JP2007277560A - 植物油系ポリオール含有保存安定性イソシアネート反応性成分 - Google Patents

植物油系ポリオール含有保存安定性イソシアネート反応性成分 Download PDF

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Abstract

【課題】ポリウレタンフォームおよびエラストマーの製造に有用な保存安定性イソシアネート反応性成分の提供。
【解決手段】イソシアネート反応性成分の重量に基づいて≧１０重量％の植物油系ポリオールと、アルコールまたはフェノール１当量当たり≧２５モルの重合したエチレンオキシド含量および＞１７のＨＬＢ値を有する脂肪族アルコールエトキシレートおよび脂肪族フェノールエトキシレートの一つを含有する非イオン性乳化剤と、非植物油系ポリオールと、シリコーン界面活性剤とを含有し、−１０℃〜６０℃の温度で少なくとも３日間保存安定性である、イソシアネート反応性成分を提供する。本発明のイソシアネート反応性成分は、通常の輸送および保存温度にて輸送および保存が可能であり、ポリウレタンフォームおよびエラストマー生産者の「より環境に優しい」要件を満足するのに役立つ日常的に許容可能なフォームを製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は、概して、ポリウレタンフォームおよびエラストマーの製造に有用な保存安定性組成物、より詳細には、植物油系ポリオールを含有する保存安定性イソシアネート反応性成分に関する。
ポリウレタンフォームおよびエラストマーは、多くの工業および消費者用途において大量に使用されている。この人気の高さは、ポリウレタンの幅広い機械的特性および比較的容易に製造可能であることに起因する。例えば、自動車は、多くのポリウレタン部品、例えば、シート、ヘッドレスト、ダッシュボードおよび他のキャビンインテリア部品を含有する。ポリウレタンフォームは、伝統的に軟質、半硬質または硬質フォームに分類される。軟質フォームは、通常、硬質フォームよりも、柔らかく、密度が低く、成形しやすく、および荷重後により反発しやすい。
ポリウレタンフォームの製造は、当業者によく知られている。ポリウレタンは、ＮＣＯ基とヒドロキシル基との反応により形成される。最も一般的なポリウレタンの製造方法は、骨格ウレタン基を形成するポリオールとイソシアネートとの反応を介する。また、架橋剤、発泡剤、触媒および他の添加剤を、必要に応じてポリウレタン処方物中に含有させることができる。当業者に一般的に理解されるように、ポリウレタン類に含まれるポリマーには、ポリマー骨格の一部となる他のイソシアネート反応性種からの反応生成物も含まれ得る。アミンとイソシアネートとの反応から形成された尿素基は、最も一般的な例であり、および特に水で膨れたウレタンフォームにおいて一般的である。
ポリウレタンフォームおよびエラストマーの製造において広範に使用される方法は、大部分または全てのイソシアネート反応性反応体と処方添加剤とを一緒に混合し、そしてこのイソシアネート反応性成分を、イソシアネートと混合してフォームまたはエラストマー生成物を製造するのに都合がよいときまで保存するものである。混合法に高度に精通した者によって、成分を正確に秤量し、および混合するのに設備の整った場所でイソシアネート反応性成分を慎重に製造することは、特に有利であり得る。
ポリウレタンの製造に使用される、通常、重量的に主要な構成成分であるポリオールは、典型的に石油化学品を起源とし、通常、プロピレンオキシド、エチレンオキシドおよび種々のスターター（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、蔗糖およびソルビトール）から誘導される。ポリエステルポリオールおよびポリエーテルポリオールは、ポリウレタンの製造に使用される最も一般的なポリオールである。半硬質フォームのために、通常、約３００〜２，０００の分子量を有するポリエステルまたはポリエーテルポリオールが使用され、一方、軟質フォームのために、約１，０００〜１０，０００の分子量を有する長鎖ポリオールが典型的に使用される。ポリエステルおよびポリエーテルポリオールは、所望の最終靱性、耐久性、密度、柔軟性、圧縮永久歪率および係数、および硬度特性を有する特定のポリウレタンエラストマーまたはフォームの設計が可能になるように選択することができる。通常、高分子量ポリオールおよび低官能価ポリオールは、低分子量ポリオールおよび高官能価ポリオールよりも、軟質のフォームを製造する傾向がある。
しかしながら、石油由来の成分、例えば、ポリエステルおよびポリエーテルポリオールは、幾つかの欠点を有する。このようなポリエステルまたはポリエーテルポリオールの使用は、再生不可能な資源である石油の消耗に寄与する。また、このようなポリオールの製造は、多量のエネルギーの投資の消費を必要とする。なぜなら、ポリオールを製造するための石油を、穴を掘り、抽出し、およびそれを精油する精油所に輸送し、そして完成品ポリオールに加工しなければならないからである。
一般消費者は、この生産鎖の環境影響に次第に気付いてきたので、「より環境に優しい」生成物に対する消費者の要求は、大きくなり続けている。益々多くの会社が、それらの再生可能な資源に基づく製品の特定のパーセンテージの目標を発表している。再生可能な資源に基づく製品に対する優先傾向が、幾つかの政府規制に現れ始めている。石油系製品の増大し続ける費用と相まって、これらの要因は、種々の植物由来の油に基づくフォーム生成物の開発に対する努力に弾みを与えている。この増大する消費者の要求を満たしつつ石油の消耗を低減するために、ポリウレタンフォームおよびエラストマーの製造に使用される石油由来ポリエステルまたはポリエーテルポリオールを、より多目的で、再生可能で、およびより環境に対して責任を持てる成分に部分的にまたは完全に代替することは有利であろう。
この目的を達成するための試みが当業者によってなされている。大豆誘導体を含む植物由来の脂肪酸トリグリセリドを使用して製造されるプラスチックおよびフォームが開発されている。再生可能な、多用途の、および環境に優しい資源として、大豆は、プラスチック製造のための成分として、所望されてきており、および所望され続けるであろう。
しかしながら、このアプローチの重大な難点は、他のポリウレタン処方物成分と混合した場合、植物油由来ポリオールは、機械的手段による分散に対して耐性の不適合層を形成する傾向を有することである。これまで、この不安定性は、製造における植物油系処方物の日常的な利用および完全混合樹脂成分の輸送／保存の妨げとなっていた。通常の輸送、保存およびポリウレタンフォームおよびエラストマーを製造するための使用の間、これらの混合成分は、−１０℃までも低い温度および６０℃までも高い温度に付され得ることに留意すべきである。
したがって、通常の輸送および保存温度にて、数日間、より好ましくは少なくとも１週間および最も好ましくは１ヶ月以上の間、輸送および保存ができ、そしてなお日常的に許容可能なフォームを製造し、したがって「より環境に優しい」材料に対するポリウレタンフォームおよびエラストマー生産者の要求を満足させるのに役立つ、保存安定性の植物油系ポリオール含有イソシアネート反応性成分に対する要求が当該分野において存在する。
したがって、本発明は、イソシアネート反応性成分であって、
該イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも１０重量％の植物油系ポリオールと、
アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも２５モルの重合したエチレンオキシド含量および１７を超えるＨＬＢ値を有する脂肪族アルコールエトキシレートおよび脂肪族フェノールエトキシレートの一つを含有する非イオン性乳化剤と、
一以上の非植物油系ポリオールと、
一以上のシリコーン界面活性剤と、
必要に応じて、水または他の発泡剤、触媒、顔料および充填剤と
を含有し、
該イソシアネート反応性成分は、−１０℃〜６０℃の温度で少なくとも３日間保存安定性である、
イソシアネート反応性成分を提供する。
本発明のこれらのおよび他の利点および利益は、以下の本発明の詳細な説明から明らかになろう。
本発明を限定する目的ではなく、説明する目的で記載する。実施例を除いて、または他に示さない限り、本明細書中に示された量、百分率、ＯＨ価、官能価などの全ての数は、いずれの場合も、用語「約」によって修飾されていると理解すべきである。本明細書中にダルトン（Ｄａ）で示される当量および分子量は、他に示さない限り、それぞれ数平均当量および数平均分子量である。
本発明は、イソシアネート反応性成分であって、
該イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも１０重量％の植物油系ポリオールと、
アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも２５モルの重合したエチレンオキシド含量および１７を超えるＨＬＢ値を有する脂肪族アルコールエトキシレートおよび脂肪族フェノールエトキシレートの一つを含有する非イオン性乳化剤と、
一以上の非植物油系ポリオールと、
一以上のシリコーン界面活性剤と、
必要に応じて、水または他の発泡剤、触媒、顔料および充填剤と
を含んでなり、
該イソシアネート反応性成分は、−１０℃〜６０℃の温度で少なくとも３日間保存安定性である、
イソシアネート反応性成分を提供する。
さらに、本発明は、イソシアネート反応性成分の製造方法であって、
該イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも１０重量％の植物油系ポリオールと、
アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも２５モルの重合したエチレンオキシド含量および１７を超えるＨＬＢ値を有する脂肪族アルコールエトキシレートおよび脂肪族フェノールエトキシレートの一つを含有する非イオン性乳化剤と、
一以上の非植物油系ポリオールと、
一以上のシリコーン界面活性剤と、
必要に応じて、水または他の発泡剤、触媒、顔料および充填剤と
を混合することを含み、
該イソシアネート反応性成分は、−１０℃〜６０℃の温度で少なくとも３日間保存安定性である、
方法を提供する。
さらにまた、本発明は、少なくとも一つのポリイソシアネートとイソシアネート反応性成分との反応生成物を含んでなるポリウレタンフォームまたはエラストマーであって、
該イソシアネート反応性成分は、
該イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約１０重量％の植物油系ポリオールと、
アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約２５モルの重合したエチレンオキシド含量および約１７を超えるＨＬＢ値を有する脂肪族アルコールエトキシレートおよび脂肪族フェノールエトキシレートの一つを含んでなる非イオン性乳化剤と、
一以上の非植物油系ポリオールと、
一以上のシリコーン界面活性剤と、
必要に応じて、水または他の発泡剤、触媒、顔料および充填剤と
を含んでなり、
該イソシアネート反応性成分は、約−１０℃〜約６０℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、
ポリウレタンフォームまたはエラストマーを提供する。
本発明において、植物油系ポリオールは、ポリウレタンフォームまたはエラストマーの製造に用いられるイソシアネート反応性成分中に典型的に見出される石油由来ポリオールを部分的に代替し、これにより、「環境に優しい」成分に対するポリウレタンエラストマーおよびフォーム生産者の要求を満足させるのに役立つ。植物油系ポリオールは、少なくとも１０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％およびより好ましくは３０重量％〜４０重量％の量で、ならびに４０重量％を超える量でさえも、含まれ得る（重量％は、イソシアネート反応性成分の重量に基づく）。植物油系ポリオールは、これらの値（記載した値も含む）の任意の組合せの間の範囲の量で本発明のイソシアネート反応性成分中に存在し得る。
本発明のイソシアネート反応性成分中の好ましい植物油系ポリオールは、大豆油であるが、本発明者らは、実質的に任意の他の植物油系ポリオール、例えば、ヒマワリ油、菜種油、亜麻仁油、綿実油、キリ油、ヤシ油、ケシ油、トウモロコシ油、ヒマシ油およびピーナッツ油に基づくものは、本発明に有用であると判明し得ると考えている。
本発明のイソシアネート反応性成分は、少なくとも１０重量％から４０重量％以上までの植物油系ポリオールを含有するが、保存安定性である。本明細書中で使用される用語「保存安定性」は、イソシアネート反応性成分が、最小限の撹拌で再分散可能な任意の少しの分離を伴って、少なくとも３日間、より好ましくは少なくとも７日間および最も好ましくは少なくとも３０日間ほとんどまたは全く分離を示さないことを意味する。本明細書中で使用される「不安定性」は、分離した際に、撹拌を介して混合物を容易に均質化することができない状態を意味する。本発明のイソシアネート反応性成分の幾つかの処方物は、４ヶ月もの長期間、保存安定性（表面上に非常に少ない油滴）のままである。本発明のイソシアネート反応性成分は、−１０℃までもの低い温度から６０℃までもの高い温度まで、より好ましくは１０℃から４０℃まで、および最も好ましくは１５℃から３５℃までを変動し得る「通常の輸送および使用温度」で保存安定性である。
本発明のイソシアネート反応性成分中に含まれる非イオン性乳化剤は、アルコールまたはフェノール１当量当たり、少なくとも２５モル、より好ましくは少なくとも３０モルおよび最も好ましくは少なくとも３５モルの重合したエチレンオキシド含量を有する脂肪族アルコールエトキシレートまたは脂肪族フェノールエトキシレートである。本発明の脂肪族アルコールまたは脂肪族フェノールは、９０〜３００、より好ましくは１４０〜２５０、および最も好ましくは１８０〜２３０の平均当量を有する。本発明のイソシアネート反応性成分中に含まれる乳化剤のエチレンオキシド含量および当量はそれぞれ、これらのそれぞれの値（記載した値を含む）の任意の組合せの間の範囲の量であり得る。非イオン性乳化剤は、好ましくはイソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも３重量％の量で本発明のイソシアネート反応性成分中に含まれ得る。
本明細書中で使用される用語「ＨＬＢ」は、界面活性分子の油溶性部分と水溶性部分との間のバランスを意味し、および「親水性親油性バランス（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｈｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）」と表される。より油溶性の乳化剤は、より低いＨＬＢを示し、およびより水溶性の乳化剤は、その逆を示す。ＨＬＢ系についてのさらなる情報は、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第３版、第８巻（１９７９年）、第９００頁中に見出すことができる。本発明のイソシアネート反応性成分中に含まれる非イオン性乳化剤は、少なくとも１７、より好ましくは少なくとも１７．５、および最も好ましくは少なくとも１８のＨＬＢを有する。本発明のイソシアネート反応性成分中に含まれる乳化剤は、これらの値（記載した値も含む）の任意の組合せの間の範囲の量のＨＬＢを有し得る。
また、本発明のイソシアネート反応性成分は、一以上の非植物油系（すなわち、石油化学由来の）ポリオール、例えば、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステルエーテル、ポリエステルカーボネート、ポリチオエーテル、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリシロキサン、ポリブタジエンおよびポリアセトンを含む。この非植物油系ポリオールは、当該分野で既知のように、塩基触媒反応によって、または二重金属シアン化物（ＤＭＣ）触媒反応によって、製造することができる。ポリエーテルおよびポリエステルポリオールは、本発明のイソシアネート反応性成分において、特に好ましい。
当業者に既知のように、ポリウレタンフォームおよびエラストマーは、ポリイソシアネートとイソシアネート反応性成分（例えば、本発明によって提供されるもの）との反応によって形成される。適当なポリイソシアネートは、当業者に既知であり、およびこれには、非変性イソシアネート、変性ポリイソシアネート、およびイソシアネートプレポリマーが含まれる。このような有機ポリイソシアネートとしては、例えば、Ｗ．ＳｉｅｆｋｅｎによるＪｕｓｔｕｓ Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎａｌｅｎ ｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ、５６２、第７５〜１３６頁に記載のタイプの脂肪族、脂環族、芳香脂肪族、芳香族、およびヘテロ環式ポリイソシアネートが挙げられる。このようなイソシアネートの例としては、式：
Ｑ（ＮＣＯ）ｎ
〔式中、ｎは、２〜５、好ましくは２〜３の数であり、およびＱは、２〜１８個（好ましくは６〜１０個）の炭素原子を含有する脂肪族炭化水素基；４〜１５個（好ましくは５〜１０個）の炭素原子を含有する脂環族炭化水素基；８〜１５個（好ましくは８〜１３個）の炭素原子を含有する芳香脂肪族炭化水素基；または６〜１５個（好ましくは６〜１３個）の炭素原子を含有する芳香族炭化水素基である〕
で示されるものが挙げられる。
適当なイソシアネートの例としては、エチレンジイソシアネート；１，４−テトラメチレンジイソシアネート；１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート；１，１２−ドデカンジイソシアネート；シクロブタン−１，３−ジイソシアネート；シクロヘキサン−１，３−および−１，４−ジイソシアネート、およびこれらの異性体の混合物；１−イソシアナト−３，３，５−トリメチル−５−イソシアナトメチルシクロヘキサン（イソホロンジイソシアネート；例えば、独国特許公開１，２０２，７８５および米国特許３，４０１，１９０）；２，４−および２，６−ヘキサヒドロトルエンジイソシアネートおよびこれらの異性体の混合物；ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート（水素化ＭＤＩ、またはＨＭＤＩ）；１，３−および１，４−フェニレンジイソシアネート；２，４−および２，６−トルエンジイソシアネートおよびこれらの異性体の混合物（ＴＤＩ）；ジフェニルメタン−２，４’−および／または−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）；ナフチレン−１，５−ジイソシアネート；トリフェニルメタン−４，４’，４’’−トリイソシアネート；アニリンとホルムアルデヒドを縮合し、続いてホスゲン化することによって得られ得るタイプのポリフェニル−ポリメチレン−ポリイソシアネート（粗ＭＤＩ）、例えば、英国特許ＧＢ８７８，４３０およびＧＢ８４８，６７１に記載；ノルボルナンジイソシアネート、例えば、米国特許３，４９２，３３０に記載；米国特許３，４５４，６０６に記載のタイプのｍ−およびｐ−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート；例えば、米国特許３，２２７，１３８に記載のタイプの過塩素化アリールポリイソシアネート；米国特許３，１５２，１６２に記載のタイプのカルボジイミド基含有変性ポリイソシアネート；例えば、米国特許３，３９４，１６４および３，６４４，４５７に記載のタイプのウレタン基含有変性ポリイソシアネート；例えば、英国特許ＧＢ９９４，８９０、ベルギー国特許ＢＥ ７６１，６１６、およびオランダ国特許ＮＬ７，１０２，５２４に記載のタイプのアロファネート基含有変性ポリイソシアネート；例えば、米国特許３，００２，９７３、独国特許明細書１，０２２，７８９、１，２２２，０６７および１，０２７，３９４、および独国特許公開１，９１９，０３４および２，００４，０４８に記載のタイプのイソシアヌレート基含有変性ポリイソシアネート；独国特許明細書１，２３０，７７８に記載のタイプの尿素基含有変性ポリイソシアネート；例えば、独国特許明細書１，１０１，３９４、米国特許３，１２４，６０５および３，２０１，３７２、および英国特許ＧＢ８８９，０５０に記載のタイプのビウレット基含有ポリイソシアネート；例えば、米国特許３，６５４，１０６に記載のタイプの短鎖重合反応によって得られたポリイソシアネート；例えば、英国特許ＧＢ９６５，４７４およびＧＢ１，０７２，９５６、米国特許３，５６７，７６３、および独国特許明細書１，２３１，６８８に記載のタイプのエステル基含有ポリイソシアネート；独国特許明細書１，０７２，３８５に記載の上記イソシアネートとアセタールとの反応生成物；および米国特許３，４５５，８８３に記載のタイプのポリマー脂肪酸基含有ポリイソシアネートが挙げられる。商業規模でのイソシアネートの製造において蓄積する、必要に応じて一以上の上記ポリイソシアネート溶液中に蓄積する、イソシアネート含有蒸留残渣を使用することもできる。当業者は、上記ポリイソシアネートの混合物を使用できることも認識するであろう。
一般に、容易に入手できるポリイソシアネート、例えば、２，４−および２，６−トルエンジイソシアネートおよびこれらの異性体の混合物（ＴＤＩ）；アニリンとホルムアルデヒドを縮合し、続いてホスゲン化することによって得られるタイプのポリフェニル−ポリメチレン−ポリイソシアネート（粗ＭＤＩ）；およびカルボジイミド基、ウレタン基、アロファネート基、イソシアヌレート基、尿素基、またはビウレット基を含有するポリイソシアネート（変性ポリイソシアネート）を使用することが好ましい。
また、イソシアネート末端プレポリマーも、本発明のイソシアネート反応性成分を用いるポリウレタンフォームおよびエラストマーの製造に用いることができる。プレポリマーは、過剰の有機ポリイソシアネートまたはそれらの混合物と、Ｋｏｈｌｅｒにより「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ」４９、３１８１（１９２７年）に記載されるような、よく知られたツェレビチノフ試験によって決定される少量の活性水素含有化合物を反応させることによって製造することができる。これらの化合物およびそれらの製造方法は、当業者によく知られている。いずれか一つの特定の活性水素化合物の使用は重要ではない。本発明のイソシアネート反応性成分を用いてポリウレタンフォームおよびエラストマーを製造する場合、任意のこのような化合物を、本発明の実施に用いることができる。
本発明のイソシアネート反応性成分における使用に適当と考えられ得るフォーム安定剤としては、例えば、ポリエーテルシロキサンが挙げられ、および好ましくは水溶性が低いものが挙げられる。これらのような化合物は、通常、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのコポリマーがポリジメチルシロキサン残基に結合したような構造である。このようなフォーム安定剤は、例えば、米国特許２，８３４，７４８、２，９１７，４８０および３，６２９，３０８に記載されている。好ましいシリコーン安定剤は、フロスフォーム製造において使用されるもの、例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ ＥｌｅｃｔｒｉｃからのＮＩＡＸ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ Ｌ−５６１４， Ｌ−６２６およびＬ−６１６４である。このようなシリコーン界面活性剤は、イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも０．３重量％の量で本発明のイソシアネート反応性成分中に含まれ得る。
本発明のイソシアネート反応性成分中に必要に応じて含まれ得る他の適当な添加剤としては、例えば、触媒、セル調整剤、反応阻害剤、難燃剤、可塑剤、顔料、充填剤などが挙げられる。
本発明のイソシアネート反応性成分中に含まれるのに適当な触媒としては、当業者に既知のものが挙げられる。これらの触媒としては、例えば、第３級アミン、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、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、ペンタメチル−ジエチレントリアミンおよびより高級の同族体（例えば、独国特許ＤＥ−Ａ２，６２４，５２７および２，６２４，５２８に記載）、１，４−ジアザビシクロ（２．２．２）オクタン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ジメチル−アミノエチルピペラジン、ビス−（ジメチルアミノアルキル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−ベンジルアミン、ビス−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル）アジペート、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−β−フェニルエチルアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、単環式および二環式アミン、ならびに、ビス−（ジアルキルアミノ）アルキルエーテル、例えば、２，２−ビス−（ジメチルアミノエチル）エーテルが挙げられる。
本発明のイソシアネート反応性成分を用いてポリウレタンフォームおよびエラストマーを製造するのに使用し得る他の適当な触媒としては、例えば、有機金属化合物、および特に、有機錫化合物が挙げられる。適当と考えられ得る有機錫化合物としては、それらの硫黄含有有機錫化合物が挙げられる。このような触媒としては、例えば、ジ−ｎ−オクチル錫メルカプチドが挙げられる。適当な有機錫触媒の他のタイプとしては、好ましくは、例えば、カルボン酸の錫（ＩＩ）塩（例えば、錫（ＩＩ）アセテート、錫（ＩＩ）オクトエート、錫（ＩＩ）エチルヘキソエートおよび／または錫（ＩＩ）ラウレート）、および例えば、錫（ＩＶ）化合物（例えば、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジクロリド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエートおよび／またはジオクチル錫ジアセテート）が挙げられる。
必要に応じて本発明のイソシアネート反応性成分を用いる軟質ポリウレタンフォームの製造に関与し得る適当な添加剤のさらなる例は、例えば、Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ−Ｈａｎｄｂｕｃｈ、第ＶＩＩ巻、Ｖｉｅｗｅｇ ＆ Ｈｏｃｈｔｌｅｎ編、Ｃａｒｌ Ｈａｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ、ミュンヘン（１９９３年）、第３版、第１０４〜１２７頁中に見出すことができる。これらの添加剤の使用および作用様式に関連する詳細は、そこに記載されている。
本発明を、以下の実施例によって、限定することなく、さらに説明する。実施例中の「部」および「％」で与えられた全ての量は、他に示さない限り、重量基準であると理解される。イソシアネート反応性成分は、以下のものを以下の表にまとめて示した量で混合することによって製造される。
ポリオールＡ：プロピレンオキシド／エチレンオキシドポリエーテルポリオール（８０重量％ＰＯ／２０重量％ＥＯ末端ブロック；ヒドロキシル価約２８ｍｇＫＯＨ／ｇ）。
ポリオールＢ：大豆油系ポリオール（ヒドロキシル価約５４ｍｇＫＯＨ／ｇ）、Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｓｏｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏ．からＳＯＹＯＬ Ｒ２−０５２−Ｂとして市販。
ポリオールＣ：４３重量％固体ポリマーポリオール（ヒドロキシル価約２０．２）、該固体は、グリセリン系ポリエーテル（２０％ＥＯキャップ）のＫＯＨ触媒アルコキシル化により製造されたベースポリオール（ヒドロキシル価約３６ｍｇＫＯＨ／ｇ）中、インサイチュで重合したスチレン（３０．９％）、アクリロニトリル（６４．３％）およびポリ塩化ビニリデン（４．８％）混合物である。
ポリオールＤ：プロピレンオキシド（合計オキシド４．９重量％）ブロックを有するグリセリンをＫＯＨ触媒アルコキシル化し、次いで、エチレンオキシド（合計オキシド６２．７重量％）とプロピレンオキシド（合計オキシド２２．４重量％）で混合ブロックし、最後にエチレンオキシド（合計オキシド１０重量％）でブロックすることにより製造された、ポリエーテルポリオール（ヒドロキシル価約３７．０）。
触媒Ａ：ゲル化トリエチレンジアミン系触媒、ＧＥ ＳｉｌｉｃｏｎｅｓからＮＩＡＸ Ａ−３３として市販。
触媒Ｂ：アミン触媒、ＧＥ ＳｉｌｉｃｏｎｅｓからＮＩＡＸ Ａ−１として市販。
界面活性剤Ａ：ポリエーテルシリコーン界面活性剤、Ｇｅｎｅｒａｌ ＥｌｅｃｔｒｉｃからＮＩＡＸ Ｌ−６２６として市販。
界面活性剤Ｂ：非加水分解性ポリエーテルシリコーン界面活性剤、Ｇｅｎｅｒａｌ ＥｌｅｃｔｒｉｃからＮＩＡＸ Ｌ−６１６４として市販。
乳化剤Ａ：界面活性剤、Ａｉｒ ＰｒｏｄｕｃｔｓからＤＡＢＣＯ ＬＫ−２２１として市販。
乳化剤Ｂ：炭化水素界面活性剤、Ｇｅｎｅｒａｌ ＥｌｅｃｔｒｉｃからＮＩＡＸ Ｌ−６８８４として市販。
乳化剤Ｃ：ヒマシ種子油エトキシレート（４０モルのＥＯ；ＨＬＢ１３．３）、ＣａｓＣｈｅｍ Ｉｎｃ．からＳＵＲＦＡＣＴＯＬ ３６５として市販。
乳化剤Ｄ：エトキシル化ノニルフェノール（４モルのＥＯ；ＨＬＢ８．９）、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ ＮＰ−４として市販。
乳化剤Ｅ：エトキシル化ノニルフェノール（１０モルのＥＯ；ＨＬＢ１３．６）、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ ＮＰ−１０として市販。
乳化剤Ｆ：エトキシル化ノニルフェノール（４０モルのＥＯ；ＨＬＢ１７．８）、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ ＮＰ−４０（７０％活性）として市販。
乳化剤Ｇ：エトキシル化トリメチルノナノール（３モルのＥＯ；ＨＬＢ８．１）、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ ＴＭＮ−３として市販。
乳化剤Ｈ：エトキシル化トリメチルノナノール（１０モルのＥＯ；ＨＬＢ１６．１）、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ ＴＭＮ−１０（９０％活性）として市販。
乳化剤Ｉ：Ｃ１１〜Ｃ１５第２級アルコールエトキシレート（３モルのＥＯ；ＨＬＢ８．３）、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ １５−Ｓ−３として市販。
乳化剤Ｊ：Ｃ１１〜Ｃ１５第２級アルコールエトキシレート（９モルのＥＯ；ＨＬＢ１３．３）、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ １５−Ｓ−９として市販。
乳化剤Ｋ：エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ ＸＨとして市販。
乳化剤Ｌ：ヒマシ種子油エトキシレート（５モルのＥＯ；ＨＬＢ３．６）、ＣａｓＣｈｅｍ Ｉｎｃ．から、ＳＵＲＦＡＣＴＯＬ ３１８として市販。
乳化剤Ｍ：Ｃ１１〜Ｃ１５第２級アルコールエトキシレート（４１モルのＥＯ；ＨＬＢ１８）、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ １５−Ｓ−４０（７０％活性）として市販。
以下の乳化剤を、有効性について試験したが、２〜３日間の保存で完全に相分離したので（データは示さない）、さらなる評価はしなかった。
乳化剤Ｎ：ヒマシ油エトキシレート（３０モルのＥＯ）、ＨｕｎｔｓｍａｎからＳＵＲＦＯＮＩＣ ＣＯ−３０として市販。
乳化剤Ｏ：ソルビタントリオレート（ポリソルベート８５；ＨＬＢ１１）、ＡｌｄｒｉｃｈからＴＷＥＥＮ ８５として市販。
乳化剤Ｐ：プロピレンオキシドとエチレンオキシドのブロックトコポリマー（ＨＬＢ３０）、ＢＡＳＦからＰＬＵＲＯＮＩＣ Ｆ３８（７０％活性）として市販。
乳化剤Ｑ：プロピレンオキシドとエチレンオキシドのブロックトコポリマー（ＨＬＢ１４）、ＢＡＳＦからＰＬＵＲＯＮＩＣ Ｌ１０として市販。
乳化剤Ｒ：プロピレンオキシドとエチレンオキシドのブロックトコポリマー（ＨＬＢ１９）、ＢＡＳＦからＰＬＵＲＯＮＩＣ Ｌ３５として市販。
乳化剤Ｓ：Ｃ１１〜Ｃ１５第２級アルコールエトキシレート（２０モルのＥＯ；ＨＬＢ１６．３）、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ １５−Ｓ−２０として市販。
乳化剤Ｔ：ポリオキシエチレン（２０）モノラウレート（ＨＬＢ１６．７）、ＡｌｄｒｉｃｈからＴＷＥＥＮ ２０として市販。
乳化剤Ｕ：エトキシル化ノニルフェノール（１５モルのＥＯ；ＨＬＢ１５）、ＨｕｎｔｓｍａｎからＳＵＲＦＯＮＩＣ Ｎ１５０として市販。
以下の乳化剤を、有効性について試験したが、２４時間以内に完全に相分離したので（データは示さない）、さらなる評価はしなかった。
乳化剤Ｖ：エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからＴＥＲＧＩＴＯＬ ＸＤとして市販。
以下の表Ｉは、植物油系ポリオール含有イソシアネート反応性成分中の乳化剤Ａ〜Ｍの保存安定性決定の結果をまとめる。
各乳化剤について、合計３００ｇのイソシアネート反応性成分を１クオートカップ中で１０分間混合し、８オンスガラスジャー中に注ぎ、そして室温（１８〜２４℃）で１ヶ月間保存した。ガラスジャーを保存の間密閉した。以下の表に示した時間にて、定性的観察を行った。
実施例Ｃ−１およびＣ−１６は、同じ材料を同じ量で含有した。しかしながら、実施例Ｃ−１６は、混合工程の間３０℃に加熱した。実施例８、１０および１５において、乳化剤の添加量は、他の乳化剤との直接比較を可能にするために、５ｐｈｐの活性材料を与えるのに必要とされたものであった。
以下の表Ｉを参照してよく認識できるように、乳化剤Ｆ（エトキシル化ノニルフェノール（４０モルのＥＯ；ＨＬＢ１７．８）および乳化剤Ｍ（Ｃ１１〜Ｃ１５第２級アルコールエトキシレート（４１モルのＥＯ；ＨＬＢ１８）は、最も有望な結果を与えた。
Figure 2007277560
Figure 2007277560
Figure 2007277560
乳化剤Ｆを、その保存安定性に対する効果についてさらに試験した。それらの評価の結果を上記表ＩＩに示す。表ＩＩを参照してよく認識できるように、乳化剤Ｆは、該乳化剤を７．１ｐｈｐレベル（５ｐｈｐ活性）で使用する場合、４０ｐｈｐものポリオールＢを含有するイソシアネート反応性成分の良好な安定化を与えた。また、幾つかの安定化も、１．４ｐｈｐ（１ｐｈｐ活性）まで低い乳化剤Ｆのより低い使用レベルで観察された。
本発明の上記の実施例は、本発明を制限する目的ではなく、例示の目的で提供される。本明細書に記載された実施態様は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、種々の方法で変形または修正され得ることは当業者には明らかである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって判定すべきである。

Claims (48)

  1. イソシアネート反応性成分であって、
    該イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約１０重量％の植物油系ポリオールと、
    アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約２５モルの重合したエチレンオキシド含量および約１７を超えるＨＬＢ値を有する脂肪族アルコールエトキシレートおよび脂肪族フェノールエトキシレートの一つを含んでなる非イオン性乳化剤と、
    一以上の非植物油系ポリオールと、
    一以上のシリコーン界面活性剤と、
    必要に応じて、水または他の発泡剤、触媒、顔料および充填剤と
    を含んでなり、
    該イソシアネート反応性成分は、約−１０℃〜約６０℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、
    イソシアネート反応性成分。
  2. 植物油は、ヒマワリ油、菜種油、亜麻仁油、綿実油、キリ油、ヤシ油、ケシ油、トウモロコシ油、ヒマシ油、ピーナッツ油および大豆油から選択される、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  3. 植物油は大豆油である、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  4. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約３０重量％〜約４０重量％の植物油系ポリオールを含んでなる、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  5. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約４０重量％の植物油系ポリオールを含んでなる、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  6. 非植物油系ポリオールは、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステルエーテル、ポリエステルカーボネート、ポリチオエーテル、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリシロキサン、ポリブタジエンおよびポリアセトンから選択される、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  7. 非植物油系ポリオールはポリエーテルポリオールである、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  8. 非植物油系ポリオールはポリエステルポリオールである、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  9. 非イオン性乳化剤は、アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約３０モルの重合したエチレンオキシド含量および約１７．５を超えるＨＬＢ値を有する、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  10. 非イオン性乳化剤は、アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約３５モルの重合したエチレンオキシド含量および約１８を超えるＨＬＢ値を有し、およびアルコールまたはフェノールの当量は、約１４０と約２５０との間である、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  11. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約３重量％の非イオン性乳化剤を含んでなる、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  12. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約０．３重量％の一以上のシリコーン界面活性剤を含んでなる、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  13. 少なくとも約７日間の保存安定性を有する、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  14. 少なくとも約３０日間の保存安定性を有する、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  15. イソシアネート反応性成分は、約１０℃〜約４０℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  16. イソシアネート反応性成分は、約１５℃〜約３５℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、請求項１に記載のイソシアネート反応性成分。
  17. イソシアネート反応性成分の製造方法であって、
    該イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約１０重量％の植物油系ポリオールと、
    アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約２５モルの重合したエチレンオキシド含量および約１７を超えるＨＬＢ値を有する脂肪族アルコールエトキシレートおよび脂肪族フェノールエトキシレートの一つを含んでなる非イオン性乳化剤と、
    一以上の非植物油系ポリオールと、
    一以上のシリコーン界面活性剤と、
    必要に応じて、水または他の発泡剤、触媒、顔料および充填剤と
    を混合することを含み、
    該イソシアネート反応性成分は、約−１０℃〜約６０℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、
    方法。
  18. 植物油は、ヒマワリ油、菜種油、亜麻仁油、綿実油、キリ油、ヤシ油、ケシ油、トウモロコシ油、ヒマシ油、ピーナッツ油および大豆油から選択される、請求項１７に記載の方法。
  19. 植物油は大豆油である、請求項１７に記載の方法。
  20. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約３０重量％〜約４０重量％の植物油系ポリオールを含んでなる、請求項１７に記載の方法。
  21. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約４０重量％の植物油系ポリオールを含んでなる、請求項１７に記載の方法。
  22. 非植物油系ポリオールは、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステルエーテル、ポリエステルカーボネート、ポリチオエーテル、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリシロキサン、ポリブタジエンおよびポリアセトンから選択される、請求項１７に記載の方法。
  23. 非植物油系ポリオールはポリエーテルポリオールである、請求項１７に記載の方法。
  24. 非植物油系ポリオールはポリエステルポリオールである、請求項１７に記載の方法。
  25. 非イオン性乳化剤は、アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約３０モルの重合したエチレンオキシド含量および約１７．５を超えるＨＬＢ値を有する、請求項１７に記載の方法。
  26. 非イオン性乳化剤は、アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約３５モルの重合したエチレンオキシド含量および約１８を超えるＨＬＢ値を有し、およびアルコールまたはフェノールの当量は、約１４０と約２５０との間である、請求項１７に記載の方法。
  27. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約３重量％の非イオン性乳化剤を含んでなる、請求項１７に記載の方法。
  28. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約０．３重量％の一以上のシリコーン界面活性剤を含んでなる、請求項１７に記載の方法。
  29. イソシアネート反応性成分は、少なくとも約７日間の保存安定性を有する、請求項１７に記載の方法。
  30. イソシアネート反応性成分は、少なくとも約３０日間の保存安定性を有する、請求項１７に記載の方法。
  31. イソシアネート反応性成分は、約１０℃〜約４０℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、請求項１７に記載の方法。
  32. イソシアネート反応性成分は、約１５℃〜約３５℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、請求項１７に記載の方法。
  33. 少なくとも一つのポリイソシアネートとイソシアネート反応性成分との反応生成物を含んでなるポリウレタンフォームまたはエラストマーであって、
    該イソシアネート反応性成分は、
    該イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約１０重量％の植物油系ポリオールと、
    アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約２５モルの重合したエチレンオキシド含量および約１７を超えるＨＬＢ値を有する脂肪族アルコールエトキシレートおよび脂肪族フェノールエトキシレートの一つを含んでなる非イオン性乳化剤と、
    一以上の非植物油系ポリオールと、
    一以上のシリコーン界面活性剤と、
    必要に応じて、水または他の発泡剤、触媒、顔料および充填剤と
    を含んでなり、
    該イソシアネート反応性成分は、約−１０℃〜約６０℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、
    ポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  34. 少なくとも一つのポリイソシアネートは、エチレンジイソシアネート、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，１２−ドデカンジイソシアネート、シクロブタン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，３−および−１，４−ジイソシアネート、１−イソシアナト−３，３，５−トリメチル−５−イソシアナトメチルシクロヘキサン（イソホロンジイソシアネート）、２，４−および２，６−ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート（水素化ＭＤＩ、またはＨＭＤＩ）、１，３−および１，４−フェニレンジイソシアネート、２，４−および２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタン−２，４’−および／または−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート、トリフェニル−メタン−４，４’，４’’−トリイソシアネート、ポリフェニル−ポリメチレン−ポリイソシアネート（粗ＭＤＩ）、ノルボルナンジイソシアネート、ｍ−およびｐ−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、過塩素化アリールポリイソシアネート、カルボジイミド変性ポリイソシアネート、ウレタン変性ポリイソシアネート、アロファネート変性ポリイソシアネート、イソシアヌレート変性ポリイソシアネート、尿素変性ポリイソシアネート、ビウレット含有ポリイソシアネート、イソシアネート末端プレポリマーおよびそれらの混合物から選択される、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  35. 植物油は、ヒマワリ油、菜種油、亜麻仁油、綿実油、キリ油、ヤシ油、ケシ油、トウモロコシ油、ヒマシ油、ピーナッツ油および大豆油から選択される、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  36. 植物油は大豆油である、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  37. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約３０重量％〜約４０重量％の植物油系ポリオールを含んでなる、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  38. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約４０重量％の植物油系ポリオールを含んでなる、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  39. 非植物油系ポリオールは、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステルエーテル、ポリエステルカーボネート、ポリチオエーテル、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリシロキサン、ポリブタジエンおよびポリアセトンから選択される、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  40. 非植物油系ポリオールはポリエーテルポリオールである、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  41. 非植物油系ポリオールはポリエステルポリオールである、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  42. 非イオン性乳化剤は、アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約３０モルの重合したエチレンオキシド含量および約１７．５を超えるＨＬＢ値を有する、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  43. 非イオン性乳化剤は、アルコールまたはフェノール１当量当たり少なくとも約３５モルの重合したエチレンオキシド含量および約１８を超えるＨＬＢ値を有し、およびアルコールまたはフェノールの当量は、約１４０と約２５０との間である、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  44. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約３重量％の非イオン性乳化剤を含んでなる、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  45. イソシアネート反応性成分の重量に基づいて少なくとも約０．３重量％の一以上のシリコーン界面活性剤を含んでなる、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  46. イソシアネート反応性成分は、少なくとも約７日間の保存安定性を有する、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  47. イソシアネート反応性成分は、約１０℃〜約４０℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
  48. イソシアネート反応性成分は、約１５℃〜約３５℃の温度で少なくとも約３日間保存安定性である、請求項３３に記載のポリウレタンフォームまたはエラストマー。
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