TWI468428B - Polyurethane foam board and its manufacturing method - Google Patents

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Description

聚胺酯發泡板及其製造方法
本發明係關於一種將含有多元醇組成物與聚異氰酸酯成分的發泡原液組成物用作原料，該多元醇組成物含有多元醇化合物及作為發泡劑之水，低密度且具備優異之隔熱性能的聚胺酯發泡板及其製造方法。
先前以來，廣泛使用玻璃絨(glass wool)作為獨幢住宅等建築物之隔熱材。認為雖然玻璃絨之隔熱性能未必足夠，但受到廣泛使用之原因在於廉價。另一方面，聚胺酯發泡板之隔熱性能優於玻璃絨，但由於價格昂貴，故而並未如玻璃絨般廣泛使用。
作為降低聚胺酯發泡板之價格的方法，考慮有維持發泡板之隔熱性能並使其密度低密度化。於下述專利文獻1中，記載有將由數平均分子量為2000~9000之聚氧伸烷基聚醚多元醇及數量平均分子量為250~750之聚氧伸烷基聚醚多元醇所構成之多元醇組成物作為原料並藉由噴附法製造核心密度為2 kg/m3 以上20 kg/m3 以下之低密度聚胺酯發泡材的觀點。然而，於將該文獻所記載之多元醇組成物作為原料之情形時，若考慮泡孔不均(發泡材之外觀不良)、脆性(發泡材之乾枯)等，則發泡材之低密度化存在極限。又，由於該文獻所記載之聚胺酯發泡材係假定為噴附用途，故而低恢復率為重要，發泡材之柔軟性差。
於下述專利文獻2中，記載有將平均官能基數為2.5~ 4、羥值為200~300 mgKOH/g之聚醚多元醇、平均官能基數為4~6、羥值為400~900 mgKOH/g之聚醚多元醇、平均官能基數為2.5~3.5、羥值為20~60 mgKOH/g之聚醚多元醇、及多元醇組成物作為原料，藉由連續板狀發泡來製造核心密度為5 kg/m3 以上14 kg/m3 以下之低密度聚胺酯發泡材的觀點。然而，關於該文獻所記載之聚胺酯發泡材，若考慮泡孔不均(發泡材之外觀不良)、脆性(發泡材之乾枯)等，則發泡材之低密度化仍會存在極限。
於下述專利文獻3中，記載有使用(a)官能基數為2~3.5、羥值為28~90 mgKOH/g及聚氧乙烯單元含量為5重量%以下之聚氧伸烷基多元醇、(b)官能基數為3~6及羥值為150~500 mgKOH/g之聚氧伸烷基多元醇、及(c)官能基數為2~3及羥值為450~840 mgKOH/g之多元醇的混合物、以及相對於上述多元醇之混合物100重量份為6~12重量份之作為發泡劑之水的連續氣泡聚胺酯發泡材之製造方法。然而，於該製造方法中，根據發泡材強度方面限定發泡材密度之下限，發泡材之低密度化會存在極限。
然而，於謀求聚胺酯發泡板之低密度化時，重要的是降低發泡材泡孔之獨立氣泡率，並提高連續氣泡之比率。然而，上述專利文獻所記載之發明僅著眼於多元醇組成物之組成，並未於例如低密度聚胺酯發泡板之形狀、製造步驟等中進行提高發泡材之隔熱性之研究。
專利文獻1：日本特開2002-293868號公報
專利文獻2：日本專利第4079254號公報
專利文獻3：日本特開平06-25375號公報
本發明係鑒於上述實際情況而成者，其目的在於提供一種低密度且具備優異之隔熱性能，可用作獨幢住宅等建築物用隔熱材的聚胺酯發泡板及其製造方法。
為了解決上述課題，本發明人等對成為原料之多元醇組成物的調配進行努力研究，並且發現如下觀點：藉由將聚胺酯發泡板之厚度方向設定成與泡孔之發泡方向大致垂直，而可於用作隔熱材時最有效地提高其隔熱性能。
本發明人等進而關於上述課題之解決方法進行努力研究，結果發現：藉由研究成為原料之多元醇組成物之調配及多元醇組成物與聚異氰酸酯成分混合、反應時之異氰酸酯指數(NCO Index)，而可獲得低密度並且無發泡材之乾枯(脆性)且具有優異之柔軟性及隔熱性能的聚胺酯發泡板。進而，發現如下觀點：藉由將聚胺酯發泡板之厚度方向設定成與泡孔之發泡方向大致垂直，而可於用作隔熱材時最有效地提高其隔熱性能。本發明係基於上述見解而達成者，其構成如下。
上述目的可藉由如下所述之本發明來達成。即，本發明之聚胺酯發泡板係使含有多元醇化合物及作為發泡劑之水之多元醇組成物與聚異氰酸酯成分混合、反應而獲得者，其特徵在於：上述多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)與分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、 且為環氧烷聚合物；相對於上述多元醇化合物100重量份含有上述水20~100重量份，且上述聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直。
上述多元醇組成物含有作為發泡劑之水20~100重量份。因此，於將該多元醇組成物用作原料之情形時，可製造低密度之聚胺酯發泡板。
然而，於僅含有高分子量之聚醚多元醇作為多元醇化合物之情形時，若增加多元醇組成物中水之調配量，則於發泡材之發泡階段中樹脂強度不足，大量產生發泡材內之發泡氣體洩漏，而容易產生發泡材之收縮。其結果，有發泡材之低密度化不足之傾向。然而，於上述多元醇組成物中，由於含有高分子量之聚醚多元醇(A)以及分子量未達250之短鏈二醇(B)，故而於發泡材之發泡初期階段中增黏速度(樹脂化速度)變快。藉此，因高分子量之聚醚多元醇(A)而使得發泡材之恢復率變高，並且因低分子量之短鏈二醇(B)而自發泡材之發泡初期起使樹脂強度提高。其結果，可製造低密度且柔軟性優異之聚胺酯發泡板。
進而，由於多元醇組成物中含有高分子量之聚醚多元醇(A)及低分子量之短鏈二醇(B)，故而即便使發泡材低密度化，發泡材之泡孔徑亦變小。其結果，可防止發泡材之泡孔不均(發泡材之外觀不良)，並抑制發泡材之乾枯而降低脆性。
如上所述，本發明之聚胺酯發泡板為低密度，發泡材內之各泡孔為大致橢圓形狀，且複數個泡孔會連通而連續 氣泡率較高，並具有一定之發泡方向。由於該聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直，故而可抑制厚度方向上之熱轉移。因此，於在獨幢住宅等建築物中配設聚胺酯發泡板時，尤其是厚度方向上之隔熱性能提昇。
又，另一本發明之聚胺酯發泡板係使含有多元醇化合物及作為發泡劑之水之多元醇組成物與聚異氰酸酯成分混合、反應而獲得者，其特徵在於：上述多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物；相對於上述多元醇化合物100重量份含有上述水20~100重量份，且上述多元醇組成物與上述聚異氰酸酯成分混合、反應時之異氰酸酯指數為30以下。
上述多元醇組成物含有作為發泡劑之水20~100重量份。因此，於將該多元醇組成物用作原料，可製造低密度之聚胺酯發泡板。
然而，於僅含有高分子量之聚醚多元醇作為多元醇化合物之情形時，若增加多元醇組成物中水之調配量，則於發泡材之發泡階段中樹脂強度不足，大量產生發泡材內之發泡氣體洩漏，而容易產生發泡材之收縮。其結果，有發泡材之低密度化不足之傾向。然而，於上述多元醇組成物中，由於含有高分子量之聚醚多元醇(A)以及分子量未達250之短鏈二醇(B)，故而於發泡材之發泡初期階段中增 黏速度(樹脂化速度)變快。藉此，因高分子量之聚醚多元醇(A)而使得發泡材之恢復率變高，並且因低分子量之短鏈二醇(B)而自發泡材之發泡初期起使樹脂強度提高。其結果，可製造低密度且柔軟性優異之聚胺酯發泡板。
進而，由於多元醇組成物中含有高分子量之聚醚多元醇(A)及低分子量之短鏈二醇(B)，故而即便使發泡材低密度化，發泡材之泡孔徑亦變小。其結果，可防止發泡材之泡孔不均(發泡材之外觀不良)，並抑制發泡材之乾枯而降低脆性。
本發明之聚胺酯發泡板由於使用特定之多元醇組成物，並且多元醇組成物與聚異氰酸酯成分混合、反應時之異氰酸酯指數為30以下，故而具有優異之柔軟性。因此，於進行將聚胺酯發泡板例如嵌入柱-柱間之特定形狀等中之作業時容易嵌入，聚胺酯發泡板之嵌入作業性優異。
於上述聚胺酯發泡板中，較佳為上述聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直。如上所述，本發明之聚胺酯發泡板為低密度，發泡材內之各泡孔為大致橢圓形狀，複數個泡孔會連通而連續氣泡率較高。進而，於聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直時，可抑制厚度方向上之熱轉移。因此，於在獨幢住宅等建築物中配設聚胺酯發泡板，尤其是厚度方向上之隔熱性能提昇。
於上述聚胺酯發泡板中，較佳為於上述多元醇化合物100重量份中含有上述聚醚多元醇(A)10~80重量份，含 有上述短鏈二醇(B)10~60重量份。根據該構成，可提高發泡材之樹脂強度，並提高發泡材之恢復率，且使發泡材之泡孔徑變小。其結果，可使聚胺酯發泡板低密度化，並進一步平衡性良好地提高脆性及柔軟性。
於上述聚胺酯發泡板中，上述多元醇化合物較佳為進而含有平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~5000、且為環氧丙烷聚合物的聚醚多元醇(C)。於含有為環氧丙烷聚合物的高分子量聚醚多元醇(C)作為多元醇化合物時，於發泡材之發泡階段末期發泡材之泡孔膜破裂，容易形成連續氣泡聚胺酯發泡板。其結果，可抑制發泡材之收縮等，並且更確實地使發泡材低密度化。
本發明之聚胺酯發泡板之製造方法係將含有多元醇組成物與聚異氰酸酯成分之發泡原液組成物作為原料而獲得，且該多元醇組成物含有多元醇化合物及作為發泡劑之水；其特徵在於具備如下步驟：注入步驟，係對於具有長度方向、寬度方向及厚度方向之模具，於上述長度方向及上述厚度方向上延伸之側面作為底面，注入上述發泡原液組成物；及反應步驟，係於上述注入步驟後使上述發泡原液組成物反應；並且上述多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物；相對於上述多元醇化合物100重量份含有上述水20~100重量份。根據該製造方法，可高效製造聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大 致垂直，且厚度方向上之隔熱性能優異的聚胺酯發泡板。
又，另一本發明之聚胺酯發泡板之製造方法係將含有多元醇組成物與聚異氰酸酯成分之發泡原液組成物作為原料而獲得，且該多元醇組成物含有多元醇化合物及作為發泡劑之水，其特徵在於：上述多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物；並且相對於上述多元醇化合物100重量份含有上述水20~100重量份，上述多元醇組成物與上述聚異氰酸酯成分混合、反應時之異氰酸酯指數為30以下。根據該製造方法，可製造低密度且具備優異之柔軟性及隔熱性能之聚胺酯發泡板。
於上述聚胺酯發泡板之製造方法中，較佳為具備如下步驟：注入步驟，係對於具有長度方向、寬度方向及厚度方向之模具，將於上述長度方向及上述厚度方向上延伸之側面作為底面，注入上述發泡原液組成物；及反應步驟，係於上述注入步驟後使上述發泡原液組成物反應。根據該製造方法，可高效製造聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直，且厚度方向上之隔熱性能優異的聚胺酯發泡板。
於上述聚胺酯發泡板之製造方法中，較佳為於上述多元醇化合物100重量份中含有上述聚醚多元醇(A)10~80重量份，含有上述短鏈二醇(B)10~60重量份。
又，於上述聚胺酯發泡板之製造方法中，上述多元醇 化合物較佳為進而含有平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~5000、且為環氧丙烷聚合物的聚醚多元醇(C)。
成為本發明之聚胺酯發泡板之原料的多元醇組成物含有作為多元醇化合物的聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物。
聚醚多元醇(A)係使環氧烷與具有2~4個活性氫原子之起始劑開環加成聚合而獲得之聚氧伸烷基多元醇。作為起始劑，具體而言例如可列舉：脂肪族多元醇(例如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、環己二醇、環己烷二甲醇等二醇類，三羥甲基丙烷、甘油等三醇類，新戊四醇等四官能醇類)、脂肪族胺(例如乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、新戊二胺等伸烷基二胺，單乙醇胺、二乙醇胺等烷醇胺)、芳香族胺(例如2,4-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4'-二胺基二苯基甲烷、對苯二胺、鄰苯二胺、萘二胺等)等，該等可分別單獨使用一種，亦可併用兩種以上。作為起始劑，較佳為使用脂肪族醇，更佳為使用三醇類，尤佳為使用甘油。又，聚醚多元醇(A)之平均官能基數較佳為2~4，更佳為2.5~3.5。進而，聚醚多元醇(A)之重量平均分子量更佳為3000~5000。
作為環氧烷，可列舉：環氧乙烷、環氧丙烷、1,2-環氧 丁烷、2,3-環氧丁烷、環氧苯乙烷、環氧環己烷等。其中，較佳為併用環氧乙烷及環氧丙烷而與上述起始劑開環加成聚合。此時，較佳為使環氧乙烷之比率((環氧乙烷)/(環氧乙烷+環氧丙烷))為5%~30%。
聚醚多元醇(A)之羥值較佳為20~100 mgKOH/g，更佳為30~60 mgKOH/g。若該羥值未達20 mgKOH/g，則多元醇組成物相對於聚異氰酸酯成分之黏度比會提高，導致混合時之攪拌不良。反之，若超過100 mgKOH/g，則難以對獲得之聚胺酯發泡材賦予適度之韌性。羥值係根據JIS K1557-1：2007而測定之值。
分子量未達250之短鏈二醇(B)例如可列舉：乙二醇(分子量62)、丙二醇(分子量76)、二乙二醇(分子量106)、二丙二醇(分子量134)、1,4-丁二醇(分子量90)、1,3-丁二醇(分子量90)、1,6-己二醇(分子量118)、甘油(分子量92)、三丙二醇(分子量192)等。其中，為了更確實地提高發泡材之樹脂強度，較佳為二乙二醇、二丙二醇及甘油，尤佳為二乙二醇。短鏈二醇(B)之分子量較佳為62~200 mgKOH/g，更佳為90~150 mgKOH/g。
於本發明之聚胺酯發泡用多元醇組成物中，較佳為進而含有平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~5000、且為環氧丙烷聚合物的聚醚多元醇(C)作為多元醇化合物。聚醚多元醇(C)係僅使環氧丙烷與具有2~4個活性氫原子之起始劑進行開環加成聚合而獲得之聚氧伸烷基多元醇。起始劑並無特別限定，可列舉上述脂肪族多元 醇、脂肪族胺、芳香族胺等。作為起始劑，尤佳為甘油。
於本發明中用作原料之多元醇組成物中，為了製造低密度化並且隔熱性能優異之聚胺酯發泡板，較佳為於多元醇化合物100重量份中含有聚醚多元醇(A)10~80重量份，含有短鏈二醇(B)10~60重量份，更佳為含有聚醚多元醇(A)15~70重量份，含有短鏈二醇(B)10~50重量份。又，於含有聚醚多元醇(C)時，較佳為含有聚醚多元醇(A)10~30重量份，含有短鏈二醇(B)10~60重量份，且含有聚醚多元醇(C)30~70重量份，更佳為含有聚醚多元醇(A)15~25重量份，含有短鏈二醇(B)10~50重量份，且含有聚醚多元醇(C)40~60重量份。
於上述多元醇組成物中調配有水作為發泡劑。發泡劑較佳為單獨使用水，其調配量相對於多元醇化合物100重量份為20~100重量份，更佳為30~90重量份，進而較佳為40~80重量份。藉由如此大量地調配水，可實現聚胺酯發泡板之低密度化。
本發明之聚胺酯發泡板之核心密度較佳為20 kg/m3 以下，更佳為15 kg/m3 以下，進而較佳為12 kg/m3 以下。該發泡材密度例如可藉由將作為發泡劑之水之量調整為20~100重量份(相對於多元醇化合物100重量份)而設定成上述範圍內。此處，發泡材密度係根據JIS K7222而測定之值。
上述多元醇組成物中通常進而調配有阻燃劑、觸媒及整泡劑。又，亦可進而調配著色劑或抗氧化劑等可調配於聚胺酯發泡用多元醇組成物中之各種添加劑。
阻燃劑可列舉有機磷酸酯類、含鹵素之化合物、氫氧化鋁等金屬化合物，尤其是由於有機磷酸酯類具有降低多元醇組成物之黏度的效果，故而較佳。有機磷酸酯可列舉：磷酸之鹵化烷基酯、磷酸烷基酯、磷酸芳基酯、膦酸酯等。具體而言，可列舉：磷酸三(氯丙基)酯(TMCPP，tris(2-chloropropyl)phosphate，大八化學製造)、磷酸三丁氧基乙酯(TBEP，trisbutoxyethyl phosphate)、磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸甲酚基苯酯等。阻燃劑之調配量相對於多元醇化合物100重量份較佳為10~50重量份，更佳為15~40重量份。尤其是於多元醇組成物中，若除上述聚醚多元醇(A)及上述短鏈二醇(B)以外，相對於多元醇化合物100重量份含有阻燃劑20重量份以上，則可防止發泡材之脆性惡化，故而較佳。
作為觸媒，只要為可促進胺酯化反應之觸媒則並無特別限定，較佳為使用可與聚異氰酸酯成分之異氰酸酯基反應之反應性胺觸媒。作為此種反應性之胺觸媒，可列舉：N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基胺基乙氧基乙醇、N,N,N'-三甲基胺基乙基乙醇胺、N,N,N',N'-四甲基-2-羥基丙二胺、N-羥基乙基啉、N-甲基-N-羥基乙基哌、N,N-二甲基丙二胺等。
再者，亦可使用通常之三級胺觸媒，作為此種三級胺觸媒，可列舉：N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基己二胺、N,N,N',N',N"-五甲基二乙三胺、二氮雜雙環十一烯(diazabicycloundecene)、N,N-二甲基環己胺、三乙二胺、 N-甲基啉等。
觸媒之調配量相對於多元醇化合物100重量份較佳為2~10重量份，更佳為3~8重量份。
作為整泡劑，可自公知之聚胺酯發泡用之整泡劑中例如列舉作為環氧乙烷或環氧丙烷之聚合物的聚氧伸烷基二醇與聚二甲基矽氧烷之接枝共聚物，可較佳地使用聚氧伸烷基中之氧化乙烯基含有率為70~100莫耳%之聚矽氧整泡劑，具體而言，可列舉：SH-193、SF-2937F、SF-2938F(Dow Corning Toray Silicone公司製造)、B-8465、B-8467、B-8481(Evonik Degussa Japan公司製造)、L-6900(Momentive公司製造)等。整泡劑之調配量相對於多元醇化合物100重量份，較佳為1~10重量份。
作為與上述多元醇組成物混合、反應而形成聚胺酯發泡板之聚異氰酸酯成分，可使用具有兩個以上異氰酸酯基之芳香族系、脂環族系、脂肪族系等之各種聚異氰酸酯化合物。就操作之容易性、反應之速度、所得之聚胺酯發泡材之物理特性優異及低成本等方面而言，較佳為使用液狀二苯甲烷二異氰酸酯(MDI，diphenyl methane diisocyanate)。作為液狀MDI，可列舉粗(crude)MDI(c-MDI)(44V-10、44V-20等(Sumika Bayer Urethane公司製造)、Millionate MR-200(Nippon Polyurethane Industry))、含脲酮亞胺(uretonimine)之MDI(Millionate MTL，Nippon Polyurethane Industry製造)等。除液狀MDI以外，亦可併用其他聚異氰酸酯化合物，作為併用之聚異 氰酸酯化合物，可無限定地使用聚胺酯之技術領域中公知之聚異氰酸酯化合物。
關於本發明之聚胺酯發泡板，較佳為將多元醇組成物與聚異氰酸酯成分混合、反應時之異氰酸酯指數(NCO Index)設定為30以下，更佳為未達30。作為異氰酸酯指數之下限，例如可列舉20。藉由將異氰酸酯指數設為上述範圍內，可形成低密度且尤其是具備優異之柔軟性及隔熱性能的聚胺酯發泡板。此處，所謂異氰酸酯指數，意指將聚異氰酸酯成分之異氰酸酯基相對於多元醇組成物所含有之所有活性氫基(將作為發泡劑之水作為二官能活性氫化物計算)的當量比按百分率表示者(異氰酸酯基相對於活性氫基100當量之當量比)。
於本發明之聚胺酯發泡板中，聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向較佳為大致垂直。於本發明中，所謂「大致垂直」，具體而言意指90°±15°，尤其是意指90°±10°。又，所謂「發泡材內泡孔之發泡方向」，意指將各泡孔之形狀視為橢圓形時之長徑方向，尤其是意指於寬度方向中央部分(自寬度方向中心朝兩側，寬度方向長度之10%左右之部分)測定時之方向。
本發明之聚胺酯發泡板可藉由以下製造方法來製造：將含有多元醇組成物與聚異氰酸酯成分之發泡原液組成物作為原料而獲得的聚胺酯發泡板之製造方法，該多元醇含有多元醇化合物及作為發泡劑之水，其製造方法具備如下步驟：注入步驟，係對於具有長度方向、寬度方向及 厚度方向之模具，將於上述長度方向及上述厚度方向上延伸之側面作為底面，注入上述發泡原液組成物；及反應步驟，係於上述注入步驟後使上述發泡原液組成物反應；並且上述多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物者；且相對於上述多元醇化合物100重量份含有上述水20~100重量份。
於上述製造方法中，多元醇組成物與聚異氰酸酯成分混合、反應時之異氰酸酯指數(NCO Index)較佳為30~100，更佳為40~70。藉由將異氰酸酯指數設為上述範圍內，即便於謀求發泡材之低密度化時，亦可防止脆性之惡化。此處，所謂異氰酸酯指數，意指將聚異氰酸酯成分之異氰酸酯基相對於多元醇組成物所含有之所有活性氫基(將作為發泡劑之水作為二官能活性氫化物計算)的當量比按百分率表示者(異氰酸酯基相對於活性氫基100當量之當量比)。
又，藉由該製造方法而獲得之聚胺酯發泡板之獨立氣泡率較佳為15%以下，更佳為0~10%。藉由如此提高連通化率，可確保作為聚胺酯發泡材之優異之尺寸穩定性。此處，獨立氣泡率係根據ASTM D2856而測定之值。
又，藉由該製造方法而獲得之聚胺酯發泡板之熱導率λ較佳為λ≦0.04 W/m．K。於該情形時，即便為經低密度化之聚胺酯發泡材，亦可發揮充分之隔熱性能。此處，熱 導率係根據JIS A1412-2而測定之值。
又，另一本發明之聚胺酯發泡板可藉由以下製造方法來製造：將含有多元醇組成物與聚異氰酸酯成分之發泡原液組成物作為原料而獲得的聚胺酯發泡板之製造方法，該多元醇組成物含有多元醇化合物及作為發泡劑之水，且該多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物；相對於多元醇化合物100重量份含有水20~100重量份，且多元醇組成物與聚異氰酸酯成分混合、反應時之異氰酸酯指數未達30。為了製造聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直之聚胺酯發泡板，較佳為具備如下步驟之製造方法：注入步驟，係對於具有長度方向、寬度方向及厚度方向之模具，將於長度方向及厚度方向上延伸之側面作為底面，注入發泡原液組成物；及反應步驟，係於注入步驟後使上述發泡原液組成物反應。
又，藉由該製造方法而獲得之聚胺酯發泡板之獨立氣泡率較佳為15%以下，更佳為0~10%。藉由如此提高連通化率，可確保作為聚胺酯發泡材之優異之尺寸穩定性。此處，獨立氣泡率係根據ASTM D2856而測定之值。
又，藉由該製造方法而獲得之聚胺酯發泡板之熱導率λ較佳為λ≦0.04 W/m．K。於該情形時，即便為經低密度化之聚胺酯發泡材，亦可發揮充分之隔熱性能。此處，熱 導率係根據JIS A1412-2而測定之值。
於先前之聚胺酯發泡板之製造方法中，如圖2所示般，一面自原片捲出表面材3並進行供給，一面自混合頭1將含有多元醇組成物及聚異氰酸酯成分之發泡原液組成物注入於表面材3上(注入步驟)。於注入步驟後，利用其他表面材(背面材)4覆蓋發泡原液組成物並使發泡原液組成物反應(反應步驟)。其結果，可獲得具有發泡方向與厚度方向平行的聚胺酯發泡板。尤其是於低密度之聚胺酯發泡板中，由於各泡孔形成連續氣泡，故而有於發泡方向上熱轉移大且隔熱性能降低之傾向。因此，於先前之聚胺酯發泡板之製造方法中，有厚度方向上之隔熱性能惡化之傾向。
另一方面，於本發明之聚胺酯發泡板之製造方法中，較佳為例如圖1所示，對於具有長度方向a、寬度方向b及厚度方向c之模具2，將於長度方向a及厚度方向c上延伸之側面作為底面x，自混合頭1注入含有多元醇組成物及聚異氰酸酯成分之發泡原液組成物(注入步驟)。於注入後，發泡原液組成物一面進行反應並沿寬度方向b發泡(膨脹)，一面形成發泡材(反應步驟)。其結果，可獲得發泡方向(寬度方向b)與厚度方向c大致垂直之聚胺酯發泡板。於上述反應步驟中，亦可根據需要對模具整體或局部地進行加溫。
實施例
以下，藉由實施例進而詳細說明本發明，但本發明並 不限定於該等實施例。
(多元醇組成物之製備)
根據下述表1所記載之組成製備多元醇組成物。表1中各成分之詳情如下。
(1)多元醇化合物
聚醚多元醇(A)-1：商品名「Exenol-820」(旭硝子公司製造)，將起始劑設為甘油，使環氧乙烷及環氧丙烷加成聚合而獲得之聚醚多元醇(重量平均分子量4900，羥值(OHV，Hydroxyl Value)=34 mgKOH/g)
聚醚多元醇(A)-2：商品名「Exenol-230」(旭硝子公司製造)，將起始劑設為甘油，使環氧乙烷及環氧丙烷加成聚合而獲得之聚醚多元醇(重量平均分子量3000，羥值(OHV)=56 mgKOH/g)
聚醚多元醇(A)-3；商品名「Exenol-851」(旭硝子公司製造)，將起始劑設為甘油，使環氧乙烷及環氧丙烷加成聚合而獲得之聚醚多元醇(重量平均分子量7000，羥值(OHV)=25 mgKOH/g)
短鏈二醇(B)-1：二乙二醇(DEG，diethylene glycol)(分子量106，羥值(OHV)=1058 mgKOH/g，Nacalai Tesque公司製造)
聚醚多元醇(C)：商品名「T-3000S」(三井化學公司製造)，將起始劑設為甘油，僅使環氧丙烷加成聚合而獲得之聚醚多元醇(重量平均分子量3000，羥值=56 mgKOH/g)
(2)阻燃劑：商品名「TMCPP」(大八化學公司製造)
(3)整泡劑
整泡劑-1：聚矽氧系非離子界面活性劑，商品名「SF-2938F」(Dow Corning Toray Silicone公司製造)
(4)觸媒
觸媒-1：三級胺觸媒，商品名「TOYOCAT-ET」(Tosoh公司製造)
觸媒-2：N,N-二甲基胺基乙氧基乙醇，商品名「Kao No.26」(花王公司製造)
(板評價) 實施例1-2
將含有以表1所記載之組成而製備之多元醇組成物及聚異氰酸酯成分(使用c-MDI(Sumika Bayer Urethane公司製造之「Sumidur 44V-10」，NCO%：31%)，異氰酸酯指數(NCO Index)係記載於表1中)的發泡原液組成物自混合頭1注入至圖1所示模具(長度方向a長度為1820 mm，寬度方向b長度為400 mm，厚度方向c長度為100 mm)之底面x。其後，使發泡原液組成物進行反應，製造與模具內空間大致相同形狀，並且板材之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直(90°)的聚胺酯發泡板。將結果表示於表1中。
比較例1
除將實施例1所使用之多元醇組成物變更成表1所記載之多元醇組成物以外，以與實施例1相同之方法製造聚 胺酯發泡板。板之厚度方向及發泡材內泡孔之發泡方向與實施例1相同(大致垂直(90°))。將結果表示於表1中。
比較例2
將含有以表1所記載之組成而製備之多元醇組成物及聚異氰酸酯成分(使用c-MDI(Sumika Bayer Urethane公司製造之「Sumidur 44V-10」，NCO%：31%)，異氰酸酯指數(NCO Index)係記載於表1中)的發泡原液組成物自混合頭1注入至圖2所示表面材3上。其後，使發泡原液組成物進行反應，並於寬度方向上裁斷，藉此製造與實施例1之聚胺酯發泡板相同形狀，並且板材之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致平行(0~30°)的聚胺酯發泡板。將結果表示於表1中。
[重量平均分子量]
重量平均分子量係利用GPC(Gel Permeation Chromatography，凝膠滲透層析法)來測定，並藉由標準聚苯乙烯進行換算。
GPC裝置：島津製作所製造之LC-10A
管柱：將Polymer Laboratories公司製造之(PLgel、5μm、500 Å)、(PLgel、5μm、100 Å)及(PLgel、5μm、50 Å)3個管柱連接使用
流量：1.0 ml/min
濃度：1.0 g/l
注入量：40μl
管柱溫度：40℃
溶離液：四氫呋喃
[發泡材密度]
關於發泡材密度係根據JIS K7222而求出。
[熱導率]
基於JIS A9526(建築物隔熱用吹附硬質胺酯發泡材)，並根據JIS A1412-2(熱絕緣材之熱阻及熱導率之測定方法-第2部：熱流計法)(HFM法)而測定板材之厚度方向上之熱導率。
[發泡材外觀]
藉由目測評價製造後之聚胺酯發泡材的核心部分外觀。將發泡材之泡孔徑較細，發泡狀態尤其良好且脆性非常小者設為「○」，將發泡材之泡孔徑較粗，發泡狀態較差且脆性較大者設為「×」。
根據表1之結果，可知實施例1-2之聚胺酯發泡板為低密度，脆性較小，且於厚度方向上具備優異之隔熱性能。另一方面，由於比較例1之聚胺酯發泡板於發泡材內大量產生發泡氣體洩漏而產生收縮。進而，產生泡孔不均，且脆性較大。又，於厚度方向上隔熱性能惡化。又，儘管比較例2之聚胺酯發泡板係將相同多元醇組成物作為原料而製造，但厚度方向上之隔熱性能與實施例1相比惡化。
繼而，自以實施例1之多元醇組成物作為原料而製造之聚胺酯發泡材製造5 cm見方之發泡材樣本，將其於T方向(與發泡材泡孔之發泡方向平行)及W方向(與發泡材泡孔之發泡方向垂直)壓縮至90%形狀為止(10%壓縮)，並測定其恢復率。結果於T方向上恢復至99.0%形狀，於W方向上恢復至98.2%形狀。因此，可知本發明之聚胺酯發泡板之恢復率較高，且柔軟性優異。
(多元醇組成物之製備)
根據下述表2所記載之組成製備多元醇組成物。表2中之各成分之詳情如下。
(1)多元醇化合物
聚醚多元醇(A)-1：商品名「Exenol-820」(旭硝子公司製造)，將起始劑設為甘油，使環氧乙烷及環氧丙烷加成聚合而獲得之聚醚多元醇(重量平均分子量4900，羥值(OHV)=34 mgKOH/g)
聚醚多元醇(A)-4：商品名「Exenol-850」(旭硝子 公司製造)，將起始劑設為甘油，使環氧乙烷及環氧丙烷加成聚合而獲得之聚醚多元醇(重量平均分子量7000，羥值(OHV)=25 mgKOH/g)
短鏈二醇(B)-1：二乙二醇(DEG)(分子量106，羥值(OHV)=1058 mgKOH/g，Nacalai Tesque公司製造)
聚醚多元醇(C)：商品名「T-3000S」(三井化學公司製造)，將起始劑設為甘油，僅使環氧丙烷加成聚合而獲得之聚醚多元醇(重量平均分子量3000，羥值=56 mgKOH/g)
(2)阻燃劑：商品名「TMCPP」(大八化學公司製造)
(3)整泡劑
整泡劑-1：聚矽氧系非離子界面活性劑，商品名「SF-2938F」(Dow Corning Toray Silicone公司製造)
(4)觸媒
觸媒-1：三級胺觸媒，商品名「TOYOCAT-ET」(Tosoh公司製造)
觸媒-2：N,N-二甲基胺基乙氧基乙醇，商品名「Kao No.26」(花王公司製造)
(板材評價) 實施例3-5
將含有以表2所記載之組成而製備之多元醇組成物及聚異氰酸酯成分(使用c-MDI(Sumika Bayer Urethane公司製造之「Sumidur 44V-10」，NCO%：31%)，異氰酸酯指數(NCO Index)係記載於表2中)的發泡原液組成物自混 合頭1注入至圖1所示模具(長度方向a長度為1820 mm，寬度方向b長度為400 mm，厚度方向c長度為100 mm)之底面x。其後，使發泡原液組成物反應，製造與模具內空間大致相同形狀，並且板材之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直(90°)的聚胺酯發泡板。將結果表示於表2中。再者，重量平均分子量、發泡材密度及熱導率之測定方法係如上所述。
[聚胺酯發泡板對特定形狀之嵌入作業性]
若可利用寬度為400 mm之板進行10%壓縮而容易地嵌入360 mm之寬度，則可因對於特定之寬度具有通融性而判斷聚胺酯發泡板之嵌入作業性良好(表中為○)。
根據表2之結果，可知實施例3-5之聚胺酯發泡板為低密度，脆性較小，且於厚度方向上具備優異之隔熱性能。 又，可知由於其具有優異之柔軟性，故而嵌入作業性亦優異。
1‧‧‧混合頭
2‧‧‧模具
3‧‧‧表面材
4‧‧‧背面材
a‧‧‧長度方向
b‧‧‧寬度方向
c‧‧‧厚度方向
x‧‧‧底面
圖1係表示先前之聚胺酯發泡板製造方法之一例。
圖2係表示本發明之聚胺酯發泡板製造方法之一例。
1‧‧‧混合頭
2‧‧‧模具
a‧‧‧長度方向
b‧‧‧寬度方向
c‧‧‧厚度方向
x‧‧‧底面

Claims (10)

  1. 一種聚胺酯發泡板，係使含有多元醇化合物及作為發泡劑之水的多元醇組成物與聚異氰酸酯成分混合、反應而獲得者；上述多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物；相對於上述多元醇化合物100重量份含有上述水20~100重量份；且上述聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直。
  2. 一種聚胺酯發泡板，係使含有多元醇化合物及作為發泡劑之水的多元醇組成物與聚異氰酸酯成分混合、反應而獲得者；上述多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物；相對於上述多元醇化合物100重量份含有上述水20~100重量份；且上述多元醇組成物與上述聚異氰酸酯成分混合、反應時之異氰酸酯指數為30以下。
  3. 如申請專利範圍第2項之聚胺酯發泡板，其中，上述 聚胺酯發泡板之厚度方向與發泡材內泡孔之發泡方向大致垂直。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之聚胺酯發泡板，其中，於上述多元醇化合物100重量份中含有上述聚醚多元醇(A)10~80重量份，含有上述短鏈二醇(B)10~60重量份。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之聚胺酯發泡板，其中，上述多元醇化合物進一步含有平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~5000、且為環氧丙烷聚合物的聚醚多元醇(C)。
  6. 一種聚胺酯發泡板之製造方法，係將含有多元醇組成物與聚異氰酸酯成分之發泡原液組成物作為原料而獲得，且該多元醇組成物含有多元醇化合物及作為發泡劑之水，其具備如下步驟：注入步驟，係對於具有長度方向、寬度方向及厚度方向之模具，將於上述長度方向及上述厚度方向上延伸之側面作為底面，注入上述發泡原液組成物；及反應步驟，係於上述注入步驟後使上述發泡原液組成物反應；上述多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物；且相對於上述多元醇化合物100重量份含有上述水20~100重量份。
  7. 一種聚胺酯發泡板之製造方法，其係將含有包含多元醇化合物及作為發泡劑之水之多元醇組成物與聚異氰酸酯成分之發泡原液組成物作為原料而獲得的聚胺酯發泡板之製造方法，上述多元醇化合物含有聚醚多元醇(A)及分子量未達250之短鏈二醇(B)，該聚醚多元醇(A)係平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~8000、且為環氧烷聚合物；且相對於上述多元醇化合物100重量份含有上述水20~100重量份；且上述多元醇組成物與上述聚異氰酸酯成分混合、反應時之異氰酸酯指數為30以下。
  8. 如申請專利範圍第7項之聚胺酯發泡板之製造方法，其具備如下步驟：注入步驟，係對於具有長度方向、寬度方向及厚度方向之模具，將於上述長度方向及上述厚度方向上延伸之側面作為底面，且注入上述發泡原液組成物；及反應步驟，係於上述注入步驟後使上述發泡原液組成物反應。
  9. 如申請專利範圍第6或7項之聚胺酯發泡板之製造方法，其中，於上述多元醇化合物100重量份中含有上述聚醚多元醇(A)10~80重量份，含有上述短鏈二醇(B)10~60重量份。
  10. 如申請專利範圍第6或7項之聚胺酯發泡板之製造 方法，其中，上述多元醇化合物進一步含有平均官能基數為2~4、重量平均分子量為3000~5000、且為環氧丙烷聚合物的聚醚多元醇(C)。
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