JP3311306B2 - ポリウレタンフォームの製造法 - Google Patents
ポリウレタンフォームの製造法Info
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Description
ームの製造法に関する。更に詳しくは、建材、電気冷蔵
庫、冷凍倉庫、浴槽等の断熱材、自動車用内装材等とし
て好適に使用しうるポリウレタンフォームの製造法に関
する。
熱性を有することから、建材、電気冷蔵庫、冷凍倉庫、
浴槽、パイプ等の断熱材として使用されている。
建材等の断熱材として使用する場合、ポリオールを主成
分とする成分とポリイソシアネートを主成分とする成分
とを混合し、スプレーマシン等により家屋やビル等の建
設現場で壁面や天井等の目的の部位にスプレーし、発
泡、硬化させる方法等により、ポリウレタンフォームが
製造されている。
行った場合には、使用されている触媒が反応しないでポ
リウレタンフォーム中に残存するため、フォギング等が
問題となっていたが、近年、かかるフォギング等の問題
をほとんど生じないポリウレタン製造用触媒として、第
3アミノ基とイソシアネートと反応するヒドロキシル基
とを分子内に有する化合物が提案されている(特開昭62
−115017号公報) 。
造する際に、第3アミノ基とイソシアネートと反応する
ヒドロキシル基とを分子内に有する化合物を触媒として
使用した場合、ポリウレタンフォームを製造する際に使
用されるポリオール成分とイソシアネート成分との低温
における反応性が低いため、製造に長時間を要し、特に
スプレーにより発泡、硬化させた場合には液ダレ等の問
題が発生し、また製造時のポリウレタンフォームの発熱
が外気に奪われ、反応が進行しがたくなって圧縮強度が
低下するため、低温における寸法安定性に劣るという欠
点がある。
環境下であっても寸法安定性に優れたポリウレタンフォ
ームを迅速に製造しうる方法を提供することを目的とす
る。
式(II): (CH 3 ) 2 N−(CH 2 ) p −OH (II) (式中、pは4〜8の整数を示す) で表されるジメチルアミノアルキルアルコール及び/又
は式(III) : (CH 3 ) 2 N−(CH 2 CH 2 O ) q −H (III) (式中、qは2〜3の整数を示す) で表されるジメチルアミノアルコキシアルコール (以
下、RC化合物という)、及び第1アミノ基と第1ヒド
ロキシル基とを分子内に有する化合物(以下、AH化合
物という)を含有する触媒、発泡剤並びに整泡剤の存在
下で、ポリオール成分とイソシアネート成分とを反応さ
せるポリウレタンフォームの製造法に関する。
とは、少なくとも2個の水素原子を有する炭素原子に結
合したヒドロキシル基のことを意味する。
びAH化合物を用いる点に、1つの大きな特徴がある。
RC化合物及びAH化合物を用いた場合には、冬期等の
ように気温が低い環境下であっても寸法安定性に優れた
ポリウレタンフォームを迅速に製造することができると
いう優れた効果が発現される。このように優れた効果が
発現される理由は、RC化合物とAH化合物との併用に
よる相乗作用により、低温状態における反応性が向上
し、かつ架橋密度が向上することにより低温における寸
法安定性が向上することに基づくものと考えられる。
用いられていることにより、これらの優れた効果が発現
されることから、冬期のように気温が低い環境下であっ
ても、例えば、スプレーマシン等により、直接、家屋、
ビル等の建設現場で壁面や天井等の目的の部位にスプレ
ーし、発泡、硬化させて硬質ポリウレタンフォームを製
造し、該硬質ポリウレタンフォームを建材等の断熱材と
して好適に使用することができる。さらに、半硬質ポリ
ウレタンフォームに処方した場合には、該半硬質ポリウ
レタンフォームを例えばヘッドレスト等の自動車用内装
材等として好適に使用することができる。
アミノアルキルアルコール、式(III) : (CH3)2 N−(CH2 CH2 O )q −H (III) (式中、qは2〜3の整数を示す)で表されるジメチル
アミノアルコキシアルコール等が挙げられ、これらは単
独で又は2種以上を混合して用いることができる。
は、6−ジメチルアミノ−1−ヘキサノール、4−ジメ
チルアミノ−1−ブタノール、8−ジメチルアミノ−1
−オクタノール等が挙げられる。ジメチルアミノアルコ
キシアルコールとしては、ジメチルアミノエトキシエタ
ノール、ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール等
が挙げられる。これらの中では、6−ジメチルアミノ−
1−ヘキサノールは、触媒活性と臭気の観点から、好適
に使用しうるものである。
で、他の触媒を用いてもよい。該他のウレタン化触媒
は、ポリウレタンフォームの製造時に、その内温が10
0〜130℃程度となるので、その蒸発や揮散を抑制す
る観点から、沸点が130℃以上のものであることが好
ましい。該他のウレタン化触媒としては、1,4−ジア
ザビシクロ(2,2,2)オクタン、2−メチル−1,
4−ジアザビシクロ(2,2,2)オクタン、N−エチ
ルモルホリン、N−(ジメチルアミノエチル)モルホリ
ン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロピレンジア
ミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレ
ンジアミン、N,N’,N’−トリメチルアミノエチル
ピペラジン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、
N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,
N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、ビス
(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、1,8−ジア
ザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、N,N’,
N”−トリス(3−ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒ
ドロ−s−トリアジン、N,N−ジメチルエタノールア
ミン等の3級アミン系触媒及びこれらの誘導体、これら
とカルボン酸や炭酸等の酸との塩;有機スズ化合物に代
表される有機金属化合物等が挙げられる。また、ポリウ
レタンフォームに難燃性を付与することを目的として、
酢酸カリウム、オクチル酸カリウム等のカリウム塩に代
表されるイソシアヌレート化触媒を併用してもよい。他
のウレタン化触媒及びイソシアヌレート化触媒の使用量
は、特に限定がなく、通常、本発明の目的が阻害されな
い範囲内で適宜調整すればよい。
数1〜4のアルキル基、R2 は−CH2 CH2 OH基を
示す)又は−OH基、nは2〜6の整数を示す〕で表さ
れる化合物が挙げられる。
アミノプロパノール、2−ヒドロキシエチルアミノプロ
ピルアミン、2−ヒドロキシエチルアミノエチルアミン
及びN−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−1,
3−プロパンジアミンからなる群より選ばれた1種以上
が反応性及び寸法安定性の観点から好適に使用しうるも
のである。
応性の観点から、10/90以上、好ましくは20/8
0以上とすることが望ましく、また低温寸法安定性の観
点から、90/10以下、好ましくは80/20以下と
することが望ましい。また、望ましい前記重量比の範囲
は、10/90〜90/10、好ましくは20/80〜
80/20である。
リオール成分とイソシアネート成分との反応性を高める
観点及び低温における寸法安定性を向上させる観点か
ら、ポリオール成分100重量部に対して、0.5重量
部以上、好ましくは1重量部以上とすることが望まし
く、またポリウレタンフォームの強度維持の観点から、
ポリオール成分100重量部に対して、15重量部以
下、好ましくは10重量部以下とすることが望ましい。
また、望ましい前記合計量は、ポリオール成分100重
量部に対して、0.5〜15重量部、好ましくは1〜1
0重量部である。
を製造する際に従来使用されているものであればよく、
特に限定がない。該ポリオール成分としては、官能基の
数が2〜8であり、水酸基価が250〜700であるポ
リオール等が挙げられる。
ハク酸、フタル酸、フマル酸等の二塩基酸と、エチレン
グリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジ
オール、グリセリン、トリメチロールプロパン、プロピ
レングリコール等の多価アルコールとを反応させて得ら
れるポリエステルポリオール及びエチレングリコール、
ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−
ブタンジオール等の2価のアルコール;グリセリン、ジ
グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプ
ロパン、シュクローズ、ソルビトール等の3価以上の多
価アルコール;エチレンジアミン、トリレンジアミン、
1,3−プロパンジアミン、イソホロンジアミン等の多
価アミンにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の
アルキレンオキシドを付加して得られたポリエーテルポ
リオール等が挙げられ、これらのポリオールは単独で又
は2種以上を混合して用いることができる。
リレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシア
ネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、
2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメ
チレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレン
ジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート等の芳
香族ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシア
ネート;水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添
トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト等の脂環族ポリイソシアネート;ウレタン結合、カル
ボジイミド結合、ウレトイミン結合、アロファネート結
合、ウレア結合、ビューレット結合、イソシアヌレート
結合等の1種以上を含有する前記ポリイソシアネート変
性物等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合
して用いることができる。
割合は、通常、イソシアネートインデックスが95〜3
00となるように調整することが好ましい。
マルペンタン、シクロペンタン等の低沸点炭化水素、窒
素ガス、空気、二酸化炭素等のガス、HCFC−141
b、HFC−134a、HFC−245fa、HFC−
245ca、HFC−236ea、HFE−347等が
挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用い
ることができる。
ポリウレタンフォームの密度によって異なるので一概に
は決定することができないため、これら発泡剤の種類等
に応じて適宜調整することが望ましい。
製造する際に使用されているものであればよい。整泡剤
としては、ジメチルポリシロキサン、ポリオキシアルキ
レン変性ジメチルポリシロキサン等のシリコーン系界面
活性剤、脂肪酸塩、硫酸エステル塩、燐酸エステル塩、
スルホン酸塩等の陰イオン界面活性剤等が挙げられる。
ポリウレタンフォームの密度によって異なるので一概に
は決定することができないため、これら整泡剤の種類等
に応じて適宜調整することが望ましい。
燃剤、充填剤等の他の助剤を本発明の目的を妨げない範
囲で使用することができる。
ール成分と、発泡剤、触媒、整泡剤及び他の助剤を混合
し、得られたポリオール混合物と、イソシアネート成分
とを成形機等により、混合、攪拌し、成形型内に注入
し、発泡させることにより、成形することができる。よ
り具体的には、例えば、前記ポリオール混合物をタンク
等を用いて、20℃程度に調温したのち、自動混合注入
型発泡機、自動混合射出型発泡機等の発泡機を用いてイ
ソシアネート成分と反応させることにより、ポリウレタ
ンフォームを製造することができる。
る触媒及びAH化合物が用いられているので、冬期のよ
うに気温が低い環境下であっても、低温における寸法安
定性に優れたポリウレタンフォームを迅速に製造するこ
とができる。
家屋やビル等の壁面や天井等の断熱材として直接、建設
現場でポリウレタンフォームからなる断熱材を施工する
際に好適に適用することができる。
は、半硬質ポリウレタンフォームに処方した場合には、
例えば、ヘッドレスト等のクッション材等にも好適に使
用しうるものである。
エチレンオキシド付加物(住友バイエルウレタン(株)
製、商品名:ポリオール0475)45重量%、トリレ
ンジアミンのプロピレンオキシド/エチレンオキシド付
加物(旭硝子(株)製、商品名:エクセノール455A
R)45重量%及びグリセリンのプロピレンオキシド/
エチレンオキシド付加物(三井化学(株)製、商品名:
ポリオールMN−700)10重量%〕100重量部、
整泡剤〔日本ユニカー(株)製、商品名:L−534
0:シリコーン系整泡剤〕1.5重量部、発泡剤として
水0.5重量部及びHCFC−141b 27.5重量
部、並びに表1に示すRC化合物及びAH化合物をラボ
ミキサーで混合して混合物(ポリオール混合物)を得
た。
シアネート成分〔住友バイエルウレタン(株)製、商品
名:スミジュール44V20〕とをイソシアネートイン
デックスが105となるように5℃でラボミキサーで混
合、攪拌し、得られた混合物250gを成形型〔内寸:
150×150×300(高さ)mm〕内に注入し、硬
質ポリウレタンフォームのフリーフォームを成形した。
る際の反応性、得られた硬質ポリウレタンフォームのコ
ア密度及び低温における寸法安定性(低温収縮率)を以
下の方法に基づいて調べた。その結果を表1に示す。
シアネート成分との混合物40gを300ml容のポリ
カップに注入し、クリームタイム(以下、CTという)
及びゲルタイム(以下、GTという)に到達するまでの
時間を測定した。
置した後、そのコアの部分から、100×100×10
0mmの大きさの試験片を切り出した。
れ、24時間放置した後、試験片の発泡方向に対して垂
直方向の寸法安定性を式: 〔寸法安定性(%)〕=〔放置後の寸法−放置前の寸
法〕÷〔放置前の寸法〕×100 にしたがって求めた。
した試験片の重量を測定し、式: 〔コア密度〕=〔試験片の重量〕÷〔試験片の体積〕 にしたがって求めた。
よれば、低温で成形しているにもかかわらず、CT及び
GTが短いことからポリウレタンフォームの製造時にお
ける反応性が良好であり、また寸法変化が小さいことか
ら低温における寸法安定性に優れたポリウレタンフォー
ムが得られることがわかる。
境下であっても寸法安定性に優れたポリウレタンフォー
ムを迅速に製造しうるという優れた効果が奏される。
Claims (4)
- 【請求項1】 式(II): (CH 3 ) 2 N−(CH 2 ) p −OH (II) (式中、pは4〜8の整数を示す) で表されるジメチルアミノアルキルアルコール及び/又
は式(III) : (CH 3 ) 2 N−(CH 2 CH 2 O ) q −H (III) (式中、qは2〜3の整数を示す) で表されるジメチルアミノアルコキシアルコール、 及び
第1アミノ基と第1ヒドロキシル基とを分子内に有する
化合物を含有する触媒、発泡剤並びに整泡剤の存在下
で、ポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させ
るポリウレタンフォームの製造法。 - 【請求項2】 ジメチルアミノアルキルアルコールが、
6−ジメチルアミノ−1−ヘキサノールである請求項1
記載の製造法。 - 【請求項3】 第1アミノ基と第1ヒドロキシル基を分
子内に有する化合物が、式(I): A−(CH2 )n −NH2 (I) 〔式中、Aは−NR1 R2 基(R1 は水素原子又は炭素
数1〜4のアルキル基、R2 は−CH2 CH2 OH基を
示す)又は−OH基、nは2〜6の整数を示す〕で表さ
れるものである請求項1又は2記載の製造法。 - 【請求項4】 第1アミノ基と第1ヒドロキシル基とを
分子内に有する化合物が、3−アミノプロパノール、2
−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、2−ヒドロ
キシエチルアミノエチルアミン及びN−メチル−N−
(2−ヒドロキシエチル)−1,3−プロパンジアミン
からなる群より選ばれた1種以上である請求項1〜3い
ずれか記載の製造法。
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JP33988098A JP3311306B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | ポリウレタンフォームの製造法 |
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JP33988098A JP3311306B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | ポリウレタンフォームの製造法 |
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JP2000159852A JP2000159852A (ja) | 2000-06-13 |
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WO2008157153A1 (en) * | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Huntsman Petrochemical Corporation | Reactive amine catalysts for polyurethane foam |
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1998
- 1998-11-30 JP JP33988098A patent/JP3311306B2/ja not_active Expired - Fee Related
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