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JPH0122857B2 - - Google Patents
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JPH0122857B2 - - Google Patents

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JPH0122857B2
JPH0122857B2 JP15557680A JP15557680A JPH0122857B2 JP H0122857 B2 JPH0122857 B2 JP H0122857B2 JP 15557680 A JP15557680 A JP 15557680A JP 15557680 A JP15557680 A JP 15557680A JP H0122857 B2 JPH0122857 B2 JP H0122857B2
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JP
Japan
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foam
open
weight
rigid urethane
parts
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JP15557680A
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Kazuo Iwasaki
Hideyuki Shimizu
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Achilles Corp
Original Assignee
Achilles Corp
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、連通気泡を有する硬質ウレタンフオ
ームの製造方法に関するものである。 一般に硬質ウレタンフオームは、軽量で高強度
であり、高い独立気泡率を有することから軽量構
造材、断熱材として幅広く利用されて来た。硬質
ウレタンフオームは、強度があつて、コラツプス
(崩壊)を起こしにくいという特徴から、独立気
泡を有するものは得やすいが、連通気泡を有する
ものは得にくく、実質的に殆どの気泡が連通であ
る硬質ウレタンフオームを得ることは殆ど不可能
であつた。気泡が連通化された硬質ウレタンフオ
ームは、寸法安定性を向上すること、吸音効果が
高くなること、後塗装、樹脂コーテイングなどの
フオームの表面加工がし易いことなどの特徴をも
つ。従つて、硬質ウレタンフオームの気泡を連通
化することはウレタンフオーム技術者の永年の夢
であつた。これ迄に気泡を連通させるための幾つ
かの提案はあつた。即ち、連通性のシリコーン界
面活性剤を使用する方法、発泡剤として多い目の
水を使用してポリイソシアナートインデツクスを
低い目に設定する方法などがあつた。前者は、シ
リコーン界面活性剤の使用方法、即ち、シリコー
ンの種類の選択、使用量の決定が難しく、得られ
るフオームは殆ど100%独立気泡率を含有するか、
又はコラツプスかのいずれかであり、連通気泡を
有する均一気泡の硬質ウレタンフオームは得られ
難かつた。又、後者は、梱包材などに使用される
低密度フオームを得るのには有効な方法である
が、フオーム密度30Kg/m3以上の高密度で、独立
気泡の硬質ウレタンフオームと同程度の強度を有
する連通フオームを得ることは困難であつた。即
ち、発泡剤として水を多量に使用することからポ
リユリア結合が相対的に多く、フオームが脆く
又、ポリイソシアナートインデツクスを低い目に
セツトすることよりポリマーの反応完結が不充分
で架橋度が低いためにポリマーの強度が低く、結
局、梱包材として使用し得るが、強度を要求され
る用途には不適当である。 本発明はかゝる欠点を改良したもので、連通気
泡を有し、然も均一気泡の硬質ウレタンフオーム
を製造する方法を提供するものである。即ち、本
発明はポリイソシアナート、ポリオール、発泡
剤、界面活性剤、触媒などを主成分として硬質ポ
リウレタンフオームを製造するに際し、気泡連通
剤として次の一般式で示される化合物の群の中か
ら選ばれた化合物を、ポリオール100重量部当り、
0.1〜5重量部使用することを特徴とする連通気
泡を有する硬質ウレタンフオームの製造方法であ
る。 一般式 但し、Rは炭素数13、15、17を有するアルキル基
を示す。 Mは、周期律表のa、又はb族の金属を示
す。nは、1又は2の整数である。 本発明に使用できる気泡連通剤としては、上述
の一般式(1)、(2)、(3)で示されるものである。即ち
一般式(1)で示されるものとしては、ミリスチン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸の金属石けんが
使用できる。金属成分としては、周期律表のa
又はb族元素が適当である。特にマグネシウ
ム、カルシウム、バリウム、亜鉛、カドニウムが
適当である。具体的な化合物として例示すれば、
ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウ
ム、ステアリン酸亜鉛、ミリスチン酸バリウムな
どがある。一般式(2)で示されるものとして、ミリ
スチン酸アミド、パルミチミン酸アミド、ステア
リン酸アミドなどが使用できる。 次に一般式(3)で示されるものとしては、ミリス
チン酸、パルミチミン酸、ステアリン酸のN.
N′メチレンビスアミド又は、N.N′エチレンビス
アミドが使用できる。 これら気泡連通剤は、ポリオール100重量部当
り、0.1重量部以上、好ましくは0.5重量部から5
重量部使用することができる。この範囲内である
とフオームの連通気泡率は98%〜100%と高く、
ほとんど完全な連通気泡硬質ウレタンフオームと
いつてもいいものである。0.1重量部より少ない
場合は気泡連通化の効果が少く、即ち、得られた
硬質ウレタンフオームの独立気泡率が高くなり易
い。また5重量部より多く使用すると気泡が荒れ
やすく、気泡の大きさも不均一となつて良品質の
連通気泡フオームが得られにくくなる。従つて、
連通気泡率が高く有効な強度があつて、品質も均
一な実質的に有用な連通気泡を有するフオームを
得るためには、本発明の気泡連通剤を0.5〜5重
量部使用することが必要である。 本発明に使用される気泡連通剤は一般に常温で
固体であるから使用に先立つて、原料成分の一部
又は全部(例えばポリオール)と一緒にロールミ
ルなどで混練してペースト状にしておけば、原料
成分への分散が容易であり、使用中分離する様な
ことは殆どさけられる。 又、本発明に使用できるポリイソシアナート、
ポリオール、発泡剤、界面活性剤、触媒は通常の
硬質ウレタンフオームの製造に使用できるものは
すべて使用できる。 本発明では発泡剤として、ポリイソシアナート
と反応して炭酸ガスを発生する水を使用すること
は必ずしも必要としない。発泡剤としては一般の
低沸点溶剤(例えばフロン)を使用すれば、上述
の気泡連通剤の作用で連通気泡の硬質フオームが
得られる。 本発明による連通気泡を有する硬質ウレタンフ
オームの特徴をとげれば次の如くである。 (1) 連通気泡率98%〜100%と殆ど完全に連通気
泡のフオームである。 (2) 低密度から高密度フオーム迄任意の密度範囲
で連通気泡フオームを得ることができる。 (3) 連通気泡で然も気泡は均一、微細である。 (4) 強度は独立気泡フオームと殆ど同様に高く軽
量高強度構造材として使用できる。 (5) 寸法安定性にすぐれる。 (6) 殆ど完全に連通気泡であるため、フオームを
任意の寸法に切り出し、表面処理することがで
きる。(塗装、着色、樹脂コーテイングなど)。 (7) 吸音効果が向上する。 次に本発明を実施例で示す。 本発明は、これらの実施例に限定されるもので
はない。又、実施例中「部」とあるのは「重量
部」を意味するものである。物性試験方法は次の
如くである。 密度……JISA−9514による 連通気泡率……ASTM−D−1940による 寸法安定性試験……ASTM−D−2126による 圧縮強度……JISA−9514による 実施例 1 次の原料を1のポリエチレン製ビーカーにと
り、篭型ミキサーで激しく10秒間混合し、上部開
放のモールド中に注入して発泡させた。なおステ
アリン酸バリウムはポリオールA10部に練り込ん
でペースト状にしておいたものを使用した。 ポリオール*A 100重量部 シリコーン界面活性剤(トーレシリコーンSH−
190) 2.0 ジメチルシクロヘキシルアミン 0.3 ジエチレントリアミン 0.1 トリクロロモノフロロメタン 35 ステアリン酸バリウム 1.0 粗製MDI(*芳香族アミン、ジエタノールアミン
を開始剤としてプロピレンオキシドを付加したポ
リエーテルポリオールでOH価:500である。)
140 得られたフオームの物理的性質は次の通り。 密 度 26.8Kg/m3 圧縮強さ() 2.4Kg/cm2 〃 (⊥) 1.1 〃 連通気泡率 100% 寸法安定性 良好 実施例 2−3 実施例1に於けるトリクロロモノフロロメタン
25部又は20部にして同様にフオームを製造し次の
フオームを得た。 密 度(Kg/m3) 40.1 49.2 圧縮強度()(Kg/cm2) 3.7 4.9 〃 (⊥)( 〃 ) 1.7 2.4 連通気泡率(%) 100 100 寸法安定性 良好 良好 比較例 1 実施例1におけるステアリン酸バリウムを除い
て同様にフオームを製造した。 密 度(Kg/m3) 30.0 圧縮強度()(Kg/cm2) 2.3 〃 (⊥)( 〃 ) 0.9 連通気泡率(%) 0 実施例 4−13 表1に示す配合で前記各例と同様にしてフオー
ムを製造した。 得られたフオームの物性も表−1に示す。
The present invention relates to a method for manufacturing a rigid urethane foam having open cells. In general, rigid urethane foams are lightweight, have high strength, and have a high closed cell ratio, so they have been widely used as lightweight structural materials and heat insulating materials. Rigid urethane foam is strong and does not easily collapse, so it is easy to obtain one with closed cells, but it is difficult to obtain one with open cells; in fact, most of the cells are open. It was almost impossible to obtain a rigid urethane foam. Rigid urethane foam with open air bubbles has features such as improved dimensional stability, higher sound absorption effect, and ease of surface processing such as post-painting and resin coating. Therefore, it has been a long-held dream of urethane foam engineers to make the air bubbles in rigid urethane foam open. Up to now, several proposals have been made for making air bubbles communicate. Namely, there have been methods such as using an open silicone surfactant, and using a large amount of water as a foaming agent to set a low polyisocyanate index. In the former case, it is difficult to determine how to use the silicone surfactant, that is, to select the type of silicone and to determine the amount used, and the resulting foam contains almost 100% closed cell ratio.
or collapse, and it was difficult to obtain a rigid urethane foam with uniform cells having open cells. The latter method is an effective method for obtaining low-density foam used for packaging materials, etc., but it is difficult to obtain a high-density foam with a density of 30 kg/m 3 or more and a strength comparable to that of closed-cell rigid urethane foam. It was difficult to obtain a communicating form with . That is, since a large amount of water is used as a blowing agent, there are relatively many polyurea bonds, resulting in a brittle foam.Also, by setting the polyisocyanate index to a low value, the completion of the polymer reaction is insufficient, resulting in a low degree of crosslinking. Because of this low strength, the strength of the polymer is low, and although it can be used as a packaging material, it is unsuitable for applications that require strength. The present invention improves these drawbacks and provides a method for producing a rigid urethane foam having open cells and uniform cells. That is, the present invention uses polyisocyanates, polyols, blowing agents, surfactants, catalysts, etc. as main components to produce rigid polyurethane foams, which are selected from the group of compounds represented by the following general formula as cell opening agents. per 100 parts by weight of polyol,
This is a method for producing a rigid urethane foam having open cells, characterized in that 0.1 to 5 parts by weight of the foam is used. general formula However, R represents an alkyl group having 13, 15, or 17 carbon atoms. M represents a metal of group a or b of the periodic table. n is an integer of 1 or 2. Cell-opening agents that can be used in the present invention are those represented by the above-mentioned general formulas (1), (2), and (3). That is, as those represented by the general formula (1), metal soaps of myristic acid, palmitic acid, and stearic acid can be used. As a metal component, a of the periodic table is
Or group b elements are suitable. Particularly suitable are magnesium, calcium, barium, zinc and cadmium. Examples of specific compounds include:
These include barium stearate, magnesium stearate, zinc stearate, and barium myristate. As the compound represented by the general formula (2), myristic acid amide, palmitimic acid amide, stearic acid amide, etc. can be used. Next, as shown in general formula (3), N of myristic acid, palmitimic acid, and stearic acid.
N'methylenebisamide or NN'ethylenebisamide can be used. These cell opening agents are 0.1 parts by weight or more, preferably 0.5 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of polyol.
Parts by weight can be used. Within this range, the open cell rate of the foam is as high as 98% to 100%.
Almost completely open-cell rigid urethane foam, which is always a good thing. When the amount is less than 0.1 part by weight, the effect of making cells open to each other is small, that is, the closed cell ratio of the obtained rigid urethane foam tends to become high. If more than 5 parts by weight is used, the cells tend to become rough and the size of the cells becomes non-uniform, making it difficult to obtain a good quality open cell foam. Therefore,
In order to obtain a foam having substantially useful open cells with a high open cell ratio, effective strength, and uniform quality, it is necessary to use 0.5 to 5 parts by weight of the cell opener of the present invention. be. The cell opening agent used in the present invention is generally solid at room temperature. It is easy to disperse into components, and separation during use is almost avoided. Also, polyisocyanates that can be used in the present invention,
All polyols, blowing agents, surfactants, and catalysts that can be used in the production of ordinary rigid urethane foams can be used. In the present invention, it is not necessarily necessary to use water, which reacts with polyisocyanate to generate carbon dioxide gas, as a blowing agent. If a general low boiling point solvent (for example, fluorocarbon) is used as the blowing agent, a rigid foam with open cells can be obtained by the action of the above-mentioned cell opening agent. The characteristics of the rigid urethane foam having open cells according to the present invention are as follows. (1) The foam is almost completely open-celled, with an open-cell rate of 98% to 100%. (2) Open-cell foams can be obtained in any density range from low density to high density foams. (3) Even though it is an open cell, the cells are uniform and fine. (4) It has almost the same strength as closed cell foam and can be used as a lightweight, high-strength structural material. (5) Excellent dimensional stability. (6) Since it is almost completely open-celled, the foam can be cut to any size and surface treated. (painting, coloring, resin coating, etc.). (7) Improved sound absorption effect. Next, the present invention will be illustrated by examples. The present invention is not limited to these examples. In addition, "parts" in the examples mean "parts by weight." The physical property test method is as follows. Density...Open cell rate according to JISA-9514...Dimensional stability test according to ASTM-D-1940...Compressive strength according to ASTM-D-2126...Example according to JISA-9514 1 The following raw materials were placed in a polyethylene beaker of 1. The mixture was mixed vigorously for 10 seconds using a basket mixer, and poured into a mold with an open top to foam. The barium stearate was kneaded into 10 parts of polyol A to form a paste. Polyol * A 100 parts by weight Silicone surfactant (Toray Silicone SH-
190) 2.0 Dimethylcyclohexylamine 0.3 Diethylenetriamine 0.1 Trichloromonofluoromethane 35 Barium stearate 1.0 Crude MDI (*Polyether polyol with propylene oxide added using aromatic amine, diethanolamine as an initiator, OH value: 500.)
140 The physical properties of the obtained foam are as follows. Density 26.8Kg/m 3 Compressive strength () 2.4Kg/cm 2 〃 (⊥) 1.1 〃 Open cell ratio 100% Dimensional stability Good example 2-3 Trichloromonofluoromethane in Example 1
Foams were produced in the same manner using 25 parts or 20 parts to obtain the following foams. Density (Kg/m 3 ) 40.1 49.2 Compressive strength () (Kg/cm 2 ) 3.7 4.9 〃 (⊥) ( 〃 ) 1.7 2.4 Open cell ratio (%) 100 100 Dimensional stability Good Good comparative example 1 Example 1 A foam was prepared in the same manner except for the barium stearate. Density (Kg/m 3 ) 30.0 Compressive strength () (Kg/cm 2 ) 2.3 〃 (⊥) ( 〃 ) 0.9 Open cell ratio (%) 0 Example 4-13 With the formulation shown in Table 1, each of the above examples A foam was produced in the same manner. The physical properties of the obtained foam are also shown in Table 1.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ポリイソシアナート、ポリオール、発泡剤、
界面活性剤、触媒などを主成分として硬質ポリウ
レタンフオームを製造するに際し、気泡連通剤と
して次の一般式で示される化合物の群の中から選
ばれた化合物をポリオール100重量部当り0.1〜5
重量部使用することを特徴とする連通気泡を有す
る硬質ウレタンフオームの製造方法。 一般式 但し、Rは炭素数13、15、17を有するアルキル基
を示す。 Mは周期律表のa、またはb族の金属を示
す。nは1または2の整数である。
[Claims] 1. Polyisocyanate, polyol, blowing agent,
When producing a rigid polyurethane foam containing surfactants, catalysts, etc. as main components, a compound selected from the group of compounds represented by the following general formula is used as a cell opening agent in an amount of 0.1 to 5% per 100 parts by weight of polyol.
A method for producing a rigid urethane foam having open air cells, characterized in that part by weight of the rigid urethane foam is used. general formula However, R represents an alkyl group having 13, 15, or 17 carbon atoms. M represents a metal of group a or b of the periodic table. n is an integer of 1 or 2.
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