JPH0733423B2 - 軟質ポリウレタン発泡体の製造方法 - Google Patents
軟質ポリウレタン発泡体の製造方法Info
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- JPH0733423B2 JPH0733423B2 JP1258557A JP25855789A JPH0733423B2 JP H0733423 B2 JPH0733423 B2 JP H0733423B2 JP 1258557 A JP1258557 A JP 1258557A JP 25855789 A JP25855789 A JP 25855789A JP H0733423 B2 JPH0733423 B2 JP H0733423B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軟質ポリウレタン発泡体の製造方法に関する
ものである。
ものである。
更に詳しくは、自動車関連、家具関連等のクッション材
料に弾性に富み、且つ伸び物性に優れた軟質ポリウレタ
ン発泡体の水発泡方法に関するものである。
料に弾性に富み、且つ伸び物性に優れた軟質ポリウレタ
ン発泡体の水発泡方法に関するものである。
従来から、軟質ポリウレタン発泡体は、自動車関連、家
具関連等のクッション材料に極めて多量に使用されてい
る。
具関連等のクッション材料に極めて多量に使用されてい
る。
このような軟質ポリウレタン発泡体を製造する際のイソ
シアネート成分としては、トリレンジイソシアネート単
独かトリレンジイソシアネートとポリフェニルメタンポ
リイソシアネートとの混合体が一般的である。
シアネート成分としては、トリレンジイソシアネート単
独かトリレンジイソシアネートとポリフェニルメタンポ
リイソシアネートとの混合体が一般的である。
しかしながら、トリレンジイソシアネート類は、蒸気圧
の関係から、工業健康衛生の観点から考えて問題があ
り、発泡体製造時の硬化特性に難がある。又、発泡体物
性としても、特に湿熱時の圧縮永久歪が大きく、シート
クッションの如き部位には適さないと云われている。そ
のため、最近になってジフェニルメタンジイソシアネー
ト類が単独で軟質ポリウレタン発泡体の製造に応用され
るようになってきた。
の関係から、工業健康衛生の観点から考えて問題があ
り、発泡体製造時の硬化特性に難がある。又、発泡体物
性としても、特に湿熱時の圧縮永久歪が大きく、シート
クッションの如き部位には適さないと云われている。そ
のため、最近になってジフェニルメタンジイソシアネー
ト類が単独で軟質ポリウレタン発泡体の製造に応用され
るようになってきた。
軟質ポリウレタン発泡体は、通常、炭酸ガス発生剤とし
ての水とクロロフルオロカーボン類が水の発泡作用を補
強する補助発泡剤として併用されている。しかしなが
ら、クロロフルオロカーボン類の使用に対する批判が世
界的に高まっている中で、水を実質上唯一の発泡剤とし
て軟質ポリウレタン発泡体を得る検討がなされている。
ジフェニルメタンジイソシアネート類を単独で使用し、
軟質ポリウレタン発泡体を得る際のひとつの欠点は、水
以外に補助発泡剤を使用しないと低密度発泡体を製造し
難いことである。
ての水とクロロフルオロカーボン類が水の発泡作用を補
強する補助発泡剤として併用されている。しかしなが
ら、クロロフルオロカーボン類の使用に対する批判が世
界的に高まっている中で、水を実質上唯一の発泡剤とし
て軟質ポリウレタン発泡体を得る検討がなされている。
ジフェニルメタンジイソシアネート類を単独で使用し、
軟質ポリウレタン発泡体を得る際のひとつの欠点は、水
以外に補助発泡剤を使用しないと低密度発泡体を製造し
難いことである。
更に従来、軟質ポリウレタン発泡体に使用されるポリエ
ーテルポリオールは、平均官能基数２〜４で平均分子量
が2000〜8000が一般的であった。このようなポリオール
を使用したプレポリマー法による発泡体の製造におい
て、更に弾性の向上及び伸び等の物性の改良が求められ
ていた。
ーテルポリオールは、平均官能基数２〜４で平均分子量
が2000〜8000が一般的であった。このようなポリオール
を使用したプレポリマー法による発泡体の製造におい
て、更に弾性の向上及び伸び等の物性の改良が求められ
ていた。
本発明者等は、水を実質上唯一の発泡剤として軟質ポリ
ウレタン発泡体を得るに際し、有機ポリイソシアネート
化合物としてジフェニルメタンジイソシアネート類を単
独で使用し、発泡体物性を低下させることなく、低密度
発泡体を得る方法について鋭意検討した結果、５〜50重
量パーセントの2,2′−及び2,4′−異性体混合物を含有
するジフェニルメタンジイソシアネートと特定の組成条
件を備えたアルキレンポリオール類とを反応させること
により得られるイソシアネート基末端プレポリマーとポ
リフェニルメタンポリイソシアネートの混合比率が20/8
0〜80/20重量比の範囲内の混合物を使用することにより
優れた効果があることを見出し、本発明を完成するに至
った。
ウレタン発泡体を得るに際し、有機ポリイソシアネート
化合物としてジフェニルメタンジイソシアネート類を単
独で使用し、発泡体物性を低下させることなく、低密度
発泡体を得る方法について鋭意検討した結果、５〜50重
量パーセントの2,2′−及び2,4′−異性体混合物を含有
するジフェニルメタンジイソシアネートと特定の組成条
件を備えたアルキレンポリオール類とを反応させること
により得られるイソシアネート基末端プレポリマーとポ
リフェニルメタンポリイソシアネートの混合比率が20/8
0〜80/20重量比の範囲内の混合物を使用することにより
優れた効果があることを見出し、本発明を完成するに至
った。
即ち本発明は、 （１） 活性水素化合物、発泡剤及び添加剤の混合物と
有機ポリイソシアネート化合物との反応から軟質ポリウ
レタン発泡体を得るに際し、 発泡剤として水を使用し、 且つ有機ポリイソシアネート化合物が、 （ａ）エチレンオキサイドと炭素数が３以上のアルキレ
ンオキサイドのモル付加重合比率が40/60〜０〜100の範
囲内で平均官能基数が３以上で、平均分子量が9000〜30
000であるアルキレンポリオールの単独又は２種以上の
混合物とジフェニルメタンジイソシアネートとを反応さ
せることにより得られるイソシアネート基末端プレポリ
マー （ｂ）ポリフェニルメタンポリイソシアネート（ａ）と
（ｂ）の混合比率が20/80〜80/20重量比の範囲内の混合
物であることを特徴とする軟質ポリウレタン発泡体の製
造方法。
有機ポリイソシアネート化合物との反応から軟質ポリウ
レタン発泡体を得るに際し、 発泡剤として水を使用し、 且つ有機ポリイソシアネート化合物が、 （ａ）エチレンオキサイドと炭素数が３以上のアルキレ
ンオキサイドのモル付加重合比率が40/60〜０〜100の範
囲内で平均官能基数が３以上で、平均分子量が9000〜30
000であるアルキレンポリオールの単独又は２種以上の
混合物とジフェニルメタンジイソシアネートとを反応さ
せることにより得られるイソシアネート基末端プレポリ
マー （ｂ）ポリフェニルメタンポリイソシアネート（ａ）と
（ｂ）の混合比率が20/80〜80/20重量比の範囲内の混合
物であることを特徴とする軟質ポリウレタン発泡体の製
造方法。
本発明による軟質ポリウレタン発泡体の製造は、有機ポ
リイソシアネート化合物として、2,2′−及び2,4′−異
性体混合物を５〜50重量パーセントの範囲内で含有する
ジフェニルメタンジイソシアネートとエチレンオキサイ
ドと炭素数が３以上のアルキレンオキサイドのモル付加
重合比率が40/60〜0/100の範囲内で平均官能基数が３以
上で、平均分子量が9000以上で好ましくは10000〜30000
の範囲内であるアルキレンポリオールの単独又は２種以
上の混合物とを反応させることにより得られるイソシア
ネート基末端プレポリマー（ａ）とジフェニルメタンジ
イソシアネートを25〜75重量パーセントの範囲内で含有
するポリフェニルメタンポリイソシアネート（ｂ）の混
合比率が20/80〜80/20重量比の範囲内の混合物を使用
し、発泡剤としては水を使用し、且つ軟質ポリウレタン
発泡体の製造に公知の活性水素化合物及び添加剤を配合
することにより、反応・発泡させる。
リイソシアネート化合物として、2,2′−及び2,4′−異
性体混合物を５〜50重量パーセントの範囲内で含有する
ジフェニルメタンジイソシアネートとエチレンオキサイ
ドと炭素数が３以上のアルキレンオキサイドのモル付加
重合比率が40/60〜0/100の範囲内で平均官能基数が３以
上で、平均分子量が9000以上で好ましくは10000〜30000
の範囲内であるアルキレンポリオールの単独又は２種以
上の混合物とを反応させることにより得られるイソシア
ネート基末端プレポリマー（ａ）とジフェニルメタンジ
イソシアネートを25〜75重量パーセントの範囲内で含有
するポリフェニルメタンポリイソシアネート（ｂ）の混
合比率が20/80〜80/20重量比の範囲内の混合物を使用
し、発泡剤としては水を使用し、且つ軟質ポリウレタン
発泡体の製造に公知の活性水素化合物及び添加剤を配合
することにより、反応・発泡させる。
この様にして得られる軟質ポリウレタン発泡体は、弾性
に富み、伸び物性に優れたもので、且つジフェニルメタ
ンジイソシアネート類を単独で使用し、補助発泡剤を使
用しない場合でも低密度化が可能である。
に富み、伸び物性に優れたもので、且つジフェニルメタ
ンジイソシアネート類を単独で使用し、補助発泡剤を使
用しない場合でも低密度化が可能である。
本発明に使用される活性水素化合物としては、ポリオー
ル類、アミン類とアルキレンオキサイドとを反応せしめ
て得ることが出来る。ポリオール類としては、例えば、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、1,2−プロピレングリコール、トリメ
チレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサ
メチレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ソル
ビトール、ペンタエリスリトール、シュークローズ、ビ
スフェノールＡ等が挙げられ、アミン類としては、例え
ばエチレンジアミン、トリレンジアミン、トリエタノー
ルアミン等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上
の混合物として使用することが出来る。該ポリオール
類、アミン類を開始剤としてアルキレンオキサイドを公
知の方法により付加重合して得られたものである。
ル類、アミン類とアルキレンオキサイドとを反応せしめ
て得ることが出来る。ポリオール類としては、例えば、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、1,2−プロピレングリコール、トリメ
チレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサ
メチレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ソル
ビトール、ペンタエリスリトール、シュークローズ、ビ
スフェノールＡ等が挙げられ、アミン類としては、例え
ばエチレンジアミン、トリレンジアミン、トリエタノー
ルアミン等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上
の混合物として使用することが出来る。該ポリオール
類、アミン類を開始剤としてアルキレンオキサイドを公
知の方法により付加重合して得られたものである。
本発明に使用される添加剤としては、次の如きものが使
用出来る。例えば、触媒、整泡剤、必要により難燃剤、
粘度調整剤等を挙げることが出来る。
用出来る。例えば、触媒、整泡剤、必要により難燃剤、
粘度調整剤等を挙げることが出来る。
触媒としては、ジメチルエタノールアミン、トリエチレ
ンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメ
チルヘキサメチレンジアミン、ジメチルシクロヘキシル
アミン等の三級アミン類、スタナスオクトエート、ジブ
チルチンジラウレート等の有機スズ化合物が挙げられ
る。
ンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメ
チルヘキサメチレンジアミン、ジメチルシクロヘキシル
アミン等の三級アミン類、スタナスオクトエート、ジブ
チルチンジラウレート等の有機スズ化合物が挙げられ
る。
整泡剤としては、各種のシロキサン・ポリアルキレンオ
キサイドブロック共重合体が挙げられ、その種類の選択
は配合処方によって決定される。
キサイドブロック共重合体が挙げられ、その種類の選択
は配合処方によって決定される。
難燃剤としては、トリスクロロエチルホスフェート、ト
リスクロロプロピルホスフェート、トリクルジルホスフ
ェート、塩素化パラフィン等が挙げられる。
リスクロロプロピルホスフェート、トリクルジルホスフ
ェート、塩素化パラフィン等が挙げられる。
粘度調整剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチル
フタレート、アルキレンカーボネート類等が挙げられ
る。
フタレート、アルキレンカーボネート類等が挙げられ
る。
本発明で使用されるイソシアネート基末端プレポリマー
（ａ）を構成するアルキレンポリオールは、一般式
（１）で示される。
（ａ）を構成するアルキレンポリオールは、一般式
（１）で示される。
Ｚ〔（RO）nH〕ｍ （１） （Ｚは出発物質の残基、Ｒはアルキレンオキサイド残
基、ｎはアルキレンオキサイドの付加モル数、ｍは出発
物質の活性水素基に対応する数で、活性水素基へのアル
キレンオキサイド結合数である） で示されるもの、またはそれらを結合剤もしくは過酸化
物（ラジカル発生触媒）で分子内又は分子間結合を行な
わしめたもの等である。
基、ｎはアルキレンオキサイドの付加モル数、ｍは出発
物質の活性水素基に対応する数で、活性水素基へのアル
キレンオキサイド結合数である） で示されるもの、またはそれらを結合剤もしくは過酸化
物（ラジカル発生触媒）で分子内又は分子間結合を行な
わしめたもの等である。
このようなアルキレンポリオールは、エチレンオキサイ
ドと炭素数が３以上のアルキレンオキサイドのモル付加
重合比率が40/60〜0/100の範囲内で平均官能基数が３以
上で、平均分子量が9000以上で好ましくは10000〜30000
の範囲内のものである。これらは単独又は２種以上の混
合物として使用することができる。開始剤としては、ソ
ルビトール、シュークローズ、ペンタエリスリトール、
グリセリン等があるが、変性剤としてのアルキレンポリ
オールの条件を満たせば、混合物を使用してもよい。す
なわち、その混合されたアルキレンポリオールのアルキ
レンオキサイドの平均モル付加重合比率、平均官能基
数、及び平均分子量が条件を満たせば使用可能である。
ドと炭素数が３以上のアルキレンオキサイドのモル付加
重合比率が40/60〜0/100の範囲内で平均官能基数が３以
上で、平均分子量が9000以上で好ましくは10000〜30000
の範囲内のものである。これらは単独又は２種以上の混
合物として使用することができる。開始剤としては、ソ
ルビトール、シュークローズ、ペンタエリスリトール、
グリセリン等があるが、変性剤としてのアルキレンポリ
オールの条件を満たせば、混合物を使用してもよい。す
なわち、その混合されたアルキレンポリオールのアルキ
レンオキサイドの平均モル付加重合比率、平均官能基
数、及び平均分子量が条件を満たせば使用可能である。
本発明の軟質ポリウレタン発泡体を得るに際しては、イ
ソシアネート類の変性剤であっても、本発明に使用され
るごとき高分子量、高官能基数のアルキレンポリオール
を採用する例は現段階では例がない。特に歴史の浅いジ
フェニルメタンジイソシアネート類を単独で使用し、且
つ原則的には発泡剤として水を使用する軟質ポリウレタ
ン発泡体の製造には、極めて新規な選択である。
ソシアネート類の変性剤であっても、本発明に使用され
るごとき高分子量、高官能基数のアルキレンポリオール
を採用する例は現段階では例がない。特に歴史の浅いジ
フェニルメタンジイソシアネート類を単独で使用し、且
つ原則的には発泡剤として水を使用する軟質ポリウレタ
ン発泡体の製造には、極めて新規な選択である。
本発明の軟質ポリウレタン発泡体の製造において、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート類の変性剤として、限定
されたアルキレンポリオール類、すなわちエチレンオキ
サイドと炭素数が３以上のアルキレンオキサイドのモル
付加重合比率が40/60〜0/100の範囲内で、平均官能基数
が３以上で、平均分子量が9000以上で好ましくは10000
〜30000の範囲内のものを単独又は２種以上の混合物と
して用いることにより、イソシアネート成分としてジフ
ェニルメタンジイソシアネート類を使用し、且つ、発泡
剤として水を使用した際に生じやすい問題点、すなわち
低密度化の困難性、反発弾性率、引裂き物性、伸び物性
等の低下を解決することが可能になった。
ェニルメタンジイソシアネート類の変性剤として、限定
されたアルキレンポリオール類、すなわちエチレンオキ
サイドと炭素数が３以上のアルキレンオキサイドのモル
付加重合比率が40/60〜0/100の範囲内で、平均官能基数
が３以上で、平均分子量が9000以上で好ましくは10000
〜30000の範囲内のものを単独又は２種以上の混合物と
して用いることにより、イソシアネート成分としてジフ
ェニルメタンジイソシアネート類を使用し、且つ、発泡
剤として水を使用した際に生じやすい問題点、すなわち
低密度化の困難性、反発弾性率、引裂き物性、伸び物性
等の低下を解決することが可能になった。
以下、本発明について実施例により詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。特に
ことわりのない限り実施例中の部及び％はそれぞれ「重
量部」及び「重量％」を示す。
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。特に
ことわりのない限り実施例中の部及び％はそれぞれ「重
量部」及び「重量％」を示す。
調製1. 有機ポリイソシアネート化合物の合成 2,2′−及び2,4′−異性体混合物18.6％を含有するジフ
ェニルメタンジイソシアネート700部とアルキレンオク
タオール（EO/PO＝20/80、平均分子量20000）212部とを
80℃で３時間反応させ、イソシアネート基末端プレポリ
マーを得た。NCO含量は24.1％であった。このプレポリ
マーにジフェニルメタンジイソシアネート36.0％を含有
するポリフェニルメタンポリイソシアネート300部を加
え、更に１時間撹拌して、発泡テストに供される有機ポ
リイソシアネート化合物（Ａ）を得た。NCO含量は26.5
％であった。
ェニルメタンジイソシアネート700部とアルキレンオク
タオール（EO/PO＝20/80、平均分子量20000）212部とを
80℃で３時間反応させ、イソシアネート基末端プレポリ
マーを得た。NCO含量は24.1％であった。このプレポリ
マーにジフェニルメタンジイソシアネート36.0％を含有
するポリフェニルメタンポリイソシアネート300部を加
え、更に１時間撹拌して、発泡テストに供される有機ポ
リイソシアネート化合物（Ａ）を得た。NCO含量は26.5
％であった。
調製2.〜6. 有機ポリイソシアネート化合物の合成 調製1.と同様の合成条件で、各種ジフェニルメタンジイ
ソシアネート類、変性用ポリオール類を使用して、発泡
テストに供される有機ポリイソシアネート化合物（Ｂ）
〜（Ｆ）を合成した。
ソシアネート類、変性用ポリオール類を使用して、発泡
テストに供される有機ポリイソシアネート化合物（Ｂ）
〜（Ｆ）を合成した。
有機ポリイソシアネート化合物（Ａ）〜（Ｅ）は実施例
に対応するもので、（Ｆ）は比較例に対応するものであ
る。
に対応するもので、（Ｆ）は比較例に対応するものであ
る。
表.1は合成された有機ポリイソシアネート化合物の使用
原料組成及び合成時の仕込採取量を示す。
原料組成及び合成時の仕込採取量を示す。
上記有機ポリイソシアネート化合物（Ａ）〜（Ｆ）を使
用して、軟質ポリウレタン発泡体を製造した。それらの
配合例及び得られた発泡体の物性を次に示す。表.2は配
合例、表.3は発泡速度及びモールド成型品の発泡体物性
を示す。
用して、軟質ポリウレタン発泡体を製造した。それらの
配合例及び得られた発泡体の物性を次に示す。表.2は配
合例、表.3は発泡速度及びモールド成型品の発泡体物性
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｊ 9/02 ＣＦＦ 9268−4Ｆ //(Ｃ０８Ｇ 18/10 101:00） Ｃ０８Ｌ 75:08
Claims (3)
- 【請求項１】活性水素化合物、発泡剤及び添加剤の混合
物と有機ポリイソシアネート化合物との反応から軟質ポ
リウレタン発泡体を得るに際し、 発泡剤として水を使用し、 且つ有機ポリイソシアネート化合物が （ａ）エチレンオキサイドと炭素数が３以上のアルキレ
ンオキサイドのモル付加重合比率が40/60〜0/100の範囲
で平均官能基数が３以上で、平均分子量が9000〜30000
であるアルキレンポリオールの単独又は２種以上の混合
物とジフェニルメタンジイソシアネートとを反応させる
ことにより得られるイソシアネート基末端プレポリマー （ｂ）ポリフェニルメタンポリイソシアネート（ａ）と
（ｂ）の混合比率が20/80〜80/20重量比の範囲内の混合
物であることを特徴とする軟質ポリウレタン発泡体の製
造方法。 - 【請求項２】ジフェニルメタンジイソシアネートが５〜
50重量パーセントの2,2′−及び2,4′−異性体混合物を
含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
軟質ポリウレタン発泡体の製造方法。 - 【請求項３】ポリフェニルメタンポリイソシアネート
（ｂ）がジフェニルメタンジイソシアネートを25〜75重
量パーセントの範囲内で含有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の軟質ポリウレタン発泡体の製造
方法。
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