JPH03258822A - 硬質ポリウレタンフォームの製造法 - Google Patents

硬質ポリウレタンフォームの製造法

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JPH03258822A
JPH03258822A JP2057796A JP5779690A JPH03258822A JP H03258822 A JPH03258822 A JP H03258822A JP 2057796 A JP2057796 A JP 2057796A JP 5779690 A JP5779690 A JP 5779690A JP H03258822 A JPH03258822 A JP H03258822A
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JP
Japan
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polyol
polyurethane foam
foam
rigid polyurethane
prepolymer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2057796A
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English (en)
Inventor
Kiyohiro Yuge
弓削 清博
Hitoshi Muramatsu
仁 村松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Takeda Chemical Industries Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

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 本発明は硬質ポリウレタンフォームの製造法に関する。
更に詳しくは、発泡剤としてトリクロロモノフルオロメ
タン(以下、R−11という)の代替物、好ましくは1
.1−ジクロロ−2,2,2−トリフルオロエタン(以
下、HCFC−123という)または/および1.1−
ジクロロ−1−フルオロエタン(以下、HCFC−14
lbという)を使用し、微細セル構造を有して断熱特性
に極めて優れ、かつ低温寸法安定性および圧縮強度に優
れた硬質ポリウレタンフォームの製造法に関するもので
ある。
従来の技術及び課題 硬質ポリウレタンフォームは、良好な断熱材であり、ま
た成型性、加工性にも優れているところから電気冷蔵庫
の断熱を始め、ビル、低温倉庫。
貯蔵タンク、冷凍船、配管等の断熱に至るまで広い分野
に用いられている。かかる硬質ポリウレタンフォームを
製造するには、ポリオール、触媒。
整泡剤1発泡剤を主成分とするA成分と、インシアネー
トを主成分とするB成分とを混合反応させ、発泡プロセ
スと硬化プロセスとを平行して進行させてフオームを形
成するワンショット法が一般に用いられている。
このようなポリウレタンフォームの製造に用いられる発
泡剤としては、主としてR−11があり、また、水はイ
ンシアネートと反応して二酸化炭素を発生するところか
ら化学的発泡剤としてR−11と併用されることが多い
。しかしながら、従来発泡剤として用いられるフロンガ
スは化学的に安定であるため成層圏まで拡散し、成層圏
に存在するオゾン層を破壊する。その結果、太陽から放
射された紫外線がオゾン層で吸収されず地表に達し、皮
膚ガンの発生を増大するなどの問題が近年重大な環境問
題として取り上げられるに至っている。
このため1989年以降フロンガスの使用規制が実施さ
れ、ポリウレタン用のR−11も規制を受けることにな
った。
そこで、このようなフロンガスに代わる発泡剤について
の検討が種々行われており、例えばHCFC−123,
141b等がR−11の代替物として候補に挙げられて
いる。しかしながら、発泡剤としてこれらHCFC−1
23,141bを用いたフオームは、R−11を用いて
たフオームに比べて (1)同一密度での低温寸法安定性、FE縮強度などの
フオーム物性が悪くなり、 (2)断熱特性がl O〜l 5 X l O−’kc
al/mh’0程度悪化し、 (3)初期の反応性が遅くなる 等の問題がある。
一方、近年硬質ポリウレタンフォームを電気冷蔵庫など
に利用する場合、断熱層を薄くすることにより内容積を
より大きくするほか、消費電力などを削減するため、硬
質ポリウレタンフォームに高度の断熱性能、言い替えれ
ば熱伝導率を小さくすることが強く要求されてきている
。従来の硬質ポリウレタンフォームの熱伝導率は23℃
において通常140〜160 X 10−’kcal/
mh℃程度であり、l 30 X l O−’kcal
/mh℃以下に下げることは極めて困難で、特にHCF
C−123,141bを用いた場合は至難のことである
課題を解決するための手段 本発明者らは、上記の問題点に鑑み、鋭意検討を行った
結果、発泡剤としてHCFC−123または/およびH
CFC−14lbを使用して硬質ポリウレタンフォーム
を製造する際に、特定のポリオールとインシアネートを
組み合わせることで、微細セル構造を有して断熱特性に
極めて優れ、かつ低温寸法安定性及び圧縮強度等の7オ
ーム物性に優れた硬質ポリウレタンフォームを製造する
方法を見いだし、更に検討した結果、本発明を完成する
に至った。
すなわち、本発明は、ポリメチレンポリフェニルイソシ
アネートとモノオールとのプレポリマーヲ、ポリオール
とトリクロロモノフルオロメタンの代替物、触媒および
整泡剤の存在下で反応させることを特徴とする硬質ポリ
ウレタンフォームの製造法に関する。
本発明に用いられる有機ポリイソシアネートとしては、
ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(以下、c−
MDIという)とモノオールの単独。
または2種以上とを反応して得られたプレポリマーが用
いられ、更に必要に応じてトリレンジイソシアネート(
以下、TDIという)とポリオールとのプレポリマーも
併用できる。
本発明におけるモノオールとしては、たとえばメタノー
ル、エタノール、プロパツール、n−ブタノール、ペン
タノール、ヘキサノール、ヘプタツール、オクタツール
、フェニルアルコール等のアルコール類、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエ
ーテル。
エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、エチレングリコールドテ
シルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル
、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレン
グリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコ
ールモノ−β−クロロエチルエーテル、エチレングリコ
ールモノn−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモ
ノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、ジエチレングリコールドテシルエーテル、
ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノ−β−クロロエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノクロロヒドリン、ジエチレングリコー
ル七ノーn−ヘキシルエーテル、 ジエチレングリコー
ルモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールド
デシルエーテル、トリエチレングリコールモノーn−ブ
チルエーテル、トリエチレングリコールモノクロロヒド
リンなどのグリコールモノアルキルエーテル類、または
上記モノオールにエチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加し
たモノオールが使用できる。上記プレポリマーのアミン
当量は140〜300であり、特にアミン当量150以
上のものを使用するのが望ましい。
本発明に使用されるポリオールとしては通常の硬質ポリ
ウレタンフォームの製造に使用される、官能基数2〜8
.水酸基価300〜1000m100O/gのポリエー
テルポリオール、官能基数2〜4、水酸基価200〜5
00 mg KOH/gのポリエステルポリオールおよ
び反応性のメチロール基を有するフェノールレジン等が
用いられる。これらのポリオール類の内で特に好ましい
ものとしては、オルトトリレンジアミン、メタトリレン
ジアミン。
4.4′−ジアミノジフェニルメタンなどの芳香族ジア
ミン類を開始剤としてアルキレンオキシド、たとえばに
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキ
シド等の単独または2種以上を重合して得られる水酸基
価が300〜700mgKOH/gのポリエーテルポリ
オール、メチルグルコシドを開始剤としてアルキレンオ
キシド、たとえばエチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド等の単独または2種以上を重合し
て得られる水酸基価300〜700 mg KOH/g
のポリエーテルポリオール、トリメチロールプロパンを
開始剤としてアルキレンオキシド、たとえば!チレンオ
キシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等の単
独または2種以上を重合して得られる水酸基価が450
〜1000mg KOH/gのポリエーテルポリオール
、およびメチロール基を有するフェノールレジン化合物
であり、更に他の公知のポリオールを併用することもで
きる。
本発明における発泡剤は、R−11の代替物として用い
られるもの、たとえばHCFC−123゜HCFC−1
4lb、  ドデカフルオロペンタン等であり、特にH
CFC−123,HCFC−141bが好ましい。その
使用量は該ポリウレタンフォームの密度が15 kg/
m’以上で、かつ用途目的に応じて調整された量であり
、通常ポリオール100重量部に対して5〜150重量
部である。本発明では発泡剤と架橋剤の両機能をもつ水
や他の公知の発泡剤を併用することもできる。
本発明に使用される触媒の代表的なものを例示すると、
たとえば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、テトラメチルへキサメチレンジアミン
、ジメチルシクロヘキシルアミンなどの三級アミン類、
例えばスタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレー
ト、オクチル酸鉛等の有機金属化合物などをあげること
ができる。また、必要に応じてプロパンジアミン。
ヘキサメチレンジアミンなどの一級アミンも併用できる
。触媒は、通常ポリオール100重量部に対して0.1
−10重量部程度用いられる。
また整泡剤としては、各種のジメチルシロキサン・ポリ
アルキレンオキシドブロック共重合体(シリコン系整泡
剤)を使うことができる。整泡剤は通常ポリオール10
0重量部に対して0.2〜10重量部程度用いられる。
前述の原料から硬質ポリウレタンフォームを製造する具
体的な手段としては、原料を均一に混合できる装置であ
ればいかなるものでも良いが、例えば実験用小型ミキサ
ーや発泡機などを用いて該原料を均一に混合することに
よって硬質ポリウレタンフォームが容易に得られる。
発明の効果 本発明で得られる硬質ポリウレタンフォームは熱伝導率
が極めて小さく、例えば23℃では120〜130 X
 I O−’ kcal/mh’oである。従来のR−
11を使用して得られた硬質ポリウレタンフォームの熱
伝導率は135〜160XlO−’kcal/mh℃程
度であり、R−11の代替物、たとえばHCFC−12
3,141b等を使用した硬質ポリウレタンフォームで
は更に悪化し、140〜165 X I O−’ kc
al/mh’c程度であるので2割近くモ小さい。この
ことは、たとえば従来の硬質ポリウレタンフォームを断
熱材として用いた場合、lOCmの厚さを要したものが
8cmの断熱厚みで済むことになり極めて経済的で、た
とえば電気冷蔵庫。
ショウケース、プレハブ冷蔵庫、冷凍庫などの製造時に
断熱壁厚みの低減による内容積効率の向上、冷却用エネ
ルギーの削減などが可能である。さらに、c−MDIの
ポリオールとのプレポリマーに比べて、モノオールを使
用したプレポリマーであるため、同一アミン当量におい
ては格段に粘度が下がり、フオーム流動性等のプロセス
アビリティ−に優れ、かつ、驚くべきことに低密度での
低温寸法安定性に優れていることが明らかとなった。
衷真男 以下、比較例ならびに実施例をあげて、本発明を更に具
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。
ポリオールA:水酸基価500 mg KOH/gのト
リレンジアミン/エチレンジアミン系ポリエーテルボリ
オール ボリオールB:水酸基価550 mg KOH/gのメ
チルグルコシド系ポリエーテルポリオールポリオールC
:水酸基価880 mg KOH/gのトリメチロール
プロパン系ポリエーテルポリオール 整泡剤A:シリコン系整泡剤;信越化学工業(株)製F
−373 触媒A:テトラメチルへキサメチレンジアミン発泡剤A
IR−11 発泡剤B:HCFC−123 発泡剤C: HCFC−14lb 発泡剤Dり水 ポリイソシアネートA:c−MDI(アミン当量136
) ポリイソシアネートB:c−MDIとポリオールとのプ
レポリマー(アミン当量163)およびTDIとポリオ
ールとのプレポリマー(アミン当量145)の等量混合
物 ポリイソシアネートC:c−MDIとジエチレングリコ
ール七ツメチルエーテルとのプレポリマー(アミン当量
150)およびTDIとポリオールとのプレポリマー(
アミン当量145)の等量混合物 ポリイソシアネートD:c−MDIとジエチレングリコ
ール七ツメチルエーテルとのプレポリマー(アミン当量
200)およびTDIとポリオールとのプレポリマー(
アミン当量145)の等量混合物 ポリイソシアネートEtc−MDIとn−ヘプタツール
とのプレポリマー(アミン当量150)およびTDIと
ポリオールとのプレポリマー(アミン当量145)の等
量混合物 第1表および第2表に示される発泡処方に従って、これ
らの原料を20士ピCにした後、5秒間高速混合撹拌し
て反応させた。発泡した硬質ポリウレタンフォームは常
法に従い翌日裁断、サンプリングして諸物性を測定し、
その結果を第1表および第2表に示した。なお、熱伝導
率はANACON社モデル88測定機によって、平均温
度23℃で測定した値であり、圧縮強度は発泡方向に対
し直角方向のlO%圧縮時におけるもので、低温寸法安
定性は一30℃で24時間冷却した後の、発泡方向に対
し直角方向の寸法変化率を測定したものである。
比較例1および12はR−11を発泡剤として用いたも
ので、微細セル構造を有し、断熱特性に優れた、いわゆ
るマイクロセル処方と呼ばれるものであり、非常に低い
熱伝導率を示している。しかし、これらの処方も比較例
2および13から明らかなように、発泡剤を増やして密
度をある程度小さくすると、圧縮強度、特に低温寸法安
定性が著しく悪化し熱伝導率も若干悪くなる。これらの
処方に、比較例3および14で示すように発泡剤として
水を加えると、圧縮強度および低温寸法安定性は低密度
ながら改善されるが、今度は熱伝導率が極端に悪化して
しまう。このことはHCFC−123を用いた場合(比
較例4,15と比較例5.16)もHCFC−14]b
を用いた場合(比較例6.17と比較例7.18)も同
じことがいえる。そして、比較例8,19、比較例9,
20または比較例10.21に示したように、ポリイソ
シアネートをc−MDIからc−MDIとポリオ−ルと
のプレポリマーおよびTDIとポリオールとのプレポリ
マーの等量混合物に代え、アミン系または/およびメチ
ルグルコシド系ポリエーテルポリオールにトリメチロー
ルプロパン系ポリエーテルポリオールを混ぜることによ
って、熱伝導率。
圧縮強度、および低温寸法安定性はマイクロセル処方(
比較例1.12)に匹敵する優れた値を示している。
また、R−11の代替物を用いた場合にポリイソシアネ
ートをc−MDIとn−ヘプタツールとのプレポリマー
(アミン当量150)およびTDIとポリオールとのプ
レポリマー(アミン当量 145)の等量混合物にする
と(実施例5.10)、圧縮強度は低下するものの低温
寸法安定性と熱伝導率を保ったまま低密度化できること
が分かる。さらに、ポリイソシアネートをc−MDIと
ジエチレングリコール七ツメチルエーテルとのプレポリ
マー(アミン当量150)およびTDIとポリオールと
のプレポリマー(アミン当量145)の等量混合物にす
ると(実施例1〜3.6〜8)、マイクロセル処方(比
較例1 12)とほとんど同様の硬質ポリウレタンフォ
ームを発泡することができる。
同様の処方で、c−MDIとジエチレングリコール七ツ
メチルエーテルとのプレポリマーのアミン当量を上げた
場合は(実施例4,9)、圧縮強度。
低温寸法安定性が若干悪化するが熱伝導率を幾らか下げ
ることができる。しかしながら、発泡剤としてR−11
を用いた場合に上記のポリイソシアネートを使用すると
、得られたフオームはもろく、接着力も弱いため実用に
供することはできない(比較例11)。
(以下余白)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポリメチレンポリフェニルイソシアネートとモノオール
    とのプレポリマーを、ポリオールとトリクロロモノフル
    オロメタンの代替物、触媒および整泡剤の存在下で反応
    させることを特徴とする硬質ポリウレタンフォームの製
    造法。
JP2057796A 1990-03-08 1990-03-08 硬質ポリウレタンフォームの製造法 Pending JPH03258822A (ja)

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JP2057796A JPH03258822A (ja) 1990-03-08 1990-03-08 硬質ポリウレタンフォームの製造法
KR1019910003650A KR100188473B1 (ko) 1990-03-08 1991-03-07 폴레우레탄 발포체의 제조방법

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KR (1) KR100188473B1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004007584A1 (ja) * 2002-07-16 2004-01-22 Daikin Industries, Ltd. 低い蒸気圧を有する発泡剤、プレミックスおよび発泡体の製造方法
JP2008260836A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 独立気泡を有する硬質ポリウレタンフォームの製造方法
JP2008260841A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 独立気泡を有する硬質ポリウレタンフォーム製造用ポリイソシアネート組成物および該組成物を用いた独立気泡を有する硬質ポリウレタンフォームの製造方法

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JP2008260841A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 独立気泡を有する硬質ポリウレタンフォーム製造用ポリイソシアネート組成物および該組成物を用いた独立気泡を有する硬質ポリウレタンフォームの製造方法

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KR910016797A (ko) 1991-11-05
KR100188473B1 (ko) 1999-06-01

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