JPH11322890A - 硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート及びそれを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents
硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート及びそれを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法Info
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- JPH11322890A JPH11322890A JP10156765A JP15676598A JPH11322890A JP H11322890 A JPH11322890 A JP H11322890A JP 10156765 A JP10156765 A JP 10156765A JP 15676598 A JP15676598 A JP 15676598A JP H11322890 A JPH11322890 A JP H11322890A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的強度、寸法安定性、面材・基材との接
着性等が優れた硬質ポリウレタンフォームが得られる、
硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート、及び
このポリイソシアネートを用いた硬質ポリウレタンフォ
ームの製造方法を提供する。 【解決手段】 以下に示す(A)ポリイソシアネート、
及び、(B)変性剤を反応させて得られることを特徴と
する硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート、
及びこれを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法
に解決する。 (A)以下の(a)及び(b)を含有し、(a)と
(b)の重量比が(a):(b)=20:80〜70:
30であるポリイソシアネート。 (a)ジフェニルメタンジイソシアネート。 (b)ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネー
ト。 (B)アミノ基が2級である芳香族ポリアミン。 但し、(A):(B)=98:2〜99.9:0.1
(重量比)
着性等が優れた硬質ポリウレタンフォームが得られる、
硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート、及び
このポリイソシアネートを用いた硬質ポリウレタンフォ
ームの製造方法を提供する。 【解決手段】 以下に示す(A)ポリイソシアネート、
及び、(B)変性剤を反応させて得られることを特徴と
する硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート、
及びこれを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法
に解決する。 (A)以下の(a)及び(b)を含有し、(a)と
(b)の重量比が(a):(b)=20:80〜70:
30であるポリイソシアネート。 (a)ジフェニルメタンジイソシアネート。 (b)ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネー
ト。 (B)アミノ基が2級である芳香族ポリアミン。 但し、(A):(B)=98:2〜99.9:0.1
(重量比)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、断熱材等に用いら
れる硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート、
及びこのポリイソシアネートを用いた硬質ポリウレタン
フォームの製造方法に関する。更に詳細には、機械的強
度、寸法安定性、面材・基材との接着性に優れた硬質ポ
リウレタンフォームが得られる硬質ポリウレタンフォー
ム用ポリイソシアネート及びこのポリイソシアネートを
用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。
れる硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート、
及びこのポリイソシアネートを用いた硬質ポリウレタン
フォームの製造方法に関する。更に詳細には、機械的強
度、寸法安定性、面材・基材との接着性に優れた硬質ポ
リウレタンフォームが得られる硬質ポリウレタンフォー
ム用ポリイソシアネート及びこのポリイソシアネートを
用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、硬質ポリウレタンフォームは、通
常ポリオール液とポリイソシアネート液とを、発泡剤、
触媒、及び整泡剤の存在下において、発泡させることに
より得られる。硬質ポリウレタンフォームの物性を向上
させる一つの手段として、アミン系化合物をフォーム骨
格に導入することがある。従来は、ポリオール成分にア
ミノ基及び/又はイミノ基含有の化合物を併用する場合
が多く、例えば、特開平6−228260号公報が挙げ
られる。また、アミン化合物を開始剤としたポリエーテ
ルポリオールを用いた特開平6−316621号公報等
が挙げられる。
常ポリオール液とポリイソシアネート液とを、発泡剤、
触媒、及び整泡剤の存在下において、発泡させることに
より得られる。硬質ポリウレタンフォームの物性を向上
させる一つの手段として、アミン系化合物をフォーム骨
格に導入することがある。従来は、ポリオール成分にア
ミノ基及び/又はイミノ基含有の化合物を併用する場合
が多く、例えば、特開平6−228260号公報が挙げ
られる。また、アミン化合物を開始剤としたポリエーテ
ルポリオールを用いた特開平6−316621号公報等
が挙げられる。
【0003】しかしながら、特開平6−228260号
公報のように、アミン系化合物をポリオール成分に用い
て、アミン骨格をフォーム骨格に導入した硬質ポリウレ
タンフォームは、そうでない硬質ポリウレタンフォーム
と比較すると、機械的強度が向上する反面、寸法安定性
の悪化、面材・基材との接着性の低下等の問題が発生し
やすい。また、特開平6−316621号公報では、イ
ソシアネート基とアミノ基との反応によるウレア基が生
成しないため、フォーム物性の向上に寄与する効果は低
いものである。
公報のように、アミン系化合物をポリオール成分に用い
て、アミン骨格をフォーム骨格に導入した硬質ポリウレ
タンフォームは、そうでない硬質ポリウレタンフォーム
と比較すると、機械的強度が向上する反面、寸法安定性
の悪化、面材・基材との接着性の低下等の問題が発生し
やすい。また、特開平6−316621号公報では、イ
ソシアネート基とアミノ基との反応によるウレア基が生
成しないため、フォーム物性の向上に寄与する効果は低
いものである。
【0004】
【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、機
械的強度、寸法安定性、面材・基材との接着性等が優れ
た硬質ポリウレタンフォームが得られる、硬質ポリウレ
タンフォーム用ポリイソシアネート、及びこのポリイソ
シアネートを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方
法を提供することである。
械的強度、寸法安定性、面材・基材との接着性等が優れ
た硬質ポリウレタンフォームが得られる、硬質ポリウレ
タンフォーム用ポリイソシアネート、及びこのポリイソ
シアネートを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方
法を提供することである。
【0005】
【問題点を解決するための手段】すなわち本発明は、
(1) 以下に示す(A)ポリイソシアネート、及び、
(B)変性剤を反応させて得られることを特徴とする硬
質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネートである。 (A)以下の(a)及び(b)を含有し、(a)と
(b)の重量比が(a):(b)=20:80〜70:
30であるポリイソシアネート。 (a)ジフェニルメタンジイソシアネート。 (b)ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネー
ト。 (B)アミノ基が2級である芳香族ポリアミン。 但し、(A):(B)=98:2〜99.9:0.1
(重量比)
(1) 以下に示す(A)ポリイソシアネート、及び、
(B)変性剤を反応させて得られることを特徴とする硬
質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネートである。 (A)以下の(a)及び(b)を含有し、(a)と
(b)の重量比が(a):(b)=20:80〜70:
30であるポリイソシアネート。 (a)ジフェニルメタンジイソシアネート。 (b)ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネー
ト。 (B)アミノ基が2級である芳香族ポリアミン。 但し、(A):(B)=98:2〜99.9:0.1
(重量比)
【0006】また本発明は、(2) 前記(1)のポリ
イソシアネートと、活性水素基含有化合物とを、発泡
剤、触媒、整泡剤の存在下で発泡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方法である。
イソシアネートと、活性水素基含有化合物とを、発泡
剤、触媒、整泡剤の存在下で発泡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方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】最初に本発明の硬質ポリウレタン
フォーム用ポリイソシアネートについて説明する。本発
明に用いられる(A)ポリイソシアネートは、(a)ジ
フェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと略記
する)及び(b)ポリフェニレンポリメチレンポリイソ
シアネート(以下、ポリメリックMDIと略記する)を
含有するものである。(a)MDIは、1分子中にベン
ゼン環を2個有するもので、2核体と言われているもの
である。また、(b)ポリメリックMDIは、1分子中
に、ベンゼン環及びイソシアネート基を3個以上有する
もので、多核体と言われているものである。
フォーム用ポリイソシアネートについて説明する。本発
明に用いられる(A)ポリイソシアネートは、(a)ジ
フェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと略記
する)及び(b)ポリフェニレンポリメチレンポリイソ
シアネート(以下、ポリメリックMDIと略記する)を
含有するものである。(a)MDIは、1分子中にベン
ゼン環を2個有するもので、2核体と言われているもの
である。また、(b)ポリメリックMDIは、1分子中
に、ベンゼン環及びイソシアネート基を3個以上有する
もので、多核体と言われているものである。
【0008】(a)MDIを構成する異性体は、2,
2′−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、2,
2′−MDIと略記する)、2,4′−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(以下、2,4′−MDIと略記す
る)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート
(以下、4,4′−MDIと略記する)の3種類であ
る。MDIの異性体構成比は特に限定はないが、4,
4′−MDI含有量が90重量%以上であるほうが、得
られる硬質ポリウレタンフォームの強度が向上するので
好ましい。
2′−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、2,
2′−MDIと略記する)、2,4′−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(以下、2,4′−MDIと略記す
る)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート
(以下、4,4′−MDIと略記する)の3種類であ
る。MDIの異性体構成比は特に限定はないが、4,
4′−MDI含有量が90重量%以上であるほうが、得
られる硬質ポリウレタンフォームの強度が向上するので
好ましい。
【0009】本発明における(a)MDIと(b)ポリ
メリックMDIの割合は、(a):(b)=20:80
〜70:30(重量比)、好ましくは25:75〜6
5:35(重量比)である。(a)が下限未満の場合
は、発泡時の施工性が低下しやすくなる。また、(a)
が上限を越える場合は、硬質ポリウレタンフォームの機
械的強度が低下しやすくなる。
メリックMDIの割合は、(a):(b)=20:80
〜70:30(重量比)、好ましくは25:75〜6
5:35(重量比)である。(a)が下限未満の場合
は、発泡時の施工性が低下しやすくなる。また、(a)
が上限を越える場合は、硬質ポリウレタンフォームの機
械的強度が低下しやすくなる。
【0010】その他、本発明には(A)ポリイソシアネ
ートとして、MDI、ポリメリックMDI以外のポリイ
ソシアネートを必要に応じて併用してもよい。例えば、
2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレン
ジイソシアネート、キシレン−1,4−ジイソシアネー
ト、キシレン−1,3−ジイソシアネート、2−ニトロ
ジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−
ジフェニルプロパン−4,4′−ジイソシアネート、
3,3′−ジメチルジフェニルメタン−4,4′−ジイ
ソシアネート、4,4′−ジフェニルプロパンジイソシ
アネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェ
ニレンジイソシアネート、ナフチレン−1,4−ジイソ
シアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、
3,3′−ジメトキシジフェニル−4,4′−ジイソシ
アネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、3−メチル−1,5−ペンタ
ンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪
族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水
素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジ
イソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシア
ネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、これ
らのポリメリック体、これらのウレタン変性体、ウレア
変性体、アロファネート変性体、ビウレット変性体、カ
ルボジイミド変性体、ウレトンイミン変性体、ウレトジ
オン変性体、イソシアヌレート変性体、更にこれらの2
種以上の混合物が挙げられる。
ートとして、MDI、ポリメリックMDI以外のポリイ
ソシアネートを必要に応じて併用してもよい。例えば、
2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレン
ジイソシアネート、キシレン−1,4−ジイソシアネー
ト、キシレン−1,3−ジイソシアネート、2−ニトロ
ジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−
ジフェニルプロパン−4,4′−ジイソシアネート、
3,3′−ジメチルジフェニルメタン−4,4′−ジイ
ソシアネート、4,4′−ジフェニルプロパンジイソシ
アネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェ
ニレンジイソシアネート、ナフチレン−1,4−ジイソ
シアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、
3,3′−ジメトキシジフェニル−4,4′−ジイソシ
アネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、3−メチル−1,5−ペンタ
ンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪
族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水
素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジ
イソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシア
ネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、これ
らのポリメリック体、これらのウレタン変性体、ウレア
変性体、アロファネート変性体、ビウレット変性体、カ
ルボジイミド変性体、ウレトンイミン変性体、ウレトジ
オン変性体、イソシアヌレート変性体、更にこれらの2
種以上の混合物が挙げられる。
【0011】本発明に用いられる(B)変性剤は、アミ
ノ基が2級である芳香族ポリアミンである。アミノ基が
2級であるため、生成するウレア基の水素結合の大きさ
はあまり大きくならない。このため、得られるポリイソ
シアネートの粘度が高くなりすぎることなく、また、濁
りも生じることがない。また、芳香環骨格そのものも、
機械的強度向上に寄与する。アミノ基が1級である場
合、水素結合の強いウレア基が生成するため、得られる
ポリイソシアネートの粘度が大きくなりすぎたり、濁り
が生じやすくなる。アミノ基が3級の場合は、芳香環骨
格がポリイソシアネートに導入されないことになるた
め、得られるフォームの機械的強度が小さくなりやす
い。また、ポリアミンの骨格が脂肪族又は脂環族である
場合は、得られる硬質ポリウレタンフォームの強度が不
十分となりやすく、また、イソシアネート基との反応性
が大きすぎるので、発泡時の反応の制御が困難になりや
すい。
ノ基が2級である芳香族ポリアミンである。アミノ基が
2級であるため、生成するウレア基の水素結合の大きさ
はあまり大きくならない。このため、得られるポリイソ
シアネートの粘度が高くなりすぎることなく、また、濁
りも生じることがない。また、芳香環骨格そのものも、
機械的強度向上に寄与する。アミノ基が1級である場
合、水素結合の強いウレア基が生成するため、得られる
ポリイソシアネートの粘度が大きくなりすぎたり、濁り
が生じやすくなる。アミノ基が3級の場合は、芳香環骨
格がポリイソシアネートに導入されないことになるた
め、得られるフォームの機械的強度が小さくなりやす
い。また、ポリアミンの骨格が脂肪族又は脂環族である
場合は、得られる硬質ポリウレタンフォームの強度が不
十分となりやすく、また、イソシアネート基との反応性
が大きすぎるので、発泡時の反応の制御が困難になりや
すい。
【0012】硬質ポリウレタンフォームを製造するに当
たって、フォームの機械的強度が向上するため、従来は
アミン化合物をポリオールに添加する方法が用いられて
いた。しかし、従来の方法で得られた硬質ポリウレタン
フォームは、面材・基材との接着性が不十分であった。
これは、発泡反応時において、イソシアネート基とアミ
ノ基との反応が、イソシアネート基と水酸基との反応よ
り優先するため、ウレア基が反応系内に均一に存在せ
ず、この結果、接着性が低下するためと推測される。本
発明では、あらかじめ2級アミノ基とイソシアネート基
を反応させているので、得られる硬質ポリウレタンフォ
ームにウレア基が均一に存在するため、接着性は低下し
ないと推測される。
たって、フォームの機械的強度が向上するため、従来は
アミン化合物をポリオールに添加する方法が用いられて
いた。しかし、従来の方法で得られた硬質ポリウレタン
フォームは、面材・基材との接着性が不十分であった。
これは、発泡反応時において、イソシアネート基とアミ
ノ基との反応が、イソシアネート基と水酸基との反応よ
り優先するため、ウレア基が反応系内に均一に存在せ
ず、この結果、接着性が低下するためと推測される。本
発明では、あらかじめ2級アミノ基とイソシアネート基
を反応させているので、得られる硬質ポリウレタンフォ
ームにウレア基が均一に存在するため、接着性は低下し
ないと推測される。
【0013】本発明に用いられる変性剤(B)として
は、例えば式1〜3に示されるようなものが挙げられ
る。
は、例えば式1〜3に示されるようなものが挙げられ
る。
【0014】
【化1】
【0015】
【化2】
【0016】
【化3】
【0017】本発明において、(A)ポリイソシアネー
トと(B)変性剤の重量比は、(A):(B)=98:
2〜99.9:0.1であり、好ましくは(A):
(B)=98.5:1.5〜99.7:0.3であり、
更に好ましくは(A):(B)=99:1〜99.5:
0.5である。(B)が下限未満の場合は、強度が向上
しにくくなる。また、(B)が上限を越える場合は、得
られる硬質ポリウレタンフォームが脆くなりやすく、ま
た、寸法安定性や接着性も低下しやすくなる。
トと(B)変性剤の重量比は、(A):(B)=98:
2〜99.9:0.1であり、好ましくは(A):
(B)=98.5:1.5〜99.7:0.3であり、
更に好ましくは(A):(B)=99:1〜99.5:
0.5である。(B)が下限未満の場合は、強度が向上
しにくくなる。また、(B)が上限を越える場合は、得
られる硬質ポリウレタンフォームが脆くなりやすく、ま
た、寸法安定性や接着性も低下しやすくなる。
【0018】本発明では、必要に応じて(B)の変性剤
として、芳香族2級アミン化合物以外の活性水素基含有
化合物を併用してもよい。(B)変性剤以外の活性水素
基含有化合物としては、例えば以下のようなものが挙げ
られる。 ・低分子モノオール類:メタノール、エタノール、ノル
マルプロパノール、イソプロパノール、ノルマルブタノ
ール、sec−ブタノール、ter−ブタノール、フェ
ノール、シクロヘキサノール等 ・低分子ポリオール類:エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プ
ロパンジオール、ジ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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキ
サンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノ
ナンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−
1,5−ペンタンジオール、シクロヘキサン−1,4−
ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、ビ
スフェノールA、水素添加ビスフェノールA、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、
ソルビトール、シュークローズ、グルコース、フラクト
ース等 ・ポリエステルポリオール類やポリエステルアミドポリ
オール類:上記の低分子ポリオール類、低分子ポリアミ
ン類、低分子アミノアルコール類の1種類以上と、コハ
ク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、テレフ
タル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ヘキサヒドロ
テレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒド
ロオルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリ
ット酸等のポリカルボン酸、酸エステル、酸無水物、酸
ハライド等の1種以上の縮合反応から得られるもの。 ・ラクトン系のポリエステルポリオール又はポリエステ
ルモノオール類:上記の低分子モノオール類、低分子ポ
リオール類、低分子ポリアミン類、低分子アミノアルコ
ール類の1種類以上を開始剤として、ε−カプロラクト
ン等の環状エステル(ラクトン)モノマーの開環重合で
得られるもの。 ・ポリカーボネートポリオール類:上記の低分子ポリオ
ール類と、ジエチレンカーボネート、ジメチルカーボネ
ート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート
等との縮合反応で得られるもの。 ・ポリエーテルポリオール又はポリエーテルモノオール 上記の低分子モノオール類、低分子ポリオール類、低分
子モノアミン、低分子ポリアミン類、低分子アミノアル
コール類を開始剤として、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイド等のアルキレンオキサイド類、アルキル
グリシジルエーテル類、アリールグリシジルエーテル
類、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類等の単品や
混合物を開環重合させたポリエーテルポリオール又はポ
リエーテルモノオール。
として、芳香族2級アミン化合物以外の活性水素基含有
化合物を併用してもよい。(B)変性剤以外の活性水素
基含有化合物としては、例えば以下のようなものが挙げ
られる。 ・低分子モノオール類:メタノール、エタノール、ノル
マルプロパノール、イソプロパノール、ノルマルブタノ
ール、sec−ブタノール、ter−ブタノール、フェ
ノール、シクロヘキサノール等 ・低分子ポリオール類:エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プ
ロパンジオール、ジ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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキ
サンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノ
ナンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−
1,5−ペンタンジオール、シクロヘキサン−1,4−
ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、ビ
スフェノールA、水素添加ビスフェノールA、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、
ソルビトール、シュークローズ、グルコース、フラクト
ース等 ・ポリエステルポリオール類やポリエステルアミドポリ
オール類:上記の低分子ポリオール類、低分子ポリアミ
ン類、低分子アミノアルコール類の1種類以上と、コハ
ク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、テレフ
タル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ヘキサヒドロ
テレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒド
ロオルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリ
ット酸等のポリカルボン酸、酸エステル、酸無水物、酸
ハライド等の1種以上の縮合反応から得られるもの。 ・ラクトン系のポリエステルポリオール又はポリエステ
ルモノオール類:上記の低分子モノオール類、低分子ポ
リオール類、低分子ポリアミン類、低分子アミノアルコ
ール類の1種類以上を開始剤として、ε−カプロラクト
ン等の環状エステル(ラクトン)モノマーの開環重合で
得られるもの。 ・ポリカーボネートポリオール類:上記の低分子ポリオ
ール類と、ジエチレンカーボネート、ジメチルカーボネ
ート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート
等との縮合反応で得られるもの。 ・ポリエーテルポリオール又はポリエーテルモノオール 上記の低分子モノオール類、低分子ポリオール類、低分
子モノアミン、低分子ポリアミン類、低分子アミノアル
コール類を開始剤として、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイド等のアルキレンオキサイド類、アルキル
グリシジルエーテル類、アリールグリシジルエーテル
類、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類等の単品や
混合物を開環重合させたポリエーテルポリオール又はポ
リエーテルモノオール。
【0019】本発明の硬質ポリウレタンフォーム用ポリ
イソシアネートの製造方法は、公知の方法が用いられ
る。例えば、(A)ポリイソシアネートの全量と(B)
変性剤の全量を一度に反応させる方法、(A)ポリイソ
シアネートの一部を(B)変性剤の全量と反応させた
後、残りの(A)ポリイソシアネートを配合する方法等
が挙げられる。また、反応温度は10〜120℃、好ま
しくは30〜100℃である。また、反応時には、必要
によりジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラ
ウレート等の有機金属化合物や、トリエチレンジアミン
やトリエチルアミン等の有機アミンやその塩等の触媒を
用いてもよい。なお、触媒を用いない場合では100℃
以上、触媒を用いる場合では80℃以上で反応させる
と、ポリイソシアネートにビウレット基が形成され、架
橋点が多くなり、硬質ポリウレタンフォームの低密度化
・高強度化により効果があるので好ましくなる。
イソシアネートの製造方法は、公知の方法が用いられ
る。例えば、(A)ポリイソシアネートの全量と(B)
変性剤の全量を一度に反応させる方法、(A)ポリイソ
シアネートの一部を(B)変性剤の全量と反応させた
後、残りの(A)ポリイソシアネートを配合する方法等
が挙げられる。また、反応温度は10〜120℃、好ま
しくは30〜100℃である。また、反応時には、必要
によりジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラ
ウレート等の有機金属化合物や、トリエチレンジアミン
やトリエチルアミン等の有機アミンやその塩等の触媒を
用いてもよい。なお、触媒を用いない場合では100℃
以上、触媒を用いる場合では80℃以上で反応させる
と、ポリイソシアネートにビウレット基が形成され、架
橋点が多くなり、硬質ポリウレタンフォームの低密度化
・高強度化により効果があるので好ましくなる。
【0020】このようにして得られた本発明の硬質ポリ
ウレタンフォーム用ポリイソシアネートのイソシアネー
ト含量は、25〜33重量%、好ましくは26〜32重
量%である。
ウレタンフォーム用ポリイソシアネートのイソシアネー
ト含量は、25〜33重量%、好ましくは26〜32重
量%である。
【0021】本発明の硬質ポリウレタンフォーム用ポリ
イソシアネートには、必要に応じて乳化剤、界面活性
剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、難燃剤、可塑
剤、顔料・染料、抗菌剤・抗カビ剤等の公知の各種添加
剤や助剤を添加することができる。
イソシアネートには、必要に応じて乳化剤、界面活性
剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、難燃剤、可塑
剤、顔料・染料、抗菌剤・抗カビ剤等の公知の各種添加
剤や助剤を添加することができる。
【0022】次に本発明の硬質ポリウレタンフォームの
製造方法について説明する。本発明の硬質ポリウレタン
フォームの製造方法は、前述までのポリイソシアネート
と活性水素基含有化合物とを、発泡剤、触媒、整泡剤の
存在下で発泡させることを特徴とするものである。
製造方法について説明する。本発明の硬質ポリウレタン
フォームの製造方法は、前述までのポリイソシアネート
と活性水素基含有化合物とを、発泡剤、触媒、整泡剤の
存在下で発泡させることを特徴とするものである。
【0023】本発明で用いられる活性水素基含有化合物
としては、1分子中に2個以上の水酸基、アミノ基、メ
ルカプト基等の活性水素基を有する化合物であり、例え
ば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリ
オール、ポリアミド−エステルポリオール、ポリエーテ
ル−エステルポリオール、アミノ基末端ポリエーテル、
ポリアミドポリアミン、低分子量のポリオール、ポリア
ミン、アミノアルコール等が挙げられ、これらは単品又
は混合物として用いられる。本発明では、イソシアネー
ト基との反応性を考慮すると活性水素基は、水酸基が好
ましい。
としては、1分子中に2個以上の水酸基、アミノ基、メ
ルカプト基等の活性水素基を有する化合物であり、例え
ば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリ
オール、ポリアミド−エステルポリオール、ポリエーテ
ル−エステルポリオール、アミノ基末端ポリエーテル、
ポリアミドポリアミン、低分子量のポリオール、ポリア
ミン、アミノアルコール等が挙げられ、これらは単品又
は混合物として用いられる。本発明では、イソシアネー
ト基との反応性を考慮すると活性水素基は、水酸基が好
ましい。
【0024】ポリエーテルポリオールは、低分子量のポ
リオール、ポリアミン、アミノアルコール、糖類等を開
始剤として、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド等のアルキレンオキサイドや環状エーテルを付加させ
て得られるものである。
リオール、ポリアミン、アミノアルコール、糖類等を開
始剤として、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド等のアルキレンオキサイドや環状エーテルを付加させ
て得られるものである。
【0025】ポリエステルポリオールは、低分子量のポ
リオールとポリカルボン酸(あるいは酸ハライド、アル
キルエステル、酸無水物等の誘導体)との縮重合させて
得られるものやラクトン等の環状エステルを開環重合さ
せて得られるものである。
リオールとポリカルボン酸(あるいは酸ハライド、アル
キルエステル、酸無水物等の誘導体)との縮重合させて
得られるものやラクトン等の環状エステルを開環重合さ
せて得られるものである。
【0026】本発明に用いられる活性水素基含有化合物
における活性水素基含有量は、水酸基価に換算して20
〜1,000KOHmg/gであり、目的に応じて適宜
選択される。
における活性水素基含有量は、水酸基価に換算して20
〜1,000KOHmg/gであり、目的に応じて適宜
選択される。
【0027】本発明に用いられる発泡剤としては、水、
ジクロロトリフルオロエタン(HCFC−123)、ジ
クロロフルオロエタン(HCFC−141b)、テトラ
フルオロエタン(HFC−134a)、クロロジフルオ
ロメタン(HCFC−22)、ペンタン、シクロペンタ
ン、パーフルオロカーボン、ギ酸、ギ酸エステル等が挙
げられる。本発明では、少なくとも発泡剤に水を用いる
ことが好ましく、水の使用量は、活性水素基含有化合物
100部に対して、1〜5部が好ましく、更には1.5
〜4.5部が好ましい。
ジクロロトリフルオロエタン(HCFC−123)、ジ
クロロフルオロエタン(HCFC−141b)、テトラ
フルオロエタン(HFC−134a)、クロロジフルオ
ロメタン(HCFC−22)、ペンタン、シクロペンタ
ン、パーフルオロカーボン、ギ酸、ギ酸エステル等が挙
げられる。本発明では、少なくとも発泡剤に水を用いる
ことが好ましく、水の使用量は、活性水素基含有化合物
100部に対して、1〜5部が好ましく、更には1.5
〜4.5部が好ましい。
【0028】本発明に用いられる触媒としては、反応速
度調整のため、当業界で公知の各種の触媒を用いる。具
体的には、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ト
リブチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモ
ルホリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N′,
N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,
N′,N′,N″−ペンタメチルジエチレントリアミ
ン、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ト
リエチレンジアミン、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,
4,0)ウンデセン−7、1,2−ジメチルイミダゾー
ル、1−ブチル−2−メチルイミダゾール等の3級アミ
ン、ジメチルエタノールアミン、N−トリオキシエチレ
ン−N,N−ジメチルアミン、N,N−ジメチル−N−
ヘキサノールアミン等の反応型3級アミン又はこれらの
有機酸塩、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウ
レート、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸カリウム、オクチ
ル酸鉛等の有機金属化合物等が挙げられる。触媒の配合
量は、活性水素基含有化合物100重量部に対し0.0
05〜5重量部が好ましい。また、オクチル酸カリウ
ム、オクチル酸鉛等は、フォームの強度や耐熱性向上に
効果のあるイソシアヌレート基生成機能があるので、好
ましい触媒である。
度調整のため、当業界で公知の各種の触媒を用いる。具
体的には、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ト
リブチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモ
ルホリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N′,
N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,
N′,N′,N″−ペンタメチルジエチレントリアミ
ン、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ト
リエチレンジアミン、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,
4,0)ウンデセン−7、1,2−ジメチルイミダゾー
ル、1−ブチル−2−メチルイミダゾール等の3級アミ
ン、ジメチルエタノールアミン、N−トリオキシエチレ
ン−N,N−ジメチルアミン、N,N−ジメチル−N−
ヘキサノールアミン等の反応型3級アミン又はこれらの
有機酸塩、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウ
レート、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸カリウム、オクチ
ル酸鉛等の有機金属化合物等が挙げられる。触媒の配合
量は、活性水素基含有化合物100重量部に対し0.0
05〜5重量部が好ましい。また、オクチル酸カリウ
ム、オクチル酸鉛等は、フォームの強度や耐熱性向上に
効果のあるイソシアヌレート基生成機能があるので、好
ましい触媒である。
【0029】本発明に用いられる整泡剤は当業界で公知
の有機ケイ素系界面活性剤であり、例えば日本ユニカー
社製のL−5340、L−5420、トーレダウコーニ
ング社製のSH−193、信越シリコーン社製のF−3
05、F−341、ゴールドシュミット社製のB−84
04等が挙げられる。整泡剤の配合量は、活性水素基含
有化合物100重量部に対し0.2〜5重量部が好まし
い。
の有機ケイ素系界面活性剤であり、例えば日本ユニカー
社製のL−5340、L−5420、トーレダウコーニ
ング社製のSH−193、信越シリコーン社製のF−3
05、F−341、ゴールドシュミット社製のB−84
04等が挙げられる。整泡剤の配合量は、活性水素基含
有化合物100重量部に対し0.2〜5重量部が好まし
い。
【0030】発泡剤、触媒、整泡剤は、あらかじめ活性
水素基含有化合物と配合して使用することになる。な
お、触媒、整泡剤は、種類によってはポリイソシアネー
トに配合しておくこともできる。
水素基含有化合物と配合して使用することになる。な
お、触媒、整泡剤は、種類によってはポリイソシアネー
トに配合しておくこともできる。
【0031】本発明の硬質ポリウレタンフォーム用ポリ
イソシアネートの製造方法においては、必要に応じて乳
化剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填
剤、難燃剤、可塑剤、顔料・染料、抗菌剤・抗カビ剤等
の公知の各種添加剤や助剤を用いることができる。
イソシアネートの製造方法においては、必要に応じて乳
化剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填
剤、難燃剤、可塑剤、顔料・染料、抗菌剤・抗カビ剤等
の公知の各種添加剤や助剤を用いることができる。
【0032】具体的な硬質ポリウレタンフォームの発泡
手順は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うこと
ができ、モールド発泡やスプレー発泡等により硬質ポリ
ウレタンフォームが得られる。
手順は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うこと
ができ、モールド発泡やスプレー発泡等により硬質ポリ
ウレタンフォームが得られる。
【0033】
【発明の効果】従来の硬質ポリウレタンフォーム用ポリ
イソシアネートと比較すると、本発明のポリイソシアネ
ートは、機械的強度、寸法安定性、面材・基材との接着
性が良好な硬質ポリウレタンフォームが得られることが
分かった。本発明によって得られた硬質ポリウレタンフ
ォームは、パネル、電気冷蔵庫等の各種断熱材、スプレ
ー発泡等に適用できる。
イソシアネートと比較すると、本発明のポリイソシアネ
ートは、機械的強度、寸法安定性、面材・基材との接着
性が良好な硬質ポリウレタンフォームが得られることが
分かった。本発明によって得られた硬質ポリウレタンフ
ォームは、パネル、電気冷蔵庫等の各種断熱材、スプレ
ー発泡等に適用できる。
【0034】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、実施例及び比較例中において、「部」は「重量
部」、「%」は「重量%」を示す。
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、実施例及び比較例中において、「部」は「重量
部」、「%」は「重量%」を示す。
【0035】〔硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシ
アネートの合成〕 実施例1 攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計を備えた反応器
に、P−MDI(1)を99.5部、変性剤を0.5部
仕込み、攪拌しながら60℃にて4時間反応させ、硬質
ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネートP−1を得
た。P−1のNCO基含有量は31.0%であった。
アネートの合成〕 実施例1 攪拌機、冷却管、窒素導入管、温度計を備えた反応器
に、P−MDI(1)を99.5部、変性剤を0.5部
仕込み、攪拌しながら60℃にて4時間反応させ、硬質
ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネートP−1を得
た。P−1のNCO基含有量は31.0%であった。
【0036】実施例2 実施例1と同様にして、表1に示す原料、仕込み比で硬
質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネートP−2を
得た。
質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネートP−2を
得た。
【0037】比較例1 P−MDI(1)をそのまま、硬質ポリウレタンフォー
ム用ポリイソシアネートP−3とした。
ム用ポリイソシアネートP−3とした。
【0038】
【表1】
【0039】実施例1、2、比較例1、表1において P−MDI(1):MDI/ポリメリックMDI=40/60(重量比) MDI中の4,4′−MDI含有量=99% イソシアネート含量=31.2% P−MDI(2):MDI/ポリメリックMDI=30/70(重量比) MDI中の4,4′−MDI含有量=99% イソシアネート含量=30.8% 変性剤 :アミン当量=155(g/equiv) ビス(N−アルキルアミノフェニル)メタン
【0040】〔ポリオールプレミックスの調製〕 調整例1、2 表2に示す配合で、ポリオールプレミックスを調製し
た。
た。
【0041】
【表2】
【0042】表2において ポリオール(1) :ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルポリオール 平均官能基数=2.0 水酸基価=250mgKOH/g ポリオール(2) :マンニッヒ系ポリエーテルポリオール 平均官能基数=2.3 水酸基価=450mgKOH/g ポリオール(3) :開始剤=トリレンジアミンのポリ(オキシプロピレン)ポ リオール 平均官能基数=2.0 水酸基価=450mgKOH/g ポリオール(4) :開始剤=トリレンジアミンのポリ(オキシプロピレン)ポ リオール 平均官能基数=2.0 水酸基価=350mgKOH/g HCFC−141b:ジクロロフルオロエタン TCPP :トリス(β−クロロプロピル)ホスフェート 触媒(1) :オクチル酸カリウム塩 触媒(2) :オクチル酸鉛塩 触媒(3) :Toyocat−L33、アミン系触媒(東ソー製) 触媒(4) :Toyocat−ET、アミン系触媒(東ソー製) SZ−1642 :シリコン系整泡剤(日本ユニカー製) F−338 :シリコン系整泡剤(信越化学工業製)
【0043】〔硬質ポリウレタンフォームの製造〕 実施例3〜5、比較例2、3 実施例3、4及び比較例2、3はイソシアヌレート処
方、実施例5はウレタン処方により発泡させて評価し
た。 反応性試験 表3に示す割合でポリイソシアネート(液温:20℃)
とポリオールプレミックス(液温:20℃)を配合し、
フリー発泡させて反応性をチェックした。結果を表3に
示す。 寸法安定性、強度、接着性測定試験 表3に示す割合でポリイソシアネート(液温:20℃)
とポリオールプレミックス(液温:20℃)を配合し、
あらかじめ内側にアルミペーパーをセットし、かつ、6
0℃に温度調節したモールドに配合液を流し込み、10
分後脱型して硬質ポリウレタンフォームを得た。この硬
質ポリウレタンフォームの寸法安定性、圧縮強度、接着
性を測定した。結果を表3に示す。 寸法安定性測定用サンプル モールドサイズ(内径):60mm×500mm×500mm 経時条件 :150℃/2日 90℃/2日 70℃×95%RH/2日 −20℃/2日 体積の変化を測定。絶対値が小さいほど良好。 圧縮強度、接着性測定用サンプル モールドサイズ(内径):35mm×500mm×50
0mm 圧縮強度は、サンプルのコアの部分を測定。(JIS
A−9526準拠)接着性は、フォーム/アルミペーパ
ー間の接着力を測定。
方、実施例5はウレタン処方により発泡させて評価し
た。 反応性試験 表3に示す割合でポリイソシアネート(液温:20℃)
とポリオールプレミックス(液温:20℃)を配合し、
フリー発泡させて反応性をチェックした。結果を表3に
示す。 寸法安定性、強度、接着性測定試験 表3に示す割合でポリイソシアネート(液温:20℃)
とポリオールプレミックス(液温:20℃)を配合し、
あらかじめ内側にアルミペーパーをセットし、かつ、6
0℃に温度調節したモールドに配合液を流し込み、10
分後脱型して硬質ポリウレタンフォームを得た。この硬
質ポリウレタンフォームの寸法安定性、圧縮強度、接着
性を測定した。結果を表3に示す。 寸法安定性測定用サンプル モールドサイズ(内径):60mm×500mm×500mm 経時条件 :150℃/2日 90℃/2日 70℃×95%RH/2日 −20℃/2日 体積の変化を測定。絶対値が小さいほど良好。 圧縮強度、接着性測定用サンプル モールドサイズ(内径):35mm×500mm×50
0mm 圧縮強度は、サンプルのコアの部分を測定。(JIS
A−9526準拠)接着性は、フォーム/アルミペーパ
ー間の接着力を測定。
【0043】
【表3】
【0044】
【表4】
Claims (2)
- 【請求項1】 以下に示す(A)ポリイソシアネート、
及び、(B)変性剤を反応させて得られることを特徴と
する硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート。 (A)以下の(a)及び(b)を含有し、(a)と
(b)の重量比が(a):(b)=20:80〜70:
30であるポリイソシアネート。 (a)ジフェニルメタンジイソシアネート。 (b)ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネー
ト。 (B)アミノ基が2級である芳香族ポリアミン。 但し、(A):(B)=98:2〜99.9:0.1
(重量比) - 【請求項2】 請求項1記載のポリイソシアネートと、
活性水素基含有化合物とを、発泡剤、触媒、整泡剤の存
在下で発泡させることを特徴とする硬質ポリウレタンフ
ォームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15676598A JP3641937B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート及びそれを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15676598A JP3641937B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート及びそれを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322890A true JPH11322890A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3641937B2 JP3641937B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=15634833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15676598A Expired - Fee Related JP3641937B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 硬質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート及びそれを用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3641937B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006273973A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nippon Polyurethane Ind Co Ltd | 硬質ポリウレタンスラブフォームの製造方法および配管用断熱材 |
-
1998
- 1998-05-21 JP JP15676598A patent/JP3641937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006273973A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nippon Polyurethane Ind Co Ltd | 硬質ポリウレタンスラブフォームの製造方法および配管用断熱材 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3641937B2 (ja) | 2005-04-27 |
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