JP2012531483A - 芳香族ポリウレアに基づく多孔性ゲル - Google Patents
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Abstract
Description
(a1)少なくとも1つの多官能性イソシアナート、
(a2)少なくとも1つの多官能性芳香族アミン、および
(a3)少なくとも1つのポリアルキレンポリアミン。
本発明によれば、多孔性ゲルは、下記の成分:
(a1)少なくとも1つの多官能性イソシアナート、
(a2)少なくとも1つの多官能性芳香族アミン、および
(a3)少なくとも1つのポリアルキレンポリアミン
を、反応した形態で含む。
本発明によれば、多孔性ゲルは、少なくとも1つの多官能性イソシアナートを、反応した形態で含む。多孔性ゲルは好ましくは、成分(a1)、成分(a2)および成分(a3)の総重量に基づいて30重量%〜90重量%(より好ましくは38重量%〜80重量%、とりわけ、40重量%〜70重量%)の少なくとも1つの多官能性イソシアナートを、反応した形態で含む。有用な多官能性イソシアナートには、芳香族イソシアナート、脂肪族イソシアナート、脂環族イソシアナートおよび/または芳香脂肪族(araliphatic)イソシアナートが含まれる。そのような多官能性イソシアナートはそれ自体が知られており、または、それ自体が知られている方法によって調製することができる。多官能性イソシアナートはとりわけまた、混合物の形態で使用することができ、その結果、この場合の成分(a1)は異なる多官能性イソシアナートを含むようになる。成分(a1)の構成成分として有用な多官能性イソシアナートは、成分の1分子あたり2つのイソシアナート基(これは以降、ジイソシナートとして示される)または3つ以上のイソシアナート基を有する。
i)トリレンジイソシアナート(TDI)に基づく多官能性イソシアナート、とりわけ、2,4−TDIもしくは2,6−TDI、または、2,4−TDIおよび2,6−TDIの混合物;
ii)ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)に基づく多官能性イソシアナート、とりわけ、2,2’−MDIもしくは2,4’−MDIもしくは4,4’−MDIもしくはオリゴマー状MDI(これはまた、ポリフェニルポリメチレンイソシアナートと呼ばれる)、または、上記ジフェニルメタンジイソシアナートの2つもしくは3つの混合物、または、MDIの調製において得られるクルードMDI、または、MDIの少なくとも1つのオリゴマーと、上記の低分子量MDI誘導体の少なくとも1つとの混合物;
iii)実施形態i)による少なくとも1つの芳香族イソシアナートと、実施形態ii)による少なくとも1つの芳香族イソシアナートとの混合物。
本発明によれば、多孔性ゲルは、少なくとも1つの多官能性芳香族アミンを、反応した形態で含む。多孔性ゲルは好ましくは、成分(a1)、成分(a2)および成分(a3)の総重量に基づいて9.99重量%〜65重量%(より好ましくは19重量%〜58重量%、とりわけ、29重量%〜57重量%)の少なくとも1つの多官能性芳香族アミンを、反応した形態で含む。
本発明によれば、多孔性ゲルは、成分(a3)として、少なくとも1つのポリアルキレンポリアミンを、反応した形態で含む。
本発明によるプロセスは下記の工程を含む:
(a)成分(a1)と、それとは別個に、成分(a2)および成分(a3)とを、それぞれを溶媒(C)において提供する工程、
(b)成分(a1)〜成分(a3)を溶媒(C)の存在下でゲルに転化する工程;
(c)前記工程で得られるゲルを、好ましくは、ゲルに存在する液体を、ゲルに存在する液体の臨界温度および臨界圧力よりも低い温度および圧力でガス状態に転化することによって乾燥する工程。
(a−1)成分(a1)と、それとは別個に、成分(a2)および成分(a3)とを、それぞれを溶媒(C)において提供する工程であって、成分(a2)および成分(a3)が好ましくは、事前に混合される工程;
(a−2)成分(a1)〜成分(a3)を溶媒(C)において含むゲル前駆体(A)を、工程(a−1)において提供される成分を一緒にすることによって提供する工程;
(b)ゲル前駆体(A)を溶媒(C)の存在下でゲルに転化する工程;
(c)前記工程で得られるゲルを、好ましくは、ゲルに存在する液体を、ゲルに存在する液体の臨界温度および臨界圧力よりも低い温度および圧力でガス状態に転化することによって乾燥する工程。
本発明によれば、工程(a)において、それぞれが溶媒(C)においてであるが、成分(a1)が、成分(a2)および成分(a3)とは別個に提供される。ゲル前駆体(A)が、成分(a1)〜成分(a3)の混合によって得られる。従って、ゲル前駆体(A)は、上記において「多孔性ゲル」のところで記載される成分(a1)〜成分(a3)を、同様に上記で記載される割合で含む。
本発明によれば、工程(b)において、成分(a1)〜成分(a3)が溶媒(C)の存在下でゲルに転化される。従って、本発明によるプロセスの工程(b)において、有機ゲル前駆体(A)がゲル化反応でゲルに転化される。ゲル化反応は重付加反応であり、とりわけ、イソシアナート基と、アミノ基との重付加である。
本発明によれば、工程(c)において、前段工程で得られるゲルが、キセロゲルを得るために、好ましくは、ゲルに存在する液体を、ゲルに存在する液体の臨界温度および臨界圧力よりも低い温度および圧力でガス状態に変換することによって乾燥される。乾燥は、ゲルの流体相の除去を意味することが理解される。
本発明によるプロセスによって得ることができる多孔性ゲルは好ましくは、体積平均の平均細孔直径が最大でも5μmである。本発明によるプロセスによって得ることができるキセロゲルの体積平均の平均細孔直径は好ましくは、200nm〜5μmである。
a−1:オリゴマー状MDI(Lipranat(登録商標)M50)、これは、NCO含有量が、ASTM D−5155−96Aに従って100gあたり31.5gであり、官能価が2.8〜2.9の範囲にあり、粘度がDIN53018に従って25℃で550mPa.sである。
2.4gの化合物(a−1)を20℃で撹拌とともにビーカーにおいて10.5gのアセトンに溶解した。1.3gの化合物(a−2)および0.1gの化合物(a−3)を第2のビーカーにおいて11gのアセトンに溶解した。工程(a)から得られるこれら2つの溶液を混合した。透明な低粘度の混合物が得られた。混合物を硬化のために室温で24時間放置した。その後、ゲルをビーカーから取り出し、液体(アセトン)を20℃での7日間の乾燥によって除いた。
2.4gの化合物(a−1)を20℃で撹拌とともにビーカーにおいて10.5gのアセトンに溶解した。1.3gの化合物(a−2)を第2のビーカーにおいて11gのアセトンに溶解した。工程(a)から得られるこれら2つの溶液を混合した。透明な低粘度の混合物が得られた。混合物を硬化のために室温で24時間放置した。その後、ゲルをビーカーから取り出し、液体(アセトン)を20℃での7日間の乾燥によって除いた。
40gの化合物(a−4)を20℃で撹拌とともにビーカーにおいて212gのアセトンに溶解した。25gの化合物(a−2)および0.4gの化合物(a−3)を第2のビーカーにおいて216.8gのアセトンに溶解した。工程(a)から得られるこれら2つの溶液を混合した。即時的反応が生じた。混合物を硬化のために室温で24時間放置した。その後、ゲルをビーカーから取り出し、液体(アセトン)を20℃での7日間の乾燥によって除いた。
2.4gの化合物(a−1)を20℃で撹拌とともにビーカーにおいて10.5gのアセトンに溶解した。1.3gの化合物(a−2)および0.1gのトリエチレンジアミンを第2のビーカーにおいて11gのアセトンに溶解した。工程(a)から得られるこれら2つの溶液を混合した。即時的反応が生じた。混合物を硬化のために室温で24時間放置した。その後、ゲルをビーカーから取り出し、液体(アセトン)を20℃での7日間の乾燥によって除いた。
Claims (16)
- 下記の成分:
(a1)少なくとも1種の多官能性イソシアナート、
(a2)少なくとも1種の多官能性芳香族アミン、および
(a3)少なくとも1種のポリアルキレンポリアミン
を、反応した形態で含む多孔性ゲル。 - 下記の成分:
(a1)30重量%〜90重量%の少なくとも1種の多官能性イソシアナート、
(a2)9.99重量パーセント〜65重量パーセントの少なくとも1種の多官能性芳香族アミン、および
(a3)0.01重量パーセント〜5重量パーセントの少なくとも1種のポリアルキレンポリアミン
(ただし、成分(a1)〜成分(a3)の重量百分率の合計は100重量パーセントである)
を、反応した形態で含む、請求項1に記載の多孔性ゲル。 - 成分(a3)が高分岐ポリアルキレンポリアミンである、請求項1または2に記載の多孔性ゲル。
- 多孔性ゲルがキセロゲルである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多孔性ゲル。
- 成分(a3)がポリエチレンイミンである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の多孔性ゲル。
- 成分(a2)が、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2’−ジアミノジフェニルメタンおよびオリゴマー状ジアミノジフェニルメタンから選択される少なくとも1種の多官能性芳香族アミンからなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の多孔性ゲル。
- 成分(a2)がオリゴマー状ジアミノジフェニルメタンを含み、かつ、少なくとも2.3の官能価を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の多孔性ゲル。
- 成分(a1)が、ジフェニルメタン4,4’−ジイソシアナート、ジフェニルメタン2,4’−ジイソシアナート、ジフェニルメタン2,2’−ジイソシアナートおよびオリゴマー状ジフェニルメタンジイソシアナートから選択される少なくとも1種の多官能性イソシアナートからなる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の多孔性ゲル。
- 成分(a1)がオリゴマー状ジフェニルメタンジイソシアナートを含み、かつ、少なくとも2.5の官能価を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の多孔性ゲル。
- 成分(a1)がオリゴマー状ジフェニルメタンジイソシアナートを含み、成分(a2)がオリゴマー状ジアミノジフェニルメタンを含み、かつ、成分(a1)の官能価および成分(a2)の官能価の和が少なくとも5.5である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の多孔性ゲル。
- 前記多孔性材料の体積加重平均細孔直径が最大でも3μmである、請求項1〜10のいずれか一項に記載の多孔性ゲル。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載される多孔性ゲルを製造する方法であって、
(a)請求項1〜11のいずれか一項に規定された、成分(a1)と、それとは別個に、成分(a2)および成分(a3)とを、それぞれを溶媒(C)に提供する工程、
(b)成分(a1)〜成分(a3)を前記溶媒(C)の存在下でゲルに転化させる工程、および
(c)前記工程で得られたゲルを乾燥する工程
を含むプロセス。 - 前記得られたゲルは、前記溶媒(C)の臨界温度および臨界圧力よりも低い温度および圧力で前記溶媒(C)をガス状態に転化させることによって乾燥する、請求項12に記載のプロセス。
- 請求項12または13に従って得られる多孔性ゲル。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載される多孔性ゲル、または請求項14に記載される多孔性ゲルを、断熱材として使用する方法。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載される多孔性ゲル、また、請求項14に記載される多孔性ゲルを、真空断熱パネルのために使用する方法。
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