説明

重合油脂由来のヒドロキシアルコキシ化合物

【課題】 植物由来物質であり、多量に配合しても、物性低下の少ないポリウレタンフォーム用のポリオールを提供すること。
【解決手段】 エポキシ化重合油脂を1価アルコールで開環して得られるヒドロキシアルコキシ化合物、及び該ヒドロキシアルコキシ化合物にアルキレンオキシドを反応させて得られるポリオール化合物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エポキシ化重合油脂を1級アルコールで開環して得られるヒドロキシアルコキシ化合物、及び該化合物にアルキレンオキシドを付加して得られるポリオール化合物に関する。該ヒドロキシアルコキシ化合物及び該ポリオール化合物は、ポリウレタンフォームに用いるポリオール成分として好適である。
【背景技術】
【0002】
地球温暖化防止及び循環型社会の構築を目指した技術開発の取り組みが、世界規模で行われている。二酸化炭素は、地球温暖化の原因ガスの一つであり、その排出量の削減が求められている。石油や石炭は、有限で再生が不可能な資源であり、石油由来物質や石炭由来物質は、その燃焼廃棄により大気中の二酸化炭素量を増加させてしまう。これに対して、植物由来物質は、植物が大気中の二酸化炭素量を取り込むことにより生産される再生可能な資源であり、燃焼させても、大気中に放出された二酸化炭素を再び植物に取り込むことができるので、大気中の二酸化炭素量は増加しない。このようなことから、石油由来物質や石炭由来物質に代えて、植物由来物質を使用する動きがある。
【0003】
硬質ポリウレタンフォームは、その優れた断熱性、成形性、自己接着性等により、住宅や冷凍冷蔵倉庫等の建築物や、自動販売機、冷蔵庫等の機器類の各種断熱材として使用されているが、廃棄処理時にはシュレッダー処理され、焼却処理される。従来の硬質ポリウレタンフォームには、石油由来物質が使用されており、上記の二酸化炭素増加による地球温暖化の問題を有するため、対応が望まれている。
【0004】
例えば、特許文献1等において示されているように、硬質ポリウレタンフォームの原料のひとつであるポリオール化合物としては、長年にわたり、石油由来物質であるポリエーテルポリオールが使用されてきた。
【0005】
これに対して、植物由来物質、例えばヒマシ油(特許文献2及び3等)を、ポリエーテル化合物として使用したポリウレタンフォームも知られている。また、特許文献4には、ポリウレタン用ポリオールとして、重合ヒマシ油を用いることが提案されている。しかしながら、ヒマシ油を多量に配合すると、硬質ポリウレタンフォームの物性、特に成型品の寸法安定性が不十分となるので、従来、ヒマシ油は硬質ポリウレタンフォームの製造に大量に使用することができなかった。
【0006】
一方、アマニ油を熱重合して得られる重合アマニ油は、塗料、インキ等の用途に使用されているが、重合アマニ油のエポキシ化物及びそのアルコール開環物については知られていない。
【0007】
【特許文献1】特開平5−239168号公報(特に特許請求の範囲)
【特許文献2】特開平5−1128号公報(特に特許請求の範囲)
【特許文献3】特開平10−101763号公報(特に特許請求の範囲)
【特許文献4】特開平1−129097号公報(特に特許請求の範囲)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従って、本発明の目的は、植物由来物質であり、多量に配合しても物性低下の少ないポリウレタンフォーム用に適したポリオール化合物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、大豆油等の植物性油脂を重合してなる重合油脂を酸化することにより、重合油脂中の不飽和結合の一部をエポキシ化してエポキシ化重合油脂とした後、該エポキシ化重合油脂のエポキシ基をアルコールで開環することにより、ポリウレタンフォーム用に適したポリオール化合物が得られることを知見した。
【0010】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、エポキシ化重合油脂を、1価アルコールで開環して得られるヒドロキシアルコキシ化合物、及び該ヒドロキシアルコキシ化合物にアルキレンオキシドを反応させて得られるポリオール化合物を提供するものである。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、植物由来物質であり、ポリウレタンフォームに好適なヒドロキシアルコキシ化合物及びポリオール化合物を提供することができる。該ヒドロキシアルコキシ化合物及び/又はポリオール化合物を用いて形成したポリウレタンフォームは、廃棄時の環境負荷が小さく、寸法安定性等の物性にも優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明のヒドロキシアルコキシ化合物は、エポキシ化重合油脂のエポキシ基に1価アルコールを付加反応させることにより、エポキシ基を開環して得られるもので、ヒドロキシ基及びアルコキシ基を有する。
【0013】
本発明のヒドロキシアルコキシ化合物に用いられるエポキシ化重合油脂は、重合油脂を酸化することにより、重合油脂中の不飽和結合の一部又は全部をエポキシ化して得られるものである。
【0014】
上記重合油脂に用いる油脂としては、構成脂肪酸中に不飽和脂肪酸を含有する植物性油脂であれば特に制限されず用いることができるが、構成脂肪酸中の多価不飽和酸(分子内に不飽和結合を少なくとも2個有する脂肪酸)の含有量が40質量%以上である油脂が好ましい。このような油脂としては、大豆油、ナタネ油、米ヌカ油、綿実油、アマニ油、サフラワー油、コーン油、ヒマワリ油、落花生油、キリ油、トール油等が挙げられ、これらは単独で用いても良く、必要に応じて2種類以上を混合して用いてもよい。これらの油脂のなかでも、大豆油、ナタネ油、米ヌカ油、綿実油、アマニ油及びサフラワー油が不飽和脂肪酸の含有量や価格の点で好ましく、大豆油、ナタネ油、米ヌカ油が特に好ましく、大豆油が最も好ましい。
【0015】
上記油脂の重合方法としては、特に制限されず、公知の種々の方法を用いることが可能であり、例えば、上記油脂を触媒の存在下又は不存在下にて200〜400℃に加熱することにより重合できる。低温では反応が遅く、高温では油脂の着色、分解が起きやすいため、反応温度は240〜320℃が好ましく、250〜300が更に好ましく、260〜290℃が特に好ましい。
【0016】
上記油脂を加熱する際の雰囲気としては、減圧下又は不活性ガス雰囲気下が着色や分解が抑制されるので好ましく、得られる重合油脂の酸価が小さいので減圧下が特に好ましい。
【0017】
上記油脂の重合に際しては、低温かつ工業的な反応速度で重合するために、重合触媒を用いることが好ましい。該重合触媒としては、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、フェナントラキノン等のキノン類;塩化鉄、塩化スズ、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、三フッ化ホウ素、フッ化スズ等のルイス酸;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸鉛等の金属石鹸;ベンゾイルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロペルオキシド、p−メタンヒドロペルオキシド、ビスイソブチロニトリル等の有機過酸化物;ジフェニルジスルフィド、鉄ペンタカルボニル等が挙げられる。
【0018】
上記重合油脂の重合度は、本発明のヒドロキシアルコキシ化合物の使用目的により適宜選択すればよく、特に制限されるものではないが、重合度1.5〜10の重合油脂から得られる重合度1.5〜10のエポキシ化重合油脂を用いて得られる本発明のヒドロキシアルコキシ化合物は、粘度が低く、ポリウレタンフォームの製造に適するので好ましく、重合油脂の重合度は1.5〜5が特に好ましい。なお、通常、重合油脂は、未反応の成分、低重合度の成分及び高重合度の成分の混合物であるが、溶剤分別(例えば、色材協会誌、p218、48巻、1975年を参照)等の方法により、未反応の成分を除去してもよい。
また、本発明のヒドロキシアルコキシ化合物をポリウレタンフォームの製造に使用する場合、上記重合油脂は、25℃における動粘度が5000cm2/s以下、特に3000cm2/s以下であることが好ましい。
【0019】
上記重合油脂のエポキシ化方法は、特に制限されず、公知の方法を適用できる。例えば、有機過酸を用いて重合油脂を酸化することによりエポキシ化が可能である。該有機過酸としては、過ギ酸、過酢酸、過プロピオン酸、ペルオキシフタル酸、モノペルオキシコハク酸等が挙げられる。これらの中でも、過ギ酸、過酢酸が反応性や反応後の精製が容易であり好ましく、過ギ酸が特に好ましい。これらの有機過酸は、無水物を用いても良いが、安全面から、過酸化水素より誘導された有機過酸を用いることが好ましい。過酸化水素より誘導された有機過酸を用いる場合は、過酸化水素水と有機酸とを反応させて、その場で生成する有機過酸を重合油脂に加えても良いし、重合油脂及び有機酸の混合物に過酸化水素を滴下して、生成する有機過酸を重合油脂と反応させてもよい。反応させる過酸化水素水の濃度は、20質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上が特に好ましい。また、エポキシ化の反応温度は、20〜100℃が好ましく、30〜90℃が特に好ましい。20℃未満では反応が遅く、100℃超では副反応が起こりやすくなる。エポキシ化反応の終了後、吸着剤処理や水洗等の後処理によって有機過酸、過酸化水素、有機酸、触媒等を除去精製することにより、エポキシ化重合油脂を得ることができる。
【0020】
上記エポキシ化重合油脂を開環させるために用いる1価アルコールとしては、特に制限されず、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、t−ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、ノニルアルコール、デカノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノt−ブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノヘプチルエーテル、エチレングリコールモノオクチルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、
エチレングリコールモノシクロヘキシルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノクレジルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘプチルエーテル、ジエチレングリコールモノオクチルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノシクロヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノクレジルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノペンチルエーテル、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノヘプチルエーテル、トリエチレングリコールモノオクチルエーテル、トリエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノシクロヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノベンジルエーテル、トリエチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノクレジルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノt−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノペンチルエーテル、プロピレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノヘプチルエーテル、プロピレングリコールモノオクチルエーテル、プロピレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノシクロヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノベンジルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノール等が挙げられる。
これらの中でも、上記エポキシ化重合油脂との反応性が良好であることから、炭素数1〜4の1級アルコールが好ましく、メタノール及びエタノールが更に好ましく、メタノールが最も好ましい。
【0021】
上記エポキシ化重合油脂と上記1価アルコールとの反応比は、エポキシ化重合油脂のエポキシ基1モルに対して、1価アルコールが少なくとも1倍モルであればよいが、反応速度及び最終的な反応率の観点から、4〜30倍モルが好ましく、6〜25倍モルがより好ましく、8〜20倍モルが最も好ましい。
【0022】
エポキシ化重合油脂の1価アルコールによる開環は、通常、酸触媒によって行われる。該酸触媒としては、重合油脂の重合触媒として記載したルイス酸のほか、例えば、硫酸、リン酸、過塩素酸等の鉱酸;メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等のスルホン酸;リンモリブデン酸、リンタングステン酸等のヘテロポリ酸等が挙げられる。
【0023】
開環の際の反応温度は、使用する触媒により異なり適宜選択すればよいが、例えば、三フッ化ホウ素では0〜80℃が好ましく、塩化スズでは50〜100℃が好ましい。
【0024】
開環反応終了後、公知の方法により、必要に応じて、触媒を除去し、過剰のアルコールを除去することにより、エポキシ化重合油脂のアルコール開環物である本発明のヒドロキシアルコキシ化合物を得ることができる。ポリウレタンフォームの製造に使用する場合、本発明のヒドロキシアルコキシ化合物は、水酸基価が10〜300mgKOH/gであることが好ましい。
【0025】
エポキシ化重合油脂のアルコール開環物である本発明のヒドロキシアルコキシ化合物は、そのまま、ポリウレタン等のポリオール成分として使用してもよいが、更にアルキレンオキシドを付加して使用しても良い。
【0026】
本発明のポリオール化合物は、本発明のヒドロキシアルコキシ化合物にアルキレンオキシドを反応させて得られるものである。該アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1−ブチレンオキシド、1−へキシレンオキシド等が挙げられる。炭素数が3であるプロピレンオキシドは、ポリウレタンフォームに用いた場合に反発弾性の向上効果が大きいので好ましく、炭素数が2であるエチレンオキシドは、ポリウレタンフォームに用いた場合にイソシアネート化合物との反応性に富むので好ましい。特に、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドを、モル比(前者/後者)20/80〜5/95で併用することが好ましい。
【0027】
アルキレンオキシドを付加する場合は、エポキシ化重合油脂のアルコール開環物である本発明のヒドロキシアルコキシ化合物100質量部に対して、アルキレンオキサイドを20〜500質量部付加することが好ましい。20質量部未満では付加するアルキレンオキシドの量が不足して付加した効果が得られず、500質量部より多いと得られるポリオール化合物自体の粘度が非常に高くなり取り扱い難くなるため好ましくない。
ただし、植物油脂を原料に用いることで環境負荷を低減する観点から、アルキレンオキシドの付加量は少ないことが好ましいため、本発明のヒドロキシアルコキシ化合物100質量部に対して、アルキレンオキサイド20〜200質量部を付加することが、より好ましい。
また、ポリウレタンフォームのポリオール成分として使用する場合、本発明のポリオール化合物は、水酸基価が10〜300mgKOH/gであることが好ましい。
【0028】
アルキレンオキシドを付加する際には、通常触媒が用いられ、該触媒としては、特に制限されず、アルカリ金属の水酸化等の公知の触媒を用いることができる。
【0029】
付加反応温度は、80〜200℃が好ましく、100〜150℃が好ましい。80℃より低いと反応速度が遅く、200℃より高いと副反応が起き易くなる。
【0030】
本発明のヒドロキシアルコキシ化合物及び本発明のポリオール化合物は、ポリウレタンフォーム用ポリオールとして好ましく、公知の種々のポリイソシアネート化合物と反応してポリウレタンフォームを形成することができる。用いられるポリイソシアネート化合物は、分子中に2個以上のイソシアネート基を有するものであれば特に限定されず、例えば、脂肪族ジイソシアネート、芳香核ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、フェニルメタンのジイソシアネート、トリイソシアネート、テトライソシアネート等が挙げられる。
【0031】
上記脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、メチレンジイソシアネート、ジメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタ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、ジプロピルエーテルジイソシアネート、2,2−ジメチルペンタンジイソシアネート、3−メトキシヘキサンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルペンタンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、3−ブトキシヘキサンジイソシアネート、1,4−ブチレングリコールジプロピルエーテルジイソシアネート、チオジヘキシルジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、パラキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
【0032】
上記芳香核ジイソシアネートとしては、例えば、メタフェニ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、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、ジメチルベンゼンジイソシアネート、エチルベンゼンジイソシアネート、イソプロピルベンゼンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、1,4−ナフタレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、2,6−ナフタレンジイソシアネート、2,7−ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。
【0033】
上記脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、水添キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
【0034】
上記ビフェニルジイソシアネートとしては、例えば、ビフェニルジイソシアネート、3,3'−ジメチルビフェニルジイソシアネート、3,3'−ジメトキシビフェニルジイソシアネート等が挙げられる。
【0035】
上記フェニルメタンのジイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、2,2'−ジメチルジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ジフェニルジメチルメタン−4,4'−ジイソシアネート、2,5,2',5'−テトラメチルジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、シクロヘキシルビス(4−イソシアントフェニル)メタン、3,3'−ジメトキシジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、4,4'−ジメトキシジフェニルメタン−3,3'−ジイソシアネート、4,4'−ジエトキシジフェニルメタン−3,3'−ジイソシアネート、2,2'−ジメチル−5,5'−ジメトキシジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジクロロジフェニルジメチルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ベンゾフェノン−3,3'−ジイソシアネート等が挙げられる。
【0036】
上記トリイソシアネートとしては、例えば、1−メチルベンゼン−2,4,6−トリイソシアネート、1,3,5−トリメチルベンゼン−2,4,6−トリイソシアネート、1,3,7−ナフタレントリイソシアネート、ビフェニル−2,4,4'−トリイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4,4'−トリイソシアネート、3−メチルジフェニルメタン−4,6,4'−トリイソシアネート、トリフェニルメタン−4,4',4''−トリイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート等が挙げられる。
【0037】
また、これらのポリイソシアネート化合物は、ダイマー又はトリマー(イソシアヌレート結合)で用いられてもよく、また、アミンと反応させてビウレットとして用いてもよい。ポリイソシアネート化合物としては、通常、ポリオールが3官能以上の場合には2官能のポリイソシアネート化合物を用いるが、ポリオールが2官能の成分を多く含む場合には、3官能以上のポリイソシアネート化合物を併用することが、架橋密度を適度に制御する上で好ましい。
【0038】
本発明のヒドロキシアルコキシ化合物及び/又は本発明のポリオール化合物を用いるポリウレタンフォームには、発泡剤として、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、n−ヘキサン等の炭化水素;HFC−134a、HFC−152a、HFC−245fa、HFC−365mfc等のハイドロフルオロカーボン;水、蟻酸、空気、窒素、二酸化炭素等を用いることができる。これらのうち、水を用いることが好ましく、2種以上の発泡剤を使用する場合、それらのうちの1種は水であることが好ましい。水は、ポリイソシアネート化合物と反応して発生する二酸化炭素により、ポリウレタン樹脂を発泡させることができる。発泡剤が水のみの場合、水の使用量は、ポリウレタンフォームの用途によって異なるが、例えば、冷蔵庫用等の断熱材の場合は、ポリオール(全ポリオール成分)100質量部に対して、好ましくは3〜20質量部、更に好ましくは5〜15質量部、最も好ましくは7〜12質量部である。上記範囲で水を使用することにより、断熱材として好適な、フォーム密度が17〜25kg/m3であるポリウレタンフォームが得られる。
【0039】
本発明のヒドロキシアルコキシ化合物及び/又は本発明のヒドロキシアルコキシ化合物を用いてポリウレタンフォームを製造する際には、イソシアネート基/水酸基=0.8〜1.5(当量比、NCOインデックス)、特に0.9〜1.2の範囲で、反応発泡させることが好ましい。
【0040】
また、ポリウレタンフォームを製造する際には、必要に応じて、触媒、整泡剤、架橋剤等を配合することが好ましい。
【0041】
上記触媒としては、アミン化合物を用いることができ、該アミン化合物としては、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチルセチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチル−1,3−ブタンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチル−ヘキサンジアミン、メチレンビス(ジメチルシクロヘキシルアミン)、3−ジメチルアミノ−N,N−ジメチルプロピオン酸アミド、N,N,N',N'−テトラエチルメチレンジアミン、ビス−2−ジメチルアミノエチルエーテル、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル−3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルエーテル、4,4'−オキシジエチレンジモルホリン、エチレングリコールビス(3−ジメチルアミノプロピル)エーテル、N,N,N',N',N"−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N',N',N"−ペンタメチルジプロピレントリアミン、N,N,N',N'− テトラ(3−ジメチルアミノプロピル)メタンジアミン、トリエチレンジアミン、N,N'−ジメチルピペラジン、N,N'−ジエチルピペラジン、N−メチル−N'−ジメチルアミノエチルピペラジン、N−(2−ジメチルアミノエチル)モルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(DBU)、DBUフェノレート、DBUカルボキシレート、DBUオクチレート、N,N'−ジメチルアミノエタノール、エトキシ化ヒドロキシアミン、N,N−テトラメチル−1,3−ジアミノ−2−プロパノール、N,N,N'−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N,N,N'−トリメチルアミノプロピルエタノールアミン、N−メチル−N'−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、1−(2−ヒドロキシプロピル)イミダゾール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,4−ビス(2−ヒドロキシプロピル)−2−メチルピペラジン、トリエタノールアミン、3,3−ジアミノ−N−メチルジプロピルアミン、ビス(ジメチルアミノプロピル)アミン、モルホリン等を用いることができる。
【0042】
さらに、本発明のヒドロキシアルコキシ化合物及び/又は本発明のヒドロキシアルコキシ化合物を用いてポリウレタンフォームを製造する際には、触媒として、前記アミン化合物と併用して、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジエチル錫ジアセテート、ジヘキシル錫ジアセテート、ジ−2−エチルヘキシル錫酸化物、ジオクチル錫二酸化物、第一オクトエート、第一錫オレート等の有機錫化合物、カリウムアセテート、重炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム等の金属化合物を用いることができる。
【0043】
上記整泡剤としては、通常のポリウレタンフォームの製造に用いられているものが使用でき、例えば、シリコーン系整泡剤、フッ素系整泡剤等が挙げられるが、シリコーン系整泡剤が特に好ましい。これらの整泡剤を用いると、均一な気泡を形成できる。
【0044】
本発明のヒドロキシアルコキシ化合物及び/又は本発明のヒドロキシアルコキシ化合物を用いてポリウレタンフォームを製造する際には、これら以外の他のポリオール化合物や、アミン化合物も、必要に応じて使用できる。
【0045】
ポリウレタンフォームに用いることができる他のポリオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジコール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、水添ビスフェノールA、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、デキストロース、ソルビトール、シュークロース等の低分子量ポリオール化合物;前記低分子量ポリオール化合物にアルキレンオキシドを付加させたポリオール化合物等が挙げられる。また、ポリウレタンフォームに用いることができるアミン化合物としては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、エチレンジアミン、3,5−ジエチル−2,4(又は2,6)−ジアミノトルエン(DETDA)、2−クロロ−p−フェニレンジアミン(CPA)、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4(又は2,6)−ジアミノトルエン、1−トリフルオロメチル−4−クロル−3,5−ジアミノベンゼン、2,4−トルエンジアミン、2,6−トルエンジアミン、ビス(3,5−ジメチル−4−アミノフェニル)メタン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、m−キシリレンジアミン、1,4−ジアミノヘキサン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、イソホロンジアミン等のアミン化合物;該アミン化合物にアルキレンオキシドを付加させたポリオール化合物等が挙げられる。
【0046】
ポリウレタンフォームの製造には、上述した触媒、発泡剤、整泡剤、架橋剤以外に、所望の添加剤を使用することもできる。該添加剤としては、炭酸カリウム、硫酸バリウム等の充填剤;乳化剤、フォーム安定化剤等の界面活性剤;酸化防止剤、紫外線吸収剤等の老化防止剤;減粘剤、難燃剤、着色剤、抗カビ剤、破泡剤、分散剤、変色防止剤、可塑剤、溶剤、造膜助剤、分散剤、香料等の慣用の添加剤が挙げられる。
【0047】
ポリウレタンフォームの製造に際するポリオール成分及びポリイソシアネート化合物の反応方法としては、公知の方法が採用できる。また、ポリウレタンフォーム製造には、通常用いられる製造装置が使用できる。
【0048】
本発明のヒドロキシアルコキシ化合物及び本発明のポリオール化合物は、ウレタンフォーム原料に用いると、寸法安定性が高い硬質ポリウレタンフォームが得られるので、硬質ポリウレタンフォーム用のポリオールの原料に特に適している。ただし、本発明のヒドロキシアルコキシ化合物及び本発明のポリオール化合物の用途は、ウレタンフォーム原料に限定されるものではなく、その他に界面活性剤の原料等に用いることもできる。
【実施例】
【0049】
以下、製造例、実施例等を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。尚、以下の実施例等において、「部」及び「%」は特に記載が無い限り質量基準である。
下記実施例1は、本発明のヒドロキシアルコキシ化合物の実施例を示し、下記実施例2及び3は、本発明のポリオール化合物の実施例を示す。また、下記参考例においては、実施例1で作成した本発明のヒドロキシアルコキシ化合物(ポリオールA1)、実施例2及び3それぞれで作成した本発明のポリオール化合物(ポリオールA2、A3)又は比較品をポリオール成分として用いてポリウレタンフォームを作成し、その物性を測定した。
【0050】
〔製造例1〕重合油脂Aの合成
大豆油3000g及び触媒としてのアントラキノン15gを仕込み、2kPaの減圧下にて撹拌しながら280℃で10時間反応させ、淡褐色透明の重合油脂A2985g(収率99%)を得た。得られた重合油脂Aは、25℃における動粘度1050cm2/s、重合度1.7、ヨウ素価55、酸価0.9mgKOH/gであった。
【0051】
〔製造例2〕エポキシ化重合油脂Aの合成
重合油脂A1000g及びギ酸92gを仕込み、60%過酸化水素水170gを55〜65℃で2時間かけて滴下し、60℃で8時間撹拌を続けた後、60℃で静置して下層(ギ酸−過酸化水素水層)を除いた。水400gによる水洗を3回行い、100℃で減圧脱水し、淡褐色透明のエポキシ化重合油脂A1022g(収率98%)を得た。得られたエポキシ化物のオキシラン酸素は4.3%であった。
【0052】
〔実施例1〕ポリオールA1の合成
メタノール1000g及び触媒としての三フッ化ホウ素エーテル錯体5gを仕込み、20〜40℃でエポキシ化重合油脂A500gを2時間かけて滴下し、更に1時間撹拌を続けた。吸着剤(協和化学工業(株)製:キョーワード600S)30gを添加して撹拌後、ろ過して吸着剤を除去し、次いで加熱減圧して過剰のメタノールを除去することによりポリオールA1を538g(収率99%)得た。得られたポリオールA1の水酸基価は108mgKOH/gであった。
【0053】
〔実施例2〕ポリオールA2の合成
ポリオールA1を200g及び触媒としての水酸化カリウムを5g仕込み、100〜150℃でプロピレンオキシド100gを耐圧反応装置中で反応させた。吸着剤(協和化学工業(株)製:キョーワード600S)30gを添加して撹拌後、ろ過して吸着剤を除去し、次いで加熱減圧して淡黄色油状のポリオールA2を得た。得られたポリオールA2の水酸基価72mgKOH/gであった。
【0054】
〔実施例3〕ポリオールA3の合成
プロピレンオキシド100gの代わりに、プロピレンオキシド85g及びエチレンオキシド15gを、プロピレンオキシド−エチレンオキシドの順で反応させた以外は、実施例2と同様にして、淡黄色油状のポリオールA3を得た。得られたポリオールA3の水酸基価は72mgKOH/gであった。
【0055】
〔参考例〕
本発明のヒドロキシアルコキシ化合物又は本発明のポリオール化合物を用いた場合、公知の植物由来のポリオール化合物を用いた場合と比較して、ポリウレタンフォームの物性低下が小さいことを、以下の評価方法により確認した。
【0056】
尚、表1に記載の化合物は以下の通りである。
比較品1:ヒマシ油(水酸基価160.7mgKOH/g、ケン化価182.3mgKOH/g、ヨウ素価86.7)
比較品2:ポリオールA1の代わりにヒマシ油を用いた他は、実施例2と同様にして製造したヒマシ油のプロピレンオキシド付加物(水酸基価107mgKOH/g)
比較品3:グリセリンのプロピレンオキシド付加物(水酸基価240mgKOH/g)
比較品4:ショ糖60質量部及びトリエタノールアミン40質量部からなる混合物にプロピレンオキシドを反応させたポリオール(水酸基価450mgKOH/g)
アミン触媒(ポリキャット41:三共エアープロダクツ社製)
シリコーン系整泡剤(SH-193:東レ・ダウコーニング社製)
【0057】
(評価方法)
ハンドミキシング法によるフリー発泡で硬質ポリウレタンフォームを製造した。即ち、表1の組成のうち、ポリオール、発泡剤(水)、アミン系触媒及びシリコーン系整泡剤を、前以てブレンドしてプレミックスを作り、液温を23±2℃にコントロールしておく。別に液温を23±2℃にコントロールしたポリイソシアネート化合物(クルードMDI)を、前記プレミックスに加え、素早くタービン型2段ミキサー(2000〜2500rpm)を用いて12秒間撹拌してミックスチャーを作製し、該ミックスチャーを上方が開口した30cm×30cm×30cmのボックスに注入して硬質ポリウレタンフォームを得た。
3日間放置後、発泡フォームを切出し、フォーム密度を測定し、且つJIS D2856に準じて独立気泡率を測定した。また、寸法安定性は、JIS A9514に準じて測定し、フリー発泡部分の常温一週間後の体積変化率で示した。さらに、熱伝導率をANACON Model 88にて測定した。これらの測定結果を表1に示す。
【0058】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
エポキシ化重合油脂を、1価アルコールで開環して得られるヒドロキシアルコキシ化合物。
【請求項2】
上記エポキシ化重合油脂の重合度が1.5〜10である請求項1に記載のヒドロアルコキシ化合物。
【請求項3】
上記1価アルコールが炭素数1〜4の1級アルコールである請求項1又は2に記載のヒドロキシアルコキシ化合物。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項に記載のヒドロキシアルコキシ化合物にアルキレンオキシドを反応させて得られるポリオール化合物。
【請求項5】
上記アルキレンオキシドが炭素数2又は3のアルキレンオキシドである請求項4に記載のポリオール化合物。

【公開番号】特開2006−1865(P2006−1865A)
【公開日】平成18年1月5日(2006.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−178406(P2004−178406)
【出願日】平成16年6月16日(2004.6.16)
【出願人】(000000387)旭電化工業株式会社 (987)
【Fターム(参考)】