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Info
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
〜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。
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。
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。
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。
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。
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。
〜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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
1]得られたフォームの、コア密度(単位:kg/
m3)、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (7)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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、CF3C
H2CF2CH3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。 - 【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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