JP2006063344A - 活性水素成分およびフォームの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 活性水素化合物として、多価アルコールに、各1級OH基に1モル以上の炭素数3以上の1,2−アルキレンオキサイドが付加されてなるポリエーテルポリオールにさらにエチレンオキサイドが付加されてなるポリエーテルポリオールからなり、水酸基価が200以上であり、活性水素1個あたりのエチレンオキサイドの平均付加モル数xが2以下で、1級OH化率yが20%以上で、且つ、xとyが式(2)の関係を満たすポリエーテルポリオール(a1)からなる硬質ポリウレタンフォーム製造用活性水素成分。
y≧42x0.47(1−x/41) (2)
【選択図】 なし
Description
活性水素化合物にアルキレンオキサイド(以下AOと略記する。)等のモノエポキサイドを開環反応させて得られるポリオキシアルキレンポリオール等のポリエーテル類は、ポリウレタン、ポリエステル等の樹脂原料、界面活性剤、潤滑剤、その他の用途に広く用いられている。特に、芳香族ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱硬化ウレタン樹脂、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、アクリル系樹脂に可とう性、柔軟性、低温ゴム弾性等の特性を付与する目的で、従来より、各種のポリエーテル化合物の利用が検討されている。また、このポリエーテル化合物としては、側鎖を有するポリエーテル化合物、例えばグリセリンのプロピレンオキサイド(以下POと略記する。)付加物やポリプロピレングリコール等が効果が高いことが知られており、このものは一般にグリセリンやプロピレングリコール等の水酸基含有化合物にアルカリ触媒の存在下にPOを開環付加重合させることで得られる。
従来から硬質ポリウレタンフォームは、土木建築用、輸送機用、家電用の断熱材として広く使用されている。近年、生産性向上のため、イソシアネートとの反応性を向上させるために1級OH化率を高めたポリオールが使用されている。通常、1級OH化率を高めたポリオールとしては末端にEOを付加させたAO付加物が使用されているが、通常の方法で末端にEOを付加させたAO付加物を使用した硬質ポリウレタンフォームは、硬化性には優れるものの、脱型時に膨れたり、フォーム強度が小さいという問題があった。
従来から半硬質ポリウレタンフォームは、自動車内装材の衝撃吸収材、緩衝材として広く使用されている。近年、生産性向上のため、イソシアネートとの反応性を向上させるために1級OH化率を高めたポリオールが使用されている。通常、1級OH化率を高めたポリオールとしては末端にEOを付加させたAO付加物が使用されているが、通常の方法で末端にEOを付加させたAO付加物を使用した半硬質ポリウレタンフォームは、硬化性には優れるものの、脱型時に膨れたり、逆に収縮が大きいという問題があった。
従来、軟質ポリウレタンフォームの製造方法として使用するポリエーテルポリオールは、用いるイソシアネートとの反応性の観点から末端水酸基の1級化率を高める目的で、ポリプロピレンポリオールの末端にさらにEOを付加させたものが使用されている。従来の方法では、親水性基であるEOユニットを含有することから、得られたフォームの耐湿物性が低下するという問題がある。
従来、軟質ポリウレタンスラブフォームの製造方法としてポリエーテルポリオールと有機ポリイソシアネートとを、発泡剤、触媒、整泡剤等の存在下で反応させてることは広く知られている。しかしながら、従来はポリウレタンスラブフォーム発泡時のセルを安定化させるために高価でありかつ環境に悪影響を及ぼす恐れのある有機重金属触媒を多量に使用する必要があった。
本発明の目的の1つは、上述の現状に鑑み、ポリエーテルの疎水性を損なうことなく樹脂の製造原料として十分な反応性を持ったポリオール成分に適したポリエーテル化合物、並びにそのポリエーテル化合物から得られる樹脂を提供することである。
本発明のもう1つの目的は、硬化性に優れ、且つ、脱型時の膨れが小さく、フォーム強度が大きい硬質ポリウレタンフォームの製法を得ることである。
本発明のさらなる目的は、硬化性に優れ、且つ、脱型時に膨れや収縮が小さい半硬質ポリウレタンフォームの製法を得ることである。
本発明のさらなる目的は、耐湿物性の低下がなく、密度の均一な軟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。
本発明のさらなる目的は、発泡安定性に優れ、有機重金属触媒を多量に使用せずとも生産可能な、軟質ポリウレタンスラブフォームの製造方法を提供することである。
<第1発明(参考発明)> 活性水素化合物に、活性水素1個あたりのエチレンオキサイドの平均付加モル数xが20以下で、末端水酸基のうちの1級OH化率yが40%以上で、且つ、xとyはxが10〜20のとき式(1)、xが10以下のとき式(2)の関係を満たす、炭素数3以上の1,2−アルキレンオキサイドを主体としエチレンオキサイドを含むアルキレンオキサイドがランダムおよび/またはブロック付加されてなるポリエーテルポリオール。
y≧42x0.47(1−x/41) (2)
<2>末端1級水酸基含有率yがモノヒドロキシポリエーテルは60%以上、ポリヒドロキシポリエーテルは40%以上
<3> x≦5.5×z−6.5×Ln(z)−6.46 (3)
(zは、1.03−y/100;Ln(z)はzの自然対数である。)
<第3発明(参考発明)> 活性水素化合物に炭素数3以上の1,2−アルキレンオキサイドを主体としエチレンオキサイドを含むアルキレンオキサイドがランダムおよび/またはブロック付加されてなり、親水性疎水性バランス(HLB)と、ポリエーテルポリオールの末端水酸基の1級OH化率(%)とが式(6)で表される関係にあるポリエーテルポリオール。
<第4発明> 多価アルコールに、各1級OH基に1モル以上の炭素数3以上の1,2−アルキレンオキサイドが付加されてなるポリエーテルポリオールにさらにエチレンオキサイドが付加されてなるポリエーテルポリオールからなり、水酸基価が200以上であり、活性水素1個あたりのエチレンオキサイドの平均付加モル数xが2以下で、1級OH化率yが20%以上で、且つ、xとyが式(2)の関係を満たすポリエーテルポリオール(a1)からなる硬質ポリウレタンフォーム製造用活性水素成分。
y≧42x0.47(1−x/41) (2)
y≧42x0.47(1−x/41) (2)
<第8発明(参考発明)> 下記一般式(4)で表され、且つ末端に位置する水酸基含有基である−AO−H基の40%以上(モノオールの場合は60%以上)が下記一般式(5)で表される1級水酸基含有基であるポリオキシアルキレンポリオールもしくはモノオール(j)の末端水酸基にエチレンオキサイドを付加してなる下記<1>〜<3>の要件を満たすモノヒドロキシもしくはポリヒドロキシポリエーテル(K)と、水酸基と反応性の化合物(L)と、必要により(K)および/または(L)と反応する他の成分(M)からなる樹脂形成性組成物。
<2>末端1級水酸基含有率yがモノヒドロキシポリエーテルは60%以上、ポリヒドロキシポリエーテルは40%以上
<3> x≦5.5×z−6.5×Ln(z)−6.46 (3)
(zは、1.03−y/100;Ln(z)はzの自然対数である。)
<第9発明> 活性水素化合物(A)、有機ポリイソシアネート(B)、発泡剤(C)、ウレタン化触媒(D)、および必要に応じて添加剤(E)を加えて発泡硬化させて硬質ポリウレタンフォームを製造する方法において、(A)が第4発明の活性水素成分からなる硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
y≧42x0.47(1−x/41) (2)
<第16発明> 第9または第10発明の製造方法で得られた硬質ポリウレタンフォームからなる建材用、家電用もしくは輸送機用の断熱材または構造材。
(1)硬化物は、可とう性、柔軟性、低温ゴム弾性に優れる。
(2)従来のEO付加ポリエーテルを使用したものに比較して、良好な耐水性(水膨潤率)を有する。
(3)従来のポリエーテルを用いた場合と比べて、短時間の反応で所定の樹脂物性が得られ、生産性が良好である。
本発明において、末端水酸基の1級OH化率は、予め試料をエステル化の前処理をした後に1H−NMR法により算出する。1H−NMR法の詳細を以下に具体的に説明する。
測定試料約30mgを直径5mmの1H−NMR用試料管に秤量し、約0.5mlの重水素化溶媒を加え溶解させる。その後、約0.1mlの無水トリフルオロ酢酸を添加し25℃で約5分間放置して、ポリオールをトリフルオロ酢酸エステルとし、分析用試料とする。
通常の条件で1H−NMR測定を行う。
1級水酸基の結合したメチレン基由来の信号は4.3ppm付近に観測され、2級水酸基の結合したメチン基由来の信号は5.2ppm付近に観測されるから、末端水酸基の1級OH化率は下式(7)により算出する。
ただし、
r:4.3ppm付近の1級水酸基の結合したメチレン基由来の信号の積分値
s:5.2ppm近の2級水酸基の結合したメチン基由来の信号の積分値
である。
y≧42x0.47(1−x/41) (2)
(ただし xが10以下)
y≧45x0.47×(1−x/41) (2'')
(ただし xが10以下)
<1>AO−EOの順序でブロック付加したもの(チップド)
<2>AO−EO−AO−EOの順序でブロック付加したもの(バランスド)
<3>EO−AO−EOの順序でブロック付加したもの
<4>AO−EO−AOの順序でブロック付加したもの(活性セカンダリー)
<5>AO及びEOを混合付加したランダム付加物
<6>特開昭57−209920号公報記載の順序でランダム又はブロック付加したもの
<7>特開昭53−13700号公報記載の順序でランダム又はブロック付加したもの
これらの中では、末端EO付加物が好ましい。
他の触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、炭酸カリウム、トリエチレンジアミンなどの塩基性触媒;三フッ化ホウ素、塩化スズ、トリエチルアルミニウム、ヘテロポリ酸などの酸触媒;亜鉛ヘキサシアノコバルテート;ホスファゼン化合物などが挙げられる。これらの中では塩基性触媒が好ましい。触媒の使用量は特に限定されないが、生成する重合体に対して、好ましくは0.0001〜10質量%、さらに好ましく0.001〜1質量%である。
y≧42x0.47(1−x/41) (2)
(ただし xが10以下)
y≧45x0.47×(1−x/41) (2'')
(ただし xが10以下)
R1−[−(ZO)p−(AO)q−H]m (4)
x≦5.5×z−6.5×Ln(z)−7.85 (3')
(zは、1.03−y/100;Ln(z)はzの自然対数である。)
AOとして好ましいものは、POおよび/または1,2−BOとEOの併用であり、さらに好ましくはPOとEOの併用である。併用の場合の付加形式はブロックまたはランダムのいずれでもよい。付加形式として特に好ましいのはブロックであり、PO付加体の末端EOブロック物である。
本第8発明は新規なポリエーテル化合物を含む樹脂形成性組成物に関する。詳しくは、反応によりエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等を形成する新規なポリエーテル化合物を含む樹脂形成性組成物に関する。
<1>炭素数(NCO基中の炭素数を除く)6〜20の芳香族ポリイソシアネート;
1,3−及び/又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−、2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−及びp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート(PAPI)等;
<2>炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート;
エ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(HDI)、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、ダイマー酸ジイソシアネート(DDI)等;
<3>炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート;
イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H−MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート(HTDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−及び/又は2,6−ノルボルナンジイソシアネート等;
<4>炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート;
m−及び/又はp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等;
<4>上記ポリイソシアネートの変性物;
ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトンイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物等;変性物の例としては、例えばポリイソシアネートのポリオール(下記低分子及び/又は高分子ポリオール)アダクト体[NCO/OHのモル比は好ましくは1.01〜10/1、さらに好ましくは1.1〜5/1であり、例えばトリメチロールプロパン1モルと前記のジイソシアネート3モルのアダクト体、ペンタエリスリトールと前記のジイソシアネート4モルのアダクト体等;
<5>NCO末端ウレタンプレポリマー;
重量平均分子量(以下Mwと略記する、ゲルパーミエーションクロマトグラフによる、以下同様)が好ましくは1,000〜200、000、さらに好ましくは2,000〜100,000であり、1分子中にNCO基を好ましくは平均1.5個以上、さらに好ましくは1.5〜5個含有し、後記する低分子ポリオールや高分子ポリオールと上記のポリイソシアネートとのウレタン化反応により、それと同じ条件で製造されるNCO末端ウレタンプレポリマー;
<6>ジイソシアネート重合体;
上記ポリイソシアネートのイソシアヌレート(三量体、五量体)、前記のジイソシアネートのビューレット(三量体、五量体)等;
等が挙げられる。これらは2種以上の併用してもよい。これらのうち好ましいものは、TDI、MDI、XDIおよびTMXDIであり、特に好ましくはMDIおよびTDIである。
(i)ポリカルボン酸としては炭素数4〜30、2〜8価又はそれ以上の飽和カルボン酸が挙げられ、具体的には下記の化合物が挙げられる。
イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸等の芳香族ポリカルボン酸;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ポリカルボン酸;
<2>重合性不飽和基を有するポリカルボン酸;
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸等の重合性不飽和基を有するポリカルボン酸;
等が挙げられる。これらの内好ましくは芳香族ポリカルボン酸、重合性不飽和基を有するポリカルボン酸である。
エポキシ基含有化合物は、モノエポキシド(III−1)と分子中にエポキシ基を2個以上含有するポリエポキシド(III−2)とがある。
(III−1−2)炭素数3〜19の炭化水素のグリシジルエーテル(n−ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、2−エチル−ヘキシルグリシジルエーテル、2−メチルオクチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、p−sec−ブチルフェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル等);
(III−1−3)炭素数3〜30のモノカルボン酸のグリシジルエステル(グリシジル(メタ)アクリレート等)、エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン等のエピハロヒドリン及びグリシドール等の水酸基含有オキシド等;
が挙げられる。
(i)2価フェノール類のジグリシジルエーテル;炭素数6〜30の2価フェノール類のジグリシジルエーテル例えば、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールBジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ハロゲン化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラクロロビスフェノールAジグリシジルエーテル、カテキンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、1,5−ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、オクタクロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェニルジグリシジルエーテル、9,9’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フロオレンジグリシジルエーテル、ビスフェノールA2モルとエピクロロヒドリン3モルの反応から得られるジグリシジルエーテル等;
(ii)3価〜6価又はそれ以上の、多価フェノール類のポリグリシジルエーテル;
炭素数6〜50又はそれ以上で、Mn:110〜3,000の3価〜6価又はそれ以上の多価フェノール類のポリグリシジルエーテル例えば、ピロガロールトリグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフチルクレゾールトリグリシジルエーテル、トリス(ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエーテル、ジナフチルトリオールトリグリシジルエーテル、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンテトラグリシジルエーテル、p−グリシジルフェニルジメチルトリールビスフェノールAグリシジルエーテル、トリスメチル−tert−ブチル−ブチルヒドロキシメタントリグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)テトラクレゾールグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)フェニルグリシジルエーテル、ビス(ジヒドロキシナフタレン)テトラグリシジルエーテル、フェノール又はクレゾールノボラック樹脂(Mn:400〜3,000)のグリシジルエーテル、リモネンフェノールノボラック樹脂(Mn:400〜3,000)のグリシジルエーテル、フェノールとグリオキザール、グルタールアルデヒド、又はホルムアルデヒドの縮合反応によつて得られるポリフェノール(Mn:400〜3,000)のポリグリシジルエーテル、及びレゾルシンとアセトンの縮合反応によって得られるMn:400〜3,000のポリフェノールのポリグリシジルエーテル等;
(iii)脂肪族2価アルコールのジグリシジルエーテル;
炭素数2〜100、Mn:62〜3,000のジオールのジグリシジルエーテル例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール(Mn:150〜3,000)ジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール(Mn:180〜3,000)ジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(Mn:200〜3,000)ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAのAO〔EO又はPO(1〜20モル)〕付加物のジグリシジルエーテル等;
(iv)3価〜6価又はそれ以上の脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル;炭素数3〜50又はそれ以上で、Mn:76〜3,000の3価〜6価又はそれ以上の多価アルコール類のグリシジルエーテル例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールヘキサグリシジルエーテル、ポリ(n=2〜5)グリセロールポリグリシジルエーテル等;
(III−2−2)グリシジルエステル型;炭素数6〜20又はそれ以上で、2価〜6価又はそれ以上の芳香族ポリカルボン酸のグリシジルエステル、及び炭素数6〜20又はそれ以上で、2価〜6価又はそれ以上の脂肪族もしくは脂環式ポリカルボン酸のグリシジルエステル等;
(i)芳香族ポリカルボン酸、例えばフタル酸類のグリシジルエステルとしては、フタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、トリメリット酸トリグリシジルエステル等;
(ii)脂肪族若しくは脂環式ポリカルボン酸のグリシジルエステルとしては、上記フェノール系のグリシジルエステルの芳香核水添加物、ダイマー酸ジグリシジルエステル、ジグリシジルオキサレート、ジグリシジルマレート、ジグリシジルスクシネート、ジグリシジルグルタレート、ジグリシジルアジペート、ジグリシジルピメレート、グリシジル(メタ)アクリレートの(共)重合体(重合度は例えば2〜10)、トリカルバリル酸トリグリシジルエステル等;
(III−2−3)グリシジルアミン型;炭素数6〜20又はそれ以上で、2〜10又はそれ以上の活性水素原子をもつ芳香族アミン類のグリシジルアミン及び脂肪族、脂環式若しくは複素環式アミン類のグリシジルアミン等
(i)芳香族アミン類のグリシジルアミンとしては、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジルトルイジン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルジアミノジフェニルスルホン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルジエチルジフェニルメタン、N,N,O−トリグリシジルアミノフェノール等;
(ii)脂肪族アミン類のグリシジルアミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキサメチレンジアミン等;
(iii)脂環式アミン類のグリシジルアミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミンの水添化合物等;複素環式アミンのグリシジルアミンとしてはトリスグリシジルメラミン等;
(III−2−4)脂肪族エポキシド;炭素数6〜50又はそれ以上で2〜6価又はそれ以上の脂肪族エポキシド、例えばエポキシ当量130〜1,000のエポキシ化ポリブタジエン(Mn:170〜3,000)、エポキシ化大豆油(Mn:170〜3000)等;
(III−2−5)脂環式エポキシド;炭素数6〜50又はそれ以上で、Mn:98〜3,000、エポキシ基の数2〜4又はそれ以上の脂環式エポキシド例えば、ビニルシクロヘキセンジオキシド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エチレングリコールビスエポキシジシクロペンチルエーテル、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、及びビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)ブチルアミン等;前記フェノール類のエポキシ化合物の核水添化物等;
なお(III−2−1)〜(III−2−5)以外のものでも、活性水素と反応可能なグリシジル基をもつエポキシ樹脂であれば使用できる。又、これらのポリエポキシド、モノエポキシドは、二種以上併用できる。
マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等のα、β−不飽和ジカルボン酸又はこれらの酸無水物、エステル、アミド、イミド;ジエチルフマレート、ジオクチルフマレート等のフマル酸エステル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ビニレンカーボネート、ビニル−2−クロロエチルエーテル、アルキルビニルエーテル、脂肪族ビニルエステル、2−ビニルフラン、ビニルフェノール、ビニルフェニルジシロキサン、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、ビニルピロール、ビニルピロリドン、ビニルスルホン酸、ビニルウレタン、ビニルカルバゾール等の各種ビニルモノマー;1,3−ブタジエン、イソプレン、ピペリレン、メチルペンタジエン、クロロプレン、2−メトキシブタジエン、1−シアノブタジエン等の共役ジエン化合物とその誘導体;マレイン酸ジアリル、フタル酸ジアリル、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジアリルシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルフェニルホスフェイト、2,3−ジョビニルピリジン等の多官能ビニルモノマーが挙げられる。
〔iv〕:(K)が高分子量ポリオールであり、(L)がポリイソシアネートである組み合わせであり、必要に応じて(M)として低分子量ポリオールを加えることができる。;
〔v〕:(K)がポリオールであり、(L)が重合性不飽和基を有するモノカルボン酸及びその誘導体から選ばれる化合物である組み合わせであり必要に応じて(M)としてモノオールを加えることが好ましい。;
〔vi〕:(K)がポリオールであり、(L)がポリカルボン酸及びその誘導体から選ばれる化合物であり、(M)が分子中に1〜4個若しくはそれ以上の水酸基及び1〜4個若しくはそれ以上の重合性不飽和基を有する化合物である組み合わせ;
〔vii〕:(K)がポリオールであり、(L)がポリイソシアネートであり、(M)が分子中に1〜4個若しくはそれ以上の水酸基及び1〜4個若しくはそれ以上の重合性不飽和基を有する化合物である組み合わせ;
〔viii〕:(K)が2〜8官能のポリオールであり、(L)がエポキシ基含有化合物(III)である組み合わせ。
(1)有機パーオキサイド
ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド等のアルキルパーオキサイド;ジラウロイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジセチルパーオキサイド、ジデカノイルパーオキサイド、ジイソノナノイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;t−ブチルパーオクトエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等の過酸エステル等;
(2)有機ハイドロパーオキサイド
t−ブチルハイドロパーオキサイド、クミルハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジハイドロパーオキシヘキサン、p−メタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等;
(3)アゾ化合物
ジアゾアミノベンゼン、N、N’−ジクロロアゾジカルボン酸アミド、アゾジカルボン酸ジエチルエステル、1−シアノ−1−(t−ブチルアゾ)シクロヘキサノン、アゾビス(イソブチロニトリル)等;
等が挙げられる。これらのうちで好ましくは有機パーオキサイドであり、さらに好ましくはt−ブチルパーオキシベンゾエートである。重合開始触媒の配合割合は、樹脂形成性組成物全体の質量に対して好ましくは0.1〜15質量%、さらに好ましくは0.5〜5質量%である。
次に硬質ポリウレタンフォームに関する、第4、第5、第9、第10および第16発明について説明する。
y≧45x0.47(1−x/41) (2'')
次に半硬質ポリウレタンフォームに関する、第6、第7、第11、第12および第17発明について説明する。
y≧42x0.47(1−x/41) (2)
y≧45x0.47(1−x/41) (2'')
次に軟質ポリウレタンフォームに関する、第13、第14および第18発明について説明する。
(末端水酸基の1級化率の質量平均値)=Σ(1級化率×質量分率) ・・・(15)
y≧42x0.47(1−x/41) (2)
(e13)ポリチオール類の不飽和カルボン酸部分チオエステル
(e14)上記以外のヒドロキシル基を有するビニル単量体類
(e11)の製造に用いるポリオール類のうち多価アルコール、多価フェノール、アミン類、これらに付加させるAOとしては、いずれも前記硬質ポリウレタンフォームの項で述べたものが挙げられる。
本第15発明において、ポリオール(A1)の−AO−H基で表される末端水酸基含有基のうち、一般式(5)で表される1級水酸基含有基の割合(末端水酸基の1級化率)は、少なくとも40%であり、ポリウレタンスラブフォーム発泡時のセルの安定性の観点から、好ましくは少なくとも60%、さらに好ましくは少なくとも70%である。
実施例1
200mlの撹拌装置、温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブに、「サンニックス GP−1000」(三洋化成工業社製;Mn:1000のグリセリンPO付加物)57.0gとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン0.009gとを仕込み、PO86.4gを、反応温度が65〜75℃を保つように制御しながら、10時間かけて滴下した後、70℃で5時間熟成した。水を加えて105〜110℃で4時間常圧留去した後、温度を90〜100℃、圧力を30〜50torrに保って、連続的に水蒸気を通入しながら5時間減圧留去した。水蒸気の通入を停止した後、水酸化カリウム0.1gを加えて、さらに3時間、温度を130℃まで上げ、圧力を50torr以下に保って脱水した。このものの末端水酸基の1級化率は71%であった。引き続き、EO29.6gを、反応温度が125〜135℃を保つように制御しながら、3時間かけて滴下した後、130℃で2時間熟成した。4.0gのキョーワード600(協和化学社製;合成珪酸塩)と2.0gの水を加えて90℃で1時間処理した。オートクレーブより取り出した後、ろ紙を用いてろ過した後、減圧脱水し、液状のグリセリンPO・EO付加物(Mn:3000)152.2gを得た。収率は88%、水酸基価は56.5、EO含有量は16.7質量%、末端水酸基の1級化率は90%であった。本第2発明の要件<3>の関係式(3)の左辺は3.7で右辺は7.5であり要件<3>を満たす。また、第1発明の式(2)の右辺は70.7であり、式(2)の関係式を満たす。
トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランの代わりに0.63gの水酸化カリウムを使用し、実施例1と同様の反応装置で、PO86.0gを、反応温度90〜110℃で12時間かけて滴下した後、6時間熟成した。このものの末端水酸基の1級化率は2%であった。引き続き、EO29.6gを、反応温度が120〜140℃を保つように制御しながら、3時間かけて滴下した後、2時間熟成した。次に、3.0gの合成珪酸塩(キョーワード600、協和化学製)と水2gを加えて60℃で3時間処理した。オートクレーブより取り出した後、1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、液状のグリセリンPO・EO付加物(Mn:3000)161.3gを得た。収率は97%、水酸基価は56.4、EO含有量は16.5質量%、末端水酸基の1級化率は69%であった。要件<3>の関係式(3)の左辺は3.7で右辺は2.4であり要件<3>を満たさない。また、式(2)の右辺は70.7であり、式(2)の関係式を満たさない。
200mlの撹拌装置、温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブに、「サンニックス PP−1000」(三洋化成工業社製;Mn:1000のポリプロピレングリコール)87.8gとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン0.02gを仕込み、PO65.9gを、反応温度が60〜70℃を保つように制御しながら、12時間かけて滴下した後、65℃で3時間熟成した。このものの末端水酸基の1級化率は69%であった。引き続き、EO22.0gを、反応温度を50〜60℃に保つように制御しながら、4時間かけて滴下した後、60℃で4時間熟成した。水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、3.0gのキョーワード600(協和化学社製;合成珪酸塩)と1.0gの水を加えて70℃で1時間処理した。オートクレーブより取り出した後、1ミクロンのフィルターでろ過した後脱水し、液状のポリプロピレングリコールEO付加物(Mn:2000)156.8gを得た。収率は90%、水酸基価は55.9、EO含有量は12.5質量%、末端水酸基の1級化率は86%であった。要件<3>の関係式(3)の左辺は2.85で右辺は5.99であり要件<3>を満たす。また、式(2)の右辺は63.9であり、式(2)の関係式を満たす。
トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランの代わりに0.63gの水酸化カリウムを使用し、実施例1と同様の反応装置で、PO65.0gを、反応温度50〜60℃で30時間かけて滴下した後、20時間熟成した。このものの末端水酸基の1級化率は1%であった。引き続き、EO22.0gを、反応温度を50〜60℃を保つように制御しながら、15時間かけて滴下した後、10時間熟成した。次に、3.0gの合成珪酸塩(キョーワード600、協和化学製)と水2gを加えて60℃で3時間処理した。オートクレーブより取り出した後、1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、液状のポリプロピレングリコールEO付加物(Mn:3000)160.3gを得た。収率は96%、水酸基価は55.7、EO含有量は12.4質量%、末端水酸基の1級化率は62%であった。要件<3>の関係式(3)の左辺は2.83で右辺は1.59であり要件<3>を満たさない。また、式(2)の右辺は63.8であり、式(2)の関係式を満たさない。
実施例1で得たグリセリンPOEO付加物(Mn:3000)434.9g、トリレンジイソシアネート219.2g、水18.7g、スタナスオクテート0.57g、ジオクチルフタレート5.26g、ポリオキシプロピレングリコール(Mn:2000)5.3g、トリエチレンジアミン0.33g、N−メチルモルホリン2.2g、整泡剤(L−520、日本ユニカ製)6.6gを均一混合した。この混合液を30cm四方の容器に均一に流し込み、発泡させウレタンフォームを製造した。
実施例1で得たグリセリンPOEO付加物(Mn:3000)の代わりに、比較例1で得たグリセリンPOEO付加物(Mn:3000)434.9gを使用する他は実施例1’と同様にして、ウレタンフォームを製造した。
500mlの攪拌装置、温度制御装置付きの4つ口フラスコに、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート115.2g、実施例2で得たポリプロピレングリコールEO付加物(Mn:2000)264.4g、エチレングリコール20.4gを仕込み、68℃で5時間反応させ、ポリウレタンエラストマーを得た。 反応中のイソシアネート基の反応率(消費率)は、1時間後に78%、1.5時間後に95%、2時間後に100%であった。
実施例2で得たポリプロピレングリコールEO付加物(Mn:2000)264.4gの代わりに、比較例2で得たポリプロピレングリコールEO付加物(Mn:2000)を用いた他は実施例2’と同様にして、ポリウレタンエラストマーを得た。
実施例11
実施例2と同条件にて、液状のポリプロピレングリコールEO付加物(Mn:3000)156.8gを得た。収率、性状等も同一であった。
200mlの撹拌装置、温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブに、「サンニックス PP−2000」(三洋化成工業社製;分子量2000のポリプロピレングリコール)114.0gとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン0.009gとを仕込み、PO29.4gを、反応温度が65〜75℃を保つように制御しながら、10時間かけて滴下した後、70℃で5時間熟成した。水を加えて105〜110℃で4時間常圧留去した後、温度を90〜100℃、圧力を30〜50torrに保って、連続的に水蒸気を通入しながら5時間減圧留去した。水蒸気の通入を停止した後、水酸化カリウム0.1gを加えて、さらに3時間、温度を130℃まで上げ、圧力を50torr以下に保って脱水した。このものの末端水酸基の1級化率は71%であった。引き続き、EO29.6gを、反応温度が125〜135℃を保つように制御しながら、3時間かけて滴下した後、130℃で2時間熟成した。4.0gのキョーワード600(協和化学社製;合成珪酸塩)と2.0gの水を加えて90℃で1時間処理した。オートクレーブより取り出した後、ろ紙を用いてろ過した後、減圧脱水し、液状のポリプロピレングリコールEO付加物(Mn:3000)152.2gを得た。収率は88%、水酸基価は37.5、EO含有量は16.7質量%、末端水酸基の1級化率は91%であった。要件<3>の関係式(3)の左辺は5.68で右辺は7.98であり要件<3>を満たす。
200mlの撹拌装置、温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブに、「サンニックス PP−3000」(三洋化成工業社製;Mn:3000のポリプロピレングリコール)114.0gとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン0.01gとを仕込み、PO38.0gを、反応温度が55〜65℃を保つように制御しながら、15時間かけて滴下した後、60℃で4時間熟成した。このものの末端水酸基の1級化率は70%であった。引き続き、EO28.0gを、反応温度が55〜65℃を保つように制御しながら、5時間かけて滴下した後、60℃で5時間熟成した。水を加えて70〜80℃で3時間処理した後、連続的に水蒸気を通入しながら、温度を90〜100℃、圧力を30〜50toに保って5時間減圧留去した。水蒸気の通入を停止した後、さらに3時間、温度を130℃まで上げ、圧力を50to以下に保って脱水した。液状のポリプロピレングリコールEO付加物(Mn:4600)153.0gを得た。収率は85%、水酸基価は24.4、EO含有量は15質量%、末端水酸の1級化率は95%であった。要件<3>の関係式(3)の左辺は7.84で右辺は10.40であり要件<3>を満たす。
テレフタル酸ジメチル310.2g、1,4−ブタンジオール239.3g、実施例11のポリプロピレングリコールEO付加物440.0g、イルガノックス−1330(日本チバガイギー社製)1.60g、テトラブチルチタネート0.80gを5Lのオートクレーブに仕込み、室温から220℃まで3時間かけて昇温しエステル交反応を行った。次いで缶内を徐々に減圧すると共に更に昇温し、45分かけて250℃、1torr以下にして初期縮合反応を行った。その温度、圧力を2時間維持して重合反応を行った後、ペレット状で取り出し、ポリエステル樹脂を得た。
実施例11のポリプロピレングリコールに代えて、Mn:2000、EOを含有せず、末端1級化率5%以下の通常のポリプロピレングリコールを用いる他は、実施例11’と同様にしてポリエステル樹脂を得た。
実施例12のポリプロピレングリコールEO付加物933.6gに、エチレングリコール66.4gを混合し、理論量に相当するジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート638gとを加え、160℃で10分間反応させて塊状の反応生成物を取り出し、210℃で混練して、ペレット化を行い、熱可塑ウレタン樹脂を得た。
実施例12のポリプロピレングリコールEO付加物に代えて、Mn:2000、EO含有せず、末端1級化率5%以下の通常のポリプロピレングリコールを用いる他は、実施例12’と同様にして熱可塑ウレタン樹脂を得た。
実施例12のポリプロピレングリコールEO付加物に代えて、Mn:2000、EOを含有量26%、末端1級化率86%の通常のポリプロピレングリコールEO付加物を用いる他は、実施例12’と同様にして熱可塑ウレタン樹脂を得た。
反応容器に、2−ヒドロキシエチルメタクリレート163g、モノメチルハイドロキノン0.2gを仕込み、これに2,6−トルエンジイソシアネート218.3gを室温で1時間かけて滴下し、内温を50〜55℃に保持しながら反応させた。滴下終了後、NCO基含有量が14〜15質量%になるまで更に温度50〜55℃で反応させ、続いて、ジブチル錫ジラウレート0.5gを添加し、温度50〜55℃を保持しつつ、1時間かけて、実施例12のポリプロピレングリコールEO付加物600gとエチレングリコール50gとを滴下した、滴下終了後、75〜80℃に加熱し、赤外吸収スペクトルで2270cm-1のNCO基の吸収が消失するまで反応させ、ウレタンアクリレート化合物を得た。得られた化合物を、スチレンで不揮発分74質量%に調製し、この樹脂100部に対して、促進剤として6%ナフテン酸コバルト0.01質量部、メチルエチルケトンパーオキサイド1.0質量部を混合し、120〜130℃で1時間かけて硬化させ、アクリルウレタン樹脂を得た。
実施例12のポリプロピレングリコールEO付加物に代えて、Mn:3000、末端1級化率5%以下の通常のポリプロピレングリコールを用いる他は、実施例13’と同様にしてアクリルウレタン樹脂を得た。
実施例13のポリプロピレングリコールEO付加物30gと、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ当量189)500gを均一に混合し、触媒としてベンジルアミン1.2gを加え、窒素ガス気流中140℃で5時間反応を行い、エポキシ当量203のエポキシ樹脂を得た。この反応生成物に、硬化剤としてトリエチレンテトラミンを5g加え、7日間硬化させて硬化物を得た。
ビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ当量189)500gを均一に混合し、ベンジルアミン1.2gを加え、窒素ガス気流中140℃で5時間攪拌後、硬化剤としてトリエチレンテトラミンを5g加え、7日間硬化させて硬化物を得た。
実施例21〜24および比較例21〜25(冷蔵庫用箱状断熱材の製造)
表6、7に示した発泡処方に従って、(B)以外を所定量配合した原料を高圧発泡機のポリオール成分用タンクに、(B)をイソシアネートタンクに仕込み、それぞれ20℃に温度調節し、15MPaで衝突混合して、あらかじめ外型に亜鉛鋼板、内型に熱可塑樹脂板を張り付け、40℃に温度調節した外壁と内壁の間に注入し、ウレタンフォームの密度が35kg/m3の冷蔵庫用箱状断熱材を得た。
表8、9に示した発泡処方に従って、(B)以外を所定量配合した原料を高圧発泡機のポリオール成分用タンクに、(B)をイソシアネートタンクに仕込み、それぞれ20℃に温度調節し、15MPaで衝突混合して、あらかじめ上型、下型に3000mm(長さ)×500mm(幅)×0.3mm(厚み)の亜鉛鋼板を張り付け、40℃に温度調節した3000mm(長さ)×500mm(幅)×100mm(高さ)の、アルミ製モールドに注入し、ウレタンフォームの密度が34kg/m3の断熱パネルを得た。
表10、11に示した発泡処方に従って、(B)以外を所定量配合した原料を高圧発泡機のポリオール成分用タンクに、(B)をイソシアネートタンクに仕込み、それぞれ20℃に温度調節し、15MPaで衝突混合して、60℃に温度調節した200mm(長さ)×200mm(幅)×100mm(高さ)の、アルミ製モールドに注入し、ウレタンフォームの密度が0.35kg/m3の合成木材を得た。
(a−1):実施例1記載の方法と同様にして、ソルビトール1モルにトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素を触媒としてPO9モルを付加し〔触媒量50ppm(反応生成物基準)、反応温度75℃〕、さらにEO1モルを付加し、その後触媒成分を除去したものである。
(a−2):実施例1記載の方法と同様にして、グリセリン1モルにトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素を触媒としてPO4.9モルを付加し、その後触媒成分を除去したものである。
(a−3):実施例1記載の方法と同様にして、グリセリン1モルにトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素を触媒としてPO3.3モルを付加し、さらにEO2モルを付加し、その後触媒成分を除去したものである。
(a−4):実施例1記載の方法と同様にして、ペンタエリスリトール1モルにトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素を触媒としてPO5.9モルを付加し、さらにEO0.5モルを付加し、その後触媒成分を除去したものである。
(a−5):実施例1記載の方法と同様にして、ペンタエリスリトール1モルにトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素を触媒としてPO4.8モルを付加し、さらにEO2モルを付加し、その後触媒成分を除去したものである。
(b−1):トリレンジアミン1モルに無触媒でEO2モルを付加し、さらに水酸化カリウムを触媒としてPO5モルを付加し、氷酢酸にて触媒を中和したものである。
(r−22):ソルビトール1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO2.5モルを付加し、さらにEO9.6モルを付加し、氷酢酸にて触媒を中和したものである。
(r−23):グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO4.9モルを付加し、氷酢酸にて触媒を中和したものである。
(r−24):グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO1モルを付加し、さらにEO5.1モルを付加し、氷酢酸にて触媒を中和したものである。
本品はグリセリンの1級OH基1モルあたりの炭素数3以上のAO付加モル数が0.5であるため、(a)には該当しない。
(r−26):ペンタエリスリトール1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO5.9モルを付加し、さらにEO0.5モルを付加し、氷酢酸にて触媒を中和したものである。
(r−27):ペンタエリスリトール1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO2.5モルを付加し、さらにEO5モルを付加し、氷酢酸にて触媒を中和したものである。
本品はペンタエリスリトールの1級OH基1モルあたりの炭素数3以上のAO付加モル数が0.625であるため、(a)には該当しない。
(r−29):ペンタエリスリトール1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO2モルを付加し、さらにEO5.6モルを付加し、氷酢酸にて触媒を中和したものである。
本品はペンタエリスリトールの1級OH基1モルあたりの炭素数3以上のAO付加モル数が0.5であるため、(a)には該当しない。
(C−21):水
(C−22):シクロペンタン
(C−23):HCFC−141b
(D−21):サンアプロ(株)製「U−cat1000」(テトラメチルヘキサメチレンジアミン)
(D−22):東ソー(株)製「TOYOCAT−ET」〔ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、ジプロピレングリコールの混合物〕
(D−23):日本乳化剤(株)製「ミニコールL−1020」(トリエチレンジアミン、ジプロピレングリコール混合物)
(D−24):日東化成(株)製「ネオスタンU−100」(ジブチル錫ジラウレート)
(E−21):ゴールドシュミット製「B−8462」(ジメチルシリコン系整泡剤)
(E−22):東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製「SF−2936F」(ジメチルシリコン系整泡剤)
(E−23):東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製「SH−193」(ジメチルシリコン系整泡剤)
冷蔵庫用箱状断熱材の試験
<1>:注入4分後に脱型したときの成形品厚み(mm)
<2>:注入7分後に脱型したときの成形品厚み(mm)
<3>:注入7分後に脱型した成形品の1日後のフォームの圧縮強さ
(kgf/cm2)、測定方法、JIS A9511
なお<1>〜<3>を測定した部分の型の内寸は50mmである。
<4>:注入8分後に脱型したときの成形品厚み(mm)
<5>:注入12分後に脱型したときの成形品厚み(mm)
<6>:注入12分後に脱型した成形品の1日後のフォームの圧縮強さ
(kgf/cm2)、測定方法、JIS A9511
なお<4>〜<6>を測定した部分の型の内寸は100mmである。
<7>:注入10分後に脱型したときの成形品厚み(mm)
<8>:注入13分後に脱型したときの成形品厚み(mm)
<9>:注入13分後に脱型した成形品の1日後のフォームの圧縮強さ
(kgf/cm2)、測定方法、JIS A9511
なお<7>〜<9>を測定した部分の型の内寸は100mmである。
実施例41〜45および比較例41〜44(ハンドルの製造と評価)
表12および表13に示した発泡処方に従って、(B)以外を所定量配合した原料を高圧発泡機のポリオール成分用タンクに、(B)をイソシアネートタンクに仕込み、それぞれ40℃に温度調節し、15MPaで衝突混合して、あらかじめ鉄芯をセットし、60℃に温度調節したアルミ製モールドに注入し、ウレタンフォームの密度が0.5g/cm3のハンドルを得た。
表14〜16に示した発泡処方に従って、(B)以外を所定量配合した原料を高圧発泡機のポリオール成分用タンクに、(B)をイソシアネートタンクに仕込み、それぞれ40℃に温度調節し、15MPaで衝突混合して、あらかじめ表皮材と芯材をセットし、45℃に温度調節したアルミ製モールドに注入し、ウレタンフォームの密度が0.16g/cm3のインスツルメントパネルを得た。
<使用原料の記号の説明>
(c−1):実施例1記載の方法と同様にして、グリセリン1モルにトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO84.6モルを付加し〔触媒量50ppm(反応生成物基準)、反応温度75℃〕、その後触媒成分を除去したポリエーテルポリオールである。
(c−2):実施例1記載の方法と同様にして、グリセリン1モルにトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO76.7モルを付加し、ついでEO10.5モルを付加し、その後触媒成分を除去したポリエーテルポリオールである。
(c−3):実施例1記載の方法と同様にして、グリセリン1モルにトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO73.2モルを付加し、ついでEO15モルを付加し、その後触媒成分を除去したポリエーテルポリオールである。
(c−4):実施例1記載の方法と同様にして、グリセリン1モルにトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO57.3モルを付加し、ついでEO36モルを付加し、その後触媒成分を除去したポリエーテルポリオールである。
(c−5):グリセリン1モルに水酸化セシウムを触媒として、Mnが4000になるまでPO67.4モルを段階的に付加し〔触媒使用量0.6%(反応生成物基準)、反応温度95〜105℃〕、常法により水酸化セシウムを除去した後、実施例1記載の方法と同様にして、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO17.2モルを付加し〔触媒量50ppm(反応生成物基準)、反応温度75℃〕、その後触媒成分を除去したポリエーテルポリオールである。
(c−6):グリセリン1モルに水酸化セシウムを触媒として、Mnが3000になるまでPO50.1モルを段階的に付加し〔触媒使用量0.6%(反応生成物基準)、反応温度95〜105℃〕、常法により水酸化セシウムを除去した後、実施例1記載の方法と同様にして、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒としてPO23.1モルを付加し、ついでEO15モルを付加し〔触媒量50ppm(反応生成物基準)、反応温度75℃〕、その後触媒成分を除去したポリエーテルポリオールである。
(d−1):トリエタノールアミン(活性水素価1130)
(d−2):エチレングリコール(活性水素価1810)
(r−41):グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO84.6モルを付加し、その後触媒成分を常法により除去したポリエーテルポリオールである。
(r−42):グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO73.2モルを付加し、ついでEO15モルを付加し、その後触媒成分を常法により除去したポリエーテルポリオールである。
(r−43):グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO68.7モルを付加し、ついでEO21モルを付加し、その後触媒成分を常法により除去したポリエーテルポリオールである。
(r−44):グリセリン1モルに水酸化カリウムを触媒としてPO57.3モルを付加し、ついでEO36モルを付加し、その後触媒成分を常法により除去したポリエーテルポリオールである。
(r−45):ポリエーテルポリオール(r−42)中で、アクリロニトリルを、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルをアクリルニトリルに対して2%使用し、120〜130℃で6時間重合することにより得た、重合体含量20%、水酸基価24の重合体ポリオールである。
(B−42):粗製MDI、NCO%=31の有機ポリイソシアネートである。
(C−41):水
(D−41):日本乳化剤(株)製「ミニコールL−1020」(トリエチレンジアミン、ジプロピレングリコール混合物)
(D−42):東ソー(株)製「TOYOCAT−ET」〔ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、ジプロピレングリコールの混合物〕
(D−43):東ソー(株)製「TOYOCAT−ETF」〔ビス(ジメチルアミノエチル)エーテルのカルボン酸塩、ジプロピレングリコールの混合物〕
(D−44):サンアプロ(株)製「Ucat−1000」(N、N、N’、N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン)
ハンドルの試験
<1>:注入150秒後に脱型したときのフォームのC硬度
<2>:注入210秒後に脱型したときのフォームのC硬度
<3>:成形1日後のフォームのC硬度
<4>:注入150秒後に脱型したときのハンドルの太さ(mm)
<5>:注入210秒後に脱型したときのハンドルの太さ(mm)
なお<1>〜<5>を測定した部分の鉄芯の太さは13mm、型の内寸は28mmである。
ハンドルの形状を維持できる場合 ;○
ハンドルの形状を維持できない場合;×
脱型時膨れ判定:注入150秒後に脱型したときに成形したときのハンドルの太さが、
29mm未満;○
29mm以上;×
<6>:注入120秒後に脱型したときの表皮上C硬度
<7>:成形1日後のフォームの表皮上C硬度
<8>:注入120秒後に脱型したときの成形品厚み(mm)
<9>:成形1日後のフォームの引張強さ(kgf/cm2)
<10>:耐熱試験(110℃、2000時間)後のフォームの引張強さ(kgf/cm2)
なお<6>〜<8>を測定した部分の表皮の厚みは1mm、芯材の厚
みは5mm、型の内寸は15mmである。
インスツルメントパネルの形状を維持できる場合 ;○
インスツルメントパネルの形状を維持できない場合;×
脱型時収縮判定:注入120秒後に脱型したときに成形したときの
インスツルメントパネルの厚みが、
14mm以上;○
14mm未満;×
<9>、<10>は、JIS K−6301に準じて測定した。
実施例61〜65及び比較例61〜63
表17に示した発泡処方に従って、金型内でポリウレタンフォームを発泡し、金型から取り出して、一昼夜放置後ポリウレタンモールドフォームを見かけ密度の測定の場合は得られたフォームすべてを、中央部密度の測定の場合には5cm×5cm×3cm、圧縮残留歪率の測定の場合は5cm×5cm×3cm、その他の測定には22cm×22cm×5cmに切断して、その物性を測定した。その結果を表17および表18に示す。
(f1−1):末端オキシエチレン基含有量0質量%、水酸基価=28(mgKOH/g)、Mn=6000、末端水酸基1級化率=70%[1級化率yは第14発明の下限の40%以上]、HLB=4.0、総不飽和度=0.065meq/gのポリエーテルポリオールである。1級化率yは第14発明の下限の40%以上である。
(e1−1):ジエチレングリコールモノアクリレート
(e1−2):ソルビトールジアクリレート
(B−61):日本ポリウレタン工業(株)製「CE−729」(TDI/粗製MDI=80/20、NCO%=44.7)の有機ポリイソシアネートである。
(D−61):日本乳化剤(株)製「ミニコールL−1020」(トリエチレンジアミンの33質量%ジプロピレングリコール溶液)の触媒である。
(D−62):東ソー(株)製「TOYOCAT−F4」(トリメチルアミノエチルピペラジン、テトラメチルヘキサメチレンジアミンおよびイミダゾールの混合物)の触媒である。
(D−63):サンアプロ(株)製「ポリキャット−41」(トリスジメチルアミノプロピル−s−トリアジン)の触媒である。
(E−61):日本ユニカー(株)製「L−3601」(ジメチルシロキサン系整泡剤)の整泡剤である。
(E−62):t−ブチルハイドロパーオキサイドの31%水溶液
(e2−1):ジエタノールアミン(鎖延長剤、架橋剤)
(e2−2):トリエタノールアミン(鎖延長剤、架橋剤)
金型 内寸:50cm×50cm×10cm
材質:アルミニウム製
金型温度:60±2℃
発泡方法:(B)以外の各成分をプレミックスした後、(B)を加えて8秒間撹拌し金型に注入した。
ミキシング方法:ハンドミキシング
撹拌羽回転数:5000回転/分
原料温度:25±1℃
<1> :ポリウレタンフォームの外観を目視にて判定。
<2> :ポリウレタンフォームの見かけ密度(kg/m3)を示す。
<2'> :ポリウレタンフォームの中央部の密度(kg/m3)を示す。中央部は、図7及び図8に示す。図中、12が金型、13が密度測定用サンプル切り出し部分である。
<3> :ポリウレタンフォームのフォーム硬さ(kgf/314cm2)を示す。
<4> :ポリウレタンフォームの反発弾性率(%)を示す。
<5> :ポリウレタンフォームの圧縮残留歪(%)を示す。
<6> :ポリウレタンフォームの湿熱圧縮残留歪(%)を示す。
(上記<2>〜<6>の物性の測定は、JIS K 6401(1997)に準拠。)
実施例71〜74及び比較例71〜76
表19および20に示した発泡処方に従って、ポリウレタンスラブフォームを発泡し、一昼夜放置後ポリウレタンスラブフォームを圧縮残留歪率の測定の場合は5cm×5cm×3cm、その他の測定には22cm×22cm×5cmに切断して、その物性を測定した。その結果を表19および20に示す。
・ポリエーテルポリオール(A1)
(A1−71):グリセリンのPO単独付加物
(水酸基価=56、末端水酸基の1級化率=70%)
(A1−72):グリセリンのPO−EO(5質量%)−POブロック付加物
(水酸基価=56、末端水酸基の1級化率=70%)
(A1−73):グリセリンのPO単独付加物
(水酸基価=56、末端水酸基の1級化率=40%)
(A1−74):グリセリンのPO−EO(5質量%)−POブロック付加物
(水酸基価=56、末端水酸基の1級化率=40%)
(r−71):グリセリンのPO単独付加物
(水酸基価=56、末端水酸基の1級化率=30%)
(r−72):グリセリンのPO−EO(5質量%)−POブロック付加物
(水酸基価=56、末端水酸基の1級化率=30%)
(r−73):グリセリンのPO単独付加物
(水酸基価=56、末端水酸基の1級化率=3%)
(r−74):グリセリンのPO−EO(5質量%)−POブロック付加物
(水酸基価=56、末端水酸基の1級化率=3%)
・有機ポリイソシアネート(B)
(B71):TDI、NCO%=48.3
(商品名:コロネートT−80、日本ポリウレタン工業(株)製)
・発泡剤(C)
(C71):水
・触媒(D)
(D71):オクタン酸錫
(商品名:ネオスタンU−28、日東化成(株)製)
(D72):TEDA
(トリエチレンジアミン)
・整泡剤(E)
(E71):ジメチルシロキサン系整泡剤
(商品名:L−540、日本ユニカー(株)製)
BOX SIZE:350mm×350mm×300mm
材質 :木材
ミキシング方法 :ハンドミキシング
ミキシング時間 :6秒
撹拌羽回転数 :5000回転/分
原料温度 :25±1℃
(表19および20における物性欄の記号の説明)
・フォーム物性の測定方法及び単位を以下に示す。
単位はkg/m3
硬さ(25%−ILD):JIS K6401に準拠、単位はkgf
反発弾性率 :JIS K6401に準拠、単位は%
圧縮残留歪率 :JIS K6401に準拠、単位は%
・ポリウレタンスラブフォーム良否判断は発泡後のポリウレタンフォームの目視 観察により行った。
(1)硬化物は、可とう性、柔軟性、低温ゴム弾性に優れる。
(2)従来のEO付加ポリエーテルを使用したものに比較して、良好な耐水性(水膨潤率)を有する。
(3)従来のポリエーテルを用いた場合と比べて、短時間の反応で所定の樹脂物性が得られ、生産性が良好である。
2 外壁(亜鉛鋼板製)
3 内壁(熱可塑樹脂製)
4 内壁と外壁の間の硬質ポリウレタンフォーム
5 ハンドル
6 ウレタンフォーム
7 鉄芯
8 インスツルメントパネル
9 表皮材
10 ウレタンフォーム
11 芯材
12 金型
13 密度測定用サンプル切り出し部分
Claims (6)
- 多価アルコールに、各1級OH基に1モル以上の炭素数3以上の1,2−アルキレンオキサイドが付加されてなるポリエーテルポリオールにさらにエチレンオキサイドが付加されてなるポリエーテルポリオールからなり、水酸基価が200以上であり、活性水素1個あたりのエチレンオキサイドの平均付加モル数xが2以下で、1級OH化率yが20%以上で、且つ、xとyが式(2)の関係を満たすポリエーテルポリオール(a1)からなる硬質ポリウレタンフォーム製造用活性水素成分。
y≧42x0.47(1−x/41) (2) - アミン類に炭素数2以上のアルキレンオキサイドが付加されてなり、活性水素含有基価が200以上の活性水素化合物(b)と、多価アルコールに1級OH基1モルあたり1モル以上の炭素数3以上の1,2−アルキレンオキサイドが付加されてなるポリエーテルポリオール、および/または該ポリオールにさらにエチレンオキサイドが付加されてなるポリエーテルポリオールからなり、水酸基価が200以上であり、活性水素1個あたりのエチレンオキサイドの平均付加モル数xが2以下で、1級OH化率yが20%以上で、且つ、xとyが式(2)の関係を満たすポリエーテルポリオール(a)からなる硬質ポリウレタンフォーム製造用活性水素成分。
y≧42x0.47(1−x/41) (2) - 活性水素化合物(A)、有機ポリイソシアネート(B)、発泡剤(C)、ウレタン化触媒(D)、および必要に応じて添加剤(E)を加えて発泡硬化させて硬質ポリウレタンフォームを製造する方法において、(A)が請求項1記載の活性水素成分からなる硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
- 活性水素化合物(A)、有機ポリイソシアネート(B)、発泡剤(C)、ウレタン化触媒(D)、および必要に応じて添加剤(E)を加えて発泡硬化させて硬質ポリウレタンフォームを製造する方法において、(A)が請求項2記載の活性水素成分からなる硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
- (a)と(b)の合計に基づく(b)の含有量が5〜80質量%である請求項4記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
- 請求項3〜5のいずれか記載の製造方法で得られた硬質ポリウレタンフォームからなる建材用、家電用もしくは輸送機用の断熱材または構造材。
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