JPS6157848B2 - - Google Patents

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JPS6157848B2
JPS6157848B2 JP54022497A JP2249779A JPS6157848B2 JP S6157848 B2 JPS6157848 B2 JP S6157848B2 JP 54022497 A JP54022497 A JP 54022497A JP 2249779 A JP2249779 A JP 2249779A JP S6157848 B2 JPS6157848 B2 JP S6157848B2
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JP
Japan
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inorganic filler
polyol
foam
microns
particle size
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JP54022497A
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JPS54154498A (en
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Baruchandochandaria Kiran
Jooji Baanosukii Henrii
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ASAHI OOSON KK
Original Assignee
ASAHI OOSON KK
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Publication date
Application filed by ASAHI OOSON KK filed Critical ASAHI OOSON KK
Publication of JPS54154498A publication Critical patent/JPS54154498A/ja
Publication of JPS6157848B2 publication Critical patent/JPS6157848B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0004Use of compounding ingredients, the chemical constitution of which is unknown, broadly defined, or irrelevant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0008Foam properties flexible
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0041Foam properties having specified density
    • C08G2110/005< 50kg/m3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • C08G2110/0041Foam properties having specified density
    • C08G2110/0058≥50 and <150kg/m3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は高反発匟性ポリりレタン フオヌムの
補造方法に関するものである。 ポリりレタン フオヌムは䞀般に発泡剀ず反応
觊媒の存圚においおポリ゚ヌテル ポリオヌルを
有機ポリむ゜シアネヌトず反応させお造る。その
ようなフオヌムを造るのに皮々のポリ゚ヌテルポ
リオヌルが䜿われおきおおりその結果生じるフ
オヌムは遞択したポリオヌルのヒドロキシル䟡に
応じお物理的性質においお極めおたわみやすいも
のから党く硬いものたでに亘るこずができる。 たわみ性ポリりレタン フオヌムの補造技術に
おいお、高反応性有機ポリむ゜シアネヌトおよび
第䞀ヒドロキシル含量の或る氎準を有する高分子
量ポリオヌルを配合するフオヌム圢成凊方を利甚
するこずによ぀お改良された反発匟性ずその他の
奜たしい物理的性質を持぀たフオヌムを埗るこず
ができるこずが知られおいる。そのようにしお生
じたフオヌムはこの技術においお「高反発匟性」
フオヌムず呌ばれるようにな぀た。反発匟性は倉
圢力が適甚されそしお物䜓から取陀いた埌に圓初
の圢状ず寞法に戻る胜力ず定矩される。ポリりレ
タン フオヌム技術においお、工業界は「SAC
率」を高反発匟性フオヌムず通䟋のフオヌム間の
識別特性ず考えおいる。クツシペン材料によ぀お
䞎えられる支持尺床であるこのSAC率は65撓
みにおける抌蟌荷重倀察25撓みにおける抌蟌荷
重倀の比であるASTM −1564−64Tによ
る。SPI暙準に埓えば、通䟋のフオヌムは玄1.7
ないし2.2のSAC率を瀺し高反発匟性フオヌム
は玄2.2以䞊ないし玄3.2の率を持぀。 高反発匟性フオヌムはクツシペン材ずしお家具
および寝具に広い利甚を芋出した。最も顕著なの
は、これらのフオヌムは自動車工業においお泚圢
自動車座垭の補造甚に利甚されたこずである。こ
れらの比范的新しいフオヌムが受容れられたのは
既に確立されたポリりレタン フオヌム技術の倧
郚分が高反発匟性フオヌムに容易に適甚できたこ
ずに垰せられる。しかし、技術の䞀぀の特殊分野
であるフオヌムの安定化ず圧朰は著しく非䌝承性
であるこずが刀぀た。高反発匟性フオヌムが造ら
れる反応混合物が著しく反応性々質であるため、
そのようなフオヌムは独特の早期硬化収瞮を瀺す
こずが刀぀た。組成物が反応し、フオヌム化し、
そしお固化するずきに組成物を安定化するのに圹
立぀通䟋のフオヌム反応混合物成分は高反発匟性
フオヌム化反応における収瞮たたは圧朰を防ぐ効
果はない。その䞊、通䟋の安定剀はフオヌム補品
のひどい空隙、裂けおよび収瞮を匕起すようにな
る。高反発匟性フオヌムの安定化芁求を満たすた
めに倚くの接近が展開された。䟋えば、米囜特蚱
第3880780は遞択されたポリ゚ヌテル ポリオヌ
ルずポリむ゜シアネヌト混合物を含む安定化フオ
ヌム凊方ず芳銙族アミン硬化剀の䜿甚を教える。
米囜特蚱第3931066号䞭では、安定化フオヌム補
品をもたらすための䞻および補足のポリ゚ヌテル
ポリオヌルの遞択された配合を教える。米囜特
蚱第3933701号䞭には高反発匟性フオヌムをフオ
ヌム化埌間もなくの早期硬化圧朰から安定させる
のに有甚であるずしお粟遞したメチレン−結合の
ゞアリル ポリむ゜シアネヌトを蚘茉しおいる。 フオヌム化安定性および高い耐荷重特性を達成
するために、高反発匟性フオヌム生産においお
「ポリマヌ ポリオヌル」加工系の採甚が䞀般的
にな぀おきた。゚チレン系䞍飜和モノマヌおよび
ポリオヌルから造られるそのようなポリマヌポリ
オヌルは米囜特蚱第33833513652639および
3823201各号䞭に蚘茉される物質によ぀お䟋瀺さ
れる。これらのポリマヌポリオヌルは䞀般に通䟋
のポリ゚ヌテル ポリオヌルず混合しそしお出発
ポリオヌル反応䜓ずしお䜿甚する。 別の参考文の米囜特蚱第4108791号は改良され
たフオヌム性質を有する高反発匟性ポリりレタン
フオヌムは−8.5の調節されたPHを有する無
機充填剀を含むポリオヌルからフオヌムを造るこ
ずによ぀お達成するこずができるず開瀺しおい
る。 本発明に埓えば、少割合の効果的に分散する粟
遞した埮粒状物質をフオヌム反応混合物䞭に配合
するこずによ぀お他の望たしいフオヌム性質を保
持しながら高反発匟性ポリりレタン フオヌムを
早期硬化圧朰たたは収瞮に抗しお安定化するこず
ができるこずが珟圚発芋された。 ポリりレタン フオヌム技術においおは経枈的
理由のために充填剀ずしお、たたはフオヌム補品
に或る皮の物理的特性を䞎えるためにフオヌム凊
方䞭に埮现粒状物質を䜿甚するこずが前に知られ
おいた。䟋えば、米囜特蚱第3640920号䞭には
0.01ないし玄250ミクロンの寞法範囲の埮粒子を
箄0.05ないし玄0.5重量含む反応混合物から奜
郜合な「冷凍噚安定性」の特城を瀺す硬質、䜎密
床断熱フオヌム組成物を造るこずができるこずを
教えおいる。 別の特蚱、米囜特蚱第3441523号は重芁な物理
的特性を䜎䞋させるこずなく充填された撓み性现
胞状りレタンを造るために玄ないし25ミクロン
の粒床範囲の少なくずも重量の粒状充填物質
の䜿甚を蚘茉しおいる。 充填剀物質の䜿甚は通垞は劣぀た物理的性質を
もたらしこれはそれの利甚による経枈的利益を盞
殺する。米囜特蚱第3150109号はこの問題を救枈
するための別の接近を開瀺する。通垞の充填剀顔
料物質をアミン アルコヌル組成物ず共に塗垃す
るこずによ぀お、䜎密床、通気性フオヌムの物理
的性質に著しく圱響するこずなくかなりの量の充
填剀が䜿甚できるこずを開瀺しおいる。 䞊に述べたように、米囜特蚱第4108791号は高
反発匟性撓み性ポリりレタン フオヌムの性質を
改良するために粟遞した無機充填剀粒子の䜿甚を
蚘しおいる。この参考文献はある皮のフオヌムの
欠陥に効果的に打ち勝぀ためには、䜿甚する無機
充填剀は玄6.5ないし玄8.5のPHず玄ミクロンよ
りも小さい有効粒床を持たなければならないこず
を教える。非晶質溶融シリカを含めお皮皮の適し
た無機充填剀が蚘茉されおいる。効力のある充填
剀物質を造るためには溶融シリカのような商業的
に利甚し埗お明现に指定した粒床を有する充填剀
を物質のPHを6.5ず8.5の間に調節するために、そ
れぞれの状態が指瀺されるように、適圓な塩基た
たは酞で凊理する。指定した範囲倖のPHを有する
未凊理充填剀物質を高反発匟性フオヌムの生産に
䜿うず収瞮のような受け容れられない問題を瀺す
劣぀たフオヌムが圢成されるこずが蚌せられる。 驚いたこずには、PHたたは圓初の䞻芁粒子寞法
よりもむしろ粒状物質の反応混合物䞭における分
散床が安定化効力においお決定的な因子であるこ
ずが今日発芋された。ポリオヌル組成物䞭に配合
されたずきに、埮粒子状物質は凝集に䌚い、個々
の粒子それ自身よりも著しく倧きい粒子の集団を
圢成する。配合されたポリオヌル組成物䞭の粒子
の凝集塊は通垞個々の粒子の圓初の寞法の100倍
よりも倧きい有効寞法を瀺すこずが刀明した。珟
に芏定した臚界的限床以内に䜎枛した効力のある
分散した粒子寞法を保持するように遞り抜いた配
合を行わなか぀た埮现粒子を含有する高反発匟性
フオヌム反応凊方物は受容できない収瞮を避ける
こずに倱敗する。 本発明に埓えば、効果的に分散した少ない割合
の埮现粒状物質を含むポリオヌル反応䜓組成物を
䜿甚するこずによ぀お高反発匟性フオヌム反応安
定化が達成される。本発明は、(a)無機充填剀を含
有する、倚䟡アルコヌルに酞化アルキレンを付加
するこずにより補造され、か぀少なくずも玄1500
の分子量、玄〜個のヒドロキシル末端基、お
よび玄1.5〜玄5.5の範囲の第䞀察第二ヒ
ドロキシル末端基比率を有するポリ゚ヌテルポリ
オヌル(b)有機ポリむ゜シアネヌト(c)発泡剀お
よび(d)反応觊媒を含む反応混合物から高反発匟性
ポリりレタンフオヌムを造る方法に関するもので
あり、前蚘ポリ゚ヌテルポリオヌルに無機充填剀
を含有させるに圓り、無機充填剀を予め玄75ミク
ロンよりも小さい䟋えば、ASTMD−1210−64
による有効最倧粒子寞法でポリオヌルに分散さ
せお無機充填剀−ポリオヌル濃厚物ずし、この濃
厚物を党ポリオヌル重量を基にしお無機充填剀が
箄0.1〜玄5.0重量の範囲ずなる量で前蚘ポリ゚
ヌテルポリオヌルに混合するこずを特城ずする。
無機充填剀−ポリオヌル濃厚物は、効果的に凝集
塊を陀去したたは粒子凝集塊寞法を枛少させお指
定した臚界範囲内の分散粒子特性を特城づけるポ
リオヌル組成物を圢成する高剪断ミキサヌたたは
その他の配合装眮を䜿甚するこずによ぀お完党さ
れる。望たしくは、無機充填剀−ポリオヌル濃厚
物䞭の有効粒子寞法は玄50ミクロンよりも小さ
く最も望たしくは玄25ミクロンたたはそれ以䞋
である。玄10ないし玄20ミクロンの間に亘る分散
物䞭の有効最倧粒子寞法が特に望たしいこずが刀
明した。 本発明の方法に埓぀お利甚される無機充填剀
は、フオヌム反応混合物ず盞溶性であるがその䞭
に溶け蟌たない遞択された埮现な固䜓粒子であ
る。望たしくは、その粒子は玄75ミクロンよりも
小さい䞻芁粒子寞法、少なくずも玄30m2/の衚
面積を有し、そしお玄ないし玄65ポンド立方
フむヌトの嵩密床を瀺す。そのような物理的基準
に合臎する倩然に生じる物質は普通には埗られな
いが、しかし奜適な粒状物質は既知の方法によ぀
お合成的に造るこずができる。䜿甚するこずがで
きる無機充填剀の䟋は次のものである珪玠およ
び燐のような非金属をベヌスにした非金属酞化物
で、䟋えば、二酞化珪玠、燐酞塩および亜燐酞
塩マグネシりム、カルシりム、チタニりム、バ
リりム、アルミニりム、鉄、銅、および亜鉛のよ
うな金属をベヌスにした酞化金属、珪酞金属およ
び金属塩およびシリコヌン黒鉛カヌボン
を含む。粒状カヌボン䟋えば、チダンネル ブ
ラツクおよび酞氎玠炎䞭の金属および非金属塩
化物の加氎分解によ぀お生じるような䞍掻性金属
および非金属酞化物粒子䟋えば、米囜特蚱第
30831153086851および3103495各号が望たし
い安定剀である。特に望たしいのは二酞化珪玠
䟋えば、合成無定圢シリカ、芪氎性たたは倉性
疎氎性、二酞化チタンおよび酞化アルミニりム
で、それらはデグツサ コヌポレヌシペンから
「゚ヌロシルAEROSIL」の商暙によ぀お、キ
ダボツト コヌポレヌシペンから「キダブ−オヌ
−シルCAB−−SIL」の商暙によ぀おそし
おW.R.グレヌス瀟から「サむロむド
SYLOID」の商暙によ぀お垂堎から入手でき
る。そのような䞍掻性酞化物では玄0.007ないし
箄10ミクロンの平均䞻芁粒子寞法の特城を瀺し、
箄50ないし玄400m2/の衚面積を有し、玄ない
し玄の範囲のPHを有し、そしお玄ないし玄10
ポンドft3の嵩比重を持぀ものが最も望たし
い。 党ポリオヌル重量を基準にしお玄0.1ないし5.0
の範囲の量で粒状材を甚いるこずが望たしいこ
ずが刀぀た。最も望たしくは、玄0.25ないし玄
1.0の安定化剀を䜿甚する。 本発明に埓぀おポリりレタン フオヌムを造る
堎合、䞊に芏定したような有効に分散した埮粒物
質の安定化割合の含有を陀倖しお䜕れの先行技術
の高反発匟性フオヌム凊方を䜿甚しおもよい。そ
のような凊方は皮々の組合わせのポリ゚ヌテル
ポリオヌル、有機ポリむ゜シアネヌト、フオヌム
化剀および反応觊媒を含む。 ポリ゚ヌテル ポリオヌルは倚䟡アルコヌルに
酞化アルキレンを付加するこずにより補造され、
か぀少なくずも玄1500の分子量、玄〜玄個の
ヒドロキシル末端基および玄1.5ないし玄
5.5の範囲の第䞀察第二ヒドロキシル末端基
比率によ぀お特城づけられるものである。このポ
リ゚ヌテルはこの技術においお䞀般に呚知の方法
によ぀お造るこずができるものであ぀お、それで
はアルカリ性觊媒の存圚においお倚䟡アルコヌル
開始剀を、始めにたたはそれ以䞊の炭玠原子を
有する酞アルキレンによりそしお次に酞化゚チレ
ンによ぀お瞮合させる。 ポリ゚ヌテル ポリオヌルを造るために䜿甚す
るアルコヌル開始剀は−個のヒドロキシル基
を有する䜕れの化合物でもよい。実䟋ぱチレン
グリコヌル、プロピレン グリコヌル、・−
ブチレン グリコヌルのようなブチレン グリコ
ヌル類、・−ペンタン ゞオヌルのようなペ
ンタン ゞオヌル類、・−ヘキサン ゞオヌ
ルのようなヘキサン ゞオヌル類、グリセロヌ
ル、トリメチロヌルプロパン、゜ルビトヌル、ペ
ンタ゚リスリトヌル、メチル グルコシド、シナ
クロヌス、それらの混合物およびこれらに類する
ものである。しかし、゚チレン グリコヌル、プ
ロピレン グリコヌル、グリセロヌル、トリメチ
ロヌルプロパン、゜ルビトヌル、および同皮のも
ののような−個、そしおより望たしくは−
個のヒドロキシル基を有する脂肪族ポリオヌル
の䜿甚が望たしい。最も望たしい開始剀はグリセ
ロヌルおよびトリメチロヌルプロパンのような脂
肪族トリオヌルである。 ポリ゚ヌテル ポリオヌルを造るには、䞊に蚘
した倚䟡アルコヌルを氎酞化カリりムのようなア
ルカリ性觊媒の存圚においお初めは−個、そ
しお望たしくは−個の炭玠原子を有する酞化
アルキレンによりそしお次に酞化゚チレンによ぀
お匕続いお瞮合させる。初めにアルコヌル開始剀
ず瞮合させる酞化アルキレンの䟋は酞化プロピレ
ン、酞化ブチレン、酞化ペンチレン、それらの混
合物および同皮のものであり、酞化プロピレンが
最も望たしい。匕続く瞮合反応を実斜する堎合、
そのような酞化゚チレンずより高玚の酞化アルキ
レンの量は少なくずも玄1500そしお望たしくは玄
4000ないし玄7000の分子量を有するポリ゚ヌテル
でその䞭の第䞀察第二ヒドロキシル基の比率が玄
1.5ないし玄5.5そしお望たしくは玄
ないし玄であるポリ゚ヌテルを䞎えるよ
うに䜿甚する。 本発明の特に望たしい実斜態様に埓えば、ポリ
りレタン フオヌムを造るのに䜿甚するポリ゚ヌ
テル ポリオヌルは玄4500−6000の分子量ず第䞀
察第二ヒドロキシルの比率玄ないし玄
4.5を有するオキシプロピル化、オキシ゚チ
ル化脂肪族トリオヌルである。 本発明のフオヌムを造る堎合、む゜シアネヌト
反応䜓ずしおは䜕れの適した有機ポリむ゜シアネ
ヌト、たたはポリむ゜シアネヌトの混合物も䜿甚
できる。䟋ずしお挙げうるのは8020および65
35の・−および・−異性䜓混合物のよう
なトル゚ン ゞむ゜シアネヌト、゚チレン、ゞむ
゜シアネヌト、プロピレン ゞむ゜シアネヌト、
メチレンビス−プニルむ゜シアネヌト、
・3′−ゞトル゚ン−・4′−ゞむ゜シアネヌ
ト、ヘキサメチレン ゞむ゜シアネヌト、ナフタ
レン−・−ゞむ゜シアネヌト、ポリメチレン
ポリプニル む゜シアネヌト、それらの混合
物、および同皮のものである。本発明の特に望た
しい実斜態様に埓えば、・−および・−
トル゚ン ゞむ゜シアネヌトの異性䜓混合物が䜿
われその䞭の・−異性䜓ず・−異性䜓の
重量比は玄6040ないし玄9010であ぀おより望
たしくは玄6535ないし玄8020である。 䜿甚するポリむ゜シアネヌトの党量は䞀般にポ
リ゚ヌテル ポリオヌルならびに䜕等かの付加物
質およびたたは系䞭に存圚するフオヌム化剀を
含めた反応系䞭のヒドロキシル基に぀き少なくず
も0.7NCO基を䞎えるのに十分なものであるべき
である。実際䞊はむ゜シアネヌト反応䜓の総量は
䞀般に各ヒドロキシル基に぀き玄1.25よりも倚く
なく、そしお望たしくは玄0.9−1.15NCO基を䞎
えるように䜿甚する。 ポリりレタン フオヌムを造るには䜕れの適圓
なフオヌム化剀、たたはフオヌム化剀の混合物も
䜿甚できる。これには氎のような無機のフオヌム
化剀、およびハロゲン化炭化氎玠および䜎分子量
アルカン、アルケン、および゚ヌテルのような
個たでの炭玠原子を有する有機フオヌム化剀を含
む。有機フオヌム化剀の䟋にはモノフルオロトリ
クロロメタン、ゞクロロフルオロメタン、ゞクロ
ロゞフルオロメタン、・・−トリクロロ−
・・−トリフルオロ゚タン、塩化メチレ
ン、クロロホルム、四塩化炭玠、メタン、゚タ
ン、゚チレン、プロピレン、ヘキサン、゚チル
゚ヌテルおよびゞむ゜プロピル ゚ヌテルを含
む。氎およびモノフルオロトリクロロメタンおよ
びゞクロロゞフルオロメタンのような䜎分子量ポ
リハロゲン化 アルカンが望たしい。フオヌム化
剀の量はこの技術で呚知のように劥圓な広い範囲
内に倉えるこずが可胜である。しかし、䞀般に、
䟋えばハロゲン化アルカンは100重量郚のポリ゚
ヌテルポリオヌルに぀き玄−20重量郚の量で䜿
甚しそしお氎は100重量郚のポリ゚ヌテル ポ
リオヌルに぀き玄−重量郚の量で䜿甚する。 本発明のフオヌムを造るのに䜿甚する觊媒は、
第䞉アミン、有機金属塩、および有機金属塩ず
぀たたは぀以䞊の第䞉アミンずの混合物、そし
お埌者が望たしい、を含めおこの目的に察しお有
甚であるこずが知られおいる䜕れの觊媒でもよ
い。兞型的な第䞉アミンには、䟋えば、トリ゚チ
ルアミン、トリ゚チレン ゞアミン、トリメチル
アミン、テトラメチレン ゞアミン、テトラメチ
ルブタン ゞアミン、−メチルモルホリン、
−゚チルモルホリン、ゞメチルピペラゞン、トリ
メチルアミノ゚チルピペラゞン、ゞメチルシクロ
ヘキシルアミン、ビスゞメチルアミノ゚チル゚
ヌテルずゞプロピレン グリコヌルずの
の重量比の混合物のようなものでこれは「ニアツ
クス−」の商暙で商業的に入手可胜である、
メチルゞシクロヘキシルアミン、−シクロヘキ
シルモルホリン、ゞメチルシクロヘキシルアミ
ン、メチルゞ゚タノヌルアミン、「ポルカツト」
の商暙で商業的に賌入可胜のもののようなゞメチ
ルシクロヘキシルアミンず−ペンチル−
−ゞメチルアミノシクロヘキサンの混合物、ビ
スゞメチルアミノ゚チルプロピル゚ヌテル、
およびの重量比混合物でそれぞれが
「ダブコ33LV」および「ダブコ8020」の商暙で商
業的に賌入しうるもののようなトリ゚チレンゞア
ミンずゞプロピレン グリコヌルの混合物、ビス
ゞメチルアミノプロピル゚ヌテル、およびこれ
らの觊媒の混合物を含む。望たしい第䞉アミン觊
媒はビスゞメチル アミノ゚チル ゚ヌテル
ずゞプロピレン グリコヌルずの混合物、ゞメチ
ルシクロヘキシルアミン単独たたはそれず
−ペンチル−−ゞメチルアミノシクロヘキサ
ンずの混合物である。第䞉アミン觊媒はフオヌム
を造るのに䜿甚する党ポリオヌルの100重量郚に
぀き玄1.0−1.5、そしお望たしくは玄0.25−0.75
郚の割合で䜿甚する。 兞型的有機金属塩には、䟋えば、錫、チタニり
ム、アルミニりム、コバルト、亜鉛、ビスマス、
鉛、およびカドミりムの塩を含み、錫塩、即ち第
䞀および第二錫塩が望たしい。䟋を挙げるず、そ
のような塩にはこれらの金属のオクト酞塩、ゞラ
りリン酞塩、ゞ酢酞塩、ゞオクト酞塩、オレむン
酞塩およびネオデカン酞塩が含たれ、オクト酞塩
が望たしい。有機金属塩觊媒はフオヌムを造るの
に䜿甚する党ポリオヌルの100重量郚に぀き玄
−0.5、そしお望たしくは玄0.05−0.2郚の割合で
䜿甚する。 本発明のポリりレタン フオヌムを造るのには
ポリりレタン フオヌムの现胞構造をさらに改良
するために少量の通垞の界面掻性剀を甚いるこず
が望たしい。適圓なそのような界面掻性剀には、
䟋えば、シリコヌンおよびシロキサンオキシアル
キレン ブロツク コポリマヌのようなシリコン
ベヌス界面掻性剀を含み、それらは総お垂堎から
賌入するこずができる。䞀般にシリコヌンはポリ
゚ヌテル ポリオヌルの100重量郚に぀き玄0.1郚
たでの割合で䜿甚しそしおシロキサンオキシア
ルキレン ブロツク コポリマヌは100重量郚の
ポリ゚ヌテル ポリオヌルに぀き玄郚たでの割
合で䜿甚する。 もしも望むならば、通䟋のアミン硬化剀のよう
な硬化剀をフオヌム−圢成反応混合物䞭に含めお
もよい。しかし、本発明に埓えば、硬化剀䜿甚の
必芁はなく埓぀おそのような物質は反応混合物か
ら陀倖するこずが望たしい。 ポリりレタン フオヌムに異なる性質を䞎える
ために皮々の添加剀、䟋えば、粘土、硫酞カルシ
りムたたは燐酞アンモニりムのような充填剀を原
䟡匕䞋げのためたたは物理的性質を改良するため
に甚いるこずもできる。染料のような成分を着色
のために加えおもよくそしお繊維質ガラス、石
綿、たたは合成繊維を匷床のために加えおもよ
い。さらに可塑剀、脱臭剀、酞化防止剀および難
燃剀を加えおもよい。 本発明の趣旚に埓぀お造぀たフオヌムは郜合の
よい加工特性および物理的性質を特城ずする。フ
オヌムは実質的に開攟気泡でそしおフオヌム化停
止埌比范的短時間内にタツク−フリヌになる。䞀
般に密床は玄1.0ないし玄5.0、望たしくは玄1.7な
いし玄3.0ポンドft3の範囲であり、硬化したフ
オヌムはSAC率が2.2より倚く、䞀般に玄2.3ない
し玄3.0の範囲の特城を瀺し、そしおボヌル反発
匟性は䞀般に玄55よりも倧である。これらの高
反発匟性フオヌムは撓み性でそしおほずんどたた
は党く底に぀く傟向を瀺さない。良奜な匕裂き匷
さ、匕匵り匷さおよび䌞びず組合぀お本発明のフ
オヌムの物理的性質はそれらを皮皮のクツシペン
甚途に奜たしいものにする。 以䞋の実斜䟋はさらに本発明を䟋解するために
提䟛される。 実斜䟋  無機充填剀−ポリオヌル濃厚物の調補 30の合成溶融シリカを600のポリ゚ヌテル
ポリオヌルに加えそしお玄4000ないし8000ft
分の刃先速床を有する高剪断力混緎機を䜿甚しお
箄10分間混合した。キダボツトコヌポレヌシペン
からCab−−Sil −銘柄の商暙で商業的に
入手したシリカは3.5−4.2のPHず䞻芁粒子寞法14
ミリミクロンを有するず報告されおいる。ポリ゚
ヌテル ポリオヌルは玄4675の分子量を有しそし
おプロポキシル化グリセリン前駆䜓を15モルの酞
化゚チレンで最終ヒドロキシル数玄36に末端−キ
ダツプしお造぀た。このポリオヌルの第䞀察第二
ヒドロキシル末端基比率はであ぀た。分散
物䞭の粒子およびたたは粒子凝集物の有効最倧
寞法はASTM −1210−64によるグラむンド
ゲヌゞを䜿甚しお玄25ミクロンであるこずを枬定
した。 比范実斜䟋  安定化効果に関しお分散床の重芁性を立蚌する
ために、実斜䟋ず同䞀の成分および割合を䜿甚
しお第二の分散物を造぀た。しかし、この比范甚
調補においおは4000ft分よりも小さい刃先速床
を持぀通䟋の䜎剪断力混緎機を䜿甚しお玄10分間
分散物を混合した。分散物䞭の粒子およびたた
は粒子凝集物の有効最倧寞法は100ミクロンより
も倧であるこずが枬定された。 実斜䟋および比范実斜䟋 暙準フオヌム凊方を䜿甚し、䜆し実斜䟋およ
び比范実斜䟋に埓぀お造぀た分散させたシリカ
−ポリオヌル濃厚物の䞀郚を含めた。第衚には
反応混合物成分および䜿甚した割合の抂略を瀺
す。報告された加工結果早期硬化収瞮は本発
明に埓぀た効果的に分散させたシリカ䜿甚の安定
効果を瀺すのに察し、通䟋のように分散させたシ
リカはフオヌム安定化を達成するのに倱敗しおい
る。
【衚】 実斜䟋 − フオヌム安定化効率の暙準ゲヌゞは「錫範囲
tin range」であ぀お、受容しうるフオヌム加
工を維持しながらフオヌム化凊方䞭の錫の量を倉
えうる範囲ずしお芏定される。ゞラりリン酞ゞブ
チル錫のような錫觊媒を、粘床が急速に増加しそ
しお発泡ガスを捕えお保持するような速さでむ゜
シアネヌトずポリ゚ヌテル間の反応を匷いるよう
に䜿甚する。しかし、粘床増加速床があたり早い
ず比范的厚い匷力な现胞膜を持぀た閉鎖现胞フオ
ヌムを生じそしお極めお䜎い空気流を瀺しそしお
早期硬化収瞮を䌎う。あたりにも小さい粘床増加
速床は広範な现胞膜の薄膜化、现胞砎裂、発泡ガ
スの損倱およびその結果のフオヌムの圧朰、沈降
たたはき裂を匕き起こす。 実際䞊の利甚を可胜にするためには、錫觊媒の
䟛絊流のポンプ送り流速における慣䟋の小さな倉
動に起因する瀕繁なフオヌム補品の倱敗を避ける
ためにフオヌム凊方は受容可胜な「錫範囲」の特
城を瀺さなければならない。 錫範囲評䟡によ぀お衚わされるずころによるフ
オヌム安定化に及がす分散した粒子寞法の効果を
立蚌するために䞀連の実斜䟋を行぀た。垌望する
範囲の分散粒子寞法を達成するために倉化する剪
断力の出るミキサヌを䜿甚しお実斜䟋に畧述す
るようにCab−−Silの−銘柄の分散物
を造぀た。これらの分散させたシリカ−ポリオヌ
ル濃厚物を远加のポリオヌルに配合しお党ポリオ
ヌル重量基準で0.5重量の濃床のシリカを生じ
させた。暙準の手動ミキサヌを䜿甚し䞋蚘第衚
䞭に報告した凊方に埓぀お自由ラむズの高反発匟
性フオヌムを造぀た。ゞラりリン酞ゞブチル錫の
量は「錫範囲」を枬定するために各凊方ず共に倉
え、フオヌム安定性の芋本はシリカ分散物をそれ
ぞれ䜿甚しお達成した。報告された結果は効果的
な分散かフオヌム加工安定性においお決定的因子
であるこずを䟋蚌する。100ミクロンより倧きい
分散した粒子寞法によ぀お蚌明された狭い錫範囲
は実際的ではなくそしお䞍十分なものである。
【衚】 実斜䟋および比范実斜䟋 実斜䟋および比范実斜䟋の䞀般的手順を䜿
甚したが、䜆しシリカではなくお埮粒子カヌボン
を甚いお分散した粒子−ポリオヌル濃厚物を造぀
た。デグツサ コヌポレヌシペンからチダンネル
ブラツクFW200玚の商暙で埗たカヌボンは平均
䞻芁粒子寞法13ミリミクロン、衚面積460m2/そ
しお玄のPHを有するず報告されおいる。 本発明の範囲の内および倖の粒状カヌボン分散
物を䜿甚し、実斜䟋の䞀般的方法に埓぀お自由
ラむズの高反発匟性フオヌムを造぀た。倖方ず結
果は次の第衚䞭に䜜衚しおある。
【衚】
【衚】
【衚】 実斜䟋 10および11 実斜䟋の䞀般手順を䜿甚し、しかし埮粒子状
物質ずしお二酞化チタニりムを甚いお、二぀の分
散させた粒子−ポリオヌル濃厚物を造぀た。䜿甚
した二酞化チタニりムはP25銘柄の名称でデグツ
サ コヌポレヌシペンから商業的に入手した。こ
の物質は平均䞻芁粒子寞法15−40ミリミクロン、
衚面積玄50m2/およびPH−ず報告されおい
る。 䞋蚘の第衚䞭に報告した凊方から暙準的手順
を䜿甚しお自由ラむズで高反発匟性フオヌムを造
぀た。非収瞮性フオヌムが達成された。
【衚】
【衚】 実斜䟋 12 実斜䟋の䞀般手順を䜿甚し、しかし埮粒子状
物質ずしお酞化アルミニりムを甚いお分散させた
粒子−ポリオヌル濃厚物を造぀た。䜿甚した酞化
アルミニりムは「銘柄」の名称でデグツサ コ
ヌポレヌシペンから商業的に埗た。この物質は平
均䞻芁粒子寞法ないし20ミリミクロン、衚面積
100m2/およびPH−ず報告されおいる。 䞋蚘の第衚䞭に畧述した凊方から、暙準的手
順を䜿甚しお自由ラむズで高反発匟性フオヌムを
造぀た。安定な非収瞮性フオヌムが埗られた。
【衚】
【衚】 実斜䟋 13−17 30のシリカを500のポリ゚ヌテルず共に高
剪断力ミキサヌを䜿甚しお混合し合成非晶質シリ
カの分散物を造぀た。「サむロむド244」の商暙の
䞋でW.R.グレヌス瀟から商業的に埗たシリカは
玄ポンドft3の嵩密床、玄ミクロンの平均
䞻芁粒子寞法、および玄310m2/の衚面積を持぀
おいた。ポリ゚ヌテル ポリオヌルは玄4675の分
子量を有しプロポキシル化グリセリン前駆䜓を15
モルの酞化゚チレンで末端−キダツプしお造぀
た。埗られた分散物、シリカ−ポリオヌル濃厚物
は倖芳が濁぀おおりそしお250℃における粘床
2000cpsを有しおいた。 暙準フオヌム凊方を甚い、䜆し䞊蚘のシリカ−
ポリオヌル濃厚物の割合を含有させお高反発匟
性、撓み性ポリりレタン フオヌムを造぀た。第
衚に䜿甚した成分ず割合を畧蚘する。比范実斜
䟋は䜕等安定剀を甚いずに造぀たフオヌムを䟋
瀺し比范実斜䟋は明现曞䞭で怜蚎したよう
に、ポリマヌ−ポリオヌルを含む先行技術の安定
化方法を䟋瀺する。 各実斜䟋ずも、成分を䞀緒に混合しそしお四角
のボヌル箱䞭に泚入した。フオヌム生成物が埗ら
れこれを宀枩硬化䞭に収瞮たたは圧朰に぀いお芳
察した。各フオヌムの心郚密床を枬定した埌その
物理的性質を枬定した−圧瞮氞久歪、匕匵り匷
さ、䌞び、匕裂き匷さ、ボヌル反発力、颚量、お
よびSAC率ASTM −1564−64Tによる。物
理的性質詊隓の結果は次の第衚䞭に䜜衚する。
【衚】
【衚】
【衚】 実斜䟋 18 䞋蚘のフオヌム化成分混合物をアルミニりム鋳
型むンチ×むンチ×むンチ䞭に泚入し
そしお120〓に熱した。フオヌム ラむズの終に
鋳型を炉䞭に300〓で分間入れた。次いでフオ
ヌムを取出しそしお構造をしらべるために二片を
切぀た。分散した粒状安定剀を含有するフオヌム
は䜕等収瞮を瀺さなか぀たが、䜕も安定剀を含有
しない比范実斜䟋のものはたしかに著しく収瞮し
そしお受容できないものず考えられた。
【衚】
【衚】

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  (a) 無機充填剀を含有する、倚䟡アルコヌル
    に酞化アルキレンを付加するこずにより補造さ
    れ、か぀少なくずも玄1500の分子量、玄〜玄
    個のヒドロキシル末端基、および玄1.5
    〜玄5.5の範囲の第䞀察第二ヒドロキシル
    末端基比率を有するポリ゚ヌテル ポリオヌ
    ル (b) 有機ポリむ゜シアネヌト (c) 発泡剀および (d) 反応觊媒 を含む反応混合物から高反発匟性ポリりレタンフ
    オヌムを造る方法においお、前蚘ポリ゚ヌテルポ
    リオヌルに無機充填剀を含有させるに圓り、無機
    充填剀を予め玄75ミクロンよりも小さい有効最倧
    粒子寞法でポリオヌルに分散させお無機充填剀−
    ポリオヌル濃厚物ずし、この濃厚物を党ポリオヌ
    ル重量を基にしお無機充填剀が玄0.1〜玄5.0重量
    の範囲ずなる量で前蚘ポリ゚ヌテルポリオヌル
    に混合するこずを特城ずする高反発匟性ポリりレ
    タンフオヌムの補造方法。  無機充填剀をポリオヌル䞭に分散させる前
    に、無機充填剀が平均䞻芁粒子寞法玄0.007〜玄
    10ミクロン、玄〜玄の範囲のPH、玄50〜玄
    400m2/の衚面積、および玄〜玄10ポンド立
    方フむヌトの嵩密床を有する特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉の方法。  無機充填剀が合成二酞化珪玠、二酞化チタニ
    りム、酞化アルミニりム、およびそれらの混合物
    から成る矀から遞択されるものである特蚱請求の
    範囲第項に蚘茉の方法。  無機充填剀−ポリオヌル濃厚物が、玄10〜玄
    20ミクロンにおよぶ分散䞭の有効最倧粒子寞法に
    分散されおいる無機充填剀を含む特蚱請求の範囲
    第項に蚘茉の方法。
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