[go: up one dir, main page]

CN110114383B - 软质聚氨酯泡沫体、衣料用材料、胸罩衬垫、胸罩罩杯、及软质聚氨酯泡沫体的制造方法 - Google Patents

软质聚氨酯泡沫体、衣料用材料、胸罩衬垫、胸罩罩杯、及软质聚氨酯泡沫体的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110114383B
CN110114383B CN201880005339.7A CN201880005339A CN110114383B CN 110114383 B CN110114383 B CN 110114383B CN 201880005339 A CN201880005339 A CN 201880005339A CN 110114383 B CN110114383 B CN 110114383B
Authority
CN
China
Prior art keywords
derivative
aliphatic polyisocyanate
polyisocyanate
polyurethane foam
mol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880005339.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110114383A (zh
Inventor
金山宏
渡边实
中川俊彦
森田广一
山崎聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Publication of CN110114383A publication Critical patent/CN110114383A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110114383B publication Critical patent/CN110114383B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41CCORSETS; BRASSIERES
    • A41C3/00Brassieres
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41CCORSETS; BRASSIERES
    • A41C3/00Brassieres
    • A41C3/12Component parts
    • A41C3/14Stiffening or bust-forming inserts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78Nitrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Corsets Or Brassieres (AREA)

Abstract

软质聚氨酯泡沫体,其是含有脂肪族多异氰酸酯的衍生物的多异氰酸酯成分与含有聚氧化烯多元醇的多元醇成分进行反应及发泡而形成的,其中,衍生物包含脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,相对于脂肪族多异氰酸酯的衍生物的总量而言,脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的含有比例为70摩尔%以上,聚氧化烯多元醇同时具有氧乙烯单元及氧丙烯单元,相对于聚氧化烯多元醇而言,氧乙烯单元为5~20摩尔%,相对于聚氧化烯多元醇的末端羟基的总摩尔数而言,伯羟基为50摩尔%以下。

Description

软质聚氨酯泡沫体、衣料用材料、胸罩衬垫、胸罩罩杯、及软质 聚氨酯泡沫体的制造方法
技术领域
本发明涉及软质聚氨酯泡沫体、衣料用材料、胸罩衬垫、胸罩罩杯、及软质聚氨酯泡沫体的制造方法,详细而言,涉及软质聚氨酯泡沫体、包含该软质聚氨酯泡沫体的衣料用材料、作为该衣料用材料的成型品的胸罩衬垫、具备该胸罩衬垫的胸罩罩杯、及软质聚氨酯泡沫体的制造方法。
背景技术
软质聚氨酯泡沫体可通过在氨基甲酸酯化催化剂及发泡剂的存在下使多异氰酸酯成分与多元醇成分反应而得到,已被应用于广泛的领域中。
作为这样的多异氰酸酯成分,使用芳香族多异氰酸酯是已知的,但使用芳香族多异氰酸酯得到的芳香族系软质聚氨酯泡沫体有时由于暴露于紫外线、含氧气体(例如,氧化氮气体(NOx)等)而发生变色。
因此,对使用脂肪族多异氰酸酯及/或其衍生物作为多异氰酸酯成分的方案进行了研究。
例如提出了下述方案:在使有机多异氰酸酯(A)、多元醇(B)、催化剂(C)、发泡剂(D)、稳泡剂(E)的混合液进行反应发泡、固化而得到的软质聚氨酯泡沫体中,作为异氰酸酯成分(A),使用由单醇和脂肪族系及/或脂环族系二异氰酸酯形成的脲基甲酸酯改性有机多异氰酸酯组合物(A1)、由包含2个以上羟基的醇和脂肪族系及/或脂环族系二异氰酸酯形成的脲基甲酸酯改性有机多异氰酸酯组合物(A2)、和通过使脂肪族系及/或脂环族系二异氰酸酯与多元醇成分(a1)反应而得到的有机多异氰酸酯化合物(A3)的混合物。另外,提出了在这样的软质聚氨酯泡沫体中使用聚丙二醇(PPG)作为多元醇(B),具体而言,提出了使用官能团数为2~3、OH值为56~560的PPG(例如,参见专利文献1(制备例44~47)。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-224712号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另一方面,对于软质聚氨酯泡沫体而言,近年来要求透气性,专利文献1中记载的使用多异氰酸酯组合物和聚丙二醇(PPG)得到的软质聚氨酯泡沫体存在透气性不充分这样的不良情况。
另外,对于软质聚氨酯泡沫体而言,除了透气性之外,有时还要求机械物性(耐变形性(耐形变)、撕裂强度、伸长率等)。
本发明是兼具透气性及机械物性的软质聚氨酯泡沫体、包含该软质聚氨酯泡沫体的衣料用材料、作为该衣料用材料的成型品的胸罩衬垫、具备该胸罩衬垫的胸罩罩杯、及软质聚氨酯泡沫体的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明[1]包含软质聚氨酯泡沫体,其是含有脂肪族多异氰酸酯的衍生物的多异氰酸酯成分与含有聚氧化烯多元醇的多元醇成分进行反应及发泡而形成的软质聚氨酯泡沫体,其中,前述脂肪族多异氰酸酯的衍生物包含脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,相对于前述脂肪族多异氰酸酯的衍生物的总量而言,前述脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的含有比例为70摩尔%以上,前述聚氧化烯多元醇同时具有氧乙烯单元及氧丙烯单元,相对于前述聚氧化烯多元醇而言,前述氧乙烯单元为5摩尔%以上且20摩尔%以下,相对于前述聚氧化烯多元醇的末端羟基的总摩尔数而言,伯羟基为50摩尔%以下。
本发明[2]包含上述[1]所述的软质聚氨酯泡沫体,其中,相对于前述脂肪族多异氰酸酯的衍生物的总量而言,前述脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的含有比例为75摩尔%以上且99摩尔%以下。
本发明[3]包含上述[1]或[2]所述的软质聚氨酯泡沫体,其中,前述脂肪族多异氰酸酯含有五亚甲基二异氰酸酯及/或六亚甲基二异氰酸酯。
本发明[4]包含上述[3]所述的软质聚氨酯泡沫体,其中,前述多异氰酸酯成分还含有脂环族多异氰酸酯。
本发明[5]包含上述[1]~[4]中任一项所述的软质聚氨酯泡沫体,其中,前述衍生物包含经醇改性的脲基甲酸酯衍生物,前述醇含有一元醇和二元醇。
本发明[6]包含上述[5]所述的软质聚氨酯泡沫体,其中,前述醇含有支链状的一元醇和支链状的二元醇。
本发明[7]包含衣料用材料,其包含上述[1]~[6]中任一项所述的软质聚氨酯泡沫体。
本发明[8]包含胸罩衬垫,其是上述[7]所述的衣料用材料的成型品。
本发明[9]包含胸罩罩杯,其具备上述[8]所述的胸罩衬垫。
本发明[10]包含软质聚氨酯泡沫体的制造方法,其具备下述工序:准备含有脂肪族多异氰酸酯的衍生物的多异氰酸酯成分和含有聚氧化烯多元醇的多元醇成分的工序;和使前述多异氰酸酯成分与前述多元醇成分进行反应及发泡从而制造软质聚氨酯泡沫体的工序,前述脂肪族多异氰酸酯的衍生物包含脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,相对于前述脂肪族多异氰酸酯的衍生物的总量而言,前述脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的含有比例为70摩尔%以上,前述聚氧化烯多元醇同时具有氧乙烯单元及氧丙烯单元,相对于前述聚氧化烯多元醇而言,前述氧乙烯单元为5摩尔%以上且20摩尔%以下,相对于前述聚氧化烯多元醇的末端羟基的总摩尔数而言,伯羟基为50摩尔%以下。
发明的效果
本发明的软质聚氨酯泡沫体及其制造方法中,多异氰酸酯成分含有脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,该脲基甲酸酯衍生物相对于脂肪族多异氰酸酯的衍生物而言为规定比例,并且,多元醇成分含有聚氧化烯多元醇,该聚氧化烯多元醇中的氧乙烯单元的比例及伯羟基的比例为规定比例。因此,本发明的软质聚氨酯泡沫体兼具透气性及机械物性。
另外,包含本发明的软质聚氨酯泡沫体的衣料用材料、及作为该衣料用材料的成型品的胸罩衬垫、胸罩罩杯兼具透气性及机械物性。
具体实施方式
本发明的软质聚氨酯泡沫体是多异氰酸酯成分与多元醇成分进行反应及发泡而形成的反应产物。
更具体而言,软质聚氨酯泡沫体可通过在氨基甲酸酯化催化剂(后述)及发泡剂(后述)的存在下使多异氰酸酯成分与多元醇成分进行反应及发泡而得到。
多异氰酸酯成分含有脂肪族多异氰酸酯的衍生物。
作为脂肪族多异氰酸酯,可举出例如链状(直链状或支链状:非环式)脂肪族多异氰酸酯,具体而言,可举出例如乙二异氰酸酯、1,3-丙二异氰酸酯、1,2-丙二异氰酸酯、丁二异氰酸酯(1,4-丁二异氰酸酯、1,2-丁二异氰酸酯、2,3-丁二异氰酸酯、1,3-丁二异氰酸酯)、1,5-戊二异氰酸酯(PDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、2,4,4-或2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸甲酯基己酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯等链状脂肪族二异氰酸酯等,优选可举出1,5-戊二异氰酸酯(PDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)。
另外,作为脂肪族多异氰酸酯,还可举出脂环族多异氰酸酯。
作为脂环族多异氰酸酯,可举出例如1,3-环戊烯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯、3-异氰酸酯基甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯;IPDI)、4,4’-、2,4’-或2,2’-二环己基甲烷二异氰酸酯或其混合物(氢化MDI)、甲基-2,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,6-环己烷二异氰酸酯、1,3-或1,4-双(异氰酸酯基甲基)环己烷或其混合物(氢化XDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NBDI)等脂环族二异氰酸酯等。
这些脂肪族多异氰酸酯可以单独使用或并用2种以上。
作为脂肪族多异氰酸酯,优选可举出链状脂肪族多异氰酸酯,更优选可举出链状脂肪族二异氰酸酯,进一步优选可举出五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯。
若脂肪族多异氰酸酯含有链状脂肪族多异氰酸酯(优选链状脂肪族二异氰酸酯),则能实现透气性及机械物性的提高。另外,若脂肪族多异氰酸酯含有五亚甲基二异氰酸酯及/或六亚甲基二异氰酸酯,则能实现反应性的提高。
作为脂肪族多异氰酸酯,尤其优选可举出五亚甲基二异氰酸酯。
若脂肪族多异氰酸酯含有五亚甲基二异氰酸酯,则能实现柔软性、透气性及机械物性的提高。
另外,脂肪族多异氰酸酯的衍生物含有脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物。
脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物例如可通过使上述的脂肪族多异氰酸酯与醇反应、接下来在脲基甲酸酯化催化剂的存在下进行脲基甲酸酯化反应而得到。
作为醇,可举出例如一元醇、二元醇、三元以上的醇等。
作为一元醇,可举出例如直链状的一元醇、支链状的一元醇等。
作为直链状的一元醇,可举出例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一烷醇、正十二烷醇(月桂醇)、正十三烷醇、正十四烷醇、正十五烷醇、正十六烷醇、正十七烷醇、正十八烷醇(硬脂醇)、正十九烷醇、二十烷醇等C(碳原子数,下同)1~20的直链状的一元醇。
作为支链状的一元醇,可举出例如异丙醇、异丁醇(异丁基醇)、仲丁醇、叔丁醇、异戊醇、异己醇、异庚醇、异辛醇、2-乙基-1-己醇、异壬醇、异癸醇、5-乙基-2-壬醇、三甲基壬醇、2-己基癸醇、3,9-二乙基-6-十三烷醇、2-异庚基异十一烷醇、2-辛基十二烷醇、其他的支链状烷醇(C5~20)等C3~20的支链状的一元醇。
这些一元醇可以单独使用或并用2种以上。
作为一元醇,从使脂肪族多异氰酸酯的衍生物低粘度化的观点考虑,优选可举出支链状的一元醇,更优选可举出C3~20的支链状的一元醇,进一步优选可举出异丙醇、异丁醇,尤其优选可举出异丁醇。
作为二元醇,可举出例如直链状的二元醇、支链状的二元醇等。
作为直链状的二元醇,可举出例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇(丁隔二醇)、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-二羟基-2-丁烯、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、其他直链状的烷烃(C7~20)二醇等。
作为支链状的二元醇,可举出例如1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,2,2-三甲基戊二醇、3,3-二羟甲基庚烷、2,6-二甲基-1-辛烯-3,8-二醇、其他支链状的烷烃(C7~20)二醇等C3~20的支链状的二元醇等。
这些二元醇可以单独使用或并用2种以上。
作为二元醇,从使脂肪族多异氰酸酯的衍生物低粘度化的观点考虑,优选可举出支链状的二元醇,更优选可举出C3~20的支链状的二元醇,进一步优选可举出1,3-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇,尤其优选可举出3-甲基-1,5-戊二醇。
作为三元以上的醇,可举出例如甘油、三羟甲基丙烷、三异丙醇胺等三元醇、例如四羟甲基甲烷(季戊四醇)、二甘油等四元醇、例如木糖醇等五元醇、例如山梨糖醇、甘露糖醇、蒜糖醇、艾杜糖醇、卫矛醇、阿卓糖醇、肌醇、二季戊四醇等六元醇、例如鳄梨糖醇等七元醇、例如蔗糖等八元醇等。
这些三元以上的醇可以单独使用或并用2种以上。
作为醇,优选可举出一元醇、二元醇,从透气性及机械物性的观点考虑,更优选可举出支链状的一元醇、支链状的二元醇。
脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的制造中,关于脂肪族多异氰酸酯与醇的反应中的配合比例,相对于脂肪族多异氰酸酯100质量份而言,醇例如为3质量份以上,优选大于3质量份,更优选为3.2质量份以上,进一步优选为3.5质量份以上,例如为50质量份以下,优选为20质量份以下,更优选为10质量份以下。
另外,该反应中,在不妨碍本发明的优异的效果的范围内,可以根据需要而将上述的醇与例如硫醇类、肟类、内酰胺类、酚类、β二酮类等含有活性氢基团的化合物并用。
作为脂肪族多异氰酸酯与醇的反应中的反应条件,例如在氮气等非活性气体气氛、常压(大气压)下,反应温度例如为室温(例如,25℃)以上,优选为40℃以上,例如为100℃以下,优选为90℃以下。另外,反应时间例如为0.05小时以上,优选为0.2小时以上,例如为10小时以下,优选为6小时以下。
由此,使脂肪族多异氰酸酯与醇进行氨基甲酸酯化反应。
另外,上述氨基甲酸酯化反应中,根据需要,可配合已知的氨基甲酸酯化催化剂(例如,胺类(后述)、有机金属化合物(后述)等)。需要说明的是,氨基甲酸酯化催化剂的配合比例没有特别限制,可根据目的及用途适当设定。
而且,该方法中,在得到的反应液中配合脲基甲酸酯化催化剂,使脂肪族多异氰酸酯与醇的反应物进行脲基甲酸酯化反应。
作为脲基甲酸酯化催化剂,可举出例如辛酸铋、三(2-乙基己酸)铋等有机羧酸铋盐、例如辛酸铅等有机羧酸铅盐等。
这些脲基甲酸酯化催化剂可以单独使用或并用2种以上。
作为脲基甲酸酯化催化剂,优选可举出有机羧酸铋盐,更优选可举出三(2-乙基己酸)铋。
相对于脂肪族多异氰酸酯100质量份而言,脲基甲酸酯化催化剂的添加比例例如为0.0005质量份以上,优选为0.001质量份以上,例如为0.3质量份以下,优选为0.05质量份以下,更优选为0.03质量份以下。
作为脲基甲酸酯化反应的反应条件,例如在氮气等非活性气体气氛、常压(大气压)下,反应温度为0℃以上,优选为20℃以上,例如为160℃以下,优选为120℃以下。另外,反应时间例如为30分钟以上,优选为60分钟以上,例如为1200分钟以下,优选为600分钟以下。
而且,上述的脲基甲酸酯化反应中,在达到规定的反应率(异氰酸酯基转化率)的时间点,向反应液中添加例如磷酸、一氯乙酸、苯甲酰氯、十二烷基苯磺酸、甲苯磺酸(邻或对甲苯磺酸)及其衍生物(例如,邻或对甲苯磺酸甲酯等)、甲苯磺酰胺(邻或对甲苯磺酰胺)等反应终止剂,使催化剂失活,从而使脲基甲酸酯化反应终止。这种情况下,也可添加螯合树脂、离子交换树脂等吸附催化剂的吸附剂而使脲基甲酸酯化反应终止。
使脲基甲酸酯化反应终止时的异氰酸酯基的转化率例如为1质量%以上,优选为5质量%以上,例如为20质量%以下,优选为15质量%以下。
需要说明的是,异氰酸酯基的转化率可按照后述的实施例求出。
由此,能使脂肪族多异氰酸酯进行脲基甲酸酯化反应。
另外,在上述的氨基甲酸酯化反应及/或脲基甲酸酯化反应中,为了调整氨基甲酸酯化及脲基甲酸酯化,例如也可配合已知的有机亚磷酸酯等作为助催化剂。有机亚磷酸酯可以单独使用或并用2种以上。作为有机亚磷酸酯,优选可举出单亚磷酸酯类,更优选可举出亚磷酸三(十三烷基)酯。
相对于脂肪族多异氰酸酯100质量份而言,有机亚磷酸酯的添加比例例如为0.01质量份以上,优选为0.02质量份以上,更优选为0.03质量份以上,例如为0.2质量份以下,优选为0.15质量份以下,更优选为0.1质量份以下。
另外,上述的氨基甲酸酯化反应及/或脲基甲酸酯化反应中,根据需要,也可配合受阻酚系抗氧化剂、例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、IRGANOX 1010、IRGANOX 1076、IRGANOX 1135、IRGANOX 245(以上为BASF Japan公司制,商品名)等反应稳定剂。
相对于脂肪族多异氰酸酯100质量份而言,反应稳定剂的配合比例例如为0.01质量份以上,优选为0.05质量份以上,例如为1.0质量份以下,优选为0.10质量份以下。
另外,上述的氨基甲酸酯化反应及/或脲基甲酸酯化反应中,根据需要,可以以适当的比例配合已知的反应溶剂。
而且,反应结束后,通过利用例如薄膜蒸馏(史密斯蒸馏)等蒸馏、萃取等已知的方法将未反应的脂肪族多异氰酸酯(配合催化剂、反应溶剂及/或催化剂失活剂的情况下,也包括催化剂、反应溶剂及/或催化剂失活剂)从得到的反应混合液中除去,从而能得到脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物。另外,将未反应的脂肪族多异氰酸酯除去后,也可以以任意的添加比例向得到的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物中添加反应终止剂作为稳定剂。
而且,通过这样的方法,能得到脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,更具体而言,能得到经醇改性的脲基甲酸酯衍生物。
经醇改性的脲基甲酸酯衍生物中,作为醇,如上所述,优选可举出一元醇、二元醇,更优选可举出支链状的一元醇、支链状的二元醇。
另外,作为醇,进一步优选可举出一元醇与二元醇的并用,尤其优选可举出支链状的一元醇与支链状的二元醇的并用。
若并用一元醇(优选支链状的一元醇(下同))和二元醇(优选支链状的二元醇(下同)),则能得到透气性及机械物性优异的软质聚氨酯泡沫体。
作为一元醇与二元醇的并用方式,没有特别限制,例如,可将一元醇及二元醇的混合醇用于上述的脲基甲酸酯衍生物的制造。
另外,例如,可以分别制备仅使用一元醇得到的脲基甲酸酯衍生物、和仅使用二元醇得到的脲基甲酸酯衍生物,将它们混合。
此外,例如,可以分别制备仅使用一元醇得到的脲基甲酸酯衍生物、仅使用二元醇得到的脲基甲酸酯衍生物、和使用一元醇及二元醇的混合醇得到的脲基甲酸酯衍生物,将它们混合。
关于一元醇与二元醇的比例(以原料为基准),相对于一元醇与二元醇的总量100质量份而言,一元醇例如为10质量份以上,优选为50质量份以上,例如为90质量份以下,优选为80质量份以下。另外,二元醇例如为10质量份以上,优选为20质量份以上,例如为90质量份以下,优选为50质量份以下。
另外,脂肪族多异氰酸酯的衍生物可以以适当的比例含有上述的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物以外的衍生物(以下,称为其他衍生物。)。
作为其他衍生物,可举出例如脂肪族多异氰酸酯的多聚物(例如,二聚物、三聚物、五聚物、七聚物等。)、缩二脲衍生物(例如,通过上述的脂肪族多异氰酸酯与水、胺类的反应而生成的缩二脲衍生物等。)、脲衍生物(例如,通过上述的脂肪族多异氰酸酯与二胺的反应而生成的脲衍生物等。)、噁二嗪三酮衍生物(例如,通过上述的脂肪族多异氰酸酯与二氧化碳的反应而生成的噁二嗪三酮衍生物等。)、碳二亚胺衍生物(通过上述的脂肪族多异氰酸酯的脱羧缩合反应而生成的碳二亚胺衍生物等。)、多元醇衍生物(例如,通过上述的脂肪族多异氰酸酯与已知的低分子量多元醇(优选低分子量三醇)的反应而生成的多元醇衍生物(醇加成体)、通过上述的脂肪族多异氰酸酯与已知的低分子量多元醇及/或已知的高分子量多元醇的反应而生成的多元醇衍生物)等。
这些其他衍生物可以单独使用或并用2种以上。
作为其他衍生物,优选可举出脂肪族多异氰酸酯的三聚物。
脂肪族多异氰酸酯的三聚物含有对称·非对称异氰脲酸酯基(以下,有时将脂肪族多异氰酸酯的三聚物称为脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物。)。
需要说明的是,所谓对称·非对称异氰脲酸酯基,被定义为对称性异氰脲酸酯基及/或非对称性异氰脲酸酯基。
对称性异氰脲酸酯基是异氰脲酸酯基,被包含于脂肪族多异氰酸酯的对称性三聚物(三聚体)中。
另外,非对称性异氰脲酸酯基是亚氨基噁二嗪二酮基,被包含于脂肪族多异氰酸酯的非对称性三聚物(三聚体)中。
作为含有其他衍生物的方式,没有特别限制,例如,在制造上述的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物时,作为各反应(氨基甲酸酯化反应、脲基甲酸酯化反应等)中的副产物而生成其他衍生物(例如,脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物),其他衍生物可被包含于脂肪族多异氰酸酯的衍生物中。
另外,例如,也可将另行制备的其他衍生物(例如,脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物)与上述的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物混合,从而使其被包含于多异氰酸酯的衍生物中。
脂肪族多异氰酸酯的衍生物优选含有脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物、和脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物,进一步优选含有脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物、和在制造该脲基甲酸酯衍生物时作为副产物而生成的脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物。
相对于脂肪族多异氰酸酯的衍生物的总量而言,脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的含有比例例如为70摩尔%以上,优选为75摩尔%以上,更优选为80摩尔%以上,进一步优选为85摩尔%以上,进一步优选为90摩尔%以上,尤其优选为95摩尔%以上,通常小于100摩尔%,优选为99摩尔%以下,更优选为98摩尔%以下。
另外,脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物的含有比例例如大于0摩尔%,优选为1摩尔%以上,更优选为2摩尔%以上,例如为30摩尔%以下,优选为25摩尔%以下,更优选为20摩尔%以下,进一步优选为15摩尔%以下,进一步优选为10摩尔%以下,尤其优选为5摩尔%以下。
若脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物、及脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物的含有比例为上述范围,则能得到透气性及机械物性优异的软质聚氨酯泡沫体。
另外,对于脂肪族多异氰酸酯的衍生物而言,优选的是,作为其他衍生物,不含有脂肪族多异氰酸酯的二聚物,或者含量为微量。
脂肪族多异氰酸酯的二聚物含有脲二酮基(以下,有时将脂肪族多异氰酸酯的二聚物称为脂肪族多异氰酸酯的脲二酮衍生物。)。
相对于脂肪族多异氰酸酯的衍生物的总量而言,脂肪族多异氰酸酯的脲二酮衍生物的含有比例例如小于10摩尔%,优选为5摩尔%以下,更优选为3摩尔%以下,进一步优选为1摩尔%以下,尤其优选为0摩尔%。
若脂肪族多异氰酸酯的脲二酮衍生物的含有比例为上述范围,则能得到透气性及机械物性优异的软质聚氨酯泡沫体。
作为脂肪族多异氰酸酯的衍生物,尤其优选仅含有脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物、及脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物。
需要说明的是,脂肪族多异氰酸酯的衍生物中的脲基甲酸酯衍生物、异氰脲酸酯衍生物及脲二酮衍生物的含有比例可按照后述的实施例,根据由利用1H-NMR法测得的NMR图得到的脲基甲酸酯基与对称·非对称异氰脲酸酯基的摩尔比率、及由利用13C-NMR法测得的NMR图得到的脲二酮基与对称·非对称异氰脲酸酯基的摩尔比率算出。
更具体而言,该方法中,首先,按照后述的实施例,算出脂肪族多异氰酸酯的衍生物的由利用1H-NMR法测得的NMR图得到的脲基甲酸酯基与对称·非对称异氰脲酸酯基的摩尔比率。
例如,在脂肪族多异氰酸酯的衍生物的1H-NMR测定(400MHz,溶剂:D6-DMSO(溶质:5质量%),标准物质:四甲基硅烷)中,将8.3~8.7ppm的峰作为脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯基(脲基甲酸酯基中的NH基)的质子的归属峰,另外,将3.8ppm的峰作为脂肪族多异氰酸酯的对称·非对称异氰脲酸酯基(直接键合于对称·非对称异氰脲酸酯基的亚甲基(CH2基))的质子的归属峰。而且,通过下式算出它们的峰面积比(积分比)作为脲基甲酸酯基相对于对称·非对称异氰脲酸酯基的含有比例。
脲基甲酸酯基相对于对称·非对称异氰脲酸酯基的含有比例=脲基甲酸酯基的质子的归属峰的积分值/(对称·非对称异氰脲酸酯基的质子的归属峰的积分值/6)
另外,该方法中,按照后述的实施例,算出脂肪族多异氰酸酯的衍生物的由利用13C-NMR法测得的NMR图得到的脲二酮基与对称·非对称异氰脲酸酯基的摩尔比率。
例如,在脂肪族多异氰酸酯的衍生物的13C-NMR测定(100MHz,溶剂:CDCL3(溶质:50质量%),标准物质:四甲基硅烷)中,将157.8ppm的峰作为脂肪族多异氰酸酯的脲二酮基(脲二酮基内的CO基)的碳的归属峰,另外,将149.1ppm的峰作为脂肪族多异氰酸酯的对称·非对称异氰脲酸酯基(对称·非对称异氰脲酸酯基内的CO基)的碳的归属峰。而且,通过下式算出它们的峰面积比(积分比)作为脲二酮基相对于对称·非对称异氰脲酸酯基的含有比例。
脲二酮基/对称·非对称异氰脲酸酯基的摩尔比率=(脲二酮基的碳的归属峰的积分值/2)/(对称·非对称异氰脲酸酯基的碳的归属峰的积分值/3)
然后,算出相对于对称·非对称异氰脲酸酯基100摩尔而言的脲基甲酸酯基的摩尔数和脲二酮基的摩尔数。而且,算出相对于对称·非对称异氰脲酸酯基、脲基甲酸酯基及脲二酮基的总量而言的各基团的摩尔比。
此时,将相对于对称·非对称异氰脲酸酯基、脲基甲酸酯基及脲二酮基的总量而言的脲基甲酸酯基的摩尔比作为脂肪族多异氰酸酯的衍生物中的、脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的含有比例。
另外,将相对于对称·非对称异氰脲酸酯基、脲基甲酸酯基及脲二酮基的总量而言的对称·非对称异氰脲酸酯基的摩尔比作为脂肪族多异氰酸酯的衍生物中的、脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物的含有比例。
另外,将相对于对称·非对称异氰脲酸酯基、脲基甲酸酯基及脲二酮基的总量而言的脲二酮基的摩尔比作为脂肪族多异氰酸酯的衍生物中的、脂肪族多异氰酸酯的脲二酮衍生物的含有比例。
此外,多异氰酸酯成分中,除了上述的脂肪族多异氰酸酯的衍生物(即,脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(及根据需要配合的其他衍生物))之外,还可含有其他多异氰酸酯及/或其衍生物。
作为其他多异氰酸酯及/或其衍生物,可举出例如多异氰酸酯单体、多异氰酸酯衍生物(不包括脂肪族多异氰酸酯的衍生物。)。
作为多异氰酸酯单体,可举出例如上述的脂肪族多异氰酸酯(包括脂环族多异氰酸酯。)、芳香族多异氰酸酯、芳香脂肪族多异氰酸酯等多异氰酸酯等。
作为芳香族多异氰酸酯,可举出例如间或对苯二异氰酸酯或其混合物、2,4-或2,6-甲苯二异氰酸酯或其混合物(TDI)、4,4’-、2,4’-或2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯或其混合物(MDI)、4,4’-甲苯胺二异氰酸酯(TODI)、4,4’-二苯基醚二异氰酸酯、4,4’-二苯基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)等芳香族二异氰酸酯等。
作为芳香脂肪族多异氰酸酯,可举出例如1,3-或1,4-苯二甲撑二异氰酸酯或其混合物(XDI)、1,3-或1,4-四甲基苯二甲撑二异氰酸酯或其混合物(TMXDI)、ω,ω’-二异氰酸酯基-1,4-二乙基苯等芳香脂肪族二异氰酸酯等。
这些多异氰酸酯单体可以单独使用或并用2种以上。
作为多异氰酸酯衍生物(不包括脂肪族多异氰酸酯的衍生物。),可举出例如上述的多异氰酸酯单体的多聚物(例如,二聚物、三聚物、五聚物、七聚物等。)、脲基甲酸酯衍生物(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与醇的反应而生成的脲基甲酸酯衍生物等。)、缩二脲衍生物(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与水、胺类的反应而生成的缩二脲衍生物等。)、脲衍生物(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与二胺的反应而生成的脲衍生物等。)、噁二嗪三酮衍生物(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与二氧化碳的反应而生成的噁二嗪三酮衍生物等。)、碳二亚胺衍生物(通过上述的多异氰酸酯单体的脱羧缩合反应而生成的碳二亚胺衍生物等。)、多元醇衍生物(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与已知的低分子量多元醇(优选低分子量三醇)的反应而生成的多元醇衍生物(醇加成体)、通过上述的多异氰酸酯单体与已知的低分子量多元醇及/或已知的高分子量多元醇(优选高分子量多元醇)的反应而生成的多元醇衍生物(多异氰酸酯基末端预聚物)等。)等。
这些多异氰酸酯衍生物可以单独使用或并用2种以上。
这些其他多异氰酸酯及/或其衍生物可以单独使用或并用2种以上。
作为其他多异氰酸酯,优选可举出多异氰酸酯单体,更优选可举出脂肪族多异氰酸酯(单体),进一步优选可举出脂环族多异氰酸酯(单体)。
换言之,多异氰酸酯成分优选还含有脂肪族多异氰酸酯(单体),更优选含有脂环族多异氰酸酯(单体)。
另外,作为脂环族多异氰酸酯(单体),尤其优选可举出3-异氰酸酯基甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯;IPDI)。
若多异氰酸酯成分含有脂环族多异氰酸酯(单体),则能实现伸长率的提高。
多异氰酸酯成分中,相对于多异氰酸酯成分的总量而言,脂肪族多异氰酸酯的衍生物以外的成分(其他多异氰酸酯及/或其衍生物)的含有比例例如小于50质量%,优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下。
另外,作为多异氰酸酯成分,优选可举出单独含有脂肪族多异氰酸酯的衍生物。即,作为多异氰酸酯成分,优选可举出:不含有脂肪族多异氰酸酯的衍生物以外的成分(其他多异氰酸酯及/或其衍生物)。
而且,按照上述方式制备的多异氰酸酯成分的异氰酸酯基当量例如为150以上,优选为200以上,另外,例如为750以下,优选为500以下。
需要说明的是,异氰酸酯基当量与胺当量含义相同,可利用JIS K 1603-1(2007)的A法或B法求出(下同)。
另外,多异氰酸酯成分的平均官能团数例如为1.80以上,优选为2.00以上,更优选为2.10以上,另外,例如为2.90以下,优选为2.80以下。
另外,多异氰酸酯成分的异氰酸酯基浓度例如为18质量%以上,优选为20质量%以上,例如为28质量%以下,优选为25质量%以下,更优选为24质量%以下。
需要说明的是,异氰酸酯基浓度可按照后述的实施例求出(下同)。
另外,多异氰酸酯成分的25℃时的粘度例如为20mPa·s以上,优选为100mPa·s以上,更优选为150mPa·s以上,进一步优选为200mPa·s以上,例如为5000mPa·s,优选为3000mPa·s以下,更优选为1500mPa·s以下,进一步优选为1000mPa·s以下,进一步优选为980mPa·s以下,尤其优选为800mPa·s以下。
若异氰酸酯成分的粘度为上述范围,则能实现软质聚氨酯泡沫体的制造中的作业性的提高。
需要说明的是,粘度可按照后述的实施例求出(下同)。
多元醇成分含有聚氧化烯多元醇作为必需成分,优选单独含有聚氧化烯多元醇。
聚氧化烯多元醇为在分子中具有2个以上氧化烯单元和2个以上羟基的聚醚多元醇。
本发明中,聚氧化烯多元醇同时具有氧乙烯单元及氧丙烯单元。即,本发明中,聚氧化烯多元醇为聚氧乙烯·聚氧丙烯(无规/嵌段)共聚物。
相对于聚氧化烯多元醇而言,氧乙烯单元的含有比例为5摩尔%以上,优选为8摩尔%以上,更优选为10摩尔%以上,进一步优选为12摩尔%以上,为20摩尔%以下,优选为18摩尔%以下,更优选为15摩尔%以下。
另外,相对于聚氧化烯多元醇而言,氧丙烯单元的含有比例例如为80摩尔%以上,优选为82摩尔%以上,更优选为85摩尔%以上,例如为95摩尔%以下,优选为92摩尔%以下,更优选为90摩尔%以下,进一步优选为88摩尔%以下。
若氧乙烯单元及氧丙烯单元的含有比例为上述范围,则能得到兼具透气性及机械物性的软质聚氨酯泡沫体。
另外,聚氧化烯多元醇在分子末端具有羟基,该羟基根据直接键合的氧化烯单元(氧乙烯单元或氧丙烯单元)可分类为伯羟基或仲羟基。
作为伯羟基,可举出例如-OCH2CH2-OH、-OCH(CH3)CH2-OH等。另外,作为仲羟基,可举出例如-OCH2CH(CH3)-OH等。然而,由于加成反应中的伯羟基及仲羟基的选择性,实质上不生成-OCH(CH3)CH2-OH。因此,氧乙烯单元的末端羟基为伯羟基(-OCH2CH2-OH),氧丙烯单元的末端羟基为仲羟基(-OCH2CH(CH3)-OH)。
这样的聚氧化烯多元醇中,相对于聚氧化烯多元醇的末端羟基的总摩尔数而言,伯羟基的比例例如为1摩尔%以上,优选为5摩尔%以上,更优选为10摩尔%以上,进一步优选为15摩尔%以上,尤其优选为20摩尔%以上,为50摩尔%以下,优选小于50摩尔%,更优选为45摩尔%以下,进一步优选为40摩尔%以下,进一步优选为35摩尔%以下,尤其优选为30摩尔%以下。
若伯羟基的比例为上述范围,则能得到兼具透气性及机械物性的软质聚氨酯泡沫体。
需要说明的是,对于聚氧化烯多元醇中的氧乙烯单元的含有比例、及相对于末端羟基的总量而言的伯羟基的比例,例如可以在1H-NMR(核磁共振)装置中,通过使用添加了三氟乙酸酐的氘代氯仿作为溶剂的方法等,作为质子积分值而算出。
另外,聚氧化烯多元醇中的氧乙烯单元的含有比例也可由聚氧化烯多元醇的原料成分(装料量)算出。
这样的聚氧化烯多元醇例如可通过在聚合催化剂的存在下使环氧烷与水、低分子量醇、低分子量胺、氨等引发剂进行加成聚合而得到。
低分子量醇是分子量为30以上且小于400的多元醇,具体而言,可举出例如乙二醇、丙二醇、二丙二醇等二元脂肪族醇、例如甘油、三羟甲基丙烷等三元脂肪族醇、例如季戊四醇、二甘油等四元脂肪族醇、例如山梨糖醇等六元脂肪族醇、例如蔗糖等八元脂肪族醇等二元~八元脂肪族醇。
低分子量胺是分子量为30以上且小于400的多元的胺化合物,具体而言,可举出例如甲基胺、乙基胺等二元脂肪族胺(具有2个活性氢的脂肪族胺)、例如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等三元脂肪族胺(具有3个活性氢的脂肪族胺)(具体而言为烷醇胺)、例如乙二胺、1,3-及/或1,4-双(氨基甲基)环己烷、异佛尔酮二胺等四元脂肪族胺(具有4个活性氢的脂肪族胺)、例如二亚乙基三胺等五元脂肪族胺(具有5个活性氢的脂肪族胺)等二元~五元脂肪族胺(具有1个或多个活性氢的脂肪族胺)。另外,作为低分子量胺,还可举出例如2,4-或2,6-甲苯二胺(TDA)等芳香族二胺等多元芳香族胺(具有多个活性氢的芳香族胺)等。
这些引发剂可以单独使用或并用2种以上。
作为引发剂,优选可举出醇,更优选可举出多元的脂肪族醇,更优选可举出二元~六元脂肪族醇,进一步优选可举出二元~四元脂肪族醇,尤其优选可举出三元脂肪族醇。
作为聚合催化剂,可举出例如氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铯等碱金属催化剂、例如锌与钴的氰基络合物等复合金属催化剂(例如,USP4,477,589号中记载的复合金属氰化络合物)、例如具有氮-磷双键的磷腈、磷腈鎓等磷腈鎓催化剂等。
这些聚合催化剂可以单独使用或并用2种以上。
环氧烷含有环氧乙烷及环氧丙烷。
环氧烷优选由环氧乙烷及环氧丙烷组成。需要说明的是,环氧乙烷及环氧丙烷的加成形式没有特别限制,可以是嵌段或无规中的任一种。
环氧乙烷及环氧丙烷的并用比例可以以得到的聚氧化烯多元醇中的氧乙烯单元与氧丙烯单元的比例成为上述范围、而且相对于末端羟基的总量而言的伯羟基的比例成为上述范围的方式适当设定。
作为使环氧烷与引发剂进行加成聚合的方法,没有特别限制,可采用已知的方法。另外,加成聚合中,可以将引发剂与环氧烷一并装入,也可向引发剂中依次添加环氧烷。
更具体而言,例如也可首先使环氧丙烷与引发剂进行加成聚合,接下来使环氧乙烷与引发剂进行加成聚合。另外,也可使环氧丙烷进一步与得到的聚合物的分子末端的一部分或全部进行加成聚合。
另外,例如也可首先使环氧乙烷与引发剂进行加成聚合,接下来使环氧丙烷与引发剂进行加成聚合。另外,也可使环氧乙烷进一步与得到的聚合物的分子末端的一部分或全部进行加成聚合。
优选的是,首先使环氧丙烷进行加成聚合,接下来使环氧乙烷进行加成聚合。
由此,能容易地调整氧乙烯单元与氧丙烯单元的比例、及伯羟基的比例。
另外,作为多元醇成分,可以使用单一种类的聚氧化烯多元醇,也可并用2种以上聚氧化烯多元醇。
即,作为多元醇成分,可以并用2种以上的例如氧乙烯单元和氧丙烯单元的含有比例、例如伯羟基相对于末端羟基的比例等不同的聚氧化烯多元醇。
另外,可将同时具有氧乙烯单元及氧丙烯单元的聚氧化烯多元醇、和例如聚氧乙烯多元醇(仅含有氧乙烯单元的聚氧化烯多元醇)及/或聚氧丙烯多元醇(仅含有氧丙烯单元的聚氧化烯多元醇)混合使用。
此外,作为聚氧化烯多元醇,例如也可将聚氧乙烯多元醇(仅含有氧乙烯单元的聚氧化烯多元醇)、和聚氧丙烯多元醇(仅含有氧丙烯单元的聚氧化烯多元醇)混合使用。
这种情况下,2种以上聚氧化烯多元醇的并用比例可以以相对于聚氧化烯多元醇的总量(混合物的总量)而言的氧乙烯单元的含有比例成为上述范围、并且相对于末端羟基的总量而言的伯羟基的比例成为上述范围的方式适当设定。
另外,根据需要,多元醇成分也可含有其他多元醇(除了上述的聚氧化烯多元醇之外的多元醇)。
作为其他多元醇,可举出可用于软质聚氨酯泡沫体的已知的多元醇,具体而言,可举出高分子量多元醇、低分子量多元醇等,优选可举出高分子量多元醇。
高分子量多元醇是数均分子量(Mn)为400以上且10000以下的多元醇,可举出聚酯多元醇、聚醚聚酯多元醇、聚酯聚氨酯多元醇等。它们可以单独使用或并用2种以上。
这些其他多元醇可以单独使用或并用2种以上。
需要说明的是,优选多元醇成分单独含有上述的聚氧化烯多元醇,而不含其他多元醇。
而且,多元醇成分具有用于得到软质聚氨酯泡沫体的羟值及平均官能团数。
具体而言,多元醇成分的羟值(OH值)例如为5mgKOH/g以上,优选为50mgKOH/g以上、100mgKOH/g以上,例如为500mgKOH/g以下,优选为300mgKOH/g以下,更优选为250mgKOH/g以下,进一步优选为200mgKOH/g以下。
另外,多元醇成分的平均官能团数例如为1.5以上,优选为2.0以上,例如为8.0以下,优选为4.0以下,更优选为3.0以下。
需要说明的是,多元醇成分的羟值可按照JIS K 1557-1(2007年)的记载来测定,另外,多元醇成分的平均官能团数可由装入的配合配方算出。
而且,软质聚氨酯泡沫体可通过下述方式得到:如上所述地准备上述多异氰酸酯成分和上述多元醇成分,在氨基甲酸酯化催化剂及发泡剂的存在下使它们反应。
作为氨基甲酸酯化催化剂,可举出例如胺类、有机金属化合物等。
作为胺类,可举出例如三乙基胺、三乙撑二胺、双(2-二甲基氨基乙基)醚、N-甲基吗啉等叔胺类、例如四乙基羟基铵等季铵盐、例如咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类等。这些胺类可以单独使用或并用2种以上。
另外,这些胺类可以以市售品的形式获得,可举出例如KAOLIZER No.31(花王公司制)、KAOLIZER No.120(花王公司制)、KAOLIZER No.12(花王公司制)、KAOLIZER No.25(花王公司制)、DABCO 33LV(三乙撑二胺的33质量%二乙二醇溶液,Air Products Japan K.K.制)、Niax A-1(Momentive Performance Materials Inc.制(以下,记为“Momentive公司制”。))、TOYOCAT-NCE(Tosoh公司制)等。
作为有机金属化合物,可举出例如乙酸锡、辛酸锡、油酸锡、月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二甲基二月桂酸锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基二硫醇锡、二丁基马来酸锡、二丁基二新癸酸锡、二辛基二硫醇锡、二辛基二月桂酸锡、二丁基二氯化锡等有机锡化合物、例如辛酸铅、环烷酸铅等有机铅化合物、例如环烷酸镍等有机镍化合物、例如环烷酸钴等有机钴化合物、例如辛烯酸铜等有机铜化合物、例如辛酸铋、新癸酸铋等有机铋化合物等。这些有机金属化合物可以单独使用或并用2种以上。
另外,这些有机金属化合物可以以市售品的形式获得,可举出例如NEOSTANN U-100(有机锡化合物,日东化成公司制)、Formate TK-1(有机锡化合物,三井化学公司制)、Formrez UL-28(有机锡化合物,Momentive公司制)、Stanoct(有机锡化合物,三菱化学公司制)等。
这些氨基甲酸酯化催化剂(胺类及有机金属化合物)可以单独使用或并用2种以上,优选并用胺类和有机金属化合物。
相对于多元醇成分100质量份而言,氨基甲酸酯化催化剂(按照有效成分量100%换算)的配合比例例如为0.1质量份以上,优选为0.3质量份以上,更优选为1.0质量份以上,另外,例如为5质量份以下,优选为3质量份以下。
若氨基甲酸酯化催化剂的配合比例为上述范围,则能提高得到的软质聚氨酯泡沫体的无黄变性。
另外,在并用胺类和有机金属化合物作为氨基甲酸酯化催化剂的情况下,胺类与有机金属化合物的配合比例的比率(胺类的配合比例/有机金属化合物的配合比例,按照有效成分量100%换算)例如为0.1以上,优选为0.3以上,另外,例如为1以下,优选为0.7以下。
作为发泡剂,没有特别限制,可举出已知的发泡剂,优选可举出水。
另外,作为发泡剂,可以以适当的比例并用水和物理发泡剂(例如,卤代烃类(例如,二氯甲烷等)、烃类(例如,环戊烷等)、二氧化碳、液态二氧化碳等)。作为物理发泡剂,从减轻环境负担的观点考虑,优选可举出二氧化碳、液态二氧化碳。
这些物理发泡剂可以单独使用或并用2种以上。
相对于多元醇成分100质量份而言,发泡剂的配合比例例如为0.5质量份以上,优选为1质量份以上,例如为10质量份以下,优选为7质量份以下。
若发泡剂的含有比例为上述范围,则能得到优异的发泡性。
而且,为了制造本发明的软质聚氨酯泡沫体,首先,以上述的配合比例在上述的多元醇成分中配合上述的氨基甲酸酯化催化剂及上述的发泡剂,制备预混物(树脂预混物)。
另外,在预混物的制备中,根据需要,可配合稳泡剂、稳定剂等添加剂,优选预混物由上述的多元醇成分、上述的氨基甲酸酯化催化剂、上述的发泡剂、稳泡剂及稳定剂制备。
作为稳泡剂,没有特别限制,可举出已知的稳泡剂,可举出例如聚硅氧烷稳泡剂。
另外,稳泡剂可以以市售品的形式获得,可举出例如DC-6070、DC-2525(以上为AirProducts Japan K.K.制,商品名)、SZ-1966、SRX-274C、SF-2969、SF-2961、SF-2962、SZ-1325、SZ-1328(以上为Dow Corning Toray Co.,Ltd.制,商品名)、L-5309、L-3601、L-5307、L-3600、L-5366、Y-10366(以上为Momentive公司制,商品名)、B-8002、B-8545、B-8715LF2(以上为Evonic Corporation制,商品名)等。
这些稳泡剂可以单独使用或并用2种以上。
相对于多元醇成分100质量份而言,稳泡剂的配合比例例如为0.1质量份以上,优选为0.5质量份以上,例如为10质量份以下,优选为5质量份以下。
作为稳定剂,可举出例如抗氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂、光稳定剂等,优选可举出抗氧化剂、光稳定剂。
作为抗氧化剂,可举出例如受阻酚系抗氧化剂(例如4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚(BHT)、三乙二醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]等)、其他抗氧化剂(例如双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三(2-乙基己基)酯等磷系抗氧化剂、例如2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)等噻吩系抗氧化剂等除受阻酚系抗氧化剂之外的抗氧化剂)。
这样的抗氧化剂中,优选可举出磷系抗氧化剂,更优选可举出亚磷酸三(2-乙基己基)酯。作为亚磷酸三(2-乙基己基)酯,也可使用市售品,可举出例如JP-308E(城北化学公司制,商品名)。
这些抗氧化剂可以单独使用或并用2种以上。
作为紫外线吸收剂,可举出例如二苯甲酮系、苯并三唑系、三嗪系、氰基丙烯酸酯系的紫外线吸收剂。
这些紫外线吸收剂可以单独使用或并用2种以上。
作为热稳定剂,可举出例如含有磺酰胺基的化合物等。
作为含有磺酰胺基的化合物,可举出例如芳香族磺酰胺类、脂肪族磺酰胺类等,优选可举出邻甲苯磺酰胺。
这些热稳定剂可以单独使用或并用2种以上。
作为光稳定剂,可举出例如受阻胺系耐光稳定剂、共混系耐光稳定剂等,优选可举出受阻胺系耐光稳定剂。作为受阻胺系耐光稳定剂,可举出例如ADK STAB LA62、ADK STABLA67(以上为Adeka Argus Chemical Co.Ltd.制,商品名)、TINUVIN 765、TINUVIN 144、TINUVIN 770、TINUVIN 622(以上为BASF Japan公司制,商品名)等。
这些光稳定剂可以单独使用或并用2种以上。
相对于多元醇成分100质量份而言,稳定剂的配合比例例如为0.1质量份以上,优选为0.5质量份以上,例如为10质量份以下,优选为5质量份以下。
需要说明的是,除了上述的添加剂以外,根据需要,可以在不损害本发明的优异的效果的范围内,以适当的比例在预混物中进一步配合例如交联剂、连通化剂、颜料(着色颜料)、染料、固化促进剂、消光剂、密合性赋予剂、硅烷偶联剂等已知的其他添加剂。
另外,也可以在不损害本发明的优异的效果的范围内,进一步以适当的比例配合作为已知的其他添加剂的例如扩链剂、消泡剂、增塑剂、防结块剂、脱模剂、润滑剂、填料、防水解剂等。
而且,通过在将如上所述地得到的预混物和多异氰酸酯成分混合而使其进行反应的同时,利用例如平板发泡方式、模具发泡方式、喷雾发泡方式等已知的发泡方式进行发泡,从而得到本发明的软质聚氨酯泡沫体。
预混物与多异氰酸酯成分的反应条件(例如,反应温度等)可根据其目的及用途适当设定。
对于多异氰酸酯成分的配合比例而言,例如,以异氰酸酯指数(异氰酸酯基相对于多元醇成分中的羟基、作为发泡剂的水等的活性氢的总量100而言的比例)计,例如为60以上,优选为70以上,例如为500以下,优选为130以下。
预混物与多异氰酸酯成分的反应时间(乳白时间(cream time)(CT))可按照后述的实施例测定,例如为40秒以上,例如为200秒以下,优选为100秒以下,更优选为60秒以下,进一步优选为50秒以下。
若预混物与多异氰酸酯成分的反应时间(乳白时间(CT))为上述范围,则能实现作业性的提高。
由此,得到作为多异氰酸酯成分与多元醇成分的反应产物的本发明的软质聚氨酯泡沫体。
对于如上所述地得到的本发明的软质聚氨酯泡沫体而言,多异氰酸酯成分含有脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,该脲基甲酸酯衍生物相对于脂肪族多异氰酸酯的衍生物而言为规定比例,并且,多元醇成分含有聚氧化烯多元醇,该聚氧化烯多元醇中的氧乙烯单元的比例及伯羟基的比例为规定比例。因此,本发明的软质聚氨酯泡沫体兼具透气性及机械物性。
本发明的软质聚氨酯泡沫体中,所谓“软质”,可定义为:以聚氨酯泡沫体的硬度(25%CLD,按照后述的实施例测定)计,例如为40.0N/100cm2以下,优选为30.0N/100cm2以下,更优选为20.0N/100cm2以下,进一步优选为15.0N/100cm2以下,进一步优选为10.0N/100cm2以下,进一步优选为7.0N/100cm2以下,进一步优选为5.0N/100cm2以下。
另外,本发明的软质聚氨酯泡沫体的密度(按照后述的实施例测定)例如为10.0kg/m3以上,优选为15.0kg/m3以上,另外,例如为50.0kg/m3以下,优选为45.0kg/m3以下,更优选为40.0kg/m3以下,进一步优选为37.0kg/m3以下,尤其优选为35.0kg/m3以下。
本发明的软质聚氨酯泡沫体的透气性(按照后述的实施例测定)例如为10cc/cm2/sec以上,优选为100cc/cm2/sec以上,更优选为200cc/cm2/sec以上,例如为500cc/cm2/sec以下,优选为400cc/cm2/sec以下。
另外,本发明的软质聚氨酯泡沫体的撕裂强度(按照后述的实施例测定)例如为1N/cm以上,优选为1.5N/cm以上,更优选为2N/cm以上。
另外,本发明的软质聚氨酯泡沫体的拉伸断裂时的伸长率(按照后述的实施例测定)例如为35%以上,优选为100%以上,更优选为150%以上,进一步优选为185%以上,进一步优选为190%以上,特别优选为200%以上,例如为500%以下,优选为400%以下。
另外,本发明的软质聚氨酯泡沫体的湿热压缩永久变形(Wet Set(按照后述的实施例测定))例如为10%以下,优选为6%以下,更优选为5%以下,进一步优选为4%以下,进一步优选为3%以下,尤其优选为2%以下。
另外,本发明的软质聚氨酯泡沫体的耐变色性优异。换言之,本发明的聚氨酯泡沫体为无黄变泡沫体。
所谓“无黄变”,可定义为:以软质聚氨酯泡沫体的耐光性Δb计,例如为15.0以下,优选为12.0以下。
因此,作为得到的软质聚氨酯泡沫体的用途,可作为例如汽车、家具、寝具、电子材料、医疗、衣料、卫生材料等领域中的耐压分散材料、保型性材料、吸音材料、冲击吸收材料、吸振材料、光学材料等弹性材料而有效地使用。
更具体而言,软质聚氨酯泡沫体可用于例如座椅、头托、扶手、椅子、枕头、床垫等寝具、沙发、护理用缓冲材料、休闲垫(leisure sheet)、护具、假发用保型剂、过滤器、话筒的外罩、耳机的外罩、头戴式耳机的外罩、缓冲垫的地板材料、化妆粉扑、眼影棒、医疗材料、涂布用辊、OA辊、油墨吸收片、电子构件(例如,平板电脑、智能手机等)、研磨垫、卫生用品、尿布。
尤其是,聚氨酯泡沫体具有柔软的触感及优异的无黄变性,因而可优选用于衣料用或鞋用、以及机器人用的耐压缓冲材料,具体而言,可用于肩垫、膝垫、肘垫、游泳用垫、鞋舌部、鞋内底、医疗材料、衣料用材料、机器人表皮、机械手等,特别适合于作为衣料用材料的成型品的胸罩衬垫、胸罩罩杯等。
包含本发明的软质聚氨酯泡沫体的衣料用材料、及作为该衣料用材料的成型品的胸罩衬垫、胸罩罩杯兼具透气性及机械物性。
实施例
以下的记载中使用的配合比例(含有比例)、物性值、参数等的具体数值,可替换为在上述的“具体实施方式”中记载的与它们对应的配合比例(含有比例)、物性值、参数等相应记载的上限值(以“以下”、“小于”的形式定义的数值)或下限值(以“以上”、“大于”的形式定义的数值)。
另外,下文中说明各制备例、各合成例、各实施例及各比较例中采用的测定方法。
1.测定方法
<异氰酸酯基浓度(单位:质量%)、异氰酸酯基的转化率(单位:质量%)>
使用电势差示滴定装置(京都电子工业公司制,型号:AT-510),利用按照JIS K-1603-1(2007年)的甲苯/二丁基胺·盐酸法测定异氰酸酯基浓度(异氰酸酯基含有率),利用下式算出测定试样的异氰酸酯基的转化率。
异氰酸酯基的转化率=100-(反应结束后的反应混合液的异氰酸酯基浓度/反应前的反应液的异氰酸酯基浓度×100)
<异氰酸酯单体浓度(单位:质量%)>
使用与国际公开第2012/121291号小册子的说明书中的实施例1同样地制造的五亚甲基二异氰酸酯或市售的六亚甲基二异氰酸酯作为标准物质,利用二苄基胺进行标记,通过由在以下的HPLC测定条件下得到的色谱图的面积值制成的标准曲线,算出未反应的五亚甲基二异氰酸酯单体或六亚甲基二异氰酸酯单体的浓度。
装置:Prominence(岛津制作所公司制)
泵 LC-20AT
脱气装置 DGU-20A3
自动进样器 SIL-20A
柱恒温槽 COT-20A
检测器 SPD-20A
柱:SHISEIDO SILICA SG-120
柱温:40℃
洗脱液:正己烷/甲醇/1,2-二氯乙烷=90/5/5(体积比)
流速:0.2mL/min
检测方法:UV 225nm
<粘度(单位:mPa·s)>
使用东机产业公司制的E型粘度计TV-30(转子角度:1°34’,转子半径:24cm),按照JIS K5600-2-3(2014年)的锥板粘度计法,于25℃对测定试样的粘度进行测定。对于测定时的锥板的转速而言,与粘度的升高相应地在100rpm至2.5rpm之间依次变更。
<基于1H-NMR的脲基甲酸酯基与异氰脲酸酯基的摩尔比率的计算>
在下述的装置及条件下进行1H-NMR测定,利用下式计算脂肪族多异氰酸酯的衍生物中的相对于异氰脲酸酯基1摩尔而言的脲基甲酸酯基的含有比例(脲基甲酸酯基/异氰脲酸酯基的摩尔比率)。需要说明的是,作为化学位移ppm的基准,使用D6-DMSO溶剂中的四甲基硅烷(0ppm)。
装置:JNM-AL400(JEOL制)
条件:测定频率:400MHz,溶剂:D6-DMSO,溶质浓度:5质量%
脲基甲酸酯基(脲基甲酸酯基内的NH基)的质子的归属峰(1H):8.3~8.7ppm
异氰脲酸酯基(直接键合于异氰脲酸酯基的亚甲基(CH2基))的质子的归属峰(6H):3.8ppm
脲基甲酸酯基与异氰脲酸酯基的摩尔比率=脲基甲酸酯基的质子的归属峰的积分值/(异氰脲酸酯基的质子的归属峰的积分值/6)
<基于13C-NMR的脲二酮基与异氰脲酸酯基的摩尔比率的计算>
在下述的装置及条件下进行13C-NMR测定,利用下式计算多异氰酸酯衍生物中的相对于异氰脲酸酯基1摩尔而言的脲二酮基的含有比例(脲二酮基/异氰脲酸酯基的摩尔比率)。需要说明的是,作为化学位移ppm的基准,使用CDCL3溶剂中的四甲基硅烷(0ppm)。
装置:JNM-AL400(JEOL制)
条件:测定频率:100MHz,溶剂:CDCL3,溶质浓度:50质量%
脲二酮基(脲二酮基内的CO基)的碳的归属峰(2H):157.8ppm
异氰脲酸酯基(异氰脲酸酯基内的CO基)的碳的归属峰(3H):149.1ppm
脲二酮基/异氰脲酸酯基的摩尔比率=(脲二酮基的碳的归属峰的积分值/2)/(异氰脲酸酯基的碳的归属峰的积分值/3)
<多元醇的羟值的测定方法>
将羟值定义为与聚氧化烯多元醇1g中的羟基相当的氢氧化钾的mg数。而且,按照JIS K1557(2007年)6.4项“羟值”测定羟值。
<相对于多元醇的全部末端羟基而言的伯羟基的浓度的测定方法>
称量测定试样约30mg至直径为5mm的NMR用试样管中,添加约0.5ml的氘代溶剂,使其溶解。然后,添加约0.1ml的三氟乙酸酐,作为分析用试样。然后,进行1H-NMR测定(装置:JNM-AL400(JEOL制),测定频率:400MHz)。
该方法中,聚氧化烯多元醇的末端羟基与三氟乙酸酐反应而形成三氟乙酸酯,因此,可在4.3ppm附近观测到来自伯羟基所键合的亚甲基的信号。另外,可在5.2ppm附近观测到来自仲羟基所键合的次甲基的信号。因此,末端羟基的伯羟基化率利用下述计算式算出。
末端羟基的伯羟基化率(%)=[a/(a+2×b)]×100
(式中,a为4.3ppm附近的来自伯羟基所键合的亚甲基的信号的积分值,b为5.2ppm附近的来自仲羟基所键合的次甲基的信号的积分值。)
2.原料
(1)多异氰酸酯成分(a)
制备例1(脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-1)(PDI的iBA改性脲基甲酸酯衍生物))
在安装有温度计、搅拌装置、氮气导入管及冷凝管的反应器中,在氮气气氛下,装入与国际公开第2012/121291号小册子的说明书中的实施例1同样地制造的五亚甲基二异氰酸酯500质量份、异丁醇24质量份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.3质量份、亚磷酸三(十三烷基)酯0.3质量份,于85℃进行3小时氨基甲酸酯化反应。
接下来,添加作为脲基甲酸酯化催化剂的三(2-乙基己酸)铋0.02质量份,进行反应直至异氰酸酯基浓度达到计算值(46.7质量%,即,转化率为10质量%),然后添加邻甲苯磺酰胺0.02质量份。
然后,使得到的反应液通过薄膜蒸馏装置(真空度为0.093KPa,温度为150℃),将未反应的五亚甲基二异氰酸酯除去,进而,相对于得到的过滤物100质量份,添加邻甲苯磺酰胺0.02质量份,得到异氰酸酯(a-1)。
得到的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-1)的异氰酸酯基浓度为20.4质量%,25℃时的粘度为200mPa·s,异氰酸酯单体浓度为0.2质量%。
另外,利用1H-NMR测定得到的脲基甲酸酯基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲基甲酸酯基/异氰脲酸酯基=100/3。
另外,利用13C-NMR测定得到的脲二酮基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲二酮基/异氰脲酸酯基=0/3。
由此,分别求出相对于衍生物总量而言的异氰脲酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。将其结果示于表1。
制备例2(脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-2)(PDI的iPA改性脲基甲酸酯衍生物))
代替异丁醇,使用了异丙醇24质量份,除此之外,利用与制备例1相同的方法,得到脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-2)。
得到的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-2)的异氰酸酯基浓度为21.2质量%,25℃时的粘度为180mPa·s,异氰酸酯单体浓度为0.2质量%。
另外,利用1H-NMR测定得到的脲基甲酸酯基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲基甲酸酯基/异氰脲酸酯基=100/3。
另外,利用13C-NMR测定得到的脲二酮基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲二酮基/异氰脲酸酯基=0/3。
由此,分别求出相对于衍生物总量而言的异氰脲酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。将其结果示于表1。
制备例3(脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-3)(PDI的nBA改性脲基甲酸酯衍生物))
代替异丁醇,使用了正丁醇24质量份,除此之外,利用与制备例1相同的方法,得到脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-3)。
得到的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-3)的异氰酸酯基浓度为20.5质量%,25℃时的粘度为320mPa·s,异氰酸酯单体浓度为0.2质量%。
另外,利用1H-NMR测定得到的脲基甲酸酯基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲基甲酸酯基/异氰脲酸酯基=100/3。
另外,利用13C-NMR测定得到的脲二酮基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲二酮基/异氰脲酸酯基=0/3。
由此,分别求出相对于衍生物总量而言的异氰脲酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。将其结果示于表1。
制备例4(脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-4)(PDI的3MPD改性脲基甲酸酯衍生物))
代替异丁醇,使用了3-甲基-戊二醇14.6质量份,除此之外,利用与制备例1相同的方法,得到脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-4)。
得到的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-4)的异氰酸酯基浓度为21.3质量%,25℃时的粘度为1800mPa·s,异氰酸酯单体浓度为0.2质量%。
另外,利用1H-NMR测定得到的脲基甲酸酯基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲基甲酸酯基/异氰脲酸酯基=100/3。
另外,利用13C-NMR测定得到的脲二酮基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲二酮基/异氰脲酸酯基=0/3。
由此,分别求出相对于衍生物总量而言的异氰脲酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。将其结果示于表1。
制备例5(脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-5)(PDI的1,4-BG改性脲基甲酸酯衍生物))
代替异丁醇,使用了1,4-丁二醇14.6质量份,除此之外,利用与制备例1相同的方法,得到脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-5)。
得到的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-5)的异氰酸酯基浓度为22.1质量%,25℃时的粘度为2400mPa·s,异氰酸酯单体浓度为0.2质量%。
另外,利用1H-NMR测定得到的脲基甲酸酯基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲基甲酸酯基/异氰脲酸酯基=100/3。
另外,利用13C-NMR测定得到的脲二酮基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲二酮基/异氰脲酸酯基=0/3。
由此,分别求出相对于衍生物总量而言的异氰脲酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。将其结果示于表1。
制备例6(脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-6):HDI的iBA改性脲基甲酸酯衍生物))
将五亚甲基二异氰酸酯变更为六亚甲基二异氰酸酯(三井化学公司制,商品名:Takenate 700),除此之外,利用与制备例1相同的方法,得到脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-6)。
得到的脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物(a-6)的异氰酸酯基浓度为19.3%,25℃时的粘度为300mPa·s,异氰酸酯单体浓度为0.4质量%。
由此,分别求出相对于衍生物总量而言的异氰脲酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。将其结果示于表1。
制备例7(脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物(a-7):PDI的iBA改性异氰脲酸酯衍生物))
在具备温度计、搅拌装置、回流管、及氮气导入管的四颈瓶中,分别装入与国际公开第2012/121291号小册子的说明书中的实施例1同样地制造的五亚甲基二异氰酸酯500质量份、异丁基醇0.5质量份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.3质量份、亚磷酸三(十三烷基)酯0.3质量份,于80℃进行2小时反应。
接下来,配合作为异氰脲酸酯化催化剂的2-乙基己酸N-(2-羟基丙基)-N,N,N-三甲基铵0.05质量份。测定异氰酸酯基浓度,持续反应直至其浓度达到48.9质量%(即,转化率为10质量%)。50分钟后,达到规定的转化率(转化率为10质量%)时,添加邻甲苯磺酰胺0.12质量份。使得到的反应混合液通过薄膜蒸馏装置(温度:150℃,真空度:0.093kPa),将未反应的五亚甲基二异氰酸酯单体除去,进而,相对于得到的过滤物100质量份,添加邻甲苯磺酰胺0.02质量份及苯甲酰氯0.003质量份,得到脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物(a-7)。
脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯衍生物(a-7)的异氰酸酯单体浓度为0.5质量%,异氰酸酯基浓度为24.7质量%,25℃时的粘度为2000mPa·s。
另外,利用1H-NMR测定得到的脲基甲酸酯基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲基甲酸酯基/异氰脲酸酯基=7.4/100。
另外,利用13C-NMR测定得到的脲二酮基与异氰脲酸酯基的摩尔比率为脲二酮基/异氰脲酸酯基=1/100。
由此,分别求出相对于衍生物总量而言的异氰脲酸酯衍生物含量、脲基甲酸酯衍生物含量、脲二酮衍生物含量。将其结果示于表1。
制备例8(脂环族多异氰酸酯(a-8))
将异佛尔酮二异氰酸酯(EVONIK公司制,商品名:VESTANATIPDI,异氰酸酯基浓度为37.8质量%,25℃时的粘度为5mPa·s)作为脂环族多异氰酸酯(a-8)。
(2)多元醇成分(b)
准备例1(多元醇(b-1))
将聚氧化烯多元醇(针对甘油而使环氧丙烷进行加成聚合、接下来使环氧乙烷进行加成聚合而得到的聚醚多元醇,数均分子量(Mn)=940,官能团数f=3,OH值=180mgKOH/g,全部氧化烯中的环氧乙烷浓度=20质量%(25摩尔%),全部末端羟基中的伯羟基浓度=45.5%)作为多元醇(b-1)。
准备例2(多元醇(b-2))
将聚氧化烯多元醇(针对季戊四醇而使环氧丙烷进行加成聚合、接下来使环氧乙烷进行加成聚合而得到的聚醚多元醇,数均分子量(Mn)=1250,官能团数f=4,OH值=180mgKOH/g,全部氧化烯中的环氧乙烷浓度=20质量%(25摩尔%),全部末端羟基中的伯羟基浓度=46.6%)作为多元醇(b-2)。
准备例3(多元醇(b-3))
将聚氧化烯多元醇(针对丙二醇而使环氧丙烷进行加成聚合、接下来使环氧乙烷进行加成聚合而得到的聚醚多元醇,数均分子量(Mn)=620,官能团数f=2,OH值=180mgKOH/g,全部氧化烯中的环氧乙烷浓度=20质量%(25摩尔%),全部末端羟基中的伯羟基浓度=45.7%)作为多元醇(b-3)。
准备例4(多元醇(b-4))
将聚氧化烯多元醇(针对三乙醇胺而使环氧丙烷进行加成聚合、接下来使环氧乙烷进行加成聚合而得到的聚醚多元醇,数均分子量(Mn)=940,官能团数f=3,OH值=180mgKOH/g,全部氧化烯中的环氧乙烷浓度=20质量%(25摩尔%),全部末端羟基中的伯羟基浓度=46.8%)作为多元醇(b-4)。
准备例5(多元醇(b-5))
将聚氧化烯多元醇(针对甘油而使环氧丙烷进行加成聚合、接下来使环氧乙烷进行加成聚合而得到的聚醚多元醇,数均分子量(Mn)=5000,官能团数f=3,OH值=34mgKOH/g,全部氧化烯中的环氧乙烷浓度=15质量%(19摩尔%),全部末端羟基中的伯羟基浓度=90.0%)作为多元醇(b-5)。
准备例6(多元醇(b-6))
将聚氧化烯多元醇(针对甘油而使环氧丙烷进行加成聚合、接下来使环氧乙烷进行加成聚合而得到的聚醚多元醇,数均分子量(Mn)=6000,官能团数f=3,OH值=28mgKOH/g,全部氧化烯中的环氧乙烷浓度=40质量%(47摩尔%),全部末端羟基中的伯羟基浓度=92.0%)作为多元醇(b-6)。
准备例7(多元醇(b-7))
将聚氧化烯多元醇(针对甘油而使环氧丙烷进行加成聚合而得到的聚醚多元醇,数均分子量(Mn)=5000,官能团数f=3,OH值=34mgKOH/g,全部末端羟基中的伯羟基浓度=3.3%)作为多元醇(b-7)。
准备例8(多元醇(b-8))
将聚氧化烯多元醇(针对甘油而使环氧丙烷进行加成聚合、接下来使环氧乙烷进行加成聚合而得到的聚醚多元醇,数均分子量(Mn)=700,官能团数f=3,OH值=240mgKOH/g,全部末端羟基中的伯羟基浓度=3.5%)作为多元醇(b-8)。
(3)催化剂(c)
(催化剂(c-1))
三乙撑二胺的33质量%二丙二醇溶液(Air Products K.K.制,商品名:Dabco-33LV)
(催化剂(c-2))
有机锡化合物(Momentive公司制,商品名:Formrez UL-28)
(4)发泡剂(d)
(发泡剂(d-1))
纯水(H2O)
(5)稳泡剂(e)
(稳泡剂(e-1))
聚硅氧烷稳泡剂(Evonic Corporation制,商品名:B-8002)
(6)稳定剂(f)
(稳定剂(f-1))
受阻胺化合物(耐光稳定剂,BASF Japan公司制,商品名:TINUVIN 765)
(稳定剂(f-2))
有机磷化合物(抗氧化剂,城北化学公司制,商品名:JP-308E)
3.实施例1~20及比较例1~5(软质聚氨酯泡沫体的制造)
(1)实施例1
称量下述的表1所示的成分(原料)中多异氰酸酯成分以外的各成分,在温度为23℃、相对湿度为55%的实验室内,按照表1的配合配方将它们配合,进行搅拌混合以使它们变得均匀,制备预混物。
按照表3~6的配合配方称量另行准备的多异氰酸酯成分,将温度调节至23℃。
然后,向预混物中添加多异氰酸酯成分,利用手持式混合器(转速为5000rpm)对它们进行15秒搅拌,然后立即快速投入至木制的箱中,使其发泡。由此,得到软质聚氨酯泡沫体。
(2)实施例2~20及比较例1~5
按照下述的表3~6的配合配方进行称量,除此之外,与实施例1同样地操作,得到软质聚氨酯泡沫体。
将各实施例及各比较例中的配合配方及多异氰酸酯成分的性状示于表3~6。
4.软质聚氨酯泡沫体的评价
<密度(单位:kg/m3)>
从各实施例及各比较例的软质聚氨酯泡沫体的中心部(芯)切出10×10×5cm的尺寸的长方体,制作测定试样,然后,按照JIS K7222(2005年)对测定试样的表观密度进行测定。
<硬度(25%CLD)(单位:N/100cm2)>
从各实施例及各比较例的软质聚氨酯泡沫体的中心部(芯)切出10×10×5cm的尺寸的长方体,制作测定试样,然后,按照JIS K-6400(2012年)对测定试样的硬度(25%CLD)进行测定。
<透气性(单位:cc/cm2/sec)>
从各实施例及各比较例的软质聚氨酯泡沫体的中心部切出厚度为10mm的尺寸,将其破碎(破碎条件:软质聚氨酯泡沫体从2根辊之间(间隔为0.2mm)通过),制作测定试样,使用透气量测定装置(东洋精机公司制),按照JIS K-6400(2012年)B法测定透气性。
<撕裂强度(单位:N/cm)
从各实施例及各比较例的软质聚氨酯泡沫体的中心部切出厚度为10mm的尺寸,将样品冲裁成角形试验片形状,制作测定试样,使用拉伸压缩试验机(INTESCO Co.,Ltd.制,Model205N),按照JIS K-6400(2012年)B法进行撕裂试验,算出断裂时的应力。
<拉伸断裂时的伸长率(单位:%)>
从各实施例及各比较例的软质聚氨酯泡沫体的中心部切出厚度为10mm的尺寸,将样品冲裁成1号形试验片形状,制作测定试样,使用拉伸压缩试验机(INTESCO Co.,Ltd.制,Mode1205N),按照JIS K-6400(2012年)进行拉伸试验,算出断裂时的伸长率。
<湿热压缩永久变形Wet Set(单位:%)>
从各实施例及各比较例的软质聚氨酯泡沫体的中心部(芯)切出50mm×50mm×25mm的尺寸的长方体,制作测定试样,然后,按照JIS K 6400-4中记载的方法,测定湿热压缩永久变形(%)。将该试验片压缩至50%的厚度,夹持于平行平面板,在50℃、相对湿度95%的条件下放置22小时。将试验片取出,30分钟后,测定其厚度,与试验前的厚度进行比较,测定变形率(%)。
将实施例1~20及比较例1~4的软质聚氨酯泡沫体中的评价示于表3~6。
[表1]
表1
Figure BDA0002104917640000381
[表2]
表2
Figure BDA0002104917640000382
[表3]
表3
Figure BDA0002104917640000391
[表4]
表4
Figure BDA0002104917640000401
[表5]
表5
Figure BDA0002104917640000411
[表6]
表6
Figure BDA0002104917640000421
表中使用的缩写的详细含义如下所示。
PDI:五亚甲基二异氰酸酯
HDI:六亚甲基二异氰酸酯
IPDI:异佛尔酮二异氰酸酯
iBA:异丁基醇(异丁醇)
nBA:正丁醇
3MPD:3-甲基-戊二醇
1,4-BG:1,4-丁二醇
AO:环氧烷
EO:环氧乙烷
PO:环氧丙烷
Gly:甘油
PE:季戊四醇
PG:丙二醇
TEOA:三乙醇胺
Dabco 33LV:三乙撑二胺的33质量%二丙二醇溶液(Air Products K.K.制)
Formrez UL-28:有机锡化合物(Momentive公司制)
B-8002:聚硅氧烷稳泡剂(Evonic Corporation制)
Tin.765:受阻胺化合物(耐光稳定剂,BASF Japan公司制)
JP-308E:有机磷化合物(抗氧化剂,城北化学公司制)
需要说明的是,上述发明是以例示本发明的实施方式的形式而提供的,其只不过仅为示例,不作限定性解释。本领域技术人员所能理解的本发明的变形例被包含在所附的权利要求书内。
产业上的可利用性
本发明的软质聚氨酯泡沫体可用于肩垫、膝垫、肘垫、游泳用垫、鞋舌部、鞋内底、医疗材料、衣料用材料、机器人表皮、机械手等,特别适合于作为衣料用材料的成型品的胸罩衬垫、胸罩罩杯等。

Claims (10)

1.软质聚氨酯泡沫体,其特征在于,其是含有脂肪族多异氰酸酯的衍生物的多异氰酸酯成分与含有聚氧化烯多元醇的多元醇成分进行反应及发泡而形成的软质聚氨酯泡沫体,
所述脂肪族多异氰酸酯含有五亚甲基二异氰酸酯,
所述脂肪族多异氰酸酯的衍生物包含脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,
相对于所述脂肪族多异氰酸酯的衍生物的总量而言,所述脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的含有比例为70摩尔%以上,
所述聚氧化烯多元醇同时具有氧乙烯单元及氧丙烯单元,
相对于所述聚氧化烯多元醇而言,所述氧乙烯单元为5摩尔%以上且20摩尔%以下,
相对于所述聚氧化烯多元醇的末端羟基的总摩尔数而言,伯羟基为50摩尔%以下。
2.如权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫体,其特征在于,相对于所述脂肪族多异氰酸酯的衍生物的总量而言,所述脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的含有比例为75摩尔%以上且99摩尔%以下。
3.如权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫体,其特征在于,所述脂肪族多异氰酸酯还含有六亚甲基二异氰酸酯。
4.如权利要求3所述的软质聚氨酯泡沫体,其特征在于,所述多异氰酸酯成分还含有脂环族多异氰酸酯。
5.如权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫体,其特征在于,所述衍生物包含经醇改性的脲基甲酸酯衍生物,
所述醇含有一元醇和二元醇。
6.如权利要求5所述的软质聚氨酯泡沫体,其特征在于,所述醇含有支链状的一元醇和支链状的二元醇。
7.衣料用材料,其特征在于,其包含权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫体。
8.胸罩衬垫,其特征在于,其是权利要求7所述的衣料用材料的成型品。
9.胸罩罩杯,其特征在于,其具备权利要求8所述的胸罩衬垫。
10.软质聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于,其具备下述工序:
准备含有脂肪族多异氰酸酯的衍生物的多异氰酸酯成分和含有聚氧化烯多元醇的多元醇成分的工序;和
使所述多异氰酸酯成分与所述多元醇成分进行反应及发泡从而制造软质聚氨酯泡沫体的工序,
所述脂肪族多异氰酸酯含有五亚甲基二异氰酸酯,
所述脂肪族多异氰酸酯的衍生物包含脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物,
相对于所述脂肪族多异氰酸酯的衍生物的总量而言,所述脂肪族多异氰酸酯的脲基甲酸酯衍生物的含有比例为70摩尔%以上,
所述聚氧化烯多元醇同时具有氧乙烯单元及氧丙烯单元,
相对于所述聚氧化烯多元醇而言,所述氧乙烯单元为5摩尔%以上且20摩尔%以下,
相对于所述聚氧化烯多元醇的末端羟基的总摩尔数而言,伯羟基为50摩尔%以下。
CN201880005339.7A 2017-03-31 2018-03-26 软质聚氨酯泡沫体、衣料用材料、胸罩衬垫、胸罩罩杯、及软质聚氨酯泡沫体的制造方法 Active CN110114383B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017071615 2017-03-31
JP2017-071615 2017-03-31
PCT/JP2018/012092 WO2018181151A1 (ja) 2017-03-31 2018-03-26 軟質ポリウレタンフォーム、衣料材料、ブラジャーのパッド、ブラジャーのカップ、および、軟質ポリウレタンフォームの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110114383A CN110114383A (zh) 2019-08-09
CN110114383B true CN110114383B (zh) 2021-09-17

Family

ID=63675767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880005339.7A Active CN110114383B (zh) 2017-03-31 2018-03-26 软质聚氨酯泡沫体、衣料用材料、胸罩衬垫、胸罩罩杯、及软质聚氨酯泡沫体的制造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6793249B2 (zh)
CN (1) CN110114383B (zh)
TW (1) TWI732112B (zh)
WO (1) WO2018181151A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7206101B2 (ja) * 2018-12-04 2023-01-17 旭化成株式会社 ポリイソシアネート組成物、塗料組成物及び塗膜
JP7399003B2 (ja) * 2020-03-26 2023-12-15 三井化学株式会社 ポリイソシアネート組成物
CN113480705A (zh) * 2021-08-23 2021-10-08 安徽美世嘉新材料有限公司 一种超低温内衣模压成型绵及其制备方法
WO2025005035A1 (ja) * 2023-06-29 2025-01-02 三井化学株式会社 ポリオール組成物、ウレタンフォーム組成物、ポリウレタンフォームおよび成形体

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0971627A (ja) * 1995-09-05 1997-03-18 Inoac Corp ポリウレタンフォーム
JP2001072738A (ja) * 2000-08-17 2001-03-21 Inoac Corp 無黄変ポリウレタンフォーム
JP2005048038A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
CN1847280A (zh) * 2005-04-15 2006-10-18 欧荣顺 成形聚氨酯发泡材料的制法
CN1878813A (zh) * 2003-11-12 2006-12-13 株式会社普利司通 不易变色的软质聚氨酯泡沫塑料
CN101412798A (zh) * 2008-11-21 2009-04-22 优洁(亚洲)有限公司 软质聚氨酯低回弹泡沫及其制备方法
CN102030881A (zh) * 2009-09-30 2011-04-27 日本聚氨酯工业株式会社 软质聚氨酯泡沫及其制造方法
CN102443133A (zh) * 2010-10-01 2012-05-09 日本聚氨酯工业株式会社 软质聚氨酯泡沫的制造方法
CN104974326A (zh) * 2014-04-03 2015-10-14 万华化学集团股份有限公司 一种制备不黄变软质聚氨酯泡沫的组合物、不黄变软质聚氨酯泡沫及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2204395B1 (en) * 2007-10-15 2013-10-09 Mitsui Chemicals, Inc. Polyurethane resin
CN103347852B (zh) * 2011-03-09 2016-04-13 三井化学株式会社 戊二异氰酸酯、戊二异氰酸酯的制造方法、多异氰酸酯组合物、聚氨酯树脂及聚脲树脂
JP5832401B2 (ja) * 2011-09-16 2015-12-16 三井化学株式会社 低反発性ポリウレタンフォームおよびその製造方法
WO2013141207A1 (ja) * 2012-03-19 2013-09-26 三井化学株式会社 被覆ポリウレタンフォームの製造方法、被覆ポリウレタンフォーム、衣料材料、ブラジャーのパッド、および、ブラジャーのカップ
CN105026453B (zh) * 2013-03-15 2017-07-28 三井化学株式会社 低回弹性聚氨酯泡沫体及其制造方法
EP3309188A4 (en) * 2015-06-12 2019-01-23 Mitsui Chemicals, Inc. POLYISOCYANATE COMPOSITION, POLYURETHANE RESIN, HARDENABLE POLYURETHANE COMPOSITION WITH TWO LIQUIDS AND COATING MATERIAL

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0971627A (ja) * 1995-09-05 1997-03-18 Inoac Corp ポリウレタンフォーム
JP2001072738A (ja) * 2000-08-17 2001-03-21 Inoac Corp 無黄変ポリウレタンフォーム
JP2005048038A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
CN1878813A (zh) * 2003-11-12 2006-12-13 株式会社普利司通 不易变色的软质聚氨酯泡沫塑料
CN1847280A (zh) * 2005-04-15 2006-10-18 欧荣顺 成形聚氨酯发泡材料的制法
CN101412798A (zh) * 2008-11-21 2009-04-22 优洁(亚洲)有限公司 软质聚氨酯低回弹泡沫及其制备方法
CN102030881A (zh) * 2009-09-30 2011-04-27 日本聚氨酯工业株式会社 软质聚氨酯泡沫及其制造方法
CN102443133A (zh) * 2010-10-01 2012-05-09 日本聚氨酯工业株式会社 软质聚氨酯泡沫的制造方法
CN104974326A (zh) * 2014-04-03 2015-10-14 万华化学集团股份有限公司 一种制备不黄变软质聚氨酯泡沫的组合物、不黄变软质聚氨酯泡沫及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110114383A (zh) 2019-08-09
TWI732112B (zh) 2021-07-01
JPWO2018181151A1 (ja) 2019-11-07
WO2018181151A1 (ja) 2018-10-04
JP6793249B2 (ja) 2020-12-02
TW201841965A (zh) 2018-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6454783B2 (ja) 無黄変軟質ポリウレタンフォーム、衣料材料、ブラジャーのパッド、および、ブラジャーのカップ
US11254791B2 (en) Polyurethane gel and production method thereof
CN110114383B (zh) 软质聚氨酯泡沫体、衣料用材料、胸罩衬垫、胸罩罩杯、及软质聚氨酯泡沫体的制造方法
CN109890863B (zh) 聚氨酯泡沫体、衣料用材料、胸罩衬垫、胸罩罩杯、及聚氨酯泡沫体的制造方法
JP5832401B2 (ja) 低反発性ポリウレタンフォームおよびその製造方法
TWI769139B (zh) 發泡聚胺基甲酸酯材料、成形品及發泡聚胺基甲酸酯材料之製造方法
JP5386144B2 (ja) ポリウレタンフォームおよびポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート
CN105026453B (zh) 低回弹性聚氨酯泡沫体及其制造方法
TWI822777B (zh) 可撓發泡體
CN111936541B (zh) 聚氨酯凝胶材料、聚氨酯凝胶、仿生材料以及聚氨酯凝胶的制造方法
RU2417235C2 (ru) Пенополиуретаны, полученные из гидроксиметилсодержащих алкиловых эфиров жирных кислот
JP7096704B2 (ja) ポリウレタンフォーム、衣料材料、ブラジャーのパッド、ブラジャーのカップ、および、ポリウレタンフォームの製造方法
JPWO2003059980A1 (ja) 軟質ポリウレタンフォームの製造方法
CN109843960B (zh) 制造聚氨酯泡沫模塑制品的方法
US20220372203A1 (en) A polyurethane gel for medical padding application
CN114222792A (zh) 含热塑性多异氰酸酯加成聚合产物的制剂、其制备方法和用途
US20180072838A1 (en) Improvements relating to polyols and polyurethanes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant