JP6359240B2 - Polyurethane foam manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関し、特に水を発泡剤として使用することによる硬質ポリウレタンフォームの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a rigid polyurethane foam, and more particularly to a method for producing a rigid polyurethane foam by using water as a foaming agent.
イソシアネート基と反応し得る活性水素含有官能基を2個以上含有する活性水素含有化合物とポリイソシアネート化合物とを整泡剤、触媒及び発泡剤の存在下で反応させて、硬質ポリウレタン系フォームを製造することは、広く行われている。 A rigid polyurethane foam is produced by reacting an active hydrogen-containing compound containing two or more active hydrogen-containing functional groups capable of reacting with an isocyanate group and a polyisocyanate compound in the presence of a foam stabilizer, a catalyst and a foaming agent. Things are widely done.
該硬質ポリウレタン系フォームは、その優れた低温断熱性、成形性、自己接着性、クッション性などにより住宅や冷凍冷蔵倉庫、LPGタンカーのタンクなどの構築物や、自動販売機、冷蔵庫、自動車部材などの用途に広く用いられている。 The rigid polyurethane-based foam has excellent low-temperature insulation properties, moldability, self-adhesiveness, cushioning properties, etc., such as structures such as houses, refrigerator / freezer warehouses, tanks for LPG tankers, vending machines, refrigerators, automobile parts, etc. Widely used in applications.
これらの硬質ポリウレタン系フォームの製造においては、主な発泡剤としてハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)が用いられてきたが、このものはオゾン層を破壊する作用を有するため、近年では、ハイドロフルオロカーボン(HFC)を使用しているのが現状であるが、このものも地球温暖化の問題で温室効果ガスとして作用し、削減が義務付けられている。 In the production of these rigid polyurethane foams, hydrochlorofluorocarbon (HCFC) has been used as a main foaming agent, but since this has an action of destroying the ozone layer, in recent years, hydrofluorocarbon (HFC) has been used. Is currently used, but this also acts as a greenhouse gas due to the problem of global warming, and it is obliged to reduce it.
ハイドロフルオロカーボン(HFC)の削減のため、重要視されているのが発泡剤として水を活用する技術であるが、水のみでは所望の性能発現が難しいため、水の割合を増やしてハイドロフルオロカーボン(HFC)の使用量を最小化することで環境、経済負荷を低減することができる。 In order to reduce hydrofluorocarbons (HFCs), the technology that uses water as a blowing agent is regarded as important. However, since it is difficult to achieve the desired performance with water alone, the proportion of water is increased to increase hydrofluorocarbons (HFCs). ) To minimize environmental and economic burdens.
また、水を発泡剤として使用する場合には、燃焼性能を向上させるため、一般に難燃性を高めるためにエステルポリオールや難燃性のリン酸エステルなどのエステル系の材料が併用されているが、これらは水とアミン系触媒存在下でエステル加水分解が進行し、分解劣化してしまうという問題があった。 In addition, when water is used as a blowing agent, in order to improve combustion performance, ester-based materials such as ester polyols and flame-retardant phosphates are generally used in combination to increase flame retardancy. These have the problem that ester hydrolysis proceeds in the presence of water and an amine catalyst, resulting in degradation.
この問題を解消するために、種々の方法が公知となっている。例えば、特許文献1ではアミン系触媒を後添加する方法、特許文献2では水を後添加する方法を採用することで、それぞれエステル系材料の分解を抑制させている。
In order to solve this problem, various methods are known. For example, Patent Document 1 uses a method in which an amine-based catalyst is post-added, and
しかし、アミン系触媒はその成分によりエステルの分解期限が異なるという性質を有する。一般的にはアミン系触媒のpH値が高いと触媒効果が強くエステル系材料の分解期限が短くなり、低いと触媒効果が弱くエステル系材料の分解期限が長くなる。このため、pH値が低いアミン系触媒を用いることで、材料を長持ちさせることができるが、触媒効果が小さく、触媒の添加量を多くする必要がある。また、アミン系触媒は比較的高価な材料であり、大量に使用するとコストアップにつながるという問題もある。 However, the amine-based catalyst has a property that the decomposition period of the ester varies depending on the component. In general, when the pH value of the amine catalyst is high, the catalytic effect is strong and the decomposition period of the ester material is shortened, and when it is low, the catalytic effect is weak and the decomposition period of the ester material is extended. For this reason, by using an amine catalyst having a low pH value, it is possible to extend the material, but the catalytic effect is small, and it is necessary to increase the addition amount of the catalyst. In addition, the amine-based catalyst is a relatively expensive material, and there is a problem that the use of a large amount leads to a cost increase.
また、第3成分添加設備は、2液主原料用の設備に較べて容量が小さく部品もかなり小さいうえ、ウレタン原液を使用する設備は5〜10MPaの高圧によるスプレー噴霧を行うため、故障(破損)しやすく、第3成分添加設備の故障が発生した場合、ウレタンの吹き付け作業が行えなくなるという問題が生じる。ウレタンの断熱工事は通常期限を直前に決められてすぐに施工処理して完了させる必要があることが多く、設備が故障してもすぐに修理して対応しなければならないという環境下にある。しかし、設備の故障を当日中に修理して、施工処理を完了させることは実際には困難であり、工事の遅れなど後工程に影響を及すことが多いという問題があった。 In addition, the third component addition equipment has a smaller capacity and parts are considerably smaller than the equipment for the two-component main raw material, and the equipment using the urethane stock solution performs spray spraying at a high pressure of 5 to 10 MPa. When the failure of the third component addition equipment occurs, there is a problem that urethane cannot be sprayed. Urethane insulation work is usually required to be completed and completed immediately after the deadline is reached, and there is an environment where equipment must be repaired and dealt with immediately even if the equipment breaks down. However, it is actually difficult to repair the equipment failure during the day and complete the construction process, and there is a problem that it often affects the post-process, such as a delay in construction.
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、ウレタン原料の長期保存性を可能とし、かつ、第3成分添加に問題が生じた場合であっても施工処理を進めることができる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。 Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is a rigid polyurethane foam that enables long-term storage stability of the urethane raw material and can proceed with the construction process even when there is a problem with the addition of the third component. It is to provide a manufacturing method.
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の硬質ポリウレタンフォームの製造方法を提供する。 In order to solve the above technical problem, the present invention provides a method for producing a rigid polyurethane foam having the following constitution.
本発明の第1態様によれば、ポリイソシアネートを主成分とするイソシアネート系成分と、ポリエステル系ポリオール、発泡剤、整泡剤、金属系触媒を少なくとも含むポリオール系成分とを混合発泡させる硬質ポリウレタンフォームの製造方法であって、
前記ポリオール系成分は、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン、ジメチルアミノエトキシエタノールのいずれか1つの弱アミン系触媒を含んでおり、
前記イソシアネート系成分及び/又はポリオール系成分の給送中に、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン(DMCHA)、N,N’,N’’−トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン、N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N,N,N’,N’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン(TMHDA)のいずれか1つの強アミン系触媒を含む第3成分液を混合することを特徴とする、ポリウレタンフォーム製造方法を提供する。
According to the first aspect of the present invention, a rigid polyurethane foam in which an isocyanate-based component mainly composed of polyisocyanate and a polyol-based component containing at least a polyester-based polyol, a foaming agent, a foam stabilizer, and a metal-based catalyst are mixed and foamed. A manufacturing method of
The polyol-based component, N, N-dicyclohexyl methylamine, includes any one weak amine catalysts dimethylaminoethoxy eth no le,
During feeding of the isocyanate component and / or polyol component, triethylenediamine, N, N-dimethylcyclohexylamine (DMCHA), N, N ′, N ″ -tris ( dimethylaminopropyl ) hexahydrotriazine, N , N, N′-trimethylaminoethylethanolamine, N, N, N ′, N ′, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA), N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6- Provided is a method for producing a polyurethane foam, which comprises mixing a third component liquid containing any one strong amine catalyst of hexanediamine (TMHDA).
上記各構成において、前記発泡剤は、少なくとも水を含むことが好ましい。 Each said structure WHEREIN: It is preferable that the said foaming agent contains water at least.
上記各構成において、前記第3成分液には、前記強アミン系触媒と共に少なくとも難燃材を含むことが好ましい。
In the above structure, wherein the third component solution, preferably contains both at least flame retardant and the strong amine catalyst.
本発明によれば、ポリオール系成分中に、pH値が10.5より小さい弱アミン系触媒を用いることで、ポリオール系成分の劣化進行を遅くすることができると共に、第3成分として強アミン系触媒を後添加することでイソシアネート系成分との反応性及び施工性に優れたものとすることができる。また、ポリオール系成分中には弱アミン系触媒が予め配合されているため、何らかの都合で強アミン系触媒を後添加できない場合であっても、ウレタンの反応性を促進することができ、施工処理を進めることができる。 According to the present invention, by using a weak amine catalyst having a pH value of less than 10.5 in the polyol component, the progress of degradation of the polyol component can be delayed, and a strong amine compound is used as the third component. By post-adding the catalyst, the reactivity with the isocyanate component and the workability can be improved. In addition, since a weak amine catalyst is blended in advance in the polyol component, the reactivity of the urethane can be promoted even when the strong amine catalyst cannot be added after any reason. Can proceed.
したがって、ウレタン原料の長期保存性を可能とし、かつ、第3成分添加に問題が生じた場合であっても施工処理を進めることができる。 Therefore, the long-term storage stability of the urethane raw material is made possible, and the construction process can proceed even when a problem occurs in the addition of the third component.
以下、本発明の一実施形態に係る硬質ポリウレタンフォームの製造方法について、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態にかかる硬質ポリウレタンフォームの製造方法は、硬質ポリウレタン系フォームの製造に関するものであり、その際のウレタン原料、特にポリオール成分の長期保存性の問題点の解消を行うことを目的としている。 Hereinafter, the manufacturing method of the rigid polyurethane foam which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated, referring drawings. The method for producing a rigid polyurethane foam according to an embodiment of the present invention relates to the production of a rigid polyurethane-based foam. For the purpose of solving the problem of long-term storage stability of a urethane raw material, particularly a polyol component, at that time. Yes.
本実施形態にかかる硬質ポリウレタン系フォームの製造方法は、ポリイソシアネートを含むイソシアネート系成分と、ポリエステル系ポリオールを含むポリオール系成分とを混合発泡させる硬質ポリウレタンフォームの製造方法であって、前記ポリオール系成分には、pH値が10.5よりも小さい弱アミン系触媒を配合し、さらに、イソシアネート系成分及び/又はポリオール系成分の給送中に、少なくともpH値が弱アミン系触媒よりも大きい強アミン系触媒を含むアミン系触媒を含む第3成分液を混合するものである。 The method for producing a rigid polyurethane foam according to the present embodiment is a method for producing a rigid polyurethane foam in which an isocyanate component containing polyisocyanate and a polyol component containing a polyester polyol are mixed and foamed, and the polyol component Includes a weak amine catalyst having a pH value of less than 10.5, and a strong amine having at least a pH value higher than that of the weak amine catalyst during the feeding of the isocyanate component and / or the polyol component. A third component liquid containing an amine-based catalyst including a system catalyst is mixed.
本実施形態にかかる硬質ポリウレタンフォームの製造方法においては、現場発泡を主にしたスプレーフォームの製造方法を基本としている為に、現場用に適したスプレー機を使用する。しかしながら、発泡剤としての水を使用することで配合されるエステル系ポリオールなどのエステル系化合物は、アミン系触媒存在下においてエステル加水分解が進行し、品質が劣化するという問題がある。一方で、アミン系触媒を第3成分として後添加すると、スプレー機などの設備が故障した場合において施工処理が停滞するという問題がある。 In the manufacturing method of the rigid polyurethane foam according to the present embodiment, since the manufacturing method of spray foam mainly based on in-situ foaming is used as a basis, a spray machine suitable for in-situ use is used. However, ester compounds such as ester polyols blended by using water as a foaming agent have a problem that ester hydrolysis proceeds in the presence of an amine catalyst and the quality deteriorates. On the other hand, when an amine-based catalyst is added later as the third component, there is a problem that the construction process is stagnant when equipment such as a spray machine breaks down.
さらに、現場発泡原液は、日本中の四季折々の環境下で野外にて使用されるものであり、その環境(温度)変化に併せて、製造工場でアミン量を調整するのは、製造・出荷のタイミングが難しく、「品番数が増加する・在庫数が増加する・季節を過ぎたものは使用できない」など経済的ではない。 Furthermore, the on-site foaming concentrate is used outdoors in the seasonal environment throughout Japan, and the amount of amine is adjusted at the manufacturing plant in accordance with changes in the environment (temperature). The timing is difficult, and it is not economical, such as “the number of product numbers increases, the number of inventory increases, and the past seasons cannot be used”.
しかるに、本硬質ポリウレタンフォームの製造方法は、現場の環境に併せて強アミンを含む第3成分を追加する方式を取ることで、弱アミンを含むポリオール成分を固定しておいて、現地で添加量を最適化でき効率的なものとすることができ、一方で、設備が壊れた場合でも、ポリオール成分に弱アミンが含まれているので、施工性は低下するが、施工を進めることは可能になる。 However, this rigid polyurethane foam manufacturing method uses a method in which a third component containing a strong amine is added in accordance with the on-site environment, so that a polyol component containing a weak amine is fixed and added in the field. On the other hand, even if the equipment breaks down, the polyol component contains weak amine, so the workability is reduced, but it is possible to proceed with the work. Become.
イソシアネート系成分は、ポリイソシアネートを主成分とするものであり、ポリイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートあるいはこれらのポリイソシアネートをポリオールと反応させたり、カルボジイミド化した変性体およびこれらの混合物などが用いられる。好ましくは、ジフェニルメタンジイソシアネート(クルードMDI、C−MDI、ポリメリックMDI等)である。 The isocyanate component is mainly composed of polyisocyanate, and as polyisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or these polyisocyanates are reacted with polyol. Alternatively, carbodiimidized modified products and mixtures thereof are used. Diphenylmethane diisocyanate (crude MDI, C-MDI, polymeric MDI, etc.) is preferable.
ポリオール系成分には、通常ポリエステル系ポリオール以外に、発泡剤としての水、整泡剤、金属系触媒、難燃剤などが含まれる。また、pH値が10.5よりも小さい弱アミン系触媒が配合されている。 The polyol component usually contains water as a foaming agent, a foam stabilizer, a metal catalyst, a flame retardant and the like in addition to the polyester polyol. Moreover, the weak amine catalyst whose pH value is smaller than 10.5 is mix | blended.
ポリオールは、ポリエステル系ポリオール単独で、又は、ポリエステル系ポリオールとポリエーテル系ポリオールとを組み合わせて使用することもできる。ポリエステル系ポリオールとしては、多価アルコール−多価カルボン酸縮合系のポリエステル系ポリオールや環状エステル開環重合体のポリエステル系ポリオール等が挙げられ、その際、多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、メチルプロパンジオール等が挙げられ、カルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が挙げられ、開環系としてはグリコールにε−カプロラクトンを開環付加重合させたポリエステル系ポリオールが挙げられる。 Polyols can be used alone or in combination of polyester polyols and polyether polyols. Examples of polyester polyols include polyhydric alcohol-polycarboxylic acid condensation polyester polyols and cyclic ester ring-opening polymer polyester polyols. In this case, polyhydric alcohols include ethylene glycol and propylene glycol. , Diethylene glycol, dipropylene glycol, butanediol, hexanediol, trimethylolpropane, methylpropanediol, etc., and carboxylic acids include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, maleic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid Examples of the ring-opening system include polyester-based polyols obtained by ring-opening addition polymerization of ε-caprolactone to glycol.
また、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジアミノトルエンなどの多官能性アミノ基含有化合物に、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを付加した2〜8個の水酸基を含有し、平均水酸基価が20〜4000程度のポリエーテルポリオールあるいはこれらのポリエーテルポリオールにビニル基含有化合物を重合したポリマーポリオールなども主として現場発泡に使用することからすれば、瞬時に発泡・硬化することが望まれるため、上記のポリエステル系ポリオールに加えて、エチレンジアミン等の自己活性の高い化合物を開始剤としたポリエーテル系ポリオールを含めることも可能である。 Further, it contains 2 to 8 hydroxyl groups obtained by adding an alkylene oxide such as ethylene oxide and propylene oxide to a polyfunctional amino group-containing compound such as ethylenediamine, tolylenediamine, and diaminotoluene, and an average hydroxyl value is about 20 to 4000. Polyether polyols obtained by polymerizing vinyl polyether-containing compounds with these polyether polyols or the like are mainly used for in-situ foaming, so that it is desired to instantly foam and cure. In addition to the above, it is also possible to include a polyether-based polyol using a highly active compound such as ethylenediamine as an initiator.
発泡剤としては、少なくとも水を発泡剤として用いる。ただし、水のみでは所望の性能発現が難しい場合があるため、発泡剤として水以外の発泡剤を併用することが好ましい。併用する発泡剤としては例えばペンタン、へキサン等の炭化水素や二酸化炭素(液化炭酸ガス)、HFC−245fa、HFC−365mfc 、HFC−134a のようなフッ素系化合物等が挙げられる。なお、フッ素系化合物については、いわゆる地球温暖化係数(GWP)の低いフッ素系化合物が好ましく、上記例示したフッ素系化合物以外であっても、GWPの低いフッ素系化合物であれば、好ましく水と併用することができる。これは環境面において非常に有用である。また、これら発泡剤は、単独あるいは二つ以上を組み合わせて使用することができる。 As the foaming agent, at least water is used as the foaming agent. However, since it may be difficult to achieve desired performance with water alone, it is preferable to use a foaming agent other than water as the foaming agent. Examples of the blowing agent used in combination include hydrocarbons such as pentane and hexane, carbon dioxide (liquefied carbon dioxide), fluorine-based compounds such as HFC-245fa, HFC-365mfc, and HFC-134a. In addition, about a fluorine-type compound, what is called a fluorine-type compound with a low global warming potential (GWP) is preferable, and even if it is a fluorine-type compound with a low GWP even if it is other than the fluorine-type compound illustrated above, it is preferably used together with water. can do. This is very useful in terms of environment. Moreover, these foaming agents can be used individually or in combination of 2 or more.
整泡剤としては、一般に軟質スラブ、軟質モールド用や硬質フォーム用として用いられる、オルガノポリシロキサン、オルガノポリシロキサン・ポリアルキレン共重合体、ポリアルキレン側鎖を有するポリアルケニルシロキサンなどのシリコーン系界面活性剤が好ましく用いられる。 As foam stabilizers, silicone surfactants such as organopolysiloxanes, organopolysiloxane / polyalkylene copolymers, and polyalkenylsiloxanes having polyalkylene side chains are generally used for soft slabs, soft molds and rigid foams. An agent is preferably used.
金属系触媒としては、錫系触媒や鉛系触媒を用いることができる。錫系触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、スタナスオクテート等を挙げることができる。鉛系触媒としては、オクチル酸鉛等を挙げることができる。カリウム塩系触媒としては、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム等を挙げることができる。 As the metal catalyst, a tin catalyst or a lead catalyst can be used. Examples of tin-based catalysts include dibutyltin dilaurate and stannous octate. Examples of the lead-based catalyst include lead octylate. Examples of the potassium salt catalyst include potassium acetate and potassium octylate.
難燃剤としては、トリスクロロプロピルフォスフェート等が挙げられる。さらに、ポリオール系成分には、減粘剤、酸化防止剤、着色剤等の助剤を用いることができる。 Examples of the flame retardant include trischloropropyl phosphate. Furthermore, auxiliary agents such as a thickener, an antioxidant, and a colorant can be used for the polyol component.
弱アミン系触媒としては、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミンが挙げられる。弱アミン系触媒の配合量は、第3成分の添加に問題が生じた場合を想定し、第3成分無しでも吹き付け施工処理を可能な程度の量であることが好ましい。具体的な配合量としては、使用環境などにおいて異なるが、概ねポリオール系成分100重量部に対して1〜6重量部、特に2〜5重量部であることが好ましい。 Examples of the weak amine catalyst include N, N-dicyclohexylmethylamine. The amount of the weak amine catalyst is preferably an amount that allows spraying treatment without the third component, assuming that a problem occurs in the addition of the third component. The specific blending amount varies depending on the use environment and the like, but is generally 1 to 6 parts by weight, particularly preferably 2 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol component.
第3成分は、イソシアネート系成分及び/又はポリオール系成分の給送中に混合するものであり、強アミン系触媒を含んでいる。 The third component is mixed during the feeding of the isocyanate component and / or the polyol component, and contains a strong amine catalyst.
強アミン系触媒とは、弱アミン系触媒よりもpH値が大きい触媒であり、具体的にはpH値が10.5以上のアミン系触媒である。 The strong amine catalyst is a catalyst having a pH value larger than that of the weak amine catalyst. Specifically, the strong amine catalyst is an amine catalyst having a pH value of 10.5 or more.
強アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン(DMCHA)、N,N’,N’’−トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン、N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N,N,N’,N’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン(TMHDA)等が挙げられる。
Strong amine catalysts include triethylenediamine, N, N-dimethylcyclohexylamine (DMCHA), N, N ′, N ″ -tris ( dimethylaminopropyl ) hexahydrotriazine, N, N, N′-trimethylaminoethyl. Examples include ethanolamine, N, N, N ′, N ′, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA), N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-hexanediamine (TMHDA), and the like. .
強アミン系触媒は、そのまま添加すると粘度が低いため、希釈して粘度を調整することが好ましい。希釈剤としては、低粘度(300〜700mPa・s:温度25℃)ポリエーテル系ポリオールや添加量の誤差が反応に大きく関与しない有機リン系化合物が例示される。特に難燃剤や可塑剤として用いられる「トリスクロロプロピルフォスフェート(TCPP)が、希釈剤として最も好ましい。また、希釈剤は、例えば強アミン系触媒を2倍程度に希釈する程度の配合量とすることが好ましい。 Since a strong amine catalyst has a low viscosity when added as it is, it is preferably diluted to adjust the viscosity. Examples of the diluent include a low viscosity (300 to 700 mPa · s: temperature 25 ° C.) polyether polyol and an organic phosphorus compound in which an addition error does not greatly affect the reaction. In particular, “trischloropropyl phosphate (TCPP), which is used as a flame retardant or a plasticizer, is most preferable as a diluent. The diluent is, for example, a blending amount enough to dilute a strong amine catalyst to about 2 times. It is preferable.
なお、希釈剤は、第3成分の添加に問題が生じた場合を想定し、第3成分無しでも燃焼性を維持できる難燃剤の量をポリオール成分又はイソシアネート系成分にも配合しておくことが好ましい。具体的には、第3成分無しの場合においても、防火材料区分の難燃材料として必要とされる発熱性試験(ISO5660 Part1 発熱性試験法:コーンカロリーメータ法)において、(1)加熱(加熱時間5分)終了後までの総発熱量が8MJ/m2以下であること、(2)最高発熱速度が、加熱終了まで10秒以上継続して200kW/m2を超えないこと、(3)加熱終了まで、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がないこと、の条件を満たすような難燃剤をポリオール成分又はイソシアネート系成分に配合しておくことが好ましい。 Assuming that there is a problem with the addition of the third component, the diluent may be blended with the polyol component or the isocyanate component in an amount of a flame retardant that can maintain flammability even without the third component. preferable. Specifically, even in the absence of the third component, in the exothermic test (ISO 5660 Part1 exothermic test method: corn calorimeter method) required as a flame retardant material in the fire prevention material category, (1) heating (heating (5 minutes) The total calorific value after the end is 8 MJ / m 2 or less, (2) The maximum heat generation rate does not exceed 200 kW / m 2 continuously for 10 seconds or more until the end of heating, (3) Until the end of heating, it is preferable to add a flame retardant satisfying the condition that there are no cracks and holes penetrating to the back side, which is harmful to fire prevention, in the polyol component or the isocyanate component.
なお、第3成分には、上記材料の他、アジピン酸系、フタル酸系の可塑剤を配合させてもよい。 The third component may be mixed with an adipic acid-based or phthalic acid-based plasticizer in addition to the above materials.
次に、硬質ポリウレタンフォームを製造する装置について図1を参照して説明する。 Next, an apparatus for producing a rigid polyurethane foam will be described with reference to FIG.
図1は、本発明の実施形態にかかるポリウレタンフォーム製造方法に用いられる製造装置の構成を模式的に示す図である。図1に示した本実施形態にかかるポリウレタンフォーム製造装置1は、ポリオール系成分に第3成分が供給される場合を示しており、第3成分容器10内に貯留されている第3成分液と、イソシアネート系成分とを加温機3及びホースヒータ4を用いて加温しながら搬送し、スプレーガン5内で混合して吐出する装置である。
Drawing 1 is a figure showing typically composition of a manufacturing device used for a polyurethane foam manufacturing method concerning an embodiment of the present invention. The polyurethane foam manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment shown in FIG. 1 shows a case where the third component is supplied to the polyol-based component, and the third component liquid stored in the
ポリウレタンフォーム製造装置1は、図1に示すように、第3成分容器10と、ポリオール系成分を貯留するポリオール成分貯蔵容器20と、イソシアネート系成分を貯留するポリイソシアネート成分貯蔵容器30とを備え、第3成分を搬送する第3成分配管L11、ポリオール系成分を搬送するポリオール用配管Ll2,イソシアネート系成分を搬送するイソシアネート用配管L13が、吐出装置2に連通する構成を有する。
As shown in FIG. 1, the polyurethane foam manufacturing apparatus 1 includes a
第3成分を搬送する第3成分配管L11は、第3成分容器10のコネクタ12に接続され、途中には第3成分用ポンプ11が設けられており、ポリオール用配管L12に設けられている混合器22に接続されている。なお、第3成分配管L11には、第3成分の流量を調整するために図示しないニードルバルブを設けてもよい。また、第3成分配管L11には、混合器22と連通するポリオール用配管L12内のポリオール系成分が第3成分配管L11内に流入しないように、液化二酸化炭素の流動方向を規制する逆止弁を設けることもできる。
The third component pipe L11 for conveying the third component is connected to the
ポリオール用配管L12は、ポリオール用ポンプ21と混合器22を備え、吐出装置のスプレーガン5に連通する。また、イソシアネート用配管L13は、イソシアネート用ポンプ31を備え、吐出装置のスプレーガン5に連通する。ポリオール系成分及びイソシアネート系成分は、それぞれポンプ21,31で加圧された圧力でポリオール用配管L12及びイソシアネート用配管L13を通ってスプレーガン5へ給送する。スプレーガン5は、イソシアネート用配管L13とポリオール用配管L12によって給送されたイソシアネート系成分及び第3成分と混合したポリオール系成分を混合させ、吐出口から吐出する。
The polyol pipe L12 includes a
なお、イソシアネート用配管L13とポリオール用配管L12には、加温機3及びホースヒータ4が設けられており、給送される液を加熱して温度を一定に保つことで反応条件を安定化させることができ、また、スプレーガン5からの吐出時の反応性を高めることができるように構成されている。
The isocyanate pipe L13 and the polyol pipe L12 are provided with a
なお、図1の例では、第3成分はポリオール系成分に混合するように構成されているが、イソシアネート系成分に混合するように構成されていてもよいし、双方に混合するように構成されていてもよい。 In the example of FIG. 1, the third component is configured to be mixed with the polyol-based component, but may be configured to be mixed with the isocyanate-based component or configured to be mixed with both. It may be.
以下に、本発明を実施例、比較例を用いて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。以下に示すイソシアネート系成分、ポリオール系成分を用い、アミン系触媒を後添加あるいはポリオール成分に添加した場合の評価を下記の表1に示す実施例、比較例を用いて行った。これらの実施例及び比較例で用いた原料については以下の通りである。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples and the like. Evaluation using the following isocyanate-based components and polyol-based components and the addition of an amine-based catalyst or the polyol component was performed using Examples and Comparative Examples shown in Table 1 below. The raw materials used in these examples and comparative examples are as follows.
(1)イソシアネート系成分
イソシアネート:ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート
(2)ポリオール系成分
ポリオールA:ポリエステルポリオール(OHV=250)
ポリオールB:ポリエーテルポリオール(OHV=450)
難燃剤 :トリスクロロプロピルフォスフェート(TCPP)
整泡剤 :シリコーン整泡剤
金属系触媒 :オクチル酸カリウム
金属系触媒 :オクチル酸鉛
発泡剤 :水
(3)アミン系触媒
触媒A(弱アミン系触媒):ジメチルアミノエトキシエタノール
触媒B(強アミン系触媒):トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン
触媒C(強アミン系触媒):トリエチレンジアミン33%DPG溶液
(1) Isocyanate component Isocyanate: Polymethylene polyphenyl polyisocyanate (2) Polyol component Polyol A: Polyester polyol (OHV = 250)
Polyol B: Polyether polyol (OHV = 450)
Flame retardant: Trischloropropyl phosphate (TCPP)
Foam stabilizer: Silicone foam stabilizer Metal-based catalyst: Potassium octylate Metal-based catalyst: Lead octylate Foaming agent: Water (3) Amine-based catalyst Catalyst A (weak amine-based catalyst): Dimethylaminoethoxyethanol catalyst B (strong amine) Catalyst): Tris (dimethylaminopropyl) hexahydro-S-triazine Catalyst C (strong amine catalyst): Triethylenediamine 33% DPG solution
なお、表1に示す配合の括弧で示した実施例1及び2に配合する触媒B及び触媒C(それぞれTCPPで希釈)の配合は、図1に示す製造装置を用い、発泡直前に第3成分としてポリオール系成分側に添加した。 In addition, the composition of catalyst B and catalyst C (each diluted with TCPP) blended in Examples 1 and 2 shown in parentheses of the blend shown in Table 1 is the third component immediately before foaming using the production apparatus shown in FIG. As a polyol component.
(反応性評価)
ハンド発泡により、ポリオール系成分、イソシアネート系成分の2液を混合攪拌後、発泡立ち上がり開始時間(クリームタイム)と、立ち上がり終了時間(ライズタイム)を計測した。
(Reactivity evaluation)
After mixing and stirring the two liquids of the polyol component and the isocyanate component by hand foaming, the foaming rise start time (cream time) and the rise end time (rise time) were measured.
実施例1及び実施例2については、材料を1ヶ月放置した後においても、クリームタイム及びライズタイム共にさほど変化しておらず、原料の劣化の程度が低いことが判明した。一方、強アミン系触媒をポリオール側に予め配合した比較例1及び2においては、1ヶ月放置後の反応性評価が低く変化しており、材料の劣化が認められた。また、アミン系触媒の代わりに金属触媒の比率を大きくした比較例3及び弱アミン系触媒をポリオール側に予め配合した比較例4については、反応性評価の値はさほど悪化していないことが判明した。 Regarding Example 1 and Example 2, even after the material was left for one month, neither cream time nor rise time changed so much, and it was found that the degree of deterioration of the raw material was low. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which a strong amine catalyst was blended in advance on the polyol side, the reactivity evaluation after standing for 1 month was low, and deterioration of the material was observed. In addition, in Comparative Example 3 in which the ratio of the metal catalyst was increased instead of the amine catalyst and in Comparative Example 4 in which the weak amine catalyst was preliminarily blended on the polyol side, the reactivity evaluation value was found not to deteriorate so much. did.
(施工性評価)
F1600タイプのスプレー発泡機にて、1層30mmをコンクリート板に吹き付けし、表面状態と横伸びを評価した。表面状態評価は、反応性が速く表面平滑に仕上がる場合は「○」、反応性が遅く表面凹凸に仕上がる場合は「×」、これらの中間を「△」とした。横伸び評価は、横伸びが大きく剥離する程度は「×」、横伸びが有るが許容できるレベルは「△」とした。
(Evaluation of workability)
In a F1600 type spray foaming machine, a layer of 30 mm was sprayed onto a concrete plate, and the surface condition and lateral elongation were evaluated. In the evaluation of the surface condition, “◯” was given when the reaction was fast and the surface was smooth, “x” was given when the reaction was slow and the surface was uneven, and “Δ” was the middle of these. In the evaluation of the lateral elongation, “×” indicates that the lateral elongation is largely peeled off, and “Δ” indicates an acceptable level although there is lateral elongation.
実施例1及び実施例2については、経時した原料を使用しても表面状態と横伸びの評価ともに良好であることが判明した。一方、比較例1及び2については、経時した材料を使用した場合の施工性が劣化した。また、比較例3については、十分な発泡が確認できず横伸びの評価が悪いことが判明した。比較例4は、横伸び、表面状態は△レベルであった。実施例と同じような施工はできないが、下吹き施工、一層あたりの厚みを薄く施工することなどで、施工能率は非常に悪くなるが、なんとか施工は可能なレベルであることが判明した。なお、比較例4のウレタンフォームに関しても、発熱性試験(ISO5660 Part1 発熱性試験法:コーンカロリーメータ法)における前述の(1)〜(3)の条件を満たすものであった。 Regarding Example 1 and Example 2, it was found that both the surface condition and the evaluation of the lateral elongation were good even when the aged raw material was used. On the other hand, for Comparative Examples 1 and 2, the workability when using an aged material deteriorated. Moreover, about the comparative example 3, it turned out that sufficient foaming was not confirmed but evaluation of lateral elongation was bad. In Comparative Example 4, the lateral elongation and the surface state were Δ levels. Although construction similar to the example cannot be performed, it has been found that construction efficiency is somehow possible, although the construction efficiency is extremely deteriorated by making the bottom blowing construction, making the thickness per layer thin, and the like. The urethane foam of Comparative Example 4 also satisfied the conditions (1) to (3) described above in the exothermic test (ISO 5660 Part 1 exothermic test method: corn calorimeter method).
以上説明したように、本実施形態にかかるポリウレタンフォーム製造方法によれば、ポリオール系成分中に、pH値が10.5より小さい弱アミン系触媒を用いることで、ポリオール系成分の劣化進行を遅くすることができると共に、第3成分として強アミン系触媒を後添加することでイソシアネート系成分との反応性及び施工性に優れたものとすることができる。また、ポリオール系成分中には弱アミン系触媒が予め配合されているため、何らかの都合で強アミン系触媒を後添加できない場合であっても、ウレタンの反応性を促進することができ、施工処理を進めることができる。 As described above, according to the method for producing polyurethane foam according to the present embodiment, by using a weak amine catalyst having a pH value smaller than 10.5 in the polyol component, the progress of deterioration of the polyol component is delayed. In addition to the addition of a strong amine catalyst as the third component, the reactivity with the isocyanate component and the workability can be improved. In addition, since a weak amine catalyst is blended in advance in the polyol component, the reactivity of the urethane can be promoted even when the strong amine catalyst cannot be added after any reason. Can proceed.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in another various aspect.
1 ポリウレタンフォーム製造装置
2 吐出装置
3 加温機
4 ホースヒータ
5 スプレーガン
10 第3成分容器
11 第3成分用ポンプ
12 コネクタ
20 ポリオール成分貯蔵容器
21 ポリオール用ポンプ
22 混合器
30 ポリイソシアネート成分貯蔵容器
31 イソシアネート用ポンプ
L11 第3成分配管
L12 ポリオール用配管
L13 イソシアネート用配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polyurethane
Claims (3)
前記ポリオール系成分は、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン、ジメチルアミノエトキシエタノールのいずれか1つの弱アミン系触媒を含んでおり、
前記イソシアネート系成分及び/又はポリオール系成分の給送中に、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン(DMCHA)、N,N’,N’’−トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン、N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N,N,N’,N’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン(TMHDA)のいずれか1つの強アミン系触媒を含む第3成分液を混合することを特徴とする、ポリウレタンフォーム製造方法。 A method for producing a rigid polyurethane foam comprising mixing and foaming an isocyanate-based component containing polyisocyanate as a main component and a polyol-based component containing at least a polyester-based polyol, a foaming agent, a foam stabilizer, and a metal catalyst,
The polyol component includes a weak amine catalyst of any one of N, N-dicyclohexylmethylamine and dimethylaminoethoxyethanol,
During feeding of the isocyanate component and / or polyol component, triethylenediamine, N, N-dimethylcyclohexylamine (DMCHA), N, N ′, N ″ -tris ( dimethylaminopropyl ) hexahydrotriazine, N , N, N′-trimethylaminoethylethanolamine, N, N, N ′, N ′, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA), N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6- A method for producing a polyurethane foam, comprising mixing a third component liquid containing any one strong amine catalyst of hexanediamine (TMHDA).
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