JPS6236420A - Production of urethane foam - Google Patents

Production of urethane foam

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JPS6236420A
JPS6236420A JP60175062A JP17506285A JPS6236420A JP S6236420 A JPS6236420 A JP S6236420A JP 60175062 A JP60175062 A JP 60175062A JP 17506285 A JP17506285 A JP 17506285A JP S6236420 A JPS6236420 A JP S6236420A
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JP
Japan
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urethane foam
polyether polyol
foaming
reaction
polyol
Prior art date
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Pending
Application number
JP60175062A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadao Kumasaka
貞男 熊坂
Satomi Tada
多田 郷見
Koretoshi Katsuki
是利 香月
Shigeo Kuga
茂夫 久我
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Human Industry Corp
Original Assignee
Human Industry Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6236420A publication Critical patent/JPS6236420A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a good foam excellent in elasticity and hardness, by foaming polyether polyol containing crude tolylene diiscocyanate, a polymer polyol, water, an amine catalyst and a silicone oil. CONSTITUTION:Crude tolylene diisocyanate of the formula (wherein n=0-2, a mixtue), water, an amine catalyst and a silicone oil are added to 100pts.wt. polyether polyol having MW>=1,000 and an ethylene oxide content of 5-80wt%. If necessary, a tin catalyst, a filler, pigment, etc., are further added, and the mixture is further mixed with agitation and foamed. Because of good compatibility of said polyether polyol with the crude tolylene diisocyanate, they can be uniformly mixed with other components and formed. Therefore, the reaction of forming a urethane foam can proceed smoothly and uniformly so that an urethane foam of food properties may be obtained though the reactivity of the crude tolylene diisocyanate is generally excessively high.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はウレタンフオームの製造方法に関し、特にイン
シアネート成分としてクルードMDIを用いたウレタン
フオームの製造方法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for producing a urethane foam, and particularly to a method for producing a urethane foam using crude MDI as an incyanate component.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

ウレタンフオームは各種クッション材、寝具材、産業資
材として広範に使用されている。これらウレタンフオー
ムは連続生産方式、或いはモールド発泡方式により製造
され、何れの発泡方式においても次のような基本的な発
泡操作が採用されている。
Urethane foam is widely used as various cushioning materials, bedding materials, and industrial materials. These urethane foams are manufactured by a continuous production method or a mold foaming method, and either foaming method employs the following basic foaming operation.

即ち、下記の成分を所定の比率で混合して反応させ、ウ
レタン結合の成長反応、発泡反応および架橋反応を同時
に行なわせるものである。
That is, the following components are mixed in a predetermined ratio and reacted to cause a urethane bond growth reaction, a foaming reaction, and a crosslinking reaction to occur simultaneously.

(1)ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル等のポリオール類 (2)  )リレンジイソシアネート、ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、クルードMDI等の有機インシア
ネート類 (3)水(発泡剤、架橋剤) (4)アミン系触媒(発泡反応の触媒)−(5)錫系触
媒(架橋反応の触媒) (6)シリコーン油(整泡剤) (7)顔料、充填剤等の任意成分 上記ポリオール類と有機イソシアネート類とは次式で示
すウレタン結合の成長反応を行なう。
(1) Polyols such as polyether polyols and polyester polyols (2)) Organic incyanates such as lylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and crude MDI (3) Water (blowing agent, crosslinking agent) (4) Amine catalyst (foaming Reaction catalyst) - (5) Tin-based catalyst (crosslinking reaction catalyst) (6) Silicone oil (foam stabilizer) (7) Optional components such as pigments and fillers The above polyols and organic isocyanates are expressed by the following formula: The urethane bond growth reaction shown is carried out.

0H−R−OH+ 0CN−R’ −NCO\、。。−
□・−N。。
0H-R-OH+ 0CN-R'-NCO\,. . −
□・-N. .

口 O 他方、発泡反応は有機イソシアネートと水とによって次
式により行なわれる。
On the other hand, a foaming reaction is carried out using an organic isocyanate and water according to the following formula.

R−NGO+ H,0 一→ R−NH,+ co2↑ 上記発泡反応により生成したアミンは有機イソシアネー
トと次ノ゛のように反応して尿素結合を形成する。
R-NGO+H,01→R-NH,+co2↑ The amine produced by the above foaming reaction reacts with the organic isocyanate as shown below to form a urea bond.

R−NH2+  R−NCO また、架橋反応は上記尿素結合と、前記成長反応により
形成されたウレタン成長鎖の末端NCO基とが次のよう
に反応して行なわれる。
R-NH2+ R-NCO Further, the crosslinking reaction is carried out by the reaction between the above-mentioned urea bond and the terminal NCO group of the urethane growing chain formed by the above-mentioned growth reaction as follows.

ウレタンフオームの製造においては上記発泡反応と架橋
反応とをバランスさせることが極めて重要な要件であり
、このバランスをgR節することにより気泡のオープン
状態またはクローズ状態が制御されている。従って、ウ
レタンフオームの製造にあたっては上記反応が均−且つ
円滑に進行し、夫々の反応が好適にバランスするような
条件を選択することが必要である。
In the production of urethane foam, it is extremely important to balance the foaming reaction and crosslinking reaction, and by controlling this balance, the open or closed state of the cells is controlled. Therefore, in the production of urethane foam, it is necessary to select conditions such that the above reactions proceed uniformly and smoothly and each reaction is suitably balanced.

また、発泡反応を促進するアミン系触媒と架橋反応を促
進する錫系触媒は、何れもウレタンフオームを製造する
上で不可欠の成分であると考えられている。
Furthermore, an amine catalyst that promotes the foaming reaction and a tin catalyst that promotes the crosslinking reaction are both considered to be essential components in producing urethane foam.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

上記のようにして製造されるウレタンフオームは軟質フ
オームと硬質フオームの二種類に大別される。このうち
軟質フオーム(半硬質を含む)を製造する際には、イン
シアネート成分としてトリレンジイソシアネート(以下
TDIと略称する)が一般に用いられている。
The urethane foams produced as described above are roughly divided into two types: soft foams and hard foams. Among these, when producing soft foams (including semi-rigid foams), tolylene diisocyanate (hereinafter abbreviated as TDI) is generally used as an incyanate component.

他方、下記式で表されるジフェニルメタン4.4′−ジ
イソシアネートは常温で固体であり。
On the other hand, diphenylmethane 4,4'-diisocyanate represented by the following formula is solid at room temperature.

40℃程度でようやく溶融するため混合が困難で、TD
Iに比べて一般的ではない。
Mixing is difficult because it only melts at about 40℃, and TD
It is less common than I.

また、下記式で表わされるクルードMDIは極めて反応
性が高く、均一な発泡が困難であるため単独で用いられ
ることはない。
Moreover, crude MDI represented by the following formula has extremely high reactivity and is difficult to foam uniformly, so it is not used alone.

(但し、n=0〜2のものの混合物で、 ・その混合比
率はランダムである) しかし、クルードMDIは得られるウレタンフオームの
硬さや難燃性等の物性を改良するために、100重量部
のTDIに対して通常は最大50重量部以下の比率で混
合し、併用されることがある。
(However, it is a mixture of n = 0 to 2, and the mixing ratio is random.) However, in order to improve the physical properties such as hardness and flame retardance of the obtained urethane foam, crude MDI is mixed with 100 parts by weight of urethane foam. It is usually mixed at a maximum ratio of 50 parts by weight or less with respect to TDI, and may be used in combination.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来インシアネート成分として用いられているTDIは
毒性が強く、また揮発性が高いため、目や気管枝を冒す
等1作業環境的に問題が多い。
TDI, which has been conventionally used as an incyanate component, is highly toxic and highly volatile, causing many problems in the working environment, such as damaging the eyes and tracheal branches.

これに対してクルードMDIはTDIに比較して毒性が
低く、揮発性も小さいから、安全な作業環境を維持する
観点からは極めて望ましいものである。しかし、イソシ
アネート成分としてクルードMDIを単独で使用し、こ
れを他の通常のポリウレタンフォーム原料と混合攪拌さ
せて発泡させると、発泡はするが得られたウレタンフオ
ームは経時的に著しい収縮を生じる問題がある。これは
形成された気泡構造が独立気泡になっていることを意味
し、その理由は次のように考えられる。
On the other hand, crude MDI is less toxic and less volatile than TDI, so it is extremely desirable from the viewpoint of maintaining a safe working environment. However, if crude MDI is used alone as the isocyanate component and is mixed and stirred with other ordinary polyurethane foam raw materials and foamed, the resulting urethane foam will foam, but there is a problem in that the resulting urethane foam will shrink significantly over time. be. This means that the formed cell structure is a closed cell, and the reason is considered as follows.

即ち、既述の発泡反応と架橋反応のバランスが朋れ、架
橋反応の進行が速すぎて発泡ガスが・逃散しないうちに
マトリックス樹脂が硬化してしまったことによるものと
推測される。また、クルードMDIは通常用いられるポ
リオール成分との相溶性が悪く、均一に混合しない、こ
のため、既述したウレタンフオーム形成の際の三種類の
反応が円滑に進行せず1反応バランスを崩す重要な要因
になっていると考えられる。
That is, it is presumed that this is because the balance between the foaming reaction and the crosslinking reaction described above was lost, and the crosslinking reaction proceeded too quickly, causing the matrix resin to harden before the foaming gas could escape. In addition, crude MDI has poor compatibility with commonly used polyol components and does not mix uniformly.For this reason, the three types of reactions mentioned above during the formation of urethane foam do not proceed smoothly and the balance of one reaction is disturbed. This is thought to be a contributing factor.

この傾向は、クルードMDIをTDIに混合して用いる
場合にも同様で、クルードMDIの混合比率が50重量
%を超えると得られたウレタンフオームに収縮を生じる
ようになる。また、混合比率が50重量%以下の場合で
も、得られたウレタンフオームをロール等で柔む等の物
理的タラッシングによって、独立気泡となった気泡間の
膜を破壊する必要を生じることがある。
This tendency is the same when crude MDI is mixed with TDI, and if the mixing ratio of crude MDI exceeds 50% by weight, the resulting urethane foam will shrink. Furthermore, even when the mixing ratio is 50% by weight or less, it may be necessary to destroy the membrane between the closed cells by physically rolling the obtained urethane foam, such as softening it with a roll or the like.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記゛1を情に鑑みてなされたもので、インシ
アネート成分としてクルードMDIを単独で使用し、弾
力性および硬度等の物性に優れた軟質または半硬質のポ
リウレタンフォームを製造する方法を提供するものであ
る。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned point (1), and provides a method for producing a soft or semi-rigid polyurethane foam having excellent physical properties such as elasticity and hardness by using crude MDI alone as an incyanate component. This is what we provide.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、ポリオール成分としてエチレンオキサイド含
有率が10〜80重量%で且っ分子量が1000以上の
ポリエーテルポリオールを選択し、且つポリマーポリオ
ールを添加することにより、イソシアネート成分として
クルードMDIを単独で用いて発泡させて経時的な収縮
を殆ど伴わない軟質ないし半硬質のウレタンフオームを
得ることを可能としたものである。
The present invention uses crude MDI alone as an isocyanate component by selecting a polyether polyol with an ethylene oxide content of 10 to 80% by weight and a molecular weight of 1000 or more as a polyol component, and adding a polymer polyol. This makes it possible to obtain a soft to semi-hard urethane foam that hardly shrinks over time by foaming.

本発明において選択した上記ポリエーテルポリオールは
、クルードMDIとの相溶性が良好であるため、両者を
他の原料成分と共に混合して発泡させる際に均一に混合
される。この結果、既述のウレタンフオーム形成反応が
円滑且つ均一に進行し、クルードMDIの反応性が一般
的には高すぎるにもかかわらず、良好な発泡性状のウレ
タンフオームが得られるものと考えられる。
Since the polyether polyol selected in the present invention has good compatibility with crude MDI, it is uniformly mixed when both are mixed together with other raw material components and foamed. As a result, the above-mentioned urethane foam forming reaction proceeds smoothly and uniformly, and it is thought that a urethane foam with good foaming properties can be obtained, even though the reactivity of crude MDI is generally too high.

また1本発明において上記ポリエーテルポリオールに添
加されるポリマーポリオールとは、グリセリン等の出発
物質にエチレンオキサイド等を付加重合させて目的の分
子量のポリオールを合成する際に、アクリル、塩化ビニ
ル等の樹脂をポリオールの分子中に導入したものである
。このポリマーポリオールを添加することにより、得ら
れたウレタンフオームの経時的収縮が著しく防止される
。これは、分子中に導入された樹脂成分が何等かの作用
で収縮を防止するものと考えられる。このポリマーポリ
オールの添加量は特に限定するものではないが、好適な
範囲としては前記ポリエーテルポリオール100重量部
に対して20〜85屯量部である。
In addition, in the present invention, the polymer polyol added to the polyether polyol refers to a resin such as acrylic or vinyl chloride when synthesizing a polyol with a desired molecular weight by addition polymerizing ethylene oxide or the like to a starting material such as glycerin. is introduced into the polyol molecule. By adding this polymer polyol, shrinkage of the obtained urethane foam over time is significantly prevented. This is considered to be because the resin component introduced into the molecule prevents shrinkage by some action. The amount of this polymer polyol added is not particularly limited, but a suitable range is 20 to 85 parts by weight per 100 parts by weight of the polyether polyol.

なお、本発明では架橋反応を促進するために必須の配合
成分と考えられていた錫触媒を添加しなくとも、所期の
物性をもったウレタンフオームを製造できることが明ら
かになった。これは、クルードMDIの反応性が高いた
め、錫触媒が存在しなくとも架橋反応が進行するためと
思われる。
In addition, in the present invention, it has become clear that a urethane foam having the desired physical properties can be produced without adding a tin catalyst, which was considered to be an essential component for promoting the crosslinking reaction. This seems to be because crude MDI has high reactivity, so the crosslinking reaction proceeds even in the absence of a tin catalyst.

ただし、必要に応じて錫触媒を添加することは何等差し
支えない。
However, there is no problem in adding a tin catalyst if necessary.

本発明は連続発泡およびモールド発泡の何れにも適用す
ることができる。
The present invention can be applied to both continuous foaming and mold foaming.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下に本発明の詳細な説明する。 The present invention will be explained in detail below.

実施例1.2 下記第1表に示した配合処方を採用し、これら原料を混
合しワンショット法により発泡させてウレタンフオーム
を製造した。
Example 1.2 Using the formulation shown in Table 1 below, these raw materials were mixed and foamed by a one-shot method to produce urethane foam.

また、比較例としてポリマーポリオールを添加せず、ま
たポリオールとして従来用いられているボリプロビレン
エーテルボリオールを用い、同様の方法でウレタンフオ
ームの製造を行なった。
Further, as a comparative example, a urethane foam was produced in the same manner without adding a polymer polyol and using polypropylene ether polyol, which has been conventionally used as a polyol.

実施例および比較例で得られたウレタンフオームの試料
を作製し、その密度および硬さを調べたところ、第1表
に示す結果が得られた。
When samples of the urethane foams obtained in Examples and Comparative Examples were prepared and their density and hardness were examined, the results shown in Table 1 were obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以り詳述したように、本発明によればインシアネート成
分としてクルードMDIのみを用てウレタンフオームを
製造できるため、毒性の強いTI)Iをインシアネート
に用いる従来の製造方法に比較して作業の安全性を向上
することができる。
As described in detail above, according to the present invention, urethane foam can be manufactured using only crude MDI as the incyanate component, so the work is easier compared to the conventional manufacturing method that uses highly toxic TI)I as the inocyanate. safety can be improved.

また、TDIを用いた従来の製造方法ではフオームの硬
さを高めるために配合処方の微調整を必要としていたが
、クルードMDIを用いる本発明ではそのような配合処
方の微調整を必要とせずに比較的硬いウレタンフオーム
を得ることができる。
In addition, the conventional manufacturing method using TDI required fine adjustment of the formulation to increase the hardness of the foam, but the present invention using crude MDI does not require such fine adjustment of the formulation. A relatively hard urethane foam can be obtained.

このように、本発明は従来得られなかった顕著な効果を
奏するものである。
As described above, the present invention provides remarkable effects that have not been achieved conventionally.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 エチレンオキサイド含有率が5〜80重量%で且つ分子
量が1000以上のポリエーテルポリオール100重量
部に対し、下記式で表されるクルードMDIと、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、n=0〜2のものの混合物で、 その混合比率はランダムである) のポリマーポリオール、水、アミン触媒およびシリコー
ン油とを加え、必要に応じて錫触媒、充填剤、顔料等を
加えて混合攪拌し、発泡させることを特徴とするウレタ
ンフォームの製造方法。
[Claims] For 100 parts by weight of a polyether polyol with an ethylene oxide content of 5 to 80% by weight and a molecular weight of 1000 or more, crude MDI represented by the following formula: ▲A mathematical formula, chemical formula, table, etc. (However, it is a mixture of n = 0 to 2, and the mixing ratio is random.) Add the polymer polyol, water, amine catalyst, and silicone oil, and add tin catalyst, filler, pigment, etc. as necessary. A method for producing urethane foam, which comprises adding, mixing, stirring, and foaming.
JP60175062A 1985-08-09 1985-08-09 Production of urethane foam Pending JPS6236420A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101817916A (en) * 2010-04-15 2010-09-01 上海子元汽车零部件有限公司 Anti-fatigue urethane foam and preparation method thereof

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JPS5170286A (en) * 1974-11-13 1976-06-17 Union Carbide Corp Jugotai * horiooru oyobi sonohoriuretanjudotai
JPS5191997A (en) * 1975-02-11 1976-08-12

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