JPH08311183A - エステルポリオールおよびその製造方法 - Google Patents
エステルポリオールおよびその製造方法Info
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- JPH08311183A JPH08311183A JP7118059A JP11805995A JPH08311183A JP H08311183 A JPH08311183 A JP H08311183A JP 7118059 A JP7118059 A JP 7118059A JP 11805995 A JP11805995 A JP 11805995A JP H08311183 A JPH08311183 A JP H08311183A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】硬質ポリウレタンフォーム製造用レジンとして
良好な品質を有し、かつ、その硬質ポリウレタンフォー
ムに良好な物性を与えるエステルポリオールを得る。 【構成】特定のアミン化合物を触媒として、カルボン酸
環状化合物を含む多価活性水素化合物からなる含ヒドロ
キシカルボン酸と、特定量のアルキレンオキシドの付加
反応を80〜120℃、引き続き120〜150℃で行
うことにより得られるエステルポリオール。 【効果】酸価、粘度、アルキレンオキシドの付加量をコ
ントロールした硬質ポリウレタンフォーム製造用エステ
ルポリオールとして、品質が優れる。
良好な品質を有し、かつ、その硬質ポリウレタンフォー
ムに良好な物性を与えるエステルポリオールを得る。 【構成】特定のアミン化合物を触媒として、カルボン酸
環状化合物を含む多価活性水素化合物からなる含ヒドロ
キシカルボン酸と、特定量のアルキレンオキシドの付加
反応を80〜120℃、引き続き120〜150℃で行
うことにより得られるエステルポリオール。 【効果】酸価、粘度、アルキレンオキシドの付加量をコ
ントロールした硬質ポリウレタンフォーム製造用エステ
ルポリオールとして、品質が優れる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリウレタン用エステル
ポリオールおよびその製造方法に関する。詳しくは、カ
ルボン酸環状無水物と多価活性水素化合物からなる含ヒ
ドロキシカルボン酸とアルキレンオキシドから得られる
ポリウレタン用エステルポリオールに関する。
ポリオールおよびその製造方法に関する。詳しくは、カ
ルボン酸環状無水物と多価活性水素化合物からなる含ヒ
ドロキシカルボン酸とアルキレンオキシドから得られる
ポリウレタン用エステルポリオールに関する。
【0002】
【従来の技術】世界的なフロン規制の最中、シクロペン
タンに代表されるフロンに替わる発泡剤を用いた硬質ポ
リウレタンフォームの製造に際して、従来のポリエーテ
ルポリオールでは硬質ポリウレタンフォームに求められ
る熱伝導率、強度等の物性を保持することは困難である
ことから、近年、レジン成分としてのエステルポリオー
ルが注目を集めている。
タンに代表されるフロンに替わる発泡剤を用いた硬質ポ
リウレタンフォームの製造に際して、従来のポリエーテ
ルポリオールでは硬質ポリウレタンフォームに求められ
る熱伝導率、強度等の物性を保持することは困難である
ことから、近年、レジン成分としてのエステルポリオー
ルが注目を集めている。
【0003】エステルポリオールは、硬質ウレタンフォ
ームを製造する際レジン成分として通常汎用されている
ポリエーテルポリオール同様、300〜800mgKO
H/gの水酸基価が必要であるのみならず、おおよそ未
反応のカルボン酸が残存しないことが必要不可欠であ
る。詳しくは、先に出願されている特願平5−1676
98号報に硬質ポリウレタンフォームを製造する際のエ
ステルポリオール製品中の酸価は5mgKOH/g以下
と記載されており、より低いものが好ましい。つまり、
エステルポリオールに未反応のカルボン酸が多量残存す
る場合、ウレタン製造時にウレタン化触媒の触媒作用を
阻害したり、レジンの貯蔵安定性を低下させる原因にも
なる等の問題が生じるためである。
ームを製造する際レジン成分として通常汎用されている
ポリエーテルポリオール同様、300〜800mgKO
H/gの水酸基価が必要であるのみならず、おおよそ未
反応のカルボン酸が残存しないことが必要不可欠であ
る。詳しくは、先に出願されている特願平5−1676
98号報に硬質ポリウレタンフォームを製造する際のエ
ステルポリオール製品中の酸価は5mgKOH/g以下
と記載されており、より低いものが好ましい。つまり、
エステルポリオールに未反応のカルボン酸が多量残存す
る場合、ウレタン製造時にウレタン化触媒の触媒作用を
阻害したり、レジンの貯蔵安定性を低下させる原因にも
なる等の問題が生じるためである。
【0004】また、エステルポリオールにとって粘度は
重要なファクターである。一般的にエステルポリオール
はポリエーテルポリオールに比べ粘度が高く、いかにポ
リウレタン製品に良好な物性をもたらすものであっても
実際のポリウレタン製造時、高粘度のものは機械成形に
おいてその取り扱いが困難であり、生産性等の問題から
現実的には用いにくいものである。
重要なファクターである。一般的にエステルポリオール
はポリエーテルポリオールに比べ粘度が高く、いかにポ
リウレタン製品に良好な物性をもたらすものであっても
実際のポリウレタン製造時、高粘度のものは機械成形に
おいてその取り扱いが困難であり、生産性等の問題から
現実的には用いにくいものである。
【0005】従来、エステルポリオールの製造法とし
て、特開平3−86735号報に記載されているカルボ
ン酸環状無水物と多価アルコールから得られる含ヒドロ
キシカルボン酸または多価カルボン酸との多価アルコー
ルとの脱水縮合反応によるもの等が知られている。しか
しながら、脱水縮合法によるエステルポリオールの製造
法は、高温、長時間を要し、特に長鎖脂肪族骨格を有す
る多価アルコールを含む場合、低沸点有機化合物を少な
からず副生し、工業的に適しているとは言えない。
て、特開平3−86735号報に記載されているカルボ
ン酸環状無水物と多価アルコールから得られる含ヒドロ
キシカルボン酸または多価カルボン酸との多価アルコー
ルとの脱水縮合反応によるもの等が知られている。しか
しながら、脱水縮合法によるエステルポリオールの製造
法は、高温、長時間を要し、特に長鎖脂肪族骨格を有す
る多価アルコールを含む場合、低沸点有機化合物を少な
からず副生し、工業的に適しているとは言えない。
【0006】一方、カルボン酸とアルキレンオキシドの
付加反応を行う際、公知の事実として触媒が必要であ
り、例えば、文献(表面8−508(1970)、工化
誌61−358、61−1473等)にアルカリ金属水
酸化物や低級アミン等の触媒性能が詳細に検討されてい
る。しかしながら、これら文献にはモノカルボン酸とア
ルキレンオキシドとの反応例しかなく、本発明に関する
エステルポリオールの製造に対する有用性は不明であっ
た。そこで、本発明者らはそれら触媒を用いて硬質ウレ
タンフォーム製造用エステルポリオールの合成を試みた
結果、様々な好ましくない問題点が明らかとなった。
付加反応を行う際、公知の事実として触媒が必要であ
り、例えば、文献(表面8−508(1970)、工化
誌61−358、61−1473等)にアルカリ金属水
酸化物や低級アミン等の触媒性能が詳細に検討されてい
る。しかしながら、これら文献にはモノカルボン酸とア
ルキレンオキシドとの反応例しかなく、本発明に関する
エステルポリオールの製造に対する有用性は不明であっ
た。そこで、本発明者らはそれら触媒を用いて硬質ウレ
タンフォーム製造用エステルポリオールの合成を試みた
結果、様々な好ましくない問題点が明らかとなった。
【0007】例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムに代表されるアルカリ金属水酸化物を使用する方法
は、酸価を低下させるために大過剰のアルキレンオキシ
ドを必要とするため好ましくない。すなわち、特願平5
−167698号報に記載されているように、過剰のア
ルキレンオキシドの付加物を組成物としたエステルポリ
オールはフォームの寸法安定性および圧縮強度を低下す
るため硬質ポリウレタンフォームの製造には好ましくな
いとされているからである。また、通常、アルカリ金属
触媒を製品中から除去する場合、適量の酸と水を必要と
することから、エステル基の加水分解をも引き起こし、
その精製は困難を極めるものとなる。
ムに代表されるアルカリ金属水酸化物を使用する方法
は、酸価を低下させるために大過剰のアルキレンオキシ
ドを必要とするため好ましくない。すなわち、特願平5
−167698号報に記載されているように、過剰のア
ルキレンオキシドの付加物を組成物としたエステルポリ
オールはフォームの寸法安定性および圧縮強度を低下す
るため硬質ポリウレタンフォームの製造には好ましくな
いとされているからである。また、通常、アルカリ金属
触媒を製品中から除去する場合、適量の酸と水を必要と
することから、エステル基の加水分解をも引き起こし、
その精製は困難を極めるものとなる。
【0008】トリエチルアミンに代表される低級アミン
触媒を用いた場合には、製品の色相、臭気等の品質悪
化、ウレタン製造時の反応性へ影響する等の問題が起
き、製品として好ましいとは言えない。特開平63−6
013号報で種々のアルカノールアミン類を触媒とした
方法が知られているが、本発明者等の追試によれば、酸
価を低下させる為のアルキレンオキシドの過剰率が高
く、過剰分を除去しなければならず、工業的に好ましく
ない。また、過剰分をそのまま反応させる場合には、水
酸基価の低下や分子中のエーテル結合の増加をもたらす
ため、硬質ポリウレタンフォームの物性に対して必ずし
も良好な結果を与えるものではない。また、そこで実施
されているエステルポリオールはエチレンオキシド付加
物が主なものであり、粘度は比較的低いもののイソシア
ネートとの相溶性は低いものであるため、安定したポリ
ウレタン製品が得られにくい。また、プロピレンオキシ
ド付加物は必ずしも低粘度とは言えず、近年の硬質ウレ
タンフォーム製造用に求められるレジンとしては、実際
の製造において種々の困難を伴うものである。
触媒を用いた場合には、製品の色相、臭気等の品質悪
化、ウレタン製造時の反応性へ影響する等の問題が起
き、製品として好ましいとは言えない。特開平63−6
013号報で種々のアルカノールアミン類を触媒とした
方法が知られているが、本発明者等の追試によれば、酸
価を低下させる為のアルキレンオキシドの過剰率が高
く、過剰分を除去しなければならず、工業的に好ましく
ない。また、過剰分をそのまま反応させる場合には、水
酸基価の低下や分子中のエーテル結合の増加をもたらす
ため、硬質ポリウレタンフォームの物性に対して必ずし
も良好な結果を与えるものではない。また、そこで実施
されているエステルポリオールはエチレンオキシド付加
物が主なものであり、粘度は比較的低いもののイソシア
ネートとの相溶性は低いものであるため、安定したポリ
ウレタン製品が得られにくい。また、プロピレンオキシ
ド付加物は必ずしも低粘度とは言えず、近年の硬質ウレ
タンフォーム製造用に求められるレジンとしては、実際
の製造において種々の困難を伴うものである。
【0009】また、特開平1−98840号報にポリエ
ーテルポリオールの合成触媒として色相、臭気等の品質
を悪化することなく、精製、濾過工程を必要としない有
用なアミン触媒の記載がある。しかしながら、カルボン
酸に対するアルキレンオキシドの付加に関する記述はな
い。また、本発明者らが概当する触媒を用い、含ヒドロ
キシカルボン酸とアルキレンオキシドの反応を行ったと
ころ、反応温度が120℃以下では酸価の低下が不十分
であり、反応温度が120℃以上では高温による脱水縮
合も同時に起こり酸価は低下するものの製品の色相悪化
や高粘度化が起こり、硬質ポリウレタンフォームを製造
する場合には適し得ない。
ーテルポリオールの合成触媒として色相、臭気等の品質
を悪化することなく、精製、濾過工程を必要としない有
用なアミン触媒の記載がある。しかしながら、カルボン
酸に対するアルキレンオキシドの付加に関する記述はな
い。また、本発明者らが概当する触媒を用い、含ヒドロ
キシカルボン酸とアルキレンオキシドの反応を行ったと
ころ、反応温度が120℃以下では酸価の低下が不十分
であり、反応温度が120℃以上では高温による脱水縮
合も同時に起こり酸価は低下するものの製品の色相悪化
や高粘度化が起こり、硬質ポリウレタンフォームを製造
する場合には適し得ない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的は
エステルポリオールの製造において従来の技術で挙げら
れる上記の如き問題点を解決し、かつ、硬質ポリウレタ
ンフォームに良好な物性を与えるエステルポリオールを
見出すことにある。すなわち、酸価の低下に最小限のア
ルキレンオキシドを用い、ポリウレタン製造時の反応性
にも悪影響を及ぼさない、かつ、硬質ポリウレタンフォ
ームに良好な物性を与え、精製、濾過工程を必要とせ
ず、色相、臭気等品質面においても良好で、低粘度な硬
質ポリウレタン用エステルポリオールを見出すことを目
的とする。
エステルポリオールの製造において従来の技術で挙げら
れる上記の如き問題点を解決し、かつ、硬質ポリウレタ
ンフォームに良好な物性を与えるエステルポリオールを
見出すことにある。すなわち、酸価の低下に最小限のア
ルキレンオキシドを用い、ポリウレタン製造時の反応性
にも悪影響を及ぼさない、かつ、硬質ポリウレタンフォ
ームに良好な物性を与え、精製、濾過工程を必要とせ
ず、色相、臭気等品質面においても良好で、低粘度な硬
質ポリウレタン用エステルポリオールを見出すことを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の如
き問題点を解決したエステルポリオールを見出すべく鋭
意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、カルボン酸環状無水物1モルと多価活性水素化合物
0.5〜2.0モルとの反応により得られる含ヒドロキ
シカルボン酸とアルキレンオキシドとを、含ヒドロキシ
カルボン酸のカルボキシル基1モルあたり1〜2モルの
アルキレンオキシドの割合で、触媒として下記一般式
(I)(化2)で表されるアミン化合物を用い、反応さ
せて得られることを特徴とする水酸基価300〜600
mgKOH/g、酸価5mgKOH/g以下のエステル
ポリオールである。
き問題点を解決したエステルポリオールを見出すべく鋭
意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、カルボン酸環状無水物1モルと多価活性水素化合物
0.5〜2.0モルとの反応により得られる含ヒドロキ
シカルボン酸とアルキレンオキシドとを、含ヒドロキシ
カルボン酸のカルボキシル基1モルあたり1〜2モルの
アルキレンオキシドの割合で、触媒として下記一般式
(I)(化2)で表されるアミン化合物を用い、反応さ
せて得られることを特徴とする水酸基価300〜600
mgKOH/g、酸価5mgKOH/g以下のエステル
ポリオールである。
【0012】
【化2】 (式中、R1は炭素数8〜18のアルキル基あるいはア
ルケニル基を示し、R2及びR3は水素原子あるいは炭素
数1〜8のアルキル基を示す。)
ルケニル基を示し、R2及びR3は水素原子あるいは炭素
数1〜8のアルキル基を示す。)
【0013】さらに、特定の骨格を有するものがより好
ましく、含ヒドロキシカルボン酸としてカルボン酸環状
無水物1モルあたり1,2−ブタンジオールを40モル
%以上含む多価活性水素化合物0.5〜2.0モルの反
応により得られる含ヒドロキシカルボン酸を用い、含ヒ
ドロキシカルボン酸のカルボキシル基1モルあたり1〜
2モルのアルキレンオキシドを反応させて得られるエス
テルポリオールは、より低粘度になることを見出し、本
発明を完成するに至った。
ましく、含ヒドロキシカルボン酸としてカルボン酸環状
無水物1モルあたり1,2−ブタンジオールを40モル
%以上含む多価活性水素化合物0.5〜2.0モルの反
応により得られる含ヒドロキシカルボン酸を用い、含ヒ
ドロキシカルボン酸のカルボキシル基1モルあたり1〜
2モルのアルキレンオキシドを反応させて得られるエス
テルポリオールは、より低粘度になることを見出し、本
発明を完成するに至った。
【0014】本発明のエステルポリオールの製造方法
は、カルボン酸環状無水物1モルあたり多価活性水素化
合物0.5〜2.0モルの反応により得られる含ヒドロ
キシカルボン酸とアルキレンオキシドの反応において、
含ヒドロキシカルボン酸のカルボキシル基1モルあたり
1〜2モルのアルキレンオキシド用い、触媒として前記
一般式(I)で表されるアミン化合物を用い、反応を8
0〜120℃で行い、引き続き、120〜150℃に昇
温して行う方法が好ましいが、特にこれに限定されるも
のではない。
は、カルボン酸環状無水物1モルあたり多価活性水素化
合物0.5〜2.0モルの反応により得られる含ヒドロ
キシカルボン酸とアルキレンオキシドの反応において、
含ヒドロキシカルボン酸のカルボキシル基1モルあたり
1〜2モルのアルキレンオキシド用い、触媒として前記
一般式(I)で表されるアミン化合物を用い、反応を8
0〜120℃で行い、引き続き、120〜150℃に昇
温して行う方法が好ましいが、特にこれに限定されるも
のではない。
【0015】1,2−ブタンジオールは単独でもその他
の多価活性水素化合物と混合して用いてもよいが、その
他活性水素化合物と混合して用いる場合は1,2−ブタ
ンジオールが1,2−ブタンジオールを含めた全多価活
性水素化合物に対して40モル%以上であることが特に
好ましく、1,2ーブタンジオールが40モル%未満で
は粘度の低下に効果が薄い。
の多価活性水素化合物と混合して用いてもよいが、その
他活性水素化合物と混合して用いる場合は1,2−ブタ
ンジオールが1,2−ブタンジオールを含めた全多価活
性水素化合物に対して40モル%以上であることが特に
好ましく、1,2ーブタンジオールが40モル%未満で
は粘度の低下に効果が薄い。
【0016】多価活性水素化合物には、1,2−ブタン
ジオール以外のものとして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
ジオール等のジオール類、グリセリン、トリメチロール
エタン、トリメチロールプロパン等のトリオール類、ペ
ンタエリスリトール、ジグリセリン等のテトロール類、
ソルビトール等のヘキトール類等に代表される脂肪族ポ
リヒドロキシ化合物、あるいはブドウ糖、乳糖、麦芽
糖、蔗糖、澱粉等炭水化物、ビスフェノールA、フェノ
ールとホルムアルデヒドとの縮合物で代表される芳香族
ヒドロキシ化合物、エタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミ
ン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノール
アミン等に代表されるアルカノールアミンも含まれる。
前に示した如き多価活性水素化合物にアルキレンオキシ
ドを付加した化合物も、また、多価活性水素化合物とし
て使用出来る。これらの多価活性水素化合物は単独、ま
た2種以上混合して使用することが出来、混合比はいか
なる範囲でも使用出来る。
ジオール以外のものとして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
ジオール等のジオール類、グリセリン、トリメチロール
エタン、トリメチロールプロパン等のトリオール類、ペ
ンタエリスリトール、ジグリセリン等のテトロール類、
ソルビトール等のヘキトール類等に代表される脂肪族ポ
リヒドロキシ化合物、あるいはブドウ糖、乳糖、麦芽
糖、蔗糖、澱粉等炭水化物、ビスフェノールA、フェノ
ールとホルムアルデヒドとの縮合物で代表される芳香族
ヒドロキシ化合物、エタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミ
ン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノール
アミン等に代表されるアルカノールアミンも含まれる。
前に示した如き多価活性水素化合物にアルキレンオキシ
ドを付加した化合物も、また、多価活性水素化合物とし
て使用出来る。これらの多価活性水素化合物は単独、ま
た2種以上混合して使用することが出来、混合比はいか
なる範囲でも使用出来る。
【0017】本発明に使用される多価カルボン酸環状無
水物には、無水フタル酸、無水コハク酸、無水グルタル
酸、無水マレイン酸、テトラクロロ無水フタル酸、ピロ
メリット酸2無水物、トリメリット酸無水物、ノルボル
ネンジカルボン酸無水物等が用いられる。これらの多価
カルボン酸環状無水物は単独、または、2種以上混合し
て使用することが出来、混合比はいかなる範囲でも使用
出来る。
水物には、無水フタル酸、無水コハク酸、無水グルタル
酸、無水マレイン酸、テトラクロロ無水フタル酸、ピロ
メリット酸2無水物、トリメリット酸無水物、ノルボル
ネンジカルボン酸無水物等が用いられる。これらの多価
カルボン酸環状無水物は単独、または、2種以上混合し
て使用することが出来、混合比はいかなる範囲でも使用
出来る。
【0018】含ヒドロキシカルボン酸は、多価カルボン
酸環状無水物1モルあたり多価活性水素化合物0.5〜
2.0モルの反応により得ることが好ましい。多価活性
水素化合物が0.5モル以下ではアルキレンオキシドの
付加後の製品の粘度が高くなり、2.0モル以上ではエ
ステル濃度が低下し、エステルポリオールとしての性能
が発現しないためいずれも好ましくない。含ヒドロキシ
カルボン酸を得る際、触媒の有無は特に限定されない。
酸環状無水物1モルあたり多価活性水素化合物0.5〜
2.0モルの反応により得ることが好ましい。多価活性
水素化合物が0.5モル以下ではアルキレンオキシドの
付加後の製品の粘度が高くなり、2.0モル以上ではエ
ステル濃度が低下し、エステルポリオールとしての性能
が発現しないためいずれも好ましくない。含ヒドロキシ
カルボン酸を得る際、触媒の有無は特に限定されない。
【0019】また、触媒として用いる化合物は後にアル
キレンオキシドを付加する際に用いる触媒と同じものを
用いることが好ましいが特に限定されるものではなく、
異なる触媒を用いても構わない。また、この時、反応温
度は50〜150℃で行うことが好ましいが特に限定さ
れない。含ヒドロキシカルボン酸は多価活性水素化合物
とモノおよび/またはジアルカノールアミンを任意の混
合比で用いた場合に得られるアミド基を含有したもので
あっても構わない。
キレンオキシドを付加する際に用いる触媒と同じものを
用いることが好ましいが特に限定されるものではなく、
異なる触媒を用いても構わない。また、この時、反応温
度は50〜150℃で行うことが好ましいが特に限定さ
れない。含ヒドロキシカルボン酸は多価活性水素化合物
とモノおよび/またはジアルカノールアミンを任意の混
合比で用いた場合に得られるアミド基を含有したもので
あっても構わない。
【0020】含ヒドロキシカルボン酸とアルキレンオキ
シドを反応させる際、触媒として使用するアミン化合物
は、ジメチルオクチルアミン、トリオクチルアミン、ジ
メチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチ
ルスチリルアミン、ジメチルパルメチルアミン、ジメチ
ルオレイルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチ
ルリノレイックアミン、ジメチルリノレニックアミン等
が好ましいがこれらに限定されるものではない。触媒の
使用量は特に制限は無いが、反応終了後の製品生成量に
対して、0.01〜5.0重量%、好ましくは0.1〜
1.0重量%の量を使用する。
シドを反応させる際、触媒として使用するアミン化合物
は、ジメチルオクチルアミン、トリオクチルアミン、ジ
メチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチ
ルスチリルアミン、ジメチルパルメチルアミン、ジメチ
ルオレイルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチ
ルリノレイックアミン、ジメチルリノレニックアミン等
が好ましいがこれらに限定されるものではない。触媒の
使用量は特に制限は無いが、反応終了後の製品生成量に
対して、0.01〜5.0重量%、好ましくは0.1〜
1.0重量%の量を使用する。
【0021】アルキレンオキシドには、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレン
オキシド等が含まれ、それぞれ単独あるいは2種以上を
混合して使用することができる。アルキレンオキシドの
付加モル数はカルボン酸1モルに対して1〜2モルであ
ることが好ましい。1モル以下では酸価が低下せず、2
モル以上では硬質ポリウレタンフォームの強度を低下さ
せる要因となるため好ましくない。
ド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレン
オキシド等が含まれ、それぞれ単独あるいは2種以上を
混合して使用することができる。アルキレンオキシドの
付加モル数はカルボン酸1モルに対して1〜2モルであ
ることが好ましい。1モル以下では酸価が低下せず、2
モル以上では硬質ポリウレタンフォームの強度を低下さ
せる要因となるため好ましくない。
【0022】反応温度は特に限定されないが、80〜1
50℃で行うことが好ましく、さらに好ましくは80〜
120℃、120〜150℃の2段階の反応温度で行う
ことが好ましい。80〜120℃の間では主にカルボキ
シル基とアルキレンオキシドの付加反応を行う為、12
0℃以上では反応系内のカルボン酸と水酸基の縮合反応
により高分子量化が過剰に引き起こされ、最終生成物の
粘度が増大するため好ましくない。80℃以下では反応
の進行が極めて遅く、工業的に適さない。また、反応時
の圧力は特に限定されないが、10kg/cm2以下が
好ましい。
50℃で行うことが好ましく、さらに好ましくは80〜
120℃、120〜150℃の2段階の反応温度で行う
ことが好ましい。80〜120℃の間では主にカルボキ
シル基とアルキレンオキシドの付加反応を行う為、12
0℃以上では反応系内のカルボン酸と水酸基の縮合反応
により高分子量化が過剰に引き起こされ、最終生成物の
粘度が増大するため好ましくない。80℃以下では反応
の進行が極めて遅く、工業的に適さない。また、反応時
の圧力は特に限定されないが、10kg/cm2以下が
好ましい。
【0023】反応時間も特に限定されないが、反応機内
圧の低下が0.01〜0.2kg/cm2/30min
になる程度の反応時間が好ましい。引き続き120〜1
50℃に昇温することにより、残存するカルボン酸と反
応系内に存在する水酸基の縮合反応、かつ、縮合反応に
より副生する水とアルキレンオキシドの付加反応を主と
して行う。このとき120℃以下では、縮合反応が極め
て遅いため酸価の低下に長時間を要し、工業的に適さな
い。また、150℃以上では、粘度の増大や色相を悪化
するため好ましくない。
圧の低下が0.01〜0.2kg/cm2/30min
になる程度の反応時間が好ましい。引き続き120〜1
50℃に昇温することにより、残存するカルボン酸と反
応系内に存在する水酸基の縮合反応、かつ、縮合反応に
より副生する水とアルキレンオキシドの付加反応を主と
して行う。このとき120℃以下では、縮合反応が極め
て遅いため酸価の低下に長時間を要し、工業的に適さな
い。また、150℃以上では、粘度の増大や色相を悪化
するため好ましくない。
【0024】得られるエステルポリオールの水酸基価は
硬質ポリウレタン製造に際して300〜600mgKO
H/gが好ましい。酸価は、ウレタン製造時の反応性へ
の影響を考慮して5mgKOH/g以下が好ましいが、
更には、1mgKOH/g以下が好ましい。粘度は50
000cps/25℃以下が好ましい。
硬質ポリウレタン製造に際して300〜600mgKO
H/gが好ましい。酸価は、ウレタン製造時の反応性へ
の影響を考慮して5mgKOH/g以下が好ましいが、
更には、1mgKOH/g以下が好ましい。粘度は50
000cps/25℃以下が好ましい。
【0025】
【実施例】以下に、本発明を実施例を挙げて、さらに具
体的に説明する。
体的に説明する。
【0026】実施例1 6.689kgの無水フタル酸、2.081kgの1,
2−ブタンジオール、2.034kgのグリセリン、及
び、67.5gのジメチルパルミチルアミンを内容積3
0lの反応機に装入した。反応機を乾燥窒素で置換し3
kg/cm2Gまで加圧して昇温し、100℃で1時間
反応させた後、反応機内を常圧にし、100℃に設定
し、反応機の内圧が4.0kg/cm2G以下に保たれ
るように4.194kgのプロピレンオキシドを添加し
た。その後、反応機の内圧低下が0.05kg/cm2
/30minになるまで5時間攪拌し、120℃に昇温
した。その後、内圧の低下が認められなくなるまで5時
間攪拌した。反応終了後、残存するプロピレンオキシド
を減圧により除去し、内温を80℃に冷却して内容物を
取り出した。得られた製品は14.503kgで薄黄色
の透明液体であり、酸価は残存せず、ヒドロキシル価は
412mgKOH/g、粘度は35000cps/25
℃であった。
2−ブタンジオール、2.034kgのグリセリン、及
び、67.5gのジメチルパルミチルアミンを内容積3
0lの反応機に装入した。反応機を乾燥窒素で置換し3
kg/cm2Gまで加圧して昇温し、100℃で1時間
反応させた後、反応機内を常圧にし、100℃に設定
し、反応機の内圧が4.0kg/cm2G以下に保たれ
るように4.194kgのプロピレンオキシドを添加し
た。その後、反応機の内圧低下が0.05kg/cm2
/30minになるまで5時間攪拌し、120℃に昇温
した。その後、内圧の低下が認められなくなるまで5時
間攪拌した。反応終了後、残存するプロピレンオキシド
を減圧により除去し、内温を80℃に冷却して内容物を
取り出した。得られた製品は14.503kgで薄黄色
の透明液体であり、酸価は残存せず、ヒドロキシル価は
412mgKOH/g、粘度は35000cps/25
℃であった。
【0027】実施例2〜7 表1に示す組成および触媒で本発明のエステルポリオー
ルの製造を行った。組成は用いた原料を示し、()内は
それぞれのモル比を表す。触媒はすべて得られる製品に
対して0.45wt%にあたる量を使用した。用いた原
料および触媒以外は実施例1と同様の操作を行った。た
だし、実施例5、6においては反応機内を2kg/cm
2Gの窒素加圧下で、エチレンオキシドの反応を行っ
た。結果を表1に示す。得られた製品はすべて酸価が0
であり、粘度も50000cps以下と比較的低粘度で
あった。また、色相、臭気とも良好であり、本発明のエ
ステルポリオールは実際のポリウレタン製造の際、有用
なものである。
ルの製造を行った。組成は用いた原料を示し、()内は
それぞれのモル比を表す。触媒はすべて得られる製品に
対して0.45wt%にあたる量を使用した。用いた原
料および触媒以外は実施例1と同様の操作を行った。た
だし、実施例5、6においては反応機内を2kg/cm
2Gの窒素加圧下で、エチレンオキシドの反応を行っ
た。結果を表1に示す。得られた製品はすべて酸価が0
であり、粘度も50000cps以下と比較的低粘度で
あった。また、色相、臭気とも良好であり、本発明のエ
ステルポリオールは実際のポリウレタン製造の際、有用
なものである。
【0028】比較例1〜3 表2に記した比較例1〜3においてアルカノールアミン
を触媒として用い、実施例1と同様な開始剤で同様な操
作を行い、アルキレンオキシドの付加モル数を検討した
ところ、実施例1と同量のプロピレンオキシドでは酸価
が低下しなかった。酸価を1以下にする為にはカルボン
酸1モルに対して、2.2モルのアルキレンオキシドが
必要であり、水酸基価の低下やエーテル結合の増加を避
けることができない。
を触媒として用い、実施例1と同様な開始剤で同様な操
作を行い、アルキレンオキシドの付加モル数を検討した
ところ、実施例1と同量のプロピレンオキシドでは酸価
が低下しなかった。酸価を1以下にする為にはカルボン
酸1モルに対して、2.2モルのアルキレンオキシドが
必要であり、水酸基価の低下やエーテル結合の増加を避
けることができない。
【0029】比較例4〜6 表2に記した比較例4〜6において、実施例1と同様の
組成および同様の操作で各種触媒の検討を行った。比較
例4では水酸化カリウムを触媒として用いたところ、酸
価81.7mgKOH/gとアルキレンオキシドのカル
ボン酸への付加は不十分であった。比較例5および6で
は、製品の着色が著しく、また、アミン臭が強く、実際
に硬質ポリウレタンフォーム製造に使用するには堪え難
いものである。
組成および同様の操作で各種触媒の検討を行った。比較
例4では水酸化カリウムを触媒として用いたところ、酸
価81.7mgKOH/gとアルキレンオキシドのカル
ボン酸への付加は不十分であった。比較例5および6で
は、製品の着色が著しく、また、アミン臭が強く、実際
に硬質ポリウレタンフォーム製造に使用するには堪え難
いものである。
【0030】比較例7、8 実施例1と同様の組成および同様の操作で反応温度の検
討を行った。比較例7で反応終了まで100℃で行った
ところ、製品に酸価が少なからず残るものであった。ま
た、比較例8で反応終了まで130℃で行ったところ製
品の粘度が高くなった。このことから、実施例で具体的
に示されるような触媒と反応温度範囲は、本発明のエス
テルポリオールを製造する上で有効なものであることが
わかる。実施例1および比較例1〜8の結果を表2に示
す。
討を行った。比較例7で反応終了まで100℃で行った
ところ、製品に酸価が少なからず残るものであった。ま
た、比較例8で反応終了まで130℃で行ったところ製
品の粘度が高くなった。このことから、実施例で具体的
に示されるような触媒と反応温度範囲は、本発明のエス
テルポリオールを製造する上で有効なものであることが
わかる。実施例1および比較例1〜8の結果を表2に示
す。
【0031】参考例 実施例1で得られたエステルポリオールについて硬質ポ
リウレタンフォームを製造し、物性試験を行った。上記
エステルポリオール100gにシリコーン整泡剤L−5
420(日本ユニカー社品)1.0g、フレオン11
(三井デュポンフロロケミカル社品)17.5g、テト
ラメチルヘキサメチレンジアミン2.3g、純水0.5
gを加え、よく混合してレジン液とした後、ジフェニル
メタンジイソシアネート(NCO含有率30.8%)を
レジン液の活性水素と反応する量を標準にして1.05
倍量加え、激しくかき混ぜて縦25cm×横25cm×
高さ18cmのダンボール製造箱に注入した。
リウレタンフォームを製造し、物性試験を行った。上記
エステルポリオール100gにシリコーン整泡剤L−5
420(日本ユニカー社品)1.0g、フレオン11
(三井デュポンフロロケミカル社品)17.5g、テト
ラメチルヘキサメチレンジアミン2.3g、純水0.5
gを加え、よく混合してレジン液とした後、ジフェニル
メタンジイソシアネート(NCO含有率30.8%)を
レジン液の活性水素と反応する量を標準にして1.05
倍量加え、激しくかき混ぜて縦25cm×横25cm×
高さ18cmのダンボール製造箱に注入した。
【0032】発泡による立ち上がりの時間(イニシエー
ションタイム)、フォームの表面の粘り気の無くなる時
間(タックフリータイム)を測定した後、室温で24時
間熟成後、得られた硬質ポリウレタンフォームの物性試
験を行った。物性試験方法は次のとおりである。 (1)比重;ASTM D−1622 59Tによる。 (2)圧縮強さ;ASTM D−1621 59Tによ
る。 (3)寸法安定性;100×100×100mmのフォ
ームを表3に記載の条件で放置し、放置前の長さに対す
る放置後の長さの変化率を求めた。
ションタイム)、フォームの表面の粘り気の無くなる時
間(タックフリータイム)を測定した後、室温で24時
間熟成後、得られた硬質ポリウレタンフォームの物性試
験を行った。物性試験方法は次のとおりである。 (1)比重;ASTM D−1622 59Tによる。 (2)圧縮強さ;ASTM D−1621 59Tによ
る。 (3)寸法安定性;100×100×100mmのフォ
ームを表3に記載の条件で放置し、放置前の長さに対す
る放置後の長さの変化率を求めた。
【0033】フォーム物性を表3に示した。表3に比較
の為、比較例7の100℃の反応で酸価が9.3mgK
OH/gであるもの、比較例8の130℃の反応で粘度
が75000cps/25℃であるものを用いた発泡特
性、フォーム物性を併記した。
の為、比較例7の100℃の反応で酸価が9.3mgK
OH/gであるもの、比較例8の130℃の反応で粘度
が75000cps/25℃であるものを用いた発泡特
性、フォーム物性を併記した。
【0034】表3から本発明のエステルポリオールの発
泡特性は良好であった。比較例7では反応性が低く、発
泡途中でイソシアネートとレジン相の分離が起った。比
較例8においては混合性が不良で混合時の操作が困難で
あった。
泡特性は良好であった。比較例7では反応性が低く、発
泡途中でイソシアネートとレジン相の分離が起った。比
較例8においては混合性が不良で混合時の操作が困難で
あった。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】
【発明の効果】本発明のエステルポリオールは、含ヒド
ロキシカルボン酸へのアルキレンオキシドの付加と縮合
の2段階で反応を行うことにより、最小限のアルキレン
オキシドを用い、酸価低下と低粘度化を両立して得られ
るものであり、色相、臭気等品質良好で、特に、1,2
−ブタンジオールを骨格に含むことで、より低粘度であ
ることに特徴があり、ポリウレタンフォーム製造原料と
して優れた品質を有している。
ロキシカルボン酸へのアルキレンオキシドの付加と縮合
の2段階で反応を行うことにより、最小限のアルキレン
オキシドを用い、酸価低下と低粘度化を両立して得られ
るものであり、色相、臭気等品質良好で、特に、1,2
−ブタンジオールを骨格に含むことで、より低粘度であ
ることに特徴があり、ポリウレタンフォーム製造原料と
して優れた品質を有している。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年7月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】また、特開平3−47832号公報にポリ
エーテルポリオールの合成触媒として色相、臭気等の品
質を悪化することなく、精製、濾過工程を必要としない
有用なアミン触媒の記載がある。しかしながら、カルボ
ン酸に対するアルキレンオキシドの付加に関する記述は
ない。また、本発明者らが概当する触媒を用い、含ヒド
ロキシカルボン酸とアルキレンオキシドの反応を行った
ところ、反応温度が120℃以下では酸価の低下が不十
分であり、反応温度が120℃以上では高温による脱水
縮合も同時に起こり酸価は低下するものの製品の色相悪
化や高粘度化が起こり、硬質ポリウレタンフォームを製
造する場合には適し得ない。 ─────────────────────────────────────────────────────
エーテルポリオールの合成触媒として色相、臭気等の品
質を悪化することなく、精製、濾過工程を必要としない
有用なアミン触媒の記載がある。しかしながら、カルボ
ン酸に対するアルキレンオキシドの付加に関する記述は
ない。また、本発明者らが概当する触媒を用い、含ヒド
ロキシカルボン酸とアルキレンオキシドの反応を行った
ところ、反応温度が120℃以下では酸価の低下が不十
分であり、反応温度が120℃以上では高温による脱水
縮合も同時に起こり酸価は低下するものの製品の色相悪
化や高粘度化が起こり、硬質ポリウレタンフォームを製
造する場合には適し得ない。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年8月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 101:00) (72)発明者 高柳 弘 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内
Claims (4)
- 【請求項1】カルボン酸環状無水物1モルと多価活性水
素化合物0.5〜2.0モルとの反応により得られる含
ヒドロキシカルボン酸とアルキレンオキシドとを、含ヒ
ドロキシカルボン酸のカルボキシル基1モルあたり1〜
2モルのアルキレンオキシドの割合で、触媒として下記
一般式(I)(化1)で表されるアミン化合物を用い、
反応させて得られることを特徴とする水酸基価300〜
600mgKOH/g、酸価5mgKOH/g以下のエ
ステルポリオール。 【化1】 (式中、R1は炭素数8〜18のアルキル基あるいはア
ルケニル基を示し、R2及びR3は水素原子あるいは炭素
数1〜8のアルキル基を示す。) - 【請求項2】含ヒドロキシカルボン酸として、カルボン
酸環状無水物1モルと1,2−ブタンジオールを40モ
ル%以上含む多価活性水素化合物0.5〜2.0モルと
の反応により得られる含ヒドロキシカルボン酸を用いる
ことを特徴とする請求項1記載のエステルポリオール。 - 【請求項3】含ヒドロキシカルボン酸とアルキレンオキ
シドとの反応によりエステルポリオールを製造する方法
において、含ヒドロキシカルボン酸のカルボキシル基1
モルあたり1〜2モルのアルキレンオキシド用い、触媒
として前記一般式(I)(化1)で表されるアミン化合
物を用い、反応を80〜120℃で行い、引き続き、1
20〜150℃に昇温して行うことを特徴とする請求項
1記載のエステルポリオールの製造方法。 - 【請求項4】含ヒドロキシカルボン酸として、カルボン
酸環状無水物1モルと1,2−ブタンジオールを40モ
ル%以上含む多価活性水素化合物0.5〜2.0モルと
の反応により得られる含ヒドロキシカルボン酸を用いる
ことを特徴とする請求項3記載のエステルポリオールの
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7118059A JPH08311183A (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | エステルポリオールおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7118059A JPH08311183A (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | エステルポリオールおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08311183A true JPH08311183A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=14727005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7118059A Pending JPH08311183A (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | エステルポリオールおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08311183A (ja) |
Cited By (16)
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---|---|---|---|---|
JPWO2004037890A1 (ja) * | 2002-10-28 | 2006-02-23 | 川崎化成工業株式会社 | ポリエステルポリオール、それを用いたポリウレタン及び硬質ポリウレタンフォーム |
WO2011105028A1 (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | 三洋化成工業株式会社 | ポリウレタンフォーム製造用強度向上剤 |
WO2011132424A1 (ja) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | 三洋化成工業株式会社 | ポリウレタン製造用ポリオール及びこれを用いたポリウレタンの製造方法 |
JP2012107193A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-06-07 | Sanyo Chem Ind Ltd | 軟質ポリウレタンフォームの製造方法 |
JP2012224753A (ja) * | 2011-04-20 | 2012-11-15 | Kawasaki Kasei Chem Ltd | ポリウレタンフォームの製造方法 |
JP2013018843A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Sanyo Chem Ind Ltd | 半硬質ポリウレタンフォームの製造方法 |
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JP2013036031A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-02-21 | Sanyo Chem Ind Ltd | ポリウレタンフォーム製造用強度向上剤 |
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CN103649153A (zh) * | 2011-07-08 | 2014-03-19 | 三洋化成工业株式会社 | 透湿防水材料用聚氨酯树脂和聚氨酯树脂组合物 |
-
1995
- 1995-05-17 JP JP7118059A patent/JPH08311183A/ja active Pending
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CN103154067B (zh) * | 2010-11-12 | 2015-05-13 | 三洋化成工业株式会社 | 聚氨酯树脂粒子 |
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