JPH10330470A - 脂肪酸変性ポリエステルポリオール組成物 - Google Patents

脂肪酸変性ポリエステルポリオール組成物

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JPH10330470A JP9145159A JP14515997A JPH10330470A JP H10330470 A JPH10330470 A JP H10330470A JP 9145159 A JP9145159 A JP 9145159A JP 14515997 A JP14515997 A JP 14515997A JP H10330470 A JPH10330470 A JP H10330470A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低水酸基価でかつ低粘度であり、フロンに対
する溶解性が高く、硬質ウレタンフォームの原料として
使用した場合に、施工性ならびに作業性を向上させ得る
ポリエステルポリオール組成物を提供する。 【解決手段】 このポリエステルポリオール組成物は、
炭素数8〜30の脂肪酸、または、それらを成分とする
油脂または脂肪酸化合物の1種以上を含ませた状態で、
多塩基酸と多価アルコールをエステル化反応させて得ら
れる。この組成物は脂肪酸で変性されていて、低粘度で
かつフロンの溶解性が高い物性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリエステルポリオ
ール組成物(以下、単にポリエステルポリオールともい
う。)に関し、詳しくは、硬質ウレタンフォームの原料
とした場合に都合のよい、低粘度で、フロンの溶解性の
高い物性のポリエステルポリオール組成物に係わるもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、硬質ウレタンフォームは、その優
れた断熱性能により、ビルや住宅などの断熱材として広
く使用されている。硬質ウレタンフォームの製造用原料
としては、芳香族ポリイソシアネート及びポリオールの
主成分と、粘度低下剤、発泡剤、触媒、整泡剤、難燃剤
などの各種添加剤が用いられる。
【0003】上記ポリオール、粘度低下剤、発泡剤、触
媒、整泡剤、難燃剤などの混合物は総じてシステム液と
呼ばれ、システム液の粘度を下げることは施工性ならび
に作業性の観点から有利とされている。システム液の粘
度を下げる方法としては、主成分であるポリオールの粘
度を下げる以外、粘度低下剤、難燃剤等の添加剤及び、
フロン、ペンタン等の発泡剤を増量する方法が一般的で
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、添加剤
でシステム液の粘度を低下させた場合は、得られるウレ
タンフォームの物性、特に機械的強度、寸法安定性の機
械的物性が悪化する不都合がある。また、フロン等の発
泡剤を増量する方法は、地球のオゾン層を保護するため
に、フロン類、特にCFC,HCFC等のオゾン破壊係
数を持つ物質の使用は削減していくという社会的方向性
に背き好ましくない。
【0005】さらに、上記フロンを発泡剤として使用し
ているフォーマーに対して、段階的な削減が指導されて
おり、水併用が一方法として検討されている。しかし、
発泡剤として水を併用した場合、システム液の粘度上
昇、システム液の水酸基価上昇によるポリイソシアネー
ト液との液比バランスの悪化等の弊害が発生する。
【0006】上記状況において、主成分であるポリエス
テルポリオールの粘度、及び水酸基価を低下させること
はかなり有効な手段と考えられたが、ポリエステルポリ
オールの一般的樹脂性状として、粘度と水酸基価は相反
する関係にあり、水酸基価を下げた場合に粘度は上昇す
る傾向にある。本発明者は鋭意検討を重ねた結果、良好
な成果を得て本発明の完成に至った。
【0007】そこで、本発明の課題は本発明者の得た良
好な成果を利用することにより、従来のポリエステルポ
リオールを改良して、低水酸基価でかつ低粘度であり、
フロンに対する溶解性が高く、硬質ウレタンフォームの
原料として使用した場合に施工性ならびに作業性を向上
させ得るポリエステルポリオール組成物を提供すること
にある。
【0008】また、本発明の他の課題は硬質ウレタンフ
ォームを得る原料に適したポリエステルポリオール組成
物を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記した課題を達成する
ために、請求項1の発明のポリエステルポリオール組成
物は、炭素数8〜30の脂肪酸、または、それらを成分
とする油脂または脂肪酸化合物の1種以上を含ませた状
態で、多塩基酸と多価アルコールを反応させて得られ、
低粘度でかつフロンの溶解性が高い物性であることを特
徴とする。
【0010】また、前記課題を達成するための、請求項
2の発明は、前記した請求項1の発明において、炭素数
8〜30の脂肪酸、または、それらを成分とする油脂ま
たは脂肪酸化合物の1種以上の化合物が、反応混合物の
重量に対して0.5 〜40重量%の割合で反応させて得ら
れたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】すなわち本発明は、多塩基酸と多
価アルコールで反応(エステル化反応、エステル交換反
応も含む。)させる際、請求項1に記載した脂肪酸また
はそれらを主成分とする油脂または脂肪酸化合物の一種
以上を原料として使用することで、低粘度かつ低水酸基
価のポリエステルポリオール組成物を得ることができ
る。反応の際に含ませる脂肪酸等の化合物は炭素数8〜
30、好ましくは炭素数8〜22の前記した化合物が適
する。本発明で得られたポリエステルポリオール組成物
は、フロン及びペンタン等の炭化水素系溶剤の溶解性が
高い。これを原料として使用したウレタンフォームは、
表面の硬化性(以下、キュアー性という。)が上がる特
徴を有する。
【0012】本発明で上記性能を発揮する天然から得ら
れる脂肪酸としては、カプリル酸、カプリン酸、リノー
ル酸、リノレン酸、オレイン酸、ステアリン酸、パルミ
チン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、リシノール酸、エ
イコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、トール油脂
肪酸、ヘキサデセン酸、エルカ酸、メリシン酸等があげ
られ、これらの1種または2種以上を組み合わせて用い
ることができる。
【0013】また、合成された脂肪酸としては、たとえ
ば、イソカプリル酸、2−エチルヘキサン酸、イソノナ
ン酸、イソカプリン酸、イソラウリン酸、イソミリエチ
ン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、デカンジ
カルボン酸、ドデカンジカルボン酸等があげられ、これ
らの1種または2種以上を組み合わせて用いることがで
きる。
【0014】上記脂肪酸を主成分とする天然油脂として
は、トウモロコシ油、綿実油、オリーブ油、落花生油、
ナタネ油、サフラワー油、ごま油、大豆油、ヤシ油、パ
ーム油、アマニ油、ヒマシ油、トール油、桐油等に代表
される植物油、牛脂、豚脂等に代表される動物脂、鯨
油、にしん油等に代表される魚油などがあげられ、これ
らの1種または2種以上組み合わせて用いられる。
【0015】脂肪酸は飽和、不飽和に限らず、また天
然、合成に限定されるものではないし、これらを組合わ
せて使用してもよい。さらに、脂肪酸、脂肪酸エステル
類、化学合成された脂肪酸化合物より選択された2種以
上の組み合わせであっても本発明のポリエステルポリオ
ール組成物が得られる。
【0016】以下に使用する脂肪酸類は天然あるいは合
成の脂肪酸、油脂類を含む意味で用いる。上記脂肪酸類
等の反応組成物の重量に対する割合については、0.5 %
未満では樹脂の低粘度化、低水酸基価化に効果はみられ
ず、40%を越えた場合はウレタンフォームの物性が著
しく低下する。したがって、効果を発揮する範囲として
は脂肪酸が反応混合物の重量に対して0.5 〜40%の割
合が良好であるが、好ましくは1〜20%である。
【0017】また、同時に使用される多塩基酸として
は、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフ
タレンジカルボン酸、トリメリット酸、無水ピロメリッ
ト酸、アジピン酸、フマル酸、無水マレイン酸等があげ
られ、これらは1種または2種以上組み合わせて用いら
れる。
【0018】上記酸成分と反応させる多価アルコールと
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、テトラエチレングリコール、
ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプ
ロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,
2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4
−ブタンジオール、2、3−ブタンジオール、1,5−
ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、ジグセリン、ペンタエ
リスリトール、メチルグルコシド等があげられ、これら
より1種または2種以上組み合わせて用いることができ
る。
【0019】上記脂肪酸類等と多塩基酸、多価アルコー
ルとの反応は通常の反応、主としてエステル化反応によ
って行われる。すなわち、多塩基酸と多価アルコールを
エステル化触媒を用いてエステル化反応を行う際、脂肪
酸類等を投入することで、脂肪酸類等は多価アルコール
と、エステル化反応し、本発明のポリエステルポリオー
ル組成物を得ることができる。
【0020】また、エステル化反応以外の方法として
は、油脂類およびポリエステル樹脂等を多価アルコール
でエステル交換反応しても本発明のポリエステルポリオ
ール組成物を得ることができる。
【0021】本発明のポリエステルポリオールの樹脂物
性に関して、水酸基価は酸成分とアルコール成分のモル
比によって高いものから低いものまで生成することは可
能であるが、50〜500KOHmg/gが望ましい。
酸価は4.0 KOHmg/g以下、水分は0.1 %以下が望
ましい。
【0022】
【実施例】次に、本発明の実施例および比較例を説明す
る。 実施例1 ジムロート冷却器を接続した1リットルの4つ口フラス
コにヒマシ油(炭素数18のリシノール酸を主成分)3
8g(5重量%)、テレフタル酸462g、エチレング
リコール355g、触媒(有機スズ化合物)1.5 gを充
填し、混合物を攪拌しながら窒素気流下で加熱脱水反応
させる。加熱脱水反応は窒素気流下、常圧の200〜2
30℃で3〜4時間加熱した。その結果、表1の実施例
に示すポリエステルポリオールAを得た。
【0023】実施例2 ヒマシ油160g(20重量%)、テレフタル酸340
g、エチレングリコール355g、触媒(有機スズ化合
物)1.5 gを実施例1と同様の反応装置と方法で、表1
の実施例に示すポリエステルポリオールBを得た。
【0024】実施例3 ヤシ油脂肪酸(炭素数12のラウリン酸を主成分)40
g(5重量%)、無水フタル酸460g、エチレングリ
コール355g,触媒(有機スズ化合物)1.5gを実施
例1と同様の反応装置と方法で、表1の実施例に示すポ
リエステルポリオールCを得た。
【0025】実施例4 オクチル酸メチル(炭素数9)20g、リノレン酸メチ
ル(炭素数19)20g(エステルトータルで5重量
%)、テレフタル酸460g、エチレングリコール35
5g、触媒(有機スズ化合物) 1.5gを実施例1と同様
の反応装置と方法で、表1の実施例に示すポリエステル
ポリオールDを得た。
【0026】比較例1 ヒマシ油3g(0.4 重量%)、テレフタル酸497g、
エチレングリコール355g、触媒(有機スズ化合物)
1.5 gを実施例1と同様の反応装置と方法で、表1の比
較例に示すポリエステルポリオールEを得た。
【0027】比較例2 ヒマシ油370g(45重量%)、テレフタル酸130
g、エチレングリコール355g、触媒(有機スズ化合
物)1.5 gを実施例1と同様の反応装置と方法で、表1
の比較例に示すポリエステルポリオールFを得た。
【0028】比較例3 テレフタル酸500g、エチレングリコール355g、
触媒(有機スズ化合物)1.5 gを実施例1と同様の反応
装置と方法で、表1の比較例に示すポリエステルポリオ
ールGを得た。
【0029】前記した実施例1〜4および比較例1〜3
で得られた各ポリエステルポリオールの樹脂物性、フロ
ンR−141bの相溶性、ならびに、各ポリエステルポ
リオールを原料としてウレタンフォームを製造する際
の、ウレタン化反応の挙動特性を表1に示した。
【表1】
【0030】表1より、従来のポリエステルポリオール
(G)と本実施例A〜Dのポリエステルポリオールを比
較すると、実施例のポリエステルポリオールはいずれも
低水酸基価でありながら低粘度となっており、フロン類
の溶解性も高いという改良が認められた。さらに、ウレ
タンフォームにおけるウレタン樹脂化の反応挙動につい
ては、ゲルタイム(システム液とイソシアネートのミキ
シング開始から樹脂が硬化するまでの時間)からタック
フリータイム(ミキシング開始から樹脂表面のべたつき
がなくなるまでの時間)までの時間が短くなるという、
樹脂表面のキュアー性の改良が認められ、かつ、フォー
ム収縮等の物性低下はみられなかった。
【0031】また比較例1のポリエステルポリオールE
では粘度低下の効果は薄く、比較例2のポリエステルポ
リオールFでは常温でのフォーム収縮という明らかな物
性の低下がみられ、組成物重量に対し脂肪酸が0.5 〜4
0重量%の範囲外ではいずれの場合も性能向上は望めな
いことが確認された。
【0032】
【発明の効果】請求項1および請求項2のポリエステル
ポリオールは脂肪酸変性してあるため、低水酸基価でか
つ低粘度であり、フロンに対する溶解性が高い物性を有
する。したがって、このポリエステルポリオール組成物
を硬質ウレタンフォームの原料に使用した場合には、シ
ステム液の粘度上昇を抑えることができ、硬質ウレタン
フォームの製造現場での施工性ならびに作業性を向上さ
せ得る。
【0033】請求項2の発明によれば、得られたポリエ
ステルポリオールは、低粘度で、高いフロン溶解性を有
し、かつウレタンフォームの収縮もみられない良好な物
性が保持される。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素数8〜30の脂肪酸、または、それ
    らを成分とする油脂または脂肪酸化合物の1種以上を含
    ませた状態で、多塩基酸と多価アルコールを反応させて
    得られ、低粘度でかつフロンの溶解性が高い物性である
    ことを特徴とした脂肪酸変性ポリエステルポリオール組
    成物。
  2. 【請求項2】 炭素数8〜30の脂肪酸、または、それ
    らを成分とする油脂または脂肪酸化合物の1種以上の化
    合物が、反応混合物の重量に対して0.5 〜40重量%の
    割合で反応させて得られたことを特徴とした請求項1に
    記載の脂肪酸変性ポリエステルポリオール組成物。
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