JPS5867716A - ポリウレタンフオ−ム製造用組成物 - Google Patents

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】 本発明は、ポリウレタンフォームを製造するために有、
効な触媒を含有してなる組成物に関するものである。

従来、ポリウレタンフォームを製造する九めの組成物に
おける主要触媒としてアミン化合物、例えばトリエチレ
ンジアミン（１，４−ジアザ−ビシクロ（２，２，２）
オクタン）、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ、Ｎ−ジメチル
エタノールアミン、Ｎ、Ｎ−ジメチルシクロヘキシルア
ミン、ペンタメチルジエチレントリアミン％　１，８−
ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、Ｎ−メ
チルピペリジン等が、また有機スズ化合物、例えばジブ
チルスズラウレート、ジプチルスズジアセテート尋が用
いられている。

一般にポリウレタンフォームは、ツエレビチノフ（Ｚｅ
ｒｅｗｉｔｉｎｏｆｆ　）法によって決定される少なく
とも１個の活性水素原子をもつ化合物（以下、活性水素
原子をもつ化合物と略称する）、水および１またはフロ
ロカーボン系発泡剤、それに上記の触媒を混合して得た
Ａ液と、有機ポリイソリアネート化合物會主成分とした
Ｂ液とを混合することにより得られる。

ところが上記の従来触媒祉、有機ポリイソシアネート化
合物に対する相溶性が乏しいため、ポリウレタンフォー
ムの製造に際してＡ、Ｂ両液を十分混合しなければ均一
なフオームか得られなかった。ここで、仮に混合が不十
分であっ九場合、得られたフオーム内部に色むらが生じ
やすい欠点があった。

本発明の目的は、上記欠点のない均一性に優れたフオー
ムを得るためのポリウレタンフォーム製造用組成物を提
供するにある。

上記の目的の本発明のポリウレタンフォーム製造用組成
物は、有機ポリイソシアネート化合物、活性水素原子を
もつ化合物；発泡斉り下記一般式（Ｒｌｅ　Ｒ２＊　Ｒ
ｓはアルキル基、ビニル基、アリール基、ま交線フェニ
ル基Ｉ８４は−ＣＨ２−また扛ＣＨ２ＣＨ２−） で示されるピペラジノアルキルシラン触媒を必須成分と
して含んでなるものである。

このような本発明の組成物によれば、含有触媒線有機ポ
リイソシアネート化合物に対する相溶性が良好で従来技
術の欠点を解決できるものである。

本発明者等は、有機ポリイソシアネート化合物に対して
相溶性の優れたウレタン化反応促進用の触媒に関して種
々研死を重ねた。その結果、下記の一般式 （ここに％　　Ｒ１ｅＲ２＊Ｒ１はアルキル基、ビニル
基、アリール基、フェニル基ＩＲａは一〇Ｈ２−または
−ＣＨｚ−ＣＨ２） で示されるピペラジノアルキルシラン化合物が有機ポリ
イソシアネート化合物に対する相溶性が良好でかつ反応
促進効果も優れていることを見出し、本発明を得るに至
った。

本発明で用いるピペラジノアルキルシラン化合物として
は、例えばピペラジノメチルトリメチルシラン、ピペラ
ジノメチルジメチルビニルＶラン、ピペラジノメテルジ
メテルアジールνラン、ピペラジノメチルジメチルフェ
ニルシラン、ビペラジノメチルプテルジメチルシラン、
２−ビペラジノエテシトリメチルシラーン、２−ビペラ
ジノエチルジメチルビニルンラン、２−ピペラジノエチ
ルフェニルジメチルシラン、２−ピペラジノエチルブチ
ルジメチルシランなどがある。

上記のピペラジノアルキルシランは下記の弐０）（２）
で示すように、クロロメチルシラン（Ｉ）また位クロロ
エチルシラン（］Ｉ）とピペラジンをジオキサン等の無
水溶媒中で加熱反応（８０〜１５０℃）することにより
得ることができる。

本発明の触媒線有機ポリイソシアネート化合物に対する
相溶性が良好であハそれにより、一般的に従来使用され
ている触媒を用いた場合に比較して、得られるフオーム
紘均−性が尚い。本発明の触媒が有機ポリイソシアネー
ト化合物に対して相溶性が優れる理由は、分子中にアル
キルシランがある友めと考えられるが、その詳細につい
ては不明である。

本発明における上記触媒の使用蓋は特に限定されず広範
囲にわたって変えることができるが、通常、活性水素原
子を吃つ化合物１００重量部に対して０．０１〜５．０
（特に、Ｏｙ１〜３重電部）である。もちろん、これ以
上使用してもよいが経済的でない。

上記のピペラジノアルキルシランのうち、特に重要なの
灯、ピペラジノメチルトリメチルシランおよび２−ピペ
ラジノエチルトリメチルシランである。これらは、有機
ポリイソシアネート化合物に対する相溶性が特に良好で
、また触媒活性が大であるためである。

本発明に使用される活性水素原子會もつ化合物ｔ！、Ｊ
、入ｍ、Ｃｈｅｗ、Ｓｏｃ、４９巻３１８１ページ（１
９２７）中のツレビチノフが報告した方法によシ規定で
きる化合物として定義される。その代表的化合物として
は、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール
、ポリエステルチオエーテル、ポリカルボン酸、水があ
る。このうち特に重要な化合物はポリエーテルポリオー
ルであり、その具体例としては、グリセリン、トリメチ
ロールプロパン。

トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール。

ジグリセリン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、
ソルビトール、ショ糖等の多価アルコールにアルキレン
オキシド（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）を付加した化合物、アンモホア、モノ
エタノールアミン、ジェタノールアミン、エチレンジア
ミン４．４′−ジアミノジフェニルメタン、トリレンジ
アミン勢のアミン化合物にアルキレンオキシドを付加し
た化合物、フェノールノボラック、クレゾールノボラヅ
クにアルキレンオキシド管付加した化合物ある。

必要に応じて、これらの混合物も使用することができる
。

本発明で使用できる有機ボリイソンアネート化合物に位
、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネー
ト、芳香族ポリイソシアネートがあるが、これらのうち
特に重要なのは、アニリンとホルムアルデヒドの反応生
成物にホスゲンを反応させて得られるＭＤＩ（４，ａ’
ジフェニルメタンジイソシアネート）系化合物である。

ここでｙＤＩ単品のみならず、これに類似したイソシア
ネート、すなわち、ポリフェニレンポリメチレンポリイ
ソシアネート、カルボジイミド化ＭＤＩ等一般にクルー
ドＭＤＩと称される化合物もこれに含まれる。さらに、
キシリレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシア
ネート、トリレンジイソシアネートおよびこれらの化合
物を用いて得られるプロポリマも重要である。その配合
量線、イソシアネートインデヅクスでα５〜１，５、特
に好ましいのはα９〜１．３である。

本発明の触媒は単独で使用することかできるが従来知ら
れている下記の触媒作のある化合物等と併用して使用す
ることができる。その具体例としては、トリエチレンジ
アミン、ジメチルエタノールアミン、モルホリン化合物
、イミダゾール化合物、１．８−ジアザビシクロ（５，
４，０）ウンデセン−７およびそのプレンシェテツド酸
塩、有機スズ化合物がある。

本発明で使用する発泡剤として扛、水の他、トリクロロ
フロロメタン、メチレンクロライドをはじめとする低沸
点有機液状化合物、アゾビスイソブチロニトリル等の分
解して窒素ガスを発生する化合物等がある。この配合量
を変化させることにより、密度の異なるフオームが得ら
れる。これらのうち、低沸点（０〜６０℃）のへロゲン
化炭化水素は液状であるため、ハンドリングが容易であ
り、特に重要である。

本発明において龜、必要に応じて、界面活性剤を配合す
ることができる。これらの代表的なものに扛、ポリジメ
チルシロキサンのオキシアルキレン共重合体、フッ素糸
化合物がある。

その他、本発明に使用することかできる巣祠としては、
充てん剤、顔料、染料、難燃化剤、紫外線吸収剤尋があ
る。これらの素材は、活性水素原子をもつ化合物中また
は有機ポリイソシアネート化合物中にあらかじめ配合す
ることもできるし、フオーム生成時に混合することもで
きる。

本発明の組成物音用いてポリウレタンフォームを製造す
るに祉、活性水素原子をもつ化合物を主成分とするＡ液
と、有機ポリイソシアネート化合物を主成分とするＢ液
とを混合すれはよい。一般□的に、触媒０発泡剤、その
他の化合物はＡ液中にあらかじめ混合しておくのが好ま
しい、混合方法は特に限定しないが、高速攪拌機、高圧
衝突混合方式の発泡機等ｔ−用いることができる。適当
なオープン型内で発泡することもできるし、混合物を密
閉型内で発泡させて密度の高い表皮を有した、いわゆる
、インテグラルスキンフオームを製造することもできる
。

いずれにせよ、本発明の組成物、特に触媒を使用すると
、従来組成ｖｌ：ＩＶｃ比較して均一性に優れ次フオー
ムを得ることができる。

以下、本発明を実施例につきさらに詳細に説明するとと
もに、その効果を１証するための比較例についても述べ
る。

なお、実施例および比較例の説明に先立って、本発明に
おける触媒と従来技術における触媒との溶解性につき行
った試験につき述べる。

クルード１ｉＤＩ（ＮＧＯ含有率＝５１５ｗｔＸ）への
触媒の溶解性を試験した。

クルードＭＤＩ　　１００ｔをビー力にとり、そこに、
ピペラジノメチルトリメチルシランを２を加え、マグネ
テツクスターラで５秒間攪拌した。５秒後にピペラジノ
メチルトリメチルシランは完全に溶解した。

同様の方法でカルボジイミド化ＭＤＩ、ＴＤＩクルード
ＭＤＩに対する２−ピペラジノエチルトリメチルシラン
、ピペラジノメチルジメチルフェニルシラン、２−ピペ
ラジノエチルブチルジメチルシランの溶解性を試験した
。その結果、いず訃も攪拌してから５秒後に、上記有機
ポリイソシアネート化合物に溶解することがわかった。

一方、従来触媒である、トリエチレンジアミン、ジブチ
ルスズジラウレートについても同様の試験を行ったとこ
ろ、これらが有機ポリイソシアネート化合物に溶解する
のに、いずれも、１５秒以上要した。

つき゛に、本発明の触媒を用いた実施例、および従来の
触媒を用いた比較例につき、８表を参照して述べる。

実施例１ １→七カ１衣の実画例Ｎａ１の楓に示した組成（以下配
合比率を重量部で示し次）、すなわち、活性水素原子を
もつ化合物としてモノエタノールアミンのＰＯ（プロピ
レンオキシド）付加物（ＯＨ価：　６ｓｏｘｏｎ　ｌＩ
ｌ＃／Ｉ）　４０　ｆｉｔ部、４．４’ジアミノジフエ
ニルメタンのＰｏ付加物（ＯＨ価＝４４０ＫＯＨ（Ｉｌ
＃／＃）　６ＯＮ菫部に、整泡剤２発泡剤それに触媒と
してピペラジノメチルトリメチルシラン１．５重電Ｓを
加えたＡ液と、有機ポリイソシアネート化合物としてク
ルードＭＤＩ（ＮＣＯ含有峯：５α５ｗｔＸ）１４４重
量部からなるＢ液を用いてポリウレタンフォームを製造
した。

Ａ、Ｂ液の合計２ｏｏｚ　（但し各素材の配合比率は上
記に記載の内容である）を５００論１のポリ容器に入れ
、ラボスターラ（回転数：　３ｏｏｏｒｐｍ）で５秒間
攪拌した。クリームタイム（発泡か開始されるまでの時
間）は４秒であり、クイズタイム（発泡が完了するまで
の時間）祉４５秒であった。

得ら１したフオームを切断し、内部の状態を観察した結
果、色むらがなく均一なセルを有したフオームが生成し
ていることが確認された。

実施例２ 遺ヰ釡◇醤表の実施例ｍ２の−に示した組成を用いて、
実施例１と同様の方法でポリウレタンフォームを製造し
た。クリームタイム１２１０秒、クイズタイムは１分２
０秒であった。

得られたフオームを切断し、内部の状ｌ１１１に観察し
た結果、色むらがなく、均一なりルを有したフオームが
生成していることが確認された。

実施例３〜８ 彌÷咎◇暑表の実施例階３〜８の各欄に示した組成を用
いて、実施例１と同様の方法でポリウレタンフォームを
製造した。実施例５〜８のクリームタイム灯、それぞれ
、５，５．５．７．五５，４，４．５秒であシ、クイズ
タイム位、それぞれ、５０，４３゜６２．４０，３８，
４２秒であった。

得られたフオームを切断し、内部の状態を観察したとξ
ろ、いずれも色むらがなく、均一なフオームが生成して
いることが確認され友。

比較例１，２．３ 嬶Ｉ］帽列睦表の比較例−１，２，！ｔの各欄に示した
組成（触媒線従来のものを用いた）で、実施例１と同様
にしてポリウレタンフォームを製造した。比較例１，２
．３のクリームタイムは、それぞれ、８，６，４５秒で
あった。ま九、ライズタイム祉、比較例１，２，５、そ
れぞれ、５５，５０゜４８秒であった。

得られ次フオームを切断し、内部の状態を観察したとこ
ろ、いずれも内部に、白い扛んてんまたは茶色のすしが
あシ、セルは所々大きなものがあり均一性に欠けていた
。

以上のように、本発明における触媒二ビヘラジノアルキ
ルνランは、従来の触媒の欠点てあった有機ポリイソシ
アネート化合物に対する相溶性が良好であるという特長
を有しでいて、それにょシ本発明の組成物を用いた場合
、従来触媒を用いた組成物に比較して、得られたフオー
ムの均−性位向上する。

まｔ１本発明の組成物を用いて得られ九ポリウレタンフ
ォームの断熱性、寸法安定性１機械的特性位きわめて優
れているものであル、本発明の組成物線、冷蔵庫の断熱
材、軽量化が要求される構造部品の製造用に、特に、適
している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 有機ポリイソシアネート化合物；ツエレビチノフ（Ｚａ
   ｒｅｗｉｔｉｎｏｆｆ　）　　法によって決定される少
   なくとも１個の活性水素原子をもつ化合物；発泡剤、お
   よび、下記の一般式で示されるピペラジノアルキルシラ
   ン触媒；を必須成芥として含有してなることを特徴とす
   るポリウレタンフォーム製造用組成物。 ５ ここに％　Ｒ１＊　Ｒｌｌ　＊　Ｒ１はアルキル基、ビ
   ニル基、アリール基、またはフェニル基Ｉ　Ｒａは−Ｃ
   Ｈ２−ま九は−ＣＨｚ−ＣＨ２−である。