JP3333263B2 - ポリイソシアネート組成物 - Google Patents
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Description
物、そのような組成物からの軟質フォームの製造方法、
及び軟質フォームを製造するためのそのような組成物を
含む反応系に関する。
トとポリオールを反応させることによる軟質フォームの
製造は、従来技術、例えばEP 111121 、US 5114989、UK
1422056、EP 22617、EP 10850、EP 422471 、UK 14796
58、US 4822517、US 4256849、US 4115429及びUS 50914
37に詳細に記載されている。
ト組成物より軟質フォームを製造した場合に改良された
特性の組合せが得られることが発見された。
くは25〜35重量%の2,4'−ジフェニルメタンジイソシア
ネートを含むジフェニルメタンジイソシアネートと50〜
90重量%、好ましくは60〜90重量%のオキシエチレン含
量、 700〜2000の数平均ヒドロキシル当量及び2〜6の
平均公称官能価を有するポリオキシエチレンポリオキシ
プロピレンポリオールとの、2〜31重量%、好ましくは
26.5〜31.0重量%の遊離NCO含量を有する反応生成物
を含むポリイソシアネート組成物に関する。好ましく
は、このポリイソシアネート組成物は、少なくとも2.1
の平均官能価及び27.0〜33.0重量%の遊離NCO含量を
有するポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート
10〜50重量%と共に、26.5〜31.0重量%の遊離NCO含
量を有する上記反応生成物を90〜50重量%含み、好まし
くはこのポリイソシアネート組成物の遊離NCO含量は
27.0〜32.0重量%である。また、上記ポリイソシアネー
ト及びジイソシアネートを混合し、次いでこの混合物を
ポリオールと反応させることも本発明の範囲内であると
考えられる。しかし、ジイソシアネートとポリオールの
反応生成物と未反応ポリイソシアネートの組合せが好ま
しい。
とも2個のイソシアネート反応性基及び 700〜3000の当
量を有するポリマーを含む反応系に関する。
て上記ポリイソシアネート組成物と少なくとも2個のイ
ソシアネート反応性基及び 700〜3000の当量を有するポ
リマーを反応させることによるフォーム、特に軟質フォ
ームの製造方法に関する。
ニルメタンジイソシアネートは、好ましくは25〜35重量
%の2,4'−異性体、5重量%以下、より好ましくは2重
量%以下の2,2'−異性体を含み、残りが4,4'−異性体で
あるジイソシアネートである。そのようなジイソシアネ
ートは市販入手可能である。
ールは好ましくはランダムに分布したオキシエチレン部
分を含み、最も好ましくは1000〜1800の数平均ヒドロキ
シル当量を有する。
在するポリオキシアルキレンポリオールの平均官能価が
その製造に用いられる開始剤の平均官能価(分子あたり
の活性水素原子の数)と等しいと仮定したポリオール組
成物の平均官能価(分子あたりのヒドロキシル基の数)
を示すが、実際は末端不飽和のためいくらか低い。好ま
しくは、不飽和のレベルは0.04ミリ当量/g未満であ
る。
は当該分野において公知であり、エチレン及びプロピレ
ンを同時に及び/又は順に、水、エチレングリコール、
プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセロー
ル、トリメチロールプロパン、エチレンジアミン、トリ
エタノールアミン、スクロース及びソルビトールのよう
な2〜6個の活性水素原子を有する開始剤と反応させる
ことによる従来の方法において製造される。そのような
ポリオールは市販入手可能である。
もしくは錫化合物のようなウレタン形成触媒の存在下
で、高温(40〜100 ℃)においてジイソシアネートとポ
リオールを混合することによる従来の方法で製造され
る。ジイソシアネートとポリオールの相対量は、2〜3
1、好ましくは26.5〜31.0、最も好ましくは26.5〜28,0
重量%の反応生成物の遊離NCO含量を達成するように
選ばれる。通常、ジイソシアネートの当量はポリオール
の当量より高い。この反応生成物の製造は当業者にとっ
て日常的な操作である。
重量%の量で本発明に係るポリイソシアネート組成物に
存在するポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネー
トも当該分野において公知であり、市販入手可能であ
る。好ましくは、29.0〜32.0重量%の遊離NCO含量を
有するポリイソシアネートが用いられる。
に加えられ、その後本発明に係る好ましいポリイソシア
ネート組成物を製造するため混合される。
は、フォーム形成条件において少なくとも2個のイソシ
アネート反応性基及び 700〜3000の数平均当量を有する
ポリマーと反応させることによりフォームを製造するた
め用いられる。
ばクロロ−フルオロ−カーボン(CFC) 及びヒドロ−クロ
ロ−フルオロ−カーボン(HCFC)のような沸点の低い公知
の化合物のような物理発泡剤の存在下でポリイソシアネ
ート組成物とポリオールの間の反応を起こすことにより
得られる。
水が用いられる。環境上の理由のため、唯一の発泡剤と
して水を用いることが最も好ましい。水の量は、フォー
ムの製造に用いられるイソシアネートインデックス(イ
ソシアネート反応性基の数に対するイソシアネート基の
数の比の100 倍)及びフォームの所望の密度によってき
まる。通常、水の量は、少なくとも2個のイソシアネー
ト反応性基及び 700〜3000の数平均当量を有するポリマ
ーの量に対し計算し0.25〜20重量%である。
ンのような当該分野において公知のものより選ばれる。
好ましくは、このポリマーは2〜6個のイソシアネート
反応性基を有する。
てよいイソシアネート反応性基は、1級アミン、2級ア
ミノ、チオール、カルボキシ、エナミオ及び、特にヒド
ロキシル基を含む。
は、高分子ポリオールを含む。好適なポリオール及びそ
の製造方法は従来技術に詳細に記載されており、そのよ
うなポリオールの例として、ポリエステル、ポリエステ
ルアミド、ポリチオエーテル、ポリカーボネート、ポリ
アセタール、ポリオレフィン、ポリシロキサン及び特に
ポリエーテルが挙げられる。
要により、多官能性開始剤の存在下、環式酸化物、例え
ばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオ
キシドもしくはテトラヒドロフランの重合により得られ
る生成物を含む。好適な開始剤化合物は多数の活性水素
原子を含み、そして水及びポリオール、例えばエチレン
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、シクロヘキサンジメタノール、レゾルシノール、
ビスフェノールA、グリセロール、トリメチロールプロ
パン、1,2,6-ヘキサントリオール又はペンタエリトリト
ールを含む。開始剤及び/又は環式酸化物の混合物も用
いてよい。
来技術に詳細に説明されているように二もしくは三官能
性開始剤へのエチレン及びプロピレンオキシドの同時も
しくは逐次付加により得られるポリオキシプロピレンジ
オール及びトリオール並びにポリ(オキシエチレン−オ
キシプロピレン)ジオール及びトリオールを含む。前記
ジオール及びトリオールの混合物が特に有効である。他
の特に有効なポリエーテルポリオールはテトラヒドロフ
ランの重合により得られるポリテトラメチレングリコー
ルを含む。
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、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノ
ール、ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート、グリ
セロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリト
ールもしくはポリエーテルポリオールのような多価アル
コール又はそのような多価アルコールの混合物とポリカ
ルボン酸、特にジカルボン酸もしくはそのエステル形成
誘導体、例えば琥珀酸、グルタル酸及びアジピン酸もし
くはこれらのジメチルエステル、セバシン酸、無水フタ
ル酸、無水テトラクロロフタル酸もしくはジメチルテレ
フタレート又はこれらの混合物のヒドロキシル末端反応
生成物を含む。ポリエステルアミドはポリエステル化混
合物へのエタノールアミンのようなアミノアルコールの
混入により得られる。ポリオールと共にラクトン、例え
ばカプロラクトンの、又はヒドロキシカプロン酸のよう
なヒドロキシカルボン酸の重合により得られるポリエス
テルも用いてよい。
は、チオジグリコールエーテル単独の又は他のグリコー
ル、アルキレンオキシド、ジカルボン酸、ホルムアルデ
ヒド、アミノ−アルコール又はアミノカルボン酸との縮
合により得られる生成物を含む。
は、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-
ヘキサンジオール、ジエチレングリコールもしくはテト
ラエチレングリコールのようなジオールをジアリールカ
ーボネート、例えばジフェニルカーボネートと、又はホ
スゲンと反応させることにより得られる生成物を含む。
ジエチレングリコール、トリエチレングリコールもしく
はヘキサンジオールのようなグリコールをホルムアルデ
ヒドと反応させることにより製造されるものを含む。好
適なポリアセタールは環式アセタールを重合することに
よっても製造される。
キシ末端ブタジエンホモ及びコポリマーを含み、好適な
ポリシロキサンポリオールはポリジメチルシロキサンジ
オール及びトリオールを含む。
プのポリオール中の付加もしくは縮合ポリマーの分散液
もしくは溶液を含む。しばしば「ポリマー」ポリオール
と呼ばれるそのような改質ポリオールは従来の技術に詳
細に説明されており、高分子ポリオール、例えばポリエ
ーテルポリオール中の1種以上のビニルモノマー、例え
ばスチレン及びアクリロニトリルの現場重合により、又
は高分子ポリオール中のトリエタノールアミンのような
アミノもしくはヒドロキシ官能性化合物とポリイソシア
ネートの間の現場反応により得られる生成物を含む。
〜4の官能価、 750〜3000の当量及び総オキシアルキレ
ン残留物の重量を基準として5〜50%、好ましくは5〜
30%のエチレンオキシド含量を有するポリ(オキシエチ
レン/オキシプロピレン)ポリオール中のスチレン及び
/又はアクリロニトリルの現場重合により得られる生成
物、及び2〜4の官能価、 750〜3000の当量及び総オキ
シアルキレン残留物の重量を基準として5〜50%、好ま
しくは5〜30%のエチレンオキシド含量を有するポリ
(オキシエチレン/オキシプロピレン)ポリオール中の
アミノもしくはヒドロキシ官能性化合物(例えばトリエ
タノールアミン)とポリイソシアネートの間の現場反応
により得られる生成物である。
シアルキレンポリオールが特に有効である。50ミクロン
未満の分散したポリマーの粒度が好ましい。
は、上記高分子ポリオールに相当する高分子ポリアミ
ン、特にジアミン及びトリアミンを含む。ポリエーテル
ポリオールの好適なポリアミンは、例えば米国特許第
3,654,370号に記載されているもの、又はポリオールの
シアノエチル化及びその後の水素化により得られるもの
である。ポリオキシプロピレンジアミン及びトリアミン
並びにその混合物が好ましい。また、ポリオールの部分
アミノ化により得られるアミノ及びヒドロキシル基の両
方を含むポリオールも有効である。
ノ官能性ポリマーを含む。そのようなポリマーはその製
造と共に米国特許第 4,794,129号に記載されており、イ
ミン、オキサゾリン、イミダゾリン、N−アルキルイミ
ダゾリン、オキサジン、ジアジン、イミノエステル、ア
ミジン、イミジン、イソウレア及びグアニジン基で停止
するポリマーを含む。好ましいイミノ官能性ポリマー
は、例えばポリエーテルポリアミン、特にポリオキシプ
ロピレンジアミンもしくはトリアミンをアルデヒドもし
くはケトンと反応させることにより得られるようなイミ
ン末端ポリエーテルである。
したH2O の除去のため、1個以上のα水素を有するケト
ン/アルデヒドとの反応により、又はケトン/アルデヒ
ド末端樹脂(α水素を有する)を2級アミンと反応させ
ることにより2級アミン末端樹脂(すなわちポリエーテ
ル)より製造される。2級アミン末端樹脂は、例えば上
記のイミノ官能性ポリマーの触媒水素化により得られ
る。ケトン/アルデヒド末端樹脂は、通常対応する2級
もしくは1級ヒドロキシ末端樹脂の酸化により得られ
る。より高級のエナミン官能性ポリマーは、対応するポ
リカルボン酸へ1級ヒドロキシ官能性樹脂を酸化するこ
と、オルトエステルへの前記基の転化、及び過剰の2級
アミンによるオルトエステルの処理により製造される。
各オルトエステルは少なくとも1個のα水素原子を含ま
ねばならない。
応混合物に一般的な転化剤を1種以上含んでよい。その
ような転化剤は、触媒、例えば3級アミン及び錫化合
物、界面活性剤及びフォーム安定剤、例えばシロキサン
−オキシアルキルコポリマー、連鎖延長剤、例えばエチ
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、エチレンジアミン
及びジエチルトルエンジアミンのような低分子量ジオー
ルもしくはジアミン、架橋剤、例えばトリエタノールア
ミン、難燃剤、有機及び無機充填剤、顔料、ポリジメチ
ルシロキサンのようないわゆるボイリングフォーム効果
を抑制する剤並びに離型剤を含む。
なくとも2個のイソシアネート反応性基を含みかつ 700
〜3000の数平均当量を有するポリマーと予備混合され
る。
うな、フォームの製造に用いられるすべてのイソシアネ
ート反応性成分を考慮して、用いられるイソシアネート
インデックスは10〜120 、好ましくは40〜105 、最も好
ましくは50〜100 である。
フォーム、特に軟質フォームの製造にとても有効であ
る。25〜80kg/m3 の密度を有する良好な品質の軟質フォ
ームが得られる。このフォームはスラブ剤又は成形軟質
フォームであってよい。
較的高い2,4'−異性体含量を有するジイソシアネートと
限定された平均当量及び比較的高いエチレンオキシド含
量を有するポリオールより製造される半プレポリマー
(上記のような反応生成物)並びに好ましくは比較的高
いNCO含量を有する半プレポリマーを用いることによ
り、望ましい物理特性、特に広い加工許容性(これは広
いインデックス葉にを用いてよいことを意味する)と共
に低い密度、開放フォームセル、良好な緩衝性(レジリ
エンス、ヒステリシス及び圧縮永久歪み)及び高い柔軟
性の組合せを有するなっしつフォームが得られる。
ネートの異性体混合物82.1 pbwをランダムに分布した約
75%のオキシエチレン含量及び4000の分子量を有するオ
キシエチル化/オキシプロピル化トリメチロールプロパ
ン開始ポリオール17.9 pbwと反応させることによりプレ
ポリマーを製造する。この反応は80〜90℃において2.5
時間行われ、得られたプレポリマーは27.0重量%のNC
O含量を有していた。上記プレポリマー75 pbwを25 pbw
の高分子MDI(30.7重量%のイソシアネート含量)と混合
した。このポリイソシアネート組成物を軟質フォームの
製造に用いた。
物を用い、78のインデックスを有するポリイソシアネー
ト組成物を、17重量%オキシエチレン基を含みかつ4800
の分子量を有するグリセロール開始オキシエチレンオキ
シプロピレンポリオール100重量部(pbw) 、水0.1pbw、D
abco LV A1(Union Carbide のアミン触媒)4pbw 、Dab
co 33 LV(Air Productsのアミン触媒)0.6pbw及びTegos
tab B 4113(Goldschmidt の界面活性剤)1.0pbwを混合
することにより製造されるポリオール組成物と反応させ
ることによりフォームカップ内で軟質フォームを製造し
た。得られたフォームは以下の特性を有していた。全体
密度(kg/m3):53.3、コアー密度(kg/m3):52.2、レジリエ
ンス(%):53 、引張強度(kPa):121 、破断伸び率
(%):102、引裂強度(N/m):253 、圧縮硬度(25 、40、
及び65%、kPa): それぞれ5.0 、6.5及び15.3、ヒステ
リシス:27 、押込硬度(25 、40及び65%、N): それぞれ
200 、291 及び575 、圧縮永久歪み(50 %及び75%乾燥
並びに50%及び75%湿潤での変形): それぞれ13.9、1
1.2、16.1及び10.4。
Claims (9)
- 【請求項1】 25〜70重量%の2,4'−ジフェニルメタン
ジイソシアネートを含むジフェニルメタンジイソシアネ
ートと50〜90重量%のオキシエチレン含量、 700〜2000の数平均ヒドロキシル当量及び2〜6の平均
公称ヒドロキシル官能価を有するポリオキシエチレンポ
リオキシプロピレンポリオールとの反応生成物(当該反
応生成物は26.5 〜31重量%の遊離−NCO含量を有す
る)を含むポリイソシアネート組成物。 - 【請求項2】 2,4'−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト含量が25〜35重量%であり、オキシエチレン含量が60
〜90重量%である、請求項1記載のポリイソシアネート
組成物。 - 【請求項3】 ポリオールがランダムに分布したオキシ
エチレン部分を含むことを特徴とする、請求項1記載の
ポリイソシアネート組成物。 - 【請求項4】 当量が1000〜1800であることを特徴とす
る、請求項1記載のポリイソシアネート組成物。 - 【請求項5】 遊離NCO含量が26.5〜28.0重量%であ
ることを特徴とする、請求項1記載のポリイソシアネー
ト組成物。 - 【請求項6】 2,4'−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト含量が25〜35重量%であり、オキシエチレン含量が60
〜90重量%であり、そしてポリオールがランダムに分布
したオキシエチレン部分を含むこと、並びに遊離NCO
含量が26.5〜28.0重量%であり、そして平均当量が1000
〜1800であることを特徴とする、請求項1記載のポリイ
ソシアネート組成物。 - 【請求項7】 請求項1のポリイソシアネート組成物を
90〜50重量%並びに少なくとも2.1 の官能価及び27.0〜
33.0重量%の遊離NCO含量を有するポリメチレンポリ
フェニレンポリイソシアネートを10〜50重量%含むこと
を特徴とする、ポリイソシアネート組成物。 - 【請求項8】 別の容器に (a) 請求項1〜7のいずれかの項に記載のポリイソシア
ネート組成物、及び (b) 少なくとも2個のイソシアネート反応性基及び 700
〜3000の数平均当量を有するポリマーを含む反応系。 - 【請求項9】 フォーム形成条件において請求項8記載
の成分(a) 及び成分(b)を反応させることによるフォー
ムの製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB929208377A GB9208377D0 (en) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | Process for preparing flexible polyurethane foams |
GB9221368:5 | 1992-10-12 | ||
GB929221368A GB9221368D0 (en) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Polyisocyanate composition |
GB9208377:3 | 1992-10-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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