TWI732112B - 軟質聚胺基甲酸酯發泡體、衣著材料、胸罩之襯墊、胸罩之罩杯及軟質聚胺基甲酸酯發泡體之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體,係使:含有脂肪族聚異氰酸酯之衍生物的聚異氰酸酯成分、與含聚氧伸烷基多元醇的多元醇成分,進行反應與發泡而形成的軟質聚胺基甲酸酯發泡體;其中,脂肪族聚異氰酸酯之衍生物係含有脂肪族聚異氰酸酯之脲基甲酸酯衍生物,且相對於脂肪族聚異氰酸酯之衍生物總量,脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物含有比例係70莫耳%以上;聚氧伸烷基多元醇係合併具有氧伸乙基單元與氧伸丙基單元;相對於聚氧伸烷基多元醇,氧伸乙基單元係5~20莫耳%;相對於聚氧伸烷基多元醇之末端羥基總莫耳數,一級羥基係50莫耳%以下。
Description
本發明係關於軟質聚胺基甲酸酯發泡體、衣著材料、胸罩之襯墊、胸罩之罩杯及軟質聚胺基甲酸酯發泡體之製造方法,詳言之,係關於軟質聚胺基甲酸酯發泡體、含有該軟質聚胺基甲酸酯發泡體的衣著材料、該衣著材料之成形品的胸罩之襯墊、具備該胸罩襯墊的胸罩之罩杯、以及軟質聚胺基甲酸酯發泡體之製造方法。
軟質聚胺基甲酸酯發泡體係使聚異氰酸酯成分與多元醇成分,在胺基甲酸酯化觸媒與發泡劑存在下進行反應而獲得,被使用於廣泛領域中。
已知此種聚異氰酸酯成分係有使用芳香族聚異氰酸酯,但使用芳香族聚異氰酸酯所獲得的芳香族系軟質聚胺基甲酸酯發泡體,會因暴露於紫外線、氧氣(例如氧化氮氣體(NOx)等)之中而出現變色的情況。
所以,針對聚異氰酸酯成分有就使用脂肪族聚異氰酸酯及/或其衍生物的情況進行檢討。
例如有提案使有機聚異氰酸酯(A)、多元醇(B)、觸媒(C)、發泡劑(D)、整泡劑(E)的混合液進行反應發泡,經硬化而獲得 的軟質聚胺基甲酸酯發泡體;其中,異氰酸酯成分(A)係使用脲基甲酸酯改質有機聚異氰酸酯組成物(A1,其係由單醇與脂肪族系及/或脂環族系二異氰酸酯構成;脲基甲酸酯改質有機聚異氰酸酯組成物(A2,其係由含有2個以上羥基之醇與脂肪族系及/或脂環族系二異氰酸酯構成;以及有機聚異氰酸酯化合物(A3,其係使脂肪族系及/或脂環族系二異氰酸酯與多元醇成分(a1)進行反應而獲得,的混合物。又,此種軟質聚胺基甲酸酯發泡體中,有提案作為多元醇(B)係使用聚丙二醇(PPG),具體係提案使用官能基數2~3、OH值56~560的PPG(例如參照專利文獻1(製備例44~47))。
專利文獻1:日本專利特開2012-224712號公報
另一方面,近年針對軟質聚胺基甲酸酯發泡體要求透氣性,專利文獻1所記載之使用聚異氰酸酯組成物與聚丙二醇(PPG)獲得的軟質聚胺基甲酸酯發泡體,具有透氣性尚嫌不足的不良情況。
再者,軟質聚胺基甲酸酯發泡體係除透氣性之外,尚有要求機械物性[耐變形性(耐應變)、撕裂強度、延伸等]的情況。
本發明係兼具透氣性與機械物性的軟質聚胺基甲酸酯發泡體、含有該軟質聚胺基甲酸酯發泡體的衣著材料、該衣著材料之成形品的胸罩之襯墊、具備該胸罩襯墊的胸罩之罩杯、及軟質 聚胺基甲酸酯發泡體之製造方法。
本發明[1]係一種軟質聚胺基甲酸酯發泡體,係使:含有脂肪族聚異氰酸酯之衍生物的聚異氰酸酯成分、與含聚氧伸烷基多元醇(polyoxyalkylene polyol)的多元醇成分進行反應與發泡而形成的軟質聚胺基甲酸酯發泡體;其中,上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物係含有脂肪族聚異氰酸酯之脲基甲酸酯衍生物;相對於上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物總量,上述脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物含有比例係70莫耳%以上;上述聚氧伸烷基多元醇係合併具有氧伸乙基(oxyethylene)單元與氧伸丙基(oxypropylene)單元;相對於上述聚氧伸烷基多元醇,上述氧伸乙基單元係5莫耳%以上且20莫耳%以下,相對於上述聚氧伸烷基多元醇之末端羥基總莫耳數,一級羥基係50莫耳%以下。
本發明[2]係如上述[1]所記載的軟質聚胺基甲酸酯發泡體,其中,相對於上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物總量,上述脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物含有比例,係75莫耳%以上且99莫耳%以下。
本發明[3]係如上述[1]或[2]所記載的軟質聚胺基甲酸酯發泡體,其中,上述脂肪族聚異氰酸酯係含有五亞甲基二異氰酸酯及/或六亞甲基二異氰酸酯。
本發明[4]係如上述[3]所記載的軟質聚胺基甲酸酯發泡體,其中,上述聚異氰酸酯成分係更進一步含有脂環族聚異氰酸酯。
本發明[5]係如上述[1]~[4]中任一項所記載的軟質聚胺基甲酸酯發泡體,其中,上述衍生物係含有經醇施行改質的脲基 甲酸酯衍生物;上述醇係含有一元醇與二元醇。
本發明[6]係如上述[5]所記載的軟質聚胺基甲酸酯發泡體,其中,上述醇係含有分支狀一元醇與分支狀二元醇。
本發明[7]係一種衣著材料,係含有上述[1]~[6]中任一項所記載的軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
本發明[8]係一種胸罩之襯墊,係上述[7]所記載之衣著材料的成形品。
本發明[9]係一種胸罩之罩杯,係具備上述[8]所記載之胸罩之襯墊。
本發明[10]係一種軟質聚胺基甲酸酯發泡體之製造方法,係包括有:準備含有脂肪族聚異氰酸酯之衍生物的聚異氰酸酯成分與含有聚氧伸烷基多元醇的多元醇成分之步驟;以及使上述聚異氰酸酯成分與上述多元醇成分進行反應與發泡,而製造軟質聚胺基甲酸酯發泡體的步驟;其中,上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物係含有脂肪族聚異氰酸酯之脲基甲酸酯衍生物;相對於上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物總量,上述脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物含有比例,係70莫耳%以上;上述聚氧伸烷基多元醇係合併具有氧伸乙基單元與氧伸丙基單元;相對於上述聚氧伸烷基多元醇,上述氧伸乙基單元係5莫耳%以上且20莫耳%以下,相對於上述聚氧伸烷基多元醇之末端羥基總莫耳數,一級羥基係50莫耳%以下。
本發明之軟質聚胺基甲酸酯發泡體及其製造方法中,聚異氰酸酯成分係含有脂肪族聚異氰酸酯之脲基甲酸酯衍生物,且該脲基甲酸酯衍生物相對於脂肪族聚異氰酸酯之衍生物係既 定比例,且多元醇成分係含有聚氧伸烷基多元醇,該聚氧伸烷基多元醇的氧伸乙基單元比例與一級羥基比例係既定比例。所以,本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體兼具透氣性與機械物性。
再者,含有本發明之軟質聚胺基甲酸酯發泡體的衣著材料、及該衣著材料成形品的胸罩之襯墊、胸罩之罩杯,係兼具透氣性與機械物性。
本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體係由聚異氰酸酯成分與多元醇成分進行反應及發泡而形成的反應生成物。
更具體而言,軟質聚胺基甲酸酯發泡體係使聚異氰酸酯成分與多元醇成分,在胺基甲酸酯化觸媒(容後述)與發泡劑(容後述)存在下,進行反應與發泡而獲得。
聚異氰酸酯成分係含有脂肪族聚異氰酸酯之衍生物。
脂肪族聚異氰酸酯係可例如鏈狀(直鏈狀或分支鏈狀:非環式)脂肪族聚異氰酸酯,具體係可舉例如:伸乙二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、1,2-伸丙基二異氰酸酯、伸丁基二異氰酸酯(四亞甲基二異氰酸酯、1,2-伸丁基二異氰酸酯、2,3-伸丁基二異氰酸酯、1,3-伸丁基二異氰酸酯)、1,5-五亞甲基二異氰酸酯(PDI)、1,6-六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、2,4,4-或2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,6-二異氰酸酯甲基己酸酯、十二亞甲基二異氰酸酯等鏈狀脂肪族二異氰酸酯等,較佳係可例如:1,5-五亞甲基二異氰酸酯(PDI)、1,6-六亞甲基二異氰酸酯(HDI)。
再者,脂肪族聚異氰酸酯亦可例如脂環族聚異氰酸酯。
脂環族聚異氰酸酯係可舉例如:1,3-二異氰酸環戊烯酯、1,4-環己烷二異氰酸酯、1,3-環己烷二異氰酸酯、3-異氰酸基甲基-3,5,5-三甲基環己基異氰酸酯(異佛爾酮二異氰酸酯;IPDI)、4,4'-、2,4'-或2,2'-二環己基甲烷二異氰酸酯或其混合物(氫化MDI)、甲基-2,4-環己烷二異氰酸酯、甲基-2,6-環己烷二異氰酸酯、1,3-或1,4-雙(異氰酸基甲基)環己烷或其混合物(氫化XDI)、降烷二異氰酸酯(NBDI)等脂環族二異氰酸酯等。
該等脂肪族聚異氰酸酯係可單獨使用、或併用2種以上。
脂肪族聚異氰酸酯較佳係可例如鏈狀脂肪族聚異氰酸酯、更佳係可例如鏈狀脂肪族二異氰酸酯、特佳係可例如五亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯。
若脂肪族聚異氰酸酯係含有鏈狀脂肪族聚異氰酸酯(較佳係鏈狀脂肪族二異氰酸酯),便可實現透氣性與機械物性之提升。又,若脂肪族聚異氰酸酯係含有五亞甲基二異氰酸酯及/或六亞甲基二異氰酸酯,便可實現反應性之提升。
脂肪族聚異氰酸酯更佳係五亞甲基二異氰酸酯。
若脂肪族聚異氰酸酯係含有五亞甲基二異氰酸酯,便可達柔軟性、透氣性及機械物性提升。
再者,脂肪族聚異氰酸酯的衍生物係含有脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物。
脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物係例如使上 述脂肪族聚異氰酸酯、與醇進行反應,接著再於脲基甲酸酯化觸媒存在下進行脲基甲酸酯化反應便可獲得。
醇係可舉例如:一元醇、二元醇、三元以上的醇等。
一元醇係可舉例如:直鏈狀一元醇、分支狀一元醇等。
直鏈狀一元醇係可舉例如:甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、正十二醇(月桂醇)、正十三醇、正十四醇、正十五醇、正十六醇、正十七醇、正十八醇(硬脂醇)、正十九醇、廿醇等C(碳數,以下亦同)1~20的直鏈狀一元醇。
分支狀一元醇係可舉例如:異丙醇、異丁醇(isobutyl alcohol)、第二丁醇、第三丁醇、異戊醇、異己醇、異庚醇、異辛醇、2-乙基己烷-1-醇、異壬醇、異癸醇、5-乙基-2-壬醇、三甲基壬醇、2-己基癸醇、3,9-二乙基-6-十三醇、2-異庚基異十一醇、2-辛基十二醇、其他的分支狀烷醇(C5~20)等C3~20之分支狀一元醇。
該等一元醇係可單獨使用亦可併用2種以上。
一元醇就從使脂肪族聚異氰酸酯之衍生物低黏度化的觀點,較佳係可例如分支狀一元醇,更佳係可例如C3~20之分支狀一元醇,特佳係可例如異丙醇、異丁醇,特佳係可例如異丁醇。
二元醇係可舉例如:直鏈狀二元醇、分支狀二元醇等。
直鏈狀二元醇係可舉例如:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇(1,4-butylene glycol)、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-二羥-2-丁烯、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、其他的直鏈狀烷烴(C7~20)二醇等。
分支狀二元醇係可舉例如:1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、 1,2-丁二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,2,2-三甲基戊二醇、3,3-二羥甲基庚烷、2,6-二甲基-1-辛烯-3,8-二醇、其他的分支狀烷烴(C7~20)二醇等C3~20之分支狀二元醇等。
該等二元醇係可單獨使用亦可併用2種以上。
二元醇就從使脂肪族聚異氰酸酯之衍生物低黏度化的觀點,較佳係可例如分支狀二元醇,更佳係可例如C3~20之分支狀二元醇,特佳係可例如1,3-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇,最佳係可例如3-甲基-1,5-戊二醇。
三元以上的醇係可舉例如:甘油、三羥甲基丙烷、三異丙醇胺等三元醇;例如:四羥甲基甲烷(季戊四醇)、雙甘油等四元醇;例如:木糖醇等五元醇;例如:山梨糖醇、甘露糖醇、蒜糖醇、艾杜糖醇、半乳糖醇、阿卓糖醇、肌醇、二季戊四醇等六元醇;例如:洋梨醇等七元醇;例如:蔗糖等八元醇等。
該等三元以上的醇係可單獨使用亦可併用2種以上。
醇較佳係可例如:一元醇、二元醇,就從透氣性與機械物性的觀點,更佳係分支狀一元醇、分支狀二元醇。
脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物之製造中,脂肪族聚異氰酸酯與醇進行反應時的調配比例,相對於脂肪族聚異氰酸酯100質量份,醇係例如3質量份以上、較佳係超過3質量份、更佳係3.2質量份以上、特佳係3.5質量份以上,又,例如50質量份以下、較佳係20質量份以下、更佳係10質量份以下。
再者,在該反應中,在不致抑制本發明優異效果之範圍內,視需要亦可併用上述醇、與例如:硫醇類、肟類、內醯胺類、酚類、β二酮類等含活性氫基之化合物。
脂肪族聚異氰酸酯與醇的反應中,反應條件係例如在氮氣等惰性氣體環境、常壓(大氣壓)下,且反應溫度係例如室溫(例如25℃)以上、較佳40℃以上,又例如100℃以下、較佳係90℃以下。又,反應時間係例如0.05小時以上、較佳係0.2小時以上,又例如10小時以下、較佳係6小時以下。
藉此,使脂肪族聚異氰酸酯與醇進行胺基甲酸酯化反應。
再者,上述胺基甲酸酯化反應中,視需要亦可調配公知的胺基甲酸酯化觸媒(例如:胺類(容後述)、有機金屬化合物(容後述)等)。另外,胺基甲酸酯化觸媒的調配比例並無特別的限制,可配合目的與用途再行適當設定。
再者,該方法中,於所獲得之反應液中調配入脲基甲酸酯化觸媒,便使脂肪族聚異氰酸酯與醇的反應物產生脲基甲酸酯化反應。
脲基甲酸酯化觸媒係可舉例如:辛酸鉍、三(2-乙基己酸)鉍等有機羧酸鉍鹽;例如:辛酸鉛等有機羧酸鉛鹽等。
該等脲基甲酸酯化觸媒係可單獨使用亦可併用2種以上。
脲基甲酸酯化觸媒較佳係可例如有機羧酸鉍鹽、更佳係可例如三(2-乙基己酸)鉍。
相對於脂肪族聚異氰酸酯100質量份,脲基甲酸酯化觸媒的添加比例係例如0.0005質量份以上、較佳係0.001質量份以上,又,例如0.3質量份以下、較佳係0.05質量份以下、更佳係0.03質量份以下。
脲基甲酸酯化反應的反應條件係例如在氮氣等惰性氣體環境、常壓(大氣壓)下,反應溫度係0℃以上、較佳係20℃以上,又例如160℃以下、較佳係120℃以下。又,反應時間係例如30分鐘以上、較佳係60分鐘以上,且例如1200分鐘以下、較佳係600分鐘以下。
再者,上述脲基甲酸酯化反應中,在到達既定反應率(異氰酸酯基轉化率)的時點,便將例如:磷酸、單氯醋酸、氯化苯甲醯、十二烷基苯磺酸、甲苯磺酸(鄰或對甲苯磺酸)及其衍生物(例如鄰或對甲苯磺酸甲酯等)、甲苯磺醯胺(鄰或對甲苯磺醯胺)等反應終止劑,添加於反應液中,使觸媒去活化而使脲基甲酸酯化反應停止。於此情況下,添加例如螯合樹脂、離子交換樹脂等會吸附觸媒的吸附劑,亦可使脲基甲酸酯化反應停止。
使脲基甲酸酯化反應停止時的異氰酸酯基轉化率,係例如1質量%以上、較佳係5質量%以上,且例如20質量%以下、較佳係15質量%以下。
另外,異氰酸酯基的轉化率係根據後述實施例便可求得。
藉此,可使脂肪族聚異氰酸酯進行脲基甲酸酯化反應。
再者,上述胺基甲酸酯化反應及/或脲基甲酸酯化反應中,為調整胺基甲酸酯化及脲基甲酸酯化,亦可調配當作輔助觸媒用之例如公知之有機亞磷酸酯等。有機亞磷酸酯係可單獨使用、或併用2種以上。有機亞磷酸酯較佳係可例如單磷酸酯類、更佳係可例如亞磷酸三(十三烷基酯)。
相對於脂肪族聚異氰酸酯100質量份,有機亞磷酸酯的添加比例係例如0.01質量份以上、較佳係0.02質量份以上、更佳係0.03質量份以上,又例如0.2質量份以下、較佳係0.15質量份以下、特佳係0.1質量份以下。
再者,上述胺基甲酸酯化反應及/或脲基甲酸酯化反應中,視需要亦可調配受阻酚系抗氧化劑,例如:2,6-二(第三丁基)-4-甲酚(BHT)、IRGANOX 1010、IRGANOX 1076、IRGANOX 1135、IRGANOX 245(以上均為BASF日本公司製、商品名)等反應安定劑。
相對於脂肪族聚異氰酸酯100質量份,反應安定劑的調配比例係例如0.01質量份以上、較佳係0.05質量份以上,又例如1.0質量份以下、較佳係0.10質量份以下。
再者,上述胺基甲酸酯化反應及/或脲基甲酸酯化反應中,視需要亦可依適當比例調配公知的反應溶劑。
再者,待反應結束後,藉由利用例如薄膜蒸餾(史密斯蒸餾)等蒸餾、或萃取等公知之方法,從所獲得之反應混合液中除去未反應的脂肪族聚異氰酸酯(當有調配觸媒、反應溶劑及/或觸媒去活化劑時,亦包含觸媒、反應溶劑及/或觸媒去活化劑在內),便可獲得脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物。又,待未反應之脂肪族聚異氰酸酯除去後,亦可在所獲得之脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物中,依任意的添加比例添加當作安定劑用的反應終止劑。
再者,藉由此種方法便可獲得脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,更具體係可獲得經利用醇施行改質的脲基甲酸酯 衍生物。
經利用醇施行改質的脲基甲酸酯衍生物中,醇係如上述般,較佳係可例如:一元醇、二元醇,更佳係可例如:分支狀一元醇、分支狀二元醇。
再者,作為醇特佳係可例如併用一元醇與二元醇,最佳係可例如併用分支狀一元醇、與分支狀二元醇。
若併用一元醇[較佳係分支狀一元醇(以下亦同)]與二元醇[較佳係分支狀二元醇(以下亦同)],便可獲得透氣性與機械物性均優異的軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
一元醇與二元醇的併用形態並無特別的限制,例如可將一元醇與二元醇的混合醇,使用於上述脲基甲酸酯衍生物的製造中。
再者,例如亦可分別製備:僅使用一元醇而獲得的脲基甲酸酯衍生物、與僅使用二元醇而獲得的脲基甲酸酯衍生物,再將該等予以混合。
再者,例如亦可分別製備僅使用一元醇而獲得的脲基甲酸酯衍生物、僅使用二元醇而獲得的脲基甲酸酯衍生物、以及使用一元醇與二元醇之混合醇而獲得的脲基甲酸酯衍生物,再將該等予以混合。
一元醇與二元醇的比例(原料基準),相對於一元醇與二元醇的總量100質量份,一元醇係例如10質量份以上、較佳係50質量份以上,又例如90質量份以下、較佳係80質量份以下。又,二元醇係例如10質量份以上、較佳係20質量份以上,又例如90質量份以下、較佳係50質量份以下。
再者,脂肪族聚異氰酸酯的衍生物係可依適當比例含有上述脂肪族聚異氰酸酯之脲基甲酸酯衍生物以外的衍生物(以下稱「其他衍生物」)。
其他衍生物係可舉例如:脂肪族聚異氰酸酯的多聚體(例如二聚體、三聚體、五聚體、七聚體等)、縮二脲衍生物(例如利用上述脂肪族聚異氰酸酯、與水或胺類的反應而生成之縮二脲衍生物等)、脲衍生物(例如利用上述脂肪族聚異氰酸酯、與二胺的反應而生成的脲衍生物等)、二三酮衍生物(例如利用上述脂肪族聚異氰酸酯與碳酸氣體的反應而生成的二三酮衍生物等)、碳二醯亞胺衍生物(利用上述脂肪族聚異氰酸酯之脫碳酸縮合反應而生成的碳二醯亞胺衍生物等)、多元醇衍生物(例如:利用上述脂肪族聚異氰酸酯與公知之低分子量多元醇(較佳係低分子量三醇)的反應,而生成的多元醇衍生物(醇加成物);或者利用上述脂肪族聚異氰酸酯與公知之低分子量多元醇及/或公知之高分子量多元醇的反應而生成的多元醇衍生物)等。
該等其他衍生物係可單獨使用亦可併用2種以上。
其他衍生物較佳係可例如脂肪族聚異氰酸酯的三聚體。
脂肪族聚異氰酸酯的三聚體係含有對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基(以下亦有將脂肪族聚異氰酸酯的三聚體稱為「脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物」之情況)。
另外,所謂「對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基」係定義為對稱性三聚異氰酸酯基及/或非對稱性三聚異氰酸酯基。
對稱性三聚異氰酸酯基係三聚異氰酸酯基,含於脂肪 族聚異氰酸酯的對稱性三聚體(trimer)中。
含有其他衍生物之形態並無特別的限制,例如在上述脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物之製造時,於各反應(胺基甲酸酯化反應、脲基甲酸酯化反應等)中會生成副產物的其他衍生物(例如脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物),而其他衍生物亦可含於脂肪族聚異氰酸酯的衍生物中。
再者,例如亦可由另外製備的其他衍生物(例如脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物),與上述脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物進行混合,而含於聚異氰酸酯的衍生物中。
脂肪族聚異氰酸酯的衍生物較佳係含有:脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物、與脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物,更佳係含有脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物、與在該脲基甲酸酯衍生物製造時副產的脂肪族聚異氰酸酯之三聚異氰酸酯衍生物。
相對於脂肪族聚異氰酸酯的衍生物總量,脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物含有比例係例如70莫耳%以上、較佳係75莫耳%以上、更佳係80莫耳%以上、特佳係85莫耳%以上、進而較佳係90莫耳%以上、最佳係95莫耳%以上,且通常係未滿100莫耳%、較佳係99莫耳%以下、更佳係98莫耳%以下。
再者,脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物含有比例,係例如超過0莫耳%、較佳係1莫耳%以上、更佳係2莫耳%以上,且例如30莫耳%以下、較佳係25莫耳%以下、更佳係20 莫耳%以下、特佳係15莫耳%以下、最佳係10莫耳%以下、最最佳係5莫耳%以下。
若脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物、及脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物之含有比例係在上述範圍內,便可獲得透氣性與機械物性均優異的軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
再者,脂肪族聚異氰酸酯的衍生物較佳係其他衍生物並未含有脂肪族聚異氰酸酯的二聚體、或者其含有量係屬微量。
脂肪族聚異氰酸酯的二聚體係含有脲二酮基(以下亦有將脂肪族聚異氰酸酯的二聚體,稱為「脂肪族聚異氰酸酯之脲二酮衍生物」的情況)。
相對於脂肪族聚異氰酸酯的衍生物總量,脂肪族聚異氰酸酯之脲二酮衍生物的含有比例係例如未滿10莫耳%、較佳係5莫耳%以下、更佳係3莫耳%以下、特佳係1莫耳%以下、最佳係0莫耳%。
若脂肪族聚異氰酸酯之脲二酮衍生物的含有比例係在上述範圍內,便可獲得透氣性與機械物性均優異的軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
脂肪族聚異氰酸酯的衍生物特佳係僅含有:脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物、及脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物。
另外,脂肪族聚異氰酸酯的衍生物中,脲基甲酸酯衍生物、三聚異氰酸酯衍生物及脲二酮衍生物的含有比例,係根據後述實施例,從利用1H-NMR法所測定之NMR圖表中獲得的脲基甲酸酯基與對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基之莫耳比率、以及從利用 13C-NMR法所測定之NMR圖表中獲得的脲二酮基與對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基之莫耳比率,便可計算出。
更具體而言,該方法中,首先根據後述實施例,從脂肪族聚異氰酸酯之衍生物之利用1H-NMR法所測定之NMR圖表中,計算出所獲得之脲基甲酸酯基與對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基的莫耳比率。
例如在脂肪族聚異氰酸酯的衍生物之1H-NMR測定(400MHz、溶劑:D6-DMSO(溶質:5質量%)、基準物質:四甲基矽烷)中,將8.3~8.7ppm之尖峰設為脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯基(脲基甲酸酯基中的NH基)之質子隸屬尖峰,且將3.8ppm之尖峰設為脂肪族聚異氰酸酯的對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基[直接鍵結於對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基上的亞甲基(CH2基)]之質子隸屬尖峰。又,由該等尖峰面積比(積分比)利用下式,便可計算出脲基甲酸酯基相對於對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基的含有比例。
脲基甲酸酯基相對於對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基的含有比例=脲基甲酸酯基的質子隸屬尖峰之積分值/(對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基的質子隸屬尖峰之積分值/6)
再者,於該方法中,根據後述實施例,計算出脂肪族聚異氰酸酯衍生物從利用13C-NMR法所測定NMR圖表獲得的脲二酮基、與對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基之莫耳比率。
例如脂肪族聚異氰酸酯衍生物的13C-NMR測定(100MHz、溶劑:CDCL3(溶質:50質量%)、基準物質:四甲基矽烷)中,將157.8ppm之尖峰設為脂肪族聚異氰酸酯的脲二酮基(脲二酮基內的CO基)之碳隸屬尖峰,又,將149.1ppm之尖峰設為脂肪 族聚異氰酸酯的對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基(對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基內的CO基)之碳隸屬尖峰。所以,由該等尖峰面積比(積分比)利用下式,便可計算出脲二酮基相對於對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基的含有比例。
脲二酮基/對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基的莫耳比率=(脲二酮基的碳隸屬尖峰之積分值/2)/(對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基的碳隸屬尖峰之積分值/3)
然後,計算出相對於對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基100莫耳時,脲基甲酸酯基的莫耳數與脲二酮基的莫耳數。然後,計算出各基相對於對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基、脲基甲酸酯基及脲二酮基總量的莫耳比。
此時,將脲基甲酸酯基相對於對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基、脲基甲酸酯基及脲二酮基總量的莫耳比,設為脂肪族聚異氰酸酯衍生物中,脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物之含有比例。
再者,對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基相對於對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基、脲基甲酸酯基及脲二酮基總量的莫耳比,設為脂肪族聚異氰酸酯衍生物中,脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物之含有比例。
再者,將脲二酮基相對於對稱‧非對稱三聚異氰酸酯基、脲基甲酸酯基及脲二酮基總量的莫耳比,設為脂肪族聚異氰酸酯衍生物中,脂肪族聚異氰酸酯的脲二酮衍生物之含有比例。
再者,聚異氰酸酯成分係除上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物[即脂肪族聚異氰酸酯之脲基甲酸酯衍生物(以及視需要調配 的其他衍生物)]之外,尚亦可含有其他的聚異氰酸酯及/或其衍生物。
其他的聚異氰酸酯及/或其衍生物係可舉例如:聚異氰酸酯單體、聚異氰酸酯衍生物(脂肪族聚異氰酸酯的衍生物除外)。
聚異氰酸酯單體係可舉例如:上述脂肪族聚異氰酸酯(包含脂環族聚異氰酸酯在內)、芳香族聚異氰酸酯、芳香脂肪族聚異氰酸酯等聚異氰酸酯等等。
芳香族聚異氰酸酯係可舉例如:間或對伸苯二異氰酸酯或其混合物、2,4-或2,6-二異氰酸甲苯酯或其混合物(TDI)、4,4'-、2,4'-或2,2'-二苯基甲烷二異氰酸酯或其混合物(MDI)、4,4'-甲苯胺二異氰酸酯(TODI)、4,4'-二苯醚二異氰酸酯、4,4'-二異氰酸二苯酯、1,5-萘二異氰酸酯(NDI)等芳香族二異氰酸酯等等。
芳香脂肪族聚異氰酸酯係可舉例如:1,3-或1,4-二異氰酸伸苯二甲酯或其混合物(XDI)、1,3-或1,4-四甲基伸苯二甲基二異氰酸酯或其混合物(TMXDI)、ω,ω'-二異氰酸酯-1,4-二乙基苯等芳香脂肪族二異氰酸酯等等。
該等聚異氰酸酯單體係可單獨使用亦可併用2種以上。
聚異氰酸酯衍生物(脂肪族聚異氰酸酯之衍生物除外),係可舉例如:上述聚異氰酸酯單體的多聚體(例如二聚體、三聚體、五聚體、七聚體等)、脲基甲酸酯衍生物(例如利用上述聚異氰酸酯單體、與醇的反應所生成之脲基甲酸酯衍生物等)、縮二脲衍生物(例如利用上述聚異氰酸酯單體、與水或胺類的反應,所生成之縮二脲衍生物等)、脲衍生物(例如利用上述聚異氰酸酯單體與 二胺的反應所生成之脲衍生物等)、二三酮衍生物(例如利用上述聚異氰酸酯單體與碳酸氣體的反應所生成之二三酮衍生物等)、碳二醯亞胺衍生物(利用上述聚異氰酸酯單體之脫碳酸縮合反應而生成的碳二醯亞胺衍生物等)、多元醇衍生物[例如利用上述聚異氰酸酯單體與公知之低分子量多元醇(較佳係低分子量三醇)的反應,而生成的多元醇衍生物(醇加成物);以及利用上述聚異氰酸酯單體與公知之低分子量多元醇及/或公知之高分子量多元醇(較佳係高分子量多元醇)的反應,而生成的多元醇衍生物(聚異氰酸酯基末端預聚物)等]等。
該等聚異氰酸酯衍生物係可單獨使用亦可併用2種以上。
該等其他的聚異氰酸酯及/或其衍生物係可單獨使用亦可併用2種以上。
其他的聚異氰酸酯較佳係可例如聚異氰酸酯單體、更佳係可例如脂肪族聚異氰酸酯(單體)、特佳係可例如脂環族聚異氰酸酯(單體)。
換言之,聚異氰酸酯成分較佳係更進一步含有脂肪族聚異氰酸酯(單體)、更佳係含有脂環族聚異氰酸酯(單體)。
再者,脂環族聚異氰酸酯(單體)特佳係3-異氰酸基甲基-3,5,5-三甲基環己基異氰酸酯(異佛爾酮二異氰酸酯;IPDI)。
若聚異氰酸酯成分係含有脂環族聚異氰酸酯(單體),便可實現延伸率之提升。
相對於聚異氰酸酯成分總量,在聚異氰酸酯成分中,脂肪族聚異氰酸酯衍生物以外的成分(其他的聚異氰酸酯及/或其衍 生物)之含有比例,係例如未滿50質量%、較佳係30質量%以下、更佳係20質量%以下、特佳係10質量%以下、最佳係5質量%以下。
再者,聚異氰酸酯成分較佳係可例如單獨含有脂肪族聚異氰酸酯之衍生物。即,聚異氰酸酯成分較佳係可例如未含有脂肪族聚異氰酸酯衍生物以外的成分(其他的聚異氰酸酯及/或其衍生物)。
再者,依此所製備之聚異氰酸酯成分的異氰酸酯基當量,係例如150以上、較佳係200以上,又例如係750以下、較佳係500以下。
另外,異氰酸酯基當量係與胺當量同義,利用JIS K 1603-1(2007)的A法或B法便可求得(以下亦同)。
再者,聚異氰酸酯成分的平均官能基數係例如1.80以上、較佳係2.00以上、更佳係2.10以上,又例如2.90以下、較佳係2.80以下。
再者,聚異氰酸酯成分的異氰酸酯基濃度係例如18質量%以上、較佳係20質量%以上,又例如28質量%以下、較佳係25質量%以下、更佳係24質量%以下。
另外,異氰酸酯基濃度係根據後述實施例便可求得(以下亦同)。
再者,聚異氰酸酯成分的25℃黏度係例如20mPa‧s以上、較佳係100mPa‧s以上、更佳係150mPa‧s以上、特佳係200mPa‧s以上,又例如5000mPa‧s、較佳係3000mPa‧s以下、更佳係1500mPa‧s以下、特佳係1000mPa‧s以下、進而較佳係 980mPa‧s以下、最佳係800mPa‧s以下。
若異氰酸酯成分的黏度在上述範圍內,便可達軟質聚胺基甲酸酯發泡體製造時的作業性提升。
另外,黏度係根據後述實施例便可求得(以下亦同)。
多元醇成分係含有必要成分之聚氧伸烷基多元醇,較佳係單獨含有聚氧伸烷基多元醇。
聚氧伸烷基多元醇係分子中具有2個以上之氧伸烷單元與2個以上之羥基的聚醚多元醇。
本發明中,聚氧伸烷基多元醇係合併具有氧伸乙基單元與氧伸丙基單元。即,本發明中,聚氧伸烷基多元醇係聚氧乙烯‧聚氧丙烯(無規/嵌段)共聚合體。
相對於聚氧伸烷基多元醇,氧伸乙基單元的含有比例係5莫耳%以上、較佳係8莫耳%以上、更佳係10莫耳%以上、特佳係12莫耳%以上,且在20莫耳%以下、較佳係18莫耳%以下、更佳係15莫耳%以下。
再者,相對於聚氧伸烷基多元醇,氧伸丙基單元的含有比例係例如80莫耳%以上、較佳係82莫耳%以上、更佳係85莫耳%以上,又例如95莫耳%以下、較佳係92莫耳%以下、更佳係90莫耳%以下、特佳係88莫耳%以下。
若氧伸乙基單元與氧伸丙基單元的含有比例在上述範圍內,便可獲得兼具透氣性與機械物性的軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
再者,聚氧伸烷基多元醇係在分子末端具有羥基,該羥基係配合直接鍵結的氧伸烷單元(氧伸乙基單元或氧伸丙基單 元),分類為一級羥基或二級羥基。
一級羥基係可例如:-OCH2CH2-OH、-OCH(CH3)CH2-OH等。又,二級羥基係可例如:-OCH2CH(CH3)-OH等。但是利用加成反應中的一級羥基與二級羥基之選擇性,便實質不會生成-OCH(CH3)CH2-OH。所以,氧伸乙基單元的末端羥基係一級羥基(-OCH2CH2-OH),而氧伸丙基單元的末端羥基係二級羥基(-OCH2CH(CH3)-OH)。
此種聚氧伸烷基多元醇中,相對於聚氧伸烷基多元醇的末端羥基總莫耳數,一級羥基的比例係例如1莫耳%以上、較佳係5莫耳%以上、更佳係10莫耳%以上、特佳係15莫耳%以上、最佳係20莫耳%以上,且在50莫耳%以下、較佳係未滿50莫耳%、更佳係45莫耳%以下、特佳係40莫耳%以下、進而較佳係35莫耳%以下、最佳係30莫耳%以下。
若一級羥基的比例在上述範圍內,便可獲得兼具透氣性與機械物性的軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
另外,聚氧伸烷基多元醇中,氧伸乙基單元的含有比例、及一級羥基相對於末端羥基總量的比例,係例如利用在1H-NMR(核磁共振)裝置中,將經添加無水三氟醋酸的重氫化氯仿使用為溶劑的方法等,便可依質子積分值的形式計算出。
再者,聚氧伸烷基多元醇的氧伸乙基單元含有比例,亦可由聚氧伸烷基多元醇的原料成分(裝填量)計算出。
此種聚氧伸烷基多元醇係例如藉由在水、低分子量醇、低分子量胺、氨等起始劑中,於聚合觸媒存在下,使環氧烷進行加成聚合便可獲得。
低分子量醇係分子量30以上且未滿400的多元醇,具體係可舉例如:乙二醇、丙二醇、二丙二醇等二元脂肪族醇;例如:甘油、三羥甲基丙烷等三元脂肪族醇;例如:季戊四醇、雙甘油等四元脂肪族醇;例如:山梨糖醇等六元脂肪族醇;例如:蔗糖等八元脂肪族醇等二~八元脂肪族醇。
低分子量胺係分子量30以上且未滿400的多元胺化合物,具體係可舉例如:甲胺、乙胺等二元脂肪族胺(具有2個活性氫的脂肪族胺);例如:單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等三元脂肪族胺(具有3個活性氫的脂肪族胺)(具體係烷醇胺);例如:伸乙二胺、1,3-及/或1,4-雙(胺基甲基)環己烷、異佛爾酮二胺等四元脂肪族胺(具有4個活性氫的脂肪族胺);例如:二伸乙三胺等五元脂肪族胺(具有5個活性氫的脂肪族胺)等二~五元脂肪族胺(具有1或複數個活性氫的脂肪族胺)。又,低分子量胺亦可例如:2,4-或2,6-甲苯二胺(TDA)等芳香族二胺等等多元芳香族胺(具有複數個活性氫的芳香族胺)等。
該等起始劑係可單獨使用、或併用2種以上。
起始劑較佳係可例如醇、更佳係可例如多元脂肪族醇、特佳係可例如二~六元脂肪族醇、進而較佳係可例如二~四元脂肪族醇、最佳係三元脂肪族醇。
聚合觸媒係可舉例如:氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銫等鹼金屬觸媒;例如:鋅與鈷的氰基錯合物等複合金屬觸媒(例如USP4,477,589號所記載的複合金屬氰化錯合物);例如:具氮-磷雙鍵的磷腈、磷氮烯鎓等磷氮烯鎓觸媒等等。
該等聚合觸媒係可單獨使用亦可併用2種以上。
環氧烷係含有環氧乙烷與環氧丙烷。
環氧烷較佳係由環氧乙烷與環氧丙烷構成。另外,環氧乙烷與環氧丙烷的加成形式並無特別的限制,可任意為嵌段或無規。
環氧乙烷與環氧丙烷的併用比例,係依所獲得之聚氧伸烷基多元醇中的氧伸乙基單元與氧伸丙基單元之比例在上述範圍內,且依一級羥基相對於末端羥基總量的比例在上述範圍內的方式適當設定。
作為於起始劑加成聚合環氧烷的方法並無特別的限制,可採用公知之方法。又,加成聚合時,起始劑與環氧烷係可統括裝填,亦可相對於起始劑依序添加環氧烷。
更具體係可例如相對於起始劑,首先使環氧丙烷加成聚合,接著再使環氧乙烷加成聚合。又,亦可對所獲得之聚合物的分子末端其中一部分或全部,使更進一步加成聚合環氧丙烷。
再者,亦可例如相對於起始劑,首先使環氧乙烷加成聚合,接著再使環氧丙烷加成聚合。又,亦可對所獲得之聚合物的分子末端其中一部分或全部,使環氧乙烷更進一步加成聚合。
較佳係首先使環氧丙烷加成聚合,接著再使環氧乙烷加成聚合。
藉此,便可輕易地調整氧伸乙基單元與氧伸丙基單元的比例以及一級羥基的比例。
再者,多元醇成分亦可使用單種類的聚氧伸烷基多元醇,亦可併用2種以上的聚氧伸烷基多元醇。
即,多元醇成分係可併用2種以上例如:氧伸乙基單 元與氧伸丙基單元之含有比例、或一級羥基相對於末端羥基的比例等不同的聚氧伸烷基多元醇。
再者,亦可將併有氧伸乙基單元與氧伸丙基單元的聚氧伸烷基多元醇、與例如聚氧乙烯多元醇(僅含氧伸乙基單元的聚氧伸烷基多元醇)及/或聚氧丙烯多元醇(僅含氧伸丙基單元的聚氧伸烷基多元醇)進行混合後才使用。
再者,聚氧伸烷基多元醇亦可例如將聚氧乙烯多元醇(僅含氧伸乙基單元的聚氧伸烷基多元醇)、與聚氧丙烯多元醇(僅含氧伸丙基單元的聚氧伸烷基多元醇)進行混合後才使用。
此種情況,2種以上之聚氧伸烷基多元醇的併用比例,係依氧伸乙基單元相對於聚氧伸烷基多元醇總量(混合物總量)的含有比例在上述範圍內,且一級羥基相對於末端羥基總量的比例在上述範圍內的方式適當設定。
再者,多元醇成分係視需要亦可含有其他多元醇(上述聚氧伸烷基多元醇除外的多元醇)。
其他多元醇係可例如軟質聚胺基甲酸酯發泡體所使用的公知多元醇,具體係可例如高分子量多元醇、低分子量多元醇等,較佳係可例如高分子量多元醇。
高分子量多元醇係數量平均分子量(Mn)400以上且10000以下的多元醇,可舉例如:聚酯多元醇、聚醚聚酯多元醇、聚酯聚胺基甲酸酯多元醇等。該等係可單獨使用亦可併用2種以上。
該等其他多元醇係可單獨使用亦可併用2種以上。
另外,較佳的多元醇成分係不含其他多元醇,僅單獨含有上述聚氧伸烷基多元醇。
再者,多元醇成分係具有為獲得軟質聚胺基甲酸酯發泡體的羥值與平均官能基數。
具體而言,多元醇成分的羥值(OH值)係例如5mgKOH/g以上、較佳係50mgKOH/g以上、更佳係100mgKOH/g以上,又例如500mgKOH/g以下、較佳係300mgKOH/g以下、更佳係250mgKOH/g以下、特佳係200mgKOH/g以下。
再者,多元醇成分的平均官能基數係例如1.5以上、較佳係2.0以上,又例如8.0以下、較佳係4.0以下、更佳係3.0以下。
另外,多元醇成分的羥值係根據JIS K 1557-1(2007年)之記載進行測定,又,多元醇成分的平均官能基數係從所裝填的調配處方計算出。
再者,藉由如上述般準備上述聚異氰酸酯成分與上述多元醇成分,藉由使該等在胺基甲酸酯化觸媒與發泡劑存在下進行反應便可獲得軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
胺基甲酸酯化觸媒係可例如:胺類、有機金屬化合物等。
胺類係可舉例如:三乙胺、三伸乙二胺、雙-(2-二甲胺基乙基)醚、N-甲基啉等三級胺類;例如:四乙基羥銨等四級銨鹽;例如:咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑類等等。該等胺類係可單獨使用、或併用2種以上。
再者,該等胺類係可從市售物取得,例如:KAOLIZER No.31(花王公司製)、KAOLIZER No.120(花王公司製)、KAOLIZER No.12(花王公司製)、KAOLIZER No.25(花王公司製);DABCO 33LV(三伸乙二胺之33質量%二乙二醇溶液、Air Products日本公司製);Niax A-1[Momentive Performance Materials Japan LLC company製(以下稱「Momentive公司製」)]、TOYOCAT-NCE(東曹公司製)等。
有機金屬化合物係可舉例如:醋酸錫、辛酸錫、油酸錫、月桂酸錫、二醋酸二丁錫、二月桂酸二甲錫、二月桂酸二丁錫、二硫醇二丁錫、順丁烯二酸二丁錫、二新癸酸二丁錫、二硫醇二辛錫、二月桂酸二辛錫、二氯二丁錫等有機錫化合物;例如:辛酸鉛、環烷酸鉛等有機鉛化合物;例如:環烷酸鎳等有機鎳化合物;例如:環烷酸鈷等有機鈷化合物;例如:辛烯酸銅等有機銅化合物;例如:辛酸鉍、新癸酸鉍等有機鉍化合物等等。該等有機金屬化合物係可單獨使用亦可併用2種以上。
再者,該等有機金屬化合物係可從市售物取得,例如:NEOSTANN U-100(有機錫化合物、日東化成公司製)、FOAMATE TK-1(有機錫化合物、三井化學公司製)、Formrez UL-28(有機錫化合物、Momentive公司製)、Stanoct(有機錫化合物、三菱化學公司製)等。
該等胺基甲酸酯化觸媒(胺類及有機金屬化合物)係可單獨使用亦可併用2種以上,較佳係併用胺類與有機金屬化合物。
相對於多元醇成分100質量份,胺基甲酸酯化觸媒(換算有效成分量100%)的調配比例係例如0.1質量份以上、較佳係0.3質量份以上、更佳係1.0質量份以上,又例如5質量份以下、較佳係3質量份以下。
若胺基甲酸酯化觸媒的調配比例在上述範圍,便可提 升所獲得軟質聚胺基甲酸酯發泡體的無黃變性。
再者,當胺基甲酸酯化觸媒係併用胺類與有機金屬化合物的情況,胺類與有機金屬化合物調配比例的比率(胺類調配比例/有機金屬化合物調配比例,換算有效成分量100%),係例如0.1以上、較佳係0.3以上,又例如1以下、較佳係0.7以下。
發泡劑並無特別的限制,可例如公知發泡劑、較佳係可例如水。
再者,發泡劑係可依適當比例併用水、與物理發泡劑[例如:鹵化烴類(例如二氯甲烷等)、烴類(例如環戊烷等)、碳酸氣體、液化碳酸氣體等]。物理發泡劑就從減輕環境負荷的觀點,較佳係可例如碳酸氣體、液化碳酸氣體。
該等物理發泡劑係可單獨使用、或併用2種以上。
相對於多元醇成分100質量份,發泡劑的調配比例係例如0.5質量份以上、較佳係1質量份以上,且例如10質量份以下、較佳係7質量份以下。
若發泡劑的含有比例在上述範圍內,便可獲得優異發泡性。
再者,在製造本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體時,首先在上述多元醇成分中,依上述調配比例調配入上述胺基甲酸酯化觸媒與上述發泡劑,而製備得預混物(樹脂預混物)。
再者,在預混物製備時,視需要可調配例如:整泡劑、安定劑等添加劑,較佳為預混物係由上述多元醇成分、上述胺基甲酸酯化觸媒、上述發泡劑、整泡劑及安定劑進行製備。
整泡劑並無特別的限制,可例如公知之整泡劑,例如 聚矽氧整泡劑。
再者,整泡劑係可從市售物取得,可例如:DC-6070、DC-2525(以上均係Air Products日本公司製、商品名);SZ-1966、SRX-274C、SF-2969、SF-2961、SF-2962、SZ-1325、SZ-1328(以上均係Toray‧Dow Corning公司製、商品名);L-5309、L-3601、L-5307、L-3600、L-5366、Y-10366(以上均係Momentive公司製、商品名);B-8002、B-8545、B-8715LF2(以上均係Evonik公司製、商品名)等。
該等整泡劑係可單獨使用亦可併用2種以上。
相對於多元醇成分100質量份,整泡劑的調配比例係例如0.1質量份以上、較佳係0.5質量份以上,且例如10質量份以下、較佳係5質量份以下。
安定劑係可例如:抗氧化劑、紫外線吸收劑、熱安定劑、光安定劑等,較佳係可例如:抗氧化劑、光安定劑。
抗氧化劑係可舉例如:受阻酚系抗氧化劑(例如:4-甲基-2,6-二第三丁酚(BHT)、三乙二醇-雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥苯基)丙酸酯]、季戊四醇四[3-(3,5-二第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯]等);其他抗氧化劑[例如:雙(2,4-二第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、亞磷酸十三烷基酯、亞磷酸三(2-乙基己酯)等磷系抗氧化劑;例如:2,5-噻吩二基雙(5-第三丁基-1,3-苯并唑)等噻吩系抗氧化劑等等除受阻酚系抗氧化劑以外的抗氧化劑]。
此種抗氧化劑中,較佳係可例如磷系抗氧化劑、更佳係可例如亞磷酸三(2-乙基己酯)。亞磷酸三(2-乙基己酯)亦可使用市售物,例如:JP-308E(城北化學公司製、商品名)。
該等抗氧化劑係可單獨使用亦可併用2種以上。
該等紫外線吸收劑係可單獨使用亦可併用2種以上。
熱安定劑係可例如含有磺醯胺基的化合物等。
含有磺醯胺基的化合物係可例如:芳香族磺醯胺類、脂肪族磺醯胺類等,較佳係可例如鄰甲苯磺醯胺。
該等熱安定劑係可單獨使用、或併用2種以上。
光安定劑係可例如:受阻胺系耐光安定劑、調配系耐光安定劑等,較佳係可例如受阻胺系耐光安定劑。受阻胺系耐光安定劑係可舉例如:ADKSTAB LA62、ADKSTAB LA67(以上均係ADEKA-GAS化學公司製、商品名);TINUVIN 765、TINUVIN 144、TINUVIN 770、TINUVIN 622(以上均係BASF日本公司製、商品名)等。
該等光安定劑係可單獨使用亦可併用2種以上。
相對於多元醇成分100質量份,安定劑的調配比例係例如0.1質量份以上、較佳係0.5質量份以上,且例如10質量份以下、較佳係5質量份以下。
另外,在預混物中,除上述添加劑之外,在不致損及本發明之優異效果的範圍內,視需要亦可依適當比例更進一步調配例如:交聯劑、開孔劑、顏料(著色顏料)、染料、硬化促進劑、消光劑、密合劑、矽烷偶合劑等公知之其他添加劑。
再者,在不致損及本發明優異效果的範圍內,亦可更進一步依適當比例調配公知之其他添加劑,例如:鏈延伸劑、消泡劑、可塑劑、抗黏劑、離型劑、滑劑、填料、抗水解劑等。
再者,將依此所獲得之預混物、與聚異氰酸酯成分進行混合並使之產生反應,同時藉由利用例如:平板式、塑模式、噴霧式等公知發泡方式進行發泡,便可獲得本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
預混物、與聚異氰酸酯成分的反應條件(何如反應溫度等),係配合目的與用途再行適當設定。
聚異氰酸酯成分的調配比例,例如異氰酸酯指數(異氰酸酯基相對於多元醇成分中的羥基、發泡劑之水等活性氫總量100的比例)係例如60以上、較佳係70以上,且例如500以下、較佳係130以下。
預混物與聚異氰酸酯成分的反應時間(乳稠時間(CT)),係根據後述實施例進行測定,例如40秒以上,且例如200秒以下、較佳係100秒以下、更佳係60秒以下、特佳係50秒以下。
若預混物與聚異氰酸酯成分的反應時間(乳稠時間(CT))在上述範圍內,便可達作業性提升。
藉此,可獲得聚異氰酸酯成分與多元醇成分之反應生成物的本發明之軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
依此所獲得之本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體中,聚異氰酸酯成分係含有脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,該脲基甲酸酯衍生物相對於脂肪族聚異氰酸酯衍生物係既定比例,且多元醇成分係含有聚氧伸烷基多元醇,該聚氧伸烷基多元醇中的氧伸乙基單元比例與一級羥基比例係既定比例。故,本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體兼具透氣性與機械物性。
本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體,所謂「軟質」係 可定義聚胺基甲酸酯發泡體的硬度(25%CLD、根據後述實施例測定)為例如40.0N/100cm2以下、較佳係30.0N/100cm2以下、更佳係20.0N/100cm2以下、特佳係15.0N/100cm2以下、進而較佳係10.0N/100cm2以下、進而更佳係7.0N/100cm2以下、最佳係5.0N/100cm2以下。
再者,本發明之軟質聚胺基甲酸酯發泡體的密度(根據後述實施例測定),係例如10.0kg/m3以上、較佳係15.0kg/m3以上,且例如50.0kg/m3以下、較佳係45.0kg/m3以下、更佳係40.0kg/m3以下、特佳係37.0kg/m3以下、最佳係35.0kg/m3以下。
本發明之軟質聚胺基甲酸酯發泡體的透氣性(根據後述實施例測定),係例如10cc/cm2/sec以上、較佳係100cc/cm2/sec以上、更佳係200cc/cm2/sec以上,且例如500cc/cm2/sec以下、較佳係400cc/cm2/sec以下。
再者,本發明之軟質聚胺基甲酸酯發泡體的撕裂強度(根據後述實施例測定),係例如1N/cm以上、較佳係1.5N/cm以上、更佳係2N/cm以上。
再者,本發明之軟質聚胺基甲酸酯發泡體的拉伸斷裂時之延伸度(根據後述實施例測定),係例如35%以上、較佳係100%以上、更佳係150%以上、特佳係185%以上、進而較佳係190%以上、最佳係200%以上,且例如500%以下、較佳係400%以下。
再者,本發明軟質聚胺基甲酸酯發泡體的濕熱壓縮永久變形[Wet Set(根據後述實施例測定)],係例如10%以下、較佳係6%以下、更佳係5%以下、特佳係4%以下、進而較佳係3%以下、最佳係2%以下。
再者,本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體係耐變色性優異。換言之,本發明的聚胺基甲酸酯發泡體係無黃變發泡體。
所謂「無黃變」係定義為軟質聚胺基甲酸酯發泡體的耐光性Δb在例如15.0以下、較佳係12.0以下。
所以,所獲得之軟質聚胺基甲酸酯發泡體的用途,係在例如:汽車、傢俱、寢具、電子材料、醫療、衣著、衛生材料等領域中,可有效使用為耐壓分散材、保型性材料、吸音材、衝擊吸收材、吸震材料、光學材料等彈性材料。
更具體而言,軟質聚胺基甲酸酯發泡體係可使用於例如:坐墊、頭靠、扶手、椅子、枕頭、床墊等寢具或沙發;看護用緩衝材料、休閒椅、支撐帶、假髮用保型劑、過濾器、麥克風套子、耳機套子、頭戴式耳機套子、軟墊地板之地板材料、化妝粉撲、眼影掃、醫療材料、塗佈用輥、OA膠輥(OA roller)、油墨吸收片、電子構件(例如:電子板、智慧手機等)、研磨襯墊、生理用品、紙尿布。
特別係因為聚胺基甲酸酯發泡體具有柔軟觸感與優異無黃變性,因而較佳係可使用於衣著用或鞋子用、以及機器人用耐壓緩衝材,具體係可使用於例如:肩用襯墊、膝蓋用襯墊、手肘用襯墊、泳裝用襯墊、鞋子的鞋舌部、鞋內墊、醫療材料、衣著材料、機器人表皮、機械手掌(robot hand)等,特別適用於衣著材料成形品的胸罩之襯墊、胸罩之罩杯等。
含有本發明軟質聚胺基甲酸酯發泡體的衣著材料、及該衣著材料成形品的胸罩之襯墊、胸罩之罩杯,係兼具透氣性與機械物性。
以下記載所使用的調配比例(含有比例)、物性值、參數等具體數值,係可替代為上述「實施方式」所記載,該等對應的調配比例(含有比例)、物性值、參數等,針對該記載的上限值(定義為「以下」、「未滿」的數值)或下限值(定義為「以上」、「超過」的數值)。
再者,各製備例、各合成例、各實施例及各比較例所採用的測定方法係如下述。
使用電位差滴定裝置(京都電子工業公司製、型號:AT-510),利用根據JIS K-1603-1(2007年)的甲苯/二丁胺‧鹽酸法,測定異氰酸酯基濃度(異氰酸酯基含有率),再從下式計算出測定試料的異氰酸酯基轉化率。
異氰酸酯基轉化率=100-(反應結束後的反應混合液之異氰酸酯基濃度/反應前的反應液之異氰酸酯基濃度×100)
將依照與國際公開第2012/121291號公報說明書的實施例1同樣地製造的五亞甲基二異氰酸酯、或市售之六亞甲基二異氰酸酯使用為標準物質,利用二苄胺進行標幟化,從在以下之HPLC測定條件下,所獲得之色層分析圖的面積值製作檢量線,再從該檢量線計算出未反應的五亞甲基二異氰酸酯單體或六亞甲基二異氰酸酯單 體之濃度。
裝置:Prominence(島津製作所公司製)
泵 LC-20AT
DEGUSSA DGU-20A3
自動取樣器 SIL-20A
管柱恆溫槽 COT-20A
檢測器 SPD-20A
管柱:SHISEIDO SILICA SG-120
管柱溫度:40℃
洗提液:正己烷/甲醇/1,2-二氯乙烷=90/5/5(體積比)
流量:0.2mL/min
檢測方法:UV225nm
使用東機產業公司製的E型黏度計TV-30(轉子角度:1°34'、轉子半徑:24cm),根據JIS K 5600-2-3(2014年)的錐/板黏度計法,於25℃下進行測定試料的黏度測定。測定時的錐/板轉數係配合黏度提高,在100rpm至2.5rpm間依序變更。
利用下述裝置與條件測定1H-NMR,再從下式計算出脂肪族聚異氰酸酯的衍生物中,脲基甲酸酯基相對於三聚異氰酸酯基1莫耳的含有比例(脲基甲酸酯基/三聚異氰酸酯基的莫耳比率)。另外,化 學位移ppm的基準係使用D6-DMSO溶劑中的四甲基矽烷(0ppm)。
裝置:JNM-AL400(JEOL製)
條件:測定頻率:400MHz、溶劑:D6-DMSO、溶質濃度:5質量%
脲基甲酸酯基(脲基甲酸酯基內的NH基)之質子隸屬尖峰(1H):8.3~8.7ppm
三聚異氰酸酯基(直接鍵結於三聚異氰酸酯基上的亞甲基(CH2基))的質子隸屬尖峰(6H):3.8ppm
脲基甲酸酯基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率=脲基甲酸酯基的質子隸屬尖峰之積分值/(三聚異氰酸酯基的質子隸屬尖峰之積分值/6)
係用下述裝置與條件測定13C-NMR,再從下式計算出聚異氰酸酯衍生物中,脲二酮基相對於三聚異氰酸酯基1莫耳的含有比例(脲二酮基/三聚異氰酸酯基的莫耳比率)。另外,化學位移ppm的基準係使用CDCL3溶劑中的四甲基矽烷(0ppm)。
裝置:JNM-AL400(JEOL製)
條件:測定頻率:100MHz、溶劑:CDCL3、溶質濃度:50質量%
脲二酮基(脲二酮基內的CO基)之碳隸屬尖峰(2H):157.8ppm
三聚異氰酸酯基(三聚異氰酸酯基內的CO基)之碳隸屬尖峰(3H):149.1ppm
脲二酮基/三聚異氰酸酯基的莫耳比率=(脲二酮基的碳隸屬尖峰積分值/2)/(三聚異氰酸酯基的碳隸屬尖峰積分值/3)
羥值係定義為聚氧伸烷基多元醇1g中之羥基所相當的氫氧化鉀mg數。而,根據JIS K 1557(2007年)6.4項「羥值」施行羥值的測定。
在直徑5mm的NMR用試料管中秤量測定試料約30mg,添加約0.5ml重氫化溶劑而溶解。然後,添加約0.1ml無水三氟醋酸,形成分析用試料。然後,施行1H-NMR測定(裝置:JNM-AL400(JEOL製)、測定頻率:400MHz)。
該方法中,因為聚氧伸烷基多元醇的末端羥基會與無水三氟醋酸產生反應而形成三氟醋酸酯,因而源自一級羥基所鍵結之亞甲基的訊號會在4.3ppm附近觀測到。又,源自二級羥基所鍵結之次甲基的訊號會在5.2ppm附近觀測到。所以,末端羥基的一級化率係從下示計算式計算出。
末端羥基一級化率(%)=[a/(a+2×b)]×100
(式中,a係4.3ppm附近源自一級羥基所鍵結之亞甲基的訊號積分值;b係5.2ppm附近源自二級羥基所鍵結之次甲基的訊號積分值)
在裝設有溫度計、攪拌裝置、氮導入管及冷卻管的反應機中, 於氮環境下,裝入:依照與國際公開第2012/121291號公報說明書的實施例1同樣製造的五亞甲基二異氰酸酯500質量份、異丁醇24質量份、2,6-二(第三丁基)-4-甲酚0.3質量份、以及亞磷酸三(十三烷基酯)0.3質量份,再依85℃進行3小時的胺基甲酸酯化反應。
其次,添加脲基甲酸酯化觸媒之三(2-乙基己酸)鉍0.02質量份,進行反應直到異氰酸酯基濃度到達計算值(46.7質量%、即轉化率10質量%)為止之後,添加鄰甲苯磺醯胺0.02質量份。
然後,將所獲得之反應液通入於薄膜蒸餾裝置(真空度0.093KPa、溫度150℃)中,而除去未反應的五亞甲基二異氰酸酯,更相對於所獲得過濾物100質量份,添加鄰甲苯磺醯胺0.02質量份,而獲得異氰酸酯(a-1)。
所獲得之脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-1)之異氰酸酯基濃度係20.4質量%,25℃下之黏度係200mPa‧s,異氰酸酯單體濃度係0.2質量%。
再者,利用1H-NMR測定所獲得之脲基甲酸酯基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲基甲酸酯基/三聚異氰酸酯基=100/3。
再者,利用13C-NMR測定所獲得之脲二酮基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲二酮基/三聚異氰酸酯基=0/3。
由該等分別求得相對於衍生物總量的三聚異氰酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。結果如表1所示。
除取代異丁醇,改為使用異丙醇24質量份之外,其餘均依照與製備例1相同之方法,獲得脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-2)。
所獲得之脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-2)之異氰酸酯基濃度係21.2質量%,25℃下之黏度係180mPa‧s,異氰酸酯單體濃度係0.2質量%。
再者,利用1H-NMR測定所獲得之脲基甲酸酯基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲基甲酸酯基/三聚異氰酸酯基=100/3。
再者,利用13C-NMR測定所獲得之脲二酮基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲二酮基/三聚異氰酸酯基=0/3。
由該等分別求得相對於衍生物總量的三聚異氰酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。結果如表1所示。
除取代異丁醇,改為使用正丁醇24質量份之外,其餘均依照與製備例1相同之方法,獲得脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-3)。
所獲得之脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-3)之異氰酸酯基濃度係20.5質量%,25℃下之黏度係320mPa‧s,異氰酸酯單體濃度係0.2質量%。
再者,利用1H-NMR測定所獲得之脲基甲酸酯基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲基甲酸酯基/三聚異氰酸酯基=100/3。
再者,利用13C-NMR測定所獲得之脲二酮基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲二酮基/三聚異氰酸酯基=0/3。
由該等分別求得相對於衍生物總量的三聚異氰酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。結果如表1所示。
除取代異丁醇,改為使用3-甲基-戊二醇14.6質量份之外,其餘均依照與製備例1相同之方法,獲得脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-4)。
所獲得之脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-4)之異氰酸酯基濃度係21.3質量%,25℃下之黏度係1800mPa‧s,異氰酸酯單體濃度係0.2質量%。
再者,利用1H-NMR測定所獲得之脲基甲酸酯基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲基甲酸酯基/三聚異氰酸酯基=100/3。
再者,利用13C-NMR測定所獲得之脲二酮基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲二酮基/三聚異氰酸酯基=0/3。
由該等分別求得相對於衍生物總量的三聚異氰酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。結果如 表1所示。
除取代異丁醇,改為使用1,4-丁二醇14.6質量份之外,其餘均依照與製備例1相同之方法,獲得脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-5)。
所獲得之脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-5)之異氰酸酯基濃度係22.1質量%,25℃下之黏度係2400mPa‧s,異氰酸酯單體濃度係0.2質量%。
再者,利用1H-NMR測定所獲得之脲基甲酸酯基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲基甲酸酯基/三聚異氰酸酯基=100/3。
再者,利用13C-NMR測定所獲得之脲二酮基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲二酮基/三聚異氰酸酯基=0/3。
由該等分別求得相對於衍生物總量的三聚異氰酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。結果如表1所示。
除將五亞甲基二異氰酸酯變更為六亞甲基二異氰酸酯(三井化學公司製、商品名:Takelac 700)之外,其餘均依照與製備例1相同之方法,獲得脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-6)。
所獲得之脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-6)之異氰酸酯基濃度係19.3%,25℃黏度係300mPa‧s,異氰酸酯單體濃度係0.4質量%。
由該等分別求得相對於衍生物總量的三聚異氰酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。結果如表1所示。
在具備有溫度計、攪拌裝置、回流管及氮導入管的四口燒瓶中,分別裝入:與國際公開第2012/121291號公報說明書的實施例1同樣製造的五亞甲基二異氰酸酯500質量份、異丁醇0.5質量份、2,6-二(第三丁基)-4-甲酚0.3質量份以及亞磷酸三(十三烷基酯)0.3質量份,再依80℃進行2小時反應。
接著,調配作為三聚異氰酸酯化觸媒之N-(2-羥丙基)-N,N,N-三甲銨-2-乙基己酯0.05質量份。測定異氰酸酯基濃度,持續進行反應直到濃度達到48.9質量%(即轉化率10質量%)為止。經50分鐘後到達既定之轉化率(轉化率10質量%)的時候,添加鄰甲苯磺醯胺0.12質量份。將所獲得之反應混合液通入薄膜蒸餾裝置(溫度:150℃、真空度:0.093kPa)中,除去未反應的五亞甲基二異氰酸酯單體,更進一步相對於所獲得之過濾物100質量份,添加鄰甲苯磺醯胺0.02質量份、及氯化苯甲醯0.003質量份,而獲得脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物(a-7)。
脂肪族聚異氰酸酯的三聚異氰酸酯衍生物(a-7)之異 氰酸酯單體濃度係0.5質量%,異氰酸酯基濃度係24.7質量%,25℃黏度係2000mPa‧s。
再者,利用1H-NMR測定所獲得之脲基甲酸酯基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲基甲酸酯基/三聚異氰酸酯基=7.4/100。
再者,利用13C-NMR測定所獲得之脲二酮基與三聚異氰酸酯基的莫耳比率,係脲二酮基/三聚異氰酸酯基=1/100。
由該等分別求得相對於衍生物總量的三聚異氰酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。結果如表1所示。
將異佛爾酮二異氰酸酯(EVONIK公司製、商品名:VESTANAT IPDI、異氰酸酯基濃度37.8質量%、25℃黏度5mPa‧s),設為脂環族聚異氰酸酯(a-8)。
將聚氧伸烷基多元醇(在甘油上加成聚合環氧丙烷,接著再加成聚合環氧乙烷的聚醚多元醇,數量平均分子量(Mn)=940,官能基數f=3,OH值=180mgKOH/g,總氧伸烷基中的環氧乙烷濃度=20質量%(25莫耳%),總末端羥基中的一級羥基濃度=45.5%),設為多元醇(b-1)。
將聚氧伸烷基多元醇(在季戊四醇中加成聚合環氧丙烷,接著再加成聚合環氧乙烷的聚醚多元醇,數量平均分子量(Mn)=1250,官能基數f=4,OH值=180mgKOH/g,總氧伸烷基中的環氧乙烷濃度=20質量%(25莫耳%),總末端羥基中的一級羥基濃度=46.6%),設為多元醇(b-2)。
將聚氧伸烷基多元醇(在丙二醇上加成聚合環氧丙烷,接著再加成聚合環氧乙烷的聚醚多元醇,數量平均分子量(Mn)=620,官能基數f=2,OH值=180mgKOH/g,總氧伸烷基中的環氧乙烷濃度=20質量%(25莫耳%),總末端羥基中的一級羥基濃度=45.7%),設為多元醇(b-3)。
將聚氧伸烷基多元醇(在三乙醇胺上加成聚合環氧丙烷,接著再加成聚合環氧乙烷的聚醚多元醇,數量平均分子量(Mn)=940,官能基數f=3,OH值=180mgKOH/g,總氧伸烷基中的環氧乙烷濃度=20質量%(25莫耳%),總末端羥基中的一級羥基濃度=46.8%),設為多元醇(b-4)。
將聚氧伸烷基多元醇(在甘油上加成聚合環氧丙烷,接著再加成聚合環氧乙烷的聚醚多元醇,數量平均分子量(Mn)=5000,官能 基數f=3,OH值=34mgKOH/g,總氧伸烷基中的環氧乙烷濃度=15質量%(19莫耳%),總末端羥基中的一級羥基濃度=90.0%),設為多元醇(b-5)。
將聚氧伸烷基多元醇(在甘油上加成聚合環氧丙烷,接著再加成聚合環氧乙烷的聚醚多元醇,數量平均分子量(Mn)=6000,官能基數f=3,OH值=28mgKOH/g,總氧伸烷基中的環氧乙烷濃度=40質量%(47莫耳%),總末端羥基中的一級羥基濃度=92.0%),設為多元醇(b-6)。
將聚氧伸烷基多元醇(在甘油上加成聚合環氧丙烷的聚醚多元醇,數量平均分子量(Mn)=5000,官能基數f=3,OH值=34mgKOH/g,總末端羥基中的一級羥基濃度=3.3%),設為多元醇(b-7)。
將聚氧伸烷基多元醇(在甘油上加成聚合環氧丙烷,接著再加成聚合環氧乙烷的聚醚多元醇,數量平均分子量(Mn)=700,官能基數f=3,OH值=240mgKOH/g,總末端羥基中的一級羥基濃度=3.5%),設為多元醇(b-8)。
三伸乙二胺的33質量%二丙二醇溶液(Air Products公司製、商品名:Dabco-33LV)
有機錫化合物(Momentive公司製、商品名:Formrez UL-28)
純水(H2O)
聚矽氧整泡劑(Evonik公司製、商品名:B-8002)
受阻胺化合物(耐光安定劑、BASF日本公司製、商品名:TINUVIN 765)
有機磷化合物(抗氧化劑、城北化學公司製、商品名:JP-308E)
在下述表1所示之成分(原料)中,秤量除聚異氰酸酯成分以外的各成分,在溫度23℃、相對濕度55%的實驗室內,將該等依照表1所示之調配處方進行調配,施行攪拌混合直到該等成為均勻為止,而製得預混物。
依照表3~6所示之調配處方,秤量另外準備的聚異氰 酸酯成分,並將溫度調整為23℃。
然後,在預混物中添加聚異氰酸酯成分,將該等利用手提式電動攪拌器(轉數5000rpm)進行15秒鐘攪拌後,馬上迅速丟入木製盒中而使之發泡。藉此獲得軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
除依照下述表3~6所示調配處方進行秤量之外,其餘均依照與實施例1同樣地獲得軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
各實施例及各比較例的調配處方與聚異氰酸酯成分性狀,係如表3~6所示。
從將各實施例及各比較例的軟質聚胺基甲酸酯發泡體中心部(核),切取10×10×5cm大小的立方體,而製得測定試料,然後根據JIS K 7222(2005年)進行測定試料的表觀密度測定。
從將各實施例及各比較例的軟質聚胺基甲酸酯發泡體中心部(核),切取10×10×5cm大小的立方體,而製得測定試料,然後根據JIS K -6400(2012年)進行測定試料的硬度(25%CLD)測定。
從各實施例及各比較例的軟質聚胺基甲酸酯發泡體中心部,切 取厚10mm大小,施行壓碎[壓碎條件:使軟質聚胺基甲酸酯發泡體通過2支輥之間(間隔0.2mm)],而製得測定試料,使用通氣量測定裝置(東洋精機公司製),依照JIS K -6400(2012年)B法進行透氣性測定。
從各實施例及各比較例的軟質聚胺基甲酸酯發泡體中心部,切取厚10mm大小,將樣品沖孔為角形試驗片形狀,而製得測定試料,使用拉伸壓縮試驗機(INTESCO公司製、Model205N),依照JIS K -6400(2012年)B法施行拉斷試驗,計算出斷裂時的應力。
從各實施例及各比較例的軟質聚胺基甲酸酯發泡體中心部,切取厚10mm大小,將樣品沖孔為1號測試片形狀,而製得測定試料,使用拉伸壓縮試驗機(INTESCO公司製、Model205N),根據JIS K -6400(2012年)施行拉伸試驗,計算出斷裂時的延伸。
從各實施例及各比較例的軟質聚胺基甲酸酯發泡體中心部(核)切取50mm×50mm×25mm大小的立方體,而製得測定試料,然後,根據JIS K 6400-4所記載之方法測定濕熱壓縮永久變形(%)。將該試驗片壓縮至50%厚為止,夾置於平行平面板中,於50℃、相對濕度95%條件下放置22小時。取出試驗片經30分鐘後,測定厚度,並與試驗前的厚度比較,而測定變形率(%)。
實施例1~20及比較例1~4的軟質聚胺基甲酸酯發泡體評價,係如表3~6所示。
以下所示係表中所使用代號的詳細內容:PDI:五亞甲基二異氰酸酯
HDI:六亞甲基二異氰酸酯
IPDI:異佛爾酮二異氰酸酯
iBA:異丁醇(isobutanol)
nBA:正丁醇
3MPD:3-甲基-戊二醇
1,4-BG:1,4-丁二醇
AO:環氧烷
EO:環氧乙烷
PO:環氧丙烷
Gly:甘油
PE:季戊四醇
PG:丙二醇
TEOA:三乙醇胺
Dabco 33LV:三伸乙二胺的33質量%二丙二醇溶液(Air Products公司製)
Formrez UL-28:有機錫化合物(Momentive公司製)
B-8002:聚矽氧整泡劑(Evonik公司製)
Tin.765:受阻胺化合物(耐光安定劑、BASF日本公司製)
JP-308E:有機磷化合物(抗氧化劑、城北化學公司製)
另外,上述發明係提供本發明例示之實施形態,惟其僅止於例示而已,不應作為限定性之解釋。舉凡熟習此技術領域業者所可輕易思及的本發明之變化例,均涵蓋於後述申請專利範圍中。
本發明的軟質聚胺基甲酸酯發泡體係可使用為例如:肩用襯墊、膝蓋用襯墊、手肘用襯墊、泳裝用襯墊、鞋子的鞋舌部、鞋內墊、醫療材料、衣著材料、機器人表皮、機械手掌等,特別適用為衣著材料成形品的胸罩襯墊、胸罩罩杯等。
Claims (9)
- 一種軟質聚胺基甲酸酯發泡體,係使:含有脂肪族聚異氰酸酯之衍生物的聚異氰酸酯成分、與含聚氧伸烷基多元醇的多元醇成分,進行反應與發泡而形成的軟質聚胺基甲酸酯發泡體;其特徵為,上述脂肪族聚異氰酸酯含有五亞甲基二異氰酸酯;上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物係含有脂肪族聚異氰酸酯之脲基甲酸酯衍生物;相對於上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物總量,上述脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物之含有比例係70莫耳%以上;上述聚氧伸烷基多元醇係合併具有氧伸乙基單元與氧伸丙基單元;相對於上述聚氧伸烷基多元醇,上述氧伸乙基單元係5莫耳%以上且20莫耳%以下;相對於上述聚氧伸烷基多元醇之末端羥基總莫耳數,一級羥基係50莫耳%以下。
- 如請求項1之軟質聚胺基甲酸酯發泡體,其中,相對於上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物總量,上述脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物之含有比例係75莫耳%以上且99莫耳%以下。
- 如請求項1之軟質聚胺基甲酸酯發泡體,其中,上述聚異氰酸酯成分係更進一步含有脂環族聚異氰酸酯。
- 如請求項1之軟質聚胺基甲酸酯發泡體,其中,上述衍生物係含有經醇施行改質的脲基甲酸酯衍生物;上述醇係含有一元醇與二元醇。
- 如請求項4之軟質聚胺基甲酸酯發泡體,其中,上述醇係含有 分支狀一元醇與分支狀二元醇。
- 一種衣著材料,係含有請求項1之軟質聚胺基甲酸酯發泡體。
- 一種胸罩之襯墊,係請求項6之衣著材料的成形品。
- 一種胸罩之罩杯,係具備請求項7之胸罩之襯墊。
- 一種軟質聚胺基甲酸酯發泡體之製造方法,係包括有:準備含有脂肪族聚異氰酸酯之衍生物的聚異氰酸酯成分、與含有聚氧伸烷基多元醇的多元醇成分之步驟;以及使上述聚異氰酸酯成分、與上述多元醇成分進行反應與發泡,而製造軟質聚胺基甲酸酯發泡體的步驟;其特徵為,上述脂肪族聚異氰酸酯含有五亞甲基二異氰酸酯;上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物係含有脂肪族聚異氰酸酯之脲基甲酸酯衍生物;相對於上述脂肪族聚異氰酸酯之衍生物總量,上述脂肪族聚異氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物之含有比例係70莫耳%以上;上述聚氧伸烷基多元醇係合併具有氧伸乙基單元與氧伸丙基單元;相對於上述聚氧伸烷基多元醇,上述氧伸乙基單元係5莫耳%以上且20莫耳%以下;相對於上述聚氧伸烷基多元醇之末端羥基總莫耳數,一級羥基係50莫耳%以下。
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