不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料的製作方法
2023-12-08 01:27:51 1
專利名稱：不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料的製作方法
技術領域：
本發明涉及不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，特別涉及用作乳罩襯墊、墊肩、衣架襯墊等衣料用襯墊、紙尿布、衛生巾等衛生輔助材料、寢具、醫療用品、其他各種雜貨原料等的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料。
背景技術：
軟質聚氨酯泡沫塑料具有良好的緩衝性，不像棉花經長期或反覆使用後塌陷，而且柔軟，具有良好的觸感，所以被廣泛用作乳罩襯墊、墊肩、衣架襯墊等衣料用襯墊材料、紙尿布、衛生巾等衛生輔助材料、寢具、醫療用品、其他各種雜貨原料等。
以往的軟質聚氨酯泡沫塑料，由於用於製造的多元醇原料中含有作為抗氧化劑的BHT(二丁基羥基甲苯)，所以存在該BHT引起的泡沫塑料變色(變黃)的問題。使含有BHT的聚氨酯原料發泡時，發泡後的泡沫塑料中殘留BHT，該BHT與大氣中含有的氮氧化物(NOX)反應，使聚氨酯泡沫塑料本身變黃。軟質聚氨酯泡沫塑料本身也有可能因NOX而變色。
軟質聚氨酯泡沫塑料也因紫外線的影響而變黃。紫外線引起的軟質聚氨酯泡沫塑料的變色是由於聚氨酯原料含有的化合物中的苯環在紫外線的作用下發生醌化而造成的。
軟質聚氨酯泡沫塑料的變黃以及由此引起的泳移變色(靠近泡沫塑料的布等由於泡沫塑料變黃而被染色，導致變色)，在作為衣料或寢具、醫療、其他雜貨等日用品用途的軟質聚氨酯泡沫塑料時成為嚴重的缺陷。
由於NOX存在於大氣中，不可能將其完全隔絕，所以防止NOX引起的泡沫塑料變黃以及由其引起的泳移變色是重要的。
以往，為了防止如上所述的泡沫塑料的變色，提出了在聚氨酯原料中配合特定的抗氧化劑或紫外線吸收劑的方案(特開平11-323126號公報)。
還提出了使用脂肪族異氰酸酯或脂環族異氰酸酯代替成為紫外線引起變色的原因的含有苯環的芳香族異氰酸酯的方案(特開平10-36543號公報)。
但是，特開平11-323126號公報中配合的特定的抗氧化劑或紫外線吸收劑價格非常高，配合上述物質導致原料成本昂貴。而且，如果大量配合上述抗氧化劑或紫外線吸收劑，則難以控制反應。
使用脂肪族異氰酸酯或脂環族異氰酸酯代替含有苯環的芳香族異氰酸酯的軟質聚氨酯泡沫塑料雖然耐變色性優異，但價格昂貴，而且，耐熱耐久性降低，清潔劑引起的劣化嚴重，不適合用於衣料或寢具等用途。
發明內容
本發明的目的是提供清潔劑耐久性或耐熱耐久性優異的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料。
本發明的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料是使含有多元醇成分和異氰酸酯的聚氨酯原料發泡而成的聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，該多元醇成分含有分子量不同的2種或2種以上多元醇，分子量最大的高分子量多元醇和分子量最小的低分子量多元醇的分子量之差大於或等於500。
具體實施例方式
下面詳細說明本發明的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料的優選方案。
在本發明的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料中，使用2種或2種以上分子量不同的多元醇作為聚氨酯原料的多元醇成分。多元醇成分中分子量最大的高分子量多元醇和分子量最小的低分子量多元醇的分子量之差大於或等於500。如果高分子量多元醇的分子量和低分子量多元醇的分子量差不足500，則不能得到使用分子量不同的多元醇而產生的耐變色性的改善效果。該分子量之差大於或等於500，優選大於或等於2000，較優選大於或等於3000。該分子量之差過大使高分子量多元醇的分子量過大，或低分子量多元醇的分子量過小，導致無通用性，所以，分子量之差小於或等於9600，較優選小於或等於7500，進一步優選小於或等於7000。
通過混合使用分子量之差大於或等於500的高分子量多元醇和低分子量多元醇作為多元醇成分，不必使用價格昂貴的抗氧化劑或紫外線吸收劑，另外，也不必使用高價且造成耐清潔劑性或耐熱耐久性降低的脂肪族異氰酸酯或脂環族異氰酸酯，就能得到耐變色性優異的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料。
如上所述，通過使用2種或2種以上分子量不同的多元醇能獲得耐變色性的詳細原因還不明確，但推測是通過改變聚氨酯的分子結構或排列來提高耐變色性。
作為多元醇，可以使用2種分子量不同的多元醇，也可以使用3種或3種以上分子量不同的多元醇。使用3種或3種以上的多元醇時，只要分子量最大的多元醇與分子量最小的多元醇的分子量之差大於或等於500即可。
只要高分子量多元醇和低分子量多元醇的分子量之差大於或等於500即可，對各多元醇的分子量沒有特別限定，通常情況下，高分子量多元醇的分子量為2000～10000，特別優選為3000～8000，低分子量多元醇的分子量為80～9500，特別優選為400～1000的範圍。
對於多元醇中的高分子量多元醇和低分子量多元醇的配比而言，由於低分子量多元醇相對高分子量多元醇過少時，無法充分得到混合使用上述物質所獲得的本發明的效果，所以，優選多元醇中的高分子量多元醇的比例為30重量％～99.5重量％，多元醇中的低分子量多元醇的比例為0.5重量％～70重量％，特別優選多元醇中的高分子量多元醇的比例為50重量％～97重量％，多元醇中的低分子量多元醇的比例為3重量％～50重量％，且高分子量多元醇∶低分子量多元醇＝1∶0.03～1(重量比)的範圍。
對多元醇的種類沒有特別限定，可以使用通常用作軟質聚氨酯泡沫塑料原料的聚醚型多元醇或聚酯型多元醇。使用的多元醇的OH值通常為20～1500，特別優選高分子量多元醇的OH值通常為20～60，低分子量多元醇的OH值通常為100～1500。
本發明的軟質聚氨酯泡沫塑料除如上所述使用2種或2種以上分子量不同的多元醇作為多元醇成分以外，還可以為下述通常的聚氨酯原料配比。為了製造本發明的軟質聚氨酯泡沫塑料，可以使用上述原料，根據常規方法進行發泡。聚氨酯原料的NCO指數(index)優選90～120。
聚氨酯原料配比(重量份)
多元醇成分100異氰酸酯成分90～120(NCO指數)催化劑0.01～2.0發泡劑1.0～25.0整泡劑0.1～3.0異氰酸酯成分是一分子中具有2個或2個以上異氰酸酯基的有機聚異氰酸酯，可以使用脂肪族類以及芳香族聚異氰酸酯化合物、上述化合物的改性物，但並不限定於此。作為脂肪族類聚異氰酸酯，可以列舉1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯等。作為芳香族聚異氰酸酯，可以列舉甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、聚二苯基甲烷二異氰酸酯等。作為上述化合物的改性物，可以列舉碳二亞胺改性物、預聚物改性物。本發明中優選的聚異氰酸酯為芳香族類聚異氰酸酯或芳香族類聚異氰酸酯的改性物，特別優選甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯。
作為發泡劑，可以使用用於製造聚氨酯泡沫塑料的所有發泡劑。例如，作為低沸點惰性溶劑，包括三氯氟甲烷、二氯二氟甲烷等氟類化合物等；作為利用二氯甲烷、液態二氧化碳氣體反應產生氣體的物質，包括水、醯胺、硝基烷等；作為熱分解產生氣體的物質，包括碳酸氫鈉、碳酸銨等。其中，作為優選的發泡劑，可以列舉二氯甲烷、水等。
作為整泡劑，可以使用矽油。
作為催化劑，可以使用通常用於製造聚氨酯泡沫塑料的所有催化劑。例如，可以舉出二月桂酸二丁錫、辛酸亞錫等錫類催化劑；三乙胺、四甲基己二胺等叔胺類等。
根據需要，本發明還可以在聚氨酯原料中配合表面活性劑或阻燃劑、其他助劑。作為表面活性劑可以列舉矽類表面活性劑。作為阻燃劑，可以使用三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2，3-二溴丙基)磷酸酯等以往公知的阻燃劑，除此以外，還可以使用尿素、硫脲之類有機物粉末或金屬氫氧化物、三氧化銻等無機物粉末。
作為其他助劑，可以舉出顏料、染料等著色粉末、滑石、石墨等粉末、玻璃短纖維、其他無機增量劑或有機溶劑等。
本發明的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料即使在沒有使用脂肪族異氰酸酯或脂環族異氰酸酯作為異氰酸酯，而是使用芳香族類異氰酸酯作為異氰酸酯，不配合抗氧化劑或紫外線吸收劑的情況下，仍能獲得耐變色性優異、且基於JIS L 08551998的NOX變色試驗前後的YI值之差小於或等於70的軟質聚氨酯泡沫塑料。
但是，本發明的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料並不排除使用抗氧化劑或紫外線吸收劑，本發明中，使聚氨酯原料中含有抗氧化劑或紫外線吸收劑的至少一方，能進一步提高耐變色性。如上所述，該藥劑昂貴。在本發明中，通過使用2種或2種以上分子量不同的多元醇，能得到充分的耐變色性，因此，可以實質上不含有抗氧化劑或紫外線吸收劑，特別是酚類抗氧化劑、苯並三唑類紫外線吸收劑、以及磷酸類抗氧化劑中的任一種。
在本發明中，雖然無需配合抗氧化劑或紫外線吸收劑就能得到優異的耐變色性，但也可以配合上述物質。通過配合抗氧化劑或紫外線吸收劑，聚氨酯泡沫塑料的耐變色性能得到進一步改善。所以，可以根據所要求的耐變色性的級別，配合酚類抗氧化劑、苯並三唑類紫外線吸收劑、以及磷酸類抗氧化劑等。
本發明的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料優選發泡成形至密度為12～80kg/m3。
利用本發明，能廉價並反應性良好地得到泡沫塑料不變黃、耐清潔劑耐久性、耐熱耐久性優異的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料。
本發明的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料作為乳罩襯墊等各種衣料用襯墊、紙尿布、衛生巾等衛生輔助材料、寢具、醫療用品、其他各種雜貨原料等是有用的，能廉價地提供不存在由於變黃引起的劣化或外觀惡化問題的高品質且商品價值高的產品。
實施例下面列舉實施例以及比較例更詳細地說明本發明。
實施例1～4、比較例1～3在25℃使表1所示配比的聚氨酯原料按照常規方法發泡，製造密度約為25kg/m3的軟質聚氨酯泡沫塑料。
對該軟質聚氨酯泡沫塑料進行基於JIS L 08551998的NOX變色試驗，在該試驗前後，利用日本電飾社制「ZE2000」，基於JIS L 0855測定軟質聚氨酯泡沫塑料按照白色板基準的YI值，結果如表1所示。在NOX變色試驗中，試驗前泡沫塑料的YI值和試驗後泡沫塑料的YI值之差ΔYI越大，表示變色越大，ΔYI優選小於或等於40，特別優選小於或等於30，更優選小於或等於25。
表1中的注1～9如下所述。
注1旭硝子聚氨酯(株)制「EXCENOL4030」聚醚型多元醇OH值＝42分子量＝4000注2三井武田化學(株)制「Actcall 32-160」聚醚型多元醇OH值＝160分子量＝1000注3三洋化成工業(株)制「SANNIX GS-3000」聚醚型多元醇OH值＝56分子量＝3000注4三井武田化學(株)制「Actcall FC-24」聚醚型多元醇OH值＝25分子量＝7000
注5三井武田化學(株)制「Actcall G-250」聚醚型多元醇OH值＝243分子量＝700注6武田藥品工業(株)制「TDI80」甲苯二異氰酸酯注7花王(株)制「Kaolizer No.25」6-二甲基氨基-1-己醇注8信越化學工業(株)制「F-242 TB」矽表面活性劑注9信越化學工業(株)制「二氯甲烷」二氯甲烷由表1可知，本發明通過使用2種分子量不同的多元醇，能使ΔYI值與只使用1種多元醇比較降至1/3或1/3以下，即使不使用抗氧化劑或紫外線吸收劑，或脂肪族異氰酸酯或脂環族異氰酸酯也能大幅度提高耐變色性。
權利要求
1.一種不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，該聚氨酯泡沫塑料是使含有多元醇成分和異氰酸酯的聚氨酯原料發泡而成，其特徵在於，該多元醇成分含有2種或2種以上分子量不同的多元醇，分子量最大的高分子量多元醇和分子量最小的低分子量多元醇的分子量之差大於或等於500。
2.如權利要求1所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，所述分子量之差為500～9600。
3.如權利要求2所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，所述分子量之差為2000～7500。
4.如權利要求3所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，所述分子量之差為3000～7000。
5.如權利要求1所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，所述高分子量多元醇的分子量為2000～10000，所述低分子量多元醇的分子量為80～9500。
6.如權利要求5所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，所述高分子量多元醇的分子量為3000～8000，所述低分子量多元醇的分子量為400～1000。
7.如權利要求1所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，多元醇成分中的所述高分子量多元醇的含量為30重量％～99.5重量％，所述低分子量多元醇的含量為0.5重量％～70重量％。
8.如權利要求7所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，多元醇成分中的所述高分子量多元醇的含量為50重量％～97重量％，所述低分子量多元醇的含量為3重量％～50重量％。
9.如權利要求1所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，多元醇成分中的所述高分子量多元醇和所述低分子量多元醇的比例在高分子量多元醇∶低分子量多元醇＝1∶0.03～1(重量比)的範圍內。
10.如權利要求1所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，高分子量多元醇的OH值為20～60，低分子量多元醇的OH值為100～1500。
11.如權利要求1所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，所述異氰酸酯為芳香族類異氰酸酯。
12.如權利要求1所述的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，其特徵在於，基於JIS L 08551998的NOX變色試驗前後的YI值之差小於或等於70。
全文摘要
本發明是使含有多元醇成分和異氰酸酯的聚氨酯原料發泡形成的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料。多元醇成分含有分子量不同的2種或2種以上多元醇，分子量最大的高分子量多元醇與分子量最低的低分子量多元醇的分子量差大於或等於500。通過混合使用分子量差大於或等於500的高分子量多元醇和低分子量多元醇作為多元醇成分，無需使用值格昂貴的抗氧化劑或紫外線吸收劑，也不必使用高值且導致耐清潔劑性或耐熱耐久性降低的脂肪族異氰酸酯或脂環族異氰酸酯，就能得到耐變色性優異的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料，但通過使用抗氧化劑或紫外線吸收劑，能進一步提高耐變色性，能提供更優異的不易變色的軟質聚氨酯泡沫塑料。
文檔編號C08G18/76GK1878813SQ20048003333
公開日2006年12月13日 申請日期2004年11月1日 優先權日2003年11月12日
發明者仙波賴之 申請人:株式會社普利司通