JPH0718054A - 軟質ポリウレタンフォーム - Google Patents

軟質ポリウレタンフォーム

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Publication number
JPH0718054A
JPH0718054A JP5023506A JP2350693A JPH0718054A JP H0718054 A JPH0718054 A JP H0718054A JP 5023506 A JP5023506 A JP 5023506A JP 2350693 A JP2350693 A JP 2350693A JP H0718054 A JPH0718054 A JP H0718054A
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JP
Japan
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polyisocyanate
mdi
diphenylmethane diisocyanate
polyurethane foam
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP5023506A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuji Kuribayashi
克次 栗林
Koichi Matsuo
廣一 松尾
Akira Shimoda
昭 下田
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.)
Dow Mitsubishi Kasei Ltd
Original Assignee
Dow Mitsubishi Kasei Ltd
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Publication date
Application filed by Dow Mitsubishi Kasei Ltd filed Critical Dow Mitsubishi Kasei Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】水を唯一の発泡剤として製造される、低密度で
ありながら伸び、引裂き強さ、反発弾性等の物性のバラ
ンスに優れた軟質ポリウレタンフォームを提供する。 【構成】活性水素含有化合物、発泡剤および添加剤を含
有してなる活性水素含有成分とポリイソシアネート成分
とを反応させて得られる軟質ポリウレタンフォームにお
いて、(1)ポリ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(MDI)と平均官能基数
2.9以下のポリフェニルメタンポリイソシアネート
(ポリメリックMDI)との混合物からなり、かつ、該
混合物中のジフェニルメタ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の混合比率が0.6〜
2.5、4,4’−MDI含量が45〜60重量%、
2,2’−及び2,4’−MDI異性体混合物含量が1
0〜35重量%であるイソシアネート混合物を使用する
とともに、(2)発泡剤として水を用いることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水を唯一の発泡剤とし
て製造される、低密度でありながら優れた物性を有す
る、座席等車輛部品、家具および寝具等の基材として好
適に用いられる軟質ポリウレタンフォームに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、軟質ポリウレタンフォームを製造
する場合、トリレンジイソシアネート(TDI)単独、
あるいは、TDIとポリフェニルメタンポリイソシアネ
ート(ポリメリックMDI)との混合物が使用されてき
た。しかしながら、TDIは蒸気圧、毒性が高く作業環
境に問題があるうえ、ポリオールとの反応性が低いため
硬化特性が悪く生産性が低いなどの問題に加え、フォー
ムの物性としてもヘタリ特性(圧縮永久歪)が劣るとい
う問題があった。
【0003】かかる事情に鑑み、近年、ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(MDI)系ポリイソシアネート単
独だけで軟質フォームを製造する試みがなされている。
しかしながら、オールMDIポリウレタン処方は、シス
テム液の流動性が極めて悪く、水以外に補助発泡剤を使
用しないとフォームを低密度化しにくいという問題があ
る。特開昭53−51299号には、水の補助発泡剤と
してクロロフルオロカーボン類を使用し、システム液の
流動性を改善してフォームの低密度化を図る技術が開示
されている。
【0004】一方、オゾン層破壊の問題からクロロフル
オロカーボン類の使用が規制ないし禁止される状況下に
あって、水を唯一の発泡剤として使用する検討がなされ
ている。しかしながら、軟質ポリウレタンフォームの製
造において、発泡剤として水を多量に使用するとフォー
ム安定性が悪化し、フォーム陥没等の現象が起こるなど
プロセスレンジが狭く、反発弾性、伸び、引裂き強さな
どのフォーム物性も悪化し、低密度化することが困難に
なるうえ、さらに、フォームのセル荒れ、ボイドの発生
など成形性の悪化も避けられないことが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決した、水を唯一の発泡剤として製造され
る、低密度でありながら優れた物性を有する軟質ポリウ
レタンフォームを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記実情
に鑑み鋭意検討を重ねた結果、ポリイソシアネート成分
として特定のMDI混合物を用いることにより目的とす
るポリウレタンフォームを製造できることを見出し、本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨は、
活性水素含有化合物、発泡剤および添加剤を含有する活
性水素含有成分とポリイソシアネート成分とを反応させ
て得られる軟質ポリウレタンフォームにおいて、(1)
ポリイソシアネート成分として、ジフェニルメタンジイ
ソシアネートと平均官能基数2.9以下のポリフェニル
メタンポリイソシアネートとの混合物からなり、かつ、
該混合物中のジフェニルメタ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の混合比率が0.6
〜2.5、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト含量が45〜60重量%、2,2’−及び2,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネート異性体混合物含量が
10〜35重量%であるイソシアネート混合物を使用す
るとともに、(2)発泡剤として水を用いることを特徴
とする軟質ポリウレタンフォームに存する。
【0007】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において使用するポリイソシアネート成分として
は、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)と平
均官能基数2.9以下(好ましくは、2.3〜2.9)
のポリフェニルメタンポリイソシアネート(ポリメリッ
クMDI)との混合物で、かつ、該混合物中のジフェニ
ルメタンジイソシアネートとポリフェニルメタンポリイ
ソシアネートの混合比率が0.6〜2.5、4,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MD
I)含量が45〜60重量%、2,2’−及び2,4’
−ジフェニルメタンジイソシアネート異性体(MDI異
性体)混合物含量が10〜35重量%であるイソシアネ
ート混合物が用いられる。
【0008】本発明において使用する活性水素含有成分
としての活性水素含有化合物としては、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、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトー
ル、シュクロース、トリメリット酸、エチレンジアミン
等の1種または2種以上を開始剤として、これにエチレ
ンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(P
O)、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドの
1種または2種以上を公知の方法により付加させて得ら
れる、例えば、平均官能基数2〜4、平均当量数100
0〜3000、全EO含量50重量%未満のポリエーテ
ルポリオール、あるいは、かかるポリエーテルポリオー
ルにアクリロニトリル、スチレンなどのエチレン性不飽
和モノマーの1種または2種以上を重合させて得られる
ポリマーポリオールの単独または混合物が用いられる。
さらに、かかるポリエーテルポリオールに、平均官能基
数2〜4、平均当量数1000〜3000、全EO含量
50重量%以上のポリエーテルポリオール、公知のポリ
エステルポリオール、あるいは、エポキシポリオール等
の1分子中に少なくとも2個以上の水酸基を有するポリ
オールなどを併用することもできる。上記全EO含量が
50重量%以上のポリエーテルポリオールの使用量は、
上記主ポリオール100重量部に対して、0.3〜5重
量部、好ましくは、0.5〜3重量部である。本発明に
おいては、かかる全EO含量が50重量%以上のポリエ
ーテルポリオールを主ポリオールと併用することが好ま
しい。
【0009】本発明において使用する発泡剤としては、
水が用いられる。その使用量は、活性水素含有化合物1
00重量部に対して、1〜6重量部、好ましくは、2〜
5重量部である。
【0010】本発明において使用する活性水素含有成分
としての添加剤としては、触媒、整泡剤などがあり、さ
らに、必要に応じ、架橋剤、顔料、安定剤、難燃剤、充
填剤などが用いられる。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、テトラメチルヘキ
サメチレンジアミン等のアミン系化合物、スタナスオク
トエート、ジブチル錫ジラウレート等の有機錫化合物な
どが挙げられる。整泡剤としては、公知のシリコン系整
泡剤が用いられる。
【0011】本発明において、ポリイソシアネートとポ
リオールの混合割合は、NCOインデックスとして50
〜130の範囲とされる。この値が50未満では、フォ
−ムの成形性が悪くなり、130を超えると低密度化が
困難になる。本発明においては、好ましいNCOインデ
ックスは80〜120である。
【0012】本発明においては、反応形式としては、ワ
ンショット法、プレポリマ−法または半プレポリマ−法
のいずれをも採用することができるが、特にワンショッ
ト法が好ましい。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、以
下の例において使用した反応成分は次の通りであり、特
に断わらない限り、「部」および「%」は、重量を基準
とする。 (1)ポリイソシアネート化合物 MDIにポリメリックMDIを混合し、発泡試験に使用
するポリイソシアネート化合物(A)〜(I)を調製し
た。(A)〜(I)の組成を表1および表2に示す。
(A)〜(F)は実施例に対応し、(G)〜(I)は比
較例に対応する。 (2)ポリオール成分 ポリオール1:グリセリンを開始剤としてPOとEOを
付加して得た官能基数3、当量数2330のポリエーテ
ルポリオール(EO含有量14%) ポリオール2:グリセリンを開始剤としてPOとEOを
付加して得た官能基数3、当量数1660のポリエーテ
ルポリオール(EO含有量80%) 発泡剤:水 触 媒:トリエチレンジアミンの33%ジプロピレング
リコ−ル溶液(Dabco33LV:エアプロダクト社
製) 整泡剤:シリコン系整泡剤(SRX−274C:東レシ
リコン社製)
【0014】実施例1−6および比較例1−3 表3および表4に記載の配合処方に従い、次の要領にて
軟質ポリウレタンフォ−ムを製造した。ポリオールにポ
リイソシアネート原料を除く他の全ての成分を計量して
添加し、3000回転の条件下に10秒間攪拌後、ポリ
イソシアネート化合物を添加し、同条件下に5秒間攪拌
して原料混合物を調製した。かかる原料混合物を50℃
に温度調節されたアルミ製金型(350x350x10
0mm)内に注入し、4分キュア後に成形されたフォー
ムを脱型した。得られたフォ−ムはJIS規格(K−6
301およびK−6401)に従って物性を測定した。
その結果を各表に併記した。各表に示した結果から明ら
かなように、比較例のフォームは、伸び、引裂き強さ、
反発弾性等の物性が低下しているのに対して、実施例の
フォームは、いずれも低密度でありながら、伸び、引裂
き強さ、反発弾性等の物性に優れていることがわかる。
【0015】
【発明の効果】本発明の軟質ポリウレタンフォームは、
特定のオールMDI系ポリイソシアネート化合物を水を
唯一の発泡剤として反応させて得られるため、低密度で
ありながら伸び、引裂き強さ、反発弾性等の特性低下の
ないバランスに優れた物性を有する。従って、本発明は
フロン規制に対応可能な技術として、座席等車輛部品、
家具および寝具等の基材として好適に用いられる。
【0016】
【表1】 ポリイソシアネート化合物(1) A B C D E F (MDI) 異性体含量(%) 27.6 26.5 24.7 29.3 44.7 47.5 採取量(部) 400 520 540 585 710 585 (ホ゜リメリックMDI) 4,4'- 含量(%) 42.0 35.6 33.7 42.0 42.0 42.0 平均官能基数 2.70 2.85 2.88 2.70 2.70 2.70 採取量(部) 600 480 460 415 290 415 (イソシアネート混合物) 4,4'- 含量(%) 53.2 53.5 54.6 55.0 50.7 47.0 異性体含量(%) 13.2 15.5 15.0 21.0 32.5 29.0 混合比率* 0.67 1.08 1.17 1.41 2.45 1.41 NCO含量(%) 32.2 32.2 32.2 32.6 32.9 32.6 * MDI/ホ゜リメリックMDI
【0017】
【表2】 ポリイソシアネート化合物(2)
【0018】
【表3】 配合処方とフォーム物性(1) 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6 (配合処方) ホ゜リオール 1 100 100 100 100 100 100 ホ゜リオール 2 1 1 1 1 1 1 水 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 触媒 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 整泡剤 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 イソシアネート A B C D E F 61.6 61.6 61.6 60.3 61.1 60.3 NCOインテ゛ックス 100 100 100 100 100 100 (フォーム物性) 総密度 46.0 46.0 46.0 46.2 46.0 46.1 25%圧縮硬度 25.3 24.1 23.9 23.8 26.1 17.6 伸び 122 125 130 130 133 117 引張り強さ 1.08 1.14 1.15 1.33 1.45 1.28 引裂き強さ 0.63 0.67 0.71 0.71 0.84 0.61 反発弾性 63 63 62 61 61 62 50%圧縮永久歪 5.3 4.7 4.8 5.4 6.8 5.8 単位; 総密度:kg/m3、25%圧縮硬度:kg/314cm2、伸び、
反発弾性、50%圧縮永久歪:%、引張り強さ:kg/cm2、引裂
き強さ:kg/cm
【0019】
【表4】 配合処方とフォーム物性(2) 単位; 総密度:kg/m3、25%圧縮硬度:kg/314cm2、伸び、
反発弾性、50%圧縮永久歪:%、引張り強さ:kg/cm2 引裂き強さ:kg/cm

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性水素含有化合物、発泡剤および添加
    剤を含有してなる活性水素含有成分とポリイソシアネー
    ト成分とを反応させて得られる軟質ポリウレタンフォー
    ムにおいて、 (1)ポリ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と平均官能基数2.9以下のポリフ
    ェニルメタンポリイソシアネートとの混合物からなり、
    かつ、該混合物中のジフェニルメタ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の混合比率が
    0.6〜2.5、4,4’−ジフェニルメタンジイソシ
    アネート含量が45〜60重量%、2,2’−及び2,
    4’−ジフェニルメタンジイソシアネート異性体混合物
    含量が10〜35重量%であるイソシアネート混合物を
    使用するとともに、 (2)発泡剤として水を用いることを特徴とする軟質ポ
    リウレタンフォーム。
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