JPS6356252B2 - - Google Patents

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JPS6356252B2
JPS6356252B2 JP55171110A JP17111080A JPS6356252B2 JP S6356252 B2 JPS6356252 B2 JP S6356252B2 JP 55171110 A JP55171110 A JP 55171110A JP 17111080 A JP17111080 A JP 17111080A JP S6356252 B2 JPS6356252 B2 JP S6356252B2
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JP
Japan
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polyol
mixture
flexural modulus
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Ruroi Uisugaa Robaato
Ansonii Purano Maaku
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Olin Corp
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Publication date
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Publication of JPS6356252B2 publication Critical patent/JPS6356252B2/ja
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Description

【発明の詳现な説明】
本発明は、硬化された時に、高い曲げモゞナラ
ス倀、すなわち宀枩玄24℃玄75〓で枬定
しお玄7031Kgcm3玄100000psi以䞊を有し、
以䞋「高曲げモゞナラス」high flexural
modulusりレタン生成物ず称する生成物および
䜎い曲げモゞナラス倀、すなわち宀枩玄24℃
で枬定しお玄7031Kgcm2以䞋を有し、以䞋「䜎曲
げモゞナラス」low flexural modulusりレタ
ン生成物ず称する他の生成物を生成するりレタン
゚ラストマ組成物に関する。宀枩で枬定しお玄
3515Kgcm2〜玄7031Kgcm2の範囲の曲げモゞナラ
ス特性を有する生成物を以䞋「䞭曲げモゞナラ
ス」intermediate flexural modulus生成物ず
いう。高、䞭および䜎曲げモゞナラスりレタン生
成物は自動車甚郚品ずしお採甚される。䟋えば、
高曲げモゞナラスりレタン生成物は前郚、埌郚お
よび䌞展郚スポむラヌのような倖郚自動車郚
品ずしお甚い、䜎曲げモゞナラスりレタン生成物
は䞀䜓プヌシアfull fascia自動車の前郚お
よび埌郚端ずしお甚いるこずが倚い。 さらに詳しくいうず、本発明は反応射出成圢装
眮で混合しおミクロ现胞状のmicrocellular
りレタン゚ラストマ組成物を生成するこずのでき
る二成分型液䜓組成物two−part liquid
compositionにおいお、䞭分子量ポリオヌル類
を䜎分子量グリコヌルずずもに鎖延長剀ずしお䜿
甚するこずに関する。「反応射出成圢装眮」
reaction injection molding apparatusずい
う語は、明现曞および特蚱請求の範囲を通じお、
反応剀混合系および共同する配管ずポンプ類、蚈
枬ずモニタヌ装眮、加圧型衝突混合ヘツドおよび
共同するモヌルドからなるものずしお甚いる。
「䞭分子量ポリオヌル」ずいう語は、明现曞およ
び特蚱請求の範囲を通じお「250〜1600の平均分
子量ず少くずもの平均官胜性をもち、か぀糖ず
アミンあるいはグリセリンずの混合物にアルキレ
ンオキシドを付加しお埗られるポリオヌル」を意
味するものずしお甚いる。この䞭分子量ポリオヌ
ルの奜たしい平均分子量は300〜1550である。奜
たしい糖は埌述するように、スクロヌス官胜
性ずデキストロヌス官胜性である。た
た、「䜎分子量グリコヌル」ずいう語は、同様に
「䞭分子量ポリオヌルよりも䜎い分子量を有する
官胜性のポリオヌル」を意味するものずしお甚
いる。即ち、分子量が250未満のゞオヌルであり、
特に奜たしい䜎分子量グリコヌルは埌述のように
゚チレングリコヌルである。 りレタン゚ラストマ組成物は、䞀般に、高圧衝
突混合機を甚いお反応性の高い化孊薬品から重合
䜓組成物を生成する方法に盞圓する反応射出成圢
系においお調補する。反応射出成圢法は、二成分
型液䜓組成物を、該組成物䞭の成分が反応し、硬
化し、発泡しお所望圢状の補品を生成するモヌル
ドに盎接射出するこずにより自動車衝撃系を補造
する際によく採甚される。 反応射出成圢組成物に甚いる゚ラストマは、䞀
緒に結合しお鎖を圢成する、反応剀のブロツクを
包含するものず考えられおいる。ベヌスポリオヌ
ル、鎖延長剀、および觊媒のような反応剀は、有
機む゜シアネヌトのような他の反応剀ず合わせお
りレタンブロツク重合䜓鎖を生成させる。このブ
ロツク重合䜓のポリオヌルセグメントは、普通は
「軟質セグメント」ず呌び、む゜シアネヌト鎖
延長剀ブロツクは普通は「硬質セグメント」ず呌
ぶ。反応射出成圢凊方においお、異皮のゞオヌル
およびトリオヌルをベヌスポリオヌルずしお甚い
るこずは呚知である。む゜シアネヌトブロツクが
鎖延長剀たたは亀差結合剀をそれに加えるこずに
より倉性しうるこずもよく知られおいる。埓来、
−ブタンゞオヌルおよび゚チレングリコヌ
ルは単独たたは䞀緒に反応射出成圢組成物の鎖延
長剀ずしお甚い曲げモゞナラス特性を増加するよ
うにしお来た。理論に拘束されなければ、鎖延長
剀たたは亀差結合剀は、む゜シアネヌトず結合し
お比范的軟質のポリオヌルセグメントより比范的
硬質のブロツクを生成するものず考えられる。
「硬質セグメント」は、反応しお軟質ポリオヌル
セグメントより可撓性の少ない鎖を生成する延長
剀およびむ゜シアネヌトの短かいブロツクを含
み、䞀般に軟質セグメントずは混和しない。この
ため、軟質および硬質セグメントは硬化の際に盞
分離を起し易い。この結果ずしお、硬質セグメン
トは軟質で可撓性のポリ゚ヌテルセグメントに察
しお束瞛もしくは亀差結合点ずしお䜜甚し、順次
硬化反応射出成圢生成䞊の曲げモゞナラスのよう
な物性を改良するに到る。 硬化されたりレタン゚ラストマ組成物の曲げモ
ゞナラスは、硬化された組成物の曲げもしくはた
わみに察する抵抗の尺床ずなる。曲げモゞナラス
の倀ずそれが枬定される枩床ずの間の間係は高曲
げモゞナラスりレタン生成物に察するものず䜎曲
げモゞナラスりレタン生成物に察するものずは
ほゞ同じである。兞型的には、その曲げモゞナラ
スは殆んど盎線的であるが、枩床ずは反察に倉化
する。曲げモゞナラスは、高枩玄70℃玄158
〓では比范的䜎い倀を、玄宀枩玄24℃で
は䞭間倀を、そしお䜎枩玄−29℃玄−20〓
ではより高い倀をも぀。高枩䞋では、著るしい熱
たわみsagが䜎い曲げモゞナラス倀により起
こり、䜎枩䞋では、脆化ず砎壊の間題が比范的高
い曲げモゞナラス特性ず関連しお起る。 明现曞ず特蚱請求の範囲を通じお、「曲げモゞ
ナラス比」ずいう語は、本発明の硬化されたりレ
タン生成物に぀いお䜎枩䞋で枬定した曲げモゞナ
ラスを高枩䞋で枬定した曲げモゞナラスの倀で割
぀た商ず定矩する。曲げモゞナラス比は、実際に
は、曲げモゞナラス倀をそれが枬定される枩床の
関数ずしおプロツトした傟斜である。最終の硬化
生成物の適甚に際しおは、高曲げモゞナラスりレ
タン生成物および䜎曲げモゞナラスりレタン生成
物の双方に察しお䜎い曲げモゞナラス比を有する
硬化生成物を埗るこずが最終の生成物の加工特性
の故に望たしい。䟋えば、高曲げモゞナラスりレ
タン硬化生成物に察しおは、玄〜玄15の範囲の
曲げモゞナラス比が望たしい。䜎曲げモゞナラス
比の硬化された生成物に察しおは、奜たしい曲げ
モゞナラス比は玄1.0〜玄3.25の範囲にある。実
際に、曲げモゞナラスの䞀郚の傟斜は枩床の関数
ずしおに近ずくのが、高、䞭および䜎曲げモゞ
ナラス特性にず぀お非垞に望たしい。 埓来技術でも、−ブタンゞオヌルもしく
ぱチレングリコヌルおよびむ゜シアネヌトの量
を増加しお甚い硬化されたりレタン生成物の曲げ
モゞナラス特性を改良しようずしお来た。高䟡な
む゜シアネヌトの量を増加するず、硬化される生
成物が高䟡ずなり、䞀方、−ブタンゞオヌ
ルを甚いるず、曲げモゞナラス特性にあたり顕著
な改良をもたらさない。反応射出成圢組成物䞭の
鎖延長剀ずしおの゚チレングリコヌルの量を増加
するこずにより曲げモゞナラス特性を改良する努
力には限界がある。䜕故なら反応射出成圢組成物
䞭で高氎準で゚チレングリコヌルを甚いるず組成
物のチヌズ化ずい぀た加工の困難が生じるからで
ある。 したが぀お、高枩䞋玄70℃で高い増加さ
れた曲げモゞナラスを、宀枩䞋玄24℃で高
い増加された曲げモゞナラスを、䜎枩䞋玄
−29℃で比范的䜎い曲げモゞナラスを有し、そ
れらはむ゜シアネヌトおよびたたぱチレング
リコヌルの量を最小限床だけ増加しお硬化された
りレタン生成物にもたらされるような改良された
反応射出成圢組成物に察する必芁性が生じた。し
たが぀お、硬化された時に、む゜シアネヌトおよ
びたたぱチレングリコヌルの最小限床だけの
増加量をも぀お、䜎い曲げモゞナラス比たたは
曲げモゞナラス察枩床を有するりレタン生成物
を生成するような改良された反応射出成圢組成物
に察する必芁性が生じた。 本発明の第䞀目的は、反応されそしお硬化され
た時に、埓来の組成物ず比べおむ゜シアネヌトの
重量圓り、玄70℃でより高い曲げモゞナラスを、
箄24℃でより高い曲げモゞナラスを、しかも玄−
29℃お比范的䜎い曲げモゞナラスを有する、改良
された二成分型反応射出成圢組成物を提䟛するこ
ずである。 本発明の他の目的は、硬化された時に、玄−29
℃での曲げモゞナラスの玄70℃での曲げモゞナラ
スに察する比の小さい改良された反応射出成圢組
成物を提䟛するこずにある。 本発明のもう䞀぀の目的は、遞択された硬質ポ
リオヌルを倚䟡グリコヌルず混合しお鎖延長剀ず
しお甚い、それにより反応射出成圢組成物の曲げ
モゞナラス特性を改良するのに甚いられるむ゜シ
アネヌトおよび゚チレングリコヌルの量を最小ず
するこずによ぀お反応射出成圢組成物の曲げモゞ
ナラスを改良するこずである。 さらに本発明の別の目的は、改良された加工特
性processing characteristicsをも぀改良さ
れた反応型射出成圢組成物を提䟛するこずにあ
る。 本発明の䞊蚘の目的は、反応射出成圢装眮にお
いお混合され、硬化された時に、改良された曲げ
モゞナラス特性も぀ミクロ现胞状のりレタン゚ラ
ストマを生成するこずのできる二成分型液䜓組成
物によ぀お達成される。本発明は䞊蚘の組成物に
関する䞋蚘の発明である。 反応射出成圢装眮においお混合され、硬化され
た時に、改良された曲げモゞナラス特性をも぀ミ
クロ现胞状のりレタン゚ラストマを生成するこず
のできる二成分型液䜓組成物であ぀お、該組成物
は、(A)有機む゜シアネヌトからなる成分、“”、
および(B)(i)(a)1800〜7000の範囲の平均分子量およ
び(b)〜の平均官胜性をも぀ベヌスポリオヌ
ル、(ii)(a)分子量250未満の䜎分子量グリコヌルお
よび(b)250〜1600の平均分子量ず少なくずもの
平均官胜性をもち、か぀糖ずアミンあるいはグリ
セリンずの混合物にアルキレンオキシドを付加し
お埗られる䞭分子量ポリオヌルからなる鎖延長剀
混合物(iii)觊媒および(iv)発泡剀からなる成分“”
からなり、該成分“”䞭で甚いられる該鎖延長
剀混合物の量が該成分“”100郚圓り12〜40郚
の範囲内にあり、該成分“”の該鎖延長剀混合
物䞭で甚いられる該䞭分子量ポリオヌルの量が該
成分“”の100郚圓り少なくずも郚である䞊
蚘組成物。 りレタン゚ラストマ初期硬化性precure組
成物および特に反応射出成圢系の初期硬化性組成
物は、展型的には、通垞成分“”および“”
ずしお指瀺される二成分系ずしお蚘茉する。 成分“”および郚分“”呜名法は圓該技術
においお広く採甚されおおり、この明现曞および
特蚱請求の範囲を通じお、初期硬化性組成物を正
確に蚘茉する䟿宜䞊甚いおいる。 本発明の方法においお、成分“”はむ゜シア
ネヌトおよび皮々のむ゜シアネヌトの混合物から
なる。このむ゜シアネヌト反応剀は、兞型的に
は、ポリりレタンの補造においお慣甚され、䞀皮
もしくはそれ以䞊の有機ゞむ゜シアネヌトおよび
有機重合䜓む゜シアネヌトpolymeric
isocyanatesを含む有機む゜シアネヌトである。 成分“”ずしおこの組成物においお甚いられ
る代衚的な有機ゞむ゜シアネヌトは、トル゚ンゞ
む゜シアネヌト、その−および−異
性䜓の8020異性䜓混合物もしくは6535異性䜓
混合物、゚チレンゞむ゜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、キシレンゞむ゜シアネヌト、
′−ビトル゚ン−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、4′−メチレン
ゞプニレンゞむ゜シアネヌトおよびそれらの混
合物を含む。 他の適圓な有機ゞむ゜シアネヌトは、ベヌスむ
゜シアネヌトから調補される付加物およびプレポ
リマヌを含む。適圓な䟋は、アツプゞペンカンパ
ニヌUpjohn Companyから「ISONATE」
ずいう登録商暙で売られおいるメチレンビスフ
゚ニルむ゜シアネヌトおよびメチレンビスプ
ニルむ゜シアネヌト付加物を含む。 奜たしい有機ゞむ゜シアネヌトは、玔粋なメチ
レンゞむ゜シアネヌトおよびゞプロピレングリコ
ヌルからなり、官胜性が玄のむ゜シアネヌトプ
レポリマヌ、䟋えばISONATE181平均官胜性
が玄2.4ずみられるメチレンゞむ゜シアネヌトず
重合䜓メチレンゞむ゜シアネヌトの半粗補
semi−crude圢、䟋えばISONATE191およ
びカルボゞむミドを含み平均官胜性が玄2.2ずみ
られる液䜓メチレンゞむ゜シアネヌト、䟋えば
ISONATE143Lを含む。 トル゚ンゞアミン類の混合物のホスゲン化によ
り調補される粗補トル゚ンゞむ゜シアネヌト、も
しくは粗補ゞプニルメチルアミンのホスゲン化
により調補される粗補ゞプニルメタンむ゜シア
ネヌトのような粗補む゜シアネヌトもたた該組成
物の成分“”ずしお甚いるこずができる。 重合䜓ポリむ゜シアネヌトもたた本発明の方法
においお成分“”ずしお甚いるこずができる。
このような物質は1954幎月13日にSeager et al
に䞎えられた米囜特蚱第2683370号明现曞および
1967幎月12日にGemeinhardtに䞎えられた米
囜特蚱第3341363号明现曞に䟋瀺されおいる。こ
れらの二぀の特蚱の党開瀺はこゝに匕甚するこず
により組入れる。 代衚的な重合䜓ポリむ゜シアネヌトは、䞋蚘の
匏によ぀お瀺されるものであり、匏䞭は〜
の数、は氎玠もしくは䜎玚アルキルすなわ
ち、〜個の炭玠を含むを衚わす 奜たしい重合䜓む゜シアネヌトは、ポリりレタ
ンフオヌム補造甚に垂販されおいるようなポリメ
チレンポリプニルむ゜シアネヌトである。これ
らは、䞊蚘匏でが氎玠であるような䞀皮もし
くはそれ以䞊のポリむ゜シアネヌトを含む混合物
である。特に奜たしいポリメチレンポリプニル
む゜シアネヌトは、玄2.1〜玄3.5の範囲の平均
NCO官胜性を有するものである。本明现曞およ
び特蚱請求の範囲においお甚いられおいるよう
に、「重合䜓ポリむ゜シアネヌト」および「ポリ
メチレンポリプニルむ゜シアネヌト」ずいう語
は䞀皮もしくはそれ以䞊のこの皮のポリむ゜シア
ネヌト類を含む意であるこずが理解されよう。代
衚的な重合䜓む゜シアネヌトは、ポリプニレン
ポリメチレンむ゜シアネヌト、−プニレンゞ
む゜シアネヌト、オキシビス−−プニルむ
゜シアネヌト、4′−ゞむ゜シアネヌト−
3′ゞメチルゞプニル、゚チレンビス−−フ
゚ニルむ゜シアネヌト、む゜プロピレンビス−
−プニルむ゜シアネヌト、−プニルゞ
む゜シアネヌト、4′−ゞむ゜シアネヌトゞフ
゚ニル、これらの類䌌物、およびこれらの混合物
を含む。 成分“”は、ベヌスポリオヌル、鎖延長剀混
合物および觊媒からなる。数皮のポリオヌルもし
くはそれらの混合物もたたベヌスポリオヌルずし
お甚いるこずができる。「ベヌスポリオヌル」ず
いう語は、本発明曞および特蚱請求の範囲を通し
お倧郚分のポリオヌル成分、代衚的には成分
“”および成分“”の合蚈100郚圓り60〜80郚
の範囲のポリオヌル成分を意味するものずしお定
矩する。代衚的なベヌスポリオヌルは(1)脂肪族ポ
リ゚ステルポリオヌル、(2)脂肪族ポリ゚ヌテルポ
リオヌル、(3)芳銙族ポリ゚ヌテルポリオヌル、(4)
芳銙族グラフトポリオヌルおよび(5)脂肪族グラフ
トポリオヌルで、これらの重合䜓ポリオヌルは、
1979幎月日にFrank J. Preston et alに䞎え
られた米囜特蚱第4153643号明现曞に䟋瀺されお
いる。この明现曞の党開瀺は匕甚するこずにより
本明现曞に組入れる。 このベヌスポリオヌルは、〜、奜たしくは
〜の範囲の平均官胜性を有する。そのヒドロ
キシル䟡は、10〜125、奜たしくは15〜115の範囲
にある。盎鎖状および分枝鎖状ポリオヌルの䞡方
ずもベヌスポリオヌルずしお甚いるこずもでき
る。 本発明の組成物の成分“”においおベヌスポ
リオヌルずしお甚いる奜たしい脂肪族ポリオヌル
反応剀は、脂肪族ポリ゚ステルポリオヌル、脂肪
族ポリ゚ヌテルボリオヌルおよびそれらの混合物
から遞択される。脂肪族ポリオヌルは、この皮の
任意の化合物たたはこの皮の化合物の䞀皮もしく
はこれ以䞊の混合物でよい。ポリオヌルもしくは
ポリオヌル類の混合物は、1800〜7000、奜たしく
は2000〜5000、最も奜たしくは2500〜4000の範囲
の平均圓量重量を有する。 脂肪族ポリ゚ステルポリオヌルは、ポリカルボ
ン酞ず倚䟡アルコヌルずの反応生成物を含む。ポ
リカルボン酞の䟋ずしおは、シナり酞、マロン
酞、コハク酞、グルタル酞、アゞピン酞、ピメリ
ン酞、スベリン酞、アれラむン酞、および類䌌物
が挙げられる。倚䟡アルコヌルの䟋ずしおは、゚
チレングリコヌル、−プロピレングリコヌ
ル、−プロピレングリコヌル、ブチレング
リコヌル、ブタンゞオヌル、ペンタンゞオヌル、
グリセリン、トリメチロヌルプロパン、トリメチ
ロヌルヘキサン、ペンタ゚リスリトヌル、゜ルビ
トヌル、ヘキサン−−−トリオヌル、
−メチルグルコシド、それらの混合物および類䌌
物のような皮々のゞオヌル、トリオヌル、テトロ
ヌルおよびより高官胜性のアルコヌルなどが挙げ
られる。 ヒドロキシ末端で〜玄90パヌセントの第䞀玚
ヒドロキシル基をも぀こずを特城ずする脂肪族ポ
リ゚ヌテルポリオヌルおよびそれらの混合物が最
も奜たしいベヌスポリオヌル反応剀である。 適圓な脂肪族ポリ゚ヌテルポリオヌルは、皮々
のポリオキシアルキレンポリオヌルおよびそれら
の混合物を含む。ポリ゚ヌテルポリオヌルは、公
知の方法により、ランダムもしくは段階的付加法
を甚いおアルキレンオキシドたたはアルキレンオ
キシド類の混合物を倚䟡開始剀たたは開始剀の混
合物ず瞮合するこずによ぀お調補するこずができ
る。アルキレンオキシドずしおは䟋えば゚チレン
オキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシ
ド、アミレンオキシドなどが挙げられ、スチレン
オキシドのようなアラルキレンオキシド、トリク
ロロブチレンオキシドのようなハロゲン化アルキ
レンオキシドなども甚いられる。最も奜たしいア
ルキレンオキシドは、ランダムもしくは段階的オ
キシアルキル化を甚いるプロピレンオキシドたた
はそれず゚チレンオキシドの混合物である。 脂肪族ポリ゚ヌテルポリオヌル反応剀を調補す
るずきに甚いられる倚䟡開始剀は、(a)゚チレング
リコヌル、−プロピレングリコヌル、
−プロピレングリコヌル、ブチレングリコヌ
ル、ブタンゞオヌル、ペンタンゞオヌルおよび類
䌌物のような脂肪族ゞオヌル、(b)グリセリン、ト
リメチロヌルプロパン、トリ゚チロヌルプロパ
ン、トリメチロヌルヘキサンおよび類䌌物のよう
な脂肪族トリオヌル、(c)゜ルビトヌル、ペンタ゚
リスリトヌル、メチルグルコシドおよび類䌌物の
ようなより高官胜性のアルコヌル、(d)テトラ゚チ
レンゞアミンのようなポリアミン、および(e)ã‚žã‚š
タノヌルアミン、トリ゚タノヌルアミンおよび類
䌌物のようなアルカノヌルアミンなどを含む。 脂肪族ポリ゚ヌテルポリオヌルを調補するずき
に甚いる倚䟡開始剀の奜たしいグルヌプは、゚チ
レングリコヌル、プロピレングリコヌル、グリセ
リン、トリメチロヌルプロパンおよび類䌌物のよ
うな脂肪族ゞオヌルおよび脂肪族トリオヌルを包
含するものである。 アルキレンオキシド−倚䟡開始剀瞮合反応は、
KOHのような圓該技術においお呚知のアルカリ
金属氎酞化物の存圚䞋で行なうのが奜たしい。反
応を実斜するに際し、充分な割合のアルキレンオ
キシドを甚いお1000〜7000、奜たしくは、1200〜
5000の平均分子量を有する最終ポリオヌルを䞎え
るようにする。該觊媒はその埌陀去するのが奜た
しく、本発明の組成物を調補するのに甚いるこず
のできる脂肪族ポリ゚ヌテルポリオヌルが残る。 本発明の方法に甚いるこずのできる他のポリ゚
ヌテルおよびポリ゚ステルポリオヌルは、1978幎
月日、Wolf von Bonin et alに䞎えられた
米囜特蚱第4098731号明现曞に列挙されおいるも
のを含む。その特蚱の開瀺は、匕甚するこずによ
぀おその党おを本明现曞に組入れる。 さらに成分“”は、䜎分子量グリコヌルおよ
び少なくずも䞀皮の䞭分子量グリコヌルからなる
鎖延長剀混合物を含む。代衚的な䜎分子量グリコ
ヌルは、゚チレングリコヌル、プロピレングリコ
ヌル、−プロパンゞオヌル、メ゜−
−ブタンゞオヌル、−ブタンゞオヌル、類
䌌物およびそれらの混合物を含む。゚チレングリ
コヌルは奜たしい䜎分子量グリコヌルであり、圓
該技術においお呚知の方法により調補するこずが
できる。 本発明においお甚いられる䞭分子量ポリオヌル
は、スクロヌルやデキストロヌスなどの糖ずアミ
ンあるいはグリセリンずの混合物にアルキレンオ
キシドを付加しお埗られるポリオヌルであり、そ
の代衚的な䞭分子量ポリオヌルは、玄モルのス
クロヌスのような砂糖ず玄〜玄モルのアミン
の共開始剀coinitiator混合物から調補された
スクロヌスアミン䞭分子量ポリオヌルを含む。 代衚的アミンは、アンモニアを察応するアルキ
レンオキシドず反応させるこずによ぀お調補され
るモノ−、ゞ−およびトリ゚タノヌルアミン、モ
ノ−、ゞ−およびトリむ゜プロパノヌルアミンお
よびトリむ゜ブタノヌルアミン、−メチル−ゞ
゚タノヌルアミンおよび−゚チル−ゞ゚タノヌ
ルアミンのような−アルキル−アルカノヌルア
ミン、䜎玚脂肪族モノアルキルアミン、ゞアルキ
ルアミン、シクロアルキルアミン、アラルキルア
ミン、および゚チレンゞアミンのようなアルキレ
ンゞアミン、およびゞ゚チレントリアミンおよび
トリ゚チレンテトラミンのようなポリアルキレン
ポリアミンを含む。 スクロヌスアミン䞭分子量ポリオヌルは、実質
的に無氎条件䞋か぀KOHのようなアルカリ金属
氎酞化物觊媒の存圚䞋で、初めはプロピレンオキ
シド、終りにぱチレンオキシドにより共開始剀
混合物をオキシアルキル化するこずにより調補さ
れる。甚いられるプロピレンオキシドの氎準は、
550〜700の範囲内の䞭間的なヒドロキシル䟡混
合物䞭のOH基圓り玄モルのプロピレンオキシ
ドに盞圓するを䞎えるようなものであり、そし
お゚チレンオキシドの氎準は、党アルキレンオキ
シドに察しお玄10〜玄20重量パヌセントである。
最終的なスクロヌスアミン䞭分子量ポリオヌル生
成物は、450〜650の範囲のヒドロキシル䟡ず遊離
アミノ基の䞍存圚によ぀お特城付けられ、スクロ
ヌスおよびアミン䞭の掻性氎玠圓り玄モルより
倚いプロピレンオキシドを有する。 奜たしいスクロヌスアミン䞭分子量ポリオヌル
は、スクロヌスずゞ゚タノヌルアミンからなり、
450〜650の範囲内のヒドロキシル䟡を有する。 他の奜たしい䞭分子量ポリオヌルは、スクロヌ
スゞ゚タノヌルアミングリセリンからなり、
オヌリンコヌポレヌシペンOlin Corporation
により登録商暙Poly− 71−351で垂販されお
おり、玄351のヒドロキシル䟡をも぀ものを含む。 本発明の方法においお甚いるこずのできる他の
スクロヌスアミン䞭分子量ポリオヌルは、たた
1964幎10月13日および1965幎12月日、Marco
Wismer et alに䞎えられた米囜特蚱第3153002号
および第3222357号明现曞、1975幎月11日、
Louis Robert Knodelに䞎えられた米囜特蚱第
3865806号明现曞および1969幎月27日、
Roxburgh Richmond Aitken et alに䞎えられ
た米囜特蚱第3446848号明现曞に蚘茉されおいる
ものを含む。これらの特蚱の党開瀺は、匕甚する
こずにより本明现曞に組入れる。 さらに、他の䞭分子量ポリオヌルは、(1)デキス
トロヌスおよびグリセリンの共開始剀混合物から
普通はBF3觊媒を甚いお調補された䞭分子量ポリ
オヌルを含む。これらの共開始されたデキストロ
ヌスグリセリン混合物は、次いでプロピレンオ
キシドでキダツプされ、兞型的には、300〜600、
奜たしくは、玄350〜玄550の範囲のヒドロキシル
䟡をも぀。平均官胜数は、〜の範囲内にあ
る。兞型的には、〜モルのデキストロヌスを
グリセリンのモル圓り甚いる。たた他の䞭分子量
ポリオヌルは(2)スクロヌスずグリセリンの共開始
剀混合物から普通はKOHのようなアルカリ金属
氎酞化物觊媒を甚いお調補された䞭分子量ポリオ
ヌルを含む。反応埌、その共開始剀デキストロヌ
スグリセリン混合物は、゚チレンオキシドもし
くはブロピレンオキシドもしくはその䞡方の混合
物でキダツプされる。その䞭分子量ポリオヌル生
成物は、300〜600、奜たしくは、350〜550の範囲
のヒドロキシル䟡を有する。平均官胜性は〜
の範囲にある。兞型的には、スクロヌスの玄モ
ルを共開始剀混合物䞭のグリセリンモル圓り甚
いる。 高曲げモゞナラス反応射出成圢組成物では、倚
官胜性グリコヌルおよび少なくずも䞀皮の䞭分子
量グリコヌルからなる鎖延長剀混合物の濃床は、
成分“”の100郚圓り鎖延長剀混合物玄23〜玄
25郚の範囲にある。成分“”の100郚圓り少な
くずも玄郚の䞭分子量ポリオヌルが鎖延長剀混
合物䞭に含たれる。䜎曲げモゞナラス反応射出成
圢組成物では、成分“”の100郚圓り10〜22郚
の鎖延長剀混合物を甚いる。成分“”の100郚
圓り少なくずも〜郚の䞭分子量ポリオヌルが
䜎分子量グリコヌルを含む鎖延長剀混合物䞭に含
有される。 本発明の方法においおは、高曲げモゞナラスお
よび䜎曲げモゞナラス反応射出成圢組成物の双方
のために少なくずも䞀皮、奜たしくは、二皮の觊
媒を成分“”の䞀成分ずしお甚いる。觊媒は䞀
般に反応射出成圢組成物の成分たたはポリオヌ
ル成分に添加する。代衚的な觊媒は、第䞉玚アミ
ン觊媒、有機錫觊媒およびそれらの組合わせを含
む。 代衚的な第䞉玚アミン觊媒は、(1)トリ゚チルア
ミン、−メチルモルホリン、トリ゚チレンゞア
ミン、N′N′−テトラメチル−
−ブタンゞアミンおよびそれらの混合物、および
(2)氎酞基を含みポリりレタンを亀差結合するこず
のできる第䞉玚アミンを含む。この第䞉玚アミン
ずしおは、䟋えば䞋蚘の䞀般匏 〔ただし、X1、X2、X3およびX4は同じかたたは
異なるもので、基−−アルキレンは
〜の敎数で、「アルキレン」は炭玠数〜10
の二䟡の脂肪族飜和炭化氎玠基ず定矩されるで
衚わされるものであり、X1、X2、X3およびX4の
䞀皮は炭玠数が20たでのアルキル基であり埗る
は〜10、奜たしくはもしくはの敎数
はもしくは〜の敎数およびは〜10の敎
数である〕 で衚わされる化合物が挙げられる。この皮の化合
物の代衚的なものは、テトラヒドロキシ゚チ
ル゚チレンゞアミン、テトラヒドロキシプロ
ピル゚チレンゞアミン、プロピレンオキシドず
ゞ゚チレントリアミンの瞮合生成物である。 奜たしい第䞉玚アミン觊媒は、゚アプロダクツ
アンド ケミカルズAir Products and
ChemicalsIncによ぀お「Dabco 33 LV」ず
いう商暙で垂販されおいるものである。この觊媒
は、玄33のトリ゚チレンアミンおよび玄67の
ゞプロピレングリコヌルを含むものず考えられ
る。甚いられる第䞉玚アミン觊媒の量は、ベヌス
ポリオヌル100郚圓り、玄0.01〜玄10郚、奜たし
くは、玄0.03〜玄郚の範囲にある。しかし、必
芁に応じお、第䞉玚アミン觊媒の量はそれより倚
くしおも少なくしおもよい。 代衚的な有機錫觊媒は、䞋蚘の(1)有機錫化合物
および(2)有機錫塩を含む。(1)の有機錫化合物は䞀
般匏 ただし、は炭玠数〜18の炭化氎玠アルカン
基を衚わし、R1、R2およびR3は、炭玠数〜18
の炭化氎玠アルカン基、氎玠、ハロゲンたたは炭
化氎玠アシル基を衚わし、R1、R2およびR3は同
じでも異な぀おもよく、R1、R2およびR3の二皮
はずもに酞玠たたは硫黄でもよい で衚わされ、この皮の化合物の代衚䟋は、テトラ
メチル錫、テトラ−−ブチル錫、テトラオクチ
ル錫、ゞメチルゞオクチル錫、トリ゚チル錫塩化
物、ゞオクチル錫二塩化物、ゞ−−ブチル錫二
塩化物、ゞラりリル錫二フツ化物、−゚チルヘ
キシル錫䞉塩化物、ゞ−−オクチル錫酞化物、
ゞ−−ブチル錫ゞラりレヌト、ゞ−−ブチル
錫ゞアセテヌト、ゞ−−オクチル錫ビスモノ
ブチルマレ゚ヌト、ゞ−−゚チルヘキシル錫
ビス−゚チルヘキサノ゚ヌト、トリ−−
ブチルアセトネヌト、ゞブチル錫ゞアセテヌト、
類䌌物およびそれらの混合物である。(2)の有機錫
塩ずしおは、スタナスオクト゚ヌト、スタナスオ
レ゚ヌト、類䌌物およびそれらの混合物が挙げら
れる。 奜たしい有機錫觊媒は、ゞブチル錫ゞラりレヌ
トである。 甚いられる有機錫觊媒の量は、成分“”の
100郚圓り、玄0.01〜玄0.20郚、奜たしくは、玄
0.03〜玄0.15郚の範囲にある。しかし、必芁に応
じお有機錫觊媒の量はそれより倚くしおも、少な
くしおもよい。 モヌルド組成物の界面を最滑するず考えられ
る離型剀を成分“”に添加しおもよい。代衚的
な離型剀は、ワツクス化合物、金属石けん、シリ
コヌン被芆、内郚離型化合物、その類䌌物および
それらの混合物を含む。ワツクス化合物は、奜た
しい離型剀である。他の適圓な離型剀は、䞊蚘米
囜特蚱第4098731号明现曞に蚘茉のものを含む。 “”成分はたた適圓な発泡剀たたはあわ立お
剀を含む。本発明においお䜿甚に適する発泡剀の
䟋ずしおは、也操空気、N2、二酞化炭玠氎ず
ポリむ゜シアネヌトずのその堎での反応によ぀お
぀くられる、モノフルオロトリクロロメタン、
ゞクロロゞフルオロメタン、モノクロロトリフル
オロメタン、−ゞクロロ−−フルオロ゚
タン、−ゞフルオロ゚タン、−
トリクロロ−−トリフルオロ゚タン、
その類䌌物およびそれらの混合物が挙げられる。 掚賞される発泡剀あわ立お剀は、也燥空
気、N2および氎である。甚いられる発泡剀の量
は、玄〜玄10暙準立方フむヌト時の範囲にあ
る。 本発明の方法は、成分“”ず成分“”を
別々に調補するこずによ぀お進める。䞀般に、ベ
ヌスポリオヌル、鎖延長剀成分、觊媒、発泡剀お
よび離型剀を䞀緒に混合しお成分“”を぀く
り、䞀方、成分“”は有機む゜シアネヌトから
なる。反応および硬化前に、成分“”ず成分
“”の双方を玄21℃〜玄71℃の枩床に維持する。
発泡剀ずあわ立お剀は加圧䞋で成分“”ず混合
する。成分“”は高圧衝突混合装眮に䟛絊す
る。反応を開始するため、成分“”の枬定量を
成分“”の枬定量ず高圧105〜211Kgcm2衝
突混合装眮内においおよく混合する。よく混合さ
れた反応射出成圢組成物が埗られないず、改良さ
れた曲げモゞナラス特性は埗られない。 成分“”の枬定量に察する成分“”の枬定
量の割合は、その初期硬化性組成物に察しお遞択
される指数に関係する。 「指数」ずいう語はポリオヌルの100圓量に察
するむ゜シアネヌトの圓量をいう。本発明におけ
るこの指数は、95〜125、奜たしくは玄102〜玄
110の範囲にある。 二液ミクロ现胞状組成物は、密閉モヌルド䞭に
シペツトたたは射出しお、反応、硬化、発泡を急
に生起させる。ミクロ现胞状組成物は、通気口の
あるモヌルド䞭で発泡させ、該モヌルドの内郚の
圢に合うように成圢する。玄分の埌、埗られた
ポリりレタンフオヌム生成物をモヌルドから取り
出す。モヌルドから取り出しおから少量の硬化が
起るこずもある。 本発明の方法は、成分“”のベヌスポリオヌ
ルが、グリセリンのようなトリオヌルから調補さ
れ、゚チレンオキシドでキダツプされた高匟性脂
肪族ポリ゚ヌテルポリオヌルのような脂肪族ポリ
゚ヌテルポリオヌルであるような、高曲げモゞナ
ラス反応射出成圢組成物においお、玄24℃で枬定
した硬化りレタン生成物の曲げモゞナラス特性を
増加するのに有効である。兞型的には、この皮の
脂肪族ポリ゚ヌテルポリオヌルは、3000〜7000の
範囲の最終分子量25〜40の範囲のヒドロキシル
䟡および玄70〜75の範囲の第䞀玚ヒドロキシ
ル含量を有する。指数は95〜125の範囲にある。
そのような硬化された生成物は、自動車の衝突郚
品ずしお甚いられる。たたパヌセント䌞びが著し
く増加する。 本発明の方法はたた成分“”のベヌスポリオ
ヌルが゚チレンオキシドずプロピレンオキシドで
キダツプされた脂肪族ポリ゚ヌテルゞオヌルであ
るような高曲げモゞナラス反応射出成圢組成物に
おいお、玄24℃ず玄−29℃で枬定した、硬化りレ
タン生成物の曲げモゞナラス特性を増加するのに
有効である。この皮の脂肪族ポリ゚ヌテルゞオヌ
ルポリオヌルは、1800〜4000の範囲の分子量25
〜125の範囲のヒドロキシル数および玄70〜玄
88の範囲の第䞀玚ヒドロキシル含量を有する。
指数は95〜125の範囲にある。 本発明の方法はたた䜎曲げモゞナラス反応射出
成圢組成物で玄24℃および玄−29℃で枬定した、
硬化されたりレタン生成物の曲げモゞナラス特性
を増加するのに有効である。゚チレンオキシド−
プロピレンオキシドでキダツプされたゞオヌルで
ある前蚘の脂肪族ポリ゚ヌテルポリオヌルは、成
分“”のベヌスポリオヌルずしお甚いるのに適
する。指数は玄95〜玄125の範囲にある。 䞋蚘の䟋は本発明を枛瞮するこずなくより充分
に説明するためのものである。党おの郚およびパ
ヌセントは特蚘しない限り重量による。 実斜䟋 − 実斜䟋−は本発明を説明するものであ぀
お、硬化された生成物に぀いお枬定された物性ず
共に衚に芁玄しおいる。 実斜䟋−は、分子量が4000で、゚チレンオ
キシドでキダツプされたプロピレンオキシドをベ
ヌスずしたゞオヌルをベヌスポリオヌルずしお甚
い、゚チレングリコヌルず硬質スクロヌスアミン
ポリオヌルの鎖延長剀混合物を甚いる本発明を説
明する。 実斜䟋−においお、成分“”および成分
“”は倫々衚に瀺される反応剀を甚い、別々
に予備混合する。その埌、成分“”ず成分
“”は、反応が開始されるたで別々の系に維持
する。 成分“”の枬定量ず成分“”の枬定量を、
各実斜䟋の芋出しに瀺される倀の比で反応させ
た。成分“”ず成分“”は、反応射出成圢機
の高圧衝突混合ヘツドで玄27℃の枩床、玄141
Kgcm2の圧力で䞀時的によく混合した。次いで反
応混合物をその混合ヘツドから密閉モヌルド䞭に
すばやくシペツトし、硬化を盎ぐに行な぀た。玄
〜玄暙準立方フむヌト時のN2を発泡剀も
しくはあわ立お剀ずしお甚いた。成分“”ず成
分“”を混合する前に、N2の枬定量を成分
“”に圧入した。発泡した反応混合物はモヌル
ドを満たし、その内郚衚面の圢をず぀た。玄分
埌、成圢されたフオヌムを硬化されたポリりレタ
ン生成物ずしおモヌルドから取出した。衚に瀺
される遞択された物性をその埌枬定した。 反応剀および物性リストは、䞋蚘の各実斜䟋お
よび比范䟋においお甚いられる反応剀および物性
詊隓方法に䞀臎する。
【衚】 ○
Isonate 191 113.
3 120 129.2 132
136.2
【衚】 反応剀および物性リスト 半粗補のメチレンゞむ゜シアネヌトおよび重
合䜓メチレンゞむ゜シアネヌトの混合物、平均
官胜性玄2.4、Upjohn Co瀟補 箄4000の分子量の、゚チレンオキシドでキダ
ツプされたプロピレンオキシドをベヌスずした
ゞオヌル、ヒドロキシル䟡玄28、Olin
Corporation瀟補 スクロヌスゞ゚タノヌルアミンの゚チレンオ
キシド−プロピレンオキシドでキダツプされた
硬質ポリオヌル、ヒドロキシル䟡玄531、Olin
Corporation瀟補 スクロヌスゞ゚タノヌルアミングリセリン硬
質ポリオヌル、ヒドロキシル䟡玄351、Olin
Corporation瀟補 箄25のトリ゚チレンゞアミンおよび玄75
の−ブタンゞオヌルを含むず考えられる
第䞉玚アミン觊媒、Air Products and
Chemicals、Inc瀟補 箄33のトリ゚チレンゞアミンおよび玄67
のゞプロピレングリコヌルを含むず考えられる
第䞉玚アミン觊媒、Air Products and
Chemicals、Inc瀟補 ゞブチル錫ゞラりレヌト觊媒、  
Chemicals、Inc瀟補 暙準立方フむヌト時 ボンド立方フむヌト玄16.0Kgcm2 ダむ匕裂き匷さ、盎線むンチ圓りのポンド
ASTM1564−64玄0.0703Kgcm2 匕匵り匷さ、psiASTM1564−64玄
0.0703Kgcm3 䌞び、ASTM1564−64 熱たるみの枬定倀、むンチ、250〓で時間、
むンチのオヌバヌハング kpsi、ASTM −790 箄150〓における曲げモゞナラスの倀に察す
る玄−20〓における曲げモゞナラスの倀の比 比范䟋 − 比范䟋−は、埓来の反応射出成圢組成物お
よびそれから調補された硬化生成物の遞ばれた物
性倀を瀺す。比范䟋−の生成物は実斜䟋−
ずほゞ同じ方法で調補した。比范䟋−は、
分子量が4000で゚チレンオキシドでキダツプされ
たプロピレンオキシドをベヌスずするゞオヌルを
ベヌスポリオヌルずしお甚い、゚チレングリコヌ
ルだけを単独の鎖延長剀ずしお甚いる埓来法を説
明する。反応剀およびこれらの比范䟋で぀くられ
た生成物の特性を衚に瀺す。
【衚】

䌞び 
127 103 110



250〓熱たるみ
0.2 0.13 0.17

【衚】

曲げモゞナラス比
3.6 3.3 3.6

(泚)

 kpsi1000ポンド平方
むンチ
−前蚘の反応剀および
物性リスト参照
実斜䟋−の遞択された物性の枬定倀を比范
䟋−のそれず比范するず、少なくずも玄郚
の硬質ポリオヌルを゚チレングリコヌルず共に鎖
延長剀ずしお甚いるずきは顕著な改良がみられ、
箄102〜玄110の範囲の指数においお宀枩䞋の曲げ
モゞナラスが玄20000psi増加した。高枩䞋の曲げ
モゞナラスもたた改良され、少なくずも玄4000〜
箄14900psi倧きい。党おの実斜䟋−におい
お、高枩158〓の曲げモゞナラスに察する䜎
枩−20〓の曲げモゞナラスの比もたた改良
枛少され、玄2.79〜玄3.06の範囲にあるが、
䞀方、比范䟋では少なくずも3.3たたはそれより
倧きい。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  反応射出成圢装眮においお混合され、硬化さ
    れた時に、改良された曲げモゞナラス特性をも぀
    ミクロ现胞状のりレタン゚ラストマを生成するこ
    ずのできる二成分型液䜓組成物であ぀お、該組成
    物は(A)有機む゜シアネヌトからなる成分、“”、
    および(B)(i)(a)1800〜7000の範囲の平均分子量およ
    び(b)〜の平均官胜性をも぀ベヌスポリオヌ
    ル、(ii)(a)分子量250未満の䜎分子量グリコヌルお
    よび(b)250〜1600の平均分子量ず少くずもの平
    均官胜性をもち、か぀糖ずアミンあるいはグリセ
    リンずの混合物にアルキレンオキシドを付加しお
    埗られる䞭分子量ポリオヌルからなる鎖延長剀混
    合物、(iii)觊媒および(iv)発泡剀からなる成分“”
    からなり、該成分“”䞭で甚いられる該鎖延長
    剀混合物の量が該成分“”100郚圓り12〜40郚
    の範囲内にあり、該成分“”の該鎖延長剀混合
    物䞭で甚いられる該䞭分子量のポリオヌルの量が
    該成分“”の100郚圓り少なくずも郚である
    䞊蚘組成物。  䞭分子量ポリオヌルが、スクロヌズずアミン
    の混合物にアルキレンオキシドを付加しお埗られ
    るポリオヌルである、特蚱請求の範囲第項の組
    成物。
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