JPH0148232B2 - - Google Patents
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
この発明は、セラミツク原料を含有するポリウ
レタン発泡成型品を焼成してセラミツク発泡体を
製造する方法に関する。
(従来技術)
従来、セラミツク原料を含有するポリウレタン
発泡成型品を焼成してセラミツク発泡体を製造す
る方法が知られている。たとえば、(a)2を越える
官能性を有し、かつ親水性であるイソシアネート
でキヤツプしたポリオキシアルキレン・ポリオー
ルからなる第1成分、そのポリオールは酸化エチ
レンユニツトを少なくとも60モル%含み、(b)焼結
可能なセラミツク材を分散させた水性反応体から
なる第2成分、前記第2成分中のH2Oのモル数
の前記第1成分中のNCO基のモル数に対する比
が約6.5から約390であり、(c)2を越える官能性を
有する交又結合剤からなる任意な第3成分、第3
成分が含まれる場合前記ポリオキシアルキレン・
ポリオールの官能性は2に等しくてもよい、から
なる三次元網目構造を有するセラミツク発泡体構
造体の製造に用いる焼結可能な組成物(特公昭57
−34228号公報参照)が知られている。また他の
例として、セラミツク原料100重量部に対し水40
〜60重量部に加えて泥状とし、この泥状セラミツ
クに、平均分子量1500〜3500にしてエチレンオキ
シド含有率70〜90重量%のエチレンオキシド・プ
ロピレンオキシド共重合体と末端に2個以上のイ
ソシアネート基を有するポリイソシアネート化合
物とを反応させて得られ遊離イソシアネート基4
〜8%を含有する親水性ウレタンポリマー20〜40
重量部を混合し、この混合組成液を型に注入して
反応発泡させたのち、該ウレタン発泡体を乾燥焼
成する多孔質セラミツク成型品に製造法(特開昭
56−145153号公報参照)が知られている。
上記公知の方法は、いずれもウレタンプレポリ
マーを生成するためのポリオキシアルキレンポリ
オールのエチレンオキシド含有量が60モル%以上
で多く、これを用いたウレタンプレポリマーの官
能基(NCO基)の数が2を越えるために、ウレ
タンプレポリマーとセラミツクスラリーとの反応
によつて発泡させて成型品を生成するに際して、
上記セラミツクスラリーとウレタンプレポリマー
の混合後、急激に粘度が上昇して成型性が困難と
なる。そのために反応工程中に水を添加して粘度
調整を行なう必要があるが、水との混合が不均一
となつて円滑な発泡反応が期待し難いのである。
またポリオキシアルキレンポリオールのエチレン
オキシド含有量が多いと、ポリウレタン成型品は
抱水し易く、また成型工程中に水の添加が必要と
なるので、ポリウレタン発泡成型品を乾燥したの
ちの成型品の収縮率が大きくなり、歪、うねり、
反りが発生し易く、不良製品となり易い。さらに
ウレタンプレポリマーの官能基数が2を越えるた
めに、その反応性が高く、均一なかくはんが困難
となり、ポリウレタン発泡体の内部での分離、離
型直後の成型品の膨張が起こり易い。上記の問題
によつて均一なポリウレタン成型品の生成が困難
となる。
そこでポリオキシアルキレンポリオールのエチ
レンオキシド含有量を小さくすることによつて、
ポリウレタン発泡成型品の保水性が低下し、また
反応性が低下するため乾燥収縮率を小さくするこ
とができ、さらにセラミツクスラリーの水混合量
を少なく限定することができて、ポリウレタン成
型品の成型性、乾燥性を向上させ、かつ反り、う
ねり等の異形収縮を減少させることができる。し
かしその反面、セラミツクスラリーとウレタンプ
レポリマーとの分散性が低下するため反応が遅
く、ポリウレタン発泡体が硬化しにくくなる。ま
た保水性が低下するために、セラミツク原料を保
持する力が低下し、従つてポリウレタン成型品の
硬度が低下し、もろくなるという欠点がある。
(発明の目的)
この発明は、ポリオキシアルキレンポリオール
のエチレンオキシド含有量を少なくすることによ
る利点を維持しつつ、上記欠点を改良することを
目的とするものである。
(発明の構成)
この発明は、セラミツク原料100重量部に対し
て(a)水を20〜80重量部、(b)HLB値9以上の界面
活性剤及び(又は)タンニン酸もしくはその塩を
加え混合してセラミツクスラリーとし、このセラ
ミツクスラリーに、(c)エチレンオキシド含有量30
〜60重量%、官能基数が2個以上にして平均分子
量1000〜10000のポリオキシアルキレンポリオー
ルに、ポリイソシアネート化合物をNCO/OH当
量比が2以上であるように反応させて得られる末
端NCO基2個以上を有するウレタンプレポリマ
ーをセラミツク原料100重量部に対して5〜40重
量部混合し、この混合組成液を型に注入して反応
発泡させたのち、該ポリウレタン発泡成型品を乾
燥、焼成することを特徴とするセラミツク発泡体
の製法である。
(構成要件の説明)
この発明に使用されるセラミツク原料は、高温
に加熱することによつて一般に焼結体となり得る
ものであつて、カオリン、粘土類、シリカ、アル
ミナ、長石、陶石、ムライト、ジルコン、ジルコ
ニア、チタニア、炭化ケイ素、コージライトなど
が例示され、またこれらの各種原料を混合したも
のである。
上記セラミツク原料に混合する(a)水の量は、セ
ラミツク原料100重量部に対し20〜80重量部であ
り、水の量が20重量部未満の場合はセラミツクス
ラリーの粘度が高くなつて作業性が悪く、分散
性、反応性が低下し、反対に80重量部を越えると
セラミツク成分が沈降し易く、またポリウレタン
発泡体中の水分が多くなつて発泡成型品の乾燥収
縮率が大きくなり、また得られる成型品は独立気
泡となり易い。上記の水の混合量は、セラミツク
原料の粒度によつて調節され、粒度が大きいほど
水の混合量を少なく、粒度が小さいほど水の混合
量を多くすることが好ましい。この水は、セラミ
ツク原料をスラリーにする目的のほかに、後記す
るウレタンプレポリマーの反応、発泡作用をなす
ものである。
セラミツクスラリーの生成に混合される(b)界面
活性剤及び(又は)タンニン酸もしくはその塩
は、この発明の特長の一つである。界面活性剤と
してはアニオン系、カチオン系、ノニオン系及び
両性系のいずれの系も使用できる。アニオン系は
高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、ジアルキルスルホカルボン酸エ
ステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
硫酸エステル塩など、カチオン系はアミド結合ピ
リジニウム塩、エステル結合アミンなど、ノニオ
ン系はポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポ
リオキシエチレン・ポリオキシプロピレン共重合
体、ポリオキシエチレンカルボン酸エステル、ポ
リオキシエチレンアルキルフエニルエーテルな
ど、両性系はベタイン、イミダゾリンカルボン酸
などがそれぞれ例示される。上記各系の界面活性
剤は、ポリウレタン発泡体の離型性、低収縮性の
点からすれば、アニオン系、カチオン系、両性
系、ノニオン系の順に従つて果が減少されるが、
セラミツクスラリーとウレタンプレポリマーとの
混合直後の粘度の安定性、ポリウレタン発泡体の
硬度の点からみればノニオン系が優れている。総
合的にみれば、ノニオン系のポリオキシエチレン
アルキルフエニルエーテルが好適である。ポリオ
キシエチレンアルキルフエニルエーテルが好適で
ある理由は明らかでないが、フエニル基を含むこ
とによつてウレタンプレポリマーとの親和性がよ
く、分散性が改良されるものと推定される。上記
界面活性剤のHLB値は9以上、好ましくは17以
上であり、HLB値が9未満ではポリウレタン発
泡体の硬度、セラミツクスラリーの分散性の向上
に寄与しない。界面活性剤の混合量は、セラミツ
ク原料100重量部に対し0.05〜2.0重量部、好まし
くは0.3〜0.8重量部であり、0.05重量部未満であ
るとその効果が得られず、2.0重量部を越えると
ポリウレタン発泡体の乾燥収縮率が大きくなる傾
向がある。
タンニン酸もしくはその塩としては、五倍子タ
ンニン、ピロガロールタンニン及びこれらのナト
リウム塩などであつて、複雑な成分と有する天然
物を加工したものが例示される。このタンニン酸
もしくはその塩は、フエノール性水酸基を有し、
かつ水がはるかに多いために、NCO基との反応
による架橋剤として作用するとは考えられない
が、結果的には明らかにポリウレタン発泡体の硬
度、収縮率、反応性が改良されているので、分散
効果と触媒効果との相乗的効果がみられる。タン
ニン酸もしくはその塩の混合量は、セラミツク
100重量部に対して0.01〜2.0重量部、好ましくは
0.04〜0.08重量部であり、0.01重量部未満では効
果がなく、また2.0重量部を越えても効果の向上
は得られない。このタンニン酸もしくはその塩
は、従来、有用な保護コロイドとして使用されて
いるが、上記したような反応性、ポリウレタン発
泡体の硬度を向上させるという現象は、単にセラ
ミツクスラリーの安定分散性という点からみれば
特異のものといわざるを得ない。
上記界面活性剤及びタンニン酸もしくはその塩
は、それぞれ単独に、又は併用してもよい。併用
する場合は、その混合量はそれぞれ単独の場合の
混合量より若干少ない量でよい。
上記セラミツクスラリーには、ピロリン酸ソー
ダ、ケイ酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸、アル
ミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ジエチル
アミン、ピリジンなどの解こう剤、またはカルボ
キシメチル、ヒドロキシエチルセルロース、メチ
ルセルロース、ポリビニルアルコールなどの粘度
調節剤を添加してもよい。これら解こう剤、粘度
調節剤の混合量はセラミツク100重量部に対して
0.01〜0.1重量部が好ましい。
上記セラミツクスラリーに反応させるとウレタ
ンプレポリマーは、エチレンオキシド含有量30〜
52重量%、官能基数が2個以上であつて、平均分
子量1000〜10000のポリオキシアルキレンポリオ
ールに、ポリイソシアネート化合物をNCO/OH
量比が2以上であるように反応させて得られた末
端NCO基を2個以上有するものである。
上記ポリオキシアルキレンポリオールのエチレ
ンオキシド含有量は30〜52重量%(34〜59モル
%)、好ましくは40〜50重量%である。エチレン
オキシド含有量が30重量%未満ではウレタンプレ
ポリマーの反応性が低下し、セラミツクスラリー
に対して分散性が悪くなり、反対に52重量%を越
えるてポリウレタン発泡体の熱収縮率が大きくな
つて亀裂を生じ易くなる。
ポリオキシアルキレンポリオールの官能基数は
2個以上、好ましくは2個より大きく3個以下で
ある。官能基数が2個未満であるとポリウレタン
発泡体が硬化しなくなる。ポリオキシアルキレン
ポリオールの平均分子量が1000未満の場合は、ウ
レタンプレポリマーの分散性が低下し、ポリウレ
タン発泡体が硬化しにくくなり、反対に平均分子
量が10000を越えると粘度が大きく反応が困難と
なる。上記ポリオキシアルキレンポリオールは、
開始剤としてグリセリン、トリメチルロールプロ
パン、トリエタノールアミンを用い、これらにプ
ロピレンオキシド、エチレンオキシドを付加した
もの、またはエチレングリコール、1,4−ブタ
ジオール等の2官能性グリコールにプロピレンオ
キシド、エチレンオキシドを付加したものを、上
記ポリオール(官能基3以上)と混合したもの、
さらに開始剤として官能基2以上と官能基3以上
とを混合し、これにプロピレンオキシド、エチレ
ンオキシドを付加したものが例示される。
ポリイソシアネート化合物は、末端に2個の
NCO基を有するもので、トリレンジイソシアネ
ート(TDI)、ジフエルメタンジイソシアネート
(MDI)、ポリメチレンポリフエニレンジイソシ
アネート(PAPI)などがあげられ、原価の点か
らみればTDI、粗製MDIが好ましい。
上記ポリオキシアルキレンポリオールとポリイ
ソシアネート化合物とのNCO/OHモル比は2以
上であり、ウレタンプレポリマーの末端NCO基
は2個以上である。NCO/OHモル比が2未満の
場合はポリウレタン発泡体は硬化しない。
セラミツクスラリーに対するウレタンプレポリ
マーの混合量は、上記セラミツク原料100重量部
に対し5〜40重量部である。ウレタンプレポリマ
ーの混合量が5重量部未満であると、ポリウレタ
ン反応時の発泡力が小さくて気孔率が小さく比重
が大きくなり、またポリウレタン発泡体の強度が
小さくなる。反対に40重量部を越えると発泡倍率
が大きくなり、ポリウレタン発泡体の乾燥時の収
縮および変形が大きく、かつセラミツク焼結発泡
体の強度が小さくなる。
上記ウレタンプレポリマーには、連続気泡剤を
添加することができる。連続気泡剤の好適なもの
としてポリジメチルシロキサン・ポリオキシアル
キレン共重合体があげられ、その添加量はセラミ
ツク原料100重量部に対し1〜2重量部が適当で
ある。上記連続気泡剤は、硬質ウレタンフオーム
の連通性整泡剤として使用されているものであ
り、ポリウレタン発泡の際に生成した気泡の一部
が破壊されて連続気泡性のポリウレタン発泡体が
得られ、この連続気泡のポリウレタン発泡体は、
その乾燥時における収縮、変形や、また焼成時に
おけるひび割れ、変形が軽減される。上記の連続
気泡剤は、水に対する分散性が悪く、これをセラ
ミツクスラリーに直接混合すると、セラミツクス
ラリーの粘度を上昇させ、また加水分解される恐
れがあるので、連続気泡剤はウレタンプレポリマ
ーに混合しておくことが好ましい。
またウレタンプレポリマーには、ポリウレタン
発泡時に広く利用されている触媒、例えばシグチ
ルチンジラウレートやトリエタノールアミンなど
を添加してもよい。
上記に説明したセラミツクスラリーとウレタン
プレポリマーを混合して十分にかくはんした混合
組成液は、型に注入され、型内で反応、発泡させ
てポリウレタン発泡成型品を得る。型内での反応
は常温〜50℃、3〜5分で行なわれる。
型内で成型されたポリウレタン発泡体は、型か
ら取出したのち、80〜100℃、15〜24時間乾燥し
てポリウレタン発泡体に含有する水分を除去す
る。次いで乾燥されたポリウレタン発泡体は、高
温の加熱炉中で加熱される。この加熱はポリウレ
タンの熱分解とセラミツク原料の焼結を行なうも
のであり、前者の工程は常温から400℃に範囲に
上昇されて行なわれ、その間にポリウレタンが
徐々に酸化分解するか、もしくは酸素が不十分な
雰囲気での熱分解を生じ、また後者の工程はセラ
ミツク原料によつて異なるが通常1100℃以上の温
度にて行なわれる。焼結後は、徐々に放冷したの
ち加熱炉から取出す。
実施例
各種セラミツク材料を混合したセラミツク原料
に水、界面活性剤及び五倍子タンニン、解こう剤
を第1表の配合量に加えて均一に混合かくはんし
てセラミツクスラリーを製造する。一方、エチレ
ングリコールを開始剤とするエチレンオキシド・
プロピレン共重合体1モルと、トリレンジイソシ
アネート数モルとを混合して120℃、3時間反応
させてウレタンプレポリマーを製造し、このウレ
タンプレポリマー25重量部に連続気泡剤(商品名
Y−6827、日本ユニカ社製)1重量部を加えて混
合する。次いで上記セラミツクスラリーにウレタ
ンプレポリマーを加えて均一に混合するようかく
はくし、この混合組成物を、あらかじめ内面にシ
リコーン系離型剤を塗布したポリ塩化ビニル製の
筒状モールド(直径50mm、長さ280mm)に所定量
注入し、5分間反応発泡させる。このポリウレタ
ン発泡成型器をモールドから取出したのち、直ち
に乾燥器で24時間乾燥し、次に上記乾燥ウレタン
発泡体を電気炉内に入れ、400℃まで5時間、次
いで高温まで2時間の割合で昇温し、高温で2時
間保持して焼成し、焼成後15時間で冷却してセラ
ミツク発泡体を得た。上記各工程の条件、物性値
を第2表に示した。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing a ceramic foam by firing a polyurethane foam molded product containing a ceramic raw material. (Prior Art) Conventionally, a method of manufacturing a ceramic foam by firing a polyurethane foam molded product containing a ceramic raw material is known. For example, (a) a first component consisting of an isocyanate capped polyoxyalkylene polyol having a functionality greater than 2 and being hydrophilic, the polyol containing at least 60 mole percent ethylene oxide units; a second component comprising an aqueous reactant having a sinterable ceramic material dispersed therein, the ratio of the number of moles of H 2 O in said second component to the number of moles of NCO groups in said first component being from about 6.5 to about 390, and (c) an optional third component consisting of a cross-linking agent having a functionality greater than 2;
If the above-mentioned polyoxyalkylene/
The functionality of the polyol may be equal to 2.
-34228) is known. As another example, 40 parts by weight of water for 100 parts by weight of ceramic raw material.
~60 parts by weight is added to form a slurry, and to this slurry ceramic is added an ethylene oxide/propylene oxide copolymer with an average molecular weight of 1,500 to 3,500 and an ethylene oxide content of 70 to 90% by weight, and two or more isocyanate groups at the terminals. A free isocyanate group obtained by reacting with a polyisocyanate compound having 4
Hydrophilic urethane polymer containing ~8% 20-40
After mixing parts by weight and injecting this mixed composition into a mold to cause reaction foaming, the urethane foam is dried and fired to produce porous ceramic molded products.
56-145153) is known. In all of the above known methods, the ethylene oxide content of the polyoxyalkylene polyol for producing the urethane prepolymer is 60 mol% or more, and the number of functional groups (NCO groups) in the urethane prepolymer using this is 2. In order to exceed the
After mixing the ceramic slurry and the urethane prepolymer, the viscosity increases rapidly, making moldability difficult. Therefore, it is necessary to adjust the viscosity by adding water during the reaction process, but the mixing with water becomes non-uniform, making it difficult to expect a smooth foaming reaction.
In addition, if the ethylene oxide content of the polyoxyalkylene polyol is high, the polyurethane molded product will easily retain water, and water will need to be added during the molding process, so the shrinkage rate of the molded product after drying the polyurethane foam molded product becomes larger, causing distortion, waviness,
Warpage is likely to occur, resulting in a defective product. Furthermore, since the number of functional groups in the urethane prepolymer exceeds 2, its reactivity is high, making uniform stirring difficult, and separation within the polyurethane foam and expansion of the molded product immediately after release from the mold are likely to occur. The above problems make it difficult to produce uniform polyurethane moldings. Therefore, by reducing the ethylene oxide content of polyoxyalkylene polyol,
Since the water retention and reactivity of polyurethane foam molded products decrease, the drying shrinkage rate can be reduced, and the amount of water mixed in the ceramic slurry can be limited to a small amount, improving the moldability of polyurethane molded products. It is possible to improve drying properties and reduce irregular shrinkage such as warping and waviness. However, on the other hand, the dispersibility of the ceramic slurry and the urethane prepolymer is reduced, so the reaction is slow and the polyurethane foam becomes difficult to cure. Furthermore, since the water retention property is lowered, the ability to retain the ceramic raw material is lowered, resulting in a disadvantage that the hardness of the polyurethane molded product is lowered and it becomes brittle. (Object of the Invention) The object of the present invention is to improve the above drawbacks while maintaining the advantages of reducing the ethylene oxide content of polyoxyalkylene polyols. (Structure of the Invention) This invention comprises adding (a) 20 to 80 parts by weight of water, (b) a surfactant with an HLB value of 9 or more and/or tannic acid or its salt to 100 parts by weight of the ceramic raw material. Mix to form a ceramic slurry, and add (c) ethylene oxide content of 30 to this ceramic slurry.
Terminal NCO group 2 obtained by reacting a polyoxyalkylene polyol containing ~60% by weight and having two or more functional groups and an average molecular weight of 1,000 to 10,000 with a polyisocyanate compound such that the NCO/OH equivalent ratio is 2 or more. 5 to 40 parts by weight of a urethane prepolymer having 100 parts by weight of ceramic raw materials are mixed, and this mixed composition liquid is poured into a mold to cause reaction foaming, and then the polyurethane foam molded product is dried and fired. This is a method for producing ceramic foam characterized by the following. (Description of constituent elements) Ceramic raw materials used in this invention can generally be turned into sintered bodies by heating to high temperatures, including kaolin, clays, silica, alumina, feldspar, pottery stone, and mullite. , zircon, zirconia, titania, silicon carbide, cordierite, etc., and a mixture of these various raw materials. The amount of water (a) mixed with the above ceramic raw material is 20 to 80 parts by weight per 100 parts by weight of the ceramic raw material. If the amount of water is less than 20 parts by weight, the viscosity of the ceramic slurry becomes high and workability is increased. On the other hand, if it exceeds 80 parts by weight, the ceramic component tends to settle, and the water content in the polyurethane foam increases, resulting in a high drying shrinkage rate of the foam molded product. The molded product obtained tends to have closed cells. The amount of water mixed above is adjusted depending on the particle size of the ceramic raw material, and it is preferable that the larger the particle size, the smaller the amount of water mixed, and the smaller the particle size, the larger the amount of water mixed. In addition to the purpose of slurrying the ceramic raw material, this water also serves to react and foam the urethane prepolymer, which will be described later. (b) Surfactant and/or tannic acid or its salt mixed in the production of ceramic slurry is one of the features of this invention. Any of anionic, cationic, nonionic and amphoteric surfactants can be used as the surfactant. Anionic types include higher alcohol sulfate salts, alkylbenzene sulfonates, dialkyl sulfocarboxylic acid ester salts, and polyoxyethylene alkyl ether sulfate salts; cationic types include amide-bonded pyridinium salts and ester-bonded amines; nonionic types include polyoxyethylene Examples of amphoteric systems include alkyl ethers, polyoxyethylene/polyoxypropylene copolymers, polyoxyethylene carboxylic acid esters, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, and betaine and imidazoline carboxylic acids. From the viewpoint of mold releasability and low shrinkage of polyurethane foam, the effectiveness of each of the above surfactants is reduced in the following order: anionic, cationic, amphoteric, and nonionic.
Nonionic foams are superior in terms of viscosity stability immediately after mixing the ceramic slurry and urethane prepolymer and the hardness of the polyurethane foam. Overall, nonionic polyoxyethylene alkyl phenyl ether is preferred. The reason why polyoxyethylene alkyl phenyl ether is preferable is not clear, but it is presumed that by containing a phenyl group, it has good affinity with the urethane prepolymer and improves dispersibility. The HLB value of the surfactant is 9 or more, preferably 17 or more, and if the HLB value is less than 9, it will not contribute to improving the hardness of the polyurethane foam or the dispersibility of the ceramic slurry. The mixing amount of the surfactant is 0.05 to 2.0 parts by weight, preferably 0.3 to 0.8 parts by weight, per 100 parts by weight of the ceramic raw material; if it is less than 0.05 parts by weight, the effect cannot be obtained, and if it exceeds 2.0 parts by weight. and the drying shrinkage rate of polyurethane foam tends to increase. Examples of tannic acid or its salt include fivefold tannin, pyrogallol tannin, and their sodium salts, which are processed natural products containing complex components. This tannic acid or its salt has a phenolic hydroxyl group,
And since the water content is much higher, it is unlikely that it acts as a crosslinking agent by reaction with NCO groups, but the result is clearly improved hardness, shrinkage, and reactivity of the polyurethane foam. A synergistic effect between the dispersion effect and the catalytic effect is observed. The amount of tannic acid or its salt mixed is
0.01 to 2.0 parts by weight per 100 parts by weight, preferably
The amount is 0.04 to 0.08 parts by weight, and if it is less than 0.01 parts by weight, there is no effect, and if it exceeds 2.0 parts by weight, no improvement in the effect can be obtained. Tannic acid or its salt has conventionally been used as a useful protective colloid, but the phenomenon of improving the reactivity and hardness of polyurethane foams as described above is simply due to the stable dispersion of ceramic slurry. When you look at it, you have to say it's unique. The surfactant and tannic acid or its salt may be used alone or in combination. When used in combination, the mixing amount may be slightly smaller than the mixing amount when each is used alone. The above ceramic slurry contains peptizers such as sodium pyrophosphate, sodium silicate, hexametaphosphoric acid, sodium aluminate, sodium hydroxide, diethylamine, and pyridine, or viscosity modifiers such as carboxymethyl, hydroxyethylcellulose, methylcellulose, and polyvinyl alcohol. may be added. The mixing amount of these peptizers and viscosity modifiers is based on 100 parts by weight of ceramic.
0.01 to 0.1 part by weight is preferred. When reacted with the above ceramic slurry, the urethane prepolymer has an ethylene oxide content of 30~
A polyisocyanate compound is added to 52% by weight polyoxyalkylene polyol having two or more functional groups and an average molecular weight of 1000 to 10000 using NCO/OH.
It has two or more terminal NCO groups obtained by reacting at a quantitative ratio of two or more. The ethylene oxide content of the polyoxyalkylene polyol is 30 to 52% by weight (34 to 59 mol%), preferably 40 to 50% by weight. If the ethylene oxide content is less than 30% by weight, the reactivity of the urethane prepolymer will decrease, resulting in poor dispersibility in ceramic slurry.On the other hand, if the ethylene oxide content exceeds 52% by weight, the heat shrinkage rate of the polyurethane foam will increase and cracks may occur. becomes more likely to occur. The number of functional groups in the polyoxyalkylene polyol is 2 or more, preferably more than 2 and 3 or less. If the number of functional groups is less than 2, the polyurethane foam will not harden. If the average molecular weight of the polyoxyalkylene polyol is less than 1,000, the dispersibility of the urethane prepolymer will decrease, making it difficult for the polyurethane foam to cure.On the other hand, if the average molecular weight exceeds 10,000, the viscosity will be large and the reaction will be difficult. . The above polyoxyalkylene polyol is
Glycerin, trimethylolpropane, or triethanolamine is used as an initiator, and propylene oxide or ethylene oxide is added to these, or propylene oxide or ethylene oxide is added to a difunctional glycol such as ethylene glycol or 1,4-butadiol. mixed with the above polyol (3 or more functional groups),
Furthermore, an example of an initiator is a mixture of two or more functional groups and three or more functional groups, to which propylene oxide or ethylene oxide is added. The polyisocyanate compound has two terminals.
Those having an NCO group include tolylene diisocyanate (TDI), diphenmethane diisocyanate (MDI), and polymethylene polyphenylene diisocyanate (PAPI), with TDI and crude MDI being preferred from the viewpoint of cost. The NCO/OH molar ratio between the polyoxyalkylene polyol and the polyisocyanate compound is 2 or more, and the urethane prepolymer has 2 or more terminal NCO groups. If the NCO/OH molar ratio is less than 2, the polyurethane foam will not cure. The amount of urethane prepolymer mixed into the ceramic slurry is 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic raw material. If the amount of the urethane prepolymer mixed is less than 5 parts by weight, the foaming power during the polyurethane reaction will be low, the porosity will be low, the specific gravity will be high, and the strength of the polyurethane foam will be low. On the other hand, if it exceeds 40 parts by weight, the expansion ratio will increase, shrinkage and deformation of the polyurethane foam during drying will increase, and the strength of the ceramic sintered foam will decrease. An open cell agent can be added to the urethane prepolymer. A preferred open-cell agent is polydimethylsiloxane/polyoxyalkylene copolymer, and the appropriate amount to be added is 1 to 2 parts by weight per 100 parts by weight of the ceramic raw material. The open cell agent is used as an open cell stabilizer for rigid urethane foam, and some of the cells generated during polyurethane foaming are destroyed to obtain an open cell polyurethane foam. This open cell polyurethane foam is
Shrinkage and deformation during drying and cracking and deformation during firing are reduced. The open-cell agent described above has poor dispersibility in water, and if it is directly mixed into the ceramic slurry, it will increase the viscosity of the ceramic slurry and may be hydrolyzed. Therefore, the open-cell agent is mixed with the urethane prepolymer. It is preferable to keep it. Furthermore, a catalyst widely used in polyurethane foaming, such as sigtyltine dilaurate or triethanolamine, may be added to the urethane prepolymer. The mixed composition liquid obtained by mixing the above-described ceramic slurry and urethane prepolymer and stirring sufficiently is poured into a mold, and is reacted and foamed in the mold to obtain a polyurethane foam molded product. The reaction in the mold is carried out at room temperature to 50°C for 3 to 5 minutes. After the polyurethane foam molded in the mold is removed from the mold, it is dried at 80 to 100°C for 15 to 24 hours to remove moisture contained in the polyurethane foam. The dried polyurethane foam is then heated in a high temperature oven. This heating is to thermally decompose the polyurethane and sinter the ceramic raw material, and the former process is carried out at temperatures ranging from room temperature to 400°C, during which time the polyurethane is gradually oxidized and decomposed, or oxygen is released. Pyrolysis occurs in insufficient atmosphere, and the latter step is usually carried out at temperatures above 1100°C, depending on the ceramic raw material. After sintering, the product is allowed to cool gradually and then taken out from the heating furnace. EXAMPLE A ceramic slurry is prepared by adding water, a surfactant, a five-fold tannin, and a peptizer in the amounts shown in Table 1 to a ceramic raw material prepared by mixing various ceramic materials, and uniformly mixing and stirring the mixture. On the other hand, ethylene oxide using ethylene glycol as an initiator
A urethane prepolymer is produced by mixing 1 mole of propylene copolymer and several moles of tolylene diisocyanate and reacting at 120°C for 3 hours. , manufactured by Nippon Unica Co., Ltd.) and mix. Next, the urethane prepolymer was added to the ceramic slurry and stirred to mix uniformly, and the mixed composition was molded into a polyvinyl chloride cylindrical mold (diameter 50 mm, length 280mm) and react and foam for 5 minutes. After taking out this polyurethane foam molding device from the mold, it was immediately dried in a dryer for 24 hours, and then the dried urethane foam was placed in an electric furnace and heated to 400°C for 5 hours and then to a high temperature for 2 hours. The mixture was heated, held at a high temperature for 2 hours and fired, and cooled 15 hours after firing to obtain a ceramic foam. Table 2 shows the conditions and physical property values for each of the above steps.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
第1表中、界面活性剤の種類(イ)はノニルフエニ
ルエーテル(ノニオン系)、(ロ)は商品名エマルジ
エツト−9(ノニオン系)、(ハ)は商品名モノゲンY
−500(アニオン系)、(ニ)は商品名カチオノーゲン
L(カチオン系)、(ホ)は商品名ノイゲンEA33(ノニ
オン系)にしていずれも第一工業製薬社の製品で
ある。また解こう剤の種類(ヘ)はピロリン酸ソー
ダ、(ト)はヘキサメタリン酸ソーダである。
第2表中の保水性は、ウレタンプレポリマー
20gに添加剤0.5g、所定の水の量を加えて発泡さ
せたとき、5分後のフオーム中の水の最大保持量
で示し、流水性は、500c.c.カツプにスラミツクス
ラリーをいれ、これに計算量のウレタンプレポリ
マーを10〜15秒間かくはん混合し、この混合組成
液を型に流し込む時、カツプに残らずに流入でき
るものを良、カツプにかなりの量が残るものを不
良とした。第2表中の成型5分後の硬度はJIS硬
さ計タイプCによつた。
第2表でみられるように、界面活性剤及び五倍
子タンニンを添加しない比較例No.1はポリウレタ
ン発泡体の硬化が遅く、10分で脱型可能となるが
型くずれを生じていたので焼成しなかつた。ポリ
オールのエチレンオキシド含有率が70%である比
較例No.2は乾燥収縮率が実施例に比べて大きいの
で焼成しなかつた。界面活性剤のHLB値の小さ
い比較例No.3は、成型5分後硬度が著しく小さ
く、型くずれして脱型困難であるので焼成できな
かつた。
(発明の作用効果)
この発明は、ウレタンプレポリマーを生成する
ためのポリオキシアルキレンポリオールのエチレ
ンオキシド含有量を30〜52重量%を小さくするこ
とによつてポリウレタン発泡成型品の乾燥収縮率
を減少させて乾燥時の丈法安定性、焼成体の丈法
安定性を維持し、ひいてはセラミツク発泡体の不
良品発生を減少させる。そして上記エチレンオキ
シド含有量の減少によつてプレポリマーの分散
性、ポリウレタン発泡体の保水性が低下し、ポリ
ウレタン発泡体の強度が低下するのを、セラミツ
クスラリーに界面活性剤及び(又は)タンニン酸
を添加することによつて上記分散性、保水性を向
上させ、ポリウレタン発泡体及びセラミツク発泡
体の強度を保持させるのである。[Table] In Table 1, type of surfactant (a) is nonyl phenyl ether (nonionic type), (b) is the product name Emulget-9 (nonionic type), and (c) is the product name Monogen Y.
-500 (anionic type), (d) is a trade name of Cationogen L (cationic type), and (e) is a brand name of Neugen EA33 (nonionic type), and both are products of Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. The type of peptizer (F) is sodium pyrophosphate, and (G) is sodium hexametaphosphate. The water retention properties in Table 2 are for urethane prepolymer
When foaming is performed by adding 0.5 g of additive and the specified amount of water to 20 g, the maximum amount of water retained in the foam after 5 minutes is measured. A calculated amount of urethane prepolymer is mixed with this by stirring for 10 to 15 seconds, and when this mixed composition is poured into a mold, it is judged as good if it can flow without remaining in the cup, and bad if a considerable amount remains in the cup. did. The hardness after 5 minutes of molding in Table 2 was measured using a JIS hardness meter type C. As shown in Table 2, in Comparative Example No. 1, in which no surfactant and five-fold tannin were added, the polyurethane foam cured slowly, and although it could be demolded in 10 minutes, the shape was deformed, so it was not baked. Ta. Comparative Example No. 2, in which the ethylene oxide content of the polyol was 70%, was not fired because its drying shrinkage was greater than that of the Examples. Comparative Example No. 3, in which the HLB value of the surfactant was small, had extremely low hardness after 5 minutes of molding, and could not be fired because it lost its shape and was difficult to demold. (Operations and Effects of the Invention) The present invention reduces the drying shrinkage rate of polyurethane foam molded products by reducing the ethylene oxide content of polyoxyalkylene polyol for producing urethane prepolymers to 30 to 52% by weight. This maintains the length stability during drying and the length stability of the fired product, which in turn reduces the occurrence of defective ceramic foam products. In addition, surfactants and/or tannic acid are added to the ceramic slurry to prevent the above-mentioned decrease in ethylene oxide content, which lowers the dispersibility of the prepolymer, the water retention capacity of the polyurethane foam, and the strength of the polyurethane foam. By adding it, the above-mentioned dispersibility and water retention are improved, and the strength of the polyurethane foam and ceramic foam is maintained.
Claims (1)
〜80重量部、(b)HLB値9以上の界面活性剤及び
(又は)タンニン酸もしくはその塩を加え混合し
てセラミツクスラリーとし、このセラミツクスラ
リーに、(c)エチレンオキシド含有量30〜52重量
%、官能基数が2個以上にして平均分子量1000〜
10000のポリオキシアルキレンポリオールに、ポ
リイソシアネート化合物をNCO/OH当量比が2
以上であるように反応させて得られる末端NCO
基2個以上を有するウレタンプレポリマーをセラ
ミツク原料100重量部に対し5〜40重量部混合し、
この混合組成液を型に注入して反応発泡させたの
ち、該ポリウレタン発泡成型品を乾燥、焼成する
ことを特徴とするセラミツク発泡体の製法。 2 界面活性剤の混合量がセラミツク原料100重
量部に対して0.05〜2.0重量部である特許請求の
範囲第1項に記載のセラミツク発泡体の製法。 3 タンニン酸もしくはその塩の混合量がセラミ
ツク原料100重量部に対して0.01〜2.0重量部であ
る特許請求の範囲第1項に記載のセラミツク発泡
体の製法。[Claims] 1. (a) 20 parts by weight of water for 100 parts by weight of ceramic raw material.
~80 parts by weight, (b) a surfactant with an HLB value of 9 or more and/or tannic acid or its salt are added and mixed to form a ceramic slurry, and to this ceramic slurry, (c) an ethylene oxide content of 30 to 52% by weight. , the number of functional groups is 2 or more and the average molecular weight is 1000~
10,000 polyoxyalkylene polyol and a polyisocyanate compound at an NCO/OH equivalent ratio of 2.
Terminal NCO obtained by reacting as above
5 to 40 parts by weight of a urethane prepolymer having two or more groups is mixed with 100 parts by weight of ceramic raw material,
A method for producing a ceramic foam, which comprises injecting this mixed composition into a mold to cause reaction foaming, and then drying and firing the polyurethane foam molded product. 2. The method for producing a ceramic foam according to claim 1, wherein the amount of surfactant mixed is 0.05 to 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic raw material. 3. The method for producing a ceramic foam according to claim 1, wherein the amount of tannic acid or its salt mixed is 0.01 to 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic raw material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5585984A JPS60200874A (en) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | Manufacture of ceramic foam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5585984A JPS60200874A (en) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | Manufacture of ceramic foam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200874A JPS60200874A (en) | 1985-10-11 |
| JPH0148232B2 true JPH0148232B2 (en) | 1989-10-18 |
Family
ID=13010784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5585984A Granted JPS60200874A (en) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | Manufacture of ceramic foam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200874A (en) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| CN114085515B (en) * | 2021-10-28 | 2023-04-11 | 安能(广州)科学技术有限公司 | Heat-resistant, flame-retardant and wear-resistant tire containing nano inorganic mullite alumina hollow microspheres |
-
1984
- 1984-03-22 JP JP5585984A patent/JPS60200874A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60200874A (en) | 1985-10-11 |
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