JPS6246567B2 - - Google Patents

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JPS6246567B2
JPS6246567B2 JP52116161A JP11616177A JPS6246567B2 JP S6246567 B2 JPS6246567 B2 JP S6246567B2 JP 52116161 A JP52116161 A JP 52116161A JP 11616177 A JP11616177 A JP 11616177A JP S6246567 B2 JPS6246567 B2 JP S6246567B2
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JP
Japan
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isocyanate
aromatic
prepolymer
aliphatic
foam
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JP52116161A
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Japanese (ja)
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JPS5359793A (en
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Reroi Kaa Kurifuton
Rebaretsute Gasuri Jeimuzu
Reonarudo Utsudo Ruiizu
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WR Grace and Co
Original Assignee
WR Grace and Co
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Publication date
Application filed by WR Grace and Co filed Critical WR Grace and Co
Publication of JPS5359793A publication Critical patent/JPS5359793A/en
Publication of JPS6246567B2 publication Critical patent/JPS6246567B2/ja
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    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本出願は、C.L.Kehr、L.L.Wood及びJ.L.
Guthrieによる1976年9月29日出願に係る米国特
許出願第728464号(発明の名称:低残留率ウレタ
ン類およびその製法)の一部経続出願に係る米国
出願および1977年9月8日出願の米国特願第
831628号(発明の名称は同上と同じ)に対応する
特許出願に関するものであり、前記米国親出願の
発明の要旨を参考のために本明細書中に繰り入れ
てある。 また、本出願は、大量の水を用いて製造する親
水性ポリウレタン発泡体に関するWoodらによる
1977年6月10日出願の米国特許出願第805458号に
も関係がある。 最近、ポリウレタン発泡体に、完成発泡体また
はその製造中に加水分解によつて恐らく生じたも
のと思はれる芳香族アミンが含まれていることが
見いだされた。芳香族アミンが発泡体から浸出す
ることもまた判明しており、例えば、スポンジの
ようなある種の用途では、芳香族アミンが使用中
に浸出する可能性がある。ある種の芳香族アミン
が健康上の潜在的危険性を意味することを示す傾
向のあることもまた最近証拠立てられた。 本発明者は、適切であると考えられているある
種の先行技術を知つている。殊に、英国特許第
1368625号明細書には、慣用のポリウレタン発泡
体の試薬と組み合わせて1〜20重量%の脂肪族ポ
リイソシアナートを用いたポリウレタン発泡体の
製造法が記載されている。脂肪族ポリイソシアナ
ートの役割は、ポリウレタン発泡体の成形中密な
スキン層の形成を強化するものと思われる。ま
た、脂肪族イソシアナートは発泡体の黄変防止に
大いに寄与するとも言われている。 米国特許第3790508号(特開昭49−47493号)明
細書には、ポリオール、脂肪族イソシアナート、
芳香族イソシアナート、発泡剤及び触媒を反応さ
せて製造した光安定性のポリウレタン発泡体が記
載されている。用いられた脂肪族イソシアナート
の指数は約5〜約40である。 英国特許第1323955号(特開昭47−33198号)明
細書にも、芳香族及び脂肪族イソシアナート、水
及び触媒の混合物を含んで、芳香族イソシアナー
トの三量化を起こさせるようにした配合物が記載
されている。得られる発泡体は良好な物理特性並
びに耐燃性を有すると言われている。 本発明者の知る範囲では、さらに下記の特許が
ある。 米国特許第3839491号 米国特許第3554962号 同上第3925319号 フランス特許第2000741号 同上第3590002号 ドイツ特許第2234507号 同上第3919173号 南アフリカ共和国特許出願
公告第68/00476号 同上第3706710号 本発明は、ポリウレタン発泡体中に、発泡工程
中及び発泡工程に続く加水分解に由来しまた恐ら
く貯蔵中での発泡体の加水分解に基づくものと信
ぜられる残留芳香族アミンが含まれているとの事
実を見いだしたことに基づいてなされたものであ
る。 例えば、トルエンジイソシアナートを用いたワ
ンシヨツト法およびプレポリマーの両発泡体は対
応するアミン例えばトルエンジアミン(TDA)
を含有することが見いだされた。その他の芳香族
ポリイソシアナートを用いる発泡体もまた対応す
るポリアミンを含み、本発明はこれらの発泡体に
も同様に適用し得ると信ぜられる。本発明を説明
するにあたり、「芳香族アミン」なる用語に主に
TDAを指すものであるが、この用語には対応す
るポリイソシアナートから生じるその他の芳香族
アミンもまた包含される。芳香族アミンの量を減
らすために、発泡に先立つてスカベンジヤーが添
加される。このスカベンジヤーとは発泡反応後に
芳香族アミンが発生するに応じてこのアミンと反
応してこのアミンを捕捉結し発泡反応を存続させ
得る物質である。 最も効果的なスカベンジヤーは脂肪族ジイソシ
アナート例えばビス(シクロヘキシルイソシアナ
ート)メタン、イソホロンジイソシアナートなど
であることが見いだされた。脂肪族イソシアナー
トはウレタンプレポリマー又はワンシヨツト法発
泡体系の成分と混合する。得られるポリウレタン
発泡体における発泡体から浸出するTDA又はそ
の他の芳香族アミンの量は、スカベンジヤーを含
まない発泡体に比べて減少する。また、得られる
発泡体は脂肪族イソシアナートの加水分解生成物
である脂肪族アミンを少量含有することもまた見
出された。然し脂肪族アミンは、芳香族アミンに
よつて生起される潜在的な健康上の問題を生起す
るものではないと信ぜられる。 芳香族アミンの生成およびスカベンジヤーの作
用の理論は明確に理解されてはいないが、尿素及
びウレタン結合を含有する芳香族イソシアナート
及び恐らくはその反応生成物は加水分解されて遊
離の芳香族アミンを生じるものと考えられる。こ
の遊離の芳香族アミンはポリウレタン発泡体から
浸出する恐れがあるものである。脂肪族ジイソシ
アナートは重合反応の間に官能基に対して芳香族
イソシアナートとは上首尾にも競合しないものと
信じられる。従つて、脂肪族イソシアナートは重
合を生じ続け、そして芳香族アミンが生じるとこ
のアミンとの尿素付加物を生成すると信じられ
る。これらの付加物はポリウレタン発泡体から浸
出することがもつと難しく、また潜在的な健康上
の危険をもたらすものとは信じられない。 TDAのレベルを減らし、且つスカベンジヤー
の効果を最適にする上で、多くの要素が重要とな
る。例えば、まだ湿つた状態で貯蔵される発泡体
は、乾燥後に貯蔵した対応発泡体よりも高水準の
TDAを示す傾向がある。またある種の触媒を使
用することが有害であることも判明している。す
なわち、使用する如何なる触媒も次のような「穏
かな」触媒であることが好ましい。すなわち、芳
香族イソシアナートとポリオールのヒドロキシル
基との反応を促進させ、かつ発泡反応を妥当な速
度で進めるが、ビウレツトの生成又は三量化のよ
うな芳香族又は脂肪族イソシアナートのいずれか
を巻き込む望ましくない副反応を起こさせること
がなく、もしくは脂肪族イソシアナートを重合体
中に混和させることがない触媒である。もし、慣
用の強力な触媒(例えばスズ塩)を用いるなら
ば、触媒量は減らさなければならない。 脂肪族イソシアナートに加えて、芳香族アミン
結合剤として有効に信ぜられる他の種類の化合物
がある。例えば次の如くである。即ちエポキシド
化した大豆油、エピクロロヒドリン、プロピレン
オキシドなどのような有機オキシラン化合物;シ
エル・オイル・カンパニーからEPON828とし
て製造販売されているもののようなビスフエノー
ルAから誘導されるエポキシ樹脂;有機無水物例
えばフタル酸無水物、トリメリト酸無水物、ピロ
メリト酸二無水物、α−オレフイン/マレイン酸
無水物共重合体、ポリ(マレイン酸無水物)およ
びそのオリゴマー、スチレン/マレイン酸無水物
共重合体、アルキルビニルエーテル/マレイン酸
無水物共重合体等;塩化ベンゾイル、塩化オクタ
ノイル、塩化セバコイルおよび同効物;ベンゼン
スルホニルクロリドなどのような有機ハロゲン化
スルホニルその他、Isonate143(Upjohn製造
販売)、Staboxol(ビス(2・6−ジイソ−
プロピルフエニル)カルボジイミド〕
(Naftone、Inc.製造販売)のようなハロゲン化有
機スルホニルおよび同効物である。上記の化合物
は若し望むならば、勿論相互に混合してまたは配
合して使用出来る。望むところは、水、ポリオー
ル類或はイソシアナート基とゆつくりと反応する
かまたはそれらと全く反応せずに最初の重合反応
が生きのびるが然し次いでエラストマー的、泡を
持つた若しくは樹脂性のポリウレタン生成物を乾
燥中および/または貯蔵中に副生物有機アミン部
分とむしろ急速に反応する化合物を選択すること
である。若し所望ならば有機アミン部分を後処理
工程において結合することは更に可能性のあるこ
とである。即ちポリウレタン生成物は慣習法で製
造し、次いでこれをその後段の操作において有機
アミン結合剤の影響下に、おくことが出来る。こ
のことは液体ベヒクル(水、有機溶媒その他)を
使用し上記の結合剤をポリウレタン生成物中に吸
収させることによつて、またはポリウレタン生成
物をガスス状蒸気状または空気をまぜたスプレイ
状の上記の結合剤にさらすことによつて行なうこ
とが出来る。 以上の説明から、スカベンジヤーは芳香族イソ
シアナートが反応するよりも遅く水と反応すべき
ことが明らかである。特定の芳香族イソシアナー
トと共に用いる適切なスカベンジヤーは、対応す
るアミン(例えばトルエンジイソシアナートの場
合にはTDA)、及び化学量論量の当量(又はそれ
以上)のスカベンジヤーを通常の不活性溶媒に溶
かすことによつて決めることができる。すなわ
ち、十分なスカベンジヤーを用いて各NH2基の1
水素原子と反応させる。周囲温度、16時間以内で
スカベンジヤー及びアミンは、本質的に不可逆で
ありそして16時間で完了する反応に付すべきであ
る。さらに、水に分散させる場合、スカベンジヤ
ーは水に対して芳香族イソシアナートと水の反応
速度の約10-2倍以下、好ましくは10-3〜10-5の反
応速度を示すべきである。試験を行なう際、芳香
族イソシアナート及びスカベンジヤーの水溶液又
は分散液を別々に約10-2モル/の濃度で調製す
ることが出来る。反応速度は約25℃で測定する。
スカベンジヤー又は芳香族イソシアナートのいず
れかが水に不溶となつた時点で、絶えず撹拌しつ
つ適当な界面活性剤を用いて試験を行なう。水と
混合性の適当な共溶媒を用いてもよい。上記の試
験法は有用なスカベンジヤーを選ぶ際の有用な目
安即ち「大まかな篩」であると信じられる。しか
し、発泡工程は複雑であるため、特定のスカベン
ジヤーの使用を決定するのは実際の操業に基づい
て行なうべきである。 本発明に従つて製造される芳香族アミンの残留
度の低い発泡体は、硬質、半硬質又は可撓性とな
り得る。一般に発泡体は流体透過性の表皮を有す
る。「流体透過性」とは、表面に平行に切り前記
表面を具体化する発泡体片(厚さ0.254cm)が、
約0.002気圧の圧力差を用いて少なくとも
0.25ft3/分/ft2の空気に対して透過性を示すこ
とを指す。同様の試験条件は、織物の透過性を測
定するASTMD−737に記載されている。これと
は対照的に、極めて緻密な表皮を有する発泡体
は、上記の試験法を用いて約10-3ft3/分/ft2
示す筈である。 プレポリマー発泡体系 本発明の好ましい具体例は次に述べるポリウレ
タン発泡体の製法によつて示すことができる。即
ち該方法は(a)芳香族イソシアナートを末端に付加
したポリエーテル主鎖部分を有するウレタンポリ
マーおよび(b)脂肪族イソシアナートを包含する混
合物を(慣用の条件下に)発泡させることを包含
するものであり、この方法において前記脂肪族イ
ソシアナートは前記プレポリマーの約8重量%以
下又は約8重量%に等しい量で存在する。脂肪族
イソシアナートの量は前記プレポリマーの約4重
量%以下又は約4重量%に等しいことが好まし
い。存在する脂肪族イソシアナート量の下限は重
要ではないが、スカベンジヤーとしての所望の活
性度によつてまた脂肪族イソシアナートの性質に
よつても決定される。一般に0.01重量%以上の量
を用いるべきである。 適当な脂肪族イソシアナートには、脂環式イソ
シアナート又はアラルキルポリイソシアナートが
含まれる。例えば、キシレン−α−ジイソシアナ
ート、n−ドデシルイソシアナート、エチレンジ
イソシアナート、n−ブチルイソシアナート、シ
クロヘキシルイソシアナート、トリメチレンジイ
ソシアナート、ジシクロヘキシルメタン−4・
4′−ジイソシアナート、イソホロンジイソシアナ
ート、1・6−ヘキサメチレンジイソシアナー
ト、2・2・4−トリメチル−1・6−ヘキサン
ジイソシアナート、ビス(3−メチル−4−イソ
シアナートシクロヘキシル)メタンなどである。
上記の化合物リストは一例であつて、すべてを含
むものではなく、又は制限を加えるものでもな
い。上記の脂肪族又は脂環式イソシアナートもし
くはポリイソシアナートの任意の1種又は2種以
上の混合物を所望により用いてもよい。 プレポリマー法によつて発泡体を製造する場
合、一般にプレポリマーは適当な発泡剤(例えば
水)、触媒(任意)、及び発泡体に所望される最終
的特性に応じたその他の添加剤(例えば難燃剤)
と混合される。発泡剤として用いる水の量は
NCO基1モルにつきH2O約0.4モルからNCO基1
モルにつきH2O約1000モルの範囲をとり得る。水
の量を決める際の「NCO基のモル」とは、スカ
ベンジヤーの脂肪族NCO基、並びにプレポリマ
ーから生じたNCO基又はワンシヨツト法反応混
合物中の芳香族イソシアナートから生じたNCO
基を指すが、本発明のワンシヨツト法の具体例に
用いるポリオールの全ヒドロキシル基と反応する
のに理論的に必要とされるNCO基は含まれな
い。ワンシヨツト法の発泡体については、用いる
水の量はNCO基(ポリオールとの反応に要する
NCO基を除く)1モルにつきH2O約0.40〜約0.55
モルが好ましい。 用いるウレタンプレポリマーは、一般に芳香族
イソシアナート(例えばTDI)を末端に付加した
ポリエーテル主鎖部分で構成されている。適当な
芳香族イソシアナートを下記に掲げる。適当なポ
リエーテルのプレポリマーには例えば、ポリアル
キレンオキシドエーテルが含まれる。このエーテ
ルを例示すればエチレンオキシド、プロピレンオ
キシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、
ピコリンオキシドまたはメチルグルコシドを、
水、レゾルシノール、グリセロール、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール、エチレン
グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコールなどのような2個又は3個以上の反
応性水素を有する化合物との反応生成物のような
ものである。さらに、このエーテルを例示するな
らば、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオ
キシエチレングリコール、ポリオキシブチレング
リコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレン
グリコール、ポリオキシエチレンオキシブチレン
グリコール及びポリオキシプロピレンオキシブチ
レングリコールのような化合物を挙げることが出
来る。 用いるポリエーテルウレタンプレポリマーは親
水性であることが好ましい。すなわち、プレポリ
マー主鎖におけるオキシアルキレン単位の少なく
とも40モル%はオキシエチレン単位であり、残部
がオキシプロピレン、オキシブチレン又はその他
のオキシアルキレン単位であることが好ましい。
得られるポリウレタン発泡体では、重合鎖の枝分
れ点は前述のように、少なくとも40モル%のオキ
シエチレン単位(枝分れ点での開始剤を除く)を
含む本質的に直鎖ポリオキシアルキレン鎖によつ
て結ばれている。オキシエチレン含有率は約60〜
75モル%であることが好ましい。40〜60モル%の
オキシエチレンのレベルでは、前記のような界面
活性剤を用いて、発泡以前に水中でのプレポリマ
ーの分散を促進させることが望ましい。 適当なプレポリマーは、過剰のポリイソシアナ
ート(例えばトルエンジイソシアナート)をポリ
オキシアルキレンポリオール(すなわちポリエー
テル)の末端に付加することによつて製造され
る。末端に付加する前にポリオールは約200〜約
20000、好ましくは約600〜約6000の分子量を有す
べきである。末端に付加した後におけるポリオー
ルのヒドロキシ官能性及び対応するイソシアナー
ト官能性は2〜約8である。約2のイソシアナー
ト官能性を有するプレポリマーから発泡体を製造
すると、得られる発泡体は本質的に線状であり、
架橋された発泡体のような引張り強度を有さな
い。従つて若しイソシアナート官能性が約2であ
るならば本発明では線状の未架橋化発泡体を使用
することは出来るが、架橋剤を用いることができ
る。脂肪族イソシアナートを巻き込む逆反応を最
小にするためには、使用する架橋剤はアミン類よ
りもむしろ脂肪族ポリオール(例えば、
TMOP、グリセロール又はペンタエリスリトー
ル)でなければならない。 その末端にポリイソシアナートを付加する適当
なポリオール類の例には、(A)例えばエチレンオキ
シドを開始剤としての水、エチレングリコールま
たは高分子量グリコール類と反応させて得られる
本質的に線状のポリオール類が含まれる。前記の
ように、エチレンオキシドと他のアルキレンオキ
シドとの混合物は、エチレンオキシドのモル%が
少なくとも40%である限りは用いることができ
る。同じく既に述べたように、プレポリマーを分
散させる水中に架橋剤を含ませることができる場
合には、これらの系に架橋剤を用いることが望ま
しい。線状ポリエーテルがエチレンオキシドと例
えばプロピレンオキシドとの混合物である場合に
は重合体はランダム又はブロツク共重合体のいず
れかとなり、そして末端単位はオキシエチレン又
はオキシプロピレンのいずれかとなり得る。第二
の種類のポリオール類(B)にはヒドロキシ官能性3
又はそれ以上を有するものが含まれる。このよう
なポリオールは、通常アルキレンオキシドをトリ
メチロールプロパン、ペンタエリスリトールなど
のような多官能性の開始剤と反応させることによ
つて製造される。ポリオールBを製造する場合用
いるアルキレンオキシドはエチレンオキシド又は
前記のようにエチレンオキシドと他のアルキレン
オキシドとの混合物であつてよい。有用なポリオ
ールには、さらに開始剤又は架橋剤を伴なう上記
A及びBに示した線状又は枝分れ多官能性ポリオ
ール(C)の例がある。Cの特定例にはポリエチレン
グリコール(分子量約1000)とトリメチロールプ
ロパン、トリメチロールエタン又はグリセリンと
の混合物がある。この混合物を続いて過剰のポリ
イソシアナートと反応させることによつて本発明
で有用なプレポリマーを得ることができる。これ
とは別に、線状または分枝ポリオール(例えばポ
リエチレングリコール)を過剰のポリイソシアナ
ートと別々に反応させてもよい。例えばトリメチ
ロールプロパンのような開始剤をも亦ポリイソシ
アナートと別々に反応させることができる。末端
にイソシアナートを付加した2種の物質を一緒に
してプレポリマーを製造することができる。 プレポリマーの製造に有用である適当なポリイ
ソシアナートには、下記の化合物が含まれる。す
なわち、トルエン−2・4−ジイソシアナート、
トルエン−2・6−ジイソシアナート、市販され
ているトルエン−2・4−及び2・6−ジイソシ
アナートの混合物、m−フエニレンジイソシアナ
ート、3・3′−ジフエニル−4・4′−ビスフエニ
レンジイソシアナート、4・4′−ビフエニレンジ
イソシアナート、3・3′−ジクロロ−4・4′−ビ
フエニレンジイソシアナート、1・5−ナフタレ
ンジイソシアナート、クメン−2・4−ジイソシ
アナート、4−メトキシ−1・3−フエニレンジ
イソシアナート、4−クロロ−1・3−フエニレ
ンジイソシアナート、4−ブロモ−1・3−フエ
ニレンジイソシアナート、4−エトキシ−1・3
−フエニレンジイソシアナート、2・4′−ジイソ
シアナートジフエニルエーテル、4・4′−ジイソ
シアナートジフエニルエーテル、及び4・6−ジ
メチル−1・3−フエニレンジイソシアナートで
ある。 ワンシヨツト法ウレタン発泡体混合物 本発明との相違点を明らかにするために、ワン
シヨツト法によるポリウレタン発泡体の製法につ
いて説明する。ワンシヨツト法は、(a)脂肪族イソ
シアナート、(b)芳香族イソシアナート、(c)高分子
ポリオールおよび芳香族イソシアナートとポリオ
ールのヒドロキシル基との反応を促進させるため
の触媒系を含む混合物を(慣用の方法を用いて)
発泡させることを包含する。混合物中での脂肪族
イソシアナートの指数は約0.01〜約4好ましくは
0.2〜4であり、そして芳香族イソシアナートの
指数は約110〜約96好ましくは99.8〜96である。 「指数」なる表現は技術上認められた用語であ
つて、反応混合物中に存在するすべての活性水素
化合物と反応するのに要するイソシアナートの理
論量に対する、反応混合物中の芳香族又は脂肪族
イソシアナートの実際の量の比を100倍して表わ
すものである。 このワンシヨツト法発泡体の製造には慣用の触
媒系を用いることができる。触媒の使用方法も亦
慣用のものである。しかし、多くの触媒は発泡体
中の芳香族アミンの量を増すことが見いだされて
おり、従つて用いる触媒の量を最少に保つて、発
泡反応での望ましい速度並びに最終的発泡体での
望ましい特性が確保されるようにすべきである。
前記の通り、適当な触媒はポリオールと芳香族イ
ソシアナートのNCO基との間の反応を促進すべ
きであり、そして有害な副反応(例えば、三量
化、二量化及びビウレツトの生成)を少なくする
条件下で用いなければならない。NCO/アルコ
ールの反応を促進するための慣用の触媒の一覧表
はSaunders及びFrisch著Polyurethanes:
Chemistry and Technologyの第1部〔John
Wiley & Sons社から1962年刊行〕の表LXX
(212ページ)に掲載されている。 発泡体のワンシヨツト製法では、すべての成
分、例えば、ポリエーテル又はポリエステルポリ
オール、芳香族イソシアナート、脂肪族イソシア
ナート、発泡剤、触媒、及び任意のその他の成分
例えば紫外線吸収剤、界面活性剤、難燃添加剤、
充填剤を一緒に混合し、これを金型の表面又は内
部に注ぎ、そこで発泡させる。ワンシヨツト法発
泡体の一般的製造技術、は当業者に公知のもので
ある。例えば、米国特許第3790508号及び英国特
許第1368625号各明細書を参照され度い。これら
の特許は、慣用のワンシヨツト法による発泡体の
製造を教示する範囲で、本明細書中に参考のため
に組み込んである。適当な芳香族及び脂肪族イソ
シアナート並にポリオールも亦前記特許明細書中
に記載されている。 例 1〜8 ポリウレタン発泡体中のトルエンジアミン
(TDA)量を減らすための各種脂肪族ジイソシ
アナートの使用例 プレポリマー法を用いてプレポリマーA、Bま
たはC(後述)を、界面活性剤4gを含む水200
gと反応させることによつてポリウレタン発泡体
を製造した。例6〜8以外は、使用した界面活性
剤はPluronic L−62(BASF−Wyandotte)すな
わち非イオン性のポリエーテルを基礎とする界面
活性剤であつた。例6〜8では、ステアラート界
面活性剤であるBrij72(Atlas Chemical
Division of ICI、America、Inc.)であつた。プ
レポリマーB及びCを用いた対照用発泡体にも
Brijステアラート界面活性剤を使用した。プレポ
リマーCを用いた対照用発泡体並びに例1では、
使用したBrij界面活性剤の量はプレポリマーの重
量に基づいて約0.5重量%であつた。 プレポリマーAは、トリメチロールプロパン
(TMOP)及びCarbowax1000(Union Carbide
and Chemicals Corp.のポリオキシエチレングリ
コール)の混合物のトルエンジイソシアナート
(TDI)で末端付加することによつて製造した。
モル当量に基づいてTDI/TMOP/グリコールの
比が7.1/1/2となるに足る量の混合物を用い
た。遊離のTDIについてプレポリマーの分析をす
ると、プレポリマーには3重量%含まれているこ
とを示した。プレポリマーの製造時には、TDIを
2段階で加えた。最初は95%のヒドロキシル基と
反応するに足るTDIを加え、続いて残部のTDIを
加えた。2段階の添加の間の数時間の間隔によ
り、プレポリマー内の連鎖の伸びが促進される。 プレポリマーBは、TDI/TMOP/グリコール
の比を6.7/1/2とした点を除きプレポリマー
Aと同じ反応体を用いて製造した。プレポリマー
は1重量%の遊離TDIを含んでいた。 プレポリマーCはプレポリマーAの製造に用い
た方法に従つたが、その他の反応体としてエチレ
ングリコールを用いた。用いた反応体の比は、
TDI/TMOP/高分子グリコール/エチレングリ
コールが8.6/1/2/1であつた。 前記のようにして製造した発泡体を、各発泡体
20gを熱水で7回抽出し、続いて水を蒸発させる
ことによつてTDAを分析した。抽出法はビーカ
ー中、38℃の脱イオン水150mlに発泡体20gを5
分間浸漬し、この間スパチユラーを用いて発泡体
を数回圧縮することからなるものであつた。抽出
の間に発泡体をできるだけ乾燥させながら、新し
い水を用いてこの方法を7回くり返えした。一緒
にした抽出液を過して発泡体の固体粒子を除去
し、そして回転式蒸発器で約50mlまで濃縮した。
この濃縮液を熱板にのせたビーカー中で蒸発乾固
させて、約0.134〜約0.330gの乾燥抽出物を得
た。温度は絶えず60℃を超えないようにした。抽
出物中のTDA含有率を測定した結果を表1に示
す。
This application is filed by CLKehr, LLWood and JL
U.S. Patent Application No. 728464 (Title of the Invention: Low Residue Urethanes and Process for Producing the Same) filed on September 29, 1976 by Guthrie, a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 728464 filed on September 29, 1976; US Patent Application No.
No. 831,628 (the title of the invention is the same as above), and the gist of the invention of the US parent application is incorporated herein for reference. This application also relates to the Wood et al.
Also relevant is U.S. Patent Application No. 805,458, filed June 10, 1977. Recently, it has been discovered that polyurethane foams contain aromatic amines, possibly resulting from hydrolysis in the finished foam or during its manufacture. It has also been found that aromatic amines can leach out of foams; for example, in certain applications such as sponges, aromatic amines can leach out during use. Evidence has also recently emerged that certain aromatic amines tend to represent a potential health risk. The inventor is aware of certain prior art that is considered appropriate. In particular, British patent no.
No. 1,368,625 describes a method for making polyurethane foams using 1 to 20% by weight of aliphatic polyisocyanates in combination with conventional polyurethane foam reagents. The role of aliphatic polyisocyanates appears to be to enhance the formation of a dense skin layer during molding of polyurethane foams. It is also said that aliphatic isocyanates greatly contribute to preventing yellowing of foams. The specification of U.S. Patent No. 3790508 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 49-47493) describes polyols, aliphatic isocyanates,
Light-stable polyurethane foams prepared by reacting aromatic isocyanates, blowing agents, and catalysts are described. The index of the aliphatic isocyanates used is from about 5 to about 40. British Patent No. 1323955 (JP 47-33198) also describes a formulation containing a mixture of aromatic and aliphatic isocyanates, water and a catalyst to cause trimerization of the aromatic isocyanates. things are listed. The resulting foam is said to have good physical properties as well as flame resistance. As far as the present inventor is aware, there are further patents listed below. U.S. Patent No. 3839491 U.S. Patent No. 3554962 Id. 3925319 French Patent No. 2000741 Id. 3590002 German Patent No. 2234507 Id. 3919173 Republic of South Africa Patent Application Publication No. 68/00476 Id. No. 3706710 The present invention comprises: We have found that polyurethane foams contain residual aromatic amines believed to be derived from hydrolysis during and following the foaming process, and possibly due to hydrolysis of the foam during storage. This was done based on the fact that For example, both one-shot and prepolymer foams using toluene diisocyanate can be prepared using the corresponding amines such as toluene diamine (TDA).
was found to contain. It is believed that foams using other aromatic polyisocyanates also contain the corresponding polyamines and that the present invention is equally applicable to these foams. In explaining the present invention, the term "aromatic amine" will mainly be used.
Although referring to TDA, the term also encompasses other aromatic amines derived from the corresponding polyisocyanates. Scavengers are added prior to foaming to reduce the amount of aromatic amines. The scavenger is a substance capable of reacting with aromatic amines generated after the foaming reaction, trapping the amines, and allowing the foaming reaction to continue. The most effective scavengers have been found to be aliphatic diisocyanates such as bis(cyclohexyl isocyanate) methane, isophorone diisocyanate, and the like. The aliphatic isocyanate is mixed with the urethane prepolymer or the components of the one-shot foam system. The amount of TDA or other aromatic amines leached from the foam in the resulting polyurethane foam is reduced compared to a foam without scavenger. It has also been found that the resulting foam contains small amounts of aliphatic amines, which are hydrolysis products of aliphatic isocyanates. However, it is believed that aliphatic amines do not pose the potential health problems caused by aromatic amines. Although the theory of aromatic amine formation and scavenger action is not clearly understood, aromatic isocyanates containing urea and urethane linkages and possibly their reaction products are hydrolyzed to free aromatic amines. This is considered to occur. This free aromatic amine can be leached from the polyurethane foam. It is believed that aliphatic diisocyanates do not successfully compete with aromatic isocyanates for functional groups during the polymerization reaction. It is therefore believed that the aliphatic isocyanate continues to undergo polymerization and forms a urea adduct with the aromatic amine as it forms. These adducts are difficult to leach from polyurethane foams and are not believed to pose a potential health hazard. Many factors are important in reducing TDA levels and optimizing scavenger effectiveness. For example, foams that are stored while still wet may have higher levels of foam than comparable foams that are stored after drying.
It tends to show TDA. It has also been found that the use of certain catalysts is harmful. That is, any catalyst used is preferably a "mild" catalyst, such as: That is, it promotes the reaction of the aromatic isocyanate with the hydroxyl groups of the polyol and allows the foaming reaction to proceed at a reasonable rate, but without involving either the aromatic or aliphatic isocyanate, such as biuret formation or trimerization. A catalyst that does not cause undesirable side reactions or incorporate aliphatic isocyanates into the polymer. If conventional strong catalysts (eg tin salts) are used, the amount of catalyst must be reduced. In addition to aliphatic isocyanates, there are other classes of compounds that are believed to be useful as aromatic amine binders. For example, as follows. i.e., organic oxirane compounds such as epoxidized soybean oil, epichlorohydrin, propylene oxide, etc.; epoxy resins derived from bisphenol A, such as that manufactured and sold by Shell Oil Company as EPON 828; organic anhydrides; Examples include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic dianhydride, α-olefin/maleic anhydride copolymer, poly(maleic anhydride) and its oligomers, styrene/maleic anhydride copolymer , alkyl vinyl ether/maleic anhydride copolymer, etc.; benzoyl chloride, octanoyl chloride, sebacoyl chloride and the same effects; organic sulfonyl halides such as benzenesulfonyl chloride, etc., Isonate 143 (manufactured and sold by Upjohn), Staboxol (bis( 2,6-diiso-
Propylphenyl) carbodiimide]
(manufactured and sold by Naftone, Inc.) and their equivalents. The above-mentioned compounds can of course be used in admixture or combination with each other if desired. The desire is for the initial polymerization reaction to survive with slow or no reaction with water, polyols or isocyanate groups, but then to form an elastomeric, foamy or resinous polyurethane. The goal is to select compounds that react rather rapidly with by-product organic amine moieties during drying and/or storage of the product. It is a further possibility, if desired, to attach the organic amine moiety in a post-treatment step. Thus, the polyurethane product can be prepared in a conventional manner and then subjected to the influence of an organic amine binder in a subsequent operation. This can be done either by absorbing the binder into the polyurethane product using a liquid vehicle (water, organic solvent, etc.) or by absorbing the binder into the polyurethane product in the form of a gaseous vapor or aerated spray. This can be done by exposure to a binder. From the above discussion it is clear that the scavenger should react with water slower than the aromatic isocyanate. Suitable scavengers for use with certain aromatic isocyanates include the corresponding amine (e.g. TDA in the case of toluene diisocyanate) and a stoichiometric equivalent (or more) of the scavenger in a conventional inert It can be determined by dissolving it in a solvent. That is, 1 of each NH 2 group with sufficient scavenger
React with hydrogen atoms. At ambient temperature, within 16 hours, the scavenger and amine should undergo a reaction that is essentially irreversible and complete in 16 hours. Additionally, when dispersed in water, the scavenger should exhibit a reaction rate for water of no more than about 10 -2 times the reaction rate of aromatic isocyanate and water, preferably from 10 -3 to 10 -5 . In conducting the tests, separate aqueous solutions or dispersions of aromatic isocyanate and scavenger can be prepared at a concentration of about 10 -2 mol/ml. Reaction rates are measured at approximately 25°C.
Once either the scavenger or the aromatic isocyanate is insoluble in water, the test is carried out using a suitable surfactant with constant stirring. Suitable co-solvents that are miscible with water may also be used. The above test method is believed to be a useful guide or "rough sieve" in selecting useful scavengers. However, due to the complexity of the foaming process, the decision to use a particular scavenger should be based on actual operations. The low aromatic amine retention foams produced in accordance with the present invention can be rigid, semi-rigid or flexible. Foams generally have a fluid permeable skin. "Fluid permeable" means that a piece of foam (0.254 cm thick) cut parallel to the surface and embodying said surface is
At least using a pressure difference of about 0.002 atm
It refers to permeability to air of 0.25ft 3 /min/ft 2 . Similar test conditions are described in ASTM D-737 for measuring the permeability of textiles. In contrast, a foam with a very dense skin should exhibit about 10 -3 ft 3 /min/ft 2 using the test method described above. Prepolymer Foam System A preferred embodiment of the present invention can be illustrated by the following method for producing polyurethane foam. That is, the method involves foaming (under conventional conditions) a mixture comprising (a) a urethane polymer having a polyether backbone portion terminated with an aromatic isocyanate and (b) an aliphatic isocyanate. and in this method the aliphatic isocyanate is present in an amount up to or equal to about 8% by weight of the prepolymer. Preferably, the amount of aliphatic isocyanate is less than or equal to about 4% by weight of the prepolymer. The lower limit for the amount of aliphatic isocyanate present is not critical, but is determined by the desired activity as a scavenger and also by the nature of the aliphatic isocyanate. Generally an amount of 0.01% by weight or more should be used. Suitable aliphatic isocyanates include cycloaliphatic isocyanates or aralkyl polyisocyanates. For example, xylene-α-diisocyanate, n-dodecyl isocyanate, ethylene diisocyanate, n-butyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, trimethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane-4.
4'-diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexane diisocyanate, bis(3-methyl-4-isocyanatocyclohexyl) ) methane, etc.
The above list of compounds is illustrative and not all-inclusive or limiting. Any one type or a mixture of two or more of the above aliphatic or cycloaliphatic isocyanates or polyisocyanates may be used as desired. When producing foams by the prepolymer process, the prepolymer is generally combined with a suitable blowing agent (e.g. water), a catalyst (optional), and other additives depending on the final properties desired for the foam (e.g. Flame retardants)
mixed with. The amount of water used as a blowing agent is
Approximately 0.4 mole of H 2 O to 1 NCO group per mole of NCO group
It can range from about 1000 moles of H2O per mole. In determining the amount of water, "moles of NCO groups" refers to the aliphatic NCO groups of the scavenger, as well as the NCO groups generated from the prepolymer or aromatic isocyanate in the one-shot reaction mixture.
group, but does not include NCO groups, which are theoretically required to react with all the hydroxyl groups of the polyol used in the one-shot method embodiment of the present invention. For one-shot foams, the amount of water used depends on the amount of NCO groups (required for reaction with the polyol).
Approximately 0.40 to approximately 0.55 H 2 O per mole (excluding NCO group)
Moles are preferred. The urethane prepolymers used generally consist of a polyether backbone terminated with an aromatic isocyanate (eg, TDI). Suitable aromatic isocyanates are listed below. Suitable polyether prepolymers include, for example, polyalkylene oxide ethers. Examples of these ethers include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide,
picoline oxide or methyl glucoside,
Such as reaction products with compounds having two or more reactive hydrogens such as water, resorcinol, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, etc. Further examples of the ethers include compounds such as polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene glycol, polyoxybutylene glycol, polyoxyethylene oxypropylene glycol, polyoxyethylene oxybutylene glycol, and polyoxypropylene oxybutylene glycol. I can list them. The polyether urethane prepolymer used is preferably hydrophilic. That is, it is preferred that at least 40 mol% of the oxyalkylene units in the prepolymer main chain are oxyethylene units, with the remainder being oxypropylene, oxybutylene, or other oxyalkylene units.
In the resulting polyurethane foam, the branching points of the polymeric chain are essentially linear polyoxyalkylene containing at least 40 mole % oxyethylene units (excluding the initiator at the branching point), as described above. connected by chains. Oxyethylene content is approximately 60~
Preferably it is 75 mol%. At levels of 40 to 60 mole percent oxyethylene, it may be desirable to use surfactants, such as those described above, to facilitate dispersion of the prepolymer in the water prior to foaming. Suitable prepolymers are prepared by adding an excess of polyisocyanate (eg toluene diisocyanate) to the ends of a polyoxyalkylene polyol (ie polyether). Before adding to the end, the polyol is about 200 to about
It should have a molecular weight of 20,000, preferably from about 600 to about 6,000. The hydroxy functionality and corresponding isocyanate functionality of the polyol after terminal addition is from 2 to about 8. When the foam is made from a prepolymer having an isocyanate functionality of about 2, the resulting foam is essentially linear;
It does not have the tensile strength of cross-linked foam. Thus, although linear uncrosslinked foams can be used in the present invention if the isocyanate functionality is about 2, crosslinking agents can be used. To minimize adverse reactions involving aliphatic isocyanates, the crosslinkers used should be based on aliphatic polyols (e.g.
TMOP, glycerol or pentaerythritol). Examples of suitable polyols to which polyisocyanates are added at their ends include (A) essentially linear polyols obtained, for example, by reacting ethylene oxide with water, ethylene glycol or high molecular weight glycols as an initiator; Includes types. As mentioned above, mixtures of ethylene oxide and other alkylene oxides can be used as long as the mole percent of ethylene oxide is at least 40%. Also as previously mentioned, it is desirable to use a crosslinking agent in these systems if it can be included in the water in which the prepolymer is dispersed. If the linear polyether is a mixture of ethylene oxide and, for example, propylene oxide, the polymer will be either a random or block copolymer and the terminal units can be either oxyethylene or oxypropylene. The second type of polyols (B) has a hydroxy functionality of 3
or more. Such polyols are usually prepared by reacting alkylene oxides with polyfunctional initiators such as trimethylolpropane, pentaerythritol, and the like. The alkylene oxide used in producing polyol B may be ethylene oxide or a mixture of ethylene oxide and other alkylene oxides as described above. Useful polyols include examples of linear or branched polyfunctional polyols (C) as shown in A and B above, further accompanied by an initiator or crosslinking agent. Particular examples of C include mixtures of polyethylene glycol (molecular weight approximately 1000) with trimethylolpropane, trimethylolethane or glycerin. The prepolymers useful in this invention can be obtained by subsequent reaction of this mixture with excess polyisocyanate. Alternatively, linear or branched polyols (eg polyethylene glycol) may be reacted separately with excess polyisocyanate. Initiators such as trimethylolpropane can also be reacted separately with the polyisocyanate. Two isocyanate-terminated materials can be combined to produce a prepolymer. Suitable polyisocyanates useful in making prepolymers include the compounds described below. That is, toluene-2,4-diisocyanate,
Toluene-2,6-diisocyanate, commercially available mixture of toluene-2,4- and 2,6-diisocyanates, m-phenylene diisocyanate, 3,3'-diphenyl-4,4' -bisphenylene diisocyanate, 4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dichloro-4,4'-biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, cumene-2. 4-diisocyanate, 4-methoxy-1,3-phenylene diisocyanate, 4-chloro-1,3-phenylene diisocyanate, 4-bromo-1,3-phenylene diisocyanate, 4- Ethoxy-1・3
-phenylene diisocyanate, 2,4'-diisocyanate diphenyl ether, 4,4'-diisocyanate diphenyl ether, and 4,6-dimethyl-1,3-phenylene diisocyanate. One shot method urethane foam mixture In order to clarify the differences from the present invention, a method for producing a polyurethane foam using the one shot method will be described. The one-shot method uses a mixture containing (a) an aliphatic isocyanate, (b) an aromatic isocyanate, (c) a polymeric polyol, and a catalyst system for promoting the reaction of the aromatic isocyanate with the hydroxyl groups of the polyol. (using conventional methods)
This includes foaming. The index of the aliphatic isocyanate in the mixture is preferably from about 0.01 to about 4.
0.2 to 4, and the aromatic isocyanate index is from about 110 to about 96, preferably from 99.8 to 96. The expression "index" is an art-recognized term that refers to the amount of aromatic or aliphatic isocyanate in the reaction mixture relative to the theoretical amount of isocyanate required to react with all active hydrogen compounds present in the reaction mixture. It is expressed by multiplying the actual amount of Nato by 100. Conventional catalyst systems can be used in the production of this one-shot foam. The method of using the catalyst is also conventional. However, many catalysts have been found to increase the amount of aromatic amines in the foam, and therefore the amount of catalyst used can be kept to a minimum to achieve the desired rate in the blowing reaction as well as the desired rate in the final foam. characteristics should be ensured.
As mentioned above, a suitable catalyst should promote the reaction between the polyol and the NCO groups of the aromatic isocyanate and reduce deleterious side reactions (e.g. trimerization, dimerization and biuret formation). Must be used under certain conditions. A list of conventional catalysts for promoting NCO/alcohol reactions is Polyurethanes by Saunders and Frisch:
Part 1 of Chemistry and Technology [John
Published by Wiley & Sons in 1962] Table LXX
(page 212). In one-shot foam manufacturing, all ingredients, such as polyether or polyester polyols, aromatic isocyanates, aliphatic isocyanates, blowing agents, catalysts, and any other ingredients such as UV absorbers, surfactants, fuel additives,
The fillers are mixed together and poured onto or into a mold where they are foamed. General techniques for making one-shot foams are known to those skilled in the art. See, for example, US Pat. No. 3,790,508 and British Patent No. 1,368,625. These patents are incorporated herein by reference to the extent that they teach the manufacture of foams by conventional one-shot methods. Suitable aromatic and aliphatic isocyanates as well as polyols are also described in said patents. Examples 1 to 8 Examples of the use of various aliphatic diisocyanates to reduce the amount of toluenediamine (TDA) in polyurethane foams Using the prepolymer method, prepolymers A, B, or C (described below) were added to 4 g of surfactant. including water 200
A polyurethane foam was produced by reacting with g. With the exception of Examples 6-8, the surfactant used was Pluronic L-62 (BASF-Wyandotte), a nonionic polyether-based surfactant. In Examples 6-8, the stearate surfactant Brij72 (Atlas Chemical
Division of ICI, America, Inc.). Also for control foams using prepolymers B and C.
Brij stearate surfactant was used. Control foam with Prepolymer C and Example 1:
The amount of Brij surfactant used was approximately 0.5% by weight based on the weight of the prepolymer. Prepolymer A consists of trimethylolpropane (TMOP) and Carbowax 1000 (Union Carbide
and Chemicals Corp. (polyoxyethylene glycol)) with toluene diisocyanate (TDI).
Sufficient amount of the mixture was used to give a TDI/TMOP/glycol ratio of 7.1/1/2 based on molar equivalents. Analysis of the prepolymer for free TDI showed that the prepolymer contained 3% by weight. During the production of the prepolymer, TDI was added in two steps. Enough TDI was added initially to react with 95% of the hydroxyl groups, followed by the remaining TDI. A gap of several hours between the two addition steps promotes chain elongation within the prepolymer. Prepolymer B was made using the same reactants as Prepolymer A, except that the TDI/TMOP/glycol ratio was 6.7/1/2. The prepolymer contained 1% free TDI by weight. Prepolymer C followed the method used to make Prepolymer A, but used ethylene glycol as the other reactant. The ratio of reactants used was
TDI/TMOP/polymer glycol/ethylene glycol was 8.6/1/2/1. Each foam produced as described above was
TDA was analyzed by extracting 20 g seven times with hot water followed by evaporation of the water. The extraction method is to add 20 g of foam to 150 ml of deionized water at 38°C in a beaker.
This consisted of soaking for a minute, during which time the foam was compressed several times using a spatula. This process was repeated seven times using fresh water, keeping the foam as dry as possible between extractions. The combined extracts were filtered to remove solid particles of foam and concentrated on a rotary evaporator to approximately 50 ml.
The concentrate was evaporated to dryness in a beaker placed on a hot plate to obtain about 0.134 to about 0.330 g of dry extract. The temperature was kept constantly below 60°C. Table 1 shows the results of measuring the TDA content in the extract.

【表】 上記の表1から、例1のイソシアナート発泡体
については、使用した脂肪族イソシアナートの量
を増すにつれて、36ppmと計算された最初のジ
アミン量が著しく減ることが明らかである。例
2、3及び7を比較すると、27から14、及び全く
検出できない点へと着実な減少を示している。同
様に例4および5のメチレンビス(シクロヘキシ
ルイソシアナート)について比較すると、類似の
低下を示している。各脂肪族ジイソシアナートは
二官能性であり、かつ重合反応が若干関与するこ
とが予想されるので、この低下は意外である。し
かし、発熱性の重合条件があるのも拘らず、脂肪
族イソシアナートの存在により、残留全抽出物の
量及び発泡体中の遊離トリレンジアミンに対して
依然として顕著な影響を与えることを示した。 例 9〜15 芳香族アミン用のスカベンジヤーとしてのビス
(3−メチル−4−イソシアナート)メタンの
利用 発泡の前に、種々の量のビス(3−メチル−4
−イソシアナート)メタンを2種の異なる親水性
ウレタンプレポリマー(プレポリマーF及びG)
と混合した。発泡は、プレポリマー(100部)、水
(100部)及び界面活性剤(2部)を混合すること
によつて行なつた。使用した界面活性剤は
Pluronic L−62(BASF/ワイアンドツト)で
あつた。得られた発泡体は、例9〜18に述べた方
法に従つて、芳香族アミンの残留量を分析した。
この結果を表3に示す。 プレポリマーFは、ポリエチレングリコール
(分子量1000)をTMOPと混合することによつて
製造した。存在するヒドロキシル基の95%を末端
付加するに足るTDIを加え、続いて理論量より10
%過剰となるようにTDIを加えた。TDIを最初に
加えた後、最終的に15%のTDIを加える前に、混
合物を数時間にわたつて反応させるに任せた。
PEG1000/TMOPのモル比は2/1であつた。 プレポリマーGは、プレポリマーFと同じ一般
的方法で製造したが、PEG1000/TMOPの比は
磁2/0.66であつた。また、最初の添加の間には
92%のみのTDIを加えた。反応時間の経過後に、
さらに13%のTDIを加えた。 対照1及び例9〜12ではプレポリマーFを用い
た。対照2および例13〜15ではプレポリマーGを
用いた。
Table 1 From Table 1 above, it is clear that for the isocyanate foam of Example 1, as the amount of aliphatic isocyanate used increases, the initial amount of diamine, calculated at 36 ppm, decreases significantly. Comparing Examples 2, 3 and 7 shows a steady decrease from 27 to 14 and completely undetectable. A similar comparison for methylene bis(cyclohexyl isocyanate) in Examples 4 and 5 shows a similar reduction. This decrease is surprising since each aliphatic diisocyanate is difunctional and one would expect some polymerization reaction to be involved. However, we showed that despite the exothermic polymerization conditions, the presence of aliphatic isocyanates still has a significant effect on the amount of residual total extractables and free tolylene diamine in the foam. . Examples 9-15 Utilization of bis(3-methyl-4-isocyanato)methane as a scavenger for aromatic amines.
-isocyanate) methane into two different hydrophilic urethane prepolymers (prepolymers F and G)
mixed with. Foaming was carried out by mixing prepolymer (100 parts), water (100 parts) and surfactant (2 parts). The surfactant used was
It was Pluronic L-62 (BASF/Wyandts). The resulting foams were analyzed for residual aromatic amines according to the method described in Examples 9-18.
The results are shown in Table 3. Prepolymer F was prepared by mixing polyethylene glycol (molecular weight 1000) with TMOP. Add enough TDI to terminate 95% of the hydroxyl groups present, followed by 10% more than the theoretical amount.
TDI was added in % excess. After the initial addition of TDI, the mixture was allowed to react for several hours before the final addition of 15% TDI.
The molar ratio of PEG1000/TMOP was 2/1. Prepolymer G was prepared in the same general manner as Prepolymer F, but the ratio of PEG1000/TMOP was 2/0.66. Also, during the first addition
Added only 92% TDI. After the reaction time has passed,
Added an additional 13% TDI. Control 1 and Examples 9-12 used Prepolymer F. Control 2 and Examples 13-15 used Prepolymer G.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) 芳香族ポリイソシアナートを末端に有す
るポリオールまたはポリオール混合物からなる
親水性ウレタンプレポリマー、ただしこのイソ
シアナートを末端に有するポリオールの少くと
も一つはヒドロキシル基を末端に付加する親水
性エチレンオキシドホモポリマーまたはコポリ
マー(そのエチレンオキシド含量は少なくとも
40モル%である)を芳香族ポリイソシアナート
と反応させることによつて得られるものとす
る、 (b) 該プレポリマーの約8重量%までの量で存在
する脂肪族イソシアナート、 (c) 該プレポリマーの−NCOの各1モル毎に6.5
〜390モルの水、 以上(a)、(b)および(c)とからなる混合物を発泡す
ることからなる、遊離芳香族アミン類の量を減少
させた流体透過性の親水性ポリウレタン発泡体の
製造法。 2 ウレタンプレポリマーが1分子当り少くとも
3個のヒドロキシル基を有する単量体アルコール
およびポリオキシエチレンポリオールに含まれる
−OH基と、芳香族イソシアナートの−NCOとの
間の反応によつて得られる反応生成物であつて、
その末端に芳香族イソシアナートを付加して有す
るものである特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 前記プレポリマーが1分子当り3個のヒドロ
キシル基を有する脂肪族アルコールおよびポリオ
キシエチレングリコールに含まれる−OH基と、
芳香族イソシアナートの−NCOとの間の反応に
よつて得られる反応生成物であつて、その末端に
芳香族イソシアナートを付加して有するものであ
る特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 脂肪族イソシアナートが4・4′−メチレンビ
スシクロヘキシルジイソシアナートである特許請
求の範囲第1項記載の方法。 5 脂肪族イソシアナートがイソホロンジイソシ
アナートである特許請求の範囲第1項記載の方
法。 6 脂肪族イソシアナートがビス(3−メチル−
4−イソシアナートシクロヘキシル)メタンであ
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 7 脂肪族イソシアナートがトリス(6−イソシ
アナートヘキサメチレン)ビウレツトである特許
請求の範囲第1項記載の方法。 8 発泡体を製造した後に発泡体の乾燥工程を含
む特許請求の範囲第1項記載の方法。
[Scope of Claims] 1 (a) A hydrophilic urethane prepolymer consisting of a polyol or polyol mixture having an aromatic polyisocyanate at its end, provided that at least one of the isocyanate-terminated polyols has a hydroxyl group at its end. hydrophilic ethylene oxide homopolymer or copolymer whose ethylene oxide content is at least
(b) an aliphatic isocyanate present in an amount up to about 8% by weight of the prepolymer; (c) 6.5 for each mole of -NCO in the prepolymer
of a fluid-permeable hydrophilic polyurethane foam with a reduced amount of free aromatic amines, consisting of foaming a mixture of (a), (b) and (c) with ~390 moles of water; Manufacturing method. 2 The urethane prepolymer is obtained by the reaction between the -OH groups contained in monomeric alcohols and polyoxyethylene polyols having at least three hydroxyl groups per molecule and -NCO of aromatic isocyanates. a reaction product that is
The method according to claim 1, which has an aromatic isocyanate added to its terminal end. 3 -OH groups contained in the aliphatic alcohol and polyoxyethylene glycol in which the prepolymer has three hydroxyl groups per molecule;
3. The method according to claim 2, which is a reaction product obtained by the reaction between an aromatic isocyanate and -NCO, which has an aromatic isocyanate added to its terminal end. 4. The method according to claim 1, wherein the aliphatic isocyanate is 4,4'-methylenebiscyclohexyl diisocyanate. 5. The method according to claim 1, wherein the aliphatic isocyanate is isophorone diisocyanate. 6 Aliphatic isocyanate is bis(3-methyl-
4-Isocyanatocyclohexyl)methane. 7. The method according to claim 1, wherein the aliphatic isocyanate is tris(6-isocyanatohexamethylene)biuret. 8. The method according to claim 1, which comprises a step of drying the foam after producing the foam.
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