JPH1030033A - 硬質発泡合成樹脂の製造方法 - Google Patents

硬質発泡合成樹脂の製造方法

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JPH1030033A
JPH1030033A JP9097712A JP9771297A JPH1030033A JP H1030033 A JPH1030033 A JP H1030033A JP 9097712 A JP9097712 A JP 9097712A JP 9771297 A JP9771297 A JP 9771297A JP H1030033 A JPH1030033 A JP H1030033A
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JP
Japan
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active hydrogen
synthetic resin
polyol
reacting
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JP9097712A
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English (en)
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Tadashi Shimada
正 島田
Masahito Furuumi
正仁 古海
Hiromitsu Takeyasu
弘光 武安
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AGC Inc
Original Assignee
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】オゾン破壊係数の低い発泡剤を用いて、低熱伝
導率の硬質ポリウレタンフォームを製造する。 【解決手段】活性水素化合物とポリイソシアネート化合
物を、発泡剤、触媒およびその他の助剤の存在下で反応
させて硬質発泡合成樹脂を製造する方法において、発泡
剤としてシクロペンタンと水を使用し、かつ活性水素化
合物の少なくとも一部としてジアミノジフェニルメタン
類またはポリメチレンポリフェニルアミン類のアルキレ
ンオキシド付加物を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に発泡剤として
シクロペンタンなどを使用して低熱伝導率の断熱材を得
るのに好適な硬質発泡合成樹脂の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】特定フロン類によるオゾン層の破壊の防
止のため発泡剤としてR−141b(1,1−ジクロロ
−1−フルオロエタン)や水(イソシアネートとの反応
において副生されるCO2 ガスによる発泡)が使用され
ている。
【0003】しかし水による発泡ではこのCO2 ガスの
熱伝導率が高いためその使用が好ましくなく、特に電気
冷蔵庫用の断熱材に使用するには困難が伴う。R−14
1bについてはオゾン破壊係数(ODP)が0.11と
大きく、かつ、このODPの時間依存性も大きいためそ
の使用を制限しようとする動きが欧州、米国などで起き
ている。事実、昨年末の第7回モントリオール議定書締
約国会合でも全廃は2020年となり10年前倒しとな
った。
【0004】またヨーロッパを中心として既にシクロペ
ンタンが発泡剤として使用されている。その理由はOD
Pがゼロという点にある。しかしこのシクロペンタン自
身が疎水性の高い化合物であるのに対し、硬質発泡合成
樹脂用のポリオールは概して親水性が高いものが多い。
よって、シクロペンタンを硬質発泡合成樹脂用の発泡剤
として使用する場合には、ポリオールなどの活性水素化
合物は相互溶解性が高いことが望ましい。同時にシクロ
ペンタン自身の有する熱伝導率がR−141bのそれよ
りも大きいために、熱伝導率を低める工夫も必要であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これらの問題を解決す
るため、本発明者らが検討を重ねた結果、シクロペンタ
ンを発泡剤として使用する場合には、フォーム中の気泡
を均一で細かくすることが輻射伝熱の効果を小さくし、
それにより断熱性を向上を図れることが判った。フォー
ム中の気泡を均一で細かくするには適当な反応速度が必
要と考えられる。ポリオールの初期の反応性を高めるた
め、既にポリオールの水酸基を1級水酸基とすることが
行われている。さらにイソシアネートとの反応性向上の
ための工夫としてポリオールとイソシアネートとの相溶
性を高めることが行われている。
【0006】本発明者らはシクロペンタンとポリオール
の相互溶解性の向上のみならず、ポリオールとイソシア
ネートとの相溶性を高めると、フォーム中の気泡を均一
で細かくし、断熱性の向上に寄与することを見出した。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らはシクロペン
タンなどとポリオールの相互溶解性の向上のために活性
水素化合物として特定の化合物を選択することによりフ
ォーム中の気泡を均一で細かくし断熱性の向上に寄与す
ることを見出した。
【0008】すなわち、本発明はイソシアネート基と反
応しうる活性水素含有官能基を2個以上有する活性水素
化合物とポリイソシアネート化合物を、発泡剤、触媒お
よびその他の助剤の存在下で反応させて硬質発泡合成樹
脂を製造する方法において、発泡剤として炭素数2〜8
の炭化水素またはそれと水を使用し、かつ活性水素化合
物の少なくとも一部としてジアミノジフェニルメタン類
またはポリメチレンポリフェニルアミン類のアルキレン
オキシド付加物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。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明では、イソシアネート基と
反応しうる活性水素含有官能基を2個以上有する活性水
素化合物として、ジアミノジフェニルメタン類またはポ
リメチレンポリフェニルアミン類のアルキレンオキシド
(以下、AOという)付加物を使用する。ジアミノジフ
ェニルメタン類またはポリメチレンポリフェニルアミン
類は式(1)の構造を示すものが好ましい。
【0010】
【化2】
【0011】式(1)中、Rは水素原子または炭素数1
〜6のアルキル基であり、複数個のRはそれぞれ同一で
も異なっていてもよい。nは0〜4の整数である。nは
0であることが好ましく、Rは水素原子またはメチル基
であることが好ましい。式(1)の構造を示すもののう
ちで、式(2)の構造を示すものが特に好ましい。
【0012】
【化3】
【0013】式(2)中、Rは水素原子または炭素数1
〜6のアルキル基であり、複数個のRはそれぞれ同一で
も異なっていてもよい。最も好ましい化合物は4,4’
−ジアミノジフェニルメタンである。
【0014】ジアミノジフェニルメタン類またはポリメ
チレンポリフェニルアミン類のAO付加物は、アルカリ
触媒等の触媒の存在下ジアミノジフェニルメタン類また
はポリメチレンポリフェニルアミン類にAOを付加させ
て得られる。このAO付加物の水酸基価は20〜100
0mgKOH/g、特に100〜800mgKOH/
g、さらには200〜600mgKOH/gが好まし
い。
【0015】AOとしては特に炭素数2〜4のAOが好
ましく、プロピレンオキシド(以下、POという)、エ
チレンオキシド(以下、EOという)およびこれらの併
用が好ましい。POとEOを併用する場合、これらをラ
ンダムに、または順次反応させうる。特にPOを反応さ
せた後、EOを反応させることにより、末端に1級水酸
基を有する化合物が得られる。
【0016】本発明において上記AO付加物以外の活性
水素化合物を併用してもよい。併用しうる活性水素化合
物は、水酸基、1級アミノ基または2級アミノ基等の活
性水素含有基を2個以上有する化合物であり、広く使用
されているポリオールが好ましく、使用される。2個以
上のフェノール性水酸基を有する化合物(例えば、フェ
ノール樹脂初期縮合物)なども使用できる。
【0017】ポリオールとしては、ポリエーテル系ポリ
オール、ポリエステル系ポリオール、多価アルコール、
水酸基含有ジエン系ポリマーなどがある。特に、ポリエ
ーテル系ポリオールの1種以上のみからなるか、それを
主成分として多価アルコール、その他の活性水素化合物
との併用が好ましい。
【0018】ポリエーテル系ポリオールは、アルカリ触
媒等の触媒と開始剤の存在下、上記AOを反応させて得
られるものが好ましい。開始剤としてはエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロール
プロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール、
シュークロース等の糖類、モノエタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノ
ールアミン、トリレンジアミン等の多価アミン類、ビス
フェノールA等の多価フェノール類、およびこれらに少
量のAOを付加して得られる低分子量のポリエーテル系
ポリオールがある。
【0019】2個以上のフェノール性水酸基を有する化
合物としては、フェノール類をアルカリ触媒の存在下で
過剰のホルムアルデヒド類と縮合結合させたレゾール型
初期縮合物、このレゾール型初期縮合物を合成する際に
非水系で反応させたベンジリック型初期縮合物、過剰の
フェノール類を酸触媒の存在下でホルムアルデヒド類と
反応させたノボラック型初期縮合物などがある。これら
の初期縮合物の分子量は、500〜10000程度のも
のが好ましい。
【0020】上記においてフェノール類とは、ベンゼン
環を形成する骨格の1個以上の炭素原子が直接水酸基と
結合したものを意味し、その同一構造内に他の置換基を
有するものも含まれる。代表的なものとしては、フェノ
ール、クレゾール、ビスフェノールA、レゾルシノール
などがある。また、ホルムアルデヒド類は、特に限定さ
れないが、ホルマリン、パラホルムアルデヒドなどが好
ましい。
【0021】本発明においては、ジアミノジフェニルメ
タン類またはポリメチレンポリフェニルアミン類以外の
芳香環を有する化合物を開始剤としてAOを反応させて
得られるポリエーテル系ポリオールを使用することが特
に好ましい。具体的にはトリレンジアミン等の芳香族多
価アミン類を開始剤とするポリエーテル系ポリオール、
ビスフェノールA等の多価フェノール類を開始剤とする
ポリエーテル系ポリオールおよびそれらの併用が好まし
い。
【0022】上記ポリオールの水酸基価は20〜100
0mgKOH/g、特に100〜800mgKOH/
g、さらには200〜600mgKOH/gが好まし
い。
【0023】本発明では発泡剤として炭素数2〜8の炭
化水素またはそれと水を使用する。炭素数2〜8の炭化
水素としてはシクロペンタン、プロパン、ブタン、n−
ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、シ
クロヘキサンなどがある。これらは2種以上の混合物で
あってもよい。シクロペンタンが特に好ましい。
【0024】その他、以下に挙げるフッ素化ハロゲン化
炭化水素やその他の低沸点ハロゲン化炭化水素、不活性
ガスなどを併用してもよい。ODPがゼロより大きいフ
ッ素化ハロゲン化炭化水素は、本発明における発泡剤と
の併用によりその使用量を減らしうる。
【0025】本発明においては、シクロペンタンのみま
たはシクロペンタンと水の併用が特に好ましい。
【0026】塩素を含むフッ素化ハロゲン化炭化水素と
しては、R−123(1,1−ジクロロ−2,2,2−
トリフルオロエタン)、R−141b、R−22(モノ
クロロジクロロメタン)、1,2−ジクロロ−1,1,
2−トリフルオロエタン(R−123a),1−クロロ
−1,1−ジフルオロエタン(R−142b)、3,3
−ジクロロ−1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロ
パン(R−225ca)、1,3−ジクロロ−1,1,
2,2,3−ペンタフルオロプロパン(R−225c
b)、3−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロプ
ロパン(R−244ca)、1−クロロ−1,2,2,
3−テトラフルオロプロパン(R−244cb)、3−
クロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン
(R−235ca)、1,1−ジクロロ−1,2,2−
トリフルオロプロパン(R−243cc)などが挙げら
れる。
【0027】塩素を含まないフッ素化炭化水素として
は、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(R−13
4a)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタ
ン(R−356mff)、1,1,1,2,3,3−ヘ
キサフルオロブタン(R−356mec)、1,1,
1,2,3,3−ヘキサフルオロ−2−メチルプロパン
(R−356myp)、1,1,1,2−テトラフルオ
ロプロパン(R−245eb)、1,1,2,2,3−
ペンタフルオロプロパン(R−245ca)、1,1,
1,3,3−ペンタフルオロプロパン(R−245f
a)、1,1,1,3−テトラフルオロプロパン(R−
254fb)などが挙げられる。
【0028】炭素数2〜8の炭化水素の使用量は、活性
水素化合物100重量部に対して、5〜40重量部、特
に10〜30重量部が好ましい。また、水の使用量は、
活性水素化合物100重量部に対して、0〜5重量部、
特に0.5〜3重量部が好ましい。
【0029】ポリイソシアネート化合物としては、イソ
シアネート基を2個以上有する芳香族系、脂環族系、脂
肪族系のポリイソシアネートおよびそれらを変性して得
られる変性体がある。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MD
I)、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などのポ
リイソシアネートやそれらのプレポリマー型変性体、ヌ
レート変性体、ウレア変性体などがある。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
シアネートおよびこれらの変性体が特に好ましい。
【0030】活性水素化合物とポリイソシアネート化合
物を反応させる際に触媒を使用する。触媒としては、活
性水素含有官能基とイソシアネート基の反応を促進する
有機スズ化合物などの金属化合物系触媒やトリエチレン
ジアミンなどのアミン系触媒などを使用できる。カルボ
ン酸金属塩などのイソシアネート基どうしを反応させる
多量化触媒も目的に応じて使用できる。
【0031】さらに、良好な気泡を形成するための整泡
剤も多くの場合使用される。整泡剤としては、例えばシ
リコーン系整泡剤や含フッ素化合物系整泡剤などがあ
る。その他、任意に使用しうる配合剤としては、例えば
充填剤、安定剤、着色剤、難燃剤などがある。
【0032】これらの原料を使用し、ポリウレタンフォ
ーム、ウレタン変性ポリイソシアネートフォーム、その
他の発泡合成樹脂が得られる。本発明は、特に従来ハロ
ゲン化炭化水素系発泡剤の使用量の多い分野であった硬
質ポリウレタンフォーム、ウレタン変性ポリイソシアヌ
レートフォームの製造において特に有用である。なかで
も、低熱伝導率用断熱材である硬質ポリウレタンフォー
ムの製造において特に有用である。
【0033】
【実施例】以下実施例(例1〜3)および比較例(例4
〜5)により本発明を具体的に説明するが本発明はこれ
らの実施例に限定されない。
【0034】本発明に従い、硬質ポリウレタンフォーム
を製造した。ここで使用したポリオールは以下のとおり
である。
【0035】(ポリオール) A:4,4’−ジアミノジフェニルメタンを開始剤と
し、PO次いでEOを重合して得られるオキシエチレン
基含量(以下EO含量という)15重量%、水酸基価5
00mgKOH/g、粘度3×104 cP/25℃のポ
リオール。 B:4,4’−ジアミノジフェニルメタンを開始剤と
し、POを重合して得られる、水酸基価530mgKO
H/g、粘度3×104 cP/25℃のポリオール。 C:4,4’−ジアミノジフェニルメタンを開始剤と
し、EO次いでPOを重合して得られるEO含量15重
量%、水酸基価420mgKOH/g、粘度4×104
cP/25℃のポリオール。
【0036】D:トリレンジアミンを開始剤とし、PO
を重合して得られる水酸基価350mgKOH/g、粘
度3×104 cP/25℃のポリオール。 E:ビスフェノールAを開始剤とし、PO次いでEOを
重合して得られるEO含量40重量%、水酸基価250
mgKOH/g、粘度8×103 cP/25℃のポリオ
ール。 F:シュークロース/グリセリンを開始剤とし、POを
重合して得られる、水酸基価420mgKOH/g、粘
度9×103 cP/25℃のポリオール。
【0037】G:シュークロース/モノエタノールアミ
ンを開始剤とし、PO次いでEOを重合して得られるE
O含量5重量%、水酸基価500mgKOH/g、粘度
1.7×103 cP/25℃のポリオール。 H:モノエタノールアミンを開始剤とし、POを重合し
て得られる、水酸基価500mgKOH/g、粘度5×
102 cP/25℃のポリオール。
【0038】(例1〜5)表に示すポリオールの混合物
100重量部(以下、部とする)に対しシリコーン系整
泡剤2部、アミン系触媒を表に示す部数、水1部および
シクロペンタンを表に示す部数を混合し、システム液を
得た。システム液をクルードMDIと液温20℃でイン
デックス=115になるように混合し、450mm×4
50mm×高さ50mmのアルミニウム製のモールド中
に投入し発泡させた。この発泡体から適度の大きさのサ
ンプルを切出し、全体密度と熱伝導率の測定を行った。
この結果を表に示した。
【0039】
【表1】
【0040】
【発明の効果】オゾン破壊係数の低い発泡剤を用いて、
低熱伝導率の硬質ポリウレタンフォームを得ることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C08G 101:00) C08L 75:04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イソシアネート基と反応しうる活性水素含
    有官能基を2個以上有する活性水素化合物とポリイソシ
    アネート化合物を、発泡剤、触媒およびその他の助剤の
    存在下で反応させて硬質発泡合成樹脂を製造する方法に
    おいて、発泡剤として炭素数2〜8の炭化水素またはそ
    れと水を使用し、かつ活性水素化合物の少なくとも一部
    としてジアミノジフェニルメタン類またはポリメチレン
    ポリフェニルアミン類のアルキレンオキシド付加物を使
    用することを特徴とする硬質発泡合成樹脂の製造方法。
  2. 【請求項2】ジアミノジフェニルメタン類またはポリメ
    チレンポリフェニルアミン類が、式(1)で示される化
    合物である、請求項1記載の製造方法。 【化1】 式(1)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキ
    ル基であり、複数個のRはそれぞれ同一でも異なってい
    てもよい。nは0〜4の整数である。
  3. 【請求項3】炭素数2〜8の炭化水素がシクロペンタン
    である請求項1または2記載の製造方法。
JP9097712A 1996-04-15 1997-04-15 硬質発泡合成樹脂の製造方法 Withdrawn JPH1030033A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009057482A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Sumika Bayer Urethane Kk 硬質ポリウレタンフォームの製造方法
CN107417904A (zh) * 2017-06-19 2017-12-01 于天荣 一种4,4‑二氨基二苯基甲烷聚醚及其制备方法

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