JP2002220430A - 硬質発泡合成樹脂の製造方法、および、ポリオール組成物 - Google Patents

硬質発泡合成樹脂の製造方法、および、ポリオール組成物

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JP2002220430A
JP2002220430A JP2001018933A JP2001018933A JP2002220430A JP 2002220430 A JP2002220430 A JP 2002220430A JP 2001018933 A JP2001018933 A JP 2001018933A JP 2001018933 A JP2001018933 A JP 2001018933A JP 2002220430 A JP2002220430 A JP 2002220430A
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polyol
mass
polyether polyol
synthetic resin
amine
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Hisashi Sato
寿 佐藤
Kazutoshi Suzuki
千登志 鈴木
Hiromitsu Takeyasu
弘光 武安
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Asahi Glass Co Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】良好な表面外観を持ち、製造時の寸法安定性に
優れた、硬質発泡合成樹脂の製造方法を提供する。 【解決手段】発泡剤として沸点が30〜50℃であるヒ
ドロフルオロカーボン、特にHFC−365mfcを、
使用し、かつ、水酸基価が84mgKOH/g以下であ
ってかつオキシエチレン基含量40質量%以上のポリエ
ーテルポリオール(X)、アミン化合物を開始剤として
環状エーテルを付加重合して得られる水酸基価が250
〜900mgKOH/gであるアミン系ポリエーテルポ
リオール(Y)、および、安定に分散している下記ポリ
マー微粒子(P)を0.01質量%以上含むポリマー分
散ポリオールを使用して、硬質発泡合成樹脂を製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬質ポリウレタン
フォーム、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレートフォ
ーム、硬質ポリウレアフォーム等の硬質発泡合成樹脂を
製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリオール類とポリイソシアネート化合
物とを触媒および発泡剤の存在下に反応させて発泡合成
樹脂を製造することは、広く行われている。得られる発
泡合成樹脂としては、例えばポリウレタンフォーム、ウ
レタン変性ポリイソシアヌレートフォーム、ポリウレア
フォーム等のウレタン系フォームが挙げられる。
【0003】上記ウレタン系フォームは、用いるポリオ
ールの分子量によって、低水酸基価(高分子量)のポリ
オールを主に用いる軟質フォーム、高水酸基価(低分子
量)のポリオールを主に用いる硬質フォームとに区別で
きる。以下では硬質発泡合成樹脂とは前記硬質フォーム
を表す。
【0004】近年、硬質発泡合成樹脂製造時の寸法安定
性を高めるために、すなわちフォーム収縮を防止するた
めに、ポリマー分散ポリオールを高水酸基価のポリオー
ルに添加し硬質フォームを製造する方法が特開2000
−7752、特開2000−212242に提案されて
いる。
【0005】上記提案に記載の硬質発泡合成樹脂の製造
実施例では、オゾン層破壊のおそれのない発泡剤とし
て、水、炭化水素、ヒドロフルオロカーボンが挙げられ
ている。このうち、水を発泡剤として使用した場合は、
水とポリイソシアネートとの反応により炭酸ガスが生成
すると同時に尿素結合が生成し、接着性不良となりやす
い、熱伝導率が高くなりやすい等の問題がある。また炭
化水素は可燃性のため、製造設備、製造環境を防爆対応
にする必要があり好ましくない。またヒドロフルオロカ
ーボンとして挙げられている、CF3CH2F(以下HF
C−134aという)、CF3CH2CHF2(以下HF
C−245faという)は、不燃性で好ましいが、沸点
が低く(HFC−134aは−26.5℃、HFC−2
45faは15.3℃)、作業性が悪い問題がある。
【0006】低沸点発泡剤を使用する場合の具体的な問
題を以下に挙げる。原料調製工程では、ポリオール、触
媒等を予備混合したポリオールシステムを調合する際、
開放系の混合槽では発泡剤が飛散し、密閉系の混合槽で
は槽の耐圧設備対応が必要である等である。また、ポリ
オールシステムの輸送では、従来から使用されているド
ラムを使用した場合には、特に夏場においては、システ
ムが泡立ちあふれたり、ドラムが大きく膨れる、ドラム
の代わりに耐圧ボンベを使用した場合には、耐圧ボンベ
による重量の増加やボンベの回収等の操作性の不具合が
多い等である。
【0007】また、硬質発泡合成樹脂の製造時では、発
泡の初期過程において発泡剤が発泡合成樹脂中に捕捉さ
れにくく、ボイド、膨れ等の発泡合成樹脂表面の外観不
良が発生しやすいという問題がある。特に壁面に吹きつ
けるスプレー施工では、吹き付け直後に発泡剤が発泡合
成樹脂中に捕捉されにくく、壁面と発泡合成樹脂面の間
に発泡剤が逃げて、発泡合成樹脂の浮き、剥離が生じや
すくなる等の問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上説明し
た問題を解決するため、沸点が30〜50℃であるヒド
ロフルオロカーボンを発泡剤として使用し、かつポリマ
ー分散ポリオールを使用する、良好な表面外観を持つ硬
質発泡合成樹脂の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリオールと
ポリイソシアネートとを整泡剤、触媒および発泡剤の存
在下に反応させて硬質発泡合成樹脂を製造する方法にお
いて、発泡剤として、沸点が30〜50℃であるヒドロ
フルオロカーボンを使用し、かつ、ポリオールとして、
下記ポリエーテルポリオール(X)、下記アミン系ポリ
エーテルポリオール(Y)および安定に分散している下
記ポリマー微粒子(P)を含み、ポリマー微粒子(P)
を全ポリオールに対して0.01質量%以上含有するポ
リオールを使用することを特徴とする、硬質発泡合成樹
脂の製造方法を提供する。また本発明は、整泡剤、触
媒、CF3CH2CF2CH3、および下記ポリオール
(V)を含む、ポリオール組成物を提供する。
【0010】ポリオール(V):下記ポリエーテルポリ
オール(X)、下記アミン系ポリエーテルポリオール
(Y)および安定に分散している下記ポリマー微粒子
(P)を含み、ポリマー微粒子(P)を0.01質量%
以上含有するポリマー分散ポリオール。なお、以下全ポ
リオールをポリオール(V)とする。 ポリエーテルポリオール(X):水酸基価が84mgK
OH/g以下であってかつオキシエチレン基含量40質
量%以上のポリエーテルポリオール。 アミン系ポリエーテルポリオール(Y):アミン化合物
を開始剤として環状エーテルを付加重合して得られる、
水酸基価が250〜900mgKOH/gであるアミン
系ポリエーテルポリオール。 ポリマー微粒子(P):重合性不飽和結合を有するモノ
マーを重合して得られるポリマー微粒子。
【0011】
【発明の実施の形態】[発泡剤]本発明において発泡剤
として、沸点が30〜50℃であるヒドロフルオロカー
ボンを使用する。発泡剤がヒドロフルオロカーボンであ
るのでオゾン層を破壊するおそれがない。また発泡剤の
沸点が30℃より低いと、得られた硬質発泡合成樹脂に
外観不良が発生しやすい。また、沸点が50℃より高い
と、充分に発泡せず、得られた硬質発泡合成樹脂の物性
が不良となりやすい。
【0012】通常の硬質発泡合成樹脂の製造において比
較的高沸点の発泡剤を用いた場合には、低温環境で発泡
した際に収縮がおきやすい問題があるが、本発明では以
下に述べるポリオール(V)と組み合わせることによ
り、収縮の少ない寸法安定性に優れた硬質合成発泡樹脂
を得られる。
【0013】沸点が30〜50℃であるヒドロフルオロ
カーボンの中では、さらに不燃性のヒドロフルオロカー
ボンが好ましい。不燃性であることは、硬質発泡合成樹
脂の製造設備、製造環境を防爆管理する必要がなくなり
好ましい。上記不燃性のヒドロフルオロカーボンの中で
は、沸点が40℃であるCF3CH2CF2CH3(以下H
FC−365mfcという)が好ましい。
【0014】発泡剤としては、水、HFC−365mf
c以外のヒドロフルオロカーボンおよび炭素数10以下
の炭化水素化合物からなる群より選ばれる1種または2
種以上を、HFC−365mfcと併用することもでき
る。HFC−365mfc以外のヒドロフルオロカーボ
ンとしては、HFC−134a、HFC−245fa等
が挙げられる。炭素数10以下の炭化水素化合物として
は、ブタン、シクロペンタン、n−ペンタン、シクロヘ
キサン、n−ヘキサン等が挙げられる。
【0015】HFC−365mfcの使用量は、ポリオ
ール(V)100質量部に対して1〜100質量部が好
ましい。また発泡剤としての水をHFC−365mfc
と併用する場合には、水の使用量はポリオール(V)1
00質量部に対して10質量部以下で、かつ、HFC−
365mfc100質量部に対して100質量部以下が
好ましい。より好ましくはポリオール(V)100質量
部に対して10質量部以下で、かつ、HFC−365m
fc100質量部に対して20質量部以下である。ま
た、HFC−365mfcと併用される水以外の発泡剤
の使用量は、ポリオール類100質量部に対して1〜1
00質量部で、かつ、HFC−365mfc100質量
部に対して1〜200質量部が好ましい。より好ましく
はポリオール(V)100質量部に対して1〜100質
量部以下で、かつ、HFC−365mfc100質量部
に対して1〜100質量部以下である。
【0016】[ポリオール(V)]本発明におけるポリ
オール(V)はポリエーテルポリオール(X)、アミン
系ポリエーテルポリオール(Y)および安定に分散して
いるポリマー微粒子(P)を含み、ポリマー微粒子
(P)を0.01質量%以上含有するポリマー分散ポリ
オールである。
【0017】ポリオール(V)中におけるポリエーテル
ポリオール(X)の含量は、0.005質量%以上が好
ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.2質
量%以上が特に好ましい。ポリオール(V)中における
アミン系ポリエーテルポリオール(Y)の含量は、0.
003質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がよ
り好ましく、0.1質量%以上が特に好ましい。
【0018】ポリオール(V)中にポリマー微粒子
(P)は0.01質量%以上含まれている。ポリマー微
粒子(P)の割合がこれより少ない場合、寸法安定性に
優れた硬質発泡合成樹脂を得にくい。ポリマー微粒子
(P)の含量は0.05質量%以上が好ましい。またポ
リマー微粒子(P)の含量は、好ましくは50質量%以
下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは
5質量%以下、最も好ましくは2質量%以下である。
【0019】ポリオール(V)の平均水酸基価は100
〜800mgKOH/gが好ましく、100〜750m
gKOH/gがより好ましい。硬質発泡合成樹脂として
硬質ポリウレタンフォームを製造する場合、ポリオール
(V)の平均水酸基価は200〜800mgKOH/g
が好ましく、250〜750mgKOH/gがより好ま
しい。硬質発泡合成樹脂として硬質ウレタン変性ポリイ
ソシアヌレートフォームを製造する場合、ポリオール
(V)の平均水酸基価は、100〜550mgKOH/
gが好ましく、100〜450mgKOH/gがより好
ましい。
【0020】またポリオール(V)は下記ポリマー分散
ポリオール(A)のみから、または、ポリマー分散ポリ
オール(A)と硬質発泡合成樹脂製造に用いるその他の
ポリオール(B)とから、なることが好ましく、ポリマ
ー分散ポリオール(A)と硬質発泡合成樹脂製造に用い
るその他のポリオール(B)とを併含することがより好
ましい。
【0021】ポリマー分散ポリオール(A):下記ポリ
オール(W)とポリマー微粒子(P)とからなるポリマ
ー分散ポリオール。 ポリオール(W):ポリエーテルポリオール(X)、ア
ミン系ポリエーテルポリオール(Y)および任意にその
他のポリオール(Z)を含むポリオール。
【0022】ポリオール(V)におけるポリマー分散ポ
リオール(A)とその他のポリオール(B)との混合比
は、質量比で(A)/(B)が0.1〜100/99.
9〜0が好ましく、0.3〜100/99.7〜0がよ
り好ましく、1〜50/99〜50がさらに好ましく、
1〜10/99〜90が特に好ましい。
【0023】[ポリマー分散ポリオール(A)]ポリマ
ー分散ポリオール(A)はポリオール(W)とポリマー
微粒子(P)とを併含するポリマー分散ポリオールであ
る。製造方法は後述する。ポリマー分散ポリオール
(A)の水酸基価は200〜800mgKOH/gが好
ましく、200〜750mgKOH/gがより好まし
く、250〜750mgKOH/gが特に好ましい。ポ
リマー分散ポリオール(A)が分離し、ポリマー微粒子
(P)が沈降しない期間は、静置状態で、1ケ月間以上
が好ましく、2ケ月間以上がより好ましく、3ケ月間以
上が特に好ましい。
【0024】[ポリオール(W)]ポリオール(W)
は、ポリエーテルポリオール(X)、アミン系ポリエー
テルポリオール(Y)および任意にその他のポリオール
(Z)を含むポリオールである。ポリオール(W)にお
けるポリエーテルポリオール(X)、アミン系ポリエー
テルポリオール(Y)およびその他のポリオール(Z)
の混合比は、質量比で(X)/(Y)/(Z)が、5〜
97/3〜35/0〜92が好ましく、10〜60/5
〜35/10〜85がより好ましく、25〜50/8〜
25/25〜67が特に好ましい。
【0025】ポリオール(W)の平均水酸基価は200
〜800mgKOH/gが好ましい。ポリオール(W)
の平均水酸基価が200mgKOH/gより低い場合、
製造したポリマー分散ポリオール(A)と、高水酸基価
をもつ硬質発泡合成樹脂の製造に用いるその他のポリオ
ール(B)との相溶性が乏しくなる。そのため、併用す
るとポリマー微粒子が分離する、または、ポリオール
(V)が増粘する等の問題がおき、硬質発泡合成樹脂用
原料として使用しにくい。ポリオール(W)の平均水酸
基価が前記範囲より高い場合、ポリマー微粒子(P)が
安定に分散したポリマー分散ポリオール(A)が得にく
い。ポリオール(W)のより好ましい平均水酸基価は2
50〜750mgKOH/gである。
【0026】[ポリエーテルポリオール(X)]本発明
におけるポリエーテルポリオール(X)は水酸基価が8
4mgKOH/g以下であってかつオキシエチレン基含
量40質量%以上のポリエーテルポリオールである。ポ
リエーテルポリオール(X)の水酸基価が84mgKO
H/gより大きいと、ポリマー分散ポリオール(A)に
おけるポリマー微粒子(P)の分散安定性が低下する。
ポリエーテルポリオール(X)の水酸基価は67mgK
OH/g以下が好ましく、60mgKOH/g以下が特
に好ましい。ポリエーテルポリオール(X)の水酸基価
の下限は特にないが、水酸基価は、5mgKOH/g以
上が好ましく、8mgKOH/g以上がより好ましく、
20mgKOH/g以上が特に好ましく、30mgKO
H/g以上が最も好ましい。
【0027】ポリエーテルポリオール(X)のオキシエ
チレン基含量が40質量%より低いと、ポリマー分散ポ
リオール(A)におけるポリマー微粒子(P)の分散安
定性が低下する。ポリエーテルポリオール(X)のオキ
シエチレン基含量の下限は50質量%以上がより好まし
く、55質量%以上が特に好ましい。ポリエーテルポリ
オール(X)のオキシエチレン基含量の上限は特にない
が、約100質量%以下が好ましく、90質量%以下が
より好ましい。
【0028】ポリオール(W)中のポリエーテルポリオ
ール(X)の含量は、5質量%〜97質量%が好まし
い。ポリエーテルポリオール(X)の含量が5質量%よ
り低いと、ポリマー分散ポリオール(A)におけるポリ
マー微粒子(P)の分散安定性が低下する。ポリオール
(W)中のポリエーテルポリオール(X)の含量は、1
0〜60質量%がより好ましく、25〜50質量%が特
に好ましい。
【0029】本発明におけるポリエーテルポリオール
(X)は、開始剤として3価以上の多価アルコールを使
用し、エチレンオキシドを単独で、または、エチレンオ
キシドと他の環状エーテルとを併用して、付加重合して
得られるポリエーテルポリオールが好ましい。3価以上
の多価アルコールとしてはグリセリン、トリメチロール
プロパン、1,2,6−ヘキサントリオール等の3価ア
ルコールが特に好ましい。エチレンオキシドと併用する
他の環状エーテルとしてはプロピレンオキシド、イソブ
チレンオキシド、1,2−エポキシブタン、2,3−エ
ポキシブタン等が好ましく、このうちプロピレンオキシ
ドが特に好ましい。
【0030】[アミン系ポリエーテルポリオール
(Y)]本発明におけるアミン系ポリエーテルポリオー
ル(Y)はアミン化合物を開始剤として環状エーテルを
付加重合して得られる、水酸基価が250〜900mg
KOH/gであるアミン系ポリエーテルポリオールであ
る。アミン系ポリエーテルポリオール(Y)の水酸基価
は、300〜800mgKOH/gが好ましく、350
〜800mgKOH/gが特に好ましい。
【0031】ポリオール(W)中のアミン系ポリエーテ
ルポリオール(Y)の含量は、3〜35質量%が好まし
い。アミン系ポリエーテルポリオール(Y)の含量が3
質量%より低いと、ポリマー分散ポリオール(A)を用
いて製造した硬質発泡合成樹脂の寸法安定性が不良とな
ることがある。アミン系ポリエーテルポリオール(Y)
の含量が35質量%より高いと、低粘度で分散安定性の
よいポリマー分散ポリオール(A)が得られにくい。ポ
リオール(W)中のアミン系ポリエーテルポリオール
(Y)の含量は、5〜35質量%がより好ましく、8〜
30質量%がさらに好ましく、8〜25質量%が最も好
ましい。
【0032】開始剤として用いるアミン化合物として
は、脂肪族アミン化合物または飽和環状アミン化合物が
好ましい。脂肪族アミン化合物としてはエチレンジアミ
ン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジ
エチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げ
られる。飽和環状アミン化合物としてはN−アミノメチ
ルピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン等
が挙げられる。
【0033】上記アミン化合物に付加重合させる環状エ
ーテルとしてはエチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、イソブチレンオキシド、1,2−エポキシブタン、
2,3−エポキシブタン等が好ましく、このうちエチレ
ンオキシドおよびプロピレンオキシドが特に好ましい。
【0034】[その他のポリオール(Z)]その他のポ
リオール(Z)は、ポリエーテルポリオール(X)、ア
ミン系ポリエーテルポリオール(Y)以外の任意のポリ
オールである。その他のポリオール(Z)としては、ポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、多価
アルコール、末端に水酸基を有する炭化水素系ポリマー
等が挙げられる。
【0035】その他のポリオール(Z)の水酸基価は、
200〜1000mgKOH/gが好ましく、400〜
850mgKOH/gが特に好ましい。ポリオール
(W)中のその他のポリオール(Z)の含量は、0〜9
2質量%が好ましく、10〜85質量%がより好まし
く、25〜67質量%が特に好ましい。
【0036】[その他のポリオール(B)]その他のポ
リオール(B)は、ポリオール(V)にポリマー分散ポ
リオール(A)と共に含まれる、硬質発泡合成樹脂製造
に用いられる任意のポリオールである。その他のポリオ
ール(B)としては、ポリエーテルポリオール、ポリエ
ステルポリオール、多価アルコール、末端に水酸基を有
する炭化水素系ポリマー等が挙げられる。また、フェノ
ール類とアルカノールアミン類とアルデヒド類とをマン
ニッヒ反応により反応させて得られる反応物に環状エー
テルを付加して得られるポリエーテルポリオール等も使
用できる。ポリエーテルポリオール(X)、アミン系ポ
リエーテルポリオール(Y)も使用できる。
【0037】また、硬質ウレタン変性ポリイソシアヌレ
ートフォームを製造する場合には、その他のポリオール
(B)として、ポリエステルポリオールを使用すること
が好ましい。ポリエステルポリオールとしては、多価ア
ルコールと多価カルボン酸との重縮合によって得られる
ポリエステルポリオールが特に好ましい。多価カルボン
酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等
の芳香族ジカルボン酸が好ましい。上記ポリエステルポ
リオールの水酸基価は、100〜450mgKOH/g
が好ましく、100〜350mgKOH/gが特に好ま
しい。ポリオール(V)中の上記ポリエステルポリオー
ルの含量は10〜99.9質量%が好ましく、50〜9
9.9質量%がより好ましい。
【0038】また、ポリオール(V)中の上記ポリエス
テルポリオールの含量が10〜50質量%と比較的低い
場合は、さらに、(i)ビスフェノールA、フェノール
−ホルムアルデヒド初期縮合物等の多価フェノールに環
状エーテルを付加して得られるポリエーテルポリオール
類、(ii)フェノール類とアルカノールアミン類とア
ルデヒド類とをマンニッヒ反応により反応させて得られ
る反応生成物に環状エーテルを付加して得られるポリエ
ーテルポリオール類、(iii)ジオールに環状エーテ
ルを付加して得られるポリエーテルジオール類、等をそ
の他のポリオール(B)として併用することが好まし
い。
【0039】またその他のポリオール(B)としては、
鎖延長剤、架橋剤として、比較的低分子量の、ポリエー
テルポリオール、ポリエステルポリオール、多価アルコ
ール等も併用できる。具体的にはエチレングリコール、
プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリ
セリン等の多価アルコール等が用いられる。
【0040】[ポリマー微粒子(P)]本発明における
ポリマー微粒子(P)は、重合性不飽和結合を有するモ
ノマーを重合して得られるポリマー微粒子である。本発
明に用いられる重合性不飽和結合を有するモノマーの具
体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、2,4−ジシアノ−1−ブテン等のニトリル系モノ
マー;アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル、アクリルアミド、メタクリ
ルアミド等のアクリル系モノマー;スチレン、α−メチ
ルスチレン等のスチレン系モノマー;酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル系モノマ
ー;イソプレン、ブタジエン、その他のジエン系モノマ
ー;マレイン酸ジエステル、イタコン酸ジエステル等の
不飽和脂肪酸エステル系モノマー;塩化ビニル等のハロ
ゲン化ビニル系モノマー;塩化ビニリデン等のハロゲン
化ビニリデン系モノマー;メチルビニルエーテル、エチ
ルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル等のア
ルキルビニルエーテル系モノマー等が挙げられる。これ
らモノマーは2種以上併用してもよい。
【0041】重合性不飽和結合を有するモノマーの組合
せとしては、ニトリル系モノマー5〜90質量%と他の
モノマー10〜95質量%の組み合わせが好ましい。ニ
トリル系モノマーとスチレン系モノマーの組み合わせ、
またはニトリル系モノマーとカルボン酸ビニルエステル
系モノマーの組み合わせが、低粘度で分散安定性の良好
なポリマー分散ポリオールを得るために好ましい。前記
モノマーの組合せとしては、アクリロニトリルとスチレ
ンの組み合わせ、および、アクリロニトリルと酢酸ビニ
ルの組み合わせが特に好ましく、アクリロニトリルと酢
酸ビニルの組合せが分散安定性が良好であるため特に好
ましい。
【0042】アクリロニトリルとスチレンの組み合わせ
の場合、その割合はアクリロニトリル/スチレンが質量
比で90〜40/10〜60が好ましく、85〜60/
15〜40が最も好ましい。アクリロニトリルと酢酸ビ
ニルの組み合わせの場合、その割合はアクリロニトリル
/酢酸ビニルが質量比で50〜10/50〜90が好ま
しく、40〜15/60〜85が最も好ましい。
【0043】上記モノマーの使用量は特に限定されない
が、ポリマー分散ポリオール(A)中のポリマー微粒子
(P)の濃度としては約1〜50質量%が好ましく、2
〜45質量%が特に好ましく、5〜40質量%が最も好
ましい。
【0044】[ポリマー分散ポリオール(A)の製造方
法]ポリオール(W)を用いて、ポリマー微粒子(P)
が安定に分散した、ポリマー分散ポリオール(A)を製
造する方法は下記の2通りの方法等が挙げられる。
【0045】第1の方法は、必要に応じて溶媒の存在
下、ポリオール(W)中で重合性不飽和結合を有するモ
ノマーを重合させ直接粒子を析出させる方法である。第
2の方法は、必要に応じて粒子を安定化させるグラフト
化剤の存在下、溶媒中で重合性不飽和結合を有するモノ
マーを重合させ粒子を析出させた後、ポリオール(W)
と溶媒を置換する方法である。本発明ではどちらの方法
も採用でき、第1の方法が特に好ましい。
【0046】重合性不飽和結合を有するモノマーの重合
は、通常ラジカル重合が採用される。ラジカル重合の重
合開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニト
リル(以下AIBNという)、2,2’−アゾビス(2
−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,
4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス
(2−メチルプロピオン酸メチル)、ベンゾイルペルオ
キシド、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ア
セチルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシド、
過硫酸塩等が挙げられる。特にAIBN、2,2’−ア
ゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾ
ビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−
アゾビス(2−メチルプロピオン酸メチル)が好まし
い。
【0047】ポリマー微粒子(P)の分散安定性を良く
するために、グラフト化剤を使用できる。グラフト化剤
としては、ポリエーテル鎖やポリエステル鎖を有する化
合物であって、分子内に重合性不飽和結合を有する化合
物が使用できる。
【0048】上記グラフト化剤としては、不飽和結合を
分子内に有する活性水素化合物を開始剤として使用し、
アルキレンオキシドを付加重合して得られる高分子量の
ポリオールまたはモノオール;ポリエーテルポリオール
に無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸、フマ
ル酸、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸
または不飽和カルボン酸無水物を反応させた後、必要に
応じてアルキレンオキシドを付加して得られた高分子量
のポリオールまたはモノオール;2−ヒドロキシエチル
アクリレート、ブテンジオール等の不飽和結合を分子内
に有するアルコールと他のポリオールとポリイソシアネ
ートとの反応物;アリルグリシジルエーテル等の不飽和
結合を分子内に有するエポキシ化合物とポリオールとの
反応物等が挙げられる。これらの化合物は水酸基を有す
ることが好ましいがそれに限定されない。
【0049】[ポリオール組成物]本発明におけるポリ
オール組成物は、整泡剤、触媒、HFC−365mfc
およびポリオール(V)を含む。前記ポリオール組成物
は、ポリイソシアネートと混合して反応させることによ
り硬質発泡合成樹脂を製造するための原料であり、いわ
ゆるポリオールシステムと呼ばれるものである。
【0050】前記ポリオール(V)は分散安定性に優れ
る。また前記ポリオール組成物も分散安定性に優れる。
前記ポリオール組成物が分離し、ポリマー微粒子(P)
が沈降しない期間は、静置状態で、1ケ月間以上が好ま
しく、2ケ月間以上がより好ましく、3ケ月間以上が特
に好ましい。
【0051】[硬質発泡合成樹脂の製造方法]本発明
は、ポリオールとポリイソシアネートとを整泡剤、触媒
および発泡剤の存在下に反応させて硬質発泡合成樹脂を
製造する方法において、発泡剤として沸点が30〜50
℃であるヒドロフルオロカーボンを使用することを特徴
とする、硬質発泡合成樹脂の製造方法である。
【0052】ポリイソシアネートとしては、イソシアネ
ート基を分子内に平均して2個以上有する芳香族系、脂
環族系、または脂肪族系のポリイソシアネート類が挙げ
られる。また前記ポリイソシアネート類2種以上の混合
物、または前記ポリイソシアネート類を変性して得られ
る変性ポリイソシアネート類も使用できる。具体的に
は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト(通称:クルードMDI)、キシリレンジイソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジ
イソシアネート等のポリイソシアネート化合物;ポリイ
ソシアネート化合物のプレポリマー型変性体、ヌレート
変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体等が挙げ
られる。
【0053】整泡剤としては、通常硬質発泡合成樹脂を
製造する際用いられるものが使用でき、シリコーン系整
泡剤やフッ素系整泡剤等が挙げられる。触媒としては、
通常硬質発泡合成樹脂を製造する際用いられるものが使
用できる。トリエチレンジアミン等のアミン系触媒、2
−エチルヘキサン酸鉛、2−エチルヘキサン酸スズ(I
I)等の有機金属化合物触媒、4級アンモニウム塩触媒
等が使用できる。また、硬質ウレタン変性ポリイソシア
ヌレートフォームを製造する場合は、N,N’,N”−
トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ−sy
m−トリアジン、酢酸カリウム、2−エチルヘキサン酸
カリウム、4級アンモニウム塩触媒等のイソシアヌレー
ト変性化触媒を使用できる。
【0054】その他、硬質発泡合成樹脂の原料として
は、鎖延長剤、架橋剤、充填剤、安定剤、着色剤、難燃
剤等を任意に使用できる。鎖延長剤、架橋剤としては、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカ
ノールアミン;ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジ
アミノジフェニルメタン等のポリアミン等が使用でき
る。
【0055】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されな
い。また表中、ANはアクリロニトリル、Stはスチレ
ン、VAcは酢酸ビニル、MMAはメタクリル酸メチル
を示す。表中単位のない数字は質量部を表す。
【0056】[ポリオールの製造]使用したポリオール
は次のとおりである。 ポリオールX1:グリセリンにプロピレンオキシドおよ
びエチレンオキシドをランダムに付加して得られた、水
酸基価が50mgKOH/g、オキシエチレン基含量が
55質量%のポリエーテルポリオール。 ポリオールX2:グリセリンにプロピレンオキシドおよ
びエチレンオキシドをランダムに付加して得られた、水
酸基価が50mgKOH/g、オキシエチレン基含量が
75質量%のポリエーテルポリオール。
【0057】ポリオールY1:ノニルフェノールとホル
ムアルデヒドとジエタノールアミンとをマンニッヒ反応
させて得られた反応生成物にプロピレンオキシドを付加
して得られた、水酸基価が470mgKOH/gのアミ
ン系ポリエーテルポリオール。 ポリオールY2:エチレンジアミンにプロピレンオキシ
ドを付加して得られた、水酸基価が760mgKOH/
gのアミン系ポリエーテルポリオール。 ポリオールY3:エチレンジアミンにプロピレンオキシ
ドを付加して得られた、水酸基価が500mgKOH/
gのアミン系ポリエーテルポリオール。
【0058】ポリオールY4:シュークロースとジエタ
ノールアミンの混合物にプロピレンオキシドを付加して
得られた、水酸基価が450mgKOH/gのアミン系
ポリエーテルポリオール。 ポリオールY5:トリレンジアミンにエチレンオキシド
とプロピレンオキシドをこの順で付加して得られた、水
酸基価が450mgKOH/g、オキシエチレン基含量
が30%のアミン系ポリエーテルポリオール。 ポリオールY6:エチレンジアミンにプロピレンオキシ
ドとエチレンオキシドをこの順で付加して得られた、水
酸基価が450mgKOH/g、オキシエチレン基含量
が40%のアミン系ポリエーテルポリオール。
【0059】ポリオールZ1:グリセリンにプロピレン
オキシドおよびエチレンオキシドをランダムに付加して
得られた、水酸基価が50mgKOH/g、オキシエチ
レン基含量が25質量%のポリエーテルポリオール。 ポリオールZ2:グリセリンにプロピレンオキシドとエ
チレンオキシドをこの順で付加して得られた、水酸基価
が56mgKOH/g、オキシエチレン基含量が10質
量%のポリエーテルポリオール。 ポリオールZ3:グリセリンにプロピレンオキシドを付
加して得られた、水酸基価が450mgKOH/gのポ
リエーテルポリオール。
【0060】ポリオールZ4:グリセリンにプロピレン
オキシドを付加して得られた、水酸基価が650mgK
OH/gのポリエーテルポリオール。 ポリオールZ5:ビスフェノールAにエチレンオキシド
を付加して得られた、水酸基価が280mgKOH/g
のポリエーテルポリオール。 ポリオールZ6:シュークロースとグリセリンの混合物
にプロピレンオキシドを付加して得られた、水酸基価が
450mgKOH/gのポリエーテルポリオール。 ポリオールZ7:フタル酸とジエチレングリコールを反
応して得られた、水酸基価が250mgKOH/gのポ
リエステルポリオール。
【0061】(例1〜6:ポリマー分散ポリオールの製
造例) (ポリマー分散ポリオールA1、A2、B1、B2、B
3の製造)5L加圧反応槽に表1に示したポリオールの
混合物のうち70質量%を仕込み、120℃に保ちなが
ら残りのポリオールの混合物、表1に示したモノマーお
よび開始剤としてのAIBNの混合物を撹拌しながら4
時間かけて供給した。供給終了後、120℃で約0.5
時間撹拌を続けた。すべての例においてモノマーの反応
率は90%以上であった。反応終了後、未反応モノマー
を120℃、13Paで2時間かけて加熱減圧脱気にて
除去し、ポリマー分散ポリオールを製造した。
【0062】それぞれの水酸基価(単位:mgKOH/
g)、25℃における粘度(単位:cP)および分散安
定性を表1に示す。ポリエーテルポリオール(X)を使
用せずに製造した、ポリオールB2は、相分離を起こし
均一な分散体は得られず、水酸基価、粘度は測定できな
かった。
【0063】(ポリマー分散ポリオールA3の製造)5
L加圧反応槽に表1に示したポリオール、モノマーおよ
び開始剤としてのAIBNを全て仕込んだ後、撹拌しな
がら昇温した。反応液を80℃に保ちながら10時間反
応させた。モノマーの反応率は80%以上であった。反
応終了後、110℃、13Paで2時間かけて加熱減圧
脱気して未反応モノマーを除去し、ポリマー分散ポリオ
ールを製造した。水酸基価(単位:mgKOH/g)、
25℃における粘度(単位:cP)および分散安定性を
表1に示す。
【0064】[硬質発泡合成樹脂の製造] (例7〜29:硬質ポリウレタンフォームの製造例)表
2〜3に示した量と種類の、ポリオールの100質量
部、ポリマー分散ポリオール(表中ではPOPと表す)
の2質量部、発泡剤、触媒、シリコーン整泡剤(東レ・
ダウコーニング・シリコーン社製、SH−193)の
1.5質量部、および、難燃剤としてトリス(2−クロ
ロプロピル)ホスフェート(大八化学社製、以下TMC
PPという)の10質量部、を調合し、ポリオール組成
物を製造した。
【0065】使用した発泡剤の種類は、発泡剤a:HF
C−365mfc、発泡剤b:HFC−134a、発泡
剤c:HFC−245fa、発泡剤d:シクロペンタ
ン、発泡剤e:n−ペンタンである。
【0066】使用した触媒の種類と量は、触媒f:トリ
エチレンジアミン溶液(商品名:DABCO 33L
V、エアプロダクトアンドケミカルズ社製)をハンド発
泡時のゲルタイムが40秒になるのに必要な質量部、触
媒g:N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン(商品
名:カオライザーNo.10、花王製)をハンド発泡時
のゲルタイムが60秒になるのに必要な質量部である。
【0067】調合したポリオール組成物に対し、イソシ
アネートとしてポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト(日本ポリウレタン工業社製、MR−200)を、イ
ソシアネートインデックスが110となるよう、液温2
0℃で混合し、縦200mm×横200mm×高さ20
0mmの木製のボックス内に投入し、硬質ポリウレタン
フォームを製造した。
【0068】(例30〜42:硬質ウレタン変性ポリイ
ソシアヌレートフォームの製造例)表4に示した量と種
類の、ポリオールの100質量部、ポリマー分散ポリオ
ールの2質量部、発泡剤、触媒、シリコーン整泡剤(東
レ・ダウコーニング・シリコーン社製、SH−193)
1.5質量部、および、難燃剤としてTMCPPの20
質量部、を調合し、ポリオール組成物を製造した。
【0069】使用した触媒の種類と量は、N,N’,
N”−トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ
−sym−トリアジン(商品名:ポリキャット41、エ
アプロダクト社製)と2−エチルヘキサン酸カリウム溶
液(カリウム15%、商品名プキャット15G、日本化
学産業社製)の混合物を、ハンド発泡時のゲルタイムが
40秒になるのに必要な質量部である。
【0070】調合したポリオール組成物に対し、イソシ
アネートとしてポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト(日本ポリウレタン工業社製、MR−200)を用
い、イソシアネートインデックスが200となるよう、
液温20℃で混合し、縦200mm×横200mm×高
さ200mmの木製のボックス内に投入し、硬質ウレタ
ン変性ポリイソシアヌレートフォームを製造した。
【0071】[ポリオール組成物の評価および発泡評価
1]得られたフォームの、コア密度(単位:kg/
3)、低温収縮度(単位:%)、ポリオール組成物の
貯蔵安定性、フォーム表面の外観および熱伝導率(単
位:mW/m・K)を表2〜4に示す。
【0072】低温収縮度は、−30℃で24時間経過後
の発泡方向に対して垂直方向の寸法変化率を示す。ポリ
オール組成物の貯蔵安定性は、ポリオール組成物を40
℃で2ケ月放置した後の分離状態を観察することにより
評価した。分離せずに安定な場合を○、分離した場合を
×、とした。
【0073】フォーム表面の外観は、フォーム上面の表
面に見られる凹凸の大きさ、数で判断した。大きなボイ
ド等がなく、外観の良好な場合を○、大きなボイド等が
多く、外観が不良な場合を×とした。熱伝導率は、JI
S A−1412に従って測定した。
【0074】なお、表2中、例7〜11は実施例、例1
2〜19は比較例であり、表3中、例20〜26は実施
例、例27〜29は比較例であり、表4中、例30〜3
6は実施例、例37〜42は比較例である。
【0075】表2〜4に示したように、発泡剤としてH
FC−365mfcを使用して得られた硬質ポリウレタ
ンフォームおよび硬質ウレタン変性ヌレートフォームは
いずれも、ボイド、膨れ等のない、良好なフォーム表面
外観であった。また本発明の製造方法に基づいて製造し
た硬質ポリウレタンフォームおよび硬質ウレタン変性ヌ
レートフォームは、低温収縮度が小さく、いずれも良好
な寸法安定性を示し、また、熱伝導率が低く、優れた断
熱性能を示した。また本発明のポリオール組成物は良好
な貯蔵安定性を示した。
【0076】
【表1】
【0077】
【表2】
【0078】
【表3】
【0079】
【表4】
【0080】[発泡評価2]次にインバースラインのベ
ルトコンベアにより運ばれてくる上下面材の間に、例7
〜11、20〜26、30〜36の組成を用いて、硬質
フォームを製造した。樹脂をスプレーノズルタイプのミ
キシングヘッドを介しトラバースしながら均一に分散さ
せ、キュアゾーンにてアフターキュアを実施し、連続ラ
ミネートボードを成形した。その結果得られた連続ラミ
ネートボードは小口面等に低温収縮は見られず、良好な
寸法安定性を示し、かつ、表面にボイド、エアだまりの
見られない良好な外観であった。
【0081】[発泡評価3]次に例7〜11、20〜2
6、30〜36の組成を用い、カラー鋼板を面材として
備えた2700×1000×100mmのパネル型枠内
に、高圧発泡装置を使用し注入流動発泡を行った。その
時の温度は20℃、型温度は35℃であった。その結果
得られたフォームに低温収縮は見られず、良好な寸法安
定性を示し、かつ、表面にボイド、エアだまりの見られ
ない良好な外観であった。
【0082】[発泡評価4]次に触媒として2―エチル
ヘキサン酸鉛のミネラルスピリット溶液(濃度20%、
商品名:ニッカオクチックス鉛20%、日本化学産業社
製)を0.5質量部使用した以外は、例7〜11、20
〜26、30〜36と同じポリオール組成物を用い、イ
ソシアネートとしてポリメチレンポリフェニルイソシア
ネート(日本ポリウレタン工業社製、コロネート115
5)を用いて、液温35℃、室温5℃で、ガスマー社発
泡機を用いてスプレーしながら発泡、壁面に吹きつけ施
工した。
【0083】その結果得られた硬質フォームに低温収縮
は見られず、良好な寸法安定性を示し、かつ、壁面と発
泡合成樹脂面の間に浮き、剥離が生じることがなく、良
好なフォーム外観であった。
【0084】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、寸法安定
性、およびフォーム表面の外観に優れた硬質発泡合成樹
脂を製造できる。また、本発明のポリオール組成物は分
散安定性に優れるため、ポリオールシステムを長期間放
置しても、問題なく使用できる。
フロントページの続き Fターム(参考) 4F074 AA80 BA34 BA53 BA86 BA95 BC05 CA25 CC22X DA07 DA15 4J034 BA07 CA04 CA05 CB03 CB07 CC02 CC03 DA01 DB03 DB07 DF03 DF22 DG02 DG03 DG04 DG05 DG08 DG09 DG14 DG23 DQ05 DQ12 DQ13 DQ14 DQ15 DQ16 DQ18 DQ20 DQ22 DQ23 HA01 HA06 HA07 HB06 HB07 HB09 HC12 HC17 HC22 HC35 HC46 HC52 HC61 HC63 HC64 HC67 HC71 HC73 KA01 KB03 KB05 KC02 KC17 KC18 KD02 KD12 MA22 NA02 NA03 NA06 NA08 NA09 QA02 QB13 QB16 QC01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリオールとポリイソシアネートとを整泡
    剤、触媒および発泡剤の存在下に反応させて硬質発泡合
    成樹脂を製造する方法において、 発泡剤として、沸点が30〜50℃であるヒドロフルオ
    ロカーボンを使用し、かつ、ポリオールとして、下記ポ
    リエーテルポリオール(X)、下記アミン系ポリエーテ
    ルポリオール(Y)および安定に分散している下記ポリ
    マー微粒子(P)を含み、ポリマー微粒子(P)を全ポ
    リオールに対して0.01質量%以上含有するポリオー
    ルを使用することを特徴とする、硬質発泡合成樹脂の製
    造方法。 ポリエーテルポリオール(X):水酸基価が84mgK
    OH/g以下であってかつオキシエチレン基含量40質
    量%以上のポリエーテルポリオール。 アミン系ポリエーテルポリオール(Y):アミン化合物
    を開始剤として環状エーテルを付加重合して得られる、
    水酸基価が250〜900mgKOH/gであるアミン
    系ポリエーテルポリオール。 ポリマー微粒子(P):重合性不飽和結合を有するモノ
    マーを重合して得られるポリマー微粒子。
  2. 【請求項2】全ポリオールの平均水酸基価が100〜8
    00mgKOH/gである、請求項1に記載の硬質発泡
    合成樹脂の製造方法。
  3. 【請求項3】全ポリオール中にポリエーテルポリオール
    (X)が0.005質量%以上含まれる、請求項1また
    は2に記載の硬質発泡合成樹脂の製造方法。
  4. 【請求項4】全ポリオール中にアミン系ポリエーテルポ
    リオール(Y)が0.003質量%以上含まれる、請求
    項1、2または3に記載の硬質発泡合成樹脂の製造方
    法。
  5. 【請求項5】沸点が30〜50℃であるヒドロフルオロ
    カーボンが、CF3CH2CF2CH3である、請求項1、
    2、3または4に記載の硬質発泡合成樹脂の製造方法。
  6. 【請求項6】発泡剤として、水、CF3CFH2、CF3
    CH2CHF2および炭素数10以下の炭化水素化合物か
    らなる群より選ばれる1種または2種以上を、CF3
    2CF2CH3と併用する、請求項5に記載の硬質発泡
    合成樹脂の製造方法。
  7. 【請求項7】整泡剤、触媒、CF3CH2CF2CH3、お
    よび下記ポリオール(V)を含む、ポリオール組成物。 ポリオール(V):下記ポリエーテルポリオール
    (X)、下記アミン系ポリエーテルポリオール(Y)お
    よび安定に分散している下記ポリマー微粒子(P)を含
    み、ポリマー微粒子(P)を0.01質量%以上含有す
    るポリマー分散ポリオール。 ポリエーテルポリオール(X):水酸基価が84mgK
    OH/g以下であってかつオキシエチレン基含量40質
    量%以上のポリエーテルポリオール。 アミン系ポリエーテルポリオール(Y):アミン化合物
    を開始剤として環状エーテルを付加重合して得られる、
    水酸基価が250〜900mgKOH/gであるアミン
    系ポリエーテルポリオール。 ポリマー微粒子(P):重合性不飽和結合を有するモノ
    マーを重合して得られるポリマー微粒子。
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