JPH03231913A - 硬質ポリウレタンフォームの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、断熱材等として使用される硬質ポリウレタン
フォームの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

硬質ポリウレタンフォームは、その断熱性及び自己接着
性から冷蔵庫、配管等の断熱材として広く利用されてい
る。

この硬質ポリウレタンフォームは、一般にポリヒドロキ
シ化合物、触媒２発泡材、整泡剤及び他の助剤を混合し
たポリヒドロキシ化合物配合液（以下単に配合液という
）とポリイソシアネート化合物とを共に液状で混合、攪
拌し、反応２発泡化させることにより製造されている。

この場合、発泡剤として使用されるクロロフルオロカー
ボン化合物は、オゾン層破壊の問題から使用量の削減が
要請されており、このため水を発泡剤として使用し、水
とポリイソシアネート化合物との反応により生じる炭酸
ガスで発泡させることが行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化
合物とを均一に混合して反応させるためには、高い粘性
をもつポリヒドロキシ化合物の粘度を低下させる必要が
ある。

この場合、発泡剤のクロロフルオロカーボン化合物はポ
リヒドロキシ化合物に予め混合され、配合液を低粘度に
する機能を有しており、クロロフルオロカーボン化合物
の量を削減すると配合液の粘度が上昇して混合反応性が
低下し、良好な硬質ポリうレタンフオームが得られない
という問題がある。

また、水を多く用いると相対的に尿素結合が増加し、硬
質ポリウレタンフォームが本来有する接着性が低下する
という問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、発泡剤とし
てのクロロフルオロカーボン化合物の使用量を削減しな
がらも配合液の粘度を低くすることができ、しかも接着
性に優れた硬質ポリウレタンフォームを得ることができ
る製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明者らは、
上記目的を達成するため、発泡剤としてのクロロフルオ
ロカーボン化合物の使用量を削減する目的で水での代替
を検討した。しかし、粘度が高いポリヒドロキシ化合物
の粘度低下剤としての機能を併せ持つクロロフルオロカ
ーボン化合物を削減して水を増量すると、必然的に配合
液の粘度が上昇し、ポリイソシアネート化合物との十分
な混合１反応が困難となり、良好な硬質ポリウレタンフ
ォームが得られなくなると共に、三次元化したポリウレ
タン分子内に尿素結合が増加するため、硬質ポリウレタ
ンフォーム本来の特徴である自己接着性も低下してしま
う。そこで、本発明者らはこれらの問題を解決するため
、ポリヒドロキシ化合物の分子構造に着眼して鋭意研究
を進めた結果、ポリヒドロキシ化合物の一部として分子
量１５０〜５００のポリエチレングリコールを全ポリヒ
ドロキシ化合物１００重量部中５〜６０重量部の範囲で
使用することにより、クロロフルオロカーボン化合物の
使用量を削減しても配合液を低粘度化できると共に、水
を多用しても接着性に優れた硬質ポリウレタンフォーム
が得られることを知見し、本発明をなすに至った。

従って、本発明は、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシ
アネート化合物とを触媒９発泡剤及び整泡剤の存在下に
反応させて硬質ポリウレタンフォームを製造するに際し
、ポリヒドロキシ化合物として分子量１５０〜５００の
ポリエチレングリコールを全ポリヒドロキシ化合物１０
０重量部に対し５〜６０重量部使用することを特徴とす
る硬質ポリウレタンフォームの製造方法を提供する。

これに対し、ポリエチレングリコールの分子量が１５０
未満の場合は得られるフオームの自己接着性が低下し、
しかもヒドロキシ基の重量濃度が高いためポリイソシア
ネート化合物の使用量が多くなり、反応熱が高くなりす
ぎて水を多用する配合には不適当である。一方、分子量
が５ｏｏをこえる場合は得られるフオームが軟らかくな
り、硬質ポリウレタンフォームとして不適になる上、分
子量の増加に伴ないポリエチレングリコール自身が室温
で固体状態となってしまうため、取扱いに極めて不便と
なる。

また、ポリエチレングリコールの使用量が５重量部未満
の場合には配合液の粘度を低下させる効果が不十分とな
り、６０重量部をこえる場合は得られるフオームの耐湿
性及び寸法安定性が低下する。

更に、−船釣に粘度低下剤として用いられるモノマー類
、例えばジオクチルフタレート、プロピレンカーボネー
ト等をポリヒドロキシ化合物に添加することは、これら
モノマー類はヒドロキシル基を持たないため、得られる
フオームの高分子骨格の中で可塑剤的な存在となり、強
度面から好ましくない。

なお、ポリエチレングリコールのより好ましい分子量は
２００〜４００、より好ましい使用量は１０〜５０重量
部であり、これによって本発明の目的を効果的に達成す
ることができる。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

本発明においてポリエチレングリコールと併用するポリ
ヒドロキシ化合物の種類に侍に限定はなく、例えばグリ
セリン、トリエチレンジアミン等に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を開
環付加重合して得られるポリエーテルポリオール類、ア
ジピン酸、コハク酸等の多塩基酸とエチレングリコール
、プロピレングリコール等のポリヒドロキシル化合物と
の重縮合反応あるいはラクトン類の開環重合によって得
られるポリエステルポリオール類等の１種又は２種以上
を自由に組み合せて使用することができる。

また、本発明に使用できるポリイソシアネート化合物と
しては、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン
ジイソシアネート等の芳香族系イソシアネート類、イソ
ホロンジイソシアネート等の脂環族系イソシアネート類
、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族系イソシ
アネート類及びそれらの粗製物等が使用できる。ポリヒ
ドロキシ化合物及び水等の他の活性水素を有する化合物
の全量に対するポリイソシアネート化合物の使用量、即
ちイソシアネート指数は８０〜１３０の範囲とすること
が望ましい。

触媒としては、例えばジブチル錫ジラウレート。

スタナスオクトエート等の有機金属系化合物、トリエチ
レンジアミン、テトラメチルへキサメチレンジアミン等
のアミン系化合物といった本分野で用いられているもの
であればいずれのものも使用できる。この場合、触媒の
使用量は通常の使用量とすることができる。

発泡剤としては、水、トリクロロフルオロメタン、１．
１２−）リクロロー１２．ｉ　）リフルオロエタン等の
クロロフルオロカーボン類、ジクロロトリフルオロエタ
ン、ジクロロテトラフルオロエタン等のハイドロクロロ
フルオロカーボン類、塩化メチレン等のハイドロクロロ
カーボン類、ペンタン等のハイドロカーボン類等の１種
又は２種以上が使用できる。この場合、本発明において
はポリヒドロキシ化合物に上記ポリエチレングリコール
を用いたことにより、クロロフルオロカーボン化合物の
使用量を削減して水の使用量を増やすことができる。な
お、発泡剤としての水の使用量は全ポリヒドロキシ化合
物１００重量部に対し０．５〜１０重量部、特に２〜８
重量部とすることが好ましく、他の発泡剤の使用量は全
ポリヒドロキシ化合物１００重量部に対し０〜１００重
量部、特に０〜６０重量部とすることが好ましい。

整泡剤としては、硬質ポリウレタンフォーム製造用とし
て効果のあるものはすべて使用できる。

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等
のシリコーン系のもの等を通常の使用量で用いることが
できる。

更に、本発明においては、上記以外の任意成分、例えば
難燃剤、充填剤等も本発明の目的を妨げない範囲で使用
することができる。

上記原料から硬質ポリウレタンフォームを製造する際は
通常のポリウレタンフォームと同様の方法を採用するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の硬質ポリウレタンフォー
ムの製造方法によれば、社会的要請であるフロン削減を
実施しながらもポリヒドロキシ化合物配合液を低粘度化
して混合反応性を良好にすることができると共に、自己
接着性に優れた硬質ポリウレタンフォームを得ることが
できるものである。

以下、本発明を実施例、比較例に基づいて更に具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。

〔実施例、比較例〕

下記方法によって実施例１〜５．比較例１〜５の硬質ポ
リウレタンフォームを製造した。

失巖廻上二） 第１表に示す配合処方に従って、まずＩＩ！、の紙コツ
プにポリオール１５０ｇを秤量し所定量の触媒、シリコ
ーン整泡剤、水を添加し、プロペラ式攪拌機により約１
０秒攪拌後、更に所定量のトリクロロモノフルオロメタ
ンを加えて約３０秒開光分に混合攪拌し配合液Ａを調整
した。次いで配合１’ｆ［Ａに所定量の粗製ジフェニル
メタンジイソシアネートを添加し、約２０℃の室温下で
５秒間高速攪拌し反応液をベニヤ板上に注ぎ室温にて反
応発泡させ硬質ポリウレタンフォームを得た。

此ｌび〔Ｌ二足 フロンを主発泡剤として用いた従来配合の場合（比較例
１）、フロンを削減し従来の硬質用ポリオールのみを用
いた場合（比較例２．３）、ポリ０ エヂレングリコールの使用部数が５部以下の場合（比較
例４）、使用したポリエチレングリコールの分子量が１
５０以下の場合（比較例５）をそれぞれ第１表に示す配
合処方に従い実施例と同様にして硬質ポリウレタンフォ
ームを得た。

なお、第１表中の配合成分としてはそれぞれ下記のもの
を用いた。

ポリオールＡ 成田製薬工業■製　ポリエーテルポリオール：ＧＲ３０
Ｃ（ＯＨ価４３０） ポリオールＢ 三洋化成工業■製　ポリエチレングリコール：ＰＥＧ＃
４００　（分子量４００） ポリオールＣ 三洋化成工業■製　ポリエチレングリコール：ＰＥＧ＃
２００　（分子量２００） ポリオールＤ 関東化学■製　ジエチレングリコール：試薬−級（分子
量１０６） ！皇剋 日本ユニカー−製　シリコーン整泡剤：　Ｌ−５４２０
クロロフルオロカーボン　泡Ｊ 旭硝子■製　トリクロロモノフルオロメタン：Ｆ１１ 會匡糸放娠 日東化成■製　ジブチルチンジラウレート：ネオスタン
Ｕ−１００ ヱｊ之糸放煤 化工■製　トリエチレンジアミンのジプロピレングリコ
ール３３％溶液：カオライザー隘３１ポリイソシアネー
ト 三井東圧■製　粗製ジフェニルメタンジイソシアネート
：　ＣＲ−２００（ＮＣ０％３１．０）なおイソシアネ
ート指数は全て１０５である。

また、各硬質ポリウレタンフォームの発泡硬化時間、フ
オーム密度、配合液Ａの粘度１面材接着力をそれぞれ下
記方法により調べた。結果を第１表に示す。

２ 光ｊ■ＩＵ１阻 粗製ジフェニルメタンジイソシアネート添加後の高速攪
拌開始の時点から反応液における見かけの体積増加が終
了するまでに要した時間を測定し、この時間を各フオー
ムの発泡硬化時間とした。

ズエ二人斑度 ＪＩＳ　Ａ−９５１４により測定した。

聚企喪人ｑ権度 ２０℃における粘度をＢ型粘度計（■東京計器製）を用
いて測定した。

里林笈豊力 上述の発泡硬化時間が終了する約１０秒前にフオーム表
面に３ＣＩ１１×１０ｃＩ１１の短ざく状の上質紙を指
で軽く押し置き、発泡硬化終了後室温で約１時間放置し
、短ざく状上質紙の長手方向にそってピーリングさせそ
の時の剥離力を測定した。

３ ４ 第１表の結果より、フロン削減処方において本発明の配
合範囲で分子量１５０〜５００のポリエチレングリコー
ルを使用したもの（実施例１〜５）は、従来の硬質用ポ
リオールを単独で用いたもの（比較例２，３）に比べ、
低粘度で混合反応性。

作業性に優れかつ面材接着性も良好で、従来のフロン多
用処方（比較例１）とほぼ同等の性能を有していること
がわかる。また、ポリエチレングリコールを用いても本
願の配合範囲以外の場合（比較例４）及び分子量が１５
０以下の場合（比較例５）はいずれも目的とする効果が
得られなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物
   とを触媒、発泡剤及び整泡剤の存在下に反応させて硬質
   ポリウレタンフォームを製造するに際し、ポリヒドロキ
   シ化合物として分子量１５０〜５００のポリエチレング
   リコールを全ポリヒドロキシ化合物１００重量部に対し
   ５〜６０重量部使用す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。