JP2014525495A - 加水分解性シラン化合物を用いた可撓性ポリウレタンフォームの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)1分子当たり平均少なくとも2つのイソシアネート反応性基を含んでおり、加水分解性シラン基を含まず、イソシアネート反応性基当たり少なくとも200の当量を有する1つ以上のイソシアネート反応性化合物と;
b)成分a)の100質量部当たり1〜100質量部の1つ以上の加水分解性シラン化合物であって、1分子当たり少なくとも2つの加水分解性シラン基、又は1分子当たり少なくとも1つの加水分解性シラン基及び1分子当たり少なくとも1つのイソシアネート反応性ヒドロキシル基、第一級アミノ基、若しくは第二級アミノ基を含む、1つ以上の加水分解性シラン化合物と;
c)水を含む発泡剤と;
d)少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と
を含む複数の成分の反応生成物を含んでおり、
1)成分a)、成分b)、又は両者のいくつか又は全部は、少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と予め反応してイソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成していることができ;及び
2)有機ポリイソシアネート化合物は、70〜150のイソシアネート指数を提供する程度に十分な量で存在する、
可撓性ポリウレタンフォームである。
下表1に掲げる成分からポリウレタンフォームを作った。いずれの場合においても、ポリイソシアネート以外の全ての成分を、高速の研究用ミキサーで約1分間混合して合わせた。比較例A及び例2について、処方したイソシアネート反応性混合物の25℃における粘度を測定した。ポリイソシアネートを約5秒間混合し、反応混合物を54℃の金型に注入し、6分間硬化させ、離型した。
下表3に掲げた成分からポリウレタンフォームを作った。いずれの場合においても、ポリイソシアネート以外の全ての成分を混合して合わせて、調製されたイソシアネート反応性混合物を形成した。調製されたイソシアネート反応性混合物、及びポリイソシアネートを、直径18mmの混合ヘッドを備えたCanonA60HP高圧機で処理して、アルミニウム金型内に分配した。成分温度は25℃であった。金型温度は45〜55℃であった。離型時間は5分であった。
イソシアネート当量131.5、及び12.3のイソシアネート基/分子のイソシアネート官能性を有するポリメリックMDIと、加水分解性化合物Aとを54.35:11の質量比で反応させて、イソシアネート当量158.1を有するイソシアネート末端準プレポリマーを製造した。例7A、7B、及び7Cにおいて、この準プレポリマーをポリウレタンフォーム処方物のポリイソシアネート成分として用い、イソシアネート指数を90(7A)から100(7B)まで、及び110(7C)まで変化させた。フォーム処方物の成分を混合して、開いたコンテナ中に混合物を注入して、それらを自由に硬化及び膨張させることによってフォームを調製した。フォームの処方を下表5に記載する。
〈1〉
可撓性ポリウレタンフォームの製造方法であって、
a)1分子当たり平均少なくとも2つのイソシアネート反応性基を含んでおり、加水分解性シラン基を含まず、イソシアネート反応性基当たり少なくとも200の当量を有する1つ以上のイソシアネート反応性化合物と;
b)成分a)の100質量部当たり1〜100質量部の1つ以上の加水分解性シラン化合物であって、1分子当たり少なくとも2つの加水分解性シラン基、又は1分子当たり少なくとも1つの加水分解性シラン基及び1分子当たり少なくとも1つのイソシアネート反応性ヒドロキシル基、第一級アミノ基、若しくは第二級アミノ基を含む、1つ以上の加水分解性シラン化合物と;
c)水を含む発泡剤と;
d)少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と
を含む複数の成分を、一段階又は多段階で硬化させることを含んでおり、
1)成分a)、成分b)、又は両者のいくつか若しくは全部は、前記少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と予め反応してイソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成することができ;
2)前記有機ポリイソシアネート化合物は、70〜150のイソシアネート指数を提供する程度に十分な量で存在する、
可撓性ポリウレタンフォームの製造方法。
〈2〉
前記1つ以上の加水分解性シラン化合物が、250〜5000の分子量を有する、項目1に記載の方法。
〈3〉
前記1つ以上の加水分解性シラン化合物が、1分子当たり少なくとも1つのヒドロキシル基、第一級アミノ基、又は第二級アミノ基を有する、項目1又は2のいずれかに記載の方法。
〈4〉
前記加水分解性シラン化合物が、1分子当たり少なくとも1つの加水分解性シラン基を有するポリエーテルモノオール又はポリエーテルポリオールである、項目3に記載の方法。
〈5〉
前記加水分解性シラン化合物が、1分子当たり1つの加水分解性シラン基を有する、項目3又は4のいずれかに記載の方法。
〈6〉
前記加水分解性シラン化合物がポリエーテルモノオールである、項目5に記載の方法。
〈7〉
成分a)中の前記1つ以上のイソシアネート反応性化合物が、プロピレンオキシドのポリマー、又はプロピレンオキシドとエチレンオキシドとのコポリマーの少なくとも1つを含んでおり、前記ポリマー又はコポリマーは1000〜2200の平均ヒドロキシル基当量を有する、項目1〜6のいずれか一項に記載の方法。
〈8〉
前記有機ポリイソシアネートがMDI又はMDI誘導体である、項目1〜7のいずれか一項に記載の方法。
〈9〉
イソシアネート指数が85〜115である、項目1〜8のいずれか一項に記載の方法。
〈10〉
水が唯一の発泡剤である、項目1〜9のいずれか一項に記載の方法。
〈11〉
前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり2〜3.5質量部の水を含む、項目1〜10のいずれか一項に記載の方法。
〈12〉
前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり5〜100質量部の成分b)を含む、項目1〜11のいずれか一項に記載の方法。
〈13〉
前記複数の成分が、水又はアルコールとイソシアネート基との反応のための少なくとも1つの触媒を含む、項目1〜12のいずれか一項に記載の方法。
〈14〉
前記複数の成分が、加水分解性シラン基と水又はシラノール基との反応のための少なくとも1つの触媒を含む、項目1〜13のいずれか一項に記載の方法。
〈15〉
前記加水分解性のシラン基と水又はシラノールとの反応のための触媒が、1未満のpKaを有するブレンステッド酸を含む、項目14に記載の方法。
〈16〉
前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり2質量部以下の架橋剤を含む、項目1〜15のいずれか一項に記載の方法。
〈17〉
前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり0.25〜1質量部の架橋剤を含む、項目16に記載の方法。
〈18〉
前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり3質量部以下の鎖延長剤を含む、項目1〜17のいずれか一項に記載の方法。
〈19〉
前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり2質量部以下の鎖延長剤を含む、項目18に記載の方法。
〈20〉
成分a)若しくはb)又は両方の全部又は一部と、ポリイソシアネート(成分d)とを、成分b)が存在する場合は水の非存在下で、予め反応させて、イソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成し、前記プレポリマー又は準プレポリマーを、水と反応させることによって、又は水と(1)成分a)及び/若しくはb)の残存部分、(2)架橋剤及び/若しくは鎖延長剤、若しくは(1)及び(2)の組合せとの混合物と反応させることによって更に硬化させてフォームを製造する、項目1〜19のいずれか一項に記載の方法。
〈21〉
成分b)の全部又は一部とポリイソシアネート(成分d)とを水の非存在下で予め反応させて、イソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成し、前記プレポリマー又は準プレポリマーを、水と成分a)との混合物と反応させることによって、又は水と成分a)と(1)b)の残存部分、(2)架橋剤及び/若しくは鎖延長剤、若しくは(1)及び(2)の両方との混合物と反応させることによって更に硬化させてフォームを製造する、項目1〜19のいずれか一項に記載の方法。
〈22〉
成分b)の10〜25質量部と、有機ポリイソシアネート化合物の100質量部とを予め反応させてイソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成する、項目21に記載の方法。
〈23〉
有機ポリイソシアネートと鎖延長剤又は架橋剤とを予め反応させてプレポリマー又は準プレポリマーを形成し、次に前記プレポリマー又は準プレポリマーを成分c)の存在下で成分a)及びb)と反応させてフォームを形成する、項目1〜19のいずれか一項に記載の方法。
〈24〉
前記複数の成分を一段階反応で反応させてフォームを製造する、項目1〜19のいずれか一項に記載の方法。
〈25〉
成分d)と、成分a)、成分b)、及び成分c)を含む調製されたイソシアネート反応性成分とを混合することによってフォームを調製する、項目24に記載の方法。
〈26〉
前記調製されたイソシアネート反応性成分が、界面活性剤、水又はアルコールとイソシアネート基との反応のための少なくとも1つの触媒、及び加水分解性のシラン基と水又はシラノール基との反応のための少なくとも1つの触媒を更に含む、項目25に記載の方法。
〈27〉
項目1〜26のいずれか一項に従って作った可撓性ポリウレタンフォーム。
〈28〉
20%以下のヒステリシス損失を示す、項目27に記載の可撓性ポリウレタンフォーム。
〈29〉
28〜80kg/m 3 の密度を有する、項目27又は28のいずれかに記載の可撓性ポリウレタンフォーム。
〈30〉
可撓性ポリウレタンフォームであって、
a)1分子当たり平均少なくとも2つのイソシアネート反応性基を含んでおり、加水分解性シラン基を含まず、イソシアネート反応性基当たり少なくとも200の当量を有する1つ以上のイソシアネート反応性化合物と;
b)成分a)の100質量部当たり1〜100質量部の1つ以上の加水分解性シラン化合物であって、1分子当たり少なくとも2つの加水分解性シラン基、又は1分子当たり少なくとも1つの加水分解性シラン基及び1分子当たり少なくとも1つのイソシアネート反応性ヒドロキシル基、第一級アミノ基、若しくは第二級アミノ基を含む、1つ以上の加水分解性シラン化合物と;
c)水を含む発泡剤と;
d)少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と
を含む複数の成分の反応生成物を含んでおり、
1)成分a)、成分b)、又は両者のいくつか若しくは全部は、前記少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と予め反応してイソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成することができ;
2)前記有機ポリイソシアネート化合物は、70〜150のイソシアネート指数を提供する程度に十分な量で存在する、
可撓性ポリウレタンフォーム。
Claims (30)
- 可撓性ポリウレタンフォームの製造方法であって、
a)1分子当たり平均少なくとも2つのイソシアネート反応性基を含んでおり、加水分解性シラン基を含まず、イソシアネート反応性基当たり少なくとも200の当量を有する1つ以上のイソシアネート反応性化合物と;
b)成分a)の100質量部当たり1〜100質量部の1つ以上の加水分解性シラン化合物であって、1分子当たり少なくとも2つの加水分解性シラン基、又は1分子当たり少なくとも1つの加水分解性シラン基及び1分子当たり少なくとも1つのイソシアネート反応性ヒドロキシル基、第一級アミノ基、若しくは第二級アミノ基を含む、1つ以上の加水分解性シラン化合物と;
c)水を含む発泡剤と;
d)少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と
を含む複数の成分を、一段階又は多段階で硬化させることを含んでおり、
1)成分a)、成分b)、又は両者のいくつか若しくは全部は、前記少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と予め反応してイソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成することができ;
2)前記有機ポリイソシアネート化合物は、70〜150のイソシアネート指数を提供する程度に十分な量で存在する、
可撓性ポリウレタンフォームの製造方法。 - 前記1つ以上の加水分解性シラン化合物が、250〜5000の分子量を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記1つ以上の加水分解性シラン化合物が、1分子当たり少なくとも1つのヒドロキシル基、第一級アミノ基、又は第二級アミノ基を有する、請求項1又は2のいずれかに記載の方法。
- 前記加水分解性シラン化合物が、1分子当たり少なくとも1つの加水分解性シラン基を有するポリエーテルモノオール又はポリエーテルポリオールである、請求項3に記載の方法。
- 前記加水分解性シラン化合物が、1分子当たり1つの加水分解性シラン基を有する、請求項3又は4のいずれかに記載の方法。
- 前記加水分解性シラン化合物がポリエーテルモノオールである、請求項5に記載の方法。
- 成分a)中の前記1つ以上のイソシアネート反応性化合物が、プロピレンオキシドのポリマー、又はプロピレンオキシドとエチレンオキシドとのコポリマーの少なくとも1つを含んでおり、前記ポリマー又はコポリマーは1000〜2200の平均ヒドロキシル基当量を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記有機ポリイソシアネートがMDI又はMDI誘導体である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- イソシアネート指数が85〜115である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 水が唯一の発泡剤である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり2〜3.5質量部の水を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり5〜100質量部の成分b)を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の成分が、水又はアルコールとイソシアネート基との反応のための少なくとも1つの触媒を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の成分が、加水分解性シラン基と水又はシラノール基との反応のための少なくとも1つの触媒を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記加水分解性のシラン基と水又はシラノールとの反応のための触媒が、1未満のpKaを有するブレンステッド酸を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり2質量部以下の架橋剤を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり0.25〜1質量部の架橋剤を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり3質量部以下の鎖延長剤を含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の成分が、成分a)の100質量部当たり2質量部以下の鎖延長剤を含む、請求項18に記載の方法。
- 成分a)若しくはb)又は両方の全部又は一部と、ポリイソシアネート(成分d)とを、成分b)が存在する場合は水の非存在下で、予め反応させて、イソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成し、前記プレポリマー又は準プレポリマーを、水と反応させることによって、又は水と(1)成分a)及び/若しくはb)の残存部分、(2)架橋剤及び/若しくは鎖延長剤、若しくは(1)及び(2)の組合せとの混合物と反応させることによって更に硬化させてフォームを製造する、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 成分b)の全部又は一部とポリイソシアネート(成分d)とを水の非存在下で予め反応させて、イソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成し、前記プレポリマー又は準プレポリマーを、水と成分a)との混合物と反応させることによって、又は水と成分a)と(1)b)の残存部分、(2)架橋剤及び/若しくは鎖延長剤、若しくは(1)及び(2)の両方との混合物と反応させることによって更に硬化させてフォームを製造する、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 成分b)の10〜25質量部と、有機ポリイソシアネート化合物の100質量部とを予め反応させてイソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成する、請求項21に記載の方法。
- 有機ポリイソシアネートと鎖延長剤又は架橋剤とを予め反応させてプレポリマー又は準プレポリマーを形成し、次に前記プレポリマー又は準プレポリマーを成分c)の存在下で成分a)及びb)と反応させてフォームを形成する、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の成分を一段階反応で反応させてフォームを製造する、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 成分d)と、成分a)、成分b)、及び成分c)を含む調製されたイソシアネート反応性成分とを混合することによってフォームを調製する、請求項24に記載の方法。
- 前記調製されたイソシアネート反応性成分が、界面活性剤、水又はアルコールとイソシアネート基との反応のための少なくとも1つの触媒、及び加水分解性のシラン基と水又はシラノール基との反応のための少なくとも1つの触媒を更に含む、請求項25に記載の方法。
- 請求項1〜26のいずれか一項に従って作った可撓性ポリウレタンフォーム。
- 20%以下のヒステリシス損失を示す、請求項27に記載の可撓性ポリウレタンフォーム。
- 28〜80kg/m3の密度を有する、請求項27又は28のいずれかに記載の可撓性ポリウレタンフォーム。
- 可撓性ポリウレタンフォームであって、
a)1分子当たり平均少なくとも2つのイソシアネート反応性基を含んでおり、加水分解性シラン基を含まず、イソシアネート反応性基当たり少なくとも200の当量を有する1つ以上のイソシアネート反応性化合物と;
b)成分a)の100質量部当たり1〜100質量部の1つ以上の加水分解性シラン化合物であって、1分子当たり少なくとも2つの加水分解性シラン基、又は1分子当たり少なくとも1つの加水分解性シラン基及び1分子当たり少なくとも1つのイソシアネート反応性ヒドロキシル基、第一級アミノ基、若しくは第二級アミノ基を含む、1つ以上の加水分解性シラン化合物と;
c)水を含む発泡剤と;
d)少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と
を含む複数の成分の反応生成物を含んでおり、
1)成分a)、成分b)、又は両者のいくつか若しくは全部は、前記少なくとも1つの有機ポリイソシアネート化合物と予め反応してイソシアネート末端プレポリマー又は準プレポリマーを形成することができ;
2)前記有機ポリイソシアネート化合物は、70〜150のイソシアネート指数を提供する程度に十分な量で存在する、
可撓性ポリウレタンフォーム。
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