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JP7759745B2 - Polyurethane foam, polyol composition, and method for producing polyurethane foam - Google Patents

Polyurethane foam, polyol composition, and method for producing polyurethane foam

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JP7759745B2
JP7759745B2 JP2021121098A JP2021121098A JP7759745B2 JP 7759745 B2 JP7759745 B2 JP 7759745B2 JP 2021121098 A JP2021121098 A JP 2021121098A JP 2021121098 A JP2021121098 A JP 2021121098A JP 7759745 B2 JP7759745 B2 JP 7759745B2
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誠 眞杉
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Description

本発明は、熱伝導性が良好なポリウレタンフォーム、ポリオール組成物及びポリウレタンフォームの製造方法に関する。 The present invention relates to a polyurethane foam with good thermal conductivity, a polyol composition, and a method for producing a polyurethane foam.

従来、OA機器や電気製品等には制振材や防音材としてポリウレタンフォームが使用されている。例えば、PCのハードディスクドライブや電気自動車の電気モータなどには、筐体の内部や外面にポリウレタンフォームを配置して制振や防音性を高めることが行われる。また、ハードディスクドライブや電気モータは、作動時の発熱で高温になることがあるため、ポリウレタンフォームには、外部への放熱性の観点から、良好な熱伝導性が求められる。 Traditionally, polyurethane foam has been used as a vibration-damping and soundproofing material in office equipment and electrical appliances. For example, polyurethane foam is placed inside or on the exterior of the housing of PC hard disk drives and electric motors in electric vehicles to improve vibration-damping and soundproofing. Furthermore, because hard disk drives and electric motors can become very hot due to heat generation during operation, polyurethane foam is required to have good thermal conductivity in order to dissipate heat to the outside.

ポリウレタンフォームに熱伝導性を付与する方法として、ポリウレタンフォーム原料に黒鉛などの熱伝導性フィラーを配合することが行われている。
また、熱伝導性粒子の表面にバインダーにより接着された磁性粒子を含む発泡ウレタン樹脂原料を、発泡型のキャビティに投入(注入)し、キャビティ内の磁束密度が略均一になるように磁場をかけながら発泡成形してポリウレタンフォームを製造する方法がある(特許文献1)。
One method for imparting thermal conductivity to polyurethane foam is to blend a thermally conductive filler such as graphite into the polyurethane foam raw material.
Another method for producing polyurethane foam involves pouring (injecting) a foamed urethane resin raw material containing magnetic particles bonded to the surface of thermally conductive particles with a binder into the cavity of a foaming mold, and then foaming the resin while applying a magnetic field so that the magnetic flux density within the cavity is approximately uniform (Patent Document 1).

特許第5829279号公報Patent No. 5829279

しかし、熱伝導性フィラーの種類によっては、熱伝導性フィラーが配合されたポリウレタンフォーム原料の撹拌混合等の際に、熱伝導性フィラーから酸性物質が漏れ出してポリウレタンフォーム原料が酸性に傾くことがある。その結果、ポリウレタンフォーム原料に反応活性の低下(失活)を生じ、発泡状態の良好なポリウレタンフォームが得られなくなる場合がある。
本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、発泡状態が良好な熱伝導性ポリウレタンフォームの提供を目的とする。
However, depending on the type of thermally conductive filler, acidic substances may leak from the thermally conductive filler during stirring and mixing of polyurethane foam raw materials containing the thermally conductive filler, causing the polyurethane foam raw materials to become acidic. As a result, the polyurethane foam raw materials may experience a decrease in reactivity (deactivation), making it impossible to obtain a polyurethane foam with a good foaming state.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a thermally conductive polyurethane foam that is in a good foamed state.

第1の態様は、ポリオール及び熱伝導性フィラーを含むポリオール組成物と、ポリイソシアネートとを含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォームであって、前記熱伝導性フィラーとして、炭素系フィラーと、金属系フィラーとを併用することを特徴とする。 The first aspect is a polyurethane foam obtained from a polyurethane foam raw material containing a polyol composition containing a polyol and a thermally conductive filler, and a polyisocyanate, characterized in that the thermally conductive filler is a combination of a carbon-based filler and a metal-based filler.

第2の態様は、第1の態様において、前記炭素系フィラーの含有量は、前記ポリオール80重量部に対して20~100重量部であり、前記金属系フィラーの含有量は、前記ポリオール80重量部に対して10~50重量部であることを特徴とする。 The second aspect is the first aspect, characterized in that the content of the carbon-based filler is 20 to 100 parts by weight per 80 parts by weight of the polyol, and the content of the metal-based filler is 10 to 50 parts by weight per 80 parts by weight of the polyol.

第3の態様は、第1または第2の態様において、前記ポリオール組成物にモノオールが含まれることを特徴とする。 The third aspect is characterized in that, in the first or second aspect, the polyol composition contains a monool.

第4の態様は、ポリオール、熱伝導性フィラーを含むポリオール組成物であって、前記熱伝導性フィラーとして、鱗片状黒鉛と膨張化黒鉛から選択される炭素系フィラーと、金属系フィラーとを併用することを特徴とする。 The fourth aspect is a polyol composition containing a polyol and a thermally conductive filler, characterized in that the thermally conductive filler is a carbon-based filler selected from flake graphite and expanded graphite, in combination with a metal-based filler.

第5の態様は、第4の態様におけるポリオール組成物を撹拌し、ポリイソシアネートを混合させて、発泡させるポリウレタンフォームの製造方法である。 The fifth aspect is a method for producing polyurethane foam, which comprises stirring the polyol composition of the fourth aspect, mixing it with polyisocyanate, and foaming it.

本発明は、ポリオール組成物に含まれる炭素系フィラーが鱗片状黒鉛と膨張化黒鉛から選択されるものであるため、反応活性の低下(失活)を生じ難く、発泡状態の良好な熱伝導性ポリウレタンフォームが得られる。 In the present invention, the carbon-based filler contained in the polyol composition is selected from flake graphite and expanded graphite, which makes it less likely to experience a decrease in reaction activity (deactivation) and allows for the production of a thermally conductive polyurethane foam with a good foaming state.

実施例1、2、3、4と比較例1、2におけるポリウレタンフォーム原料の配合と原料性状、金型成形した成形品の物性測定結果を示す表である。1 is a table showing the formulations and raw material properties of polyurethane foam raw materials in Examples 1, 2, 3, and 4 and Comparative Examples 1 and 2, and the results of measuring the physical properties of molded products molded with a mold. 実施例1と比較例1について、低圧注入機による循環時間を異ならせて測定した原料性状とポリウレタンフォームの物性測定の結果を示す表である。1 is a table showing the results of measuring the raw material properties and the physical properties of the polyurethane foams obtained by varying the circulation time using a low-pressure injector for Example 1 and Comparative Example 1.

以下、本発明について、実施形態を説明する。本発明のポリウレタンフォームは、ポリオール及び熱伝導性フィラーを含むポリオール組成物と、ポリイソシアネートとを含むポリウレタンフォーム原料から得られる。 The following describes an embodiment of the present invention. The polyurethane foam of the present invention is obtained from a polyurethane foam raw material containing a polyol composition containing a polyol and a thermally conductive filler, and a polyisocyanate.

ポリオールは、多価アルコール、又はこれらにエチレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(PO)等のアルキレンオキサイドが付加されたものであり、ポリウレタンフォーム用のポリオールを使用することができる。例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール等の何れでもよく、それらの一種類あるいは複数種類を使用してもよい。 The polyol may be a polyhydric alcohol or a polyol to which an alkylene oxide such as ethylene oxide (EO) or propylene oxide (PO) has been added. Polyols used for polyurethane foams can be used. For example, polyether polyols, polyester polyols, polyether ester polyols, etc. may be used, and one or more of these may be used.

ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコールにエチレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(PO)等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。 Examples of polyether polyols include polyether polyols obtained by adding alkylene oxides such as ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) to polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, and sucrose.

ポリエステルポリオールとしては、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、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等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールを挙げることできる。
また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、前記ポリエーテルポリオールと多塩基酸を反応させてポリエステル化したもの、あるいは1分子内にポリエーテルとポリエステルの両セグメントを有するものを挙げることができる。
Examples of polyester polyols include polyester polyols obtained by polycondensation of an aliphatic carboxylic acid such as malonic acid, succinic acid, or adipic acid, or an aromatic carboxylic acid such as phthalic acid, and an aliphatic glycol such as ethylene glycol, diethylene glycol, or propylene glycol.
Examples of polyetherester polyols include those obtained by reacting the above-mentioned polyether polyols with polybasic acids to form polyesters, and those having both polyether and polyester segments in one molecule.

ポリオールについては、水酸基価(OHV)が10~280mgKOH/g、官能基数が2~4、重量平均分子量が800~10000(より好適には2000~7000)であるポリオールを単独または複数用いることが好ましい。 It is preferable to use one or more polyols with a hydroxyl value (OHV) of 10 to 280 mg KOH/g, a functionality of 2 to 4, and a weight-average molecular weight of 800 to 10,000 (more preferably 2,000 to 7,000).

熱伝導性フィラーは、炭素系フィラーと金属系フィラーとが併用される。
炭素系フィラーは、黒鉛、グラフェン等の導電性炭素化合物が挙げられ、板状黒鉛、鱗片状黒鉛、粒状黒鉛、不定形状黒鉛、破砕形状黒鉛、鱗状黒鉛、膨張化黒鉛などが挙げられる。より好適には、鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛及び膨張化黒鉛から選択される何れか一または複数が使用される。
鱗片状黒鉛は、六方晶系の結晶を持った板形状(グラフェン)の構造が多数重なった組成からなる。
一方、膨張化黒鉛は、例えば、鱗片状黒鉛などの黒鉛を硫酸などで化学処理して得た膨張性黒鉛を、熱処理して膨張させた後、微細化することにより得られる。
The thermally conductive filler is a combination of a carbon-based filler and a metal-based filler.
Examples of the carbon-based filler include conductive carbon compounds such as graphite and graphene, such as plate-like graphite, flake graphite, granular graphite, irregularly shaped graphite, crushed graphite, flaky graphite, and expanded graphite. More preferably, one or more selected from flake graphite, flaky graphite, and expanded graphite are used.
Flake graphite is composed of many overlapping plate-shaped (graphene) structures with hexagonal crystals.
On the other hand, expanded graphite can be obtained by chemically treating graphite such as flake graphite with sulfuric acid or the like to obtain expandable graphite, which can then be expanded by heat treatment and then refined.

炭素系フィラーは、次の(1)に示す平均粒子径(D50)を有するもの、または(2)の粒度分布を有するものが好ましい。
(1)平均粒子径(D50)による好ましい範囲
平均粒子径(D50)は30μm以上が好ましく、40μm以上がより好ましく、90μm以上が更に好ましく、150μm以上が更に好ましい。他方、上限は400μm以下が好ましく、300μm未満がより好ましい。
The carbonaceous filler preferably has the average particle size (D50) shown in (1) below or the particle size distribution shown in (2).
(1) Preferred range of average particle size (D50) The average particle size (D50) is preferably 30 μm or more, more preferably 40 μm or more, even more preferably 90 μm or more, and even more preferably 150 μm or more. On the other hand, the upper limit is preferably 400 μm or less, and more preferably less than 300 μm.

(2)篩による好ましい範囲
粒子の分級は、「JIS K0069 化学製品のふるい分け試験方法」に準拠して測定した。
ふるい残分は、目開きの大きいふるいを上段にして、複数ふるいを重ねて受け皿の上に重ね、最上段のふるいに試料を挿入して、ふるい分け試験を行い、各段のふるい上及びふるい下の質量をはかり、ふるい残分を求める。
粒子径範囲に対応するふるい残分を求め、粒子径の大きい順にふるい残分を求める。
具体的には、目開きが小さいものが下段、目開きが大きいものを上段になるように受け皿の上に積み重ねる。次に、最上段のふるいに試料を装入してふたをする。その後、振動機にて振動を与え、ふるい分けを行う。ふるい分け終了後に、各段のふるい上及びふるい下の質量を測定することによって、ふるい残分(粒度分布)を求める。
(2) Preferred range by sieve The particle classification was measured in accordance with "JIS K0069 Sieving test method for chemical products."
The sieve residue is determined by stacking multiple sieves on a tray, with the sieve with the largest openings on top, and inserting the sample into the top sieve to perform a sieving test.The mass of the sample above and below each sieve is then measured to determine the sieve residue.
The sieve residue corresponding to the particle size range is determined, and the sieve residue is determined in descending order of particle size.
Specifically, the sieves are stacked on a tray with the smaller mesh size at the bottom and the larger mesh size at the top. Next, the sample is placed on the top sieve and the lid is placed on it. After that, the sieve is vibrated with a vibrator and sieved. After sieving is complete, the mass of the over-sieved and under-sieved particles at each sieve is measured to determine the sieve residue (particle size distribution).

粒子径範囲の大きい順にふるい残分を求めた後、ふるい残分を積算して、各ふるい目開き対応する積算百分率を求める。
平均粒子径、例えば平均粒子径(D50)に対応するものとして、積算分布50重量%に対応するふるい目開き(積算分布50wt%粒子径)を平均粒子径として扱う。
すなわち、複数の目開きのふるいを準備し、積算分布50重量%以上に対応するふるい目開き(積算分布50wt%以上の粒子径)と、そのふるいよりも目開きの粗いふるい目開き(積算分布50wt%未満の粒子径)に着目した。すなわち、平均粒子径に相当する積算分布50wt%粒子径は、積算分布50wt%以上の粒子径と、積算分布50wt%未満の粒子径の間の大きさに対応する。よって、平均粒子径に相当する積算分布50wt%粒子径は、積算分布50wt%以上から積算分布50wt%未満の粒子径範囲に存在する。
炭素系フィラーの平均粒子径に相当する積算分布50wt%粒子径は、以下の範囲が好ましい。
複数の目開きのふるいのうち、小側のふるい目開きは、積算分布50wt%以上に対応する粒子径(目開き)が、45μm以上が好ましく、90μm以上がより好ましく、180μm以上がさらに好ましい。
一方、複数の目開きのふるいのうち、大側のふるい目開きは、積算分布50wt%未満に対応する粒子径(目開き)が、500μm以下が好ましく、355μm以下がより好ましく、300μmがさらに好ましい。
After determining the sieve residue in descending order of particle size range, the sieve residues are integrated to determine the integrated percentage corresponding to each sieve opening.
The sieve opening corresponding to a cumulative distribution of 50 wt % (particle diameter of cumulative distribution 50 wt %) is treated as the average particle diameter, for example, the average particle diameter (D50).
That is, sieves with a plurality of openings were prepared, and attention was paid to a sieve opening corresponding to 50 wt% or more of the cumulative distribution (particle diameter of 50 wt% or more of the cumulative distribution) and a sieve opening coarser than that sieve (particle diameter of less than 50 wt% of the cumulative distribution). That is, the cumulative distribution 50 wt% particle diameter corresponding to the average particle diameter corresponds to a size between the particle diameter of 50 wt% or more of the cumulative distribution and the particle diameter of less than 50 wt% of the cumulative distribution. Therefore, the cumulative distribution 50 wt% particle diameter corresponding to the average particle diameter exists in the particle diameter range from 50 wt% or more of the cumulative distribution to less than 50 wt% of the cumulative distribution.
The particle size at 50 wt % cumulative distribution, which corresponds to the average particle size of the carbon-based filler, is preferably in the following range.
Of the sieves with multiple openings, the smaller sieve opening has a particle size (opening) corresponding to a cumulative distribution of 50 wt % or more of preferably 45 μm or more, more preferably 90 μm or more, and even more preferably 180 μm or more.
On the other hand, among sieves with multiple openings, the opening of the larger sieve is preferably 500 μm or less, more preferably 355 μm or less, and even more preferably 300 μm, in terms of particle size (opening) corresponding to an integrated distribution of less than 50 wt %.

炭素系フィラーを、上記(1)に示す平均粒子径(D50)を有するもの、または(2)の粒度分布を有するものとすれば、ポリウレタンフォーム内に炭素系フィラーが密に分散され、熱伝導性をより高くすることができる。
炭素系フィラーの含有量は、ポリオール80重量部に対して20~100重量部であり、さらに好ましくは30~100重量部、より好ましくは50~100重量部である。炭素系フィラーの配合量が少なすぎると、ポリウレタンフォームの熱伝導性が低くなり、逆に多すぎるとポリウレタンフォームの発泡が悪くなる。
If the carbon-based filler has the average particle size (D50) shown in (1) above or the particle size distribution shown in (2), the carbon-based filler is densely dispersed within the polyurethane foam, thereby enabling the thermal conductivity to be further increased.
The content of the carbon-based filler is 20 to 100 parts by weight, more preferably 30 to 100 parts by weight, and even more preferably 50 to 100 parts by weight, per 80 parts by weight of the polyol. If the amount of carbon-based filler is too small, the thermal conductivity of the polyurethane foam will be low, and conversely, if it is too large, the foaming of the polyurethane foam will be poor.

金属系フィラーとしては、各種金属を微粒子化した導電性金属粉、軟磁性フェライト等の各種フェライト類、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸化物、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の金属窒化物、炭化ケイ素等の金属炭化物、炭酸マグネシウムなどの金属炭酸塩、等が挙げられる。
より好適には、アルミナ、酸化マグネシウム、金属シリコン(ケイ素)、窒化ホウ素等を挙げることができる。これらは単独あるいは複数種類を組み合わせて用いることができる。
金属系フィラーの粒径は、5~25μmが好ましい。
金属系フィラーの含有量は、ポリオール80重量部に対して10~50重量部であり、さらに好ましくは15~30重量部、金属系フィラーの配合量が少なすぎると、ポリウレタンフォームの熱伝導性が低くなり、逆に多すぎるとポリウレタンフォームの発泡が悪くなる。
Examples of metal-based fillers include conductive metal powders obtained by finely grinding various metals, various ferrites such as soft magnetic ferrite, metal oxides such as zinc oxide, titanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, and silicon oxide, metal nitrides such as boron nitride, aluminum nitride, and silicon nitride, metal carbides such as silicon carbide, and metal carbonates such as magnesium carbonate.
More preferred examples include alumina, magnesium oxide, metallic silicon, boron nitride, etc. These may be used alone or in combination.
The particle size of the metal filler is preferably 5 to 25 μm.
The content of the metal filler is 10 to 50 parts by weight, more preferably 15 to 30 parts by weight, per 80 parts by weight of polyol. If the amount of metal filler is too small, the thermal conductivity of the polyurethane foam will be low, and conversely, if it is too large, the foaming of the polyurethane foam will be poor.

ポリオール組成物には、触媒、発泡剤が含まれる。
触媒としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを用いることができる。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、N-エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等のスズ触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒(有機金属触媒とも称される。)を挙げることができる。触媒の量は、ポリオール80重量部に対して0.5~2.0重量部程度が好ましい。
The polyol composition contains a catalyst and a blowing agent.
The catalyst may be any known catalyst for polyurethane foams. Examples include amine catalysts such as triethylamine, triethylenediamine, diethanolamine, dimethylaminomorpholine, N-ethylmorpholine, and tetramethylguanidine; tin catalysts such as stannous octoate and dibutyltin dilaurate; and metal catalysts (also called organometallic catalysts) such as phenylmercury propionate and lead octenate. The amount of catalyst is preferably about 0.5 to 2.0 parts by weight per 80 parts by weight of polyol.

発泡剤としては、原材料の混合の観点で水が入っていることが好ましい。発泡剤(水)の量は、ポリオール80重量部に対して0.5~2.0重量部が好ましい。発泡剤(水)の量が0.5重量部未満の場合には原材料の混合、反応性が悪くなり成形不良が生じ易い。一方、2.0重量部を超えると発泡ガスが増大してポリウレタンフォームの内部にクラックが生じ、熱伝導性が低下するようになる。 In terms of mixing the raw materials, it is preferable to use water as the blowing agent. The amount of blowing agent (water) is preferably 0.5 to 2.0 parts by weight per 80 parts by weight of polyol. If the amount of blowing agent (water) is less than 0.5 parts by weight, the mixing and reactivity of the raw materials will be poor, making molding defects more likely. On the other hand, if it exceeds 2.0 parts by weight, the amount of foaming gas will increase, causing cracks inside the polyurethane foam and reducing thermal conductivity.

ポリオール組成物に含まれる好ましい成分として、モノオールと分散剤が挙げられる。
モノオールは1価のアルコールであり、水酸基価(OHV)が10~50mgKOH/g、重量平均分子量が300~3500、より好適には400~1000であり、単独または複数用いることができる。
モノオールの配合量は、ポリオール80重量部に対して5~20重量部が好ましい。
モノオールをポリオール組成物に配合することにより、熱伝導性フィラーの配合によるポリウレタンフォーム原料の粘度上昇を抑え、ポリウレタンフォーム原料の撹拌、混合不良を生じ難くできる。
Preferred components contained in the polyol composition include a monool and a dispersant.
The monool is a monohydric alcohol having a hydroxyl value (OHV) of 10 to 50 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 300 to 3500, more preferably 400 to 1000, and can be used singly or in combination.
The amount of monool to be blended is preferably 5 to 20 parts by weight per 80 parts by weight of polyol.
By blending a monol in the polyol composition, an increase in viscosity of the polyurethane foam raw material due to the blending of the thermally conductive filler can be suppressed, and poor stirring and mixing of the polyurethane foam raw material can be made less likely to occur.

分散剤としては、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪族エステル系分散剤等を挙げることができる。分散剤は、単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。分散剤を配合する場合、ポリオール80重量部に対して1.0~3.0重量部程度が好ましい。
分散剤をポリオール組成物に配合することにより、熱伝導性フィラーの配合によるポリウレタンフォーム原料の粘度上昇を抑え、ポリウレタンフォーム原料の撹拌、混合不良を生じ難くできる。
Examples of dispersants include urethane-based dispersants, polyethyleneimine-based dispersants, polyoxyethylene alkyl ether-based dispersants, polyoxyethylene glycol diester-based dispersants, and sorbitan aliphatic ester-based dispersants. The dispersants may be used alone or in combination. When a dispersant is used, it is preferably used in an amount of about 1.0 to 3.0 parts by weight per 80 parts by weight of the polyol.
By incorporating a dispersant into the polyol composition, an increase in viscosity of the polyurethane foam raw material due to the incorporation of the thermally conductive filler can be suppressed, and poor stirring and mixing of the polyurethane foam raw material can be made less likely to occur.

ポリオール組成物には、その他の助剤を加えてもよい。助剤として、は、整泡剤、破泡剤、着色剤、難燃剤等を上げることができる。
整泡剤としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができる。例えば、シリコーン系整泡剤、フッ素系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。
The polyol composition may contain other additives such as a foam stabilizer, a foam opener, a colorant, and a flame retardant.
As the foam stabilizer, any foam stabilizer known for polyurethane foams can be used, including, for example, silicone-based foam stabilizers, fluorine-based foam stabilizers, and known surfactants.

破泡剤としては、炭化水素系、エステル系、シリコーン系を挙げることができ、それらの二種類以上を使用してもよい。
炭化水素系の破泡剤としては、ポリブテン等のオイル類を挙げることができる。エステル系の破泡剤としては、ダイマー酸ジエステル等を挙げることができる。シリコーン系の破泡剤としては、シクロペンタシロキサン等を挙げることができる。
Examples of the cell breaker include hydrocarbon-based, ester-based, and silicone-based agents, and two or more of these may be used in combination.
Examples of hydrocarbon-based cell openers include oils such as polybutene. Examples of ester-based cell openers include dimer acid diesters. Examples of silicone-based cell openers include cyclopentasiloxane.

着色剤としては、カーボン顔料等、ポリウレタンフォームの用途等に応じたものを使用できる。
難燃剤としては、リン系、ポリリン酸アンモニウム等の粉体難燃剤や、リン酸エステル系難燃剤等の液体難燃剤があり、何れか一方あるいは両方の併用であってもよい。
As the colorant, a colorant such as a carbon pigment can be used depending on the intended use of the polyurethane foam.
The flame retardant may be a powder flame retardant such as a phosphorus-based flame retardant or ammonium polyphosphate, or a liquid flame retardant such as a phosphate ester-based flame retardant, and either one or both may be used in combination.

ポリイソシアネートとしては、イソシアネート基を2以上有する脂肪族系または芳香族系ポリイソシアネート、それらの混合物、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを使用することができる。脂肪族系ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキサメタンジイソシアネート等を挙げることができ、芳香族ポリイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメリックMDI(クルードMDI)等を挙げることができる。なお、その他プレポリマーも使用することができる。 Polyisocyanates that can be used include aliphatic or aromatic polyisocyanates containing two or more isocyanate groups, mixtures of these, and modified polyisocyanates obtained by modifying these. Examples of aliphatic polyisocyanates include hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexamethane diisocyanate. Examples of aromatic polyisocyanates include toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and polymeric MDI (crude MDI). Prepolymers can also be used.

イソシアネートインデックス(INDEX)は75~120が好ましい。イソシアネートインデックスは、[(ポリウレタンフォーム原料中のイソシアネート当量/ポリウレタンフォーム原料中の活性水素の当量)×100]で計算される。 The isocyanate index (INDEX) is preferably 75 to 120. The isocyanate index is calculated as follows: [(isocyanate equivalents in polyurethane foam raw materials / active hydrogen equivalents in polyurethane foam raw materials) x 100].

ポリウレタンフォームの製造は、ポリオール組成物を撹拌し、ポリイソシアネートを混合させて発泡させることにより行われる。ポリウレタンフォームの製造に使用される装置として注入機がある。注入機は、ポリオール組成物を含むA液を、ポリイソシアネートを含むB液とは分離した状態で循環させて撹拌し、発泡させる際にA液とB液をミキシングヘッドに供給して混合し、ミキシングヘッドのノズルから吐出して発泡させる装置である。注入機には、ミキシングヘッドに供給したA液とB液を高圧で衝突させて混合する高圧注入機と、ミキシングヘッドに供給したA液とB液を攪拌翼などによって機械的に混合する低圧注入機がある。 Polyurethane foam is produced by stirring a polyol composition, mixing it with polyisocyanate, and foaming it. One type of equipment used in the production of polyurethane foam is an injection machine. In an injection machine, liquid A, which contains the polyol composition, is circulated and stirred separately from liquid B, which contains polyisocyanate. During foaming, liquid A and B are supplied to a mixing head, mixed, and then discharged from the nozzle of the mixing head to produce foam. There are two types of injection machines: high-pressure injection machines, which mix liquid A and B supplied to a mixing head by colliding them under high pressure, and low-pressure injection machines, which mechanically mix liquid A and B supplied to a mixing head using a stirring blade or similar.

また、所定形状に成形したポリウレタンフォームの成形体を製造する場合、ポリオール組成物を撹拌し、ポリイソシアネートを混合させたポリウレタンフォーム原料を、金型に投入(注入)し、発泡させた後に金型を開けて成形体を取り出すモールド発泡成形法が好ましい。金型のキャビティは、ポリウレタンフォームの用途に応じた製品形状とされる。 When producing polyurethane foam molded into a specified shape, a mold foam molding method is preferred, in which a polyol composition is stirred and mixed with polyisocyanate to form a polyurethane foam raw material, which is then poured (injected) into a mold, foamed, and then the mold is opened and the molded product is removed. The mold cavity is shaped to the product shape appropriate for the intended use of the polyurethane foam.

本発明のポリウレタンフォームの密度(JIS K 7222)は、モールド発泡させた成形体については0.20~1.20g/cm程度が好ましい。 The density (JIS K 7222) of the polyurethane foam of the present invention is preferably about 0.20 to 1.20 g/cm 3 for a molded foamed article.

本発明のポリウレタンフォームの熱伝導率(熱線法を用いて熱伝導率を測定する京都電子工業社製測定器 QTM500を使用し測定)は、モールド発泡させた成形体については0.10W/m・K以上が好ましい。 The thermal conductivity of the polyurethane foam of the present invention (measured using a QTM500 measuring instrument manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd., which measures thermal conductivity using the hot wire method) is preferably 0.10 W/m·K or more for molded foamed articles.

以下の原料を用いて実施例1、2、3、4及び比較例1、2のポリウレタンフォームをオープン発泡で製造し、原料性状と成形品物性を測定、確認した。 The polyurethane foams of Examples 1, 2, 3, and 4 and Comparative Examples 1 and 2 were produced using the open foaming method using the following raw materials, and the raw material properties and the physical properties of the molded products were measured and confirmed.

・ポリオール:ポリエーテルポリオール、Mw5000、水酸基価34mgKOH/g、官能基数3、品番;サンニックスFA-703、三洋化成工業株式会社
・触媒:品番;DABCO 33LSI、EVONIK社
・整泡剤:シリコーン整泡剤、品番;B8738LF2、EVONIK社
・破泡剤:ダイマー酸ジエステル、品番;ADDITIVE T、日立化成ポリマー株式会社
・発泡剤:水
Polyol: Polyether polyol, Mw 5000, hydroxyl value 34 mg KOH/g, functionality 3, product number: Sannix FA-703, Sanyo Chemical Industries, Ltd. Catalyst: product number: DABCO 33LSI, EVONIK Co., Ltd. Foam stabilizer: Silicone foam stabilizer, product number: B8738LF2, EVONIK Co., Ltd. Foam breaker: Dimer acid diester, product number: ADDITIVE T, Hitachi Chemical Polymer Co., Ltd. Foaming agent: Water

膨張黒鉛(膨張性黒鉛の意味。以下同じ):平均粒子径(D50)300μm、品番;SYZR502FP、三洋貿易株式会社
鱗片状黒鉛:積算分布50wt%以上に対応する粒子径(目開き)が180μm、積算分布50wt%未満に対応する粒子径(目開き)が300μmであり、積算分布50wt%に対応する粒子径範囲が180μm以上300μmである。品番;CRC-80N、東日本カーボン株式会社
膨張化黒鉛1、平均粒子径(D50)200μm、品番;AED-200、富士黒鉛工業株式会社
膨張化黒鉛2、平均粒子径(D50)100μm、品番;AED-100、富士黒鉛工業株式会社
金属シリコン、平均粒子径20μm、品番;#200、キンセイマテック株式会社
モノオール:ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル水酸基価42mgKOH/g、官能基数1、品番;ニューポール50HB-400、三洋化成工業株式会社
分散剤:不飽和ポリアミノアマイドと低分子量ポリエステル酸の塩、品番;ANTI-TERRA-U100、株式会社BYK
ポリイソシアネート1:クルードMDI、NCO%=31.5%、品番;ルプラネートM5S、BASFINOACポリウレタン株式会社
ポリイソシアネート2:プレポリマー系MDI、NCO%=27%、品番;M249、住化コベストロウレタン株式会社
Expanded graphite (meaning expandable graphite; the same applies hereinafter): average particle size (D50) 300 μm, product number: SYZR502FP, Sanyo Trading Co., Ltd. Flake graphite: particle size (mesh opening) corresponding to a cumulative distribution of 50 wt% or more is 180 μm, particle size (mesh opening) corresponding to a cumulative distribution of less than 50 wt% is 300 μm, and the particle size range corresponding to a cumulative distribution of 50 wt% is 180 μm or more and 300 μm. Product code: CRC-80N, Higashi Nippon Carbon Co., Ltd. Expanded graphite 1, average particle size (D50) 200 μm, product code: AED-200, Fuji Graphite Industries Co., Ltd. Expanded graphite 2, average particle size (D50) 100 μm, product code: AED-100, Fuji Graphite Industries Co., Ltd. Metallic silicon, average particle size 20 μm, product code: #200, Kinseimatec Co., Ltd. Monool: polyoxyethylene polyoxypropylene butyl ether , hydroxyl value 42 mg KOH/g, functionality 1, product code: Newpol 50HB-400, Sanyo Chemical Industries, Ltd. Dispersant: salt of unsaturated polyaminoamide and low molecular weight polyester acid, product code: ANTI-TERRA-U100, BYK Corporation
Polyisocyanate 1 : Crude MDI, NCO%=31.5%, Product Code: Lupranate M5S, BASFINOAC Polyurethanes Co., Ltd. Polyisocyanate 2: Prepolymer MDI, NCO%=27%, Product Code: M249, Sumika Covestro Urethane Co., Ltd.

実施例1、2、3、4及び比較例1、2について説明する。
図1の配合でポリウレタンフォーム原料を調製し、A液の原料性状として原料失活と粘度を測定した。
原料失活は、ラボミキサーによる撹拌前と15分撹拌後のA液についてpHをJIS 1557-5:2007に基づき測定し、また、15分撹拌したA液にポリイソシアネートを混合したポリウレタンフォーム原料の発泡状態を目視で観察することにより判断した。使用したラボミキサーの回転羽根は直径80mm、回転数は2000rpmである。
Examples 1, 2, 3, and 4 and Comparative Examples 1 and 2 will be described.
A polyurethane foam raw material was prepared according to the formulation shown in FIG. 1, and the raw material deactivation and viscosity of the liquid A were measured as raw material properties.
The deactivation of raw materials was determined by measuring the pH of Solution A before and after 15 minutes of stirring in a lab mixer in accordance with JIS K 1557-5:2007, and by visually observing the foaming state of a polyurethane foam raw material prepared by mixing polyisocyanate with Solution A after 15 minutes of stirring. The lab mixer used had a rotating blade diameter of 80 mm and a rotation speed of 2000 rpm.

粘度は、A液について、20℃、30℃、40℃の粘度を、B型粘度計(TVB-15、東機産業社製)を使用し測定した。 The viscosity of Liquid A was measured at 20°C, 30°C, and 40°C using a B-type viscometer (TVB-15, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

また、図1の配合のA液とポリイソシアネートをラボミキサーで攪拌した後、150×400×t10mmまたは150×100×t10mm金型に投入し、発泡させてポリウレタンフォームを成形した。ここでのA液とポリイソシアネートの撹拌時間は、原料失活を測定した際の撹拌時間よりも短い10秒にしてA液のpH変化を少なくし、比較例1、2についても発泡成形可能にした。 Furthermore, after mixing the liquid A and polyisocyanate in the formulation shown in Figure 1 in a lab mixer, they were poured into a 150 x 400 x 10 mm (t) or 150 x 100 x 10 mm (t) mold and foamed to form polyurethane foam. The mixing time for liquid A and polyisocyanate here was set to 10 seconds, which is shorter than the mixing time used to measure raw material deactivation, minimizing changes in the pH of liquid A. This also made foam molding possible for comparative examples 1 and 2.

ポリウレタンフォームについては、成形品の物性として、密度、熱伝導率、熱伝導性を調べた。
密度(g/cm)は、JIS K 7222に基づいて測定した。
熱伝導率(W/m・K)は、熱線法を用いて熱伝導率を測定する測定器(QTM500、京都電子工業社製)を使用し測定を行った。
熱伝導性は、熱伝導率/密度[(W/m・K)/(g/cm)]を算出した。
Regarding polyurethane foam, the physical properties of the molded products were investigated, including density, thermal conductivity, and thermal conductivity.
The density (g/cm 3 ) was measured in accordance with JIS K 7222.
The thermal conductivity (W/m·K) was measured using a measuring instrument (QTM500, manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.) that measures thermal conductivity using a hot wire method.
The thermal conductivity was calculated as thermal conductivity/density [(W/m·K)/(g/cm 3 )].

・実施例1
実施例1は、炭素系フィラーとして鱗片状黒鉛を使用した例であり、ポリオール80重量部、触媒0.50重量部、整泡剤0.20重量部、発泡剤0.75重量部、鱗片状黒鉛60重量部、金属シリコン15重量部、モノオール20重量部、分散剤1.5重量部を配合した。
Example 1
Example 1 is an example in which flake graphite was used as the carbon-based filler, and contained 80 parts by weight of polyol, 0.50 parts by weight of catalyst, 0.20 parts by weight of foam stabilizer, 0.75 parts by weight of foaming agent, 60 parts by weight of flake graphite, 15 parts by weight of metallic silicon, 20 parts by weight of monool, and 1.5 parts by weight of dispersant.

実施例1の原料性状は、A液のpHが撹拌前8.98、撹拌後8.93であり、撹拌前後でA液のpH変化(酸性化)が殆ど無かった。また、ポリウレタンフォームの硬化不良が無く、発泡成形が可能であった。
A液の粘度(mPa・s)については、20℃で12000、30℃で8900、40℃では4200であった。
ポリウレタンフォームは、密度(g/cm)が0.48、熱伝導率(W/m・K)が0.34、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]が0.71であった。
このように実施例1では、A液の撹拌前後でpHが殆ど変化なく(酸性化が殆どなく)、良好に発泡成形することができ、良好な熱伝導性を有する。
In Example 1, the pH of Solution A was 8.98 before stirring and 8.93 after stirring, and there was almost no change in pH (acidification) between before and after stirring. In addition, there was no curing failure of the polyurethane foam, and foam molding was possible.
The viscosity (mPa·s) of Solution A was 12,000 at 20°C, 8,900 at 30°C, and 4,200 at 40°C.
The polyurethane foam had a density (g/cm 3 ) of 0.48, a thermal conductivity (W/m·K) of 0.34, and a thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] of 0.71.
As described above, in Example 1, there is almost no change in pH before and after stirring of Solution A (almost no acidification), and the foam can be well foamed and molded, and the composition has good thermal conductivity.

・実施例2
実施例2は、実施例1における鱗片状黒鉛を60重量部から70重量部に、金属シリコン(ケイ素)を15重量部から18重量部に、発泡剤を0.75重量部から1.40重量部にそれぞれ増やした例である。
Example 2
In Example 2, the flake graphite in Example 1 was increased from 60 parts by weight to 70 parts by weight, the metallic silicon (silicon) from 15 parts by weight to 18 parts by weight, and the foaming agent from 0.75 parts by weight to 1.40 parts by weight.

実施例2の原料性状は、A液のpHが撹拌前8.94、撹拌後8.92であり、撹拌前後でA液のpH変化(酸性化)が殆ど無く、実施例1と同様のpH値であった。また、ポリウレタンフォームの硬化不良が無く、発泡成形が可能であった。
A液の粘度(mPa・s)については、20℃で16000、30℃で9300、40℃では4600であった。
ポリウレタンフォームは、密度(g/cm)が0.24、熱伝導率(W/m・K)が0.13、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]が、0.54であった。
このように実施例2では、A液の撹拌前後でpHが殆ど変化なく(酸性化が殆どなく)、良好に発泡成形することができ、良好な熱伝導性を有する。
Regarding the raw material properties of Example 2, the pH of Solution A was 8.94 before stirring and 8.92 after stirring, and there was almost no change in the pH of Solution A before and after stirring (acidification), and the pH value was the same as in Example 1. In addition, there was no poor curing of the polyurethane foam, and foam molding was possible.
The viscosity (mPa·s) of Solution A was 16,000 at 20°C, 9,300 at 30°C, and 4,600 at 40°C.
The polyurethane foam had a density (g/cm 3 ) of 0.24, a thermal conductivity (W/m·K) of 0.13, and a thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] of 0.54.
As described above, in Example 2, there is almost no change in pH before and after stirring of Solution A (almost no acidification), and the foam can be well foamed and molded, and the composition has good thermal conductivity.

・実施例3
実施例3は、炭素系フィラーとして膨張化黒鉛を使用した例であり、ポリオール100重量部、触媒0.70重量部、整泡剤1.00重量部、破泡剤10重量部、発泡剤0.70重量部、膨張化黒鉛1を37重量部、金属シリコン45重量部を配合した。
Example 3
Example 3 is an example in which expanded graphite was used as the carbon-based filler, and contained 100 parts by weight of polyol, 0.70 parts by weight of catalyst, 1.00 part by weight of foam stabilizer, 10 parts by weight of cell opener, 0.70 parts by weight of foaming agent, 37 parts by weight of expanded graphite 1, and 45 parts by weight of metallic silicon.

実施例3の原料性状は、A液のpH、粘度の測定は行わなかったが、ポリウレタンフォームの硬化不良が無く、発泡成形が可能であった。
ポリウレタンフォームは、密度(g/cm)が0.89、熱伝導率(W/m・K)が1.44、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]が1.62であった。
このように実施例3では、良好に発泡成形することができ、良好な熱伝導性を有する。
Regarding the raw material properties of Example 3, the pH and viscosity of Solution A were not measured, but the polyurethane foam did not have poor curing properties and could be foam-molded.
The polyurethane foam had a density (g/cm 3 ) of 0.89, a thermal conductivity (W/m·K) of 1.44, and a thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] of 1.62.
As described above, in Example 3, foam molding can be performed well and the material has good thermal conductivity.

・実施例4
実施例4は、炭素系フィラーとして膨張化黒鉛を使用した例であり、ポリオール100重量部、触媒0.70重量部、整泡剤1.00重量部、破泡剤10重量部、発泡剤0.70重量部、膨張化黒鉛2を25重量部、金属シリコン30重量部を配合した。
Example 4
Example 4 is an example in which expanded graphite was used as the carbon-based filler, and contained 100 parts by weight of polyol, 0.70 parts by weight of catalyst, 1.00 part by weight of foam stabilizer, 10 parts by weight of cell opener, 0.70 parts by weight of foaming agent, 25 parts by weight of expanded graphite 2, and 30 parts by weight of metallic silicon.

実施例4の原料性状は、A液のpH、粘度の測定は行わなかったが、ポリウレタンフォームの硬化不良が無く、発泡成形が可能であった。
ポリウレタンフォームは、密度(g/cm)が0.73、熱伝導率(W/m・K)が0.75、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]が1.03であった。
このように実施例4では、良好に発泡成形することができ、良好な熱伝導性を有する。
Regarding the raw material properties of Example 4, the pH and viscosity of Solution A were not measured, but the polyurethane foam did not have poor curing properties and could be foam-molded.
The polyurethane foam had a density (g/cm 3 ) of 0.73, a thermal conductivity (W/m·K) of 0.75, and a thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] of 1.03.
As described above, in Example 4, foam molding can be carried out satisfactorily and the material has good thermal conductivity.

・比較例1
比較例1は、実施例1の鱗片状黒鉛に代えて膨張黒鉛を100重量部配合し、金属シリコンを25重量部、分散剤を3.0重量部とし、他を実施例1と同様にした例である。
比較例1の原料性状は、A液のpHが撹拌前9.40、撹拌後5.43であり、15分の撹拌によってA液のpH値が大きく低下し、酸性化した。また、ポリウレタンフォームの硬化不良が有り、発泡成形が不可であった。
A液の粘度(mPa・s)については、20℃で20000、30℃で9300、40℃では4900であった。
ポリウレタンフォームは、密度(g/cm)が0.51、熱伝導率(W/m・K)が0.32、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]が、0.63であった。比較例1では、熱伝導性フィラーの配合量が実施例1よりも増大しているにもかかわらず、熱伝導性が低下した。
このように比較例1では、A液の撹拌によってpH値が大きく低下(酸性化)し、原料失活が発生した。
Comparative Example 1
Comparative Example 1 is an example in which the flake graphite of Example 1 was replaced with 100 parts by weight of expanded graphite, 25 parts by weight of metallic silicon, and 3.0 parts by weight of dispersant, and the other components were the same as those of Example 1.
The raw material properties of Comparative Example 1 were such that the pH of Solution A was 9.40 before stirring and 5.43 after stirring, and the pH value of Solution A dropped significantly and became acidic after 15 minutes of stirring. In addition, the polyurethane foam cured poorly, making foam molding impossible.
The viscosity (mPa·s) of Solution A was 20,000 at 20°C, 9,300 at 30°C, and 4,900 at 40°C.
The polyurethane foam had a density (g/cm 3 ) of 0.51, a thermal conductivity (W/m·K) of 0.32, and a thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] of 0.63. In Comparative Example 1, the thermal conductivity decreased despite the fact that the blending amount of the thermally conductive filler was increased compared to Example 1.
As described above, in Comparative Example 1, the pH value of Solution A was significantly decreased (acidified) due to stirring, and the raw material was deactivated.

・比較例2
比較例2は、実施例2の鱗片状黒鉛に代えて膨張黒鉛を100重量部配合し、金属シリコンを25重量部、発泡剤を1.70重量部とし、他を実施例2と同様にした例である。
比較例2の原料性状は、A液のpHが撹拌前9.21、撹拌後5.56であり、15分の撹拌によってA液のpH値が大きく低下し、酸性化した。また、ポリウレタンフォームの硬化不良が有り、発泡成形が不可であった。
A液の粘度(mPa・s)については、20℃で21000、30℃で13000、40℃では7400であった。
ポリウレタンフォームは、密度(g/cm)が0.24、熱伝導率(W/m・K)が0.10、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]が、0.42であった。比較例2では、熱伝導性フィラーの配合量が実施例2よりも増大しているにも増加しているにもかかわらず、熱伝導性が低下した。
このように比較例2では、A液の撹拌によってpH値が大きく低下(酸性化)し、原料失活が発生した。
Comparative Example 2
Comparative Example 2 is an example in which 100 parts by weight of expanded graphite was blended in place of the flake graphite of Example 2, 25 parts by weight of metallic silicon, and 1.70 parts by weight of a foaming agent, and the other components were the same as those of Example 2.
In Comparative Example 2, the pH of Solution A was 9.21 before stirring and 5.56 after stirring, and the pH value of Solution A dropped significantly after 15 minutes of stirring, becoming acidic. In addition, the polyurethane foam cured poorly, making it impossible to perform foam molding.
The viscosity (mPa·s) of Solution A was 21,000 at 20°C, 13,000 at 30°C, and 7,400 at 40°C.
The polyurethane foam had a density (g/cm 3 ) of 0.24, a thermal conductivity (W/m·K) of 0.10, and a thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] of 0.42. In Comparative Example 2, the amount of thermally conductive filler was increased compared to Example 2, but the thermal conductivity decreased.
As described above, in Comparative Example 2, the pH value of Solution A was significantly decreased (acidified) due to stirring, and the raw material was deactivated.

製造現場では、注入機にA液を収容して循環させ、発泡させるタイミングでA液とB液(ポリイソシアネート)をミキシングヘッドに供給して混合させ、ノズルから吐出させた後、再び次の発泡タイミングまでA液を循環させるため、A液の原料失活及び粘度上昇の影響が大きくなる。 At manufacturing sites, Liquid A is stored in an injector and circulated, and when foaming is required, Liquid A and Liquid B (polyisocyanate) are supplied to a mixing head, mixed, and then ejected from a nozzle. Liquid A is then circulated again until the next foaming time, which significantly impacts the deactivation of the raw materials in Liquid A and increases its viscosity.

そこで、実施例1と比較例1のA液について、注入機内で循環させ、注入機内での循環時間の違いによる原料性状を測定し、またA液をB液と混合して上面が開放された容器に吐出し、発泡(オープン)させたポリウレタンフォーム成形品の物性を測定した。A液のpH、粘度測定は、粘度測定時に注入機からA液のみを取り出して測定した。注入機は、日本ソセー工業株式会社製の低圧注入機を使用した。測定結果を図2に示す。 So, for liquid A in Example 1 and Comparative Example 1, we circulated them within a syringe and measured the raw material properties depending on the circulation time within the syringe. We also mixed liquid A with liquid B, discharged it into an open-topped container, and measured the physical properties of the foamed (opened) polyurethane foam molded product. The pH and viscosity of liquid A were measured by removing only liquid A from the syringe during viscosity measurement. The syringe used was a low-pressure syringe manufactured by Nippon Sosei Kogyo Co., Ltd. The measurement results are shown in Figure 2.

・実施例1
実施例1では、循環時間が0分、60分、180分の各時間におけるA液のpH、粘度(20℃)、硬化不良の有無、成形可否、成形品の密度(g/cm)、熱伝導率(W/m・K)、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]を測定した。
Example 1
In Example 1, the pH, viscosity (20°C), whether or not there was poor curing, whether or not the product could be molded, and the density (g/cm 3 ), thermal conductivity (W/m·K), and thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] of the molded product were measured at circulation times of 0, 60, and 180 minutes.

実施例1は、循環時間0~180分の間において、A液のpH値が8.92~8.94、粘度(mPa・s)が13000~54000、硬化不良無、成形可であり、ポリウレタンフォームの密度(g/cm)が0.48、熱伝導率(W/m・K)が0.33~0.41、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]が、0.69~0.85であった。 In Example 1, during a circulation time of 0 to 180 minutes, the pH value of Solution A was 8.92 to 8.94, the viscosity (mPa·s) was 13,000 to 54,000, there was no curing failure, and molding was possible, and the polyurethane foam had a density (g/cm 3 ) of 0.48, a thermal conductivity (W/m·K) of 0.33 to 0.41, and a thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] of 0.69 to 0.85.

実施例1では、循環時間が0分~180分の間において、A液のpH値が8.92~8.94であって殆ど変化がなく、原料失活を生じず、良好に発泡成形でき、熱伝導性も良好であった。 In Example 1, the pH value of Liquid A remained almost unchanged between 8.92 and 8.94 when the circulation time was between 0 and 180 minutes, resulting in no deactivation of the raw materials, favorable foam molding, and good thermal conductivity.

・比較例1
比較例1では、循環時間が0分、5分、10分、20分、60分の各時間におけるA液のpH、粘度(20℃)、硬化不良の有無、成形可否、成形品の密度(g/cm)、熱伝導率(W/m・K)、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]を測定した。
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, the pH, viscosity (20°C), whether or not there was poor curing, whether or not it could be molded, and the density (g/cm 3 ), thermal conductivity (W/m·K), and thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] of the molded product were measured at circulation times of 0, 5, 10, 20, and 60 minutes.

比較例1は、A液のpH値が、循環時間0分における8.52から循環時間60分における3.84に大きく低下(酸性化)し、粘度(mPa・s)が、循環時間0分における27000から循環時間60分における88000へ大きく増加した。
また、比較例1は、循環時間0分では硬化不良無、成形可であり、ポリウレタンフォームの密度(g/cm)が0.48、熱伝導率(W/m・K)が0.31、熱伝導性[(W/m・K)/(g/cm)]が、0.65であったが、循環時間5分以上では、硬化不良有、成形不可となり、成形できないため、密度、熱伝導率及び熱伝導性を測定できなかった。
In Comparative Example 1, the pH value of Solution A significantly decreased (acidified) from 8.52 at 0 minute circulation time to 3.84 at 60 minutes circulation time, and the viscosity (mPa s) significantly increased from 27,000 at 0 minute circulation time to 88,000 at 60 minutes circulation time.
In addition, in Comparative Example 1, when the circulation time was 0 minutes, there was no curing failure and molding was possible, and the polyurethane foam density (g/cm 3 ) was 0.48, the thermal conductivity (W/m·K) was 0.31, and the thermal conductivity [(W/m·K)/(g/cm 3 )] was 0.65. However, when the circulation time was 5 minutes or more, there was curing failure and molding was not possible, and therefore the density, thermal conductivity, and thermal conductivity could not be measured.

このように、比較例1では、循環時間が0分ではポリウレタンフォームを成形できたが、循環時間5分以上では原料失活を生じ、良好に発泡成形できなかった。実際の製造現場では、発泡(吐出)のタイミング間も原料の循環が行われるため、比較例1の原料では良好な発泡成形品を製造できなくなる。 As such, in Comparative Example 1, polyurethane foam could be molded when the circulation time was 0 minutes, but when the circulation time was 5 minutes or more, raw material deactivation occurred and good foam molding was not possible. In actual manufacturing sites, raw materials are circulated even during the foaming (discharge) timing, so good foam molding products cannot be produced with the raw materials of Comparative Example 1.

このように、本発明は、発泡状態が良好な熱伝導性ポリウレタンフォームが得られる。
なお、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
Thus, the present invention provides a thermally conductive polyurethane foam in a good foamed state.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified within the scope of the invention.

Claims (4)

ポリオール及び熱伝導性フィラーを含むポリオール組成物と、ポリイソシアネートとを含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォームであって、
前記熱伝導性フィラーとして、鱗片状黒鉛と膨張化黒鉛とから選択される炭素系フィラーと、金属シリコンとを併用し、
前記炭素系フィラーの含有量は、前記ポリオール80重量部に対して20~100重量部であり、
前記金属シリコンの含有量は、前記ポリオール80重量部に対して10~50重量部である、ポリウレタンフォーム。
A polyurethane foam obtained from a polyurethane foam raw material containing a polyol composition containing a polyol and a thermally conductive filler, and a polyisocyanate,
As the thermally conductive filler, a carbon-based filler selected from flake graphite and expanded graphite is used in combination with metal silicon,
the content of the carbon-based filler is 20 to 100 parts by weight relative to 80 parts by weight of the polyol;
The content of the metallic silicon is 10 to 50 parts by weight per 80 parts by weight of the polyol .
前記ポリオール組成物にモノオールが含まれることを特徴とする請求項1に記載のポリウレタンフォーム。 2. The polyurethane foam according to claim 1, wherein the polyol composition comprises a monool. ポリオール、熱伝導性フィラーを含むポリオール組成物であって、
前記熱伝導性フィラーとして、鱗片状黒鉛と膨張化黒鉛とから選択される炭素系フィラーと、金属シリコンとを併用し、
前記炭素系フィラーの含有量は、前記ポリオール80重量部に対して20~100重量部であり、
前記金属シリコンの含有量は、前記ポリオール80重量部に対して10~50重量部である、ポリオール組成物。
A polyol composition comprising a polyol and a thermally conductive filler,
As the thermally conductive filler, a carbon-based filler selected from flake graphite and expanded graphite is used in combination with metal silicon,
the content of the carbon-based filler is 20 to 100 parts by weight relative to 80 parts by weight of the polyol;
The polyol composition , wherein the content of the metal silicon is 10 to 50 parts by weight relative to 80 parts by weight of the polyol .
請求項3に記載のポリオール組成物を撹拌し、ポリイソシアネートを混合させて、発泡させるポリウレタンフォームの製造方法。 A method for producing a polyurethane foam, comprising stirring the polyol composition according to claim 3 , mixing with a polyisocyanate, and foaming the mixture.
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