JPH0334767B2 - - Google Patents
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- JPH0334767B2 JPH0334767B2 JP58177004A JP17700483A JPH0334767B2 JP H0334767 B2 JPH0334767 B2 JP H0334767B2 JP 58177004 A JP58177004 A JP 58177004A JP 17700483 A JP17700483 A JP 17700483A JP H0334767 B2 JPH0334767 B2 JP H0334767B2
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- polyol
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- aromatic
- polyols
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Description
本発明はウレタン変性ポリイソシアヌレートフ
オームの製造方法に関するものであり、特に特定
のポリオール混合物を使用することを特徴とする
ウレタン変性ポリイソシアヌレートフオームの製
造方法に関するものである。
ポリイソシアヌレートフオームはポリイソシア
ネート化合物を発泡剤とイソシアネート3量化触
媒の存在下に重合して得られる耐熱性と耐炎性に
優れた硬質のフオームである。しかし、このフオ
ームは脆性が著るしく低く実用化は困難であり、
通常はポリイソシアネート化合物とともに少量の
ポリオールを使用してウレタン結合を導入したウ
レタン変性ポリイソシアヌレートフオームとされ
る。ポリオールの使用量は通常イソシアネート
基/水酸基の数の比で約2以上である。通常ポリ
オールの使用量が少くなる程脆性改良効果は少く
なり、逆にポリオールの使用量が多くなる程耐熱
性や耐炎性が低下しまた易燃性となる。これら物
性の変化はポリオールの種類によつても変る。従
つて、同一の使用量においてより脆性改良効果が
高く、耐熱性や耐炎性の低下の少く、かつ難燃性
が高くなるポリオールが望まれている。従来知ら
れているポリオールとしては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、トリメチロールプロ
パンなどの多価アルコール、ポリエチレングリコ
ールやポリプロピレングリコールなどのポリアル
キレングリコール、多価アルコール、多価フエノ
ール、アミンなどのイニシエーターにアルキレン
オキシドを付加して得られる比較的低分子量のポ
リエーテルポリオール、比較的低分子量のポリエ
ステルポリオール、これら低分子量のポリオール
と比較的高分子量のポリエーテルポリオールの併
用などがある。しかしながら、これらポリオール
は必ずしも望まれている性質を充分に有している
とはいえない場合も少くなく、より優れた性能を
有するポリオールが望まれている。
ポリオールには上記フオームの物性改良の性能
ばかりでなく、他の性能も必要とされることが少
くない。その1つは、ハロゲン化炭化水素系発泡
剤使用における相溶性の問題である。多価アルコ
ール、ポリエチレングリコール、オキシエチレン
基含有量の高いポリエーテルポリオール、ポリエ
ステルポリオールなどの比較的親水性の高いポリ
オールは発泡剤との相溶性が低く、これらと発泡
剤の混合物は相分離を起し易いという問題があ
る。本発明者らの検討によれば芳香核の含有量の
高いポリエステルポリオールやポリエステルエー
テルポリオールは、発泡剤との相溶性が良好でし
かも耐熱性や耐炎性も良好である。そこでこのよ
うなポリウレタンを使用して得られるウレタン変
性ポリイソシアヌレートフオームについてさらに
検討を進めたところ、ある用途においてさらに改
良の余地があることを見い出した。断熱用パネル
などの用途において、ウレタン変性ポリイソシア
スレートフオームと金属等の基板との接着性が要
求されることがある。基板と接触した状態でウレ
タン変性ポリイソシアヌレートフオームを形成し
うる原料混合物(以下発泡性原液という)を発泡
硬化させた場合、基板と出来たフオームは通常比
較的強固に接着した状態となる。しかし、上記芳
香核を有するポリオールを使用した場合、このフ
オームと基板との接着強度は必ずしも充分とはい
えないものであつた。
本発明者は芳香核を有するポリオールを使用
し、しかも基板との接着性が良好なウレタン変性
ポリイソシアヌレートフオームを製造すべく種々
の研究検討を行つた結果、特定のオキシアルキレ
ン系のポリオールを併用することにより芳香核を
有するポリオールの特性を低減させることなく基
板との接着性を高めることが可能であることを見
い出した。本発明はこれを要旨とするものであ
り、即ち、
ポリオール混合物と該ポリオール混合物に対し
て過剰のポリイソシアネート化合物をイソシアネ
ート3量化触媒、発泡剤等の添加剤の存在下に反
応させて硬質のウレタン変性ポリイソシアヌレー
トフオームを製造する方法において、ポリオール
混合物が下記芳香族ポリオール約25〜95重量%と
水酸基価約50〜1100かつ2〜3価のオキシアルキ
レン系ポリオール約75〜5重量%との混合物を主
成分とするポリオール混合物であることを特徴と
するウレタン変性ポリイソシアヌレートフオーム
の製造方法、
芳香族ポリオール:芳香族ポリカルボン酸残基お
よび/または多価フエノール残基を含み、
それらの合計が約10重量%以上であり、か
つ平均水酸基価が約100〜500であるポリエ
ステル系あるいはポリエステルエーテル系
のポリオール
である。
まず、本発明における芳香族ポリオールについ
て説明する。芳香族ポリオールは芳香族ポリカル
ボン酸残基および/または多価フエノール残基を
必須とする。好ましくは芳香族ポリカルボン酸残
基を必須とするポリオールであり、即ち芳香族ポ
リカルボン酸残基を含むか、または芳香族ポリカ
ルボン酸残基と多価フエノール残基とを含むポリ
オールである。芳香族ポリオールにおいて、芳香
族ポリカルボン酸残基と多価フエノール残基の合
計は約10重量%以上が必須であり、好ましくは約
20重量%以上、特に約30重量%以上である。上限
は特にないが、通常は約60重量%以下であり、特
に約50重量%以下が適当である。なお、本発明に
おいて、芳香族ポリカルボン酸残基とは芳香族ポ
リカルボン酸のカルボキシル基の水酸基を除いた
ものをいい、たとえばフタル酸残基は分子量164
である。同様に多価フエノール残基とは多価フエ
ノールのフエノール性水酸基の水素原子を除いた
ものをいい、たとえばビスフエノールA残基は分
子量226である。また、本発明におけるポリエス
テル系ポリオールとはポリカルボン酸あるいはそ
の酸誘導体と多価アルコール等のポリオールある
いはその誘導体との反応生成物をいい、ポリエス
テルエーテル系ポリオールとは前2者とさらにア
ルキレンオキシド等のモノエポキシドとの反応生
成物をいいこの3者は同時に反応させてもよい。
ただし、本発明においては上記酸あるいはその誘
導体と反応させるポリオールは多価フエノール−
モノエポキシド付加加物などのあらかじめアルキ
レンオキシド等のモノエポキシドを反応させたポ
リオールであつてもよいが、あらかじめモノエポ
キシドを反応して得られるポリオールと酸あるい
は酸誘導体を反応させて得られるポリオールはポ
リエステル系ポリオールに分類し、ポリエステル
形成後あるいはポリエステル形成と同時にモノエ
ポキシドを反応させて得られるポリオールをポリ
エステルエーテル系ポリオールに分類する。
以下のポリオールの製造方法の説明において
(芳香族)ポリカルボン酸等とは(芳香族)ポリ
カルボン酸とその無水物や酸ハロゲン化物等の反
応性の酸誘導体をいい、多価アルコール等とは多
価アルコール、ポリアルキレングリコール、ポリ
エーテルポリオール、その他の2以上のアルコー
ル性水酸基を有する化合物をいう。また、多価フ
エノール−モノエポキシド付加物はここでいう多
価アルコール等の1種である。本発明において、
芳香族ポリオールはポリカルボン酸等と多価アル
コール等を反応させて得られるポリエステル系ポ
リオールであるか、またはポリカルボン酸等、多
価アルコール等、およびモノエポキシドを反応さ
せて得られるポリエステルエーテル系ポリオール
からなる。ポリカルボン酸等としては特に芳香族
ポリカルボン酸等が好ましいが、少量の非芳香族
ポリカルボン酸等を併用してもよい。多価アルコ
ール等としては、多価アルコール−モノエポキシ
ド付加物および分子量約400以下の多価アルコー
ルやポリエーテルポリオールが好ましい。特に好
ましい多価アルコール等は多価フエノール−モノ
エポキシド付加物、炭素数2〜6の2〜3価の多
価アルコール、重合度4以下のポリエチレングリ
コール、および重合度3以下のポリプロピレング
リコールである。即ち、多価フエノール−モノエ
ポキシ付加物を除き、低分子量の多価アルコール
等を使用することにより芳香族ポリカルボン酸残
基等の割合を高めることができる。
本発明において、芳香族ポリオールとしてはフ
オームの耐熱性や耐炎性を高める面でポリエステ
ルエーテルポリオールが最も好ましい。このポリ
エステルエーテル系ポリオールはポリカルボン酸
等、多価アルコール等、およびモノエポキシドを
ほぼ同時に反応させて製造されるが、前2者をま
ず反応させた後エポキシドを反応させて製造して
もよい。ポリカルボン酸等に対する多価アルコー
ル等の反応割合は、前者1当量に対して後者約
0.5〜2当量、特に0.7〜1.5当量、最も好ましくは
1.0±0.2当量が適当である。モノエポキシドの反
応割合は、ポリカルボン酸等1モルに対し約0.5
モル以上、特に約1〜10モル、最も好ましくは約
2.0〜5.0モルが適当である。芳香族系ポリオール
がポリエステルポリオールである場合、それはポ
リカルボン酸等1当量に対しほぼ当量ないし多少
過剰の多価アルコール等を反応させて得られるも
のが好ましい。これら芳香族ポリオールの酸価は
特に限定されるものではないが約2.0以下、特に
約1.0以下が好ましい。また、芳香族ポリオール
の製造において、反応条件は特に限定されない
が、反応温度は約160℃以下、特に約60〜140℃が
好ましい。また、反応にモノエポキシド付加用の
触媒やポリエステル形成用の触媒を使用してもよ
い。モノエポキシド付加用の触媒としては水酸化
カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ触媒
や第3級アミンなどが適当であり、ポリエステル
形成用の触媒としてはテトラブチルチタネートな
どの金属アルコキシド系触媒などが適当である。
上記芳香族ポリカルボン酸等としては特に芳香
族ジカルボン酸およびその無水物が好ましく、た
とえばフタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、
テレフタール酸があり、特にフタル酸あるいは無
水フタル酸が好ましい。非芳香族ポリカルボン酸
等としては、マレイン酸、フマール酸、アジピン
酸、ヘツト酸、およびそれらの無水物が適当であ
る。また、これらポリカルボン酸等はハロゲンな
どを含むものであつてもよい。多価アルコール等
の内、多価フエノール−エポキシド付加物として
は2価フエノール1モルに約2〜4モルのモノエ
ポキシドを付加して得られる化合物が好ましい。
2価フエノールとしてはビスフエノールA、ビス
フエノールS、ビスフエノールF、およびそれら
のハロゲン化物が適当で特にビスフエノールAが
好ましい。他の多価フエノールとしてはフエノー
ル−ホルムアルデヒド初期縮合物などがある。多
価アルコール等の内、多価アルコールとしてはエ
チレングリコール、プロピレングリコール、1,
4−ブタンジオール、グリセリン、トリメチロー
ルプロパンなどが好ましく、ポリアルキレングリ
コールとしてはジ、トリあるいはテトラエチレン
グリコールあるいはジプロピレングリコールが好
ましく、ポリエーテルポリオールとしては2〜8
価の多価アルコールにモノエポキシドを付加して
得られる化合物が好ましい。モノエポキシドとし
てはエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシ
ドからなるアルキレンオキシドが好ましく、また
両者を併用してもよい。さらにこれらアルキレン
オキシドとともに、あるいは単独でハロゲン含有
アルキレンオキシドやスチレンオキシドを使用す
ることもできる。
なお、本発明における芳香族ポリオールの水酸
基価は約100〜500であることが必要であり、特に
約120〜400であることが好ましい。
本発明における第2のポリオールであるオキシ
アルキレン系のポリオールは水酸基価約50〜1100
の2価あるいは3価のポリオールである。このポ
リオールはポリアルキレングリコールあるいは2
〜3価のイニシエーターにモノエポキシドを付加
して得られるポリエーテルポリオールである。ポ
リアルキレングリコールとしては重合度2以上の
ポリエチレングリコールあるいはポリプロピレン
グリコールが好ましく、特に重合度3〜25のポリ
エチレングリコールが好ましい。ポリエーテルポ
リオールは、ポリオキシエチレン、ポリオキシプ
ロピレン、あるいはポリ(オキシエチレン・オキ
シプロピレン)鎖を有する化合物が好ましく、ま
たポリ(オキシテトラメチレン)鎖などを有する
化合物であつてもよい。特に好ましくは前記多価
アルコールやアルカノールアミンその他の2〜3
価のイニシエーターにエチレンオキシドおよび/
またはプロピレンオキシドを付加して得られる化
合物が好ましい。このポリエーテルポリオールは
さらに前記のようなハロゲン含有アルキレンオキ
シドやスチレンオキシドに起因する基を含んでい
てもよい。好ましいポリエーテルポリオールは少
くとも15重量%のオキシエチレン基を含むポリエ
ーテルポリオールである。また、オキシアルキレ
ン系のポリオールのより好ましい水酸基価は約
100〜600である。
本発明におけるポリオール混合物は上記芳香族
ポリオールあるいはポリオキシアルキレン系ポリ
オールを2種以上含んでいてもよい。両ポリオー
ルの混合割合は前者約25〜95重量%と後者約75〜
5重量%の組み合せであり、特に前者約40〜80重
量%と後者約20〜60重量%の組み合せである。ま
た、ポリオール混合物は両ポリオール以外に両ポ
リオール以外のポリオール類を含んでいてもよ
い。その量は両ポリオールの合計に対して等量以
下であることが好ましく、特に両ポリオールに対
して1/4以下であることが好ましいが、その使用
は必須ではなく実質的に両ポリオールのみで充分
である。
本発明におけるウレタン変性ポリイソシアヌレ
ートフオームの主たる原料であるポリイソシアネ
ート化合物としては芳香族ポリイソシアネート化
合物が好ましいが、脂肪族あるいは脂環族等のポ
リイソシアネート化合物も一部としてあるいは全
部として使用することができる。好ましい芳香族
ポリイソシアネート化合物は、ポリメチレンポリ
フエニルイソシアネート、ジフエニルメタンジイ
ソシアネートおよびトリレンジイソシアネートで
あるがこれに限られるものではない。また、これ
ら芳香族ポリイソシアネート化合物の変性物、た
とえばプレポリマー型変性物、カルボジイミド変
性物、ウレア変性物なども使用できる。ポリイソ
シアネート化合物の使用量はイソシアネート基/
水酸基の数の比で1.5以上、特に2〜5となる過
剰量であることが好ましい。また、重量比で表わ
した場合は、ポリイソシアネート化合物100重量
部に対しポリオール混合物5〜75重量部、特に10
〜50重量部であることが好ましい。
イソシアネート3量化触媒としては種々のもの
を使用しうる。たとえば、カルボン酸の金属(た
とえばアルカリ金属、鉛、鉄など)塩、ジアルキ
ルアミノアルキルフエノールやトリアルキルアミ
ンなどの3級アミン、苛性カリや炭酸ソーダなど
の無機塩基、アルカリ金属アルコラート、トリエ
チルホスフインなどのホスフイン、4級アンモニ
ウム塩などがある。特に炭素数1〜18の脂肪酸の
アルカリ金属塩や4級アンモニウム塩などが適当
である。発泡剤としてはハロゲン化炭化水素系発
泡剤やそれと水との組み合せが好ましい。ハロゲ
ン化炭化水素系発泡剤としては、たとえばトリク
ロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタ
ン、塩化メチレンなどがある。触媒の使用量や発
泡剤の使用量は特に限定されるものではないがポ
リイソシアネート化合物100重量部に対して触媒
0.01〜5重量部、発泡剤5〜50重量部が適当であ
る。
本発明において、ウレタン変性ポリイソシアヌ
レートフオームの原料としては、ポリオール混合
物、ポリイソシアネート化合物、イソシアネート
3量化触媒、および発泡剤の4成分が必須原料で
あるが、さらに他の原料を併用しうる。使用が好
ましい他の添加剤としては整泡剤がある。整泡剤
としては、たとえばポリシロキサン−ポリオキシ
アルキレンブロツクコポリマーやポリシロキサン
などのポリウレタンフオームの製造に使用されて
いるようなシリコン系整泡剤が好ましい。その
他、ウレタン化触媒、強化繊維、充填剤、難燃
剤、着色剤、安定剤等、種々の添加剤を必要に応
じて使用しうる。
以下本発明を実施例等で具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限られるものではない。
また、使用したポリオールは以下のポリオールで
ある。
<芳香族ポリオール>
ポリオールA
ビスフエノールA1モルに3モルのプロピレン
オキシドを付加して得られるビスフエノールA−
プロピレンオキシド付加物60重量%、無水フタル
酸20重量部、およびエチレンオキシド20重量部を
水酸化カリウム0.1重量部存在下120℃で2時間反
応させ、少量の未反応させ、少量の未反応物を除
去して得られる水酸基価200のポリエステルエー
テルポリオール。
ポリオールB
1,4−ブタンジオール25重量部、無水フタル
酸40重量部、およびエチレンオキシド35重量部を
ポリオールAと同様に反応させて得られる水酸基
価300のポリエステルエーテルポリオール。
ポリオールC
ジプロピレングリコール30重量部、無水フタル
酸35重量部、およびプロピレンオキシド35重量部
を同様に反応させて得られる水酸基価260のポリ
エステルエーテルポリオール。
ポリオールD
ペンタエリスリトール−プロピレンオキシド付
加物からなる水酸基価450のポリエーテルポリオ
ール60重量部、無水フタル酸20重量部、およびプ
ロピレンオキシド20重量部を同様に反応させて得
られる水酸基価300のポリエステルエーテルポリ
オール。
ポリオールE
フタル酸80重量%とアジピン酸20重量%の混合
物とエチレングリコールを反応させて得られる水
酸基価320のポリエステルポリオール。
<オキシアルキレン系ポリオール、およびその他
のポリオール>
ポリオールa:エチレングリコール
〃 b:ジエチレングリコール
〃 c:テトラエチレングリコール
〃 d:分子量400のポリエチレングリコ
ール
〃 e:分子量1000のポリエチレングリコ
ール
〃 f:分子量1000のグリセリン−プロピ
レンオキシド付加物
ポリオールg:グリセリンにプロピレンオキシド
とエチレンオキシドを付加して得られるオキシエ
チレン基含有量30重量%、分子量1500のポリエー
テルトリオール
〃 h:ポリオールgと同様にして得られ
るオキシエチレン基含有量20重量
%、分子量3000のポリエーテルト
リオール
〃 i:分子量500のモノエタノールアミ
ン−プロピレンオキシド付加物
実施例
上記ポリオールA〜E、およびポリオールb〜
iを合計20重量部、触媒として4級アンモニウム
塩系触媒(商品名“ダブコTMR”、三共エアプ
ロダクツ(株)販売)1.0重量部、シリコン系整泡剤
(商品名“SH−193”、トーレシリコーン(株)販売)
2.0重量部、およびトリクロロフルオロメタン23
重量部の混合物とポリメチレンポリフエニルイソ
シアネート(商品名“PAPI−135”、化成アツプ
シヨン(株)販売)80重量部とを液温各20℃で混合
し、200mm×200mm×200mmの木製ボツクス内に仕
込んでフリー発泡させ、1日後そのフオームの燃
焼性を調べた。
一方、予め上下両面に0.27mm厚の亜鉛びきカラ
ー鉄板を配置した300mm×300mm×30mmのモールド
内に上記と同一処方の発泡性混合物を仕込んで発
泡硬化させた。1日後にハンドソー((株)ラクソー
社製商品名“U−300”)でフオームの厚さ方向に
切断した。その時の鉄板の剥離、脱落の程度によ
りフオームと鉄板の接着性を調べた。
上記処方における2つのポリオールの併用割
合、フリー発泡密度、燃焼性(JIS A−9514によ
る燃焼距離、および下記判定による接着性の結果
を下記第1表に示す。
接着性の判定:
◎ 鉄板の剥離が切断面から5mm以内である
〇 鉄板の剥離が切断面から10mm以内である
Δ 鉄板の剥離が切断面から30mm以内である
× 鉄板の剥離が切断面から30mm以上である(脱
落を含む)
比較例
ポリオールA〜Eのみ、またはそれらとポリオ
ールaの併用について実施例と同一の試験を行つ
た結果を同じく下記第2表に示す。
The present invention relates to a method for producing a urethane-modified polyisocyanurate foam, and more particularly to a method for producing a urethane-modified polyisocyanurate foam, which is characterized by using a specific polyol mixture. Polyisocyanurate foam is a hard foam with excellent heat resistance and flame resistance obtained by polymerizing a polyisocyanate compound in the presence of a blowing agent and an isocyanate trimerization catalyst. However, this foam has extremely low brittleness and is difficult to put into practical use.
Usually, it is a urethane-modified polyisocyanurate foam in which urethane bonds are introduced using a small amount of polyol together with a polyisocyanate compound. The amount of polyol used is usually a ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups of about 2 or more. Generally, the smaller the amount of polyol used, the less the brittleness improving effect, and conversely, the larger the amount of polyol used, the lower the heat resistance and flame resistance, and the more easily flammable it becomes. Changes in these physical properties also vary depending on the type of polyol. Therefore, there is a need for a polyol that has a higher brittleness improving effect, less decrease in heat resistance and flame resistance, and higher flame retardancy when used in the same amount. Conventionally known polyols include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, and trimethylolpropane, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, polyhydric alcohols, polyhydric phenols, and amines containing alkylene as an initiator. Examples include relatively low molecular weight polyether polyols obtained by adding oxides, relatively low molecular weight polyester polyols, and combinations of these low molecular weight polyols and relatively high molecular weight polyether polyols. However, in many cases, these polyols do not necessarily have sufficient desired properties, and polyols with even better performance are desired. In addition to the ability to improve the physical properties of the foam described above, polyols are often required to have other characteristics as well. One of them is the compatibility problem when using halogenated hydrocarbon blowing agents. Relatively hydrophilic polyols such as polyhydric alcohols, polyethylene glycol, polyether polyols with high oxyethylene group content, and polyester polyols have low compatibility with blowing agents, and mixtures of these and blowing agents will cause phase separation. The problem is that it is easy to do. According to studies by the present inventors, polyester polyols and polyester ether polyols with a high content of aromatic nuclei have good compatibility with blowing agents and also have good heat resistance and flame resistance. Therefore, when we further investigated the urethane-modified polyisocyanurate foam obtained using such polyurethane, we found that there is room for further improvement in certain applications. In applications such as heat insulation panels, adhesion between the urethane-modified polyisocyanate foam and a substrate such as a metal may be required. When a raw material mixture capable of forming a urethane-modified polyisocyanurate foam in contact with a substrate (hereinafter referred to as a foamable stock solution) is foamed and cured, the substrate and the resulting foam are usually relatively firmly adhered to each other. However, when the above-mentioned polyol having an aromatic nucleus is used, the adhesive strength between the foam and the substrate is not necessarily sufficient. The present inventor conducted various research studies to produce a urethane-modified polyisocyanurate foam that uses a polyol having an aromatic nucleus and has good adhesion to a substrate. It has been found that by doing so, it is possible to improve the adhesion to the substrate without reducing the properties of the polyol having an aromatic nucleus. The gist of the present invention is to form a hard urethane by reacting a polyol mixture and an excess polyisocyanate compound with respect to the polyol mixture in the presence of additives such as an isocyanate trimerization catalyst and a blowing agent. In the method for producing a modified polyisocyanurate foam, the polyol mixture is a mixture of about 25 to 95% by weight of the following aromatic polyol and about 75 to 5% by weight of a divalent to trivalent oxyalkylene polyol with a hydroxyl value of about 50 to 1100. A method for producing a urethane-modified polyisocyanurate foam, characterized in that it is a polyol mixture containing as a main component, aromatic polyol: containing aromatic polycarboxylic acid residues and/or polyhydric phenol residues,
It is a polyester or polyester ether polyol whose total amount is about 10% by weight or more and whose average hydroxyl value is about 100 to 500. First, the aromatic polyol in the present invention will be explained. Aromatic polyols essentially contain aromatic polycarboxylic acid residues and/or polyhydric phenol residues. Preferably, it is a polyol that essentially contains an aromatic polycarboxylic acid residue, that is, a polyol that contains an aromatic polycarboxylic acid residue or an aromatic polycarboxylic acid residue and a polyhydric phenol residue. In the aromatic polyol, the total amount of aromatic polycarboxylic acid residues and polyhydric phenol residues must be about 10% by weight or more, preferably about 10% by weight or more.
20% by weight or more, especially about 30% by weight or more. There is no particular upper limit, but it is usually about 60% by weight or less, particularly about 50% by weight or less. In the present invention, aromatic polycarboxylic acid residues refer to aromatic polycarboxylic acids from which the hydroxyl group of the carboxyl group has been removed; for example, phthalic acid residues have a molecular weight of 164
It is. Similarly, a polyvalent phenol residue refers to a polyvalent phenol from which the hydrogen atom has been removed from the phenolic hydroxyl group; for example, a bisphenol A residue has a molecular weight of 226. In addition, the polyester polyol in the present invention refers to a reaction product of a polycarboxylic acid or its acid derivative and a polyol such as a polyhydric alcohol or a derivative thereof, and a polyester ether polyol refers to the former two and a reaction product of an alkylene oxide or the like. It refers to a reaction product with a monoepoxide, and these three may be reacted at the same time.
However, in the present invention, the polyol to be reacted with the above acid or its derivative is polyhydric phenol.
Polyols obtained by reacting monoepoxides such as alkylene oxides in advance, such as monoepoxide adducts, may be used, but polyols obtained by reacting polyols obtained by reacting monoepoxides with acids or acid derivatives are polyesters. Polyols obtained by reacting monoepoxides after or simultaneously with polyester formation are classified as polyester ether polyols. In the following description of the polyol manufacturing method, (aromatic) polycarboxylic acids, etc. refer to (aromatic) polycarboxylic acids and their reactive acid derivatives such as anhydrides and acid halides, and polyhydric alcohols, etc. Refers to polyhydric alcohols, polyalkylene glycols, polyether polyols, and other compounds having two or more alcoholic hydroxyl groups. Further, the polyhydric phenol-monoepoxide adduct is one type of polyhydric alcohol or the like mentioned here. In the present invention,
Aromatic polyols are polyester polyols obtained by reacting polycarboxylic acids, etc. with polyhydric alcohols, or polyester ether polyols obtained by reacting polycarboxylic acids, etc., polyhydric alcohols, etc., and monoepoxides. Consisting of As the polycarboxylic acid, aromatic polycarboxylic acids and the like are particularly preferred, but a small amount of non-aromatic polycarboxylic acids and the like may also be used in combination. As the polyhydric alcohol, polyhydric alcohol-monoepoxide adducts, polyhydric alcohols and polyether polyols having a molecular weight of about 400 or less are preferred. Particularly preferred polyhydric alcohols are polyhydric phenol-monoepoxide adducts, dihydric to trihydric alcohols having 2 to 6 carbon atoms, polyethylene glycol with a degree of polymerization of 4 or less, and polypropylene glycol with a degree of polymerization of 3 or less. That is, by excluding the polyhydric phenol-monoepoxy adduct and using a low molecular weight polyhydric alcohol, the proportion of aromatic polycarboxylic acid residues, etc. can be increased. In the present invention, polyester ether polyol is most preferable as the aromatic polyol in terms of improving the heat resistance and flame resistance of the foam. This polyester ether polyol is produced by reacting a polycarboxylic acid, etc., a polyhydric alcohol, etc., and a monoepoxide almost simultaneously, but it may also be produced by first reacting the former two and then reacting the epoxide. The reaction ratio of polyhydric alcohol, etc. to polycarboxylic acid, etc. is approximately 1 equivalent of the former to 1 equivalent of the latter.
0.5 to 2 equivalents, especially 0.7 to 1.5 equivalents, most preferably
1.0±0.2 equivalent is suitable. The reaction ratio of monoepoxide is approximately 0.5 per mole of polycarboxylic acid, etc.
mol or more, especially about 1 to 10 mol, most preferably about
2.0 to 5.0 mol is suitable. When the aromatic polyol is a polyester polyol, it is preferably one obtained by reacting a polycarboxylic acid or the like with approximately an equivalent to a slightly excess amount of a polyhydric alcohol or the like. Although the acid value of these aromatic polyols is not particularly limited, it is preferably about 2.0 or less, particularly about 1.0 or less. Further, in the production of aromatic polyols, reaction conditions are not particularly limited, but the reaction temperature is preferably about 160°C or less, particularly about 60 to 140°C. Further, a catalyst for adding monoepoxide or a catalyst for forming polyester may be used in the reaction. Suitable catalysts for monoepoxide addition include alkali catalysts such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, tertiary amines, etc., and metal alkoxide catalysts such as tetrabutyl titanate are suitable for polyester formation catalysts. be. As the above-mentioned aromatic polycarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids and their anhydrides are particularly preferable, such as phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid,
Terephthalic acid is preferred, with phthalic acid or phthalic anhydride being particularly preferred. Suitable non-aromatic polycarboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, adipic acid, hettic acid, and anhydrides thereof. Further, these polycarboxylic acids and the like may contain a halogen or the like. Among polyhydric alcohols, etc., compounds obtained by adding about 2 to 4 moles of monoepoxide to 1 mole of dihydric phenol are preferred as the polyhydric phenol-epoxide adduct.
Suitable divalent phenols include bisphenol A, bisphenol S, bisphenol F, and their halides, with bisphenol A being particularly preferred. Other polyhydric phenols include phenol-formaldehyde initial condensates. Among polyhydric alcohols, polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol,
4-butanediol, glycerin, trimethylolpropane, etc. are preferred; the polyalkylene glycol is preferably di-, tri- or tetraethylene glycol or dipropylene glycol; the polyether polyol is 2-8
A compound obtained by adding a monoepoxide to a polyhydric alcohol is preferred. The monoepoxide is preferably an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide, and both may be used in combination. Furthermore, a halogen-containing alkylene oxide or styrene oxide can also be used together with these alkylene oxides or alone. In addition, the hydroxyl value of the aromatic polyol in the present invention needs to be about 100 to 500, and particularly preferably about 120 to 400. The oxyalkylene polyol, which is the second polyol in the present invention, has a hydroxyl value of about 50 to 1100.
It is a divalent or trivalent polyol. This polyol is polyalkylene glycol or
It is a polyether polyol obtained by adding a monoepoxide to a trivalent initiator. As the polyalkylene glycol, polyethylene glycol or polypropylene glycol having a degree of polymerization of 2 or more is preferable, and polyethylene glycol having a degree of polymerization of 3 to 25 is particularly preferable. The polyether polyol is preferably a compound having a polyoxyethylene, polyoxypropylene, or poly(oxyethylene/oxypropylene) chain, and may also be a compound having a poly(oxytetramethylene) chain. Particularly preferably 2 to 3 of the above polyhydric alcohols, alkanolamines, etc.
Ethylene oxide and/or
Alternatively, a compound obtained by adding propylene oxide is preferable. This polyether polyol may further contain groups derived from halogen-containing alkylene oxide or styrene oxide as described above. Preferred polyether polyols are polyether polyols containing at least 15% by weight oxyethylene groups. In addition, the more preferable hydroxyl value of the oxyalkylene polyol is approximately
It is 100-600. The polyol mixture in the present invention may contain two or more of the above aromatic polyols or polyoxyalkylene polyols. The mixing ratio of both polyols is approximately 25 to 95% by weight for the former and approximately 75 to 95% for the latter.
5% by weight, particularly a combination of about 40 to 80% by weight of the former and about 20 to 60% by weight of the latter. Moreover, the polyol mixture may contain polyols other than both polyols in addition to both polyols. The amount thereof is preferably equal to or less than the total amount of both polyols, particularly preferably 1/4 or less of both polyols, but its use is not essential and substantially only both polyols are sufficient. It is. As the polyisocyanate compound which is the main raw material for the urethane-modified polyisocyanurate foam in the present invention, aromatic polyisocyanate compounds are preferable, but aliphatic or alicyclic polyisocyanate compounds may also be used as part or all of them. can. Preferred aromatic polyisocyanate compounds include, but are not limited to, polymethylene polyphenyl isocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and tolylene diisocyanate. Modified products of these aromatic polyisocyanate compounds, such as prepolymer-type modified products, carbodiimide-modified products, and urea-modified products, can also be used. The amount of polyisocyanate compound used is the isocyanate group/
The excess amount is preferably 1.5 or more, particularly 2 to 5 in terms of the ratio of the number of hydroxyl groups. In addition, when expressed in weight ratio, 5 to 75 parts by weight of the polyol mixture to 100 parts by weight of the polyisocyanate compound, especially 10 parts by weight.
It is preferably 50 parts by weight. Various isocyanate trimerization catalysts can be used. For example, metal (e.g., alkali metals, lead, iron, etc.) salts of carboxylic acids, tertiary amines such as dialkylaminoalkylphenols and trialkylamines, inorganic bases such as caustic potash and soda carbonate, alkali metal alcoholates, triethylphosphine, etc. Examples include phosphine and quaternary ammonium salts. In particular, alkali metal salts and quaternary ammonium salts of fatty acids having 1 to 18 carbon atoms are suitable. The blowing agent is preferably a halogenated hydrocarbon blowing agent or a combination thereof with water. Examples of the halogenated hydrocarbon blowing agent include trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, and methylene chloride. The amount of catalyst and blowing agent used is not particularly limited, but
Suitable amounts are 0.01 to 5 parts by weight, and 5 to 50 parts by weight of the blowing agent. In the present invention, four essential raw materials for the urethane-modified polyisocyanurate foam are a polyol mixture, a polyisocyanate compound, an isocyanate trimerization catalyst, and a blowing agent, but other raw materials may be used in combination. Other additives which are preferably used include foam stabilizers. As the foam stabilizer, silicone foam stabilizers such as those used in the production of polyurethane foams such as polysiloxane-polyoxyalkylene block copolymers and polysiloxanes are preferred. In addition, various additives such as a urethanization catalyst, reinforcing fibers, fillers, flame retardants, colorants, and stabilizers may be used as necessary. The present invention will be specifically explained below with examples, etc.
The present invention is not limited to these examples.
In addition, the polyols used were as follows. <Aromatic polyol> Polyol A Bisphenol A- obtained by adding 3 moles of propylene oxide to 1 mole of bisphenol A
60% by weight of propylene oxide adduct, 20 parts by weight of phthalic anhydride, and 20 parts by weight of ethylene oxide are reacted at 120°C for 2 hours in the presence of 0.1 part by weight of potassium hydroxide to cause a small amount of unreacted material to be removed. A polyester ether polyol with a hydroxyl value of 200. Polyol B A polyester ether polyol with a hydroxyl value of 300 obtained by reacting 25 parts by weight of 1,4-butanediol, 40 parts by weight of phthalic anhydride, and 35 parts by weight of ethylene oxide in the same manner as Polyol A. Polyol C A polyester ether polyol with a hydroxyl value of 260 obtained by reacting 30 parts by weight of dipropylene glycol, 35 parts by weight of phthalic anhydride, and 35 parts by weight of propylene oxide in the same manner. Polyol D Polyester ether polyol with a hydroxyl value of 300 obtained by reacting 60 parts by weight of a polyether polyol with a hydroxyl value of 450 consisting of a pentaerythritol-propylene oxide adduct, 20 parts by weight of phthalic anhydride, and 20 parts by weight of propylene oxide. . Polyol E A polyester polyol with a hydroxyl value of 320 obtained by reacting a mixture of 80% by weight of phthalic acid and 20% by weight of adipic acid with ethylene glycol. <Oxyalkylene polyols and other polyols> Polyol a: Ethylene glycol b: Diethylene glycol c: Tetraethylene glycol d: Polyethylene glycol with a molecular weight of 400 e: Polyethylene glycol with a molecular weight of 1000 f: Glycerin with a molecular weight of 1000 Propylene oxide adduct polyol g: Polyether triol with an oxyethylene group content of 30% by weight and a molecular weight of 1500 obtained by adding propylene oxide and ethylene oxide to glycerin h: Oxyethylene group content obtained in the same manner as polyol g 20% by weight, polyether triol with a molecular weight of 3000 〃 i: Examples of monoethanolamine-propylene oxide adducts with a molecular weight of 500 The above polyols A to E, and polyols b to
A total of 20 parts by weight of i, 1.0 parts by weight of a quaternary ammonium salt catalyst (trade name "Dabco TMR", sold by Sankyo Air Products Co., Ltd.) as a catalyst, and a silicone foam stabilizer (trade name "SH-193", Toray). sold by Silicone Co., Ltd.)
2.0 parts by weight, and trichlorofluoromethane 23
Parts by weight of the mixture and 80 parts by weight of polymethylene polyphenylisocyanate (product name "PAPI-135", sold by Kasei-uption Co., Ltd.) were mixed at a liquid temperature of 20°C, and the mixture was placed in a 200 mm x 200 mm x 200 mm wooden box. The foam was charged and allowed to foam freely, and the flammability of the foam was examined one day later. On the other hand, a foamable mixture having the same formulation as above was charged into a 300 mm x 300 mm x 30 mm mold in which 0.27 mm thick galvanized colored iron plates were placed on both the upper and lower surfaces, and foamed and hardened. One day later, the foam was cut in the thickness direction with a hand saw (trade name "U-300", manufactured by Luxo Co., Ltd.). The adhesion between the foam and the iron plate was examined based on the degree of peeling and falling off of the iron plate at that time. Table 1 below shows the combined ratio of the two polyols in the above formulation, free foam density, flammability (burning distance according to JIS A-9514), and adhesion results according to the following judgment. Judgment of adhesion: ◎ Peeling of steel plate is within 5 mm from the cut surface 〇 The peeling of the steel plate is within 10 mm from the cut surface Δ The peeling of the steel plate is within 30 mm from the cut surface × The peeling of the steel plate is 30 mm or more from the cut surface (including falling off) Comparison Example The same test as in Example was conducted for polyols A to E alone or in combination with polyol a. The results are also shown in Table 2 below.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
Claims (1)
して過剰のポリイソシアネート化合物をイソシア
ネート3量化触媒、発泡剤等の添加剤の存在下に
反応させて硬質のウレタン変性ポリイソシアヌレ
ートフオームを製造する方法において、ポリオー
ル混合物が下記芳香族ポリオール約25〜95重量%
と水酸基価約50〜1100かつ2〜3価のオキシアル
キレン系ポリオール約75〜5重量%との混合物を
主成分とするポリオール混合物であることを特徴
とするウレタン変性ポリイソシアヌレートフオー
ムの製造方法。 芳香族ポリオール:芳香族ポリカルボン酸残基お
よび/または多価フエノール残基を含み、
それらの合計が約10重量%以上であり、か
つ平均水酸基価が約100〜500であるポリエ
ステル系あるいはポリエステルエーテル系
のポリオール。 2 芳香族ポリオールが芳香族ポリカルボン酸残
基を必須とし、芳香族ポリカルボン酸残基と多価
フエノール残基の合計が約20〜60重量%である芳
香族ポリオールであることを特徴とする特許請求
の範囲第1項の方法。[Claims] 1. Producing a hard urethane-modified polyisocyanurate foam by reacting a polyol mixture and an excess polyisocyanate compound with respect to the polyol mixture in the presence of additives such as an isocyanate trimerization catalyst and a blowing agent. In the method, the polyol mixture contains about 25 to 95% by weight of the following aromatic polyol:
A method for producing a urethane-modified polyisocyanurate foam, which is a polyol mixture whose main component is a mixture of about 50 to 1100 hydroxyl value and about 75 to 5% by weight of a divalent to trivalent oxyalkylene polyol. Aromatic polyol: contains aromatic polycarboxylic acid residues and/or polyhydric phenol residues,
A polyester or polyester ether polyol whose total content is about 10% by weight or more and whose average hydroxyl value is about 100 to 500. 2. The aromatic polyol is characterized in that the aromatic polycarboxylic acid residue is essential, and the total amount of the aromatic polycarboxylic acid residue and polyhydric phenol residue is about 20 to 60% by weight. The method according to claim 1.
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|---|---|
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