体が約5未満の架橋係数と0.62
    よりも大きな固有粘度とにより特徴づけられるものであ
    る前記常態で液体の安定な重合体/ポリオール組成物。 28、コモノマーがスチレンである特許請求の範囲第2
    7項記載の重合体/ポリオール組成物。 29、基礎ポリオールがポリ(オキシプロピレン)ポリ
    オールである特許請求の範囲第28項記載の重合体/ポ
    リオール組成物。 30、アクリロニトリルとスチレンとの混合物を少なく
    とも約30重量%の量において存在させる特許請求の範
    囲第28項記載の重合体/ポリオール組成物。 31、アクリロニトリルとスチレンとの混合物を少なく
    とも約40重量%の量において存在させる特許請求の範
    囲第30項記載の重合体/ポリオール組成物。 32、固有粘度が少なくとも約0.65である特許請求
    の範囲第28項記載の重合体/ポリオール組成物。 33、アクリロニトリル対スチレンの重量比が約35:
    65ないし約30:70である特許請求の範囲第28項
    記載の重合体/ポリオール組成物。 34、架橋係数が実質的にゼロである特許請求の範囲第
    28項記載の重合体/ポリオール組成物。 35、(1)重量比約45:55ないし25:75にお
    けるアクリロニトリル及び1種又はそれ以上のエチレン
    性不飽和コモノマーとの混合物約30ないし約60重量
    %を、 (2)(a)約150未満のヒドロキシル価を有する基
    礎ポリオールと、(b)得られる重合体/ポリオールの
    分散安定性を促進するのに十分な量において存在する安
    定剤前駆物質とより成るポリオール混合物約40ないし
    75重量%、 中に溶解又は分散させたものを遊離基触媒の存在下、し
    かもアルキルメルカプタン連鎖移動剤の実質的不存在下
    に重合させることにより形成する常態で液体の安定な重
    合体/ポリオール組成物であり、しかも前記重合体/ポ
    リオールの重合体が約5未満の架橋係数と0.55より
    も大きな固有粘度とにより特徴づけられるものである前
    記常態で液体の安定な重合体/ポリオール組成物。 36、コモノマーがスチレンである特許請求の範囲第3
    5項記載の重合体/ポリオール組成物。 31、基礎ポリオールがポリ(オキシプロピレン)ポリ
    オールである特許請求の範囲第36項記載の重合体/ポ
    リオール組成物。 38、アクリロニトリルとスチレンとの混合物を少なく
    とも約40重量%の量において存在させる特許請求の範
    囲第36項記載の重合体/ポリオール組成物。 39、固有粘度が少なくとも約0.65である特許請求
    の範囲第36項記載の重合体/ポリオール組成物。 40、アクリロニトリル対スチレンの重量比が約35:
    65ないし約30:70である特許請求の範囲第36項
    記載の重合体/ポリオール組成物。 41、架橋係数が実質的にゼロである特許請求の範囲第
    36項記載の重合体/ポリオール組成物。 42、安定剤前駆物質が1g当り少なくとも約0.03
    ミリ当量の保有不飽和を有する特許請求の範囲第36項
    記載の重合体/ポリオール組成物。 43、安定剤前駆物質が保有不飽和を有し、前記不飽和
    がフマレートである特許請求の範囲第36項記載の重合
    体/ポリオール組成物。 44、3以上の官能性を有するスターターにより少なく
    とも主要部を製造したポリ(オキシプロピレン)ポリオ
    ールから安定剤前駆物質を形成する特許請求の範囲第3
    6項記載の重合体/ポリオール組成物。 45、スターターがソルビトールである特許請求の範囲
    第44項記載の重合体/ポリオール組成物。 46、安定剤前駆物質が第二ヒドロキシル基の大部分を
    有する特許請求の範囲第36項記載の重合体/ポリオー
    ル組成物。 47、(1)重量比約75:25ないし100:0にお
    けるアクリロニトリル及び1種又はそれ以上のエチレン
    性不飽和コモノマーとの混合物約30ないし約60重量
    %を、 (2)(a)約150未満のヒドロキシル価を有する基
    礎ポリオールと、(b)得られる重合体/ポリオールの
    分散安定性を促進するのに十分な量において存在する安
    定剤前駆物質とより成るポリオール混合物約40ないし
    75重量%、 中に溶解又は分散させたものを遊離基触媒の存在下、し
    かもアルキルメルカプタン連鎖移動剤の実質的不存在下
    に重合させることにより形成する常態で液体の安定な重
    合体/ポリオール組成物であり、しかも前記重合体/ポ
    リオールの重合体が約55未満の架橋係数と0.30よ
    りも大きな固有粘度とにより特徴づけられるものである
    前記常態で液体の安定な重合体/ポリオール組成物。 48、コモノマーがアクリロニトリルである特許請求の
    範囲第47項記載の重合体/ポリオール組成物。 49、固有粘度が少なくとも約0.40である特許請求
    の範囲第48項記載の重合体/ポリオール組成物。 50、固有粘度が少なくとも0.50である特許請求の
    範囲第49項記載の重合体/ポリオール組成物。 51、架橋係数が約20未満である特許請求の範囲第4
    8項記載の重合体/ポリオール組成物。 52、安定剤前駆物質が1g当り少なくとも約0.03
    ミリ当量の保有不飽和を有する特許請求の範囲第48項
    記載の重合体/ポリオール組成物。 53、安定剤前駆物質が保有不飽和を有し、前記不飽和
    がフマレートである特許請求の範囲第48項記載の重合
    体/ポリオール組成物。 54、3以上の官能性を有するスターターにより少なく
    とも主要部を製造したポリ(オキシプロピレン)ポリオ
    ールから安定剤前駆物質を形成する特許請求の範囲第4
    8項記載の重合体/ポリオール組成物。 55、スターターがソルビトールである特許請求の範囲
    第54項記載の重合体/ポリオール組成物。 56、安定剤前駆物質が第二級ヒドロキシル基の大部分
    を有する特許請求の範囲第48項記載の重合体/ポリオ
    ール組成物。 57、ポリウレタンに転化し得る、常態で液体の安定な
    重合体/ポリオール組成物の製造方法において、 (a)約150未満のヒドロキシル価を有する基礎ポリ
    オールを調製し、(b)1種又はそれ以上のエチレン性
    不飽和単量体の約25ないし約60重量%を前記基礎ポ
    リオール約40ないし約75重量%中に溶解又は分散さ
    せ、次いで(c)遊離基触媒と、多くても最小の連鎖移
    動活性を有する重合体コントロール剤との存在下に重合
    させ、前記重合体コントロール剤を、該重合体コントロ
    ール剤の不存在下に製造した重合体/ポリオールの生成
    物粘度よりも低い生成物粘度を有し、しかも一方におい
    て少なくとも0.30の固有粘度を保持する重合体/ポ
    リオールを提供するのに十分な量において存在させるこ
    とを特徴とする前記方法。 58、重合体コントロール剤がメタノール、水、ベンゼ
    ン、シクロヘキサン及びそれらの混合物より成る群から
    選択されるものである特許請求の範囲第57項記載の常
    態で液体の安定な重合体/ポリオール組成物の製造方法
    。 59、重合体コントロール剤がメタノールである特許請
    求の範囲第57項記載の方法。 60、重合体コントロール剤がメタノールと水との混合
    物である特許請求の範囲第57項記載の方法。 61、単量体混合物を使用し、かつアクリロニトリルを
    包含させ、しかも重合体が約55未満の架橋係数を有す
    る特許請求の範囲第57項記載の常態で液体の安定な重
    合体/ポリオール組成物の製造方法。 62、架橋係数が約20未満である特許請求の範囲第6
    1項記載の常態で液体の安定な重合体/ポリオール組成
    物の製造方法。 63、固有粘度が少なくとも約0.55である特許請求
    の範囲第61項記載の常態で液体の安定な重合体/ポリ
    オール組成物の製造方法。 64、固有粘度が少なくとも約0.65である特許請求
    の範囲第61項記載の常態で液体の安定な重合体/ポリ
    オール組成物の製造方法。 65、単量体混合物がスチレンを包含する特許請求の範
    囲第61項記載の常態で液体の安定な重合体/ポリオー
    ル組成物の製造方法。 66、アクリロニトリル対スチレンの重量比が約45:
    55ないし25:75である特許請求の範囲第65項記
    載の常態で液体の安定な重合体/ポリオール組成物の製
    造方法。 67、アクリロニトリルとスチレンとの混合物を少なく
    とも約30重量%の量において存在させる特許請求の範
    囲第65項記載の常態で液体の安定な重合体/ポリオー
    ル組成物の製造方法。 68、重合を、得られる重合体/ポリオールの分散安定
    性を促進するのに十分な量において存在する安定剤前駆
    物質の存在下に行う特許請求の範囲第65項記載の常態
    で液体の安定な重合体/ポリオール組成物の製造方法。 69、重合体コントロール剤を組成物の約30重量%ま
    での量において存在させる特許請求の範囲第65項記載
    の常態で液体の安定な重合体/ポリオール組成物の製造
    方法。 10、(1)1種又はそれ以上のエチレン性不飽和単量
    体約25ないし約60重量%を、 (2)約150未満のヒドロキシル価を有するポリオー
    ル約40ないし約75重量%、 に溶解又は分散させたものを、遊離基触媒と多くても最
    小の連鎖移動活性を有する重合体コントロール剤との存
    在下に重合させることにより形成したポリウレタンに転
    化し得る常態で液体の安定な重合体/ポリオール組成物
    であり、しかも該重合体/ポリオールが前記重合体コン
    トロール剤の不存在下において製造された生成物粘度よ
    りも低い生成物粘度と少なくとも0.30の固有粘度を
    有するものである前記ポリウレタンに転化し得る常態で
    液体の安定な前記重合体/ポリオール組成物。 71、重合体コントロール剤がメタノールである特許請
    求の範囲第70項記載の重合体/ポリオール組成物。 72、重合体コントロール剤がメタノールと水との混合
    物である特許請求の範囲第70項記載の重合体/ポリオ
    ール組成物。 73、(a)(1)1種又はそれ以上のエチレン性不飽
    和単量体約25ないし約60重量%を、(2)約150
    未満のヒドロキシル価を有する基礎ポリオール約40な
    いし約75重量%に溶解又は分散させたものを遊離基触
    媒の存在下に重合させることにより形成した常態で液体
    の安定した重合体/ポリオール組成物を調製し、ここに
    前記重合体は粒子の形態で存在し、かつ少なくとも0.
    30の固有粘度により特徴づけられ、しかも前記重合体
    /ポリオール組成物は固有の粘度以上の粘度を有するも
    のであり;次いで (b)該重合体/ポリオール粒子を処理して該重合体/
    ポリオール組成物の粘度を実質的にその固有の粘度に減
    少させることを特徴とするポリウレタンに転化し得る重
    合体/ポリオールの粘度を減少させる方法。 74、アクリロニトリル又はスチレンを包含する単量体
    混合物を使用する特許請求の範囲第63項記載の方法。 75、処理工程が、重合体/ポリオール組成物の粘度を
    実質的にその固有の粘度に減少させるのに十分な温度に
    、及び時間にわたって、該重合体/ポリオールを加熱す
    る特許請求の範囲第74項記載の方法。 76、処理工程が重合体/ポリオール組成物を、該組成
    物の粘度を実質的にその固有の粘度に減少させるのに十
    分な量における溶媒和剤の存在下に処理することより成
    る特許請求の範囲第74項記載の方法。 77、(a)特許請求の範囲第1項記載の重合体/ポリ
    オール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 78、(a)特許請求の範囲第2項記載の重合体/ポリ
    オール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 79、(a)特許請求の範囲第13項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 80、(a)特許請求の範囲第14項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 81、(a)特許請求の範囲第27項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 82、(a)特許請求の範囲第28項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 83、(a)特許請求の範囲第35項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 84、(a)特許請求の範囲第36項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 85、(a)特許請求の範囲第47項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 86、(a)特許請求の範囲第70項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 87、(a)特許請求の範囲第71項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。 88、(a)特許請求の範囲第72項記載の重合体/ポ
    リオール組成物、 (b)有機ポリイソシアネート、及び (c)ポリウレタン製造のための(a)と(b)との反
    応に対する触媒、 より成る混合物を反応させることにより製造するポリウ
    レタン。
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