发明内容
本发明的目的在于提供一种非常有助于减少环境负荷且减振吸音性优异的含有来自植物的多元醇的减振吸音材料及其制造方法。
为了解决上述课题,本发明人等经过潜心研究,结果发现通过制造由有效应用来自植物的多元醇的软质聚氨酯泡沫塑料形成的减振吸音材料,可以得到有助于减少环境负荷且减振吸音性优异的含有来自植物的多元醇的减振吸音材料,由此完成了本发明。
即,本发明的减振吸音材料的特征在于,所述减振吸音材料由聚氨酯泡沫塑料形成,所述聚氨酯泡沫塑料是以多元醇及/或在多元醇中分散有使具有不饱和键的化合物聚合而形成的聚合物微粒的聚合物分散多元醇、水、催化剂、及多异氰酸酯为原料而制成的,并且上述多元醇至少含有(A)使用由植物得到的原料制造的来自植物的多元醇。
上述来自植物的多元醇(A)没有特别限定,优选为蓖麻油及/或其衍生物、或大豆油衍生物。
上述来自植物的多元醇(A)优选为选自下述(A1)~(A3)中的一种以上的来自植物的多元醇:
(A1)来自植物的聚酯型多元醇,至少具有使每1分子具有2~6个羟基的多元醇与由植物油得到的碳原子数15以上的羟基羧酸(hydroxy carboxylic acid)缩合的结构;
(A2)该来自植物的聚酯型多元醇(A1)中进一步加成内酯而形成的多元醇;及
(A3)该来自植物的聚酯型多元醇(A1)中进一步加成具有伯羟基的羟基羧酸而形成的多元醇。
相对于每1分子具有2~6个羟基的多元醇1摩尔,碳原子数15以上的羟基羧酸的缩合摩尔数优选为1~15摩尔,更优选为1~10摩尔。
另外,上述来自植物的多元醇(A)优选为选自下述(A4)~(A6)中的一种以上的来自植物的多元醇:
(A4)来自植物的聚酯型多元醇,至少具有使每1分子具有2~6个羟基的多元醇与含有蓖麻油脂肪酸及/或氢化蓖麻油脂肪酸的羟基羧酸缩合的结构,所述蓖麻油脂肪酸含有由蓖麻油得到的蓖麻油酸作为主成分,所述氢化蓖麻油脂肪酸含有使该蓖麻油脂肪酸中的碳-碳双键饱和而形成的12-羟基硬脂酸作为主成分;
(A5)在该来自植物的聚酯型多元醇(A4)中进一步加成内酯而形成的多元醇;及
(A6)在该来自植物的聚酯型多元醇(A4)中进一步加成具有伯羟基的羟基羧酸而形成的多元醇。
另外,上述含有来自植物的多元醇的减振吸音材料的透气性优选为5~60cc/cm2·sec,更优选为10~40cc/cm2·sec。
另外,使用厚度20mm的减振吸音材料的试验片,基于ISO 10534-2中规定的双传声器法(two microphone method)测定的最大吸声系数优选为0.70以上,更优选为0.80以上,最优选为0.90以上。
上述减振吸音材料优选用于车辆用、墙壁材料用,最优选用于车辆用、特别是用作隔板消音器(Dash Silencer)、地板垫(Floor Mat)、及顶棚材料等内饰材料。
本发明的由聚氨酯泡沫塑料形成的减振吸音材料的制造方法的特征在于:
所述制造方法包括下述工序,将多元醇及/或在多元醇中分散有使具有不饱和键的化合物聚合而形成的聚合物微粒的聚合物分散多元醇、水、催化剂及多异氰酸酯的混合液注入模中,使其反应及发泡、固化后进行脱模的工序,并且,该多元醇至少含有(A)使用由植物得到的原料制造的来自植物的多元醇。
上述混合液也可以由下述工序进行制造,
将多元醇及/或在多元醇中分散有使具有不饱和键的化合物聚合而形成的聚合物微粒的聚合物分散多元醇、水、催化剂混合,制造树脂预混合物(resin premix)的工序,和
将在工序[1]中得到的树脂预混合物和多异氰酸酯混合的工序。
上述来自植物的多元醇(A)优选为选自下述(A1)~(A3)中的一种以上的来自植物的多元醇,
(A1)来自植物的聚酯型多元醇,至少具有使每1分子具有2~6个羟基的多元醇与从植物油中得到的碳原子数15以上的羟基羧酸缩合的结构,
(A2)该来自植物的聚酯型多元醇(A1)中进一步加成内酯而形成的多元醇,及
(A3)该来自植物的聚酯型多元醇(A1)中进一步加成具有伯羟基的羟基羧酸而形成的多元醇。
上述来自植物的多元醇(A)优选为选自下述(A4)~(A6)中的一种以上的来自植物的多元醇,
(A4)来自植物的聚酯型多元醇,至少具有使每1分子具有2~6个羟基的多元醇与含有蓖麻油脂肪酸及/或氢化蓖麻油脂肪酸的羟基羧酸缩合的结构,所述蓖麻油脂肪酸含有由蓖麻油得到的蓖麻油酸作为主成分,所述氢化蓖麻油脂肪酸含有使该蓖麻油脂肪酸中的碳-碳双键饱和而形成的12-羟基硬脂酸作为主成分,
(A5)该来自植物的聚酯型多元醇(A4)中进一步加成内酯而形成的多元醇(A5),及
(A6)该来自植物的聚酯型多元醇(A4)中进一步加成具有伯羟基的羟基羧酸而形成的多元醇。
本发明的含有来自植物的多元醇的减振吸音材料由于具有优异的减振吸音性,所以可以优选作为车辆用及墙壁材料用等、特别是可以用作汽车的隔板消音器、地板垫及顶棚材料等内饰材料提供。另外,由于使用来自植物的多元醇,所以非常有助于面向近来的地球环境保护、与社会动向相应的环境负荷的减少。
具体实施方式
[减振吸音材料]
本发明的减振吸音材料由聚氨酯泡沫塑料形成,所述聚氨酯泡沫塑料是以多元醇及/或在多元醇中分散有使具有不饱和键的化合物聚合而形成的聚合物微粒的聚合物分散多元醇、水、催化剂、及多异氰酸酯作为原料制成的,并且该多元醇含有使用由植物得到的原料制造的来自植物的多元醇(A)。
本发明中所述的减振吸音材料可以具有作为车辆用及墙壁材料用等特别是作为车辆用的优异的性能,并且由于使用来自植物的材料,所以非常有助于面向近来的地球环境保护、与社会动向相应的环境负荷的减少。作为车辆使用,例如可以举出汽车的隔板消音器、地板垫、顶棚材料等汽车内饰材料。
另外,本发明的减振吸音材料通过与高比重的表皮材料(氯乙烯树脂或烯烃树脂等)组合,也可以以2层结构或多层结构的形态进行使用。需要说明的是,作为2层结构,可以举出减振吸音材料/表皮材料、或表皮材料/减振吸音材料,作为多层结构,例如可以举出表皮材料/减振吸音材料/表皮材料等。
(多元醇)
作为用来制造本发明的减振吸音材料的原料,含有多元醇及/或在多元醇中分散有使具有不饱和键的化合物聚合而形成的聚合物微粒的聚合物分散多元醇,并且该多元醇至少含有使用由植物得到的原料制造的来自植物的多元醇(A)。
<(A)来自植物的多元醇>
本发明中使用的来自植物的多元醇(A)为使用由植物得到的原料制成的多元醇,例如可以举出蓖麻油及其衍生物或大豆油衍生物。上述来自植物的多元醇可以单独使用一种或组合使用二种以上。
作为蓖麻油及其衍生物的具体例,可以举出蓖麻油、氢化蓖麻油、由蓖麻油脂肪酸缩合物形成的聚酯型多元醇、由氢化蓖麻油脂肪酸缩合物形成的聚酯型多元醇,以及它们的混合物等。
作为大豆油衍生物的具体例,可以举出羟基化大豆油、由羟基化大豆油脂肪酸缩合物形成的聚酯型多元醇等。
另外,作为优选的来自植物的多元醇(A),可以举出下述来自植物的聚酯型多元醇(A1)~(A6)。
(来自植物的聚酯型多元醇(A1))
来自植物的聚酯型多元醇(A1)至少具有下述结构:相对于每1分子具有2~6个羟基的多元醇1摩尔,优选以1~15摩尔、较优选1~10摩尔缩合由蓖麻油、大豆油等植物油得到的碳原子数15以上的羟基羧酸而形成的结构。
(来自植物的聚酯型多元醇(A2))
来自植物的聚酯型多元醇(A2)为上述来自植物的聚酯型多元醇(A1)中进一步加成内酯而形成的多元醇。
(来自植物的聚酯型多元醇(A3))
来自植物的聚酯型多元醇(A3)为上述来自植物的聚酯型多元醇(A1)中进一步加成具有伯羟基的羟基羧酸而形成的多元醇。
(来自植物的聚酯型多元醇(A4))
来自植物的聚酯型多元醇(A4)至少具有如下结构:相对于每1分子具有2~6个羟基的多元醇1摩尔,优选以1~15摩尔、较优选1~10摩尔缩合羟基羧酸而形成的结构,所述羟基羧酸含有蓖麻油脂肪酸及/或氢化蓖麻油脂肪酸,所述蓖麻油脂肪酸含有由蓖麻油得到的蓖麻油酸作为主成分,所述氢化蓖麻油脂肪酸含有使该蓖麻油脂肪酸中的碳-碳双键饱和而形成的12-羟基硬脂酸作为主成分。该蓖麻油脂肪酸及/或羟基羧酸超过15摩尔时,聚氨酯泡沫塑料的发泡状态容易变得不稳定,故不优选。
(来自植物的聚酯型多元醇(A5))
来自植物的聚酯型多元醇(A5)为上述来自植物的聚酯型多元醇(A4)中进一步加成内酯而形成的多元醇。
(来自植物的聚酯型多元醇(A6))
来自植物的聚酯型多元醇(A6)为上述来自植物的聚酯型多元醇(A4)中进一步加成具有伯羟基的羟基羧酸而形成的多元醇。
上述来自植物的聚酯型多元醇可以单独使用一种或组合使用两种以上。
通过使用碳原子数15以上的羟基羧酸相对于多元醇的缩合比例为上述范围的来自植物的聚酯型多元醇,可以形成吸音性能优异的由聚氨酯泡沫塑料形成的减振吸音材料。
另外,也可以使用具有使蓖麻油等具有羟基的油脂与碳原子数15以上的羟基羧酸缩合的结构的多元醇。
在上述多元醇中,作为每1分子具有2~6个羟基的多元醇,可以举出乙二醇、丙二醇、二甘醇、双丙甘醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇等碳原子数2~10的二元醇;三羟甲基丙烷、丙三醇等碳原子数2~10的三元醇;双甘油、季戊四醇、α-甲基葡糖苷等四元醇;二季戊四醇等六元醇;葡萄糖、山梨醇、果糖等糖类及其衍生物;双酚A等具有2~6个羟基的酚类。另外作为每1分子具有7个以上羟基的多元醇,可以举出蔗糖等糖类及其衍生物;具有7个以上羟基的酚类等。另外,也可以使用在上述多元醇中加成环氧乙烷、环氧丙烷等而形成的多元醇的环氧烷加成物。上述多元醇可以单独使用一种,也可以使用二种以上的混合物。
使用每1分子具有2~10个羟基的多元醇时,由于可以得到具有致密的泡孔结构的减振吸音材料,所以通过下述吸声系数测定所得的最大吸声系数成为高值,可以得到具有优异吸音特性的减振吸音材料。因此,可以优选用作车辆用、墙壁材料用减振吸音材料,特别优选用作汽车的隔板消音器、地板垫、顶棚材料等内饰材料。
作为上述由植物油得到的碳原子数15以上的羟基羧酸,可以优选使用具有羟基的饱和或不饱和脂肪酸、或该不饱和脂肪酸的氢化物,其中优选碳原子数15~20的脂肪酸。进而,上述羟基羧酸中较优选从蓖麻油、Dimorphotheca油、Lesquerella油、Lesquerella densipila种子油等天然油脂中取得的具有羟基的饱和或不饱和脂肪酸、及该不饱和脂肪酸的氢化物,特别优选含有蓖麻油酸、12-羟基硬脂酸作为主成分的脂肪酸。另外,也可以使用将从大豆油、橄榄油、米糠油、棕榈油等中得到的油酸、亚油酸等不具有羟基的不饱和脂肪酸进行羟基化而形成的脂肪酸、及将大豆油进行羟基化后取得的羟基化大豆油脂肪酸等羟基化植物油脂肪酸。
使上述羟基羧酸与上述多元醇缩合时,可以使羟基羧酸缩合,之后使得到的缩聚物与多元醇缩合,或者也可以使多元醇与羟基羧酸缩合,之后进一步使羟基羧酸缩合。
作为上述内酯,可以举出β-丙内酯等β-内酯、γ-丁内酯等γ-内酯、δ-戊内酯等δ-内酯、ε-己内酯等ε-内酯等,优选β-丙内酯及ε-己内酯。
作为上述具有伯羟基的羟基羧酸,可以举出3-羟基丙酸等上述内酯的开环体等。
上述来自植物的多元醇(A)除了上述原料之外也可以广泛使用由植物得到的原料。例如,可以举出主要由淀粉得到的葡萄糖及作为其衍生物的乳酸、3-羟基丙酸、琥珀酸、1,4-丁二醇及它们的混合物或衍生物等。另外,也可以举出由木材得到的纤维素、半纤维素、木素及其衍生物、或作为蓖麻油脂肪酸的衍生物的癸二酸及其衍生物等。
另外作为上述来自植物的多元醇(A),也可以使用在上述来自植物的聚酯型多元醇(A1)~(A6)中进一步加成环氧丙烷及/或环氧乙烷的多元醇。
另外作为上述来自植物的多元醇(A),也可以使用通过使上述来自植物的聚酯型多元醇(A1)~(A6)与多异氰酸酯反应而形成的、具有羟基末端的来自植物的预聚物。在该预聚物中使用的多异氰酸酯没有特别限定,可以优选使用目前公知的甲苯二异氰酸酯(2,4-体或2,6-体等的异构体比率没有特别限定,可以优选使用2,4-体/2,6-体为80/20的比率的物质)、二苯甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯与多亚甲基多苯基多异氰酸酯的混合物等。另外也可以优选使用上述多异氰酸酯的氨基甲酸酯改性体、碳二亚胺改性体、或者它们与甲苯二异氰酸酯的混合物。
在本发明中,上述来自植物的多元醇(A)的酸值优选为10mgKOH/g以下,较优选为8mgKOH/g以下,特别优选为5mgKOH/g以下。如果酸值过高,则氨基甲酸酯发泡时的反应速度显著降低,因此生产率降低,故不优选。
另外,上述来自植物的多元醇(A)的羟基值优选为30~200mgKOH/g,较优选为65~170mgKOH/g。羟基值在65~170mgKOH/g的范围时,由于发泡状态较稳定,所以可以将构成聚氨酯泡沫塑料的泡孔致密化。因此,可以得到具有透气性足够低的特性的减振吸音材料,所以通过下述吸声系数测定所得的最大吸声系数成为高值,可以得到具有优异吸音特性的减振吸音材料。因此,可以优选用作车辆用、墙壁材料用的减振吸音材料,特别优选用作汽车的隔板消音器、地板垫、及顶棚材料等内饰材料。
需要说明的是,来自植物的多元醇(A)可以单独使用一种,或同时使用多种。
<多元醇>
多元醇只要是通常用于聚氨酯泡沫塑料的制造的多元醇即可。作为多元醇,例如可以举出二元~六元等多元醇、聚氧化烯多元醇、由该聚氧化烯多元醇得到的聚合物多元醇、聚酯型多元醇等。上述多元醇可以单独使用一种或同时使用多种。
作为二元~六元等多元醇,例如作为二元醇可以举出乙二醇、丙二醇等,作为三元醇可以举出丙三醇、三羟甲基丙烷等,作为四元醇可以举出季戊四醇、双甘油、α-甲基葡糖苷等,作为六元醇可以举出山梨醇等。
聚氧化烯多元醇为使环氧烷开环聚合而形成的低聚物或聚合物,通常,在催化剂存在下将活性氢化合物作为引发剂使环氧烷开环聚合而得到。需要说明的是,聚氧化烯多元醇有时也称为聚氧化烯聚醚型多元醇。对于聚氧化烯多元醇的羟基值,理想的是,优选为16~120mgKOH/g,更优选为15~60mgKOH/g。聚氧化烯多元醇可以单独使用一种或同时使用多种。
以下,对用于制造聚氧化烯多元醇的活性氢化合物、环氧烷进行说明。
(活性氢化合物)
制造聚氧化烯多元醇时,作为用作引发剂的活性氢化合物可以举出在氧原子上具有活性氢原子的活性氢化合物、在氮原子上具有活性氢原子的活性氢化合物等。
作为上述在氧原子上具有活性氢原子的活性氢化合物,例如可以举出水、碳原子数1~20的羧酸、具有2~6个羧基的碳原子数2~20的多元羧酸类、氨基甲酸类、碳原子数1~20的醇类、具有2~8个羟基的多元醇类、糖类或其衍生物、具有1~3个羟基的碳原子数6~20的芳香族化合物类、具有2~8个末端在其末端具有1~8个羟基的聚环氧烷类等。
作为碳原子数1~20的羧酸,例如可以举出甲酸、乙酸、丙酸、异丁酸、月桂酸、硬脂酸、油酸、苯乙酸、二氢肉桂酸或环己烷甲酸、苯甲酸、对甲基苯甲酸或2-羧基氢萘二甲酸(2-carboxyhydronaphthalic acid)等。作为具有2~6个羧基的碳原子数2~20的多元羧酸类,例如可以举出草酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、己二酸、衣康酸、丁烷四甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,2,4-苯三酸或1,2,4,5-苯四酸等。
作为氨基甲酸类,例如可以举出N,N-二乙基氨基甲酸、N-羧基吡咯烷酮、N-羧基苯胺或N,N’-二羧基-2,4-甲苯二胺等。作为碳原子数1~20的醇类,例如可以举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、异戊醇、叔戊醇、正辛醇、月桂醇、十六烷醇、环戊醇、烯丙醇、巴豆醇、甲基乙烯基甲醇、苯甲醇、1-苯乙醇、三苯基甲醇、或者肉桂醇等。
作为具有2~8个羟基的碳原子数2~20的多元醇类,例如可以举出乙二醇、二甘醇、双丙甘醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、三羟甲基丙烷、丙三醇、双甘油、季戊四醇、或二季戊四醇等。
作为糖类或其衍生物,例如可以举出α-甲基葡糖苷、葡萄糖、山梨醇、右旋糖、果糖或蔗糖等。作为具有1~3个羟基的碳原子数6~20的芳香族化合物类,例如可以举出苯酚、2-萘酚、2,6-二羟基萘、双酚A等。
作为末端具有1~8个羟基的聚环氧烷类,例如可以举出聚环氧乙烷、聚环氧丙烷或它们的共聚物等。
活性氢化合物中,作为在氮原子上具有活性氢原子的活性氢化合物,可以举出碳原子数1~20的脂肪族或芳香族伯胺类、碳原子数2~20的脂肪族或芳香族仲胺类、碳原子数2~20的具有2~3个伯胺基或仲胺基的多元胺类、碳原子数4~20的饱和环状仲胺类、碳原子数4~20的不饱和环状仲胺类、碳原子数4~20的未取代或N-单取代的羧酸酰胺类、5~7元环的环状酰胺类、碳原子数4~10的二羧酸的酰亚胺类等。
作为碳原子数1~20的脂肪族或芳香族伯胺类,例如可以举出甲胺、乙胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺、异丁胺、仲丁胺、叔丁胺、环己胺、苄胺、β-苯基乙胺、苯胺、邻甲苯胺、间甲苯胺、对甲苯胺等。
作为碳原子数2~20的脂肪族或芳香族仲胺类,例如可以举出二甲胺、甲基乙基胺、二乙胺、二正丙胺、乙基正丁基胺、甲基-仲丁基胺、二戊胺、二环己胺、N-甲基苯胺、二苯胺等。
作为碳原子数2~20的具有2~3个伯胺基或仲胺基的多元胺类,例如可以举出乙二胺、二(2-氨基乙基)胺、六亚甲基二胺、4,4-二氨基二苯基胺、三(2-氨基乙基)胺、N,N’-二甲基乙二胺、N,N’-二乙基乙二胺、二(2-甲基氨基乙基)胺等。
作为碳原子数4~20的饱和环状仲胺类,例如可以举出吡咯烷、哌啶、吗啉、1,2,3,4-四氢喹啉等。作为碳原子数4~20的不饱和环状仲胺类,例如可以举出3-吡咯啉、吡咯、吲哚、咔唑、咪唑、吡唑、嘌呤等。
作为碳原子数4~20的具有2~3个仲胺基的环状多元胺类,例如可以举出哌嗪、吡嗪、1,4,7-三氮杂环壬烷等。作为碳原子数2~20的未取代或氮取代的羧酸酰胺类,例如可以举出乙酰胺、丙酰胺、N-甲基丙酰胺、N-甲基苯甲酰胺、N-乙基硬脂酰胺等。
作为5~7元环的环状酰胺类,例如可以举出2-吡咯烷酮、ε-己内酰胺等。作为碳原子数4~10的二羧酸的酰亚胺类,例如可以举出琥珀酰亚胺、马来酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺等。
上述活性氢化合物中,在本发明中优选乙二醇、二甘醇、丙二醇、双丙甘醇、丙三醇、双甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、α-甲基葡糖苷、山梨醇,更优选丙二醇、双丙甘醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、α-甲基葡糖苷、山梨醇,特别优选双丙甘醇、丙三醇、季戊四醇。上述引发剂可以单独使用一种或同时使用二种以上。
(环氧烷化合物)
作为用于制造聚氧化烯多元醇的环氧烷化合物,例如可以举出环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、氧化苯乙烯、氧化环己烯、表氯醇、表溴醇、甲基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油基醚或苯基缩水甘油醚等。
上述环氧烷化合物中,优选环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷或氧化苯乙烯,更优选环氧乙烷、环氧丙烷。上述物质可以单独使用一种或同时使用二种以上。同时使用二种以上时,优选含有环氧乙烷,环氧烷中环氧乙烷的比率优选为5~30质量%。
<聚合物分散多元醇>
在本发明中,所谓聚合物分散多元醇(也称为聚合物多元醇)是指用偶氮二异丁腈等自由基引发剂,使丙烯腈或苯乙烯等具有不饱和键的化合物在多元醇中分散聚合而形成的含有一部分接枝物的烯类聚合物(以下有时简称为聚合物微粒)的分散体。
此处使用的多元醇可以使用上述多元醇,但较优选使用聚氧化烯多元醇。该分散聚合所得的聚合物通常优选其平均粒径为0.1~10微米。在本发明中使用的聚合物多元醇中,对于烯类聚合物(聚合物微粒)在聚氧化烯多元醇中所占的比例,理想的是,通常,优选为2~50质量%,更优选为5~40质量%。
需要说明的是,上述所谓具有不饱和键的化合物,为分子中具有不饱和键的化合物,例如可以举出丙烯腈、苯乙烯等。上述化合物可以单独使用一种或混合使用多种。另外,除此之外,可以同时使用分散稳定剂或链转移剂等。
<发泡剂>
作为本发明的发泡剂,也可以使用液化二氧化碳等物理发泡剂,但最优选使用水。
使用水作为发泡剂时,理想的是,相对于上述聚氧化烯多元醇及/或聚合物多元醇100质量份,使用0.1~8.0质量份、优选0.5~6.0质量份的量。
<催化剂>
作为本发明的催化剂,可以使用目前公知的催化剂,没有特别限定。
具体而言,例如可以举出不具有活性氢原子的胺类、具有活性氢原子的胺类、有机锡化合物等。
<多异氰酸酯>
对于与上述多元醇反应的多异氰酸酯,没有特别限定。通常可以优选使用甲苯二异氰酸酯(2,4-体或2,6-体等异构体比率没有特别限定,优选2,4-体/2,6-体为80/20的比率的物质)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯或其氨基甲酸酯改性体、或者它们的混合物,可以根据需要选择最适合的异氰酸酯。
多异氰酸酯中异氰酸酯基的总数除以聚氧化烯多元醇的羟基及交联剂等的氨基、水等的与异氰酸酯基反应的活性氢的总数再乘以100,将所得的值作为NCO指数。即,与异氰酸酯基反应的活性氢数和多异氰酸酯中的异氰酸酯基在化学计量上相等时,此NCO指数为100。在本发明中的NCO指数,理想的是,优选在50~150、更优选在60~130的范围。
(其他添加剂)
在本发明中,在不损害本发明的目的的范围内可以使用交联剂、整泡剂等其他添加剂。
<交联剂>
在本发明的减振吸音材料中,也可以使用交联剂。使用交联剂时,优选使用羟基值为200~1800mgKOH/g的化合物作为交联剂。
作为上述交联剂,例如可以举出丙三醇等脂肪族多元醇类;二乙醇胺、三乙醇胺等链烷醇胺类等。
另外,也可以使用羟基值为200~1800mgKOH/g的聚氧化烯多元醇作为交联剂,进而,还可以使用目前公知的交联剂。使用上述交联剂时,相对于上述聚氧化烯多元醇及/或上述聚合物多元醇的总量100质量份,优选使用0.5~10质量份的量。
<整泡剂>
在本发明中,可以根据需要使用整泡剂。作为整泡剂没有特别限定,可以使用目前公知的整泡剂,但通常优选使用有机硅类表面活性剂。
例如可以优选使用东丽·道康宁·有机硅(株)制SRX-274C、SF-2969、SF-2961、SF-2962、SZ-3601、SZ-1325、SZ-1328、及GE东芝有机硅(株)制L-5309、Y-10366等。整泡剂的使用量相对于多元醇成分的总量100质量份优选为0.1~10质量份、更优选为0.5~5质量份的量。
[减振吸音材料的制造方法]
由聚氨酯泡沫塑料形成的减振吸音材料的制造方法包括下述工序,
使用高压发泡机或低压发泡机将多元醇及/或在多元醇中分散有使具有不饱和键的化合物聚合而形成的聚合物微粒的聚合物分散多元醇、水、催化剂及多异氰酸酯进行混合,将得到的混合液注入模中使其反应及发泡、固化,之后进行脱模(模具发泡法)的工序。
作为模具发泡法,例如可以使用冷固化模具发泡法(cold curemould foaming method)及热固化模具发泡法等。
作为一个例子,利用经过树脂预混合物制作工序的冷固化模具发泡法的、减振吸音材料的制造方法,是指使用高压发泡机或低压发泡机将树脂预混合物与多异氰酸酯以规定的比率进行混合,将所得的混合液注入温度预先调节至30~80℃的模中,使其反应及发泡、固化,之后脱模,由此可以得到一定形状的目标物(减振吸音材料)的方法。所谓树脂预混合物是指,将上述多元醇及/或上述聚合物分散多元醇、水、催化剂、以及根据需要加入的发泡剂、交联剂、整泡剂预先混合所得的混合物,该多元醇至少是使用由植物得到的原料制成的来自植物的多元醇。并且,在树脂预混合物中作为其他辅助剂也可以加入阻燃剂、颜料、紫外线吸收剂、抗氧化剂等。
需要说明的是,使用有机锡催化剂之类显示水解性的化合物作为催化剂时,为了避免与水接触,优选将水成分与有机锡催化剂成分形成另外的体系,用发泡机的混合头进行混合。
[减振吸音材料的测定方法及试验方法]
以下说明本发明的减振吸音材料的测定方法及试验方法。
<总密度>
总密度(kg/m3)基于JIS K-6400记载的方法进行测定。
<酸值>
酸值(mgKOH/g)基于JIS K-1557记载的方法进行测定。
<羟基值(OHV)>
羟基值(mgKOH/g)基于JIS K-1557记载的方法进行测定。
<硬度>
硬度使用ASKER F型硬度计(ASKER公司制)进行测定。
<透气性>
透气性(cc/cm2·sec)基于JIS K-6400记载的方法进行测定。需要说明的是,从使用400×400×20mm的模具制成的试样中切取厚度20mm的上下面具有表皮层的试验片,将其用作透气性测定用样品。另外透气性优选为5~60cc/cm2·sec,更优选为10~40cc/cm2·sec。
<吸声系数测定>
根据ISO 10534-2中规定的双传声器法测定吸声系数。500~1000Hz的吸声系数用大型管(内径100mm)测定,2000~6000Hz的吸声系数用小型管(内径29mm)进行测定。通过上述测定得到的吸声系数的值越高,表示作为吸音特性越优异,使其完全吸音时该值为1.0。对于本发明的减振吸音材料的最大吸声系数,较理想的是,为0.70以上、优选为0.80以上、更优选为0.90以上。该吸音材料可以优选用作车辆用、墙壁材料用减振吸音材料。特别是最优选用作汽车的隔板消音器、地板垫、顶棚材料等内饰材料。需要说明的是,使用与透气性测定用样品相同的试验片测定吸声系数。
实施例
以下,通过实施例说明本发明,但本发明并不限定于此。
[树脂预混合物]
<来自植物的多元醇(A)>
(A-1)来自植物的多元醇
作为来自植物的多元醇,使用来自植物的多元醇(A-1),该多元醇(A-1)是将从蓖麻中榨油得到的蓖麻油进行精制得到的。羟基值为160mgKOH/g、酸值为0.3mgKOH/g。
(A-2)来自植物的多元醇
相对于在1摩尔季戊四醇中加成4摩尔环氧乙烷而形成的衍生物1摩尔,以6摩尔的比率加入蓖麻油脂肪酸(酸值188mgKOH/g)作为具有OH基的碳原子数15以上的羟基羧酸,所述蓖麻油脂肪酸含有由蓖麻油得到的蓖麻油酸作为主成分,相对于它们的总量加入100ppm乳酸钛〔(HO)2Ti(C3H5O3)2〕作为催化剂。然后,在200~230℃的范围内缩合反应30小时。一边连续地将缩合反应中产生的水排除到体系外一边使其反应。
使其缩合得到的来自植物的多元醇(A-2)的羟基值为80mgKOH/g,酸值为1.6mgKOH/g。
(A-3)来自植物的多元醇
相对于在1摩尔山梨醇中加成6摩尔环氧丙烷而形成的衍生物1摩尔,以9摩尔的比率加入蓖麻油脂肪酸(酸值188mgKOH/g)作为具有OH基的碳原子数15以上的羟基羧酸,所述蓖麻油脂肪酸含有由蓖麻油得到的蓖麻油酸作为主成分,相对于它们的总量加入100ppm乳酸钛〔(HO)2Ti(C3H5O3)2〕作为催化剂。然后,在200~230℃的范围内进行缩合反应30小时。一边连续地将缩合反应中产生的水排除到体系外一边使其反应。
使其缩合得到的来自植物的多元醇(A-3)的羟基值为80mgKOH/g,酸值为1.8mgKOH/g。
(A-4)来自植物的多元醇
相对于在1摩尔山梨醇中加成6摩尔环氧丙烷而形成的衍生物1摩尔,以14摩尔的比率加入蓖麻油脂肪酸(酸值188mgKOH/g)作为具有OH基的碳原子数15以上的羟基羧酸,所述蓖麻油脂肪酸含有由蓖麻油得到的蓖麻油酸作为主成分,相对于它们的总量加入100ppm乳酸钛〔(HO)2Ti(C3H5O3)2〕作为催化剂。然后,在200~230℃的范围内进行缩合反应30小时。一边连续地将缩合反应中产生的水排除到体系外一边使其反应。
使其缩合得到的来自植物的多元醇(A-4)的羟基值为48mgKOH/g,酸值为2.0mgKOH/g。
<来自植物的多元醇以外的多元醇(B)>
(B-1)聚氧化烯多元醇
相对于1摩尔季戊四醇加入0.37摩尔氢氧化钾,在100℃下减压脱水6小时后,在反应温度115℃、最大反应压力0.5MPa下使环氧丙烷加成聚合。然后,在反应温度115℃、最大反应压力0.4MPa下使环氧乙烷加成聚合,得到羟基值28mgKOH/g的聚氧化烯多元醇(B-1)。此时,环氧乙烷的重量比为14.5wt%。
(B-2)聚氧化烯多元醇
相对于1摩尔季戊四醇加入0.37摩尔氢氧化钾,在100℃下减压脱水6小时后,使环氧丙烷在反应温度115℃、最大反应压力0.5MPa下加成聚合。然后,使环氧乙烷在反应温度115℃、最大反应压力0.4MPa下加成聚合,得到羟基值43mgKOH/g的聚氧化烯多元醇(B-2)。此时,环氧乙烷的重量比为14.5wt%。
(B-3)聚合物分散多元醇
采用与B-1相同的合成方法,在丙三醇中加成环氧丙烷及环氧乙烷,得到末端环氧乙烷14.5wt%、羟基值33mgKOH/g的聚氧化烯多元醇。然后,在该多元醇中,在自由基引发剂存在下,于120℃下使丙烯腈接枝聚合,得到羟基值28mgKOH/g、烯类聚合物含有量20wt%的聚合物分散多元醇(B-3)。
(B-4)聚合物分散多元醇
采用与B-1相同的合成方法,在丙三醇中加成环氧丙烷及环氧乙烷,得到末端环氧乙烷14.5wt%、羟基值33mgKOH/g的聚氧化烯多元醇。然后,在该多元醇中,在自由基引发剂存在下,于120℃下使丙烯腈及苯乙烯接枝聚合,得到羟基值28mgKOH/g、烯类聚合物含有量20wt%的聚合物多元醇(B-4)。此时,丙烯腈与苯乙烯的重量比为80比20。
<异氰酸酯化合物(C)>
(C-1)异氰酸酯化合物
作为异氰酸酯化合物(C-1),使用Cosmonate TM-20(三井化学聚氨酯(株)制)(2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的质量比80∶20的混合物80份、与多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯20份的混合物)。
<催化剂>
作为催化剂(催化剂1),使用Minico L-1020胺催化剂(三亚乙基二胺的33%二甘醇溶液)(Katsuzai Chemicals(株)社制)。
<其他添加剂>
·交联剂:精制丙三醇
·整泡剂1:SF-2971(东丽道康宁有机硅(株)社制)
·整泡剂2:Y-10366(GE东芝有机硅(株)社制)
[实施例1~12]
混合上述成分得到的树脂预混合物的配合以及NCO指数如表1所示。需要说明的是,表1中关于组成的数字表示份数。
将树脂预混合物中规定量的异氰酸酯化合物注入预先调节温度至65℃的内部尺寸为400mm×400mm×20mm的模中,盖上盖子使其固化4分钟,得到减振吸音材料。
得到的减振吸音材料(实施例1~12)的各种评价如表1所示。