JPH03195718A - 硬質ウレタンフォームの製造方法 - Google Patents

硬質ウレタンフォームの製造方法

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JPH03195718A
JPH03195718A JP1332645A JP33264589A JPH03195718A JP H03195718 A JPH03195718 A JP H03195718A JP 1332645 A JP1332645 A JP 1332645A JP 33264589 A JP33264589 A JP 33264589A JP H03195718 A JPH03195718 A JP H03195718A
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polyol
rigid urethane
urethane foam
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JP1332645A
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Seiji Ezaki
江崎 整二
Masayuki Kimura
正幸 木村
Masahiko Hashiba
橋場 正彦
Toshio Nozawa
野沢 俊夫
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は硬質ウレタンフオームの製造方法に関する。
詳しくは断熱特性、各種材料との接着性に優れ且つ、フ
オーム外観の優れた硬質ウレタンフオームを製造する方
法に関する。
〔従来の技術〕
硬質ウレタンフオームは成形、加工性、断熱特性が優れ
、さらに寸法安定性が優れている。
また、反応時には金属類、各種樹脂類そして木材等と容
易に接着する。この様な特性から冷凍倉庫、プラント機
器等の断熱材として広範囲に利用されている。
〔発明か解決しようとする課題〕
一方最近では地球のオゾン層保護のため従来から発泡剤
として使用されてきたトリクロロフルオロメタン(CF
C−11)の使用量に制限が加えられる。これらを解決
する有効手段として水とイソシアナートの反応により発
生する炭酸ガスを発泡剤として利用することに注目した
すなわち、配合中の水を増量することでCFC−11を
大幅に削減しても従来の発泡倍率を維持できる。しかし
従来の技術で配合中の水を増加した場合、幾つかの問題
点か発生する。特に重大な問題を以下に示す。
(1)トリクロロフルオロメタンの使用量の減少により
ポリオール、発泡剤及びその他の助剤からなるレジンプ
レミックス原液の粘度が著しく上昇し、実生産における
取り扱いが難しくなる。
(2)フオーム表面が荒れてボイドが発生し易い。
(3)発泡反応完了直後においてフオーム表面が脆く、
各種面材との接着性が著しく低下する。
(4)水とイソシアナートの反応により発生する炭酸ガ
スはトリクロロフルオロメタンに較べ熱伝導率が高いた
め得られるフオームの断熱性能が著しく悪化する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは前述の幾多の問題点を克服するため鋭意検
討を重ねた結果、全ポリオール100重量部に対し水酸
基価200〜800mgKOH/gのポリエステルポリ
オールを10〜70重量部混合し、全ポリオールの平均
官能基数が2〜8であって且つ粘度が6000cps 
/25℃以下であるポリオールを使用し、さらに全ポリ
オール100重量部に対し水を2.5〜9.0重量部使
用する条件を兼ね備えた配合系により製造された硬質ウ
レタンフオームは成形、加工性、断熱特性が優れ、フオ
ームの脆性も改善され反応時には各種面材と容易に接着
され、フオーム表面も良好となった。又レジンプレミッ
クスの系の粘度も低く実生産する上でも容易に取り扱う
ことができることを見出した。さらに本発明によりトリ
クロロフルオロメタンを削減できることが分かった。
本発明に用いることかできる脂肪族系多塩基酸、芳香族
多塩基酸及びその無水物と多価アルコールからなるポリ
エステルポリオールの具体例を示す。脂肪族多塩基酸及
びその無水物としては例えばシュウ酸、マロン酸、アジ
ピン酸、コハク酸、無水コハク酸などが挙げられる。ま
た芳香族多塩基酸及びその無水物としては例えばテレフ
タル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリッ
ト酸、無水ピロメリット酸などが挙げられる。多価アル
コールとしては2〜8官能のもので例えばエチレングリ
コール、プロピレングリコール、ブタンジオール、プロ
パンジオール、ジエチレングリコール、トリメチルベン
タンジオール、グリセリン、ベンタンジオール、ソルビ
トール、シュークローズなどが挙げられる。またこれら
のアルコールのアルキレンオキシド付加物も使用可能で
ある。
ポリアルキレンテレフタレート又はその釜残査をポリオ
ール中で加熱分解して得た生成物も使用できる。この時
、使用できるポリオールとしては2〜8官能のポリオー
ルまで使用でき、具体例としては前述記載のものと同じ
である。
しかし、官能基数が高いと生成物の粘度が上昇するため
、本発明には2〜4官能基のポリオールが好ましい。合
成方法などは特開昭60−118717の記載に従って
得ることができる。
ポリカプロラクトンコポリエステルポリオールは特開昭
59−179514に記載された方法により合成された
化合物である。若干の説明を加えると多価アルコールと
環式多塩基酸又は無水物もしくは低級アルキルエステル
及びカプロラクトンもしくは6−ヒドロキシカプロン酸
またはその低級アルキルエステルを反応させて平均分子
量500〜10000を有するポリカプロラクトンコポ
リエステルポリオールである。
ポリエステルポリオールの水酸基価は200〜800m
gKOH/gの範囲が使用できる。水酸基価が20On
+gKOH/g未満の場合は製造された硬質フオームの
強度が著しく低くなり実用上支障をきたす。
一方800mgKOH/gを越えた場合はフオームの成
形性が低下し注入量が増加するなどの問題が発生するこ
とがある。
ポリエステルポリオールとその他併用ポリオールの混合
系におけるポリオールの粘度は6000cps/25℃
以下に調整するのが本発明の特徴である。これは配合中
の水が増えるにつれて従来の発泡剤のフロン使用量が減
少する。従ってポリオールの粘度が高くなりすぎると実
生産上色々な弊害か発生する。例えば液の移送が難しく
なるとか、発泡機の適性範囲をはずれるとか、吐出液の
広がりが小さくなりフオームの充填性が変化するなどの
弊害が予想されるので、ポリオールの粘度を低く抑えな
くてはならない。使用するポリオールについては、粘度
を考慮する以外に特に限定はない。
本発明に併用できるポリオールは、例えば、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、トリエチレングリフール、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、1,3.6−
ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビト
ール、シュークロス、ビスフェノールA1ノボラツク、
ヒドロキシル化1,2−ポリブタジェン、ヒドロキシル
化1.4−ポリブタジェン等の多価アルコール類、及び
/又はこれらのポリヒドロキシ化合物にアルキレンオキ
シドを付加重合させて得たヒドロキシル価200〜80
0’mgKOH/gのポリエーテルポリオールである。
またジェタノールアミン、トリエタノールアミン等のア
ルカノールアミン類、エチレンジアミン、ジエチレント
リアミン、アンモニア、アニリン、トリレンジアミン、
キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等の活
性水素を2個以上含有する化合物及び/又はこれらのア
ミン類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブ
チレンオキシド、スチレンオキシド等を付加重合させて
得たヒドロキシル価200〜800mgKOH/gのポ
リエーテルポリオール及びポリテトラメチレンエーテル
グリコールも使用できる。
しかして、前述の通り、全ポリオール100重量部に対
してのポリエステルポリオールの混合比率は10〜70
重量部である。又全ポリオール混合系の平均官能基数は
2〜8である。
本発明において使用する有機ポリイソシアナートとして
は、従来公知のもので、特に限定はなく、芳香族、脂肪
族、脂環式ポリイソシアナート、およびそれらの変性物
、例えばジフェニルメタンジイソシアナート、粗ジフェ
ニルメタンジイソシアナート、トリレンジイソシアナー
ト、粗トリレンジイソシアナート、キシリレンジイソシ
アナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロ
ンジイソシアナート、水添トリレンジイソシアナート、
トリフェニルメチレントリイソシアナート、トリレント
リイソシアナート、変性(カルポジジイミド等)ジフェ
ニルメタンジイソシアナート等およびそれらの混合物な
らびにこれらのポリイソシアナートの過剰量とポリオー
ル(例えば低分子ポリオール/またはポリマーポリオー
ル)とを反応して得られるNGO基末端プレポリマー(
NCO含奔が例えば5〜35%)等が挙げられる。
これらのイソシアナートは単独または2種以上混合して
使用する。その使用量は、NGO基とレジン液中の活性
水素との当量比が0.8〜5.0である。
全ポリオール100重量部に対し水を2.5〜9.0重
量部使用することで様々なフオーム密度の硬質フオーム
が得られる。すなわち水の部数は必要に応じて変更する
ものである。
本発明で併用できる発泡剤として、ジクロロジフルオロ
メタン、ジクロロモノフルオロメタン、ジクロロテトラ
フルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、ジク
ロロトリフルオロエタンなどのフロン類、または塩化メ
チレンなどのハロゲン化炭化水素化合物類、n−へキサ
ン、n−ペンタンなどの炭化水素化合物などを使用する
ことができる。
本発明で使用し得る触媒としては、例えばアミン系ウレ
タン化触媒(トリエチルアミン、トリプロピルアミン、
トリイソプロパツールアミン、トリブチルアミン、トリ
オクチルアミン、ヘキサデシルジメチルアミン、N−メ
チルモルホリン、N−エチルモルホリン、N−オクタデ
シルモルホリン、モノエタノールアミン、ジェタノール
アミン、トリエタノールアミン、Nメチルジェタノール
アミン、N、N−ジメチルエタノールアミン、ジエチレ
ントリアミン、NN、N’ 、N’  −テトラメチル
エチレンジアミン、N、N、N’ 、N’ −テトラメ
チルプロピレンシアミン、N、N、N’ 、N’ −テ
トラメチルブタンシアミン、N、N、N’   N’ 
−テトラメチル−1,3−ブタンジアミン、N、  N
N’ 、N’ −テトラメチルへキサメチレンジアミン
、ビスC2−(N、N−ジメチルアミノ)エチル〕エー
テル、N、N−ジメチルベンジルアミン、N、N−ジメ
チルシクロヘキシルアミン、N、N、N’ 、N”、N
″−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレン
ジアミン、トリエチレンジアミンのギ酸塩及び他の塩、
第−及び第二アミンのアミノ基のオキシアルキレン付加
物、N、N−ジアルキルピペラジン類のようなアザ環化
合物、種々のN、N’ 、N”トリアルキルアミノアル
キルへキサヒドロトリアジン類、(特公昭52−435
17のβ−アミノカルボニル触媒、特公昭53−142
79のβ−アミノニトリル触媒等)、有機金属系ウレタ
ン化触媒(酢酸錫、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ラウ
リン酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウ
レート、ジブチル錫ジクロライド、オクタン酸鉛、ナフ
テン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト等
)等がある。
これらの触媒は単独又は混合して用い、その使用量は活
性水素をもつ化合物100重量部に対して0.0001
〜10.0重量部である。
本発明における整泡剤は、従来公知の有機ケイ素界面活
性剤であり、例えば、日本ユニカー社製の、L−501
5L−520、L−532、L−540、L−544、
L−3550、L −5302、L−5305、L −
5320、L −5340、L −5410、L−54
20、L −5710、L −5720などであり、ト
ーμ・シリコーン社製の5H−190,5H−192、
S H−193、S H−194、S H−195、S
 H−200、S RX−253などであり、信越シリ
コーン社製のF−114、F−121、F−122、F
−220、F−230、F−258、F−260BSF
−305、F−306、F −317、F−341など
であり、東芝シリコーン社製ではT F A −420
0、T F A −4202などである。
これら整泡剤の使用量は、活性水素をもつ化合物と有機
ポリイソシアナートの総和100重量部に対して0.1
〜20重量部である。
また難燃剤として例えば、トリス(2−クロロエチル)
ホスフェート、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェー
ト、トリス(ジブロモプロピル)ホスフェート、大へ化
学社製CR−505及びCR−507、スト−ファー化
学社製Fyro16などを使用することができる。
その他、可塑剤、充填剤、安定剤、着色剤等を必要に応
じ添加することができる。
本発明を実施するには、ポリオール、触媒、発泡剤、整
泡剤、及び難燃剤その他の助剤類の所定量を混合してレ
ジン液とする。
ポリウレタン発泡機を使用し、レジン液とポリイソシア
ナートとを一定の比率で連続的に急速混合する。
得られた硬質ポリウレタンフォーム原液を空隙又は型に
注入する。この際、有機ポリイソシアナートと活性水素
含有化合物との当量比が0.8〜5.0となるようにレ
ジン液とポリイソシアナートとの流量比を調節する。
注入後、数分間で硬質ポリウレタンフォームは発泡硬化
する。
本発明で得られる硬質ポリウレタンフォームは電気冷蔵
庫、断熱パネル、船舶または車両等の断熱材又は構造材
として利用できる。
〔実施例〕 以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
実施例において、使用した原料は次の通りである。
MD I−CR:三井東圧化学■製 粗ジフェニルメタンジイソシ アナート NC0% 31.0 ポリエステルポリオール (1)無水フタル酸とジエチレングリコール(A)水酸
基価: 315+ngKOH/g 粘度: 2000cps/25℃ (2)アジピン酸とジエチレングリコール(C)水酸基
価 350mgKO1(/g 粘度: 1800cps/25℃ (3)活材ケミカル■製 HI T −15CB)テレ
フタレートの釜残査とジエチレングリコール 水酸基価: 440mgKOH/g 粘度:  920cps/25°C (4)ダイセル化学■製 プラクセル−305(D)ポ
リカプロラクトンコポリエステルボリオール 水酸基価: 540mgKOH/g 粘度: 1200cps/25℃ 整泡剤   日本ユニカー−製L−5420触媒   
 活材ケミカル■製minico−TMHDテトラメチ
ルへキサメチレンジ アミン CFC−11三井デュポンフロロケミカル【掬製トリク
ロロフルオロメタン 実施例1〜5及び比較例1〜5の配合及び発泡結果を表
−1に示す。
表−■に示す配合のレジン液を作り、これをイソシアナ
ートとして粗ジフェニルメタンジイソシアナートを規定
量混合し、3000rpmで8秒間急速混合し、寸法2
00 X 200 X 200mmの木箱に注入し自由
発泡させた。この際、反応性とフオームの脆さとにフオ
ーム外観(両原液の混和性不良を示す縞等の有無)を観
察した。引き続きパネル発泡を行った。内寸380X 
380X 35mmの容積を持つ縦型パネルの空隙部に
表−1に示す配合の原液を注入した。混合条件は自由発
泡と同じで行った。この時、空隙部を充填するのに最も
少ない量を確認し、続けて約5%過剰に注入した。発泡
時のパネルの温度は45°Cに調整した。
得られたフオームを翌日切断し密度、圧縮強さ(J I
 5−A−9514、J I 5−A−1412に準拠
)と熱伝導率を測定した。熱伝導率の測定はアナコンm
odeI−88を使用した。
以上の実験で得られた結果をすべて表−1に記載した。
機械発泡の適応性についてはレジンプレミックスの粘度
が約1000cps/20℃を目安としてそれを越える
場合、実生産で発泡を安定して行うことは難しいと考え
、不適とした。又、粘度が1000cps/20℃以下
の時を適とした。
〔発明の効果〕
表−1比較例に示す様に、従来技術ではフオームに縞が
発生するとか、フオームが脆いばかりでなくフオーム物
性として熱伝導率等の性能が低下している。
しかし、実施例に示す本発明に係わる硬質フオームは表
面状態が良好であり、かつ脆さもない。又フオーム物性
として熱伝導率等の性能が著しく改善された。
さらに本発明により、硬質ウレタンフオームの製造に用
いるトリクロロフルオロメタン(CF C−II)を著
しく削減することができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機ポリイソシアナートとポリオールを触媒、整
    泡剤、発泡剤の存在下で反応させ硬質ウレタンフォーム
    を製造するにあたり、ポリオールとして水酸基価200
    〜800mgKOH/gのポリエステルポリオールを使
    用しその混合比率が全ポリオール100重量部に対し1
    0〜70重量部であることを特徴とする硬質ウレタンフ
    ォームの製造方法。
  2. (2)ポリエステルポリオールが脂肪族多塩基酸、芳香
    族多塩基酸又はその無水物と多価脂肪族アルコールから
    合成されるポリエステルポリオールである請求項1記載
    の硬質ウレタンフォームの製造方法。
  3. (3)ポリエステルポリオールがポリアルキレンテレフ
    タレート又はその釜残査をポリオール中で加熱分解して
    得た組成物である請求項(1)記載の硬質ウレタンフォ
    ームの製造方法。
  4. (4)ポリエステルポリオールがポリカプロラクトンコ
    ポリエステルポリオールである請求項(1)記載の硬質
    ウレタンフォームの製造方法。
  5. (5)ポリオール混合系において平均官能基数が2〜8
    であって且つ全ポリオールの25℃における粘度が60
    00cps以下であることを特徴とする請求項(1)記
    載の硬質ウレタンフォームの製造方法。
  6. (6)全ポリオール100重量部に対し水を2.5〜9
    .0重量部使用することを特徴とする請求項(1)記載
    の硬質ウレタンフォームの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05500985A (ja) * 1990-02-20 1993-02-25 ザ ダウ ケミカル カンパニー 低熱伝導率を有する硬質ポリウレタンフォーム
JP2002536516A (ja) * 1999-02-13 2002-10-29 バイエル アクチェンゲゼルシャフト 微細気泡の水発泡硬質ポリウレタン発泡体

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