JPH0794525B2 - 硬質ポリウレタンフオームの製造方法 - Google Patents

硬質ポリウレタンフオームの製造方法

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JPH0794525B2
JPH0794525B2 JP1221904A JP22190489A JPH0794525B2 JP H0794525 B2 JPH0794525 B2 JP H0794525B2 JP 1221904 A JP1221904 A JP 1221904A JP 22190489 A JP22190489 A JP 22190489A JP H0794525 B2 JPH0794525 B2 JP H0794525B2
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rigid polyurethane
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俊昭 笹原
一幸 田中
毅 池上
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Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
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Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
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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、硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関す
る、更に詳しくは、強度を著しく改良した硬質ポリウレ
タンフォームの製造方法である。
従来の技術 一般に硬質ポリウレタンフォームはその優れた断熱性、
軽量性等から建築材料、電気冷蔵庫等の保冷材として幅
広く使用されている。しかしながら、この硬質ウレタン
フォームの原材料は高価であり、従って得られたフォー
ムの価格も高価になるため価格面での制限があるのが現
状である。
硬質ポリウレタンフォームを製造するに当り、発泡剤と
してのハロゲン化炭化水素又は、水を増加して自由発泡
させれば、低密度硬質ポリウレタンフォームを得ること
ができ、従って単位体積当りのフォーム原料使用量を減
らすことができる。しかしながら、単に発泡剤の使用量
を増加させてフォーム密度を下げただけでは、得られた
ポリウレタンフォームの強度が低下し実用に耐えないも
のとなる。高い強度を持った硬質ポリウレタンフォーム
は、高官能を有するシュークローズ系ポリエーテルのよ
うなポリエーテルポリオール又は、ポリイソシアネート
を使うことによって得られることは公知の事実である
が、このような原料は粘度が高い場合が多く、実際に例
えば建築材料、電気冷蔵庫等のパネルに注入を行なった
場合、流動性が劣るため、密度が高く、従ってポリウレ
タンフォーム原料を多量に消費することになり、高価な
ものになる等の欠点があった。
低密度硬質ポリウレタンフォームを例えば、建築材料の
サンドイッチパネルや電気冷蔵庫に使用するためには、
原料の粘度が低く、得られたフォームの硬度が優れてい
ること等が要望されているが満足するものは得られてい
なかった。
発明が解決しようとする課題 本発明者等は、従来の欠点を改善するため鋭意研究検討
を重ねた結果、硬質ポリウレタンフォームの製造に際
し、ある特定のイソシアネートを使用することにより、
フォーム強度を著しく改良出来ることを見出し、本発明
に至った。
課題を解決するための手段 即ち本発明は、有機ポリイソシアネート、ポリオール、
触媒、発泡剤及び整泡剤、必要に応じて添加剤を加えて
硬質ポリウレタンフォームを製造するに際し、 有機ポリイソシアネートとして、ポリフェニルメタンポ
リイソシアネート(以下、ポリメリックMDIという)50
〜90重量%、トリレンジイソシアネートプレポリマー50
〜10重量%からなる組成のポリイソシアネートを用い、 該トリレンジイソシアネートプレポリマーが、トリレン
ジイソシアネートとペンタエリスリトールにプロピレン
オキシドを付加重合して得られる水酸基価300〜600mgKO
H/gのポリエーテルポリオールとを反応せしめたイソシ
アネート含有量が30.0〜40.0重量%であることを特徴と
する硬質ポリウレタンフォームの製造方法である。
本発明に使用することのできる有機ポリイソシアネート
としては、ポリメリックMDI50〜90重量%とトリレンジ
イソシアネートプレポリマー50〜10重量%からなるもの
で、該プレポリマーの原料として用いられるトリレンジ
イソシアネート(以下TDIという)には2,4−TDIと2,6−
TDIの2種類があるが、本発明ではこれらのどちらも使
用でき、又両者を任意の割合で混合したものも使用でき
る。
又、TDIプレポリマーの原料として用いられるポリオー
ルは、ペンタエリスリトールのプロピレンオキシド付加
重合物で水酸基価は300〜600mgKOH/gである。一般に硬
質ポリウレタンフォームの原料として広く用いられてお
り、具体的には、三洋化成(株)製サンニックスHE−40
0、旭硝子(株)エクセノール410NE等がある。これらの
ポリエーテルポリオール及びTDIからプレポリマーを製
造するに際し得られるプレポリマーのイソシアネート含
有量は、30〜40重量%が望ましく、これよりイソシアネ
ート含有量が高くなれば、充分な効果が得られず、又こ
れよりイソシアネート含有量を低くすれば、プレポリマ
ーの粘度が高くなり作業性が劣るようになる。このプレ
ポリマーとポリメリックMDIとを混合するに当たり、そ
の混合比はプレポリマー10〜50重量%、ポリメリックMD
I90〜50重量%が望ましく、これよりプレポリマーが多
くても少なくても目的とする効果は得られない。
本発明に使用することのできるポリオールとしては、少
なくとも2個の水酸基を有する化合物の1種又は2種以
上の混合物であり、例示するとエチレングリコール、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、ジグリセリン、ソルビト
ール、シュガー等の多価アルコール又は、これらのアル
キレンオキシド付加物、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン等のアルカノールアミン又は、これらのア
ルキレンオキシド付加物、エチレンジアミン、ジエチレ
ントリアミン、トリレンジアミン等のアルキレンオキシ
ド付加物、ジカルボン酸と前記多価アルコールとの反応
によって得られる液状の末端ヒドロキシポリエステル、
その他フェノールとホルムアルデヒドとの縮合から得ら
れるフェノール樹脂又は、このアルキレンオキシド付加
物等が挙げられる。又、アルキルフェノールとアルカノ
ールアミンの縮合物にアルキレンオキシドを付加したも
のも使用できる。
本発明に使用できる触媒としては、第3級アミンと金属
有機物とに分けられ、第3級アミンとしては、例えば、
トリエチルアミン、トリエタノールアミン、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、ペ
ンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルシクロヘキ
シルアミン等、又、金属有機物としては、例えば、ジブ
チル錫ジラウレート、スタナスオクトエート、テトラブ
チルチタネート等が挙げられる。勿論これらを2種類以
上併用してもよい。これらの使用量は系の反応性を考慮
して決めるべきである。
本発明に使用することのできる発泡剤としては、大別す
ると不活性低沸点溶剤、反応性発泡剤の2種類になる。
不活性低沸点溶剤としては、塩弗化アルカンが使用さ
れ、例示すると、塩化メチレン、トリクロロフロロメタ
ン、ジクロロトリフロロエタン、ジクロロモノフロロエ
タン等があり、反応性発泡剤としては、水が挙げられ
る。
本発明に使用することのできる整泡剤としては、一般に
ポリウレタンフォーム製造用のものは全て使用できる。
例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリ
オキシアルキレンアルキルアミノエーテル等のポリオキ
シアルキレン系のもの、オルガノポリシロキサン、シロ
キサンオキシアルキレンコポリマー等のシリコーン系の
ものが挙げられる。
その他必要に応じて難燃剤を添加することも可能であ
る。例示すると、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)ホスフェート等のリン酸
エステル類、三酸化アンチモン、水和アルミナオキシ塩
化アンチモン等の金属酸化物、塩化物が使用できる。
本発明の硬質ポリウレタンフォームの製造は、触媒、発
泡剤及び整泡剤、必要に応じて添加剤の存在下でポリイ
ソシアネート成分とポリオール成分とを10〜25℃で、20
00〜8000rpmで3〜10秒間撹拌、混合して直ちに成形型
に流し込む方法あるいは、自由発泡により行うことがで
きる。あるいは一般にウレタンフォーム製造設備で使用
されている低圧、または高圧発泡機を使用して発泡する
こともできる。この場合成形型又は自由発泡容器は、40
℃以上に加温しておくと発泡時間を短縮できる。
このようにして得られる硬質ポリウレタンフォームは、
圧縮強度に優れた性質を有し、従来から利用されていた
各種保温材、保冷材、電気冷蔵庫等は勿論のこと特に強
度を要求される各種建築材料の製造に適している。
実 施 例 本発明は実施例及び比較例により更に詳しく説明する。
実施例及び比較例における部及び%は、断りのない限り
各々重量部及び重量%である。
実施例.1〜9及び比較例. TDIプレポリマーの合成 プレポリマーの合成(A) 2のセパレートフラスコにコロネートT−100(日本
ポリウレタン工業(株)製、商品名、2,4−TDI)1500部
仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながらエクセノール410N
E(旭硝子(株)製、商品名、ペンタエリスリトールに
プロピレンオキシドを付加したポリエーテルポリオー
ル、水酸基価410)235.5部仕込み70℃まで昇温して約3
時間反応させ、イソシアネート含有量37.5%のプレポリ
マーを得た。これをイソシアネートAとする。
プレポリマーの合成(B) プレポリマーの合成(A)と同様にしてコロネートT−
80(日本ポリウレタン工業(株)製、商品名、2,4−TDI
/2,6−TDI=80/20比)1500部、エクセノール410NE303部
とからイソシアネート含有量35%のプレポリマーを得
た。これをイソシアネートBとする。
プレポリマーの合成(C) プレポリマーの合成(A)と同様にしてコロネートT−
65(日本ポリウレタン工業(株)製、商品名、2,4−TDI
/2,6−TDI=65/35比)1500部とエクセノール410NE373.5
部とからイソシアネート含有量32.5%のプレポリマーを
得た。これをイソシアネートCとする。
ポリオールプレミックスの調製 イソシアネートと反応させるポリオールをポリオールプ
レミックスとして調製した。
ポリエーテルポリオール1) 100 (部) 整泡剤2) 1.0 触媒3) 2.5 水 2.0 1)シュークローズ及びトリレンジアミンのプロピレン
オキシド付加物 水酸基価420 2)東レ(株)製 シリコーンSH−193 3)N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミ
ン 硬質ポリウレタンフォームの製造 自由発泡フォーム製造法 2ポリエチビーカーにポリオールプレミックス及び
表.1に示す発泡剤、イソシアネートを500g秤り取り直ぐ
にラボミキサー(500rpm)で5秒間撹拌し、25×25×25
cmの40℃に加温した上部開放のAl箱に流し込み自由発泡
フォームを得た。10分後Al箱より脱型し、室温で24時間
放置の後、圧縮強度を測定した。
圧縮強度測定法 フォームを5×5×5cmに切断し、引っ張り圧縮試験機
(オリエンテック社製UTM−10T)を使用し、10mm/分の
速度で5mm圧縮するのに要した荷重を単位面積当たりの
荷重に計算した値を10%圧縮強度とした。立ち上がりの
方向 及び垂直方向 についてそれぞれ測定した。
発明の効果 本発明のポリイソシアネート組成を使用することによ
り、硬質ポリウレタンフォームは低密度であり、優れた
圧縮強度が得られ、従来の欠点を著しく改善することが
できた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−48815(JP,A) 特開 昭50−138095(JP,A) 特開 昭63−218724(JP,A) 特開 平3−17115(JP,A) 特開 平1−215817(JP,A) 特開 平1−266121(JP,A) 特開 平3−84022(JP,A) 特公 昭44−16674(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機ポリイソシアネート、ポリオール、触
    媒、発泡剤及び整泡剤、必要に応じて添加剤を加えて硬
    質ポリウレタンフォームを製造するに際し、 有機ポリイソシアネートとして、ポリフェニルメタンポ
    リイソシアネート50〜90重量%、トリレンジイソシアネ
    ートプレポリマー50〜10重量%からなる組成のポリイソ
    シアネートを用い、 該トリレンジイソシアネートプレポリマーが、トリレン
    ジイソシアネートとペンタエリスリトールにプロピレン
    オキシドを付加重合して得られる水酸基価300〜600mgKO
    H/gのポリエーテルポリオールとを反応せしめたイソシ
    アネート含有量が30.0〜40.0重量%であることを特徴と
    する硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
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