JP2010202762A - Polyol composition and application of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリオール組成物およびその用途に関する。詳しくは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールおよび特定の相溶化剤を含有するポリオール組成物およびその用途に関する。 The present invention relates to a polyol composition and use thereof. Specifically, the present invention relates to a polyol composition containing a polyester polyol, a polyether polyol and a specific compatibilizing agent, and uses thereof.
ポリエステルポリオールおよびポリエーテルポリオールを含むポリオール組成物は、ポリウレタンフォームなどのウレタン樹脂の原料として広く用いられている。
しかしながら、ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールとは、通常相分離が起こりやすい。そこで、ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールとを含有するポリオール組成物は通常、使用前に攪拌・混合し、強制的に混合された状態で用いられている。しかしながら、攪拌・混合が不充分であると、製品の物性が低下する原因となり、このような攪拌・混合を行うことは、工業的にも煩雑である。
Polyol compositions containing polyester polyols and polyether polyols are widely used as raw materials for urethane resins such as polyurethane foam.
However, phase separation of polyester polyol and polyether polyol usually tends to occur. Therefore, a polyol composition containing a polyester polyol and a polyether polyol is usually used in a state where it is forcibly mixed by stirring and mixing before use. However, inadequate stirring / mixing may cause deterioration of physical properties of the product, and it is industrially complicated to perform such stirring / mixing.
そのため、ポリエステルポリオールと、ポリエーテルポリオールとの相分離が起こりにくい、すなわち貯蔵安定性に優れるポリオール組成物が求められている。
ところで、近年の環境負荷低減の観点から、石油資源から得られた材料の代替として、植物資源から得られる材料が普及しつつある。植物資源は、空気中のCO2を取込みながら光合成により生長する植物から得られた資源であり、使用後の燃焼処理によりCO2が大気中に排出されても結果的に大気中のCO2量は増加しない、いわゆるカーボンニュートラルに対応した資源である。
Therefore, there is a demand for a polyol composition that hardly causes phase separation between the polyester polyol and the polyether polyol, that is, excellent in storage stability.
By the way, from the viewpoint of environmental load reduction in recent years, materials obtained from plant resources are becoming widespread as alternatives to materials obtained from petroleum resources. Plant resources are resources obtained from plants which grow by photosynthesis while taking in CO 2 in air, CO 2 of the combustion process CO 2 also results in the air being discharged into the atmosphere after use Is a resource corresponding to so-called carbon neutral that does not increase.
植物資源を用いたウレタン樹脂として、石油系ポリオールの一部を、例えば、ヒマシ油などの植物油に由来する植物油系ポリオールなどに代替した樹脂が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。 As urethane resins using plant resources, resins in which part of petroleum-based polyols are replaced with vegetable oil-based polyols derived from vegetable oils such as castor oil have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). .
しかしながら、一般に植物油系ポリオールと、石油系ポリオールとは相分離が起こりやすい。そのため、これらのポリオールを含むポリオール組成物をウレタン樹脂の原料として用いる場合、使用前に充分に攪拌・混合し、強制的に混合された状態で用いることが必要である。攪拌・混合が充分でない組成物や、攪拌・混合後、速やかに使用されず、相分離が起きた組成物を用いた場合には、ウレタン樹脂の物性をコントロールすることが難しく、例えばポリウレタンフォームにおいては、発泡の度合や硬度、引張強度、伸び、引裂強度などの物性をコントロールすることが難しかった。 However, generally, phase separation is likely to occur between vegetable oil-based polyols and petroleum-based polyols. Therefore, when a polyol composition containing these polyols is used as a raw material for urethane resin, it is necessary to sufficiently stir and mix before use and use it in a forcibly mixed state. When using a composition that is not sufficiently stirred and mixed, or a composition that is not used immediately after stirring and mixing and phase separation occurs, it is difficult to control the physical properties of the urethane resin. However, it was difficult to control physical properties such as the degree of foaming, hardness, tensile strength, elongation, and tear strength.
このような状況のもと、特許文献3には、ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールとの混和に、特定のポリエステル−ポリエーテルブロックポリマーを用いることが開示されている。しかしながら、ポリエステル−ポリエーテルブロックポリマーは相溶性を良くするためには、20%程度添加する必要があり、物性に悪影響を及ぼすことが懸念される。特許文献3はポリエステル−ポリエーテルブロックポリマーを用いて、軟質発泡体を調製することが可能であることが開示しているものの、その物性についてはなんら開示していない。 Under such circumstances, Patent Document 3 discloses that a specific polyester-polyether block polymer is used for mixing the polyester polyol and the polyether polyol. However, in order to improve the compatibility of the polyester-polyether block polymer, it is necessary to add about 20%, and there is a concern that the physical properties may be adversely affected. Patent Document 3 discloses that it is possible to prepare a flexible foam using a polyester-polyether block polymer, but does not disclose any physical properties thereof.
また、特許文献4には、植物油由来ポリオールと石油系ポリオールとの相分離が起こらないポリオール組成物が開示されている。該組成物は、約17を超えるHLB値を有する特定の非イオン性乳化剤が含まれており、該乳化剤により相分離を防止している。 Patent Document 4 discloses a polyol composition in which phase separation between a vegetable oil-derived polyol and a petroleum-based polyol does not occur. The composition includes a specific nonionic emulsifier having an HLB value greater than about 17 to prevent phase separation.
前記非イオン性乳化剤は、官能基数が1であるため、該乳化剤を含むポリオール組成物を原料として、ポリウレタンフォームを製造した場合には、発泡が上手くいかず、所望の物性を有するフォームを得ることができなかった。 Since the nonionic emulsifier has a functional group number of 1, when a polyurethane foam is produced using a polyol composition containing the emulsifier as a raw material, foaming does not work and a foam having desired physical properties is obtained. I could not.
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、相分離が起こりにくく、ポリウレタンフォームなどのウレタン樹脂の原料として好適に使用可能な、ポリエステルポリオールおよびポリエーテルポリオールを含有するポリオール組成物を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the problems associated with the prior art as described above, and is unlikely to cause phase separation, and can be suitably used as a raw material for urethane resins such as polyurethane foams. It aims at providing the polyol composition containing this.
本発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意研究した。その結果、特定の相溶化剤を用いることによって上記問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のポリオール組成物は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールおよび相溶化剤を含有するポリオール組成物であって、
前記相溶化剤が、トリメチロールプロパンおよび、トリメチロールプロパンにアルキレンオキシドを付加することにより得られる化合物から選択される少なくとも一種の化合物であり、
前記相溶化剤を、組成物100質量%あたり、0.1〜10質量%含有することを特徴とする。
The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, it has been found that the above problem can be solved by using a specific compatibilizing agent, and the present invention has been completed.
That is, the polyol composition of the present invention is a polyol composition containing a polyester polyol, a polyether polyol and a compatibilizing agent,
The compatibilizer is at least one compound selected from trimethylolpropane and a compound obtained by adding an alkylene oxide to trimethylolpropane;
The compatibilizer is contained in an amount of 0.1 to 10% by mass per 100% by mass of the composition.
前記相溶化剤の水酸基価が400〜1254mgKOH/gであることが好ましい。
前記ポリエステルポリオールが、カルボン酸と、多価アルコールとの縮合により得られるポリエステルポリオールを含むことが好ましい。
The hydroxyl value of the compatibilizer is preferably 400 to 1254 mg KOH / g.
It is preferable that the said polyester polyol contains the polyester polyol obtained by condensation with carboxylic acid and a polyhydric alcohol.
前記カルボン酸が、炭素数10〜22のカルボン酸を含むことが好ましい。
前記カルボン酸が、ヒドロキシル基含有脂肪酸を含むことが好ましい。
前記ヒドロキシル基含有脂肪酸が、ヒマシ油から得られるヒマシ油脂肪酸を含むことが好ましい。
The carboxylic acid preferably contains a carboxylic acid having 10 to 22 carbon atoms.
The carboxylic acid preferably contains a hydroxyl group-containing fatty acid.
The hydroxyl group-containing fatty acid preferably contains castor oil fatty acid obtained from castor oil.
前記ヒドロキシル基含有脂肪酸100モル%中、前記ヒマシ油脂肪酸が50モル%以上であることが好ましい。
本発明のポリウレタン用組成物は、前記ポリオール組成物とポリイソシアネートとを含有する。
It is preferable that the castor oil fatty acid is 50 mol% or more in 100 mol% of the hydroxyl group-containing fatty acid.
The polyurethane composition of the present invention contains the polyol composition and a polyisocyanate.
本発明のポリウレタンフォーム用組成物は、前記ポリオール組成物とポリイソシアネートとを含有する。
本発明のポリウレタンフォームは、前記ポリウレタンフォーム用組成物を反応させてなる。
The composition for polyurethane foam of the present invention contains the polyol composition and a polyisocyanate.
The polyurethane foam of the present invention is obtained by reacting the polyurethane foam composition.
本発明の軟質ポリウレタンフォーム用組成物は、前記ポリオール組成物とポリイソシアネートとを含有する。
本発明の軟質ポリウレタンフォームは、前記軟質ポリウレタンフォーム用組成物を反応させてなる。
The composition for flexible polyurethane foams of the present invention contains the polyol composition and a polyisocyanate.
The flexible polyurethane foam of the present invention is obtained by reacting the composition for flexible polyurethane foam.
本発明のシートクッションは、前記軟質ポリウレタンフォームからなる。 The seat cushion of this invention consists of the said flexible polyurethane foam.
本発明のポリオール組成物は、ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールとの相分離が起こりにくく、貯蔵安定性に優れるため、ポリウレタンフォームなどのウレタン樹脂の原料として好適に使用可能である。 The polyol composition of the present invention can be suitably used as a raw material for urethane resins such as polyurethane foams because phase separation between the polyester polyol and the polyether polyol hardly occurs and the storage stability is excellent.
特に、本発明のポリオール組成物は上記2種のポリオールの相溶性が向上しているため、攪拌・混合が不充分であることに起因するポリウレタンフォームの物性の低下が起こりにくい。このため、本発明のポリオール組成物を原料として製造されるポリウレタンフォームは、硬度、伸び率、引張強度および引裂強度といった機械的特性に優れる。 In particular, since the polyol composition of the present invention has improved compatibility of the above two types of polyols, the physical properties of the polyurethane foam are unlikely to deteriorate due to insufficient stirring and mixing. For this reason, the polyurethane foam manufactured from the polyol composition of the present invention is excellent in mechanical properties such as hardness, elongation, tensile strength and tear strength.
以下、本発明のポリオール組成物およびその用途について、その好適な態様も含めて詳細に説明する。本発明のポリオール組成物は、ポリウレタンフォームなどのウレタン樹脂の原料として好適に用いられる。 Hereinafter, the polyol composition of the present invention and its use will be described in detail including preferred embodiments thereof. The polyol composition of the present invention is suitably used as a raw material for urethane resins such as polyurethane foam.
〔ポリオール組成物〕
本発明のポリオール組成物は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールおよび特定の相溶化剤(以下、単に「相溶化剤」ともいう。)を特定範囲で含有することを特徴とする。
[Polyol composition]
The polyol composition of the present invention is characterized by containing a polyester polyol, a polyether polyol, and a specific compatibilizer (hereinafter also simply referred to as “compatibility agent”) in a specific range.
さらに、本発明のポリオール組成物は、その使用目的(例えば、ポリウレタンフォームなどのウレタン樹脂の原料)に応じて、上記2種以外の他のポリオール、触媒、架橋剤、発泡剤、整泡剤、添加剤などを含有してもよい。なお、本発明において「ポリオール」とは、上記ポリエステルポリール、ポリエーテルポリオールおよび他のポリオールを包含する概念である。 Furthermore, the polyol composition of the present invention is a polyol other than the above two types, a catalyst, a crosslinking agent, a foaming agent, a foam stabilizer, depending on the purpose of use (for example, a raw material of urethane resin such as polyurethane foam). You may contain an additive etc. In the present invention, the “polyol” is a concept including the polyester polyol, the polyether polyol, and other polyols.
《相溶化剤》
相溶化剤としては、トリメチロールプロパンおよび、トリメチロールプロパンにアルキレンオキシドを付加することにより得られる化合物から選択される少なくとも一種の化合物を用いる。
<Compatibilizer>
As the compatibilizing agent, at least one compound selected from trimethylolpropane and a compound obtained by adding alkylene oxide to trimethylolpropane is used.
トリメチロールプロパンにアルキレンオキシドを付加重合することにより得られる化合物は、トリメチロールプロパンの有するヒドロキシル基の少なくとも一部、好ましく全部にエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加することにより得られる化合物である。 The compound obtained by addition polymerization of alkylene oxide to trimethylolpropane is a compound obtained by adding alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide to at least a part, preferably all of the hydroxyl groups of trimethylolpropane. .
なお、相溶化剤の官能基数は3である。
相溶化剤の水酸基価は、通常は400〜1254mgKOH/g、好ましくは500〜1254mgKOH/g、特に好ましくは600〜1254mgKOH/gである。
The number of functional groups of the compatibilizer is 3.
The hydroxyl value of the compatibilizer is usually 400 to 1254 mg KOH / g, preferably 500 to 1254 mg KOH / g, and particularly preferably 600 to 1254 mg KOH / g.
本発明において、相溶化剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明のポリオール組成物は、該組成物100質量%あたり、相溶化剤を0.1〜10質量%、好ましくは0.5〜5質量%、特に好ましくは1〜3質量%含有する。相溶化剤の含有量が前記範囲にあると、相溶性が良い状態を維持しつつ、ポリウレタン樹脂の物性を保持することができるため好ましい。
In the present invention, the compatibilizer may be used alone or in combination of two or more.
The polyol composition of the present invention contains 0.1 to 10% by mass, preferably 0.5 to 5% by mass, particularly preferably 1 to 3% by mass of a compatibilizer per 100% by mass of the composition. It is preferable that the content of the compatibilizing agent is in the above range because the physical properties of the polyurethane resin can be maintained while maintaining a good compatibility state.
《ポリエステルポリオール》
ポリエステルポリオールとしては、ウレタン樹脂の製造に用いられる従来公知のものを用いることができる。例えば、カルボン酸と多価アルコールとの縮合により得られるポリエステルポリオール、カルボン酸エステルと多価アルコールとの縮合により得られるポリエステルポリオール、カルボン酸とカルボン酸エステルとの混合物と多価アルコールとの縮合により得られるポリエステルポリオール、ε−カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトンジオール、多価アルコールにヒドロキシカルボン酸を縮合して得られるポリエステルポリオールなどが挙げられる。
<Polyester polyol>
As polyester polyol, the conventionally well-known thing used for manufacture of a urethane resin can be used. For example, polyester polyol obtained by condensation of carboxylic acid and polyhydric alcohol, polyester polyol obtained by condensation of carboxylic acid ester and polyhydric alcohol, condensation of polyhydric alcohol with a mixture of carboxylic acid and carboxylic acid ester Examples thereof include polyester polyols obtained, polycaprolactone diols obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone, polyester polyols obtained by condensing hydroxycarboxylic acids with polyhydric alcohols, and the like.
<カルボン酸>
カルボン酸としては、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、イコサン二酸、ヘンイコサン二酸などの低分子量ジカルボン酸;ダイマー酸;オリゴマー酸;ヒドロキシル基含有脂肪酸などが挙げられる。これらのカルボン酸は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Carboxylic acid>
Carboxylic acids include glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid Examples thereof include low molecular weight dicarboxylic acids such as acid, nonadecanedioic acid, icosanedioic acid, and henicosanedioic acid; dimer acid; oligomeric acid; and hydroxyl group-containing fatty acid. These carboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
上記カルボン酸の中でも、炭素数6〜22のカルボン酸が好ましく、10〜20のカルボン酸がより好ましい。炭素数が前記範囲内のカルボン酸を用いるとポリウレタン樹脂を調製するためのポリエステルポリオールとして好ましい物性を発現するため好ましい。 Among the carboxylic acids, a carboxylic acid having 6 to 22 carbon atoms is preferable, and a carboxylic acid having 10 to 20 carbon atoms is more preferable. It is preferable to use a carboxylic acid having a carbon number within the above-mentioned range because it expresses preferable physical properties as a polyester polyol for preparing a polyurethane resin.
上記カルボン酸の中では、ヒドロキシル基含有脂肪酸が好ましい。カルボン酸としてヒドロキシル基含有脂肪酸を用いる場合には、該脂肪酸の縮合により得られた縮合物と多価アルコールとを縮合させてもよいし、該脂肪酸と多価アルコールとを縮合させた後、さらにヒドロキシル基含有脂肪酸を縮合させてもよい。 Among the carboxylic acids, hydroxyl group-containing fatty acids are preferred. When a hydroxyl group-containing fatty acid is used as the carboxylic acid, the condensate obtained by condensation of the fatty acid may be condensed with a polyhydric alcohol, or after the fatty acid and the polyhydric alcohol are condensed, Hydroxyl group-containing fatty acids may be condensed.
ヒドロキシル基含有脂肪酸としては、乳酸、グリコール酸、2−ヒドロキシ酪酸、3−ヒドロキシ酪酸、γ−ヒドロキシ酪酸、リシノレイン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ヒドロキシウンデカン酸、セレブロン酸などが挙げられる。 Examples of the hydroxyl group-containing fatty acid include lactic acid, glycolic acid, 2-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, γ-hydroxybutyric acid, ricinoleic acid, 12-hydroxystearic acid, hydroxyundecanoic acid, and cerebronic acid.
ヒドロキシル基含有脂肪酸は、カルボン酸100モル%に対して、好ましくは85〜100モル%以上、より好ましくは90〜100モル%、さらに好ましくは95〜100モル%の範囲で用いられる。ヒドロキシル基含有脂肪酸の使用量が前記範囲にあると、カルボン酸と多価アルコールとを縮合させてポリエステルポリオールを得る際、水酸基を含まないカルボン酸により、分子鎖末端の水酸基がキャップされる割合が低いため、反発弾性に優れたポリウレタンフォームを製造することができる。 The hydroxyl group-containing fatty acid is preferably used in an amount of 85 to 100 mol% or more, more preferably 90 to 100 mol%, still more preferably 95 to 100 mol% with respect to 100 mol% of the carboxylic acid. When the amount of the hydroxyl group-containing fatty acid is within the above range, when the polyester polyol is obtained by condensing the carboxylic acid and the polyhydric alcohol, the ratio of the hydroxyl group at the end of the molecular chain is capped by the carboxylic acid not containing a hydroxyl group. Since it is low, a polyurethane foam excellent in impact resilience can be produced.
ヒドロキシル基含有脂肪酸の中では、環境負荷低減に寄与できることから、植物油もしくは動物油由来のヒドロキシ基含有脂肪酸が好ましい。植物油としては、ヒマシ油、大豆油、パーム油、ごま油、菜種油、ヤシ油などが挙げられ、動物油としては、牛脂、豚脂などが挙げられる。これらの油の中で、大豆油、パーム油、ごま油、菜種油、ヤシ油等の植物油および牛脂、豚脂等の動物油から、ヒドロキシル基含有脂肪酸を得るためには、前記油を加水分解して得られる不飽和脂肪酸に、空気酸化、エポキシ化、ヒドロホルミル化などの方法により水酸基を付加する必要がある。一方、ヒマシ油から、ヒドロキシル基含有脂肪酸を得る際は、ヒマシ油を加水分解することにより得られる。ヒドロキシル基含有脂肪酸としては、簡便な工程で得られるヒマシ油由来のヒドロキシル基含有脂肪酸が好ましい。 Among the hydroxyl group-containing fatty acids, hydroxy group-containing fatty acids derived from vegetable oils or animal oils are preferable because they can contribute to reducing the environmental burden. Examples of vegetable oils include castor oil, soybean oil, palm oil, sesame oil, rapeseed oil, and coconut oil. Examples of animal oils include beef tallow and lard. Among these oils, in order to obtain hydroxyl group-containing fatty acids from vegetable oils such as soybean oil, palm oil, sesame oil, rapeseed oil, coconut oil and animal oils such as beef tallow and lard, the oil is obtained by hydrolysis. It is necessary to add a hydroxyl group to the unsaturated fatty acid obtained by a method such as air oxidation, epoxidation or hydroformylation. On the other hand, when a hydroxyl group-containing fatty acid is obtained from castor oil, it is obtained by hydrolyzing castor oil. The hydroxyl group-containing fatty acid is preferably a hydroxyl group-containing fatty acid derived from castor oil obtained by a simple process.
ヒマシ油由来のヒドロキシル基含有脂肪酸としては、ヒマシ油由来のリシノレイン酸および12−ヒドロキシステアリン酸がより好ましく;ポリエステルポリオールの製造時にその粘度が低くなる点で、ヒマシ油由来のリシノレイン酸が特に好ましい。なお、ヒマシ油から得られる、ヒマシ油由来のヒドロキシル基含有脂肪酸を「ヒマシ油脂肪酸」ともいう。 As the hydroxyl group-containing fatty acid derived from castor oil, castor oil-derived ricinoleic acid and 12-hydroxystearic acid are more preferable; castor oil-derived ricinoleic acid is particularly preferable in that the viscosity thereof is reduced during the production of the polyester polyol. In addition, the hydroxyl group containing fatty acid derived from castor oil obtained from castor oil is also called "castor oil fatty acid".
ヒマシ油脂肪酸は、ヒドロキシル基含有脂肪酸100モル%に対して、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70〜100モル%、さらに好ましくは80〜100モル%の範囲で用いられる。ヒマシ油脂肪酸の使用量が前記範囲にあると、より環境負荷低減に寄与できる。 The castor oil fatty acid is preferably used in an amount of 50 mol% or more, more preferably 70 to 100 mol%, still more preferably 80 to 100 mol% with respect to 100 mol% of the hydroxyl group-containing fatty acid. When the amount of castor oil fatty acid used is within the above range, it can contribute to reducing the environmental load.
なお、ヒマシ油脂肪酸を精製するにあたっては、蒸留、抽出および晶析などの公知の方法を用いることができる。ヒマシ油脂肪酸の蒸留にあたっては、ヒマシ油脂肪酸が200℃程度で熱分解すること、あるいは分子内脱水する副反応が起こることから、薄膜蒸発器を用いて180℃以下の温度で蒸留を行うことが好ましい。薄膜蒸留装置としては特に限定されないが、回転薄膜式蒸留装置・流下薄膜式蒸留装置などが用いられ、特に分子蒸留と呼ばれる高真空下での回転薄膜式蒸留装置が蒸発効率の観点から好ましい。 In purifying castor oil fatty acid, known methods such as distillation, extraction and crystallization can be used. When the castor oil fatty acid is distilled, the castor oil fatty acid is thermally decomposed at about 200 ° C., or a side reaction that causes intramolecular dehydration occurs. Therefore, it is possible to perform distillation at a temperature of 180 ° C. or less using a thin film evaporator. preferable. The thin film distillation apparatus is not particularly limited, and a rotating thin film distillation apparatus, a falling thin film distillation apparatus, and the like are used. In particular, a rotating thin film distillation apparatus under high vacuum called molecular distillation is preferable from the viewpoint of evaporation efficiency.
ヒマシ油脂肪酸の抽出については、一般的な溶媒による抽出法が用いられる。使用する溶媒については特に制限はないが、ヒマシ油脂肪酸の溶解度・抽出後の溶媒除去のし易さなどの観点から、ヘキサンなどが用いられる。ヒマシ油脂肪酸とヘキサンとを任意の割合で混合して任意の温度下で静置分液し、ヘキサン相とヒマシ油脂肪酸相とを分離し、ヒマシ油脂肪酸に一部溶解するヘキサンを除去することにより高純度のヒマシ油脂肪酸を得ることができる。 For extraction of castor oil fatty acid, a general solvent extraction method is used. Although there is no restriction | limiting in particular about the solvent to be used, Hexane etc. are used from viewpoints, such as the solubility of a castor oil fatty acid and the ease of solvent removal after extraction. Castor oil fatty acid and hexane are mixed at an arbitrary ratio, and the mixture is allowed to stand at an arbitrary temperature, and the hexane phase and castor oil fatty acid phase are separated to remove hexane partially dissolved in castor oil fatty acid. Thus, high purity castor oil fatty acid can be obtained.
このように、ヒマシ油脂肪酸を用いてポリエステルポリオールを製造することで、より環境負荷低減に寄与できる。また、前記ポリエステルポリオールを用いることで、硬度、伸び率、引張強度および引裂強度といった機械的特性に優れたポリウレタンフォームなどのウレタン樹脂を得ることができる。 Thus, it can contribute to environmental load reduction more by manufacturing a polyester polyol using a castor oil fatty acid. Further, by using the polyester polyol, it is possible to obtain a urethane resin such as polyurethane foam having excellent mechanical properties such as hardness, elongation, tensile strength and tear strength.
なお、本発明のポリオール組成物中におけるヒドロキシル基含有脂肪酸の割合は、JIS K1557−1の方法により測定されるヒドロキシル基含有脂肪酸の水酸基価A、JIS K1557−5の方法により測定されるヒドロキシル基含有脂肪酸の酸価Bの比A/Bにより決定される。 The ratio of the hydroxyl group-containing fatty acid in the polyol composition of the present invention is the hydroxyl value A of the hydroxyl group-containing fatty acid measured by the method of JIS K1557-1 and the hydroxyl group-containing value measured by the method of JIS K1557-1. It is determined by the ratio A / B of the acid value B of the fatty acid.
また、ポリエステルポリオールとして、カルボン酸エステルと多価アルコールとの縮合により得られるポリエステルポリオールを用いる場合には、前記カルボン酸をエステル化したカルボン酸エステルが用いられる。 Moreover, when using the polyester polyol obtained by condensation with a carboxylic acid ester and a polyhydric alcohol as a polyester polyol, the carboxylic acid ester which esterified the said carboxylic acid is used.
カルボン酸エステルとしては、前記ヒドロキシル基含有脂肪酸をエステル化したヒドロキシル基含有脂肪酸エステルを用いることが好ましい。
ヒドロキシ基含有脂肪酸エステルとしては、乳酸エステル、グリコール酸エステル、2−ヒドロキシ酪酸エステル、3−ヒドロキシ酪酸エステル、γ−ヒドロキシ酪酸エステル;リシノレイン酸メチル、リシノレイン酸エチル、リシノレイン酸プロピル、リシノレイン酸ブチルなどのリシノレイン酸エステル;12−ヒドロキシステアリン酸メチル、12−ヒドロキシステアリン酸エチル、12−ヒドロキシステアリン酸プロピル、12−ヒドロキシステアリン酸ブチルなどの12−ヒドロキシステアリン酸エステル;セレブロン酸メチル、セレブロン酸エチル、セレブロン酸プロピル、セレブロン酸ブチルなどのセレブロン酸エステル;ヒドロキシウンデカン酸メチル、ヒドロキシウンデカン酸エチル、ヒドロキシウンデカン酸プロピル、ヒドロキシウンデカン酸ブチルなどのヒドロキシウンデカン酸エステルなどが挙げられる。
As the carboxylic acid ester, it is preferable to use a hydroxyl group-containing fatty acid ester obtained by esterifying the hydroxyl group-containing fatty acid.
Examples of the hydroxy group-containing fatty acid ester include lactic acid ester, glycolic acid ester, 2-hydroxybutyric acid ester, 3-hydroxybutyric acid ester, γ-hydroxybutyric acid ester; methyl ricinoleate, ethyl ricinoleate, propyl ricinoleate, butyl ricinoleate, etc. Ricinoleic acid ester; 12-hydroxystearic acid ester such as methyl 12-hydroxystearate, ethyl 12-hydroxystearate, propyl 12-hydroxystearate, butyl 12-hydroxystearate; methyl cerebrate, ethyl cerebronate, cerebronic acid Cerebronate esters such as propyl and butyl cerebronate; methyl hydroxyundecanoate, ethyl hydroxyundecanoate, propyl hydroxyundecanoate, Such as hydroxy undecanoic acid ester, such as mud carboxybutyl undecanoic acid.
これらの中では、ヒマシ油由来の、リシノレイン酸メチル、リシノレイン酸エチル、リシノレイン酸プロピル、リシノレイン酸ブチルなどのリシノレイン酸エステル;12−ヒドロキシステアリン酸メチル、12−ヒドロキシステアリン酸エチル、12−ヒドロキシステアリン酸プロピル、12−ヒドロキシステアリン酸ブチルなどの12−ヒドロキシステアリン酸エステルが好ましく;ポリエステルポリオールの製造時にその粘度が低くなる点で、ヒマシ油由来のリシノレイン酸エステルが特に好ましい。 Among these, ricinoleic acid esters derived from castor oil such as methyl ricinoleate, ethyl ricinoleate, propyl ricinoleate, and butyl ricinoleate; methyl 12-hydroxystearate, ethyl 12-hydroxystearate, 12-hydroxystearic acid 12-hydroxystearic acid esters such as propyl and 12-hydroxystearic acid butyl ester are preferred; ricinoleic acid esters derived from castor oil are particularly preferred in that the viscosity of the polyester polyol is reduced during production.
なお、エステル化については、一般的なエステル化であれば特に制限はなく、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、tert−ブタノールなどと、ヒドロキシル基含有脂肪酸とのエステル化が挙げられる。このようなエステル化は、アルカリ触媒存在下で行うなど、公知の方法を用いることができる。
ヒマシ油脂肪酸エステルは、ヒマシ油脂肪酸をエステル化して得ることができ、またアルコールを用いてヒマシ油をエステル交換して得ることもできる。
The esterification is not particularly limited as long as it is a general esterification, and esterification of methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, tert-butanol and the like with a hydroxyl group-containing fatty acid. Is mentioned. Such esterification can be performed by a known method such as performing in the presence of an alkali catalyst.
Castor oil fatty acid ester can be obtained by esterifying castor oil fatty acid, and can also be obtained by transesterification of castor oil using alcohol.
<多価アルコール>
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、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオールなどの炭素数2〜10の2価アルコール;1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールFなどの脂環族2価アルコール;ビスフェノールA、ビスフェノールFなどの芳香族二価アルコール;トリメチロールプロパン、グリセリンなどの炭素数2〜10の3価アルコール;ヒドロキシル基数が4〜8の多価アルコールなどが挙げられる。また、これらの多価アルコールの有するヒドロキシル基の一部または全部にエチレンオキシド、プロピレンオキシドなどを付加した多価アルコールのアルキレンオキシド付加物も使用することができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Polyhydric alcohol>
Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6- C 2-10 dihydric alcohols such as hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,9-nonanediol; 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, alicyclic dihydric alcohols such as hydrogenated bisphenol F; aromatic dihydric alcohols such as bisphenol A and bisphenol F; trihydric alcohols having 2 to 10 carbon atoms such as trimethylolpropane and glycerin; 8 polyhydric alcohol. Further, an alkylene oxide adduct of a polyhydric alcohol obtained by adding ethylene oxide, propylene oxide or the like to a part or all of the hydroxyl groups of these polyhydric alcohols can also be used. These may be used alone or in combination of two or more.
ヒドロキシル基数が4〜8の多価アルコールとしては、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、α−メチルグルコシドなどの4価アルコール;ジペンタエリスリトールなどの6価アルコール;グルコース、ソルビトール、デキストロース、フラクトース、シュークロースなどの糖類およびその誘導体;ヒドロキシル基数が7〜8のフェノール類などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of polyhydric alcohols having 4 to 8 hydroxyl groups include tetravalent alcohols such as diglycerin, pentaerythritol, and α-methylglucoside; hexavalent alcohols such as dipentaerythritol; glucose, sorbitol, dextrose, fructose, sucrose, etc. Saccharides and derivatives thereof; phenols having 7 to 8 hydroxyl groups are exemplified. These may be used alone or in combination of two or more.
ポリウレタンフォームの架橋度を高め、その機械的特性を確保するため、多価アルコールの平均ヒドロキシル基数は3.5以上8以下であることが好ましい。平均ヒドロキシル基数が8を超えると、ポリエステルポリオールの粘度が上昇し、ポリウレタンフォーム製造時に、発泡機でのその使用が困難となる。 In order to increase the degree of crosslinking of the polyurethane foam and to ensure its mechanical properties, the average number of hydroxyl groups of the polyhydric alcohol is preferably 3.5 or more and 8 or less. When the average number of hydroxyl groups exceeds 8, the viscosity of the polyester polyol increases, making it difficult to use it in a foaming machine when producing polyurethane foam.
カルボン酸としてヒマシ油脂肪酸を用いる場合にあっては、ヒマシ油脂肪酸(i)と
平均ヒドロキシル基数が3.5以上8以下である多価アルコール(ii)との質量比((i)/(ii))は、好ましくは1〜100、より好ましくは5〜70、さらに好ましくは5〜50である。質量比が前記範囲を下回ると、所望のポリウレタンフォーム、特に軟質ポリウレタンフォームを製造可能なポリエステルポリオールを設計することが困難になる傾向にあり、また、前記範囲を上回ると、環境負荷低減の効果が小さくなる傾向にある。
When castor oil fatty acid is used as the carboxylic acid, the mass ratio ((i) / (ii) of castor oil fatty acid (i) and polyhydric alcohol (ii) having an average number of hydroxyl groups of 3.5 or more and 8 or less. )) Is preferably 1 to 100, more preferably 5 to 70, and even more preferably 5 to 50. If the mass ratio is less than the above range, it tends to be difficult to design a polyester polyol capable of producing a desired polyurethane foam, in particular, a flexible polyurethane foam. It tends to be smaller.
<ポリエステルポリオールの物性>
ポリエステルポリオールの水酸基価は、好ましくは15〜100mgKOH/g、より好ましくは25〜80mgKOH/g、さらに好ましくは25〜60mgKOH/gである。水酸基価が15mgKOH/g以上であれば、ポリウレタンフォーム製造時の硬化が短時間で進むため好ましく、100mgKOH/g以下であれば、軟質ポリウレタンフォームとして適当な反発弾性および硬度を示すため好ましい。
<Physical properties of polyester polyol>
The hydroxyl value of the polyester polyol is preferably 15 to 100 mgKOH / g, more preferably 25 to 80 mgKOH / g, and further preferably 25 to 60 mgKOH / g. If the hydroxyl value is 15 mgKOH / g or more, curing during the production of polyurethane foam proceeds in a short time, and if it is 100 mgKOH / g or less, it is preferable because it exhibits appropriate resilience and hardness as a flexible polyurethane foam.
ポリエステルポリオールの酸価は、好ましくは0〜3mgKOH/g、より好ましくは0〜2mgKOH/gである。酸価が前記範囲を上回ると、ポリオール組成物とポリイソシアネートとを含む組成物のウレタン化反応を行う際に、反応性が低下し、反応速度が低下することがある。酸価はJIS K−1557−5記載の方法により測定される。 The acid value of the polyester polyol is preferably 0 to 3 mgKOH / g, more preferably 0 to 2 mgKOH / g. When the acid value exceeds the above range, when the urethanization reaction of the composition containing the polyol composition and the polyisocyanate is carried out, the reactivity may decrease and the reaction rate may decrease. The acid value is measured by the method described in JIS K-1557-5.
ポリエステルポリオールの25℃での粘度は、好ましくは20000mPa・s以下、より好ましくは15000mPa・s以下、さらに好ましくは10000mPa・s以下である。その下限値は、通常は500mPa・s程度である。粘度は円錐平板型回転粘度計(E型粘度計)を用い、25℃で測定される。 The viscosity at 25 ° C. of the polyester polyol is preferably 20000 mPa · s or less, more preferably 15000 mPa · s or less, and still more preferably 10,000 mPa · s or less. The lower limit is usually about 500 mPa · s. The viscosity is measured at 25 ° C. using a conical plate type rotational viscometer (E type viscometer).
なお、本発明においてヒマシ油脂肪酸から合成されるポリエステルポリオールを用いて得られるポリウレタンフォームは、該フォーム中の植物(ヒマシ油)由来成分の含量を非常に高くすることができるため、より環境負荷低減に寄与できる。カーボンニュートラルの概念を用いると、植物(ヒマシ油)由来成分を用いることにより、これを用いて調製されるポリエステルポリオールやポリウレタンフォームを燃やした場合の二酸化炭素排出量を低減することができる。なお、ポリマーがバイオマス原料を利用していることは、ASTM D6866に規定されているように質量数14の炭素の含有量、質量数12および質量数13の炭素の含有量を測定し、質量数14の炭素含有割合(14C濃度)を求めることにより判別することができる。 In addition, since the polyurethane foam obtained by using the polyester polyol synthesized from castor oil fatty acid in the present invention can greatly increase the content of plant (castor oil) -derived components in the foam, the environmental load is further reduced. Can contribute. If the concept of carbon neutral is used, the amount of carbon dioxide emitted when a polyester polyol or polyurethane foam prepared using the plant (castor oil) -derived component is burned can be reduced. In addition, the fact that the polymer uses the biomass raw material is determined by measuring the content of carbon having a mass number of 14 and the content of carbon having a mass number of 12 and a mass number of 13 as specified in ASTM D6866. It can be determined by obtaining the carbon content ratio (14C concentration) of 14.
具体的には、ASTM(米国標準検査法)D6866(Standard Test Method for Determining the Biobased Content of Natural Range Materials Using Radiocarbon and Isotope Ratio Mass Spectrometry Analysis)に記載されているように、サンプルを燃焼してCO2とし、正確に定量したCO2ガスをAMS(Accelerated Mass Spectrometry)装置に入れて質量数14の炭素の含有量、質量数12および質量数13の炭素の含有量を測定し、大気中や石油化学品中に存在する質量数14の炭素の存在率と比較することにより判別できる。 Specifically, ASTM (American Standard tests) D6866 (Standard Test Method for Determining the Biobased Content of Natural Range Materials Using Radiocarbon and Isotope Ratio Mass Spectrometry Analysis) , as described in, by burning sample CO 2 The CO 2 gas, which was accurately quantified, was put into an AMS (Accelerated Mass Spectrometry) apparatus, the carbon content of mass number 14, the carbon content of mass number 12 and the mass number 13 was measured, and the atmosphere or petrochemical It can be determined by comparing with the abundance ratio of carbon having a mass number of 14 present in the product.
また、サンプルを燃焼し、得られたCO2をCO2吸収剤で吸収し、液体シンチレーションカウンターにより質量数14の炭素量を測定するか、得られたCO2をベンゼンに変換し、液体シンチレーションカウンターにより質量数14の炭素量を測定し、石油由来のものと比較することにより判別することもできる。 Furthermore, burning the sample, the CO 2 obtained is absorbed by the CO 2 absorbent, or measuring the amount of carbon having a mass number of 14 with a liquid scintillation counter, and converting the resulting CO 2 into benzene, liquid scintillation counter Can be determined by measuring the amount of carbon having a mass number of 14 and comparing it with that derived from petroleum.
石油由来の原料だけでポリエステルポリオールが合成される場合、質量数14の炭素は観測されず、植物由来の原料を用いると質量数14の炭素が観測される。二酸化炭素排出量を減ずる効果を得るには、ポリウレタンフォーム中の14C濃度の値が10pMC(Percent Modern Carbon)以上であればよく、好ましくは20pMC以上、さらに好ましくは30pMCであればよい。 When a polyester polyol is synthesized from only petroleum-derived raw materials, carbon having a mass number of 14 is not observed, and when plant-derived raw materials are used, carbon having a mass number of 14 is observed. In order to obtain the effect of reducing the carbon dioxide emission, the value of the 14C concentration in the polyurethane foam may be 10 pMC (Percent Modern Carbon) or more, preferably 20 pMC or more, and more preferably 30 pMC.
《ポリエーテルポリオール》
ポリエーテルポリオールとしては、ウレタン樹脂の製造に用いられる従来公知のものを用いることができる。例えば上記《ポリエステルポリオール》の欄に例示した多価アルコール、エチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミンまたは芳香族ポリアミンを開始剤として、アルキレンオキサイドを付加重合させることによって得られるポリアルキレンオキサイド(例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンポリプロピレングリコールなど);テトラヒドロフランの開環重合によって得られるポリテトラメチレンエーテルグリコールなどが挙げられる。
<Polyether polyol>
As polyether polyol, the conventionally well-known thing used for manufacture of a urethane resin can be used. For example, polyalkylene oxide (for example, polyethylene glycol, polypropylene, etc.) obtained by addition polymerization of alkylene oxide using, as an initiator, polyhydric alcohol exemplified in the column of <Polyester polyol>, aliphatic polyamine such as ethylenediamine, or aromatic polyamine. Glycol, polyethylene polypropylene glycol and the like); and polytetramethylene ether glycol obtained by ring-opening polymerization of tetrahydrofuran.
アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−ブチレンオキサイド、2,3−ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、メチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルなどの炭素数2〜12のアルキレンオキサイドが挙げられる。これらの中では、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−ブチレンオキサイドおよびスチレンオキサイドが好ましく、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドが特に好ましい。 Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, styrene oxide, cyclohexene oxide, epichlorohydrin, epibromohydrin, methyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, and phenyl. C2-C12 alkylene oxides, such as glycidyl ether, are mentioned. Among these, ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide and styrene oxide are preferable, and ethylene oxide and propylene oxide are particularly preferable.
アルキレンオキサイドは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なお、アルキレンオキサイドを併用する場合には、複数のアルキレンオキサイドを同時に付加重合させる方法、順次に付加重合させる方法、または順次に付加重合させる方法を繰り返して行う方法などを採用することができる。 An alkylene oxide may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. In addition, when using alkylene oxide together, the method of performing addition polymerization of several alkylene oxide simultaneously, the method of carrying out addition polymerization sequentially, the method of repeating the method of carrying out addition polymerization sequentially, etc. are employable.
本発明のポリオール組成物を用いて、ポリウレタンフォームを得る場合には、ポリエーテルポリオールの少なくとも一部として、連通化剤と呼称されるポリエーテルポリオールを用いることが好ましい。連通化剤の具体例としては、アクトコール−EP505S(三井化学ポリウレタン製、グリセリンにエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドを付加重合させた、重量平均分子量が3400のポリアルキレンオキサイドであり、水酸基価が50mg/KOHである)が挙げられる。 When a polyurethane foam is obtained using the polyol composition of the present invention, it is preferable to use a polyether polyol called a communicating agent as at least a part of the polyether polyol. Specific examples of the communication agent include Actol-EP505S (manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane, polyalkylene oxide having a weight average molecular weight of 3400 obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide to glycerin, and a hydroxyl value of 50 mg / KOH. Is).
ポリエーテルポリオールの水酸基価は、好ましくは15〜100mgKOH/g、さらに好ましくは15〜60mgKOH/gである。
ポリエーテルポリオールの粘度は好ましくは5000mPa・s以下、より好ましくは3000mPa・s以下である。
The hydroxyl value of the polyether polyol is preferably 15 to 100 mgKOH / g, more preferably 15 to 60 mgKOH / g.
The viscosity of the polyether polyol is preferably 5000 mPa · s or less, more preferably 3000 mPa · s or less.
《他のポリオール》
本発明のポリオール組成物は、上記ポリエステルポリオールおよびポリエーテルポリオール以外に、他のポリオールを含有してもよい。他のポリオールとしては、低分子量多価アルコール、ポリカーボネートジオール、ポリオールの変性物などが挙げられる。
《Other polyols》
The polyol composition of the present invention may contain other polyols in addition to the polyester polyol and polyether polyol. Examples of other polyols include low molecular weight polyhydric alcohols, polycarbonate diols, and modified polyols.
<低分子量多価アルコール>
低分子量多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサシジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,3−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルプロパン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタン、1,2ヘジヒドロキシシクロヘキサン、1,3−ジヒドロキシシクロヘキサン、1,4−ジヒドロキシシクロヘキサン、1,2−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、1,3−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、1,2−ビスヒドロキシエトキシシクロヘキサン、1,3−ビスヒドロキシエトキシシクロヘキサン、1,4−ビスヒドロキシエトキシシクロヘキサン、1,2−ビスヒドロキシエトキシカルボニルシクロヘキサン、1,3−ビスヒドロキシエトキシカルボニルシクロヘキサン、1,4−ビスヒドロキシエトキシカルボニルシクロヘキサン、2,5−ジヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,6−ジヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン、3,8−ジヒドロキシメチル−トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、3,9−ジヒドロキシメチル−トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン、4,8−ジヒドロキシメチル−トリシクロ[5.2.1.02.6]デカンなどの2価アルコール;
グリセリン、2−ヒドロキシメチル−2−メチル−1,3−ジオール、2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−ジオール、1,2,5−ヘキサントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,3−シクロヘキサントリオール、1,3,5−シクロヘキサントリオールなどの3価アルコール;
ペンタエリスリトール、グルコース、シュークロース、フルクトース、ソルビトール、1,2,3,4−シクロヘキサンテトロール、1,2,4,5−シクロヘキサンテトロール、シクロヘキサンペントール(クエルシトール)、シクロヘキサンヘキソール(イノシトール)、キシリトールなどの4価以上の多価アルコールなどが挙げられる。
<Low molecular weight polyhydric alcohol>
Examples of the low molecular weight polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,5 -Pentanediol, 1,6-hexadiol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,3-dihydroxy Benzene, 1,3-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, 4,4'-dihydroxydiphenylpropane, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 1,2hedihydroxy Cyclohexane, 1,3-dihydroxycyclohexane, 1,4-di Droxycyclohexane, 1,2-dihydroxymethylcyclohexane, 1,3-dihydroxymethylcyclohexane, 1,4-dihydroxymethylcyclohexane, 1,2-bishydroxyethoxycyclohexane, 1,3-bishydroxyethoxycyclohexane, 1,4- Bishydroxyethoxycyclohexane, 1,2-bishydroxyethoxycarbonylcyclohexane, 1,3-bishydroxyethoxycarbonylcyclohexane, 1,4-bishydroxyethoxycarbonylcyclohexane, 2,5-dihydroxymethylbicyclo [2.2.1] heptane , 2,6-dihydroxy-methyl bicyclo [2.2.1] heptane, 3,8-dihydroxy methyl - tricyclo [5.2.1.0 2.6] decane, 3,9-dihydroxy methyl Tricyclo [5.2.1.0 2.6] decane, 4,8-dihydroxy methyl - tricyclo [5.2.1.0 2.6] 2 dihydric alcohols such as decane;
Glycerin, 2-hydroxymethyl-2-methyl-1,3-diol, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-diol, 1,2,5-hexanetriol, 1,2,6-hexanetriol, Trihydric alcohols such as 1,2,3-cyclohexanetriol, 1,3,5-cyclohexanetriol;
Pentaerythritol, glucose, sucrose, fructose, sorbitol, 1,2,3,4-cyclohexanetetrol, 1,2,4,5-cyclohexanetetrol, cyclohexanepentol (quercitol), cyclohexanehexol (inositol), Examples include tetrahydric or higher polyhydric alcohols such as xylitol.
<ポリカーボネートジオール>
ポリカーボネートジオールとしては、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの2価アルコールと、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのジカーボネートとの縮合により得られるポリカーボネートジオールなどが挙げられる。
<Polycarbonate diol>
Examples of the polycarbonate diol include polycarbonate diols obtained by condensation of dihydric alcohols such as 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol with dicarbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate.
<ポリオールの変性物>
本発明では、ポリオールをそのまま使用してもよいが、ポリマー分散ポリオール(以下「ポリマーポリオール」ともいう。)などのポリオールの変性物を使用してもよい。このようなポリマーポリオールは、軟質ポリウレタンフォームの原料として好適である。
<Modified product of polyol>
In the present invention, the polyol may be used as it is, but a modified polyol such as a polymer-dispersed polyol (hereinafter also referred to as “polymer polyol”) may be used. Such a polymer polyol is suitable as a raw material for a flexible polyurethane foam.
ポリマーポリオールは、ポリオール中で、アゾビスイソブチロニトリルなどのラジカル開始剤を用いて、エチレン性不飽和化合物を重合して得られたポリマー微粒子が、該ポリオール中に分散したものである。なお、ポリマー微粒子は、エチレン性不飽和化合物の重合体からなるポリマー微粒子でもよいが、重合時にエチレン性不飽和化合物の少なくとも一部が分散媒であるポリオールにグラフト化したポリマー微粒子であることが好ましい。 The polymer polyol is obtained by dispersing polymer fine particles obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated compound in a polyol using a radical initiator such as azobisisobutyronitrile. The polymer fine particle may be a polymer fine particle composed of a polymer of an ethylenically unsaturated compound, but is preferably a polymer fine particle in which at least a part of the ethylenically unsaturated compound is grafted to a polyol as a dispersion medium at the time of polymerization. .
エチレン性不飽和化合物としては、アクリロニトリル、スチレン、アクリルアミド、(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらのエチレン性不飽和化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、ポリマーポリオールを製造する際、エチレン性不飽和化合物とともに、分散安定化剤や連鎖移動剤などを用いてもよい。 Examples of the ethylenically unsaturated compound include acrylonitrile, styrene, acrylamide, (meth) acrylate, and the like. These ethylenically unsaturated compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Moreover, when manufacturing a polymer polyol, you may use a dispersion stabilizer, a chain transfer agent, etc. with an ethylenically unsaturated compound.
ポリマーポリオールは、ポリオール全成分100質量%に対して、好ましくは0〜80質量%、より好ましくは0〜50質量%、さらに好ましくは0〜30質量%の範囲で含まれる。ポリマーポリオールの含有量が前記範囲を上回ると、環境負荷低減に寄与できないことがある。 The polymer polyol is preferably contained in the range of 0 to 80% by mass, more preferably 0 to 50% by mass, and still more preferably 0 to 30% by mass with respect to 100% by mass of all the polyol components. If the content of the polymer polyol exceeds the above range, it may not be possible to contribute to reducing the environmental load.
《触媒》
本発明のポリオール組成物は、触媒を含有してもよい。触媒としては、ポリオールとポリイソシアネートとの反応に用いられる従来公知の触媒が使用でき、具体的にはトリエチレンジアミン、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール、モルフォリン類などの脂肪族アミン類;オクタン酸スズ、ジブチルチンジラウレートなどの有機錫化合物などが挙げられる。これらの触媒は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
"catalyst"
The polyol composition of the present invention may contain a catalyst. As the catalyst, a conventionally known catalyst used for the reaction of polyol and polyisocyanate can be used. Specifically, triethylenediamine, bis- (2-dimethylaminoethyl) ether, 1-isobutyl-2-methylimidazole, Aliphatic amines such as phosphorus; organotin compounds such as tin octoate and dibutyltin dilaurate. These catalysts may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
なお、前記触媒としては、市販品を用いることができ、例えば1−イソブチル−2−メチルイミダゾールは、商品名R−9000として活材ケミカル(株)から市販されている。
触媒を使用する場合は、本発明のポリオール組成物において、ポリオール全成分100質量部に対して、該触媒は0.1〜10質量部の範囲で含まれることが好ましい。
In addition, a commercial item can be used as said catalyst, for example, 1-isobutyl-2-methylimidazole is marketed by Active Material Chemical Co., Ltd. as brand name R-9000.
When using a catalyst, in the polyol composition of this invention, it is preferable that this catalyst is contained in 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of all the polyol components.
《架橋剤》
本発明のポリオール組成物は、さらに架橋剤を含有してもよい。架橋剤としては、従来公知の架橋剤を用いることができるが、水酸基価が200〜1800mgKOH/gである化合物が好ましく用いられる。
<Crosslinking agent>
The polyol composition of the present invention may further contain a crosslinking agent. As the crosslinking agent, a conventionally known crosslinking agent can be used, but a compound having a hydroxyl value of 200 to 1800 mgKOH / g is preferably used.
水酸基価が200〜1800mgKOH/gである架橋剤としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン類などが挙げられる。また、水酸基価が200〜1800mgKOH/gであるポリオキシアルキレンポリオール(例えば、三井化学ポリウレタン(株)製、アクトコールKL−210:官能基数3.75のポリオキシアルキレンポリオール、OHV=840mgKOH/g)も架橋剤として用いることができる。
架橋剤を使用する場合は、本発明のポリオール組成物において、ポリオール全成分100質量部に対して、該架橋剤は0.5〜10質量部の範囲で含まれることが好ましい。
Examples of the crosslinking agent having a hydroxyl value of 200 to 1800 mg KOH / g include alkanolamines such as diethanolamine and triethanolamine. Further, a polyoxyalkylene polyol having a hydroxyl value of 200 to 1800 mgKOH / g (for example, Actol KL-210 manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes Co., Ltd .: polyoxyalkylene polyol having a functional group number of 3.75, OHV = 840 mgKOH / g) Can also be used as a crosslinking agent.
When using a crosslinking agent, in the polyol composition of the present invention, the crosslinking agent is preferably included in the range of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all the polyol components.
《発泡剤》
本発明のポリオール組成物は、その使用目的がポリウレタンフォームの原料である場合には、さらに発泡剤を含有することが好ましい。発泡剤としては、液化炭酸ガスなどの物理発泡剤も使用可能であるが、水を使用することが最も好ましい。
《Foaming agent》
When the intended use of the polyol composition of the present invention is a raw material for polyurethane foam, it is preferable to further contain a foaming agent. As the foaming agent, a physical foaming agent such as liquefied carbon dioxide can be used, but it is most preferable to use water.
発泡剤として水を使用する場合は、本発明のポリオール組成物において、ポリオール全成分100質量部に対して、水は好ましくは1.3〜6.0質量部、より好ましくは1.8〜5.0質量部、特に好ましくは2.0〜4.0質量部の範囲で含まれる。発泡剤としての水の量が前記範囲であることによって、発泡が安定かつ有効に行われる。 When water is used as the blowing agent, in the polyol composition of the present invention, water is preferably 1.3 to 6.0 parts by mass, more preferably 1.8 to 5 parts per 100 parts by mass of all polyol components. It is contained in a range of 2.0 parts by mass, particularly preferably 2.0 to 4.0 parts by mass. When the amount of water as the foaming agent is within the above range, foaming is performed stably and effectively.
また、発泡剤として、地球環境保護の目的で開発されたヒドロキシフルオロカーボン類(HFC−245faなど)、炭化水素類(シクロペンタンなど)、炭酸ガス、液化炭酸ガスなどの物理発泡剤を、水と併用することができる。これらの物理発泡剤の中では、環境負荷低減の面から、炭酸ガスおよび液化炭酸ガスが好ましい。 In addition, physical foaming agents such as hydroxyfluorocarbons (HFC-245fa, etc.), hydrocarbons (cyclopentane, etc.), carbon dioxide, liquefied carbon dioxide, etc., developed for the purpose of protecting the global environment, are used in combination with water. can do. Among these physical foaming agents, carbon dioxide and liquefied carbon dioxide are preferable from the viewpoint of reducing environmental burden.
《整泡剤》
本発明のポリオール組成物は、その使用目的がポリウレタンフォームの原料である場合には、さらに整泡剤を含有することが好ましい。整泡剤としては、従来公知の整泡剤が使用でき、通常は有機ケイ素系界面活性剤を使用することが好ましい。
<Foam stabilizer>
When the intended use of the polyol composition of the present invention is a raw material for polyurethane foam, it is preferable to further contain a foam stabilizer. As the foam stabilizer, a conventionally known foam stabilizer can be used, and it is usually preferable to use an organosilicon surfactant.
有機ケイ素系界面活性剤としては、FV−1013−16(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、SRX−274C、SF−2969、SF−2961、SF−2962、L−5309、L−3601、L−5307、L−3600、L−5366、SZ−1325、SZ−1328、Y−10366(GE東芝シリコーン(株)製)などが挙げられる。 As the organosilicon surfactant, FV-1013-16 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), SRX-274C, SF-2969, SF-2961, SF-2962, L-5309, L-3601 , L-5307, L-3600, L-5366, SZ-1325, SZ-1328, Y-10366 (manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.), and the like.
整泡剤を使用する場合は、本発明のポリオール組成物において、ポリオール全成分100質量部に対して、整泡剤は好ましくは0.1〜10質量部、さらに好ましくは0.5〜5質量部の範囲で含まれる。 When a foam stabilizer is used, in the polyol composition of the present invention, the foam stabilizer is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all the polyol components. Included in part range.
《添加剤》
本発明のポリオール組成物には、上記成分に加えて、鎖延長剤、難燃剤、顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、消泡剤などのポリウレタンフォームなどのウレタン樹脂を製造する際に一般的に用いられる添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合してもよい。
"Additive"
In addition to the above components, the polyol composition of the present invention is generally used for producing urethane resins such as polyurethane foams such as chain extenders, flame retardants, pigments, ultraviolet absorbers, antioxidants and antifoaming agents. You may mix | blend the additive used for in the range which does not impair the objective of this invention.
添加剤としては、松平信孝、前田哲郎共編「ポリウレタン」第8刷槙書店(1964)の134〜137頁、松尾仁、国井宣明、田辺清士共編「機能性ポリウレタン」第1刷株式会社シーエムシー(1989年)54〜68頁などに記載の添加剤が挙げられる。 Additives include Nobutaka Matsudaira and Tetsuro Maeda, “Polyurethane” 8th Printing Bookstore (1964), pages 134-137, Hitoshi Matsuo, Nobuaki Kunii, Kiyoshi Tanabe “Functional Polyurethane” 1st Printing CMC Co., Ltd. (1989) pages 54 to 68, and the like.
《ポリオール組成物の調製》
本発明のポリオール組成物において、ポリエステルポリオールは、該組成物100質量%あたり、好ましくは15〜80質量%、より好ましくは20〜70質量%の範囲で含まれる。また、ポリエーテルポリオールは、該組成物100質量%あたり、好ましくは10〜80質量%、より好ましくは20〜75質量%の範囲で含まれる。これら2種のポリオールの含有量が前記範囲にあると、相溶化剤による相溶効果が良好に発現され、ポリオール組成物の相分離を防止することができる。
<< Preparation of polyol composition >>
In the polyol composition of the present invention, the polyester polyol is contained in an amount of preferably 15 to 80% by mass, more preferably 20 to 70% by mass, per 100% by mass of the composition. Further, the polyether polyol is preferably contained in the range of 10 to 80% by mass, more preferably 20 to 75% by mass per 100% by mass of the composition. When the content of these two kinds of polyols is in the above range, the compatibility effect by the compatibilizing agent is expressed well, and phase separation of the polyol composition can be prevented.
また、他のポリオールを使用する場合は、本発明のポリオール組成物100質量%あたり、ポリオール全成分が、好ましくは40〜99質量%、より好ましくは70〜98質量%の範囲で含まれるよう、他のポリオールを使用することが望ましい。 Moreover, when using other polyol, per 100 mass% of the polyol composition of the present invention, the total polyol component is preferably 40 to 99 mass%, and more preferably 70 to 98 mass%. It is desirable to use other polyols.
本発明のポリオール組成物は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールおよび相溶化剤と、任意成分である他のポリオール、触媒、架橋剤、発泡剤、整泡剤、添加剤などとを、所定の組成比となるよう従来公知の方法により混合して調製される。 The polyol composition of the present invention comprises a polyester polyol, a polyether polyol and a compatibilizing agent and other polyols, which are optional components, a catalyst, a crosslinking agent, a foaming agent, a foam stabilizer, an additive, etc., in a predetermined composition ratio. It is prepared by mixing by a conventionally known method so that
〔ポリウレタン用組成物、ポリウレタンフォーム用組成物〕
本発明のポリウレタン用組成物またはポリウレタンフォーム用組成物は、上述のポリオール組成物とポリイソシアネートとを含有する。さらに、本発明のポリウレタン用組成物またはポリウレタンフォーム用組成物は、その使用目的(例えば、ポリウレタンフォームなどのウレタン樹脂の原料)に応じて、上述した、他のポリオール、触媒、架橋剤、発泡剤、整泡剤、添加剤などを含有してもよい。
[Polyurethane composition, polyurethane foam composition]
The composition for polyurethane or the composition for polyurethane foam of the present invention contains the above-described polyol composition and polyisocyanate. Furthermore, the composition for polyurethane or the composition for polyurethane foam of the present invention has the above-described other polyols, catalysts, crosslinking agents, and foaming agents depending on the purpose of use (for example, raw materials for urethane resins such as polyurethane foam). Further, it may contain a foam stabilizer, an additive and the like.
本発明のポリウレタン用組成物は、非発泡型のポリウレタン樹脂を得るための組成物であってもよいが、発泡型のポリウレタン樹脂であるポリウレタンフォームを得るための組成物、すなわちポリウレタンフォーム用組成物であることが好ましい。 The composition for polyurethane of the present invention may be a composition for obtaining a non-foaming polyurethane resin, but is a composition for obtaining a polyurethane foam that is a foaming polyurethane resin, that is, a composition for polyurethane foam. It is preferable that
特に、本発明のポリウレタンフォーム用組成物は、適度な反発弾性、伸び率および成形を有する軟質ポリウレタンフォームの原料として好適に用いられる、軟質ポリウレタンフォーム用組成物であることが好ましい。 In particular, the polyurethane foam composition of the present invention is preferably a flexible polyurethane foam composition that is suitably used as a raw material for a flexible polyurethane foam having an appropriate resilience, elongation and molding.
《ポリイソシアネート》
ポリイソシアネートとしては、ウレタン樹脂の製造に用いられる従来公知のものを用いることができ、イソシアネート基を1分子中に2個以上有する、芳香族系、脂肪族系または脂環族系イソシアネートなどが挙げられる。
<Polyisocyanate>
As the polyisocyanate, conventionally known ones used in the production of urethane resins can be used, and examples thereof include aromatic, aliphatic or alicyclic isocyanates having two or more isocyanate groups in one molecule. It is done.
芳香族系イソシアネートとしては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、これらトリレンジイソシアネートの異性体混合物(例えば、2,4体:2,6体=80:20(質量比)の混合物(TDI−80/20)、2,4体:2,6体=65:35(質量比)の混合物(TDI−65/35))、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)、2,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’‐MDI)、2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,2’−MDI)、ジフェニルメタンジイソシアネートの任意の異性体混合物(MDI)、ポリメリックMDI、トルイレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of aromatic isocyanates include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and isomer mixtures of these tolylene diisocyanates (for example, 2,4: 2,6 = 80: 20 (mass ratio). ) Mixture (TDI-80 / 20), 2,4: 2,6 = 65: 35 (mass ratio) mixture (TDI-65 / 35)), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (4,4 '-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI), 2,2'-diphenylmethane diisocyanate (2,2'-MDI), any isomeric mixture of diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymeric MDI, toluylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, naphtha Such as emissions diisocyanate, and the like.
脂肪族系イソシアネートとしては、エチレンジイソシアネート、1,4−ブタンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどが挙げられる。 Aliphatic isocyanates include ethylene diisocyanate, 1,4-butane diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexane diisocyanate, lysine diisocyanate, and the like. Can be mentioned.
脂環族系イソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキシレンジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the alicyclic isocyanate include isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, methylcyclohexylene diisocyanate, and the like.
さらに、上記ポリイソシアネートのウレタン変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、カルボジイミド変性体、イソシアヌレート変性体などの変性イソシアネートを挙げることもできる。 Furthermore, modified isocyanates such as urethane-modified products, biuret-modified products, allophanate-modified products, carbodiimide-modified products, and isocyanurate-modified products of the above polyisocyanates can also be used.
これらのポリイソシアネートは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリウレタンフォームを得る際に用いるポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート(TDI)および/またはジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を用いることが好ましい。
These polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
It is preferable to use tolylene diisocyanate (TDI) and / or diphenylmethane diisocyanate (MDI) as the polyisocyanate used for obtaining the polyurethane foam.
TDIとしては、異性体を単独で、または混合物として使用することができる。すなわち、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)100%品、トリレンジイソシアネートの異性体混合物(例えば、2,4体:2,6体=80:20(質量比)の混合物(TDI−80/20)、2,4体:2,6体=65:35(質量比)の混合物(TDI−65/35))、およびこれらの混合物、さらに、多官能性のタールを含有する粗TDI(たとえば、三井化学ポリウレタン(株)製TDI−TRC)も使用できる。 As TDI, isomers can be used alone or as a mixture. That is, 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI) 100% product, isomer mixture of tolylene diisocyanate (for example, a mixture of 2,4: 2,6 = 80: 20 (mass ratio)) TDI-80 / 20), 2,4: 2,6 = 65: 35 (mass ratio) mixture (TDI-65 / 35)), and mixtures thereof, and further contains a multifunctional tar Crude TDI (for example, TDI-TRC manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.) can also be used.
MDIとしては、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)を主成分とするもの、3核体以上の多核体を含有するポリメリックMDI(たとえば、三井化学ポリウレタン(株)製コスモネートシリーズ)が好適に使用できる。 MDI includes 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (4,4′-MDI) as a main component, and polymeric MDI containing trinuclear or higher polynuclear (for example, Cosmonate manufactured by Mitsui Chemical Polyurethane Co., Ltd.) Series) can be suitably used.
また、ポリイソシアネートとしては、TDIとポリメリックMDIの混合物(たとえば、三井化学ポリウレタン(株)製コスモネートTM−20)なども好適に使用できる。
また、ポリイソシアネートとして、ヌレート変性ポリイソシアネート、カルボジイミド変性ポリイソシアネート、プレポリマー変性ポリイソシアネート(ポリイソシアネートと上記ポリオールとから得られる、イソシアネート基を分子末端に有するプレポリマー)、ウレトジオン変性ポリイソシアネート等の変性ポリイソシアネートを用いることもできる。
Moreover, as a polyisocyanate, the mixture (For example, Cosmonate TM-20 by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.) etc. can be used conveniently.
Also, polyisocyanates such as nurate-modified polyisocyanate, carbodiimide-modified polyisocyanate, prepolymer-modified polyisocyanate (a prepolymer having an isocyanate group at the molecular end obtained from polyisocyanate and the above-mentioned polyol), uretdione-modified polyisocyanate, etc. Polyisocyanate can also be used.
これらのポリイソシアネートは、1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
非発泡型のポリウレタン樹脂を得る際に用いるポリイソシアネートとしては、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下「4,4’−MDI」ともいう。)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI:以下「HMDI」ともいう。)、パラフェニレンジイソシアネート(以下「PPDI」ともいう。)、ナフタレンジイソシアネート(以下「NDI」ともいう。)、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下「HDI」ともいう。)、イソホロンジイソシアネート(以下「IPDI」ともいう。)、ノルボルナンジイソシアネート(以下「NBDI」ともいう。)、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、およびこれらのウレタン変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体が好ましく;4,4’−MDI、HMDI、PPDI、NDIなどの有機ジイソシアネート、およびこれらのウレタン変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体が特に好ましい。
These polyisocyanates can be used singly or in combination of two or more.
The polyisocyanate used for obtaining the non-foaming type polyurethane resin is 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter also referred to as “4,4′-MDI”), dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI: hereinafter “HMDI”). ), Paraphenylene diisocyanate (hereinafter also referred to as “PPDI”), naphthalene diisocyanate (hereinafter also referred to as “NDI”), hexamethylene diisocyanate (hereinafter also referred to as “HDI”), isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as “IPDI”). ), Norbornane diisocyanate (hereinafter also referred to as “NBDI”), bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, and urethane-modified, biuret-modified, and allophanate-modified products thereof are preferable; 4,4′-MDI, MDI, PPDI, organic diisocyanates such as NDI, and these urethane modified product, a biuret modified product, an allophanate modified product is particularly preferred.
本発明では、NCOインデックスが、好ましくは0.70〜1.30、より好ましくは0.80〜1.20、さらに好ましくは0.90〜1.10、特に好ましくは0.94〜1.08となるように、上述のポリオール組成物とポリイソシアネートと任意成分とを混合することが望ましい。NCOインデックスが前記範囲であると、クッション材として適度な硬度および機械強度を有し、しかも適度な反発弾性、伸び率および成形性を有するポリウレタンフォームを得ることができる。なお、NCOインデックスとは、ポリイソシアネート中のイソシアネート基の総数を、ポリオールの水酸基、架橋剤などのアミノ基および水などのイソシアネート基と反応する活性水素の総数で除した値を意味する。例えば、イソシアネート基と反応する活性水素数とポリイソシアネート中のイソシアネート基とが化学量論的に等しい場合、そのNCOインデックスは1.0となる。 In the present invention, the NCO index is preferably 0.70 to 1.30, more preferably 0.80 to 1.20, still more preferably 0.90 to 1.10, and particularly preferably 0.94 to 1.08. It is desirable to mix the above-mentioned polyol composition, polyisocyanate, and optional components so that When the NCO index is within the above range, it is possible to obtain a polyurethane foam having a suitable hardness and mechanical strength as a cushioning material and also having a suitable impact resilience, elongation and moldability. The NCO index means a value obtained by dividing the total number of isocyanate groups in the polyisocyanate by the total number of active hydrogens that react with amino groups such as polyol hydroxyl groups, crosslinking agents, and isocyanate groups such as water. For example, when the number of active hydrogens that react with an isocyanate group and the isocyanate group in the polyisocyanate are stoichiometrically equal, the NCO index is 1.0.
《ポリウレタン用組成物、ポリウレタンフォーム用組成物の調製》
本発明のポリウレタン用組成物またはポリウレタンフォーム用組成物は、上記ポリオール組成物と、ポリイソシアネートと、任意成分である他のポリオール、触媒、架橋剤、発泡剤、整泡剤、添加剤などとを、所定の組成比となるよう従来公知の方法により混合して調製される。なお、本発明のポリウレタンフォーム用組成物は、特に軟質ポリウレタンフォームを得るための組成物、すなわち軟質ポリウレタンフォーム用組成物として好適である。
<< Preparation of polyurethane composition and polyurethane foam composition >>
The polyurethane composition or polyurethane foam composition of the present invention comprises the above polyol composition, polyisocyanate, and other optional polyols, catalysts, crosslinking agents, foaming agents, foam stabilizers, additives, and the like. The mixture is prepared by a conventionally known method so as to obtain a predetermined composition ratio. The polyurethane foam composition of the present invention is particularly suitable as a composition for obtaining a flexible polyurethane foam, that is, a flexible polyurethane foam composition.
なお、他のポリオール、触媒、架橋剤、発泡剤、整泡剤、添加剤などは、上記ポリオール組成物に予め配合されている場合もある。このため、これら他の成分を新たに配合する場合には、ポリウレタン用組成物またはポリウレタンフォーム用組成物における、ポリオール全成分に対するこれら他の成分の含有量が、〔ポリオール組成物〕の欄に記載した範囲となるようにすればよい。 Other polyols, catalysts, crosslinking agents, foaming agents, foam stabilizers, additives, and the like may be preliminarily blended with the polyol composition. For this reason, when these other components are newly blended, the content of these other components with respect to all the polyol components in the polyurethane composition or polyurethane foam composition is described in the [Polyol composition] column. The range should be within the range.
〔ポリウレタン(ウレタン樹脂)〕
本発明のポリウレタン(ウレタン樹脂)は、従来公知の製造方法に従って製造することができる。具体的には、上記ポリオール組成物からなるレジンプレミックスを調製した後、このレジンプレミックスとポリイソシアネートと任意成分とを混合してポリウレタン用組成物を得て、該組成物を反応させることによりポリウレタンを得ることができる。
[Polyurethane (urethane resin)]
The polyurethane (urethane resin) of the present invention can be produced according to a conventionally known production method. Specifically, by preparing a resin premix composed of the above polyol composition, this resin premix, polyisocyanate and an optional component are mixed to obtain a composition for polyurethane, and the composition is reacted. A polyurethane can be obtained.
別の方法としては、予めポリオール組成物の一部とポリイソシアネートとを反応させたイソシアネート基末端プレポリマーを製造し、該プレポリマーと残りのポリオール組成物とを反応させることによりポリウレタンを得ることもできる。また、予めポリオール組成物とポリイソシアネートの一部とを反応させたヒドロキシル基末端プレポリマーを製造し、該プレポリマーと残りのポリイソシアネートとを反応させることによりポリウレタンを得ることもできる。 As another method, an isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting a part of a polyol composition with a polyisocyanate in advance is produced, and a polyurethane is obtained by reacting the prepolymer with the remaining polyol composition. it can. Alternatively, a polyurethane can be obtained by producing a hydroxyl group-terminated prepolymer obtained by reacting a polyol composition with a part of a polyisocyanate in advance, and reacting the prepolymer with the remaining polyisocyanate.
このようにして得られたポリウレタンは、カッターやペレタイザーなどを用いて粉砕、細粒化した後、押出機などを用いてペレットなどの所望の形状に成形することもできる。
なお、非発泡型のポリウレタンを製造する際には、ポリオールの加熱減圧脱水処理を充分に行ない、水分量を低下させておくことが好ましい。例えば、ポリオール組成物あるいはポリウレタン用組成物における水分量は、好ましくは0.05質量%以下、より好ましくは0.03質量%以下、特に好ましくは0.02質量%以下である。
The polyurethane thus obtained can be pulverized and refined using a cutter, a pelletizer or the like, and then molded into a desired shape such as a pellet using an extruder or the like.
In the production of non-foaming polyurethane, it is preferable to sufficiently heat and dehydrate the polyol to reduce the water content. For example, the water content in the polyol composition or polyurethane composition is preferably 0.05% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or less, and particularly preferably 0.02% by mass or less.
〔ポリウレタンフォーム〕
本発明のポリウレタンフォームは、従来公知の製造方法に従って製造することができる。具体的には、スラブフォーム法、ホットキュアモールドフォーム法、コールドキュアモールドフォーム法のいずれも採用できる。自動車などの車両用シートパッドを製造する場合は、コールドキュアモールドフォーム法が好ましい。
[Polyurethane foam]
The polyurethane foam of the present invention can be produced according to a conventionally known production method. Specifically, any of a slab foam method, a hot cure mold foam method, and a cold cure mold foam method can be adopted. When manufacturing a vehicle seat pad such as an automobile, the cold cure mold foam method is preferable.
コールドキュアモールドフォーム法によりポリウレタンフォームを製造する方法としては、例えば、上記ポリオール組成物からなるレジンプレミックスを調製した後、このレジンプレミックスとポリイソシアネートと任意成分とを、高圧発泡機または低圧発泡機を用いて、所定のNCOインデックスとなるように混合する。あるいは、所定のNCOインデックスとなるように調製されたポリウレタンフォーム用組成物を、高圧発泡機または低圧発泡機を用いて、混練する。この混合物あるいは混練物を金型に注入して反応および発泡・硬化させて、一定形状のポリウレタンフォームを得ることができる。 As a method for producing a polyurethane foam by the cold cure mold foam method, for example, after preparing a resin premix composed of the above polyol composition, the resin premix, the polyisocyanate and an optional component are mixed with a high pressure foaming machine or a low pressure foaming. Using a machine, mix to achieve a predetermined NCO index. Alternatively, the polyurethane foam composition prepared to have a predetermined NCO index is kneaded using a high-pressure foaming machine or a low-pressure foaming machine. This mixture or kneaded material is poured into a mold and reacted, foamed and cured to obtain a polyurethane foam having a fixed shape.
特に、本発明の軟質ポリウレタンフォーム用組成物を用いることで、適度な反発弾性、伸び率および成形を有する軟質ポリウレタンフォームを得ることができる。
硬化時間は通常は30秒〜30分であり、金型温度は通常は室温から80℃程度であり、硬化温度は室温から150℃程度であることが好ましく、さらに硬化後に、本発明の目的を損なわない範囲で80〜180℃の範囲で硬化物を加熱してもよい。
In particular, by using the composition for a flexible polyurethane foam of the present invention, a flexible polyurethane foam having an appropriate resilience, elongation and molding can be obtained.
The curing time is usually from 30 seconds to 30 minutes, the mold temperature is usually from about room temperature to about 80 ° C., and the curing temperature is preferably from about room temperature to about 150 ° C. You may heat hardened | cured material in the range of 80-180 degreeC in the range which is not impaired.
レジンプレミックスは、通常は高圧発泡機または低圧発泡機でポリイソシアネートと混合されるが、有機錫化合物のように加水分解性を示す化合物を触媒として使用し、かつ発泡剤が水である場合、これらの接触を避けるため、水と有機錫化合物とを異なる経路で発泡機に注入して発泡機の混合ヘッドで混合することが好ましい。使用するレジンプレミックスの粘度は、発泡機での混合性、フォームの成形性などの観点から3000mPa・s以下であることが好ましい。 The resin premix is usually mixed with polyisocyanate in a high-pressure foaming machine or a low-pressure foaming machine, but when a hydrolyzable compound such as an organic tin compound is used as a catalyst and the foaming agent is water, In order to avoid these contacts, it is preferable to inject water and the organotin compound into the foaming machine through different routes and mix them with the mixing head of the foaming machine. The viscosity of the resin premix to be used is preferably 3000 mPa · s or less from the viewpoints of mixing properties in a foaming machine, foam moldability, and the like.
このようにして、相溶性が向上した本発明のポリオール組成物を用いることで、硬度、伸び率、引張強度および引裂強度といった機械的特性に優れたポリウレタンフォームを得ることができる。 Thus, by using the polyol composition of the present invention having improved compatibility, a polyurethane foam excellent in mechanical properties such as hardness, elongation, tensile strength and tear strength can be obtained.
ポリウレタンフォームのこれら機械的特性の好適範囲は、一般的にその用途によって異なるが、本発明のポリウレタンフォーム、特に軟質ポリウレタンフォームは、シートクッションやシートパッドなどのクッション材として好適に使用することができる。特に、本発明の(軟質)ポリウレタンフォームは、高反発弾性が要求される、自動車などの車両用シートクッション、車両用シートバックなどの用途に好ましく用いられる。 The preferred range of these mechanical properties of polyurethane foam generally varies depending on its application, but the polyurethane foam of the present invention, particularly the flexible polyurethane foam, can be suitably used as a cushioning material for seat cushions, seat pads and the like. . In particular, the (soft) polyurethane foam of the present invention is preferably used for applications such as a vehicle seat cushion and a vehicle seat back that require high impact resilience.
例えば、一般的にコア密度が40〜75kg/m3の範囲にある自動車などの車両用シートクッション用途では、適度な硬度範囲は、25%ILDで、好ましくは150〜400N/314cm2、より好ましくは200〜300N/314cm2である。 For example, in a vehicle seat cushion application such as an automobile having a core density generally in the range of 40 to 75 kg / m 3 , the appropriate hardness range is 25% ILD, preferably 150 to 400 N / 314 cm 2 , more preferably. Is 200 to 300 N / 314 cm 2 .
また、本発明のポリウレタンフォームの伸び率は、好ましくは50〜200%、より好ましくは60〜150%であり;引張強度は、好ましくは60〜300kPa、より好ましくは70〜200kPaであり;引裂強度は、好ましくは3.0〜8.0N/cm、より好ましくは4.0〜7.0N/cmである。 The elongation of the polyurethane foam of the present invention is preferably 50 to 200%, more preferably 60 to 150%; the tensile strength is preferably 60 to 300 kPa, more preferably 70 to 200 kPa; Is preferably 3.0 to 8.0 N / cm, more preferably 4.0 to 7.0 N / cm.
なお、これらの物性値は下記実施例に記載の条件下で測定される。 These physical property values are measured under the conditions described in the following examples.
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例中の「部」および「%」は、それぞれ「質量部」および「質量%」を表す。実施例および比較例における分析、測定は下記の方法に従って行った。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples. “Part” and “%” in the examples represent “part by mass” and “% by mass”, respectively. Analysis and measurement in Examples and Comparative Examples were performed according to the following methods.
(1)コア密度(表2中、コア密度を「DCO」と略記する。)
JIS K−6400記載の見掛け密度の測定方法に準拠して測定を実施した。本発明では、ポリウレタンフォームサンプルから表皮を取り去り、直方体フォームサンプルを調製してコア密度を測定した。
(1) Core density (In Table 2, the core density is abbreviated as “D CO ”.)
The measurement was performed in accordance with the apparent density measurement method described in JIS K-6400. In the present invention, the skin was removed from the polyurethane foam sample, a cuboid foam sample was prepared, and the core density was measured.
(2)フォームの硬度(表2中、フォームの硬度を「25%ILD」と略記する。)
JIS K−6400記載のA法に準拠して測定を実施した。ただし、厚さ100mmのポリウレタンフォームについて測定した。
(2) Hardness of foam (In Table 2, the hardness of foam is abbreviated as “25% ILD”.)
Measurement was carried out in accordance with method A described in JIS K-6400. However, measurement was performed on a polyurethane foam having a thickness of 100 mm.
(3)伸び率
JIS K−6400記載の方法により測定を実施した。
(4)引張強度
JIS K−6400(1997)記載の方法により測定を実施した。
(3) Elongation rate Measurement was performed by the method described in JIS K-6400.
(4) Tensile strength Measurement was carried out by the method described in JIS K-6400 (1997).
(5)引裂き強度
JIS K−6400(1997)記載の方法により測定を実施した。
(6)相溶性
実施例、比較例で得られたレジンプレミックスを、試験管に移し、室温が23℃である室内の水平な場所に2週間静置した後の分離状態を肉眼で確認した。分離がまったく確認できない状態を相溶性良好(○)、少しでも分離が確認された場合を相溶性不良(×)と評価した。
(5) Tear strength Measurement was carried out by the method described in JIS K-6400 (1997).
(6) Compatibility The resin premixes obtained in Examples and Comparative Examples were transferred to test tubes, and the separation state after standing for 2 weeks in a horizontal place in a room where the room temperature was 23 ° C. was confirmed with the naked eye. . The state in which separation was not confirmed at all was evaluated as good compatibility (◯), and the case where separation was confirmed even a little was evaluated as poor compatibility (×).
(7)水酸基価(OHV)
JIS K−1557−1記載の方法により測定を実施した。
(8)分子量
相溶化剤の分子量は前記水酸基価を以下の式に代入して求めた。
分子量=56108×(相溶化剤の官能基数)÷(相溶化剤の水酸基価)
なお、実施例、比較例にて用いた相溶化剤の官能基数および水酸基価は、表2に記した。
(7) Hydroxyl value (OHV)
The measurement was carried out by the method described in JIS K-1557-1.
(8) Molecular weight The molecular weight of the compatibilizer was determined by substituting the hydroxyl value into the following formula.
Molecular weight = 56108 × (number of functional groups of compatibilizer) ÷ (hydroxyl value of compatibilizer)
The number of functional groups and hydroxyl value of the compatibilizer used in Examples and Comparative Examples are shown in Table 2.
(9)酸価
JIS K−1557−5記載の方法により測定を実施した。
(10)粘度(mPa・s/25℃)
円錐平板型回転粘度計(E型粘度計)を用い、25℃での粘度を測定した。
(9) Acid value It measured by the method of JISK-1557-5.
(10) Viscosity (mPa · s / 25 ° C)
Using a conical plate type rotational viscometer (E type viscometer), the viscosity at 25 ° C. was measured.
(11)ヒマシ油脂肪酸の純度測定
ヒマシ油脂肪酸の純度は、JIS K1557−1の方法により測定されるヒマシ油脂肪酸の水酸基価A、JIS K1557−5の方法により測定されるヒマシ油脂肪酸の酸価Bの比A/Bにより求めた。
(11) Purity Measurement of Castor Oil Fatty Acid The purity of castor oil fatty acid is determined based on the hydroxyl value A of castor oil fatty acid measured by the method of JIS K1557-1 and the acid value of castor oil fatty acid measured by the method of JIS K1557-5. The ratio B was obtained by the ratio A / B.
(12)植物由来成分含有率
植物由来成分含有率は、ポリウレタンフォーム中に含まれる植物に由来する成分の割合として求めた。一例として、植物から得られた原料を用いて製造されるヒドロキシカルボン酸と、植物に由来する多価アルコールとから得られるポリエステルポリオールを60部、植物から得られる成分を含まないポリエーテルポリオール40部、植物から得られる成分を含まない架橋剤、触媒、整泡剤などの総計が10部、植物から得られる成分を含まないイソシアネート40部を用いて樹脂を調製する場合、その植物由来成分含有率は40%となる。
(12) Plant-derived component content The plant-derived component content was determined as the proportion of components derived from plants contained in the polyurethane foam. As an example, 60 parts of a polyester polyol obtained from a hydroxycarboxylic acid produced using a raw material obtained from a plant and a polyhydric alcohol derived from a plant, 40 parts of a polyether polyol not containing a component obtained from a plant When the resin is prepared using a total of 10 parts of a cross-linking agent, a catalyst, a foam stabilizer, etc. that do not contain components obtained from plants, and 40 parts of isocyanate that does not contain components obtained from plants, the plant-derived component content Is 40%.
<ヒマシ油脂肪酸の精製>
(精製例1)
ヒマシ油を加水分解することにより得られたヒマシ油脂肪酸(伊藤製油(株)製:商品名CO−FA、純度:86%)を、蒸発表面の面積が0.03m2の分子蒸留装置(柴田科学(株)製)を用いて低沸成分である水酸基不含成分を除去し、高純度ヒマシ油脂肪酸を得た。このときの蒸発条件は装入速度200g/h、蒸発表面温度160℃、圧力15Pa、ワイパー回転数300rpmであった。その時得られた高純度ヒマシ油脂肪酸の酸価は180.7mgKOH/g、水酸基価は172.9mgKOH/gであり、これらより求めた高純度ヒマシ油脂肪酸(1)の純度は95.7%であった。なお、高純度ヒマシ油脂肪酸(1)は、リシノレイン酸であることが確認された。
<Purification of castor oil fatty acid>
(Purification Example 1)
A castor oil fatty acid obtained by hydrolyzing castor oil (manufactured by Ito Oil Co., Ltd .: trade name CO-FA, purity: 86%), a molecular distillation apparatus having an evaporation surface area of 0.03 m 2 (Shibata) A high-purity castor oil fatty acid was obtained by removing hydroxyl-free components, which are low boiling components, using Kagaku Co., Ltd.). The evaporation conditions at this time were a charging speed of 200 g / h, an evaporation surface temperature of 160 ° C., a pressure of 15 Pa, and a wiper rotation speed of 300 rpm. The acid value of the high purity castor oil fatty acid obtained at that time was 180.7 mgKOH / g, and the hydroxyl value was 172.9 mgKOH / g. The purity of the high purity castor oil fatty acid (1) determined from these was 95.7%. there were. The high purity castor oil fatty acid (1) was confirmed to be ricinoleic acid.
<ポリエステルポリオールの合成>
〔合成例1〕ポリエステルポリオールA−1
精製例1で得られた高純度ヒマシ油脂肪酸(1)とヒマシ油脂肪酸(伊藤製油(株)製:商品名CO−FA、純度(リシノレイン酸含有量):86%)を純度95.0%になる様にあらかじめ混合した高純度ヒマシ油脂肪酸を1944g、SOR−400(三井化学ポリウレタン(株)製、ソルビトールにプロピレンオキシドを付加したポリオール、水酸基価400mgKOH/g)を78g、PE−450(三井化学ポリウレタン(株)製、ペンタエリスリトールにプロピレンオキシドを付加したポリオール、水酸基価450mgKOH/g)を97g(以上、多価アルコールの平均官能基数:4.6)、温度計・撹拌装置・生成する水を分離させる装置を具備した2Lのガラス製フラスコに仕込み、窒素気流下、180℃で縮合反応を実施した。酸価が10mgKOH/g以下になった時点で触媒としてオルトチタン酸テトラブチル(試薬東京化成(株)製)を0.2g添加し引き続き180℃にて縮合反応を実施し45時間縮合反応を行った。得られたポリエステルポリオールA−1の水酸基価(OHV)は49.0mgKOH/g、平均官能基数(計算値)は4.4、粘度は4300mPa・s/25℃、HLB値は2.622であった。
<Synthesis of polyester polyol>
[Synthesis Example 1] Polyester polyol A-1
Purity 95.0% of high purity castor oil fatty acid (1) and castor oil fatty acid (made by Ito Oil Co., Ltd .: trade name CO-FA, purity (ricinoleic acid content): 86%) obtained in Purification Example 1 1944 g of high-purity castor oil fatty acid mixed in advance so as to be, 78 g of SOR-400 (manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes Co., Ltd., polyol obtained by adding propylene oxide to sorbitol, hydroxyl value 400 mg KOH / g), PE-450 (Mitsui Chemical Polyurethane Co., Ltd., polyol obtained by adding propylene oxide to pentaerythritol, hydroxyl value 450 mgKOH / g) (above, average number of functional groups of polyhydric alcohol: 4.6), thermometer / stirring device / generated water Was charged into a 2 L glass flask equipped with a device for separating the water and subjected to a condensation reaction at 180 ° C. under a nitrogen stream. It was. When the acid value became 10 mgKOH / g or less, 0.2 g of tetrabutyl orthotitanate (reagent made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as a catalyst, and then the condensation reaction was carried out at 180 ° C. to carry out the condensation reaction for 45 hours. . The obtained polyester polyol A-1 had a hydroxyl value (OHV) of 49.0 mgKOH / g, an average functional group number (calculated value) of 4.4, a viscosity of 4300 mPa · s / 25 ° C., and an HLB value of 2.622. It was.
<低モノオールポリオールの合成>
〔合成例2〕:ポリエーテルポリオール(B−1)
グリセリン1モルに対してテトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスフォラニリデンアミノ]ホスフォニウムヒドロキシド0.01モルを加え、100℃で6時間減圧脱水した後、プロピレンオキシドを反応温度80℃、最大反応圧力3.8kg/cm2で付加重合させた。次いで、エチレンオキシドを反応温度100℃、最大反応圧力3.8kg/cm2で付加重合させてポリエーテルポリオール(B−1)を得た。このポリオール(B−1)の総不飽和度は0.025meq/g、水酸基価は24mgKOH/g、末端オキシエチレン基含有率は15質量%、HLB値は5.50であった。
<Synthesis of low monool polyol>
[Synthesis Example 2]: Polyether polyol (B-1)
After adding 0.01 mol of tetrakis [tris (dimethylamino) phosphoranylideneamino] phosphonium hydroxide to 1 mol of glycerin and dehydrating under reduced pressure at 100 ° C. for 6 hours, propylene oxide was reacted at a reaction temperature of 80 ° C. Addition polymerization was performed at a reaction pressure of 3.8 kg / cm 2 . Next, ethylene polyol was subjected to addition polymerization at a reaction temperature of 100 ° C. and a maximum reaction pressure of 3.8 kg / cm 2 to obtain a polyether polyol (B-1). This polyol (B-1) had a total unsaturation of 0.025 meq / g, a hydroxyl value of 24 mgKOH / g, a terminal oxyethylene group content of 15% by mass, and an HLB value of 5.50.
<ポリマーポリオールの合成>
〔合成例3〕:ポリマーポリオール(PB−1)
温度計、攪拌装置、圧力計および送液装置を備えた1リットル容器の耐圧オートクレーブに、合成例2で得られた水酸基価24mgKOH/gのポリエーテルポリオール(B−1)を満液状態になるまで仕込み、攪拌しながら、120℃に昇温した。これに、ポリエーテルポリオール(B−1)、ラジカル重合開始剤、アクリロニトリルおよび分散安定化剤の混合液を連続装入し、反応温度120℃、反応圧力400kPa、滞留時間50分の条件で、アクリロニトリルをグラフト重合させ、排出口より初留を除いた後、連続的に反応液を得た。なお、原料の使用量は以下のとおりである。
ポリエーテルポリオール(B−1):7200g(オートクレーブ仕込み量と混合液中の使用量との合計)
ラジカル重合開始剤:50g
アクリロニトリル:1800g
<Synthesis of polymer polyol>
[Synthesis Example 3]: Polymer polyol (PB-1)
A polyether polyol (B-1) having a hydroxyl value of 24 mgKOH / g obtained in Synthesis Example 2 is fully filled in a pressure-resistant autoclave equipped with a thermometer, a stirrer, a pressure gauge, and a liquid feeding device. The temperature was raised to 120 ° C. while stirring. A mixture of a polyether polyol (B-1), a radical polymerization initiator, acrylonitrile and a dispersion stabilizer was continuously charged into the mixture, and the reaction temperature was 120 ° C., the reaction pressure was 400 kPa, and the residence time was 50 minutes. After the initial polymerization was removed from the outlet, a reaction solution was continuously obtained. In addition, the usage-amount of a raw material is as follows.
Polyether polyol (B-1): 7200 g (total of the amount charged in the autoclave and the amount used in the mixture)
Radical polymerization initiator: 50 g
Acrylonitrile: 1800 g
また、ラジカル重合開始剤は、以下のものを使用した。
ラジカル重合開始剤:2、2’−アゾビス(2−イソブチロニトリル)
得られた反応液を120℃、655Pa以下の条件で3時間の加熱減圧処理を行なって、未反応のアクリロニトリルおよびラジカル重合開始剤の分解物等を除去し、水酸基価19mgKOH/gのポリマーポリオール(PB−1)を得た。このポリマーポリオール(PB−1)のビニルポリマー含量は、20質量%(アクリロニトリルの総使用量が、ポリエーテルポリオール(B−1)、アクリロニトリルの総使用量100質量%に対して20質量%)であった。
Moreover, the following were used for the radical polymerization initiator.
Radical polymerization initiator: 2,2′-azobis (2-isobutyronitrile)
The obtained reaction liquid was subjected to a heating and decompression treatment for 3 hours under the conditions of 120 ° C. and 655 Pa or less to remove unreacted acrylonitrile and a decomposition product of a radical polymerization initiator, and a polymer polyol having a hydroxyl value of 19 mgKOH / g ( PB-1) was obtained. The vinyl polymer content of the polymer polyol (PB-1) is 20% by mass (the total amount of acrylonitrile used is 20% by mass with respect to the total amount of polyether polyol (B-1) and acrylonitrile used of 100% by mass). there were.
〔相溶化剤〕
実施例および比較例で用いた相溶化剤を表1に示す。
[Compatibilizer]
The compatibilizers used in the examples and comparative examples are shown in Table 1.
[実施例1]
ポリエステルポリオール(A−1)58部と、ポリエーテルポリオール(B−1)42部と、相溶化剤1:相溶化剤A2部と、整泡剤2:FV−1013−16(東レ・ダウコーニング(株)社製)0.7部と、水:2.3部と、触媒:R−9000(活材ケミカル(株)製)1.2部、連通化剤:アクトコールEP505S(三井化学ポリウレタン(株)製)2.5部および架橋剤:ジエタノールアミン(日本触媒(株)社製)0.5部とを混合し、レジンプレミックスを調製した(表2参照)。このレジンプレミックスの相溶性に関する評価結果を表2に示す。
[Example 1]
58 parts of polyester polyol (A-1), 42 parts of polyether polyol (B-1), compatibilizer 1: 2 parts of compatibilizer A, foam stabilizer 2: FV-1013-16 (Toray Dow Corning) 0.7 parts, water: 2.3 parts, catalyst: 1.2 parts of R-9000 (manufactured by Active Materials Chemical Co., Ltd.), communication agent: Actol EP505S (Mitsui Chemical Polyurethane) Resin premix was prepared by mixing 2.5 parts of Co., Ltd. and 0.5 parts of a crosslinking agent: diethanolamine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.). Table 2 shows the evaluation results regarding the compatibility of this resin premix.
NCOインデックスが1.00となるよう、上記レジンプレミックスとポリイソシアネート(三井化学ポリウレタン(株)製、商品名コスモネートTM−20)32部とを混合し、直ちに予め60℃に調整した内寸300mm×300mm×100mmの金型へ注入し、蓋を閉めて発泡させた。金型を60℃に保ったまま8分間硬化反応を進めた後、金型より軟質ポリウレタンフォームを取り出し、上記物性(1)〜(5)を測定した。測定結果を表2に示す。 The above resin premix and 32 parts of polyisocyanate (trade name Cosmonate TM-20, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes Co., Ltd.) were mixed so that the NCO index was 1.00, and the internal dimensions were immediately adjusted to 60 ° C. in advance. The mixture was poured into a 300 mm × 300 mm × 100 mm mold, and the lid was closed and foamed. After proceeding the curing reaction for 8 minutes while keeping the mold at 60 ° C., the flexible polyurethane foam was taken out from the mold, and the physical properties (1) to (5) were measured. The measurement results are shown in Table 2.
[実施例2〜4、比較例1〜5]
実施例1において、表2記載の組成でレジンプレミックスを調製したこと以外は実施例1と同様にして、ポリウレタンフォームを製造した。ポリウレタンフォームの上記物性(1)〜(5)の測定結果を表2に示す。
[Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 to 5]
In Example 1, a polyurethane foam was produced in the same manner as in Example 1 except that a resin premix was prepared with the composition shown in Table 2. Table 2 shows the measurement results of the above physical properties (1) to (5) of the polyurethane foam.
架橋剤:アクトコールKL−210(三井化学ポリウレタン(株)製)
整泡剤1:Y−10366(GE東芝シリコーン(株)製)
整泡剤2:FV−1013−16(東レ・ダウコーニング(株)製)
触媒:R−9000(活材ケミカル(株)製)
連通化剤:アクトコールEP505S(三井化学ポリウレタン(株)製)
Cross-linking agent: Actcol KL-210 (Mitsui Chemical Polyurethane Co., Ltd.)
Foam stabilizer 1: Y-10366 (GE Toshiba Silicone Co., Ltd.)
Foam stabilizer 2: FV-1013-16 (manufactured by Dow Corning Toray)
Catalyst: R-9000 (manufactured by Active Material Chemical Co., Ltd.)
Communication agent: Actcol EP505S (manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes)
Claims (13)
前記相溶化剤が、トリメチロールプロパンおよび、トリメチロールプロパンにアルキレンオキシドを付加することにより得られる化合物から選択される少なくとも一種の化合物であり、
前記相溶化剤を、組成物100質量%あたり、0.1〜10質量%含有することを特徴とするポリオール組成物。 A polyol composition containing a polyester polyol, a polyether polyol and a compatibilizer,
The compatibilizer is at least one compound selected from trimethylolpropane and a compound obtained by adding an alkylene oxide to trimethylolpropane;
A polyol composition comprising 0.1 to 10% by mass of the compatibilizer per 100% by mass of the composition.
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