TWI525120B - 聚胺酯發泡體 - Google Patents

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Description

聚胺酯發泡體
本發明係關於一種聚胺酯發泡體。
先前，使用矽酮發泡體或橡膠海綿作為熱源部周圍例如電動汽車之電池周邊或電子控制部周邊、或太陽電池之密封部等中的密封材料。
然而，包含矽酮發泡體之密封材料難以形成厚度未達0.8 mm。因此，由於包含矽酮發泡體之密封材料較厚，故而無法用於要求較薄之密封材料之部位，又，原料成本較高而無法廉價地提供製品。
另一方面，橡膠海綿由於壓縮殘留應變較大故而長期之密封性較低。進而，有含有由橡膠海綿產生之硫之氣體腐蝕電子基板之虞。
又，業界提出以藉由機械起泡法而得之聚胺酯發泡體作為密封材料(專利文獻1、2)。
機械起泡法中，首先，將造泡用氣體壓縮而混入包含多元醇、異氰酸酯、整泡劑、觸媒之原料中作為聚胺酯原料。藉由將該聚胺酯原料自奧克斯混合機或前端經縮小之噴嘴噴出，而形成聚胺酯發泡體。該聚胺酯原料噴出時，此前一直壓縮之造泡用氣體膨脹而形成氣泡，且於該狀態下多元醇與異氰酸酯反應而硬化，藉此形成聚胺酯發泡體。
藉由機械起泡法所製造之聚胺酯發泡體形成為作為密封 材料較佳之薄片狀。且聚胺酯發泡體本身與矽酮發泡體相比較為廉價，進而與橡膠海綿相比壓縮殘留應變較為良好。
然而，藉由先前之機械起泡法所製造之聚胺酯發泡體可用作密封材料之環境溫度為70℃~80℃左右，於此以上之溫度下則壓縮殘留應變較大，因此難以於熱源周邊部位作為密封材料而長期使用。
作為提高聚胺酯發泡體之耐熱性之方法，已知有：(1)提高分子間交聯密度之方法，(2)使用具有酯基或苯基等凝聚性較高之官能基之化合物的方法。
然而，(1)方法中，若提高分子間交聯密度，則聚胺酯發泡體之硬度變高撕裂強度降低，而不適於作為密封材料之用途。另一方面，(2)方法中，含有酯基或苯基等凝聚性較高之官能基之化合物大多情況下於室溫下為固體或蠟狀，又，即便於室溫下為液體者亦較多為原料黏度較高者。因此，若將該化合物大量添加至聚胺酯原料中，則機械起泡法中，有於聚胺酯發泡體中產生空隙(亦稱作針孔)等異常之虞。進而，於(1)、(2)中任一方法中，由於所得之聚胺酯發泡體容易成為高硬度，因此作為密封材料並不實用。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2002-214895號公報
專利文獻2：日本專利特開2005-227392號公報
因此，本發明之目的在於提供一種作為電動汽車之電池周邊等熱源周邊部位之密封材料較佳的聚胺酯發泡體。
可解決上述課題之本發明之聚胺酯發泡體
係藉由機械起泡法由包含多元醇、異氰酸酯、整泡劑、觸媒及造泡用氣體之聚胺酯原料而得者，且其特徵在於：上述多元醇包括於25℃下之黏度為2000 mPa‧s以下之蓖麻油系多元醇與聚醚系多元醇，於上述多元醇100重量份中含有上述蓖麻油系多元醇20重量份以上且80重量份以下，於上述多元醇100重量份中含有上述聚醚系多元醇20重量份以上且80重量份以下，上述胺酯發泡體之視密度為100 kg/m3以上且700 kg/m3以下，於100℃下之壓縮殘留應變為20%以下。
上述本發明之聚胺酯發泡體較佳為，上述多元醇中，上述多元醇100重量份中含有聚氧化烯中之氧化乙烯單元之比率即環氧乙烷比率為50莫耳%以上的聚醚系多元醇20重量份以上且80重量份以下，於上述多元醇100重量份中，上述環氧乙烷比率為50莫耳%以上之聚醚系多元醇與上述蓖麻油系多元醇之合計重量份為50重量份以上且100重量份以下。
上述本發明之聚胺酯發泡體較佳為， 於上述多元醇100重量份中含有上述蓖麻油系多元醇40重量份以上且70重量份以下，於上述多元醇100重量份中，含有上述環氧乙烷比率為50莫耳%以上之聚醚系多元醇30重量份以上且60重量份以下。
又，較佳為，上述胺酯發泡體之厚度為0.1 mm以上且15 mm以下。
較佳為，上述胺酯發泡體之25%壓縮荷重為0.02 MPa以上且0.40 MPa以下。
較佳為，上述胺酯發泡體之平均單元直徑為50 μm以上且300 μm以下。
較佳為，於100℃下之上述胺酯發泡體之壓縮殘留應變為10%以下。
較佳為，於110℃下之上述胺酯發泡體之壓縮殘留應變為10%以下。
根據本發明之聚胺酯發泡體，於100℃下之壓縮殘留應變為20%以下，因此於高溫下之壓縮殘留應變較小。藉此可提供作為熱源周邊部位之密封材料亦較佳之聚胺酯發泡體。
關於本發明之實施形態進行說明。如圖1所示之本發明之聚胺酯發泡體1係藉由機械起泡法由聚胺酯原料而獲得。
聚胺酯原料包含多元醇、異氰酸酯、整泡劑、觸媒及造泡用氣體。
多元醇包括於25℃下之黏度(依據JIS Z 8803：2011)為2000 mPa‧s以下之蓖麻油系多元醇與聚醚系多元醇。又，於多元醇100重量份中含有蓖麻油系多元醇20重量份以上且80重量份以下。又，於上述多元醇100重量份中含有上述聚醚系多元醇20重量份以上且80重量份以下。
若使用於25℃下之黏度高於2000 mPa‧s之蓖麻油系多元醇，則聚胺酯原料之黏度過高而無法將聚胺酯原料良好地混合。因此，於聚胺酯發泡體中產生空隙而聚胺酯發泡體之密封性降低。
於多元醇100重量份中僅含有蓖麻油系多元醇未達20重量份之情形時，無法充分減小聚胺酯發泡體於100℃下之壓縮殘留應變。另一方面，於多元醇100重量份中含有多於80重量份之情形時，即便聚胺酯發泡體之密度較低，聚胺酯發泡體亦會過硬而於用作密封材料之情形時壓縮密著性劣化。
又，就提高耐水解性之觀點而言，多元醇中含有聚醚系多元醇。若聚醚系多元醇於多元醇100重量份中未達20重量份，則水解性降低，無法充分減小高濕度下之壓縮殘留應變。另一方面，含有多於80重量份之情形時，蓖麻油系多元醇之添加量不足，無法充分減小聚胺酯發泡體於100℃下之壓縮殘留應變。
作為蓖麻油系多元醇，可列舉：蓖麻油、蓖麻油與多元 醇之反應物、蓖麻油脂肪酸與多元醇之酯化反應物等。作為與蓖麻油或蓖麻油脂肪酸反應之多元醇，可列舉：乙二醇、二乙二醇、丙二醇等2價之多元醇，或丙三醇、三羥甲基丙烷、己三醇、山梨醇等3價以上之多元醇等。
蓖麻油系多元醇係使用於25℃下之黏度(依據JIS Z 8803：2011)為2000 mPa‧s以下者。進而，蓖麻油系多元醇更佳為官能基數2~3、數量平均分子量500以上且1000以下(或羥值115 mgKOH/g以上且225 mgKOH/g以下)。
作為聚醚系多元醇，可使用：於乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、新戊二醇、丙三醇、季戊四醇、三羥甲基丙烷、山梨醇、蔗糖等多元醇中加成環氧乙烷、環氧丙烷等環氧烷而成的聚醚多元醇等聚胺酯用之聚醚系多元醇。
聚醚系多元醇較佳為官能基數2~4、數量平均分子量2000以上且4000以下者。進而，聚醚系多元醇較佳為聚氧化烯中之氧化乙烯單元之比率即環氧乙烷比率(以下有簡略記為EO比率之情形)為50莫耳%以上，更佳之環氧乙烷比率為60莫耳%以上，尤佳為70莫耳%以上。且環氧乙烷比率之上限為100莫耳%以下，更佳為90莫耳%以下。藉由將環氧乙烷比率設為50莫耳%以上(更佳為60莫耳%以上，尤佳為70莫耳%以上)，可進一步提高聚胺酯發泡體之耐熱性。再者，聚醚系多元醇亦可併用兩種以上。再者，此處之環氧乙烷比率換言之亦可稱作環氧烷加成物中之環氧乙烷加成物之比率。再者，此處耐熱性係指於高溫環境下壓 縮殘留應變難以變大之程度。
關於多元醇，尤佳為，於多元醇100重量份中含有環氧乙烷比率為50莫耳%以上之聚醚系多元醇20重量份以上且80重量份以下，且於多元醇100重量份中，環氧乙烷比率為50莫耳%以上之聚醚系多元醇與蓖麻油系多元醇之合計重量份為50重量份以上且100重量份以下。進而較佳為，於多元醇100重量份中含有蓖麻油系多元醇40重量份以上且70重量份以下，且於上述多元醇100重量份中含有環氧乙烷比率為50莫耳%以上之聚醚系多元醇30重量份以上且60重量份以下。藉此，可提高聚胺酯發泡體之耐熱性。
作為多元醇，除上述蓖麻油系多元醇及聚醚系多元醇以外，亦可含有聚碳酸酯系多元醇。
作為該聚碳酸酯系多元醇，可列舉藉由乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇等多元醇與碳酸二烷基酯、碳酸二伸烷基酯、碳酸二苯酯等之脫醇反應而得者。
作為聚碳酸酯系多元醇，上述中尤佳為於60℃下之黏度(依據JIS Z 8803：2011)為1500 mPa‧s以下者。又，該聚碳酸酯系多元醇更佳為官能基數為2~3、數量平均分子量為500以上且1000以下(或羥值112 mgKOH/g以上且224 mgKOH/g以下)。
作為多元醇，除上述蓖麻油系多元醇及聚醚系多元醇以外，亦可含有聚酯系多元醇。
作為該聚酯系多元醇，可列舉藉由乙二醇、二乙二醇、 丙二醇、丁二醇、己二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、季戊四醇、二丙三醇、山梨醇、蔗糖等低分子多元醇與丁二酸、己二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、鄰苯二甲酸、異鄰苯二甲酸、丁二酸酐、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐等之縮合而得者。進而，作為聚酯系多元醇，可列舉作為分類為內酯之己內酯、甲基戊內酯之開環縮合物的多元醇。
作為異氰酸酯，可為芳香族系、脂環式、脂肪族系中之任一者，又，可為1分子中具有2個異氰酸酯基之2官能之異氰酸酯，或1分子中具有3個以上異氰酸酯基之3官能以上之異氰酸酯。又，該等可單獨或組合複數個而使用。
例如，作為2官能之異氰酸酯，可列舉：2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI，Tolylene diisocyanate)、2,6-甲苯二異氰酸酯(TDI)、間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、4,4'-二苯甲烷二異氰酸酯(MDI，Diphenyl-methane-diisocyanate)、2,4'-二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、2,2'-二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、二甲苯二異氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-伸聯苯基二異氰酸酯、3,3'-二甲氧基-4,4'-伸聯苯基二異氰酸酯等芳香族系者，環己烷-1,4-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯等脂環式者，丁烷-1,4-二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、伸異丙基二異氰酸酯，亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯等脂肪族系者。
又，作為3官能以上之異氰酸酯，可列舉：1-甲基苯- 2,4,6-三異氰酸酯、1,3,5-三甲基苯-2,4,6-三異氰酸酯、聯苯-2,4,4'-三異氰酸酯、二苯甲烷-2,4,4'-三異氰酸酯、甲基二苯甲烷-4,6,4'-三異氰酸酯、4,4'-二甲基二苯甲烷-2,2',5,5'-四異氰酸酯、三苯甲烷-4,4',4"-三異氰酸酯、聚亞甲基聚苯基異氰酸酯(聚合MDI(diphenylmethane diisocyanate，二苯甲烷二異氰酸酯))等。
又，異氰酸酯分別不限定於一種，亦可為一種以上。例如，可併用脂肪族系異氰酸酯之一種與芳香族系異氰酸酯之兩種。異氰酸酯指數較佳為設為100以上且110以下。若異氰酸酯指數超出該範圍，則聚胺酯發泡體之壓縮殘留應變增大。再者，異氰酸酯指數係將相對於聚胺酯原料中所含之活性氫基1莫耳之異氰酸酯基之莫耳數擴大100倍的值。
作為整泡劑，較佳為聚二甲基矽氧烷或聚氧化烯等非離子系界面活性劑。藉由使用上述非離子系界面活性劑作為整泡劑，而造泡用氣體可於聚胺酯發泡體中形成較佳之泡結構。整泡劑之量較佳為設為每100重量份多元醇為3重量份以上且8重量份以下。
作為觸媒，可單獨使用或併用聚胺酯發泡體用之胺系觸媒、金屬觸媒(有機金屬化合物系觸媒)。作為胺系觸媒，可列舉：單胺化合物、二胺化合物、三胺化合物、聚胺化合物、環狀胺化合物、醇胺化合物、醚胺化合物等，可使用該等之一種，亦可併用兩種以上。作為金屬觸媒，可列舉：有機錫化合物、有機鉍化合物、有機鉛化合物、有機 鋅化合物等，可使用該等之一種，或可使用兩種以上。觸媒之量較佳為設為每100重量份多元醇為0.05重量份以上且0.5重量份以下。
作為造泡用氣體，較佳為對多元醇與異氰酸酯之反應等不造成不良影響之氣體，例如乾燥空氣或氮氣等惰性氣體。較佳為，造泡用氣體以於聚胺酯原料中之混合比率為31體積%以上且91體積%以下之方式而包含於聚胺酯原料中。再者，造泡用氣體之混合比率意指造泡用氣體相對於除造泡用氣體以外之聚胺酯原料100體積份的體積%。
此外，可視需要而於聚胺酯原料中添加交聯劑或發泡助劑、填充劑等。作為交聯劑，可列舉具有2~4個可與異氰酸酯基反應之含活性氫之基之數量平均分子量為50以上且800以下的低分子化合物。作為用作交聯劑之低分子化合物，例如可列舉：乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇等，可使用該等中之一種或併用兩種以上。作為交聯劑，尤佳者為1,4-丁二醇或乙二醇。
若不添加交聯劑則交聯密度變疏，聚胺酯發泡體之耐熱性降低，因此較理想為添加交聯劑。考慮與硬度之平衡，交聯劑之添加量較佳為設為每100重量份多元醇為5重量份以上且15重量份以下。
發泡助劑係於進一步降低聚胺酯發泡體之視密度之情形時而添加者，作為較佳之發泡助劑，可列舉水。作為發泡 助劑之水之添加量較佳為設為每100重量份多元醇為0.4重量份以上且2.5重量份以下。作為填充劑，可列舉作為聚胺酯原料之黏度調節劑之金屬氫氧化物或著色劑、抗靜電劑等。
本發明之聚胺酯發泡體於100℃下之壓縮殘留應變為20%以下。壓縮殘留應變係將JIS K 6400-4：2004 A法(70℃)變更為100℃並以50%壓縮而實施者，更佳之值為100℃下10%以下，進而較佳為110℃下20%以下，尤佳為110℃下10%以下。如上所述，本發明之聚胺酯發泡體於100℃或110℃等相對較為高溫下之壓縮殘留應變較小，因此即便於高溫下亦可良好地維持密封性，可於熱源部周邊部位較佳地用作密封材料。
又，本發明之聚胺酯發泡體較佳為視密度為100 kg/m3以上且700 kg/m3以下。再者，視密度係基於JIS K 7222：2005而測定之值。藉由將視密度設為此種範圍，而可使聚胺酯發泡體成為適於密封材料之硬度，用作密封材料時之密著性變好而密封性提高。
本發明之聚胺酯發泡體較佳為形成為厚度0.1 mm以上且15 mm以下。藉由設為此種厚度，而可將聚胺酯發泡體用作較窄空間中使用之密封材料，因此較佳。
又，本發明之聚胺酯發泡體較佳為25%壓縮荷重為0.02 MPa以上、0.40 MPa以下。25%壓縮荷重係於JIS K 6254：1993之試驗條件下，以1 mm/min之速度將Φ50 mm之樣品壓縮25%時產生之壓縮應力。藉此，聚胺酯發泡體之彈性 變形良好，將聚胺酯發泡體用作密封材料之情形時密封時之密著性提高。
進而，本發明之聚胺酯發泡體較佳為平均單元直徑為50 μm以上且300 μm以下。平均單元直徑可以如下方式算出：利用掃描式電子顯微鏡以倍率200倍對發泡體層之截面進行觀察，此時關於接觸25 mm之直線之單元，以單元直徑之累計除以單元個數。藉此，聚胺酯發泡體之密封性變得更好。
本發明之聚胺酯發泡體係藉由機械起泡法而製造。
圖2所示之製造裝置10係本發明之聚胺酯發泡體之製造裝置之一例。製造裝置10具備：混合原料而獲得聚胺酯原料M之混合部31、包括捲繞基材14並藉由未圖示之驅動源將基材14進行供給之供給輥33與製品回收輥34的輥機構32、向基材14供給聚胺酯原料M之噴出噴嘴35、包括控制基材14上之聚胺酯原料M之厚度之刮刀等的厚度控制設備36、及加熱基材14上之聚胺酯原料M之加熱器等加熱設備38。
利用使用製造裝置10之機械起泡法之聚胺酯發泡體之製造方法中，首先，由噴出噴嘴35向供給輥33所供給之包含PET(polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)膜或脫模紙等之基材14上供給於混合部31混合之聚胺酯原料M。
繼而，使用厚度控制設備36使噴出至基材14上之聚胺酯原料M之厚度成為特定厚度。接著，以加熱設備38加熱聚 胺酯原料M而使之反應、硬化。將於基材14上形成有聚胺酯發泡體1之積層體20捲取至製品回收輥34上。其後，將積層體20切割為特定尺寸、形狀並剝離基材14，而獲得目標之聚胺酯發泡體1。
再者，圖示之例中，列舉有回收積層體20之製品回收輥34，但並不限定於此。例如，亦可以下述方式構成：自積層體20剝離聚胺酯發泡體1與基材14，再分別以聚胺酯發泡體回收輥回收聚胺酯發泡體1，以基材回收輥回收基材14。
又，亦可如圖3般構成。圖3表示變形例之製造裝置10A。製造裝置10A中，於噴出噴嘴35與製品回收輥34之間設置有表面保護機構41。表面保護機構41具備表面保護膜供給輥42與表面保護膜回收輥43。表面保護膜供給輥42藉由未圖示之驅動源將PET膜等表面保護膜16進行供給。符號40係包括輥之厚度控制設備，控制基材14與表面保護膜16之間之聚胺酯原料M之厚度。
若使用該製造裝置10A，則於供給至基材14上之聚胺酯原料M之上表面積層有表面保護膜16。藉此，可於以基材14與表面保護膜16夾持聚胺酯原料M之狀態下製造聚胺酯發泡體。又，可自積層體將表面保護膜16剝離並回收。
再者，作為製造裝置10A之變形例，雖未圖示，但亦可以如下方式構成：將基材回收輥設置於製品回收輥34之下方側，自上述聚胺酯發泡體1剝離並回收基材14，於製品回收輥34上僅捲取並回收聚胺酯發泡體1。
實施例
使用圖2所示之製造裝置10，由設為表1及表2所示之組成之聚胺酯原料M製造實施例1~15之聚胺酯發泡體1。再者，此時，使用厚度25 μm以上且125 μm以下之PET膜作為基材14，以加熱設備38將聚胺酯原料加熱至120~200℃。作為造泡用氣體之氮氣係以成為表1及表2之混合比率(體積%)之方式，以0.1 NL/min之流量向混合部31之聚胺酯原料供給而混合。又，將輥機構32中之基材14之供給速度設為5 m/min。
又，為作比較，由設為表3所示之組成之聚胺酯原料，獲得比較例1~10之聚胺酯發泡體。比較例1~7中，除聚胺酯原料之組成不同以外，以與上述實施例1~14相同之製法進行製造。比較例8~10中，將未調配造泡用氣體、且調配有水作為發泡劑之聚胺酯原料噴出至包括PET膜之基材上並加熱，藉由化學發泡法而使之發泡並獲得聚胺酯發泡體。
(表1~表3之原料)
‧蓖麻油系多元醇1：伊藤製油公司製造，商品名「H-30」，黏度(25℃)690 mPa‧s(黏度(60℃)85 mPa‧s)，官能基數2.7，數量平均分子量950(羥值160 mgKOH/g)
‧蓖麻油系多元醇2：伊藤製油公司製造，商品名「AC-005」，黏度(25℃)1150 mPa‧s(黏度(60℃)125 mPa‧s)，官能基數2，數量平均分子量550(羥值204 mgKOH/g)
‧蓖麻油系多元醇3：伊藤製油公司製造，商品名「AC- 006」，黏度(25℃)3000 mPa‧s(黏度(60℃)200 mPa‧s)，官能基數2，數量平均分子量630(羥值178 mgKOH/g)
‧聚醚系多元醇A：三洋化成工業公司製造，商品名「GP-3000」，黏度(25℃)500 mPa‧s，官能基數3，數量平均分子量3000，EO比率0莫耳%
‧聚醚系多元醇B：三洋化成工業公司製造，商品名「FA-103」，黏度(25℃)730 mPa‧s，官能基數3，數量平均分子量3300，EO比率70莫耳%
‧聚醚系多元醇C：三洋化成工業公司製造，商品名「GL-3000」，黏度(25℃)510 mPa‧s，官能基數3，數量平均分子量3000，EO比率20莫耳%
‧聚酯系多元醇：Kuraray公司製造，商品名「P-510」，黏度(25℃)540 mPa‧s，官能基數2，數量平均分子量500(羥值224 mgKOH/g)
‧聚碳酸酯系多元醇1：Kuraray公司製造，商品名「C-590」，黏度(60℃)170 mPa‧s，官能基數2，數量平均分子量500(羥值224 mgKOH/g)
‧聚碳酸酯系多元醇2：Kuraray公司製造，商品名「C-1090」，黏度(60℃)1800 mPa‧s，官能基數2，數量平均分子量1000(羥值112 mgKOH/g)
‧交聯劑：1,4-丁二醇
‧金屬觸媒：城北化學工業公司製造，商品名「MRH110」，辛酸亞錫
‧整泡劑：Momentive公司製造，商品名「L-5614」，非 離子系界面活性劑
‧金屬氫氧化物：昭和電工公司製造，商品名「Higilite H-10」，氫氧化鋁
‧造泡用氣體：氮氣
‧異氰酸酯：NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY公司製造，商品名「Coronate 1130」，NCO%：31%，粗製MDI
以上述方式獲得實施例1~15與比較例1~10之聚胺酯發泡體。對該等聚胺酯發泡體測定厚度、視密度、25%壓縮荷重、壓縮殘留應變、防塵性、平均單元直徑。再者，以下詳細敍述25%壓縮荷重、壓縮殘留應變、防塵性之測定方法。將測定結果示於表1~表3。再者，綜合評價中，壓縮殘留應變(100℃)為20%以下且防塵性試驗結果為○之情形設為○(合格)。再者，可認為壓縮殘留應變越小、防塵性越高，密封性越好。
25%壓縮荷重係於JIS K 6254：1993之試驗條件下，以1 mm/min之速度將Φ50 mm之樣品壓縮25%時之壓縮應力。
壓縮殘留應變係於JIS K 6400-4：2004 A法(70℃)之試驗條件下，將樣品於厚度方向上壓縮50%，於特定溫度(80℃、100℃、11O℃各溫度)下靜置22小時，其後，於常溫下釋放壓縮應力，測定歷經30分鐘後之樣品之厚度，並藉由下述之式而計算出。
壓縮殘留應變(%)=[(壓縮前之厚度-釋放後之厚度)/壓縮前之厚度]×100
防塵性試驗係以如下方式進行。圖4之(A)為表示防塵性試驗中使用之板狀夾具之使用時的側視圖，(B)為其平面圖。圖5為防塵性試驗中使用之圓筒狀容器之立體圖。
首先，於圖4(A)所示之2片板狀夾具51、52之間，夾持如圖4(B)所示之以外框尺寸50 mm見方、內框尺寸45 mm見方、框寬2.5 mm而形成為框狀之樣品S，以於樣品S之厚度方向壓縮25%之方式而設置。再者，樣品S之一面藉由厚度160 μm之不織布基材丙烯酸系兩面黏著帶57而接合於一片板狀夾具51上。於板狀夾具51、52之間介在有彈簧53，以螺釘54與螺帽55緊固板狀夾具51、52。
將設置有樣品S之板狀夾具51、52與1 kg粉末共同裝入如圖5所示之內徑250 mm、軸63方向之長度為340 mm之圓筒狀容器61中。粉末為粒徑4 μm以上且10 μm以下之滑石粉末。使圓筒狀容器61繞軸63以60 rpm旋轉10分鐘。藉由目視確認粉末是否滲入自圓筒狀容器61取出之樣品S之內側。若於樣品S之內側未確認到粉末則記為○記號，若可確認粉末存在於樣品S之內側則記為×記號，進行評價。
如表1及表2之測定結果所示，實施例1~15均為於80℃、100℃、110℃下之壓縮殘留應變為20%以下，而顯示良好之耐熱性。進而，使用聚氧化烯中之氧化乙烯單元之比率(EO比率)為50莫耳%以上之聚醚多元醇B(EO比率70莫耳%)作為聚醚系多元醇、並且多元醇100重量份中EO比率為50莫耳%以上之聚醚多元醇與蓖麻油系多元醇之合計重量份為50重量份以上且100重量份以下的實施例3、4、6及13於80℃、100℃、110℃下之各壓縮殘留應變小於其他實施例，耐熱性非常高。進而，實施例3、4及6中，於多元醇100重量份中含有蓖麻油系多元醇40重量份以上且70重量份以下，且於多元醇100重量份中含有環氧乙烷比率為50莫耳%以上之聚醚系多元醇30重量份以上且60重量份以下，因此耐熱性非常高。
另一方面，比較例1、2中，由於蓖麻油系多元醇之調配量為0或較少，故而壓縮殘留應變於80℃下為20%以下，但於100℃、110℃下均超過20%，耐熱性較低。
比較例3中，由於蓖麻油系多元醇之黏度較高，故而於製造聚胺酯發泡體時產生空隙，防塵性較差。
比較例4中，由於不含蓖麻油系多元醇，且其他多元醇即聚碳酸酯系多元醇之黏度非常高而攪拌混合不充分，故而耐熱性較低，且防塵性較差。
比較例5中，由於蓖麻油系多元醇之調配量較多，故而聚胺酯原料之黏度提高，製造聚胺酯發泡體時產生空隙，防塵性較差。
比較例6中，由於聚胺酯發泡體之視密度過低，故而硬度下降，且單元變粗，防塵性較差。
比較例7中，由於聚胺酯發泡體之視密度過高，故而硬度上升，壓縮時之密著性受損，防塵性較差。
比較例8~10中，由於係藉由化學發泡法而非機械起泡法進行者，故而單元變粗防塵性較差。
又，分別對於使用蓖麻油系多元醇之實施例3、未使用蓖麻油系多元醇之比較例1、聚醚多元醇之調配量未達20重量份之比較例11、矽酮發泡體、橡膠海綿，於120℃之環境下或於70℃、濕度95%RH之環境下放置特定時間，其後測定壓縮殘留應變(50%壓縮、100℃×22小時)。再者，比較例11係於實施例4之組成中將聚醚多元醇B之調配量自22重量份變更為18重量份，將聚酯多元醇之調配量自56重量份變更為60重量份。除此以外，與實施例4相同地製成。
表4係於120℃環境下放置後之壓縮殘留應變之測定結果，表5係於70℃、濕度95%RH環境下放置後之壓縮殘留應變之測定結果。表4及表5中之「時間」為於各環境下之放置時間。
如表4及表5所示，使用蓖麻油系多元醇之實施例3之聚胺酯發泡體與未使用蓖麻油系多元醇之比較例1之聚胺酯發泡體或橡膠海綿相比，於高溫下之壓縮殘留應變較小。又，確認，使用蓖麻油系多元醇之聚胺酯發泡體與矽酮發泡體顯示相同之於高溫下之壓縮殘留應變。
又，聚醚多元醇之調配量未達20重量份之比較例11與未使用蓖麻油系多元醇而僅使用聚醚系多元醇之比較例1相比，壓縮殘留應變較小。然而，於75℃、95%RH下放置672小時後及其以後之壓縮殘留應變大於20%，尤其是無法充分減小高濕度下之壓縮殘留應變。
如上所述，本發明之聚胺酯發泡體即便於高溫下亦具有較小之壓縮殘留應變，因此即便於高溫環境下亦顯示優異之密封性。因此，作為熱源周邊部位之密封材料亦較佳。進而，本發明之聚胺酯發泡體與矽酮發泡體相比較為廉價，且於高溫環境下具有與矽酮發泡體相同之較小之壓縮殘留應變。因此，作為先前就耐熱性之觀點而言必需使用矽酮發泡體之高溫環境用之密封材料，可使用本發明之聚 胺酯發泡體代替矽酮發泡體，可減少成本。
又，若將本發明之聚胺酯發泡體用於以下用途，則較佳。
<電動汽車電池單元間緩衝材料>
搭載於電動汽車上之電池單元於發電、充電時發生膨脹、收縮。因此，於電池單元間設有一定空間。於該空間中設置有緩衝材料，以避免於事故等對電池施加衝擊時單元發生破損。然而，電池內部之單元溫度會升高至最大80℃左右，因此要求緩衝材料為具有其以上之耐熱性之原材料。又，緩衝材料亦發揮衝擊吸收材料之作用，因此要求其為具有柔軟性及低壓縮殘留應變性之原材料。
具有該等性能之原材料通常為矽酮發泡體，與其他發泡材料相比價格非常高。由於緩衝材料相對於一部電池之使用量較多，故而為了電池之低成本化，業界希望替代為廉價之原材料。而且，本發明之聚胺酯發泡體與矽酮發泡體相比較為廉價，於80~110℃下之壓縮殘留應變非常小。因此，本發明之聚胺酯發泡體可較佳地用作電動汽車電池單元間緩衝材料。
<電動汽車電池組緩衝材料>
又，業界要求搭載於電動汽車上之電池組之緩衝材料的壓縮殘留應變較小。矽酮發泡體之壓縮殘留應變較小，但含有大量低分子矽氧烷。存在由該低分子矽氧烷導致矽酮發泡體析出二氧化矽之情況。若使用矽酮發泡體作為電池組之緩衝材料，則有搭載於電池組上之電子基板上之接點 因該二氧化矽之析出而被污染而電氣特性惡化之虞。因此，矽酮發泡體不適於電池組緩衝材料。故而，通常使用胺酯發泡體作為電池組緩衝材料。然而，胺酯發泡體之壓縮殘留應變較大。
本發明之聚胺酯發泡體與矽酮發泡體相比，低分子矽氧烷之量非常少。又，壓縮殘留應變亦充分小於先前之胺酯發泡體。因此，若使用本發明之聚胺酯發泡體作為電動汽車之電池組之緩衝材料，則藉由較小之壓縮殘留應變而具有充分之緩衝性，且由於不析出二氧化矽故而難以引起接點故障。因此，本發明之聚胺酯發泡體可較佳地用作電動汽車電池組緩衝材料。
<太陽光面板緩衝材料>
由於太陽光面板於室外使用，故而對用於太陽光面板之緩衝材料要求防水性、較小之壓縮殘留應變、及於高溫環境下壓縮殘留應變亦較小。具有該等性能之原材料通常只有矽酮發泡體，但與其他發泡材料相比價格非常高。
然而，本發明之聚胺酯發泡體與矽酮發泡體相比較為廉價，於80~110℃下之壓縮殘留應變非常小，且，即便於高溫環境下壓縮殘留應變亦不增大。又，防水性亦較高。因此，本發明之聚胺酯發泡體可較佳地用作太陽光面板緩衝材料。
<醫療用監視器緩衝材料>
醫療用監視器要求比民用監視器高之亮度，監視器內部溫度最大達到60℃左右。民用監視器之液晶玻璃與殼體框 架之間之緩衝材料通常使用胺酯發泡體或聚烯烴發泡體。然而，先前通常使用之胺酯發泡體或聚烯烴發泡體之耐熱性不足，業界期待具有更高耐熱性、柔軟性之原材料。
本發明之聚胺酯發泡體於80~110℃下之壓縮殘留應變非常小，且，25%壓縮荷重為0.02 MPa以上且0.40 MPa以下，亦具有柔軟性。因此，本發明之聚胺酯發泡體可較佳地用作醫療用監視器緩衝材料。
再者，除上述電動汽車電池單元間緩衝材料、電動汽車電池組緩衝材料、太陽光面板緩衝材料、醫療用監視器緩衝材料以外，本發明之聚胺酯發泡體亦可較佳地用作電動汽車電池單元間密封材料、電動汽車電池組密封材料、太陽光面板密封材料、醫療用監視器密封材料。
以上，已詳細地且參照特定實施態樣對本發明進行說明，但業者明白，可不脫離本發明之精神及範圍而添加各種變更或修正。
本申請案係基於2011年7月25日提出申請之日本專利申請案(日本專利特願2011-161650)者，並將其內容作為參照而引用於本文中。
產業上之可利用性
根據本發明之聚胺酯發泡體，於100℃下之壓縮殘留應變為20%以下，因此於高溫下之壓縮殘留應變較小。藉此，可提供一種即便作為熱源周邊部位之密封材料亦較佳之聚胺酯發泡體。
1‧‧‧聚胺酯發泡體
10‧‧‧製造裝置
10A‧‧‧製造裝置
14‧‧‧基材
16‧‧‧表面保護膜
20‧‧‧積層體
31‧‧‧混合部
32‧‧‧輥機構
33‧‧‧供給輥
34‧‧‧製品回收輥
35‧‧‧噴出噴嘴
36‧‧‧厚度控制設備
38‧‧‧加熱設備
40‧‧‧厚度控制設備
41‧‧‧表面保護機構
42‧‧‧表面保護膜供給輥
43‧‧‧表面保護膜回收輥
51‧‧‧板狀夾具
52‧‧‧板狀夾具
53‧‧‧彈簧
54‧‧‧螺釘
55‧‧‧螺帽
57‧‧‧不織布基材丙烯酸系兩面黏著帶
61‧‧‧圓筒狀容器
63‧‧‧軸
M‧‧‧聚胺酯原料
S‧‧‧樣品
圖1係本發明之一實施形態之聚胺酯發泡體之立體圖。
圖2係表示本發明之聚胺酯發泡體之製造裝置之一例的圖。
圖3係表示其他例之製造裝置之圖。
圖4(A)係表示用於防塵性試驗中之板狀夾具之使用時的側視圖，(B)係其平面圖。
圖5係用於防塵性試驗中之圓筒狀容器之立體圖。
1‧‧‧聚胺酯發泡體

Claims (10)

  1. 一種聚胺酯發泡體，其係藉由機械起泡法由包含多元醇、異氰酸酯、整泡劑、觸媒及造泡用氣體之聚胺酯原料而得者，且其特徵在於：上述多元醇包括於25℃下之黏度為2000mPa‧s以下之蓖麻油系多元醇與聚醚系多元醇，於上述多元醇100重量份中含有上述蓖麻油系多元醇20重量份以上且80重量份以下，於上述多元醇100重量份中含有上述聚醚系多元醇20重量份以上且80重量份以下，上述胺酯發泡體之視密度為100kg/m3以上且700kg/m3以下，於100℃下之壓縮殘留應變為20%以下，上述多元醇，係於上述多元醇100重量份中含有聚氧化烯中之氧化乙烯單元之比率即環氧乙烷比率為50莫耳%以上的聚醚系多元醇20重量份以上且80重量份以下者，且上述多元醇100重量份中，上述環氧乙烷比率為50莫耳%以上之聚醚系多元醇與上述蓖麻油系多元醇之合計重量份為50重量份以上且100重量份以下。
  2. 如請求項1之聚胺酯發泡體，其中上述聚胺酯原料中進一步含有交聯劑。
  3. 如請求項1或2之聚胺酯發泡體，其中於上述多元醇100重量份中含有上述蓖麻油系多元醇40重量份以上且70重量份以下， 於上述多元醇100重量份中含有上述環氧乙烷比率為50莫耳%以上之聚醚系多元醇30重量份以上且60重量份以下。
  4. 如請求項1或2之聚胺酯發泡體，其中上述胺酯發泡體之厚度為0.1mm以上且15mm以下。
  5. 如請求項1或2之聚胺酯發泡體，其中上述胺酯發泡體之25%壓縮荷重為0.02MPa以上且0.40MPa以下。
  6. 如請求項1或2之聚胺酯發泡體，其中上述胺酯發泡體之平均單元直徑為50μm以上且300μm以下。
  7. 如請求項1或2之聚胺酯發泡體，其中於100℃下之上述胺酯發泡體之壓縮殘留應變為10%以下。
  8. 如請求項1或2之聚胺酯發泡體，其中於110℃下之上述胺酯發泡體之壓縮殘留應變為10%以下。
  9. 一種密封材料，其包含如請求項1或2之聚胺酯發泡體。
  10. 一種緩衝材料，其包含如請求項1或2之聚胺酯發泡體。
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