JP2008189915A - ポリマーポリオールの製造方法 - Google Patents

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繁邦 中田
Takayuki Tsuji
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Abstract

【課題】 ポリウレタン用原料としてのポリマーポリオールであって、ポリウレタンの機械物性を著しく向上させ、しかもポリウレタン発泡機の吐出ヘッドが詰まりにくい等、ポリウレタン製造装置のメンテナンスを容易にして生産性を向上させるポリマーポリオールを提供する。
【解決手段】 重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールの製造方法において、複数の重合工程を含んでなり、混合開始剤(K)が、30〜150℃の10時間半減期温度を有する2〜7種類のラジカル重合開始剤からなり、該半減期温度の最大値と最小値の差が20〜80℃であることを特徴とする、ポリマーポリオールの製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明はポリマーポリオールに関する。さらに詳しくは、ポリウレタン(ポリウレタンフォーム、ポリウレタンエラストマー等)の原料として好適な、含有する重合体粒子の粒子径のばらつきが小さく、優れた機械物性をポリウレタンに付与するポリマーポリオールに関する。
従来、アクリロニトリルを含むエチレン性不飽和モノマーをポリオール中で重合させてなるポリマーポリオールとしては、該ポリマーポリオールを原料とするポリウレタンフォームの耐スコーチ性を向上させる目的でエチレン性不飽和モノマー中のアクリロニトリル比率を低く(67モル%以下)することが求められている。重合体中のアクリロニトリル比率を下げてスチレン比率を高めたポリマーポリオールの製造方法としては、ポリオール中でラジカル重合性の反応成分散剤存在下でエチレン性不飽和モノマーを重合する製造方法(例えば特許文献1参照)、および溶存酸素濃度を5〜120ppmに管理した連続重合の製造方法(例えば特許文献2参照)等が知られている。
特開平11−236499号公報 特開2005−162791号公報
しかし、従来の上記製造方法のうち、前者で得られたポリマーポリオールは粗大粒子が存在するため、あるいは後者で得られたポリマーポリオールは粒度分布が広いため、該ポリマーポリオールを原料としたポリウレタンエラストマーはその引張強度や切断伸度が低下する等の問題がある。また、該ポリマーポリオールを原料としてポリウレタンフォームを機械発泡にて生産する場合には、得られるポリウレタンフォームの物性(切断強度等)が低下したり、発泡機中の吐出ヘッド内が詰まって発泡機の運転停止が頻繁に起こる等の問題がある。
本発明者らは、上記の問題点を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、特定の半減期温度を有する2〜7種類のラジカル重合を用いることにより、良好なポリマーポリオールを製造できることを見出した。
すなわち本発明は、下記の工程(1)、(i)および(n)を含んでなり、混合開始剤(K)が、30〜150℃の10時間半減期温度を有する2〜7種類のラジカル重合開始剤からなり、該半減期温度の最大値と最小値の差が20〜80℃であることを特徴とする、重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールの製造方法;下記の工程(1)および(i)を含んでなる製造方法で得られるポリマーポリオール中間体(Hn-1)を、下記の工程(n)で用いるポリマーポリオールの製造方法において、混合開始剤(K)が、30〜150℃の10時間半減期温度を有する2〜7種類のラジカル重合開始剤からなり、該半減期温度の最大値と最小値の差が20〜80℃であることを特徴とする、重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールの製造方法;下記の工程(1)を含んでなる製造方法で得られるポリマーポリオール中間体(H1)を、下記の工程(i)、(n)で用いるポリマーポリオールの製造方法において、混合開始剤(K)が、30〜150℃の10時間半減期温度を有する2〜7種類のラジカル重合開始剤からなり、該半減期温度の最大値と最小値の差が20〜80℃であることを特徴とする、重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールの製造方法;である。
本発明の製造方法で得られたポリマーポリオール、および、それを用いたポリウレタンは以下の効果を奏する。
(1)本発明の製造方法で得られたポリマーポリオールはポリウレタン製造装置のメンテナンスを容易にして生産性を向上させる。
(2)本発明の製造方法で得られたポリマーポリオールを用いたポリウレタンは機械物性に優れる。
本発明の製造方法は、ポリオール(PL)を含んでなる分散媒中で、エチレン性不飽和モノマー(M)を重合させる方法である。
重合方法としては、ラジカル重合、配位アニオン重合、メタセシス重合およびディールス・アルダー重合等が挙げられるが、工業的な観点から好ましいのはラジカル重合である。
ラジカル重合は、種々の方法、例えば分散剤(B)を含むポリオール(PL)中で、エチレン性不飽和モノマー(M)をラジカル重合開始剤の存在下に重合させる方法(例えば米国特許第3383351号明細書等に記載の方法)等が使用できる。
エチレン性不飽和モノマー(M)としては、スチレン(以下Stと略記)、アクリロニトリル(以下、ACNと略記)、その他のエチレン性不飽和モノマー(m)等が使用できる。エチレン性不飽和モノマー(M)としては、Stおよび/またはACNを必須成分とすることが好ましい。
エチレン性不飽和モノマー(M)の合計モル数に基づくStの割合(モル%)は、ポリウレタンの変色およびポリマーポリオール中の粗大粒子の含有量の観点から、33〜83が好ましく、さらに好ましくは35〜70、次にさらに好ましくは40〜65、特に好ましくは48〜60、最も好ましくは50〜54である。
エチレン性不飽和モノマー(M)の合計モル数に基づくACNの割合(モル%)は、ポリマーポリオール中の粗大粒子の含有量およびポリウレタンの変色の観点から、17〜67が好ましく、さらに好ましくは30〜65、次にさらに好ましくは35〜60、特に好ましくは40〜50、最も好ましくは44〜49である。
StとACNとのモル比(St:ACN)は、上記のエチレン性不飽和モノマー(M)中のStおよびACNの割合と同様の観点から好ましくは83:17〜33:67、さらに好ましくは70:30〜35:65、特に好ましくは60:40〜48:50、最も好ましくは54:44〜50:49である。
その他のエチレン性不飽和モノマー(m)としては、炭素数(以下Cと略記)2以上かつ数平均分子量(以下Mnと略記)[測定はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法による。]1,000未満のもので、Stおよび/またはACNと共重合可能であれば特に制限はなく、下記に示す1官能のもの[不飽和ニトリル(m1)、芳香環含有モノマー(m2)、(メタ)アクリル酸エステル(m3)、α−アルケニル基含有化合物のポリオキシアルキレンエーテル(m4)、これら以外の単官能エチレン性不飽和モノマー(m5)および多官能(2またはそれ以上)モノマー(m6)等が使用できる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(m1)としてはメタクリロニトリル等が挙げられる。
(m2)としてはα−メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、クロルスチレン等が挙げられる。
(m3)としては、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(アルキル基がC1〜24);ヒドロキシポリオキシアルキレン(アルキレン基がC2〜8)モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なお、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステルおよび/またはメタアクリル酸エステルを意味し、以下における(メタ)アクリル酸、(メタ)アリル等も同様であり、以下同様の表記法を用いる。
(m4)としては、C3〜24の末端不飽和アルコールのアルキレンオキサイド(以下AOと略記)付加物が挙げられ、末端不飽和アルコールとしては、アリルアルコール、2−ブテン−1−オール、3−ブテン−2−オール、3−ブテン−1オール、1−ヘキセン−3−オールなどが挙げられる。これらのうち好ましいのはアリルアルコールのAO付加物である。AOの付加モル数は、通常1〜9、好ましくは1〜6、さらに好ましくは1〜3である。
上記AOとしては、C2〜12またはそれ以上のもの、例えばエチレンオキサイド、1,2−プロピレンオキサイド、1,2−、2,3−および1,3−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフランおよび3−メチル−テトラヒドロフラン(以下それぞれEO、PO、BO、THFおよびMTHFと略記 )、1,3−プロピレンオキサイド、イソBO、C5〜12のα−オレフィンオキサイド、置換AO(スチレンオキサイド、エピハロヒドリン等)、並びにこれらの2種以上の併用(ランダム付加および/またはブロック付加)が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、1,2−POおよび/またはEOである。
(m4)のMnは、通常110〜490、下限は、好ましくは112、さらに好ましくは116、とくに好ましくは170、最も好ましくは180であり、上限は、好ましくは480、さらに好ましくは450、とくに好ましくは420、最も好ましくは300である。Mnが110以上であると、ポリマーポリオールが低粘度となり取り扱い性の面で好ましく、それから得られるポリウレタンの硬度も良好となり、Mnが490以下であると、それを用いて得られるポリウレタンの硬度が良好である。
(m4)のα−アルケニル基の数は、平均1個以上、ポリマーポリオールの粘度およびポリウレタンの物性の観点から好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜2個、とくに好ましくは1個である。
また、(m4)の溶解度パラメーター(以下SP値と略記)は、ポリマーポリオールの粘度およびポリウレタンの圧縮硬さの観点から好ましくは9.5〜13、さらに好ましくは9.8〜12.5、とくに好ましくは10〜12.2である。
なお、SP値とは、下記に示すとおり凝集エネルギー密度と分子容の比の平方根で表されるものである。

SP値=(△E/V)1/2

ここで△Eは凝集エネルギー密度、Vは分子容を表し、その値は、Robert F.Fedorsらの計算によるもので、例えばポリマー エンジニアリング アンド サイエンス(Polymer engineering and science)第14巻、147〜154頁に記載されている。
これら以外の単官能エチレン性不飽和モノマー(m5) としては、C3〜24、例えば(メタ)アクリル酸等のビニル基含有カルボン酸;エチレン、プロピレンなどの脂肪族炭化水素モノマー;パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、パーフルオロオクチルエチルアクリレート等のフッ素含有ビニルモノマー;ジアミノエチルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート等の不飽和ニトリル以外の窒素含有ビニルモノマー;ビニル変性シリコーン;ノルボルネン、シクロペンタジエン、ノルボルナジエン等の環状オレフィン化合物;等が挙げられる。
多官能モノマー(m6)としては、C8〜40、例えば、ジビニルベンゼン、エチレンジ(メタ)アクリレート、ポリアルキレンオキサイドグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(m1)〜(m6)のうち、ポリマーポリオールの粘度およびポリウレタンの物性の観点から好ましいのは(m3)、(m4)、(m6)、さらに好ましいのは(m4)、(m6)、とくに好ましいのは末端不飽和アルコールのPOおよび/またはEO付加物、2官能モノマー、最も好ましいのはアリルアルコールのPO付加物、ジビニルベンゼンである。
(M)中の(m)の割合(モル%)は、通常40以下、ポリマーポリオールの粘度、分散安定性およびポリウレタンの物性の観点から、好ましくは0.01〜30、さらに好ましくは0.05〜20、とくに好ましくは0.1〜15、最も好ましくは0.2〜10である。
ポリオール(PL)としては、ポリマーポリオールの製造に用いられる公知のポリオール(例えば特開2005−162791号公報、特開2004−018543号公報、特開2006−016611号公報に記載のもの)等が使用できる。
(PL)の具体例としては、例えば、少なくとも2個(好ましくは2〜8個)の活性水素を含有する化合物(多価アルコール、多価フェノール、アミン、ポリカルボン酸、リン酸等)にAOを付加した構造の化合物およびこれらの混合物が挙げられる。これらのうちポリウレタンの機械物性の観点から好ましいのは、多価アルコールのAO付加物である。
上記AOには前記のものが含まれる。これらのAOのうちポリウレタンの機械物性の観点から好ましいのはC2〜8のもの、さらに好ましいのはEO、PO、1,2−、2,3−および1,3−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、スチレンオキサイドおよびこれらの2種以上の併用(ブロック付加および/またはランダム付加)、とくに好ましいのは、POまたはPOとEOとの併用[EO含量が(PL)の重量に基づいて25%以下、好ましくは1〜20%]である。
上記AO付加物の具体例としては、公知の活性水素含有化合物(特開2005−162791号公報等)のPO付加物およびPOと他のAO(好ましいのはEO)を下記の様式で付加したもの、およびこれらの付加物とポリカルボン酸もしくはリン酸とのエステル化物等が挙げられる。
(1)(POブロック)−(他のAOブロック)の順序でブロック付加したもの
(2)[(POブロック)−(他のAOブロック)]2の順序でブロック付加したもの
(3)(他のAOブロック)−(POブロック)−(他のAOブロック)の順序でブロック付加したもの
(4)(POブロック)−(他のAOブロック)−(POブロック)の順序でブロック付加したもの
(5)POおよび他のAOをランダム付加したもの
(6)米国特許第4226756号明細書記載の順序でランダムおよびブロック付加したもの。
(PL)は、活性水素含有化合物の付加物、または該付加物を含有するものが好ましく、該付加物を含有する場合のその含有量は(PL)の重量に基づいて、ポリウレタンの機械物性の観点から好ましくは80〜100、さらに好ましくは85〜100、とくに好ましくは90〜100である。
(PL)の水酸基当量(測定はJIS K−1557−1970に準じる。)は、ポリマーポリオールの粘度およびポリウレタンの機械物性の観点から好ましくは200〜4,000、さらに好ましくは400〜3,000である。
(PL)のMnは、500〜20,000が好ましく、さらに好ましくは1,200〜15,000、とくに好ましくは2,000〜9,000である。Mnが500以上であると後述するポリウレタンの機械物性の面で好ましく、20,000以下であると低粘度となりポリマーポリオールの取り扱い性の面で好ましい。
混合開始剤(K)は2〜7種類のラジカル重合開始剤からなり、2〜7種類のラジカル重合開始剤からなることが好ましく、さらに好ましくは2〜5種類、特に好ましくは3〜4種類である。(K)が1種類のラジカル重合開始剤からなると、重合率が低くなりポリマーポリオールの生産性が低くなり、8種類以上のラジカル重合開始剤からなると粗大粒子含量が多くなる。
ラジカル重合開始剤は、遊離基を生成して重合を開始させる化合物が使用でき、アゾ化合物および過酸化物等(例えば特開2005−162791号公報等に記載のもの)が使用できる。(K)に使用できるラジカル重合開始剤の10時間半減期温度は、30〜150℃であり、好ましくは40〜140℃、さらに好ましくは50〜130℃である。ラジカル重合開始剤の10時間半減期温度が、30℃未満では、エチレン性不飽和モノマーの重合率が低下し、150℃以上では、重合時間が長くなるため、ポリマーポリオールの生産性が低下する。
ラジカル重合開始剤の具体例としては、アゾ化合物(アゾニトリル、アゾアミド、アゾアミジン等)および過酸化物(ケトンパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシケタール、アルキルパーエステル等)等が挙げられる。
(K)中のラジカル重合開始剤のそれぞれの10時間半減期温度のうち、最大値と最小値の差は、20〜80℃であり、好ましくは、25〜75℃、さらに好ましくは、30〜70℃、最も好ましくは、37〜65℃である。最大値と最小値の差が20未満であると、重合率が低くなりポリマーポリオールの生産性が低くなり、差が80℃を越えるとポリマーポリオール中の粗大粒子の含量が増え、得られたポリウレタンフォームの物性が低下する。
(K)中のラジカル重合開始剤のそれぞれの10時間半減期温度の全ての2つの組合せにおいて、生産性および粗大粒子含量の観点から、該半減期温度の差が、10〜80℃が好ましく、さらに好ましくは12〜75℃、さらに好ましくは13〜70℃、最も好ましくは16〜65℃である。
(K)の具体例としては、2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)と1,1’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)と1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)との混合物、2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)と1,1’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)と1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)とジクミルパーオキサイドとの混合物、2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)と1,1’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)とジクミルパーオキサイドとの混合物等が挙げられる。
これらのうち、重合率の観点から2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)と1,1’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)と1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)との混合物、2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)と1,1’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)と1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)とジクミルパーオキサイドとの混合物が好ましく、さらに好ましくは、2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)と1,1’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)と1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)とジクミルパーオキサイドとの混合物である。
重合率および粗大粒子含量の観点から最小の半減期温度を有する開始剤量が(K)中で30〜90重量%が好ましく、さらに好ましくは40〜80重量%である。
(K)の使用量(重量%)は、エチレン性不飽和モノマー(M)の合計重量に基づいて、(M)の重合度およびポリウレタンの機械物性の観点から、好ましくは0.05〜20、さらに好ましくは0.1〜5、とくに好ましくは0.2〜2である。
分散剤(B)としては、Mnが1,000以上(好ましくは1,000〜10,000)の種々のもの、例えばポリマーポリオールの製造で使用されている公知の分散剤(例えば特開2005−162791号公報等に記載のもの)等を使用することができ、(B)には、(M)と共重合し得るエチレン性不飽和基を有する反応性分散剤、および(M)とは共重合しない非反応性分散剤が含まれる。
なお本発明において、エチレン性不飽和基を含有する反応性分散剤はMn1,000以上であり、Mnが1,000未満のエチレン性不飽和単量体(m)とは区別される。
(B)の具体例としては、〔1〕エチレン性不飽和基を含有する変性ポリエーテルポリオール(例えば特開平08−333508号公報に記載のもの)等の、ポリオール(PL)とエチレン性不飽和化合物を反応させたマクロマータイプの分散剤;〔2〕ポリオール(PL)との溶解度パラメーターの差が1.0以下の(PL)親和性セグメント2個以上を側鎖とし、エチレン性不飽和モノマーの重合体との溶解度パラメーターの差が2.0以下の重合体粒子(JRn)親和性セグメントを主鎖とするグラフト型重合体(例えば特開平05−059134号公報に記載のもの)等の、ポリオールとオリゴマーを結合させたグラフトタイプの分散剤;〔3〕ポリオール(PL)の水酸基の少なくとも一部をメチレンジハライドおよび/またはエチレンジハライドと反応させて高分子量化した変性ポリオール(例えば特開平07−196749号公報に記載のもの)等の高分子量ポリオールタイプの分散剤;〔4〕その少なくとも一部がポリオール(PL)に可溶性である重量平均分子量が1,000〜30,000のビニル系オリゴマーおよびこのオリゴマーと前記〔3〕の高分子量ポリオールを反応させてなるビニル基含有変性ポリオールを併用する分散剤(例えば特開平09−77968号公報に記載のもの)等のオリゴマータイプの分散剤;〔5〕ポリオール(PL)と、少なくとも1個のエチレン性不飽和基を有する単官能活性水素化合物がポリイソシアネートを介して結合されてなる含窒素結合含有不飽和ポリオールからなる分散剤(例えば特開2002−308920号公報に記載のもの)等の反応性分散剤等が挙げられる。
これらの中で重合体粒子(JRn)の粒子径の観点から好ましいのは〔1〕、〔4〕および〔5〕である。
(B)の使用量(重量%)は、ポリオール(PL)の重量に基づいて、重量体粒子(JRn)の粒子径およびポリマーポリオールの粘度の観点から好ましくは2〜20、さらに好ましくは5〜15である。
重合において、酸化防止剤(S)を使用することにより、0.10mm以上の粒子径を有する重合体粒子(JRn)の発生を抑制することができる。(S)としては、トリアゾール、ベンゾフェノン、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン等の公知(特開2006−219517号公報等)の酸化防止剤等が使用できる。これらのうちポリウレタンの性能の観点からヒンダードフェノール及びヒンダードアミンが好ましい。酸化防止剤の使用量(重量%)は、ポリマーポリオールの重量を基準として、0.01〜 1が好ましく、さらに好ましくは0.05〜0.5である。
重合においては、必要により希釈溶剤(c)を使用してもよい。(c)としては、芳香族炭化水素(C6〜10、例えばトルエン、キシレン);飽和脂肪族炭化水素(C5〜15、例えばヘキサン、ヘプタン、ノルマルデカン);不飽和脂肪族炭化水素(C5〜30、例えばオクテン、ノネン、デセン);およびその他公知の溶剤(例えば特開2005−162791号公報等に記載のもの)等が使用できる。これらのうちポリマーポリオールの粘度の観点から好ましいのは芳香族炭化水素溶剤である。
(c)の使用量(重量%)は、エチレン性不飽和モノマー(M)の合計重量に基づいて、ポリマーポリオールの粘度およびポリウレタンの機械物性の観点から好ましくは0.1〜50、さらに好ましくは1〜40である。(c)は重合反応終了後にポリマーポリオール中に残存してもよいが、ポリウレタンの機械物性の観点から重合反応後に減圧ストリッピング等により除去するのが望ましい。
また、重合においては必要により連鎖移動剤(g)を使用してもよい。(g)としては脂肪族チオール(C1〜20、例えばn−ドデカンチオール、メルカプトエタノール)等種々の連鎖移動剤(例えば特開2005−162791号公報等に記載のもの)が使用できる。
(g)の使用量(重量%)は、エチレン性不飽和モノマー(M)の合計重量に基づいて、ポリマーポリオールの粘度およびポリウレタンの機械物性の観点から好ましくは0.01〜2、さらに好ましくは0.1〜1である。
混合開始剤(K)はそのまま使用してもよいし、分散剤(B)、ポリオール(PL)および/または希釈溶剤(c)に溶解(または分散)したものを使用してもよい。
分散剤(B)は、重合工程のすべてにおいて投入することもできるが、重合時に(B)が存在すれば良く、特定の重合工程にのみ投入することもできる。重合体粒子(JRn)の算術標準偏差を小さくし、粗大粒子の生成を抑制する観点から、特定の重合工程に投入することが好ましく、工程(1)に全量投入するのがさらに好ましい。
酸化防止剤(S)はそのまま使用してもよいし、分散剤(B)、ポリオール(PL)および/または後述する希釈溶剤(c)に溶解(または分散)したものを使用してもよい。
希釈溶剤(c)は、重合工程のすべてに投入することもできるが、特定の重合工程にのみ投入することもできる。粗大粒子の生成を抑制する観点から、特定の重合工程に投入することが好ましく、工程(1)に全量投入するのがさらに好ましい。
本発明の製造方法は、n回(nは2以上の整数)の重合工程を含む製造方法であり、下記(1)、(i)および(n)の工程が含まれる。該製造方法は、(1)、(i)および(n)の工程がこの順序で実施されればよく、各工程が実施される反応容器は同一でも異なっていてもいずれでもよい。
工程(1):ポリオール(PL)、混合開始剤(K)および分散剤(B)の存在下でエチレン性不飽和モノマー(M)を重合させて、重合体粒子(JR1)を含有してなるポリマーポリオール中間体(H1)を得る工程。
工程(i):ポリマーポリオール中間体(Hi-1)、ポリオール(PL)、混合開始剤(K)および分散剤(B)の存在下でエチレン性不飽和モノマー(M)を重合させて、重合体粒子(JRi)を含有してなるポリマーポリオール中間体(Hi)を得る工程をi=2からi=(n−1)まで(n−2)回行う工程。
工程(n):ポリマーポリオール中間体(Hn-1)、ポリオール(PL)、混合開始剤(K)および分散剤(B)の存在下でエチレン性不飽和モノマー(M)を重合させて重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールを得る工程。
n(重合段数)は、重合を行う工程の数であり、上記(1)、(i)および(n)に分類される重合工程の合計数である。
nは、2〜18の整数であり、好ましくは2〜7、さらに好ましくは2〜5、特に好ましくは3〜4である。nが2未満または18を超えると、重合体粒子(JRn)のうちの0.1mm以上の粒子径を有する粗大粒子の含有量が大きくなり、ポリウレタンの機械物性が低下する。
iは、2〜(n−1)の整数である。n=2の場合、この定義に従うと「i=2〜1」と論理的でないことになるが、これは工程(i)を行わないことを意味する。n=3の場合、「i=2〜2」となるが、これは工程(i)を1回行うことを意味する。nが4以上の整数の場合、i=2〜(n−1)となり、工程(i)をn−2回行うことを意味する。
本発明で重合工程とは、仕込んだエチレン性不飽和モノマー(M)の反応率が重合反応の進行により60%未満から60%以上となる変化を1度発生する工程を意味する。なお、反応率は仕込んだ(M)を基準として求める。
すなわち、(M)を仕込む方法により、下記の通り定義される。
(I)(M)を一括して仕込む場合
仕込んだ(M)が重合し、(M)の反応率が60%未満から60%以上となる工程を重合工程とする。反応率が60%以上となった後に、さらに(M)を仕込み反応率が60%未満となった場合は、さらに(M)を仕込んだ以後の工程は次の工程となる。
(II)(M)を連続して仕込む場合
仕込んだ(M)が重合し、(M)の反応率が60%未満から60%以上となる工程を重合工程とする。反応率が60%以上となった後に、さらに(M)が連続的に供給され{さらに必要により、重合反応速度を遅くする操作(温度を低くする、重合開始剤の供給速度を低くする又は供給を停止する等)を行って}、反応率が60%未満となった場合は、さらに(M)が連続的に供給された以後の工程は次の重合工程となる。
(III)(M)を断続的に仕込む場合
仕込んだ(M)が重合し、(M)の反応率が60%未満から60%以上となる工程を重合工程とする。反応率が60%以上となった後に、さらに(M)を仕込み反応率が60%未満となった場合は、さらに(M)を仕込んだ以後の工程は次の工程となる。
工程(1)、(i)および(n)のそれぞれの重合工程の重合方法としては、バッチ式および連続式等といったポリマーポリオールを製造するための公知(例えば特開2005−162791号公報に記載のもの)の重合方法が適用できる。
バッチ式重合方法には、滴下重合方法(反応層に(K)(さらに必要により(M))を徐々に仕込み重合する方法等)及び一括重合方法(反応層に(K)(さらに必要により(M))を一括して仕込み重合する方法等)等が含まれる。
連続重合方法には、半回分式重合方法も含まれる。
重合方法として、粗大粒子含有量の観点から、一括重合方法、連続重合方法が好ましい。
工程(1)、(i)および(n)のそれぞれの重合工程の重合方法は、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。ポリマーポリオールの生産性の観点から、同一の重合方法が好ましい。すなわち、多段一括重合および多段連続重合が好ましい。
ポリマーポリオール中間体(H1)および(Hi)中の重合体粒子{(JR1)または(JRi)}の含有量(重量%)は、ポリウレタンの機械物性およびポリマーポリオール中の(JRn)の凝集防止の観点から、7〜50が好ましく、さらに好ましくは8〜48、特に好ましくは10〜45、最も好ましくは15〜40である。なお、(JR1)及び(JRi)の含有量は、後述する方法で測定される。
ポリマーポリオール中の重合体粒子(JRn)の含有量(重量%)は、ポリウレタンの機械物性およびポリマーポリオール中の(JRn)の凝集防止の観点から、好ましくは30〜65、さらに好ましくは35〜60、とくに好ましくは38〜57、最も好ましくは40〜55である。なお、(JRn)の含有量は、後述する方法で測定される。
ポリマーポリオール中のポリオール(PL)の含有量(重量%)は、(JRn)の凝集防止およびポリウレタンの機械物性の観点から、好ましくは35〜70、さらに好ましくは40〜65、とくに好ましくは43〜62、最も好ましくは45〜60である。
重合体粒子(JRn)の形状は特に限定なく、球状、回転楕円体状、平板状等いずれの形状でもよいが、ポリウレタンの機械物性の観点から、球状が好ましい。
(JRn)の体積平均粒子径(μm)は、ポリマーポリオールの粘度およびポリウレタン物性の観点から好ましくは0.05〜1.0、さらに好ましくは0.1〜0.9、特に好ましくは0.2〜0.8である。なお、体積平均粒子径は、後述する方法により測定される。
ポリマーポリオール中の0.10mm以上の粒子径を有する重合体粒子(JRn)の含有量(重量%)(以下、粗大粒子含有量と略記)は、ポリウレタンの機械物性やポリウレタン製造装置の目詰まり低減の観点から、0〜30×10-4が好ましく、さらに好ましくは0〜20×10-4、次にさらに好ましくは0〜10×10-4、特に好ましくは0〜3×10-4である。なお、上記含有量は後述する方法で測定される。
ポリマーポリオールは、必要により溶剤および難燃剤を添加してもよい。溶剤としては、前述した希釈溶剤(c)と同様の溶剤が使用でき、(A)の粘度等の観点から、不飽和脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素が好ましい。
難燃剤としては、種々の難燃剤(例えば特開2005−162791号公報記載のもの)が使用でき、(A)の粘度の観点から好ましいのは、低粘度(100mPa・s以下/25℃)の難燃剤、さらに好ましいのはトリス(クロロエチル)ホスフェートおよびトリス(クロロプロピル)ホスフェートである。
(A)中の溶剤および難燃剤の使用量(重量%)は、(JRn)および(PL)の合計重量に基づいて、それぞれ通常10以下、ポリウレタンの難燃性、ポリマーポリオールの粘度およびポリウレタンの機械物性の観点から好ましくはそれぞれ0.01〜5、さらに好ましくは0.05〜3である。
溶剤の添加は、粗大粒子発生の抑制の観点から重合工程で添加するのが好ましい。また、難燃剤の添加は、粗大粒子発生の抑制の観点から重合工程後に添加するのが好ましい。
本発明の製造方法により得られるポリマーポリオールは、ポリウレタン(ポリウレタンエラストマー、ポリウレタンフォーム等)の製造に使用するポリオールとして用いることができる。すなわち、本発明の製造方法により得られるポリマーポリオールを含むポリオール成分(Po)およびポリイソシアネートを含むイソシアネート成分(Is)[以下において(Po)と(Is)を含む組成物をポリウレタン形成性組成物と称することがある。]を、公知の方法(例えば特開2004−263192号公報に記載の方法)等で反応させてポリウレタンを得ることができる。
(Po)としては、本発明の製造方法により得られるポリマーポリオール以外に、ポリウレタンを製造する際の原料として、本発明の効果を阻害しない範囲で必要によりポリオールおよび本発明の製造方法により得られるポリマーポリオール以外の公知のポリマーポリオールを使用してもよい。
ポリオールとしては、前述したポリオール(PL)等が使用でき、公知のポリマーポリオールとしては、例えば特開2005−162791号公報等記載のポリマーポリオールが使用できる。
ポリオールの使用量(重量%)は、本発明の製造方法により得られるポリマーポリオールの重量に基づいて、ポリウレタンの機械物性の観点から適宜調整することができるが、好ましくは1〜1,000である。
本発明の製造方法により得られるポリマーポリオール以外の公知のポリマーポリオールの使用量(重量%)は、本発明の製造方法により得られるポリマーポリオールの重量に基づいて、ポリウレタンの機械物性およびポリウレタンの機械物性、ストレーナや製造装置の吐出口の目詰まり低減の観点から好ましくは1〜100である。
ポリオール成分(Po)中の本発明の製造方法により得られるポリマーポリオールの使用量(重量%)は、得られるポリウレタンの機械物性およびポリオール成分の粘度の観点から好ましくは10〜100、さらに好ましくは15〜90、とくに好ましくは20〜80、最も好ましくは25〜70である。
イソシアネート成分(Is)としては、従来からポリウレタンの製造に使用されている公知のポリイソシアネート(例えば特開2005−162791号公報に記載のもの)等が使用できる。
これらのうちでポリウレタンの機械物性の観点から好ましいのは、2,4−および2,6−TDI、これらの異性体の混合物、粗製TDI(TDIを精製した際の残留物);4,4'−および2,4'−MDI、これらの異性体の混合物、粗製MDI(MDIを精製した際の残留物);およびこれらのポリイソシアネートより誘導される、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基またはイソシアヌレート基等を含有する変性ポリイソシアネートである。
ポリウレタンの製造におけるNCO指数[NCO基と活性水素原子との当量比(NCO基/活性水素原子)×100]は、ポリウレタンの機械物性の観点から適宜調整することができるが、好ましくは80〜140、さらに好ましくは85〜120、とくに好ましくは95〜115である。
ポリウレタンの製造に際しては反応を促進させるため、ウレタン化反応に使用される種々の触媒(例えば特開2005−162791号公報に記載のもの)を使用することができる。触媒の使用量(重量%)は、ポリウレタン形成性組成物の全重量に基づいて通常10以下、好ましくは0.001〜5である。
また、ポリウレタンの製造に際し、種々の発泡剤(例えば特開2006−152188号公報に記載のもの)[水、HFC(ハイドロフルオロカーボン)、HCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)、メチレンクロライド等]を使用して、ポリウレタンフォームとすることができる。発泡剤の使用量(重量%)はポリウレタンフォームの所望の密度により変えることができ、特に限定はされないが、ポリウレタン形成性組成物の全重量に基づいて通常20以下である。
ポリウレタンフォームを製造する場合、さらに必要により整泡剤を使用することができる。整泡剤としては種々の整泡剤(例えば特開2005−162791号公報に記載のもの)が使用でき、ポリウレタンフォーム中のセル径の均一性の観点から好ましいのはシリコーン界面活性剤(例えばポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体)である。
整泡剤の使用量(重量%)は、ポリウレタン形成性組成物の全重量に基づいて通常5以下、好ましくは0.01〜2である。
ポリウレタンの製造において、さらに必要により難燃剤を使用することができる。難燃剤としては種々のもの(特開2005−162791号公報に記載のもの、例えばメラミン、リン酸エステル、ハロゲン化リン酸エステル、ホスファゼンが挙げられる。
難燃剤の使用量(重量%)は、ポリウレタン形成性組成物の全重量に基づいて通常30以下、好ましくは0.01〜10である。
ポリウレタンの製造においては、さらに必要により反応遅延剤、着色剤、内部離型剤、酸化防止剤、可塑剤、殺菌剤および充填剤(カーボンブラックを含む)からなる群から選ばれる少なくとも1種のその他の添加剤を使用することができる。
ポリウレタンの製造は種々の方法(例えば特開2005−162791号公報に記載の方法)で行うことができ、ワンショット法、セミプレポリマー法およびプレポリマー法等が挙げられる。
ポリウレタンの製造には従来から用いられている製造装置(低圧あるいは高圧の機械装置等)を用いることができる。無溶媒の場合は、ニーダーやエクストルーダー等の装置を用いることができる。また、非発泡または発泡ポリウレタンを製造する際には、閉鎖モールドまたは開放モールドを用いることができる。
本発明のポリマーポリオール(A)を使用した場合、ポリウレタンの製造に用いる製造装置の小さい開口部の目詰まりが低減し、メンテナンスが容易になり生産性が向上できる。特に、ポリウレタンフォームの発泡機では、吐出ヘッドの目詰まりが極めて低減し生産性の向上が顕著である。
以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下において、%、部および比は、特に断りのない限り、それぞれ、重量%、重量部および重量比を示す。
実施例および比較例に使用した原料の組成、記号等は次のとおりである。
(1)ポリオール
ポリオール(PL1−1):グリセリンにPO−EO−POの順にブロック付加させた、水酸基価=56、内部EO単位含量=9%のポリオール
ポリオール(PL1−2):ペンタエリスリトールにPO−EOの順にブロック付加させた、水酸基価=32、末端EO単位含量=14%のポリオール
(2)ラジカル重合開始剤
K−1:2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)〔商品名「V−65」、和光純薬工業(株)製〕(10時間半減期温度:51℃)
K−2:1,1’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)〔商品名「V−59」、和光純薬工業(株)製〕(10時間半減期温度:67℃)
K−3:1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)〔商品名「V−40」、和光純薬工業(株)製〕(10時間半減期温度:88℃)
K−4:ジクミルパーオキサイド〔商品名「パークミルD」、日本油脂(株)製〕(10時間半減期温度:116℃)
K−5:イソブチリル パーオキサイド〔商品名「カヤアシルIB−C20」、化薬アクゾ(株)製〕(10時間半減期温度:33℃)
K−6:アセチルアセトンパーオキサイド〔商品名「トリゴノックス40」、化薬アクゾ(株)製〕(10時間半減期温度:130℃)
(3)分散剤
B−1 :ポリオール(PL1−2)0.14モルと2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.07モルをTDI0.16モルでジョイントして得られる、水酸基価=20、不飽和基数/含窒素基数=0.22の反応性分散剤〔特開2002−308920号公報に記載のもの〕
(4)酸化防止剤
酸化防止剤(S−1):ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]〔商品名「イルガノックス1010」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製〕
酸化防止剤(S−2):オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〔商品名「イルガノックス1076」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製〕
(5)ポリイソシアネート
TDI−80:商品名「コロネートT−80」〔日本ポリウレタン工業(株)製〕
(6)触媒
触媒A:商品名「ネオスタンU−28」(オクチル酸第1スズ)〔日東化成(株)製〕
触媒B:商品名「DABCO」(トリエチレンジアミン)〔日本乳化剤(株)製〕
(7)製泡剤
商品名「SRX−280A」(ポリエーテルシロキサン重合体)〔東レダウコーニングシリコーン(株)製〕
実施例における測定、評価方法は次のとおりである。
<重合体粒子{(JR1)、(JRi)、(JRn)}の含有量>
SUS製遠心分離用遠沈管50mlに、ポリマーポリオールまたはポリマーポリオール中間体約5gを精秤し、ポリマーポリオール重量(W1)とする。メタノール15gを加えて希釈する。冷却遠心分離機[型番:GRX−220、トミー精工(株)製]を用いて、18,000rpm×60分間、20℃にて遠心分離する。上澄み液をガラス製ピペットを用いて除去する。残留沈降物にメタノール15gを加えて希釈し、上記と同様に遠心分離して上澄み液を除去する操作を、さらに3回繰り返す。遠沈管内の残留沈降物を、2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で60℃×60分間減圧乾燥し、乾燥した沈降物を重量測定し、該重量を(W2)とする。次式(3)で算出した値を、重合体粒子含有量とする。

重合体粒子含有量(重量%)=(W2)×100/(W1) (3)
<体積平均粒子径>
50mlのガラス製ビーカーにメタノール30mlを入れ、ポリマーポリオールを2mg投入し、長径2cm、短径0.5cmのスターラーピースを用いてマグネチックスターラーで400rpm×3分間撹拌、混合して均一液とする。混合後、5分間以内に測定セルに投入し、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置[型番:LA−750、(株)堀場製作所製]を用いて体積平均粒子径を測定する。
<粗大粒子含有量>
ポリマーポリオール約300gを1Lのビーカーに精秤しポリマーポリオール重量(W1)とする。これに、あらかじめ目開き0.10mmの工業用織金網(JIS G3556、以下同じ。)で濾過し異物を除去しておいたメタノール300gを加え均一液とする。均一液を目開き0.10mmの工業用織金網にて濾過し、金網上に残留した異物を、予め異物を除去しておいたメタノール300gで洗浄する。洗浄した異物を循風乾燥機内で70℃×30分間乾燥した後、乾燥した異物の重量を測定し、これを異物重量(W3)とする(小数点以下4桁までの精度で秤量。単位g)。次式(4)で算出した値を、ポリマーポリオール中の0.10mm以上の粒子径を有する重合体粒子の含有量(以下、粗大粒子含有量と略記)とする。

粗大粒子含有量(重量%) =(W3)×100/(W1) (4)
<粘度>
ポリマーポリオールを、BL型粘度計〔東京計器(株)製〕を用いて、3号ローター、12rpm、25℃の条件にて測定する。
<ろ過性>
ポリマーポリオール300gを循風乾燥機にて70℃に加温する。ろ過面の大きさに裁断した目開き0.045mmの工業用織金網(JIS G3556)をろ過面の直径が96mmのブフナー漏斗にアルミテープで固定する。ブフナー漏斗をろ過鐘の上部口に固定し、真空ポンプと直結する。温調したポリマーポリオールを30秒間以内にブフナー漏斗の金網面上にあけ、真空ポンプ〔型番TSW−300、佐藤真空(株)製〕を作動させた。真空ポンプを作動させた時点から計時を開始し、一部金網面が見えるまでの時間をろ過時間とした。ろ過した後のポリマーポリオールの重量を測定し、これを(W4)とする。次式(5)で算出した値を、ろ過性とする。

ろ過性(g/s・cm2)=(W4)(g)÷
[ろ過時間(秒)×ろ過面積〔72.4cm2〕] (5)
<総合評価>
ろ過性、ポリウレタンフォームの白色度および物性を次の基準で評価し、それらの評価結果から後述する基準により総合評価を判定した。
評価基準
(1)ろ過性 ☆ 0.12以上
◎ 0.10以上、0.12未満
○ 0.08以上、0.10未満
△ 0.06以上、0.08未満
× 0.06未満

(2)白色度 ☆ 3以下
◎ 3より大きく、4.5以下
○ 4.5より大きく、5.5以下
△ 5.5より大きく、6.0以下
× 6.0より大きい

総合評価
☆ ろ過性および白色度が◎以下でない評価であり、フォーム物性良好
◎ ろ過性および白色度が○以下でない評価であり、フォーム物性良好
○ ろ過性および白色度が△以下でない評価であり、フォーム物性良好
△ ろ過性および白色度が×以下でない評価であり、フォーム物性良好
× ろ過性もしくは白色度が×の評価、またはフォーム物性不良
実施例1 [ポリマーポリオール(A−1)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)430部、ACN40.0部、St96.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物6.8部、ジビニルベンゼン0.41部、分散剤(B−1)35.7部、酸化防止剤(S−1)0.09部およびキシレン31部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.36部、(K−2)0.41部および(K−3)0.14部をキシレン10部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H1−1)を得た。(H1−1)の重合体粒子含有量は17重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN50.0部、St120.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物8.5部、酸化防止剤(S−1)0.32部およびジビニルベンゼン0.51部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)1.70部、(K−2)0.51部、および(K−3)0.17部をキシレン12部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H1−2)を得た。(H1−2)の重合体粒子含有量は29重量%であった。
〔第3工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ACN60.0部、St144.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.2部、酸化防止剤(S−1)1.12部およびジビニルベンゼン0.61部、を入れ、撹拌下、90℃に温調した。ここに(K−1)2.04部、(K−2)0.61部、(K−3)0.20部および(K−4)0.20部をキシレン15.3部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H1−3)を得た。(H1−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−1)を得た。前記の測定、評価方法で(A−1)を評価した結果、重合体粒子(JRn)含有量50%、体積平均粒子径0.45μm、粗大粒子含有量3×10-4%、粘度6,800mPa・s/25℃、ろ過性0.12であった。結果を表1に示す。
実施例2 [ポリマーポリオール(A−2)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)430部、ACN40.0部、St96.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物6.8部、ジビニルベンゼン0.41部、分散剤(B−1)35.7部およびキシレン31部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.36部、(K−2)0.41部および(K−3)0.14部をキシレン10部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H2−1)を得た。(H2−1)の重合体粒子含有量は17重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN50.0部、St120.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物8.5部およびジビニルベンゼン0.51部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)1.70部、(K−2)0.51部、および(K−3)0.17部をキシレン12部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H2−2)を得た。(H2−2)の重合体粒子含有量は29重量%であった。
〔第3工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ACN60.0部、St144.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.2部およびジビニルベンゼン0.61部、を入れ、撹拌下、90℃に温調した。ここに(K−1)2.04部、(K−2)0.61部、(K−3)0.20部および(K−4)0.20部をキシレン15部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H2−3)を得た。(H2−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−2)を得た。重合体(A−2)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
実施例3 [ポリマーポリオール(A−3)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)440部、ACN68.0部、St68.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物6.8部、ジビニルベンゼン0.41部、分散剤(B−1)37.9部、酸化防止剤(S−2)0.09部およびキシレン31部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.36部、(K−2)0.41部および(K−3)0.14部をキシレン10部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H3−1)を得た。(H3−1)の重合体粒子含有量は17重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN100.0部、St120.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物6.8部、酸化防止剤(S−2)0.38部およびジビニルベンゼン0.60部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)2.00部、(K−2)0.60部、および(K−3)0.20部をキシレン14.0部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H3−2)を得た。(H3−2)の重合体粒子含有量は31重量%であった。
〔第3工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ACN103.0部、St103.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.3部、酸化防止剤(S−2)1.17部およびジビニルベンゼン0.62部、を入れ、撹拌下、90℃に温調した。ここに(K−1)2.06部、(K−2)0.61部、(K−3)0.21部および(K−4)0.21部をキシレン15.0部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H3−3)を得た。(H3−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−3)を得た。重合体(A−3)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
実施例4 [ポリマーポリオール(A−4)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)440部、ACN68.0部、St68.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物6.8部、ジビニルベンゼン0.60部、分散剤(B−1)37.7部およびキシレン31.0部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.36部、(K−2)0.41部および(K−3)0.14部をキシレン14.0部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H4−1)を得た。(H4−1)の重合体粒子含有量は17重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN100.0部、St100.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.0部およびジビニルベンゼン0.60部を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)2.00部、(K−2)0.60部、および(K−3)0.20部をキシレン14.0部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H4−2)を得た。(H4−2)の重合体粒子含有量は31重量%であった。
〔第3工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ACN102.0部、St102.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.2部およびジビニルベンゼン0.61部、を入れ、撹拌下、90℃に温調した。ここに(K−1)2.04部、(K−2)0.61部、(K−3)0.20部および(K−4)0.20部をキシレン15.0部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H4−3)を得た。(H4−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−4)を得た。重合体(A−4)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
実施例5 [ポリマーポリオール(A−5)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)425部、ACN40.0部、St96.0部、酸化防止剤(S−2)0.08部、ジビニルベンゼン0.41部、分散剤(B−1)36.9部およびキシレン32部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.36部、(K−2)0.41部および(K−3)0.14部をキシレン10部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H5−1)を得た。(H5−1)の重合体粒子含有量は16重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN50.0部、St120.0部、酸化防止剤(S−2)0.31部およびジビニルベンゼン0.51部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)1.70部、(K−2)0.51部、および(K−3)0.17部をキシレン12部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H5−2)を得た。(H5−2)の重合体粒子含有量は28重量%であった。
〔第3工程〕
連続重合装置(送液ライン、オーバーフローラインを接続した1.5LのSUS製耐圧反応容器)を用意し、反応容器にあらかじめ、第2工程にて作成したポリマーポリオール(H5−2)2400部を充液し、130℃に昇温した。ついで、(H5−2)866.4部、ACN65.0部、St156.0部、ジビニルベンゼン0.66部、キシレン13部、酸化防止剤(S−2)1.1部、ラジカル重合開始剤(K−2)2.21部、(K−3)0.22部および(K−4)0.22部の原料混合液(G)をスタティックミキサーを用いてラインブレンドした後、100部/分の速度で後述するオーバーフロー反応液の一部(Z)と合流させ反応容器へ連続的に送液した。一方重合槽からは、反応液を2100部/分でオーバーフローさせ、オーバーフローさせた反応液の一部(Z)は、130℃に冷却し重合槽へ入る直前の混合液(G)に2000部/分の速度で合流させて重合槽へ送液した。この操作を連続的に行い、130℃にて重合させポリマーポリオール中間体(H5−3)を得た。(H5−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−5)を得た。重合体(A−5)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
実施例6 [ポリマーポリオール(A−6)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)430部、ACN43.0部、St103.2部、アリルアルコールPO2.2モル付加物7.3部、酸化防止剤(S−1)0.09部、ジビニルベンゼン0.44部、分散剤(B−1)36.9部およびキシレン34部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.46部、(K−2)0.44部および(K−3)0.15部をキシレン10部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H6−1)を得た。(H6−1)の重合体粒子含有量は17重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN48.0部、St115.2部、アリルアルコールPO2.2モル付加物8.2部、酸化防止剤(S−1)0.32部およびジビニルベンゼン0.49部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)1.63部、(K−2)0.49部、および(K−3)0.16部をキシレン11部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H6−2)を得た。(H6−2)の重合体粒子含有量は29重量%であった。
〔第3工程〕
連続重合装置(送液ライン、オーバーフローラインを接続した1.5LのSUS製耐圧反応容器)を用意し、反応容器にあらかじめ、第2工程にて作成したポリマーポリオール(H6−2)2400部を充液し、130℃に昇温する。ついで、(H6−2)892.7部、ACN64.2部、St154.1部、ジビニルベンゼン0.65部、キシレン13.1部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.9部、酸化防止剤(S−1)1.13部、ラジカル重合開始剤(K−2)2.18部、(K−3)0.22部および(K−4)0.22部の原料混合液(G)をスタティックミキサーを用いてラインブレンドした後、100部/分の速度で後述するオーバーフロー反応液の一部(Z)と合流させ反応容器へ連続的に送液した。一方重合槽からは、反応液を2100部/分でオーバーフローさせ、オーバーフローさせた重合体ポリオールを含む反応液の一部(Z)は、130℃に冷却しながら反応容器へ入る直前の混合液(G)に2000部/分の速度で合流させて重合槽へ送液した。この操作を連続的に行い、130℃にて重合させポリマーポリオール中間体(H6−3)を得た。(H6−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−6)を得た。重合体(A−6)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
実施例7 [ポリマーポリオール(A−7)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)430部、ACN42.3部、St101.5部、ジビニルベンゼン0.43部、分散剤(B−1)37.2部、アリルアルコールPO2.2モル付加物7.2部およびキシレン34.3部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.44部、(K−2)0.43部および(K−3)0.14部をキシレン10.1部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H7−1)を得た。(H7−1)の重合体粒子含有量は17重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN49.0部、St117.6部、アリルアルコールPO2.2モル付加物8.3部およびジビニルベンゼン0.50部を入れ、撹拌下95℃に温調した。ここに(K−1)1.67部、(K−2)0.50部、および(K−3)0.17部をキシレン12部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H7−2)を得た。(H7−2)の重合体粒子含有量は29重量%であった。
〔第3工程〕
連続重合装置(送液ライン、オーバーフローラインを接続した1.5LのSUS製耐圧反応容器)を用意し、反応容器にあらかじめ、第2工程にて作成したポリマーポリオール(H7−2)2400部を充液し、130℃に昇温する。ついで、(H7−2)894.4部、ACN65.0部、St156.0部、ジビニルベンゼン0.66部、キシレン13.3部、ラジカル重合開始剤(K−2)2.21部、(K−3)0.22部および(K−4)0.22部の原料混合液(G)をスタティックミキサーを用いてラインブレンドした後、100部/分の速度で後述するオーバーフロー反応液の一部(Z)と合流させ反応容器へ連続的に送液した。一方重合槽からは、反応液を2100部/分でオーバーフローさせ、オーバーフローさせた重合体ポリオールを含む反応液の一部(Z)は、130℃に冷却しながら反応容器へ入る直前の混合液(G)に2000部/分の速度で合流させて重合槽へ送液した。この操作を連続的に行い、130℃にて重合させポリマーポリオール中間体(H7−3)を得た。(H7−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−7)を得た。重合体(A−7)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
実施例8 [ポリマーポリオール(A−8)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)430部、ACN40.0部、St96.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物6.8部、ジビニルベンゼン0.41部、分散剤(B−1)35.7部およびキシレン34部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.36部、(K−2)0.41部および(K−3)0.14部をキシレン10部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H8−1)を得た。(H8−1)の重合体粒子含有量は17重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN50.0部およびSt120.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物8.5部およびジビニルベンゼン0.51部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)1.70部、(K−2)0.51部、および(K−3)0.17部をキシレン12部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H8−2)を得た。(H8−2)の重合体粒子含有量は29重量%であった。
〔第3工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ACN60.0部、St144.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.2部およびジビニルベンゼン0.61部、を入れ、撹拌下、90℃に温調した。ここに(K−1)2.04部、(K−2)0.61部、(K−3)0.20、(K−4)0.20部および(K−6)0.20部をキシレン15部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H8−3)を得た。(H8−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−8)を得た。重合体(A−8)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
実施例9 [ポリマーポリオール(A−9)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)430部、ACN40.0部、St96.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物6.8部、ジビニルベンゼン0.41部、分散剤(B−1)35.7部およびキシレン34部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.36部、(K−3)0.54部をキシレン10部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H9−1)を得た。(H9−1)の重合体粒子含有量は17重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN50.0部およびSt120.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物8.5部およびジビニルベンゼン0.51部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)2.38部、(K−3)0.68部をキシレン12部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H9−2)を得た。(H9−2)の重合体粒子含有量は29重量%であった。
〔第3工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ACN60.0部、St144.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.2部およびジビニルベンゼン0.61部、を入れ、撹拌下、90℃に温調した。ここに(K−1)2.86部および(K−3)0.68部をキシレン15部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H9−3)を得た。(H9−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−9)を得た。重合体(A−9)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
実施例10 [ポリマーポリオール(A−10)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)430部、ACN75.0部、St180.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物14.5部、ジビニルベンゼン0.77部および分散剤(B−1)38.1部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)2.55部、(K−2)0.77部および(K−3)0.26部をキシレン17部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約170℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H10−1)を得た。(H10−1)の重合体粒子含有量は26重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN85.0部およびSt204.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物12部およびジビニルベンゼン0.87部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)2.89部、(K−2)0.87部、(K−3)0.29部および(K−4)0.29部をキシレン17部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約170℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H10−2)を得た。(H10−2)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−10)を得た。重合体(A−10)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
実施例11 [ポリマーポリオール(A−11)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)430部、ACN35.0部、St84.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物6.0部、ジビニルベンゼン0.36部、分散剤(B−1)34.9部およびキシレン41部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)1.19部、(K−2)0.36部および(K−3)0.12部をキシレン8部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約150℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H11−1)を得た。(H11−1)の重合体粒子含有量は15重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN40.0部およびSt96.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物6.8部およびジビニルベンゼン0.41部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)1.36部、(K−2)0.41部および(K−3)0.14部をキシレン9.5部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約150℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H11−2)を得た。(H11−2)の重合体粒子含有量は26重量%であった。
〔第3工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ACN45.0部およびSt108.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物7.7部およびジビニルベンゼン0.46部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−1)1.53部、(K−2)0.46部および(K−3)0.15部をキシレン10部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約150℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H11−3)を得た。(H11−3)の重合体粒子含有量は36重量%であった。
〔第4工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ACN50.0部、St120.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物4.5部およびジビニルベンゼン0.27部、を入れ、撹拌下、90℃に温調した。ここに(K−1)1.70部、(K−2)0.51部、(K−3)0.17部および(K−4)0.17部をキシレン12部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約150℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(H11−4)を得た。(H11−4)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(A−11)を得た。重合体(A−11)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
比較例1 ポリマーポリオール(R−1)の製造
1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)750部、ACN88.0部、St211.2部、ジビニルベンゼン0.90部、分散剤(B−1)20.9部およびキシレン53.6部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−1)2.99部をキシレン15.0部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約170℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(RH1−1)を得た。(RH1−1)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(R−1)を得た。重合体(R−1)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
比較例2 ポリマーポリオール(R−2)の製造
連続重合装置(送液ライン、オーバーフローラインを接続した1.5LのSUS製耐圧反応容器)を用意し、反応容器にあらかじめ、ポリオール(PL1−1)2400部を充液し、130℃に昇温した。ついで、(PL1−1)460.0部、ACN30.0部、St540.0部、ジビニルベンゼン1.71部、キシレン68.8部およびラジカル重合開始剤(K−2)5.70部の原料混合液(G)をスタティックミキサーを用いてラインブレンドした後、100部/分の速度で後述するオーバーフロー反応液の一部(Z)と合流させ反応容器へ連続的に送液した。一方重合槽からは、反応液を2100部/分でオーバーフローさせ、オーバーフローさせた重合体ポリオールを含む反応液の一部(Z)は、130℃に冷却しながら反応容器へ入る直前の混合液(G)に2000部/分の速度で合流させて反応容器へ送液した。この操作を連続的に行い、130℃にて重合させポリマーポリオール中間体(RH2−1)を得た。(RH2−1)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(R−2)を得た。重合体(R−2)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
比較例3 ポリマーポリオール(R−3)の製造
連続重合装置(送液ライン、オーバーフローラインを接続した1.5LのSUS製耐圧反応容器)を用意し、反応容器にあらかじめ、ポリオール(PL1−1)2400部を充液し、130℃に昇温した。ついで、(PL1−1)440.0部、ACN160.0部、St384.0部、ジビニルベンゼン1.63部、キシレン65.7部およびラジカル重合開始剤(K−2)5.44部の原料混合液(G)をスタティックミキサーを用いてラインブレンドした後、100部/分の速度で後述するオーバーフロー反応液の一部(Z)と合流させ反応容器へ連続的に送液した。一方重合槽からは、反応液を2100部/分でオーバーフローさせ、オーバーフローさせた重合体ポリオールを含む反応液の一部(Z)は、130℃に冷却しながら反応容器へ入る直前の混合液(G)に2000部/分の速度で合流させて反応容器へ送液た。この操作を連続的に行い、130℃にて重合させポリマーポリオール中間体(RH3−1)を得た。(RH3−1)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(R−3)を得た。重合体(R−3)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
比較例4 [ポリマーポリオール(R−4)の製造]
〔第1工程〕 1.5LのSUS製耐圧反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)430部、ACN40.0部、St96.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物8.5部、ジビニルベンゼン0.41部および分散剤(B−1)35.7部を入れ、撹拌下100℃に温調した。ここにラジカル重合開始剤(K−5)1.09部および(K−6)1.09部をキシレン11部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(RH4−1)を得た。(RH4−1)の重合体粒子含有量は14重量%であった。
〔第2工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ポリオール(PL1−1)40部、ACN50.0部およびSt120.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.2部およびジビニルベンゼン0.51部、を入れ、撹拌下、95℃に温調した。ここに(K−5)1.36部および(K−6)1.36部をキシレン14部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合反応は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約160℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(RH4−2)を得た。(RH4−2)の重合体粒子含有量は25重量%であった。
〔第3工程〕 引き続いて反応容器に、25℃で、ACN60.0部、St144.0部、アリルアルコールPO2.2モル付加物10.2部およびジビニルベンゼン0.61部、を入れ、撹拌下、90℃に温調した。ここに(K−5)1.02部および(K−6)1.02部をキシレン16部に溶解させた液を5秒間で仕込んで混合し、重合を開始させた。ラジカル重合開始剤溶液投入後、重合は1分以内に速やかに開始し、約6分で最高到達温度約150℃に到達した。最高到達温度に到達してから150〜170℃で約10分間熟成した後、25℃に冷却して、ポリマーポリオール中間体(RH4−3)を得た。(RH4−3)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(R−4)を得た。重合体(R−4)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
比較例5 ポリマーポリオール(R−5)の製造
連続重合装置(送液ライン、オーバーフローラインを接続した1.5LのSUS製耐圧反応容器)を用意し、反応容器にあらかじめ、ポリオール(PL1−1)2400部を充液し、130℃に昇温する。ついで、(PL1−1)450.0部、ACN160.0部、St384.0部、ジビニルベンゼン1.63部、キシレン13部、ラジカル重合開始剤(K−1)5.44部、(K−2)1.63部および(K−3)0.38部の原料混合液(G)をスタティックミキサーを用いてラインブレンドした後、100部/分の速度で後述するオーバーフロー反応液の一部(Z)と合流させ反応容器へ連続的に送液した。一方重合槽からは、反応液を100部/分でオーバーフローさせ、オーバーフローさせた重合体ポリオールを含む反応液の一部(Z)は、130℃に冷却しながら反応容器へ入る直前の混合液(G)に2000部/分の速度で合流させて重合槽へ送液した。この操作を連続的に行い、130℃にて重合させポリマーポリオール中間体(RH5−1)を得た。(RH5−1)から未反応モノマーとキシレンを2,666〜3,999Pa(20〜30torr)で2時間、減圧下ストリッピングして、ポリマーポリオール(R−5)を得た。重合体(R−5)について、実施例1と同様に測定、評価した。結果を表1に示す。
Figure 2008189915
実施例12〜22、比較例6〜10 [ポリウレタンフォームの製造]
実施例1〜11で得られたポリマーポリオール(A−1〜A−11)および比較例1〜5で得られた比較のポリマーポリオール(R−1〜R−5)を使用し、表2記載の配合比で、以下に示す発泡処方によりポリウレタンフォームを製造した。これらのフォームの物性を下記の方法により評価した。結果を表2に示す。
<発泡処方>
〔1〕 ポリマーポリオール、ポリオール(PL1−1)およびポリイソシアネートをそれぞれ25±2℃に温度調整した。
〔2〕 ポリマーポリオール、ポリオール(PL1−1)、整泡剤、水、触媒の順で容量1Lのステンレス製ビーカーに仕込み、25℃±2℃で撹拌混合し、直ちにポリイソシアネートを加え、撹拌機〔ホモディスパー、特殊機化(株)製〕を用いて撹拌した(撹拌条件:2,000rpm×8秒間)。
〔3〕 撹拌停止後、25×25×10cmの木箱(25℃±2℃)に混合したビーカー内容物を投入して発泡させ、ポリウレタンフォームを得た。
Figure 2008189915
<フォーム物性の評価方法>
(1)密度(kg/m3):JIS K6400−1997〔項目5〕に準拠。
(2)25%ILD(硬度)(kgf/314cm2):JIS K6382−1995〔項目5.3〕に準拠。
(3)引張強度(kgf/cm2):JIS K6301−1995〔項目3〕に準拠。
(4)引裂強度(kgf/cm):JIS K6301−1995〔項目9〕に準拠
(5)切断伸度(%):JIS K6301−1995〔項目3〕に準拠
(6)圧縮永久歪(%):JIS K6382−1995〔項目5.5〕に準拠。
(7)白色度:JIS 8715−1999に準拠。
表1および表2の結果から、実施例1〜11のポリマーポリオールは、比較例2〜5のポリマーポリオールに比べて、粗大粒子含有量が少ないことがわかる。これにより、ろ過性が向上することがわかる。また、比較例1のポリマーポリオールは、ろ過性は良好であるが、ポリマー含量が低く25%ILD(硬度)が著しく低い結果となっている。さらに、実施例1〜11のポリマーポリオールを用いて得られたポリウレタンフォームは、上記(2)〜(6)の機械物性および白色度の評価で比較例1〜5のポリマーポリオールを用いたものに比べて、優れており、特に切断伸度および圧縮永久歪が大幅に向上することがわかる。
なお、通常ポリウレタンフォームの物性としては、25%ILD、引張強度、引裂強度および切断伸度は数値が大きいほど、また、白色度および圧縮永久歪は数値が小さいほど良好であることを表す。
本発明の製造方法により得られるポリマーポリオールは、ポリウレタンの製造に用いる製造装置の小さい開口部の目詰まりが低減することからポリウレタン製造装置のメンテナンスを容易にしてポリウレタンの生産性を大幅に向上させ、また製造方法により得られるポリマーポリオールを用いたポリウレタンの機械物性を向上させることから、フォーム(軟質、硬質、半硬質フォーム等)、エラストマー、RIM成形品等ポリウレタン全般に幅広く好適に使用できる。特に、ポリウレタンフォームの製造に用いる場合には、ポリウレタンフォームの各物性をバランス良く調整でき、好適である。
本発明のポリウレタン形成性組成物から形成されるポリウレタンは、各種の幅広い用途に使用されるが、とくにポリウレタンフォームとして自動車内装部品や家具の室内調度品等に好適に用いられる。

Claims (12)

  1. 下記の工程(1)、(i)および(n)を含んでなり、混合開始剤(K)が、30〜150℃の10時間半減期温度を有する2〜7種類のラジカル重合開始剤からなり、該半減期温度の最大値と最小値の差が20〜80℃であることを特徴とする、重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールの製造方法。
    工程(1):ポリオール(PL)、混合開始剤(K)および分散剤(B)の存在下でエチレン性不飽和モノマー(M)を重合させて、重合体粒子(JR1)を含有してなるポリマーポリオール中間体(H1)を得る工程
    工程(i):ポリマーポリオール中間体(Hi-1)、ポリオール(PL)、混合開始剤(K)の存在下、さらに必要により分散剤(B)の存在下で、エチレン性不飽和モノマー(M)を重合させて、重合体粒子(JRi)を含有してなるポリマーポリオール中間体(Hi)を得る工程をi=2からi=(n−1)まで(n−2)回行う工程
    工程(n):ポリマーポリオール中間体(Hn-1)、ポリオール(PL)、混合開始剤(K)の存在以下、さらに必要により分散剤(B)の存在下で、エチレン性不飽和モノマー(M)を重合させて重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールを得る工程
    但し、nは2〜18の整数、iは2〜(n−1)の整数、n=2の場合、工程(i)は行わず、n=3の場合、i=2を意味する。
  2. 下記の工程(1)および(i)を含んでなる製造方法で得られるポリマーポリオール中間体(Hn-1)を、下記の工程(n)で用いるポリマーポリオールの製造方法において、混合開始剤(K)が、30〜150℃の10時間半減期温度を有する2〜7種類のラジカル重合開始剤からなり、該半減期温度の最大値と最小値の差が20〜80℃であることを特徴とする、重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールの製造方法。
    工程(1):ポリオール(PL)、混合開始剤(K)および分散剤(B)の存在下でエチレン性不飽和モノマー(M)を重合させてポリマーポリオール中間体(H1)を得る工程
    工程(i):ポリマーポリオール中間体(Hi-1)、ポリオール(PL)、混合開始剤(K)の存在下、さらに必要により分散剤(B)の存在下で、エチレン性不飽和モノマー(M)を重合させてポリマーポリオール中間体(Hi)を得る工程をi=2からi=(n−1)まで(n−2)回行う工程
    工程(n):ポリマーポリオール中間体(Hn-1)、ポリオール(PL)、混合開始剤(K)の存在下、さらに必要により分散剤(B)の存在下で、エチレン性不飽和モノマー(M)を重合させて重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールを得る工程
    但し、nは2〜18の整数、iは2〜(n−1)の整数、n=2の場合、工程(i)は行わず、n=3の場合、i=2を意味する。
  3. 下記の工程(1)を含んでなる製造方法で得られるポリマーポリオール中間体(H1)を、下記の工程(i)、(n)で用いるポリマーポリオールの製造方法において、混合開始剤(K)が、30〜150℃の10時間半減期温度を有する2〜7種類のラジカル重合開始剤からなり、該半減期温度の最大値と最小値の差が20〜80℃であることを特徴とする、重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールの製造方法。
    工程(1):ポリオール(PL)、混合開始剤(K)および分散剤(B)の存在下でエチレン性不飽和モノマー(M)を重合させてポリマーポリオール中間体(H1)を得る工程
    工程(i):ポリマーポリオール中間体(Hi-1)、ポリオール(PL)、混合開始剤(K)の存在下、さらに必要により分散剤(B)の存在下で、エチレン性不飽和モノマー(M)を重合させてポリマーポリオール中間体(Hi)を得る工程をi=2からi=(n−1)まで(n−2)回行う工程
    工程(n):ポリマーポリオール中間体(Hn-1)、ポリオール(PL)、混合開始剤(K)の存在下、さらに必要により分散剤(B)の存在下で、エチレン性不飽和モノマー(M)を重合させて重合体粒子(JRn)を含有してなるポリマーポリオールを得る工程
    但し、nは2〜18の整数、iは2〜(n−1)の整数、n=2の場合、工程(i)は行わず、n=3の場合、i=2を意味する。
  4. 2〜7種類のラジカル重合開始剤同士の10時間半減期温度の差が全ての組合せにおいて10〜80℃である請求項1〜3のいずれか記載の製造方法。
  5. エチレン性不飽和モノマー(M)がスチレンおよびアクリロニトリルを含んでなり、(M)のモル数に基づいて、スチレンの含有量が33〜83モル%、アクリロニトリルの含有量が17〜67モル%である請求項1〜4のいずれか記載の製造方法。
  6. さらに酸化防止剤(S)の存在下で重合することを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載の製造方法。
  7. 重合体粒子(JRn)のうち、粒子径が0.10mmを超える粒子の含有量がポリマーポリオールの重量に基づいて0〜30×10-4%である請求項1〜6のいずれか記載の製造方法。
  8. (H1)および(Hi)からなる群より選ばれる少なくとも1種のポリマーポリオール中間体中の重合体粒子の含有量が、7〜50重量%である請求項1〜7のいずれか記載の製造方法。
  9. ポリマーポリオール中の重合体粒子(JRn)の含有量が、30〜65重量%である請求項1〜8のいずれか記載の製造方法。
  10. 請求項1〜9のいずれか記載の製造方法で得られるポリマーポリオール。
  11. ポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させてポリウレタンを製造する方法において、ポリオール成分が請求項10記載のポリマーポリオールを10〜100重量%含有することを特徴とするポリウレタンの製造方法。
  12. 請求項11記載の製造方法で得られるポリウレタン。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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