JP2016520143A - 多孔性材料の製造方法 - Google Patents

多孔性材料の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2016520143A
JP2016520143A JP2016514332A JP2016514332A JP2016520143A JP 2016520143 A JP2016520143 A JP 2016520143A JP 2016514332 A JP2016514332 A JP 2016514332A JP 2016514332 A JP2016514332 A JP 2016514332A JP 2016520143 A JP2016520143 A JP 2016520143A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
component
solvent mixture
solvent
mixture
porous material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016514332A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6433989B2 (ja
Inventor
フリッケ,マルク
ヴァインリッヒ,ディルク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of JP2016520143A publication Critical patent/JP2016520143A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6433989B2 publication Critical patent/JP6433989B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/22Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/225Catalysts containing metal compounds of alkali or alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225Polyamines
    • C08G18/3237Polyamines aromatic
    • C08G18/3243Polyamines aromatic containing two or more aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/28Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
    • C08J9/286Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum the liquid phase being a solvent for the monomers but not for the resulting macromolecular composition, i.e. macroporous or macroreticular polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0091Aerogels; Xerogels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2330/00Thermal insulation material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/04Foams characterised by the foaming process characterised by the elimination of a liquid or solid component, e.g. precipitation, leaching out, evaporation
    • C08J2201/05Elimination by evaporation or heat degradation of a liquid phase
    • C08J2201/0502Elimination by evaporation or heat degradation of a liquid phase the liquid phase being organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00Foams characterised by their properties
    • C08J2205/02Foams characterised by their properties the finished foam itself being a gel or a gel being temporarily formed when processing the foamable composition
    • C08J2205/026Aerogel, i.e. a supercritically dried gel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00Foams characterised by their properties
    • C08J2205/02Foams characterised by their properties the finished foam itself being a gel or a gel being temporarily formed when processing the foamable composition
    • C08J2205/028Xerogel, i.e. an air dried gel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00Foams characterised by their properties
    • C08J2205/04Foams characterised by their properties characterised by the foam pores
    • C08J2205/042Nanopores, i.e. the average diameter being smaller than 0,1 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/02Polyureas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本発明は、少なくとも、下記工程:a)(i)有機ゲルの形成に適した成分を含む組成物(A)及び(ii)溶剤混合物(B)を含む混合物(I)を供給する工程、b)組成物(A)の成分を溶剤混合物(B)の存在下に反応させ、ゲルを形成させる工程、及びc)工程b)で得られたゲルを乾燥する工程、を含む多孔性材料を製造する方法であって、溶剤混合物(B)は少なくとも2種の溶剤の混合物であり、且つ溶剤混合物(B)は3.0〜5.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδHを有し、該ハンセン溶解パラメータδHは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδHを用いて決定されることを特徴とする方法に関する。さらに本発明は、このようにして得られる多孔性材料、及びこの多孔性材料の、断熱材料としての、及び真空断熱パネルにおける使用に関する。【選択図】 なし

Description

本発明は、有機ゲルの形成に適した成分を含む組成物(A)及び溶剤混合物(B)を含む混合物を供給する工程、組成物(A)の成分を溶剤混合物(B)の存在下に反応させてゲルを形成する工程、およびゲルを乾燥する工程、を含む多孔性材料を製造する方法であって、溶剤混合物(B)は少なくとも2種の溶剤の混合物であり、且つ溶剤混合物(B)は3.0〜5.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有し、該ハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定されることを特徴とする方法に関する。さらに本発明は、このようにして得られる多孔性材料、及びこの多孔性材料の、断熱材料としての、及び真空断熱パネルにおける使用に関する。
数ミクロン或いはそれより顕著に小さい細孔を有し、且つ少なくとも70%の高い多孔率を有する多孔性材料(例えばポリマーフォーム)は、理論的には特に良好な断熱剤である。
小さい平均孔径を有するこのような多孔性材料は、例えば、ゾル−ゲル法及び続く乾燥により製造される有機エアロゲル又はキセロゲルの形態のものであり得る。ゾル−ゲル法では、反応性有機ゲル前駆体に基づくゲルをまず製造し、その後そのゾルを架橋反応によりゲル化してゲルを得る。多孔性材料(例えばエアロゲル)を得るため、ゲルから液体を除去しなければならない。この工程を、今後、簡単にするため乾燥と呼ぶ。
特許文献1(WO95/02009)には、真空断熱の分野の用途に特に好適であるイソシアネートに基づくキセロゲルが開示されている。この公報には、キセロゲルを製造するためのゾル−ゲル法が開示されており、この方法では、公知のポリイソシアネート、特に芳香族ポリイソシアネート及び非反応性溶剤が使用される。活性水素原子を有するさらなる化合物として、脂肪族又は芳香族ポリアミン又はポリオールが使用される。この公報に開示された例には、ポリイソシアネートをジアミノジエチルトルエンと反応させたものが含まれる。開示されたキセロゲルは、一般に50μm付近の平均孔径を有する。一例では、10μmの平均孔径が述べられている。
特許文献2(WO2008/138978)には、30〜90質量%の少なくとも1種の多官能イソシアネート及び10〜70質量%の少なくとも1種の多官能芳香族アミンを含み、5μm以下の体積平均孔径を有するキセロゲルが開示されている。
特許文献3(WO2011/069959)、特許文献4(WO2012/000917)及び特許文献5(WO2012/059388)には、多官能イソシアネート及び多官能芳香族アミンに基づく多孔性材料が開示されており、ここではアミン成分に多官能置換芳香族アミンが含まれている。開示されている多孔性材料は、イソシアネートを、所望量のアミンと、イソシアネートに対して不活性な溶剤中で反応させることにより製造される。触媒の使用は、特許文献4及び5において知られている。
しかしながら、材料の性質、特に、ポリ尿素に基づく公知の多孔性材料の、機械的安定性及び/又は圧縮強度及びさらに熱伝導性は、全ての用途において満足するものではいない。特に、通風状態での熱伝導率が十分に低くない。連続気泡材料の場合、通風状態は、空気の環境圧力下の状態であり、一方、部分又は完全独立気泡材料(例、硬質ポリウレタンフォーム)の場合、この状態は、気泡ガスが徐々に完全に置換された後、エイジング後においてのみ達成される。
イソシアネートとアミンに基づく、従来技術において公知の処方に関連する特定の問題は、混合欠陥である。混合欠陥は、イソシアネートとアミノ基との間の高い反応速度の結果として起こるが、これはゲル化反応が完全混合の前にすでにかなり進んでいるためである。混合欠陥は、不均一で不満足な材料の性質を有する多孔性材料をもたらす。従って、混合欠陥現象を減らそうとの方針は一般に望ましい。
WO95/02009 WO2008/138978 WO2011/069959 WO2012/000917 WO2012/059388
従って、本発明の目的は、前述の不利を回避することである。特に、前述の不利の無い、或いはその不利の程度の小さい多孔性材料を提供しなければならない。この多孔性材料は、通風状態で、即ち大気圧で、低い熱伝導率を有するはずである。さらに、この多孔性材料は、同時に、高い多孔率、低い密度及び十分に高い機械的安定性を持つはずである。
本発明によれば、この目的は、
少なくとも、下記工程:
a)(i)有機ゲルの形成に適した成分を含む組成物(A)及び
(ii)溶剤混合物(B)
を含む混合物(I)を供給する工程、
b)組成物(A)の成分を溶剤混合物(B)の存在下に反応させ、ゲルを形成させる工程、
および
c)工程b)で得られたゲルを乾燥する工程
を含む多孔性材料を製造する方法であって、
溶剤混合物(B)は少なくとも2種の溶剤の混合物であり、且つ溶剤混合物(B)は3.0〜5.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有し、このハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定されることを特徴とする方法、
によって解決される。
本発明の多孔性材料はエアロゲル又はキセロゲルであることが好ましい。
好ましい態様は、本特許請求の範囲及び本明細書に見ることができる。好ましい態様の組み合わせは、本発明の範囲外とはならない。使用される成分の好ましい態様を以下に記載する。
本発明によれば、多孔性材料の製造方法において、工程a)で、有機ゲルの形成に適した成分を含む組成物(A)及び溶剤混合物(B)を含む混合物(I)を供給する。工程b)では、組成物(A)の成分を溶剤混合物(B)の存在下に反応させ、ゲルを形成させる。ゲルはその後本発明の方法の工程c)に従い乾燥される。
溶剤混合物(B)は少なくとも2種の溶剤の混合物であり、且つ溶剤混合物(B)は3.0〜5.0MPa−1の範囲のハンセン(Hansen)溶解パラメータδを有し、このハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定される。
3.0〜5.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδ(ハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定される)有する溶剤混合物を使用することにより、改善された熱伝導性を有する多孔性材料が得られることを見出したのは驚くべきことである。
溶剤混合物(B)のハンセン溶解パラメータδは、水素結合相互作用の尺度である。溶剤混合物(B)のハンセン溶解パラメータδは、ハンセン溶解パラメーターズ:ユーザーズハンドブック、CRCプレス2007、205−206頁(Hansen Solubility Parameters: A User’s Handbook, CRC Press 2007, p. 205-206)に記載された手順に従い決定される。一般に、溶剤混合物のパラメータδは、混合物中の全ての溶剤の体積分率に従い単一溶剤のパラメータδに直線的に依存している:
Figure 2016520143
混合物のパラメータを計算するために使用される単一溶剤のパラメータは、最も一般的な溶剤を列記する上記ハンドブックの表A.1(Table A.1)に見られる。これらの決定に利用できる方法は、上記ハンドブックのチャプタ−1(Chapter 1)に記載されている。
上述の方法により、改良された性質、特に改良された熱伝導性を有する多孔性材料が得られる。
組成物(A)は、有機ゲルを形成するのに適した成分を含むどのような組成物であってもよい。組成物(A)は、成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネート、及び場合によりさらなる成分を含むことが好ましい。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、組成物(A)が少なくとも1種の成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネートを含むことを特徴とする製造方法にある。
組成物(A)はまた、さらなる成分、例えば多官能イソシアネートと反応する成分、1種以上の触媒及び任意に水、を含むことができる。組成物(A)は、成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネート、及び成分(a2)として少なくとも1種の芳香族アミンを含み、任意に成分(a3)として水を含み、及び任意に成分(a4)として少なくとも1種の触媒を含むことが好ましい。
別の態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、組成物(A)が、成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネート、及び成分(a2)として少なくとも1種の芳香族アミンを含み、任意に成分(a3)として水を含み、及び任意に成分(a4)として少なくとも1種の触媒を含むことを特徴とする製造方法にある。
多官能イソシアネート成分(a1)は、今後、成分(a1)と総称する。同様に、芳香族アミン(a2)は、今後、成分(a2)と総称する。上述のモノマー成分は多孔性材料中に反応した形態で存在することは当業者に明らかであろう。
本発明において、化合物の官能価は、分子当たりの反応基の数である。モノマー成分(a1)については、官能価は分子当たりイソシアネート基の数である。モノマー成分(a2)のアミノ基については、官能価は分子当たり反応性アミノ基の数である。多官能化合物は少なくとも2の官能価を有する。
異なる官能価を有する化合物の混合物を成分(a1)又は(a2)として用いた場合、成分の官能価は、それぞれ、個々の化合物の官能価の数平均によって与えられる。多官能化合物は分子当たり上述の官能基を少なくとも2個含んでいる。
本発明において、キセロゲルは、液相の臨界温度未満及び液相の臨界圧力未満(“臨界未満条件”)で乾燥することにより液相をゲルから除去する、ゾル−ゲル法により製造される多孔性材料である。エアロゲルは、超臨界条件で液相をゲルから除去するゾル−ゲル法により製造される多孔性材料である。
組成物(A)は、有機ゲルを形成するのに適した化合物を適当量で含んでいる。
反応は、例えば、25〜94.9質量%の成分(a1)、0.1〜30質量%の成分(a2)、0〜15質量%の水(a3)、及び0.1〜30質量%の成分(a4)を用いて行われ、上記各質量は成分(a1)〜(a4)の合計質量に基づくものであり、且つ成分(a1)〜(a4)の質量%の合計は100質量%である。
反応は、好ましくは、35〜93.8質量%、特に40〜92.6質量%の成分(a1)、0.2〜25質量%、特に0.4〜23質量%の成分(a2)、0.01〜10質量%、特に0.1〜9質量%の水(a3)、及び0.1〜30質量%、特に1〜28質量%の成分(a4)を用いて行われ、上記各質量は成分(a1)〜(a4)の合計質量に基づくものであり、且つ成分(a1)〜(a4)の質量%の合計は100質量%である。
反応は、好ましくは、50〜92.5質量%、特に57〜91.3質量%の成分(a1)、0.5〜18質量%、特に0.7〜16質量%の成分(a2)、0.01〜8質量%、特に0.1〜6質量%の水(a3)、及び2〜24質量%、特に3〜21質量%の成分(a4)を用いて行われ、上記各質量は成分(a1)〜(a4)の合計質量に基づくものであり、且つ成分(a1)〜(a4)の質量%の合計は100質量%である。
上述の好ましい範囲内において、得られるゲルは特に安定であり、続く乾燥工程において収縮しない、或いはほんの少し収縮するのみである。
成分(a1)
本発明の方法において、少なくとも1種の多官能イソシアネートを成分(a1)として反応させることが好ましい。
使用される成分(a1)の量は、少なくとも35質量%、特に少なくとも40質量%、より好ましくは少なくとも45質量%、とりわけ少なくとも57質量%であることが好ましい。使用される成分(a1)の量は、最大でも93.8質量%、特に最大でも92.6質量%、より好ましくは最大でも92.5質量%、とりわけ少なくとも最大でも91.3質量%であることが好ましい。各質量%は、組成物(A)の総質量に基づくものである。
使用可能な多官能イソシアネートは、芳香族、脂肪族及び/又は脂環式イソシアネートである。このような多官能イソシアネートは、それ自体工程であるか、或いはそれ自体公知の方法により製造することができる。多官能イソシアネートはまた、特に混合物として使用することができ、このため、この場合の成分(a1)は種々の多官能イソシアネートを含んでいる。モノマー構成要素(a1)として使用可能な多官能イソシアネートは、モノマー成分の分子当たり、2個(今後ジイソシアネートと呼ぶ)又は2個を超えるイソシアネート基を有する。
特に好適な多官能イソシアネートは、ジフェニルメタン2,2’−,2,4’−及び/又は4,4’−ジイソシアネート(MDI)、ナフタレン1,5−ジイソシアネート(NDI)、トリレン2,4−及び/又は2,6−ジイソシアネート(TDI)、3,3’−ジメチルビフェニルジイソシアネート、1,2−ジフェニルエタンジイソシアネート及び/又はp−フェニレンジイソシアネート(PPDI)、トリメチレン,テトラメチレン,ペンタメチレン,ヘキサメチレン,ヘプタメチレン及び/又はオクタメチレンジイソシアネート、2−メチルペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、2−エチルブチレン1,4−ジイソシアネート、ペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、ブチレン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、PDI)、1,4−及び/又は1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(HXDI)、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート、1−メチルシクロヘキサン2,4−及び/又は2,6−ジイソシアネート、及びジシクロヘキシルメタン4,4’−,2,4’−及び/又は2,2’−ジイソシアネートである。
多官能イソシアネート(a1)として、芳香族イソシアネートが好ましい。成分(a1)の特に好ましい多官能イソシアネートは下記の態様である:
i)トリレンジイソシアネート(TDI)、特に2,4−TDI又は2,6−TDI、又は2,4−及び2,6−TDIの混合物、に基づく多官能イソシアネート;
ii)ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、特に2,2’−MDI又は2,4’−MDI又は4,4’−MDI、又はオリゴマーMDI(ポリフェニルポリメチレンイソシアネートとも呼ばれる)、又は上述のジフェニルメタンジイソシアネートの2種又は3種の混合物、或いはMDIの製造で得られる粗MDI、或いは少なくとも1種のMDIのオリゴマーと少なくとも1種の上述の低分子量MDI誘導体との混合物;
iii)態様i)の少なくとも1種の芳香族イソシアネートと態様ii)の少なくとも1種の芳香族イソシアネートとの混合物。
オリゴマージフェニルメタンジイソシアネートは多官能イソシアネートとして特に好ましい。オリゴマージフェニルメタンジイソシアネート(今後、オリゴマーMDIと呼ぶ)はオリゴマー縮合生成物、又は複数のオリゴマー縮合生成物の混合物であり、従ってジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)の誘導体/複数の誘導体である。多官能イソシアネートは、モノマー芳香族ジイソシアネートとオリゴマーMDIとの混合物からなることも好ましい。
オリゴマーMDIは、複数の環、及び2を超える、特に3又は4又は5を超える官能価を有するMDIの縮合生成物を1種以上含んでいる。オリゴマーMDIは公知であり、しばしばポリフェニルポリメチレンイソシアネート或いはポリマーMDIと呼ばれる。オリゴマーMDIは、通常、種々の官能価を有するMDIに基づくイソシアネートの混合物からなる。オリゴマーMDIは、通常、モノマーMDIと混合して使用される。
オリゴマーMDIを含むイソシアネートの(平均)官能価は、約2.2〜約5、特に2.4〜3.5、特に2.5〜3の範囲にあるといえる。このような、種々の官能価を有する、MDIに基づく多官能イソシアネートの混合物は、特に、MDIの製造で得られる粗MDIである。
多官能イソシアネート又はMDIに基づく複数の多官能イソシアネートの混合物は、公知であり、例えば商品名Lupranat(登録商標)(BASFポリウレタン社(BASF Polyurethanes GmbH)製)で市販されている。
成分(a1)の官能価は、少なくとも2、特には少なくとも2.2、とりわけ少なくとも2.5であることが好ましい。成分(a1)の官能価は、2.2〜4の範囲、特に2.5〜3の範囲にあることが好ましい。
成分(a1)のイソシアネート基の含有量は、5〜10ミリモル/g、特に6〜9ミリモル/g、とりわけ7〜8.5ミリモル/gにあることが好ましい。当業者は、ミリモル/gのイソシアネート基の含有量とg/当量の当量質量とは逆数の関係にあることを承知している。ミリモル/gのイソシアネート基の含有量は、ASTM D−5155−96 Aに従って得られる質量%含有量から誘導することができる。
好ましい態様において、成分(a1)は、ジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン2,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン2,2’−ジイソシアネート、及びオリゴマージフェニルメタンジイソシアネートから選択される少なくとも1種の多官能イソシアネートを含む。この好ましい態様では、成分(a1)は、オリゴマージフェニルメタンジイソシアネートを含み、少なくとも2.5の官能価を有することが特に好ましい。
使用される成分(a1)の粘度は、広範囲で変化し得る。成分(a1)は、100〜3000mPas、特に200〜2500mPasの範囲の粘度を有することが好ましい。
成分(a2)
成分(A)は、さらに成分(a2)として少なくとも1種の芳香族アミンを含む。本発明のさらなる態様によれば、少なくとも1種の芳香族アミンは成分(a2)として反応する。芳香族アミンは単官能アミン又は多官能アミンである。
適当な単官能アミンは、例えば置換及び非置換アミノベンゼン、好ましくは1個または2個のアルキル残基を有する置換アニリン、例えば2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、又は2−エチル−6−イソプロピルアニリンである。
成分(a2)は多官能芳香族アミンであることが好ましい。さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、少なくとも1種の芳香族アミンが多官能芳香族アミンであることを特徴とする方法にある。
本発明のさらなる態様によれば、一般式I:
Figure 2016520143
[但し、R及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、そして全ての置換基Q〜QおよびQ1’〜Q は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、第1級アミノ基、及び1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、且つ該アルキル基は、一般式Iの化合物が少なくとも2個の第1級アミノ基を含むとの条件でさらなる官能基を有することができ、且つQ、Q及びQの少なくとも1個が第1級アミノ基で、Q1’、Q3’及びQ の少なくとも1個が第1級アミノ基である。]
を有する少なくとも1種の多官能置換芳香族アミン(a2)が、溶剤混合物(B)の存在下に成分(a2)として反応することが好ましい。
好ましい態様において、Q、Q、Q2’及びQ は、一般式Iを有する化合物が、少なくとも1種の直鎖又は分岐のアルキル基(このアルキル基は、芳香族環に結合する少なくとも1個の第1級アミノ基に対してα位に1〜12個の炭素原子数を有するさらなる官能基を有することができる)を有するように選択される。この場合の成分(a2)は多官能芳香族アミン(a2−s)を含む。
本発明において、多官能アミンは、分子当たり、イソシアネートに対して反応性である少なくとも2個のアミノ基を有するアミンである。ここで、第1級及び第2級アミノ基はイソシアネートに対して反応性であり、第1級アミノ基の反応性は第2級アミノ基の反応性より顕著に高いものである。
使用される成分(a2)の量は、少なくとも0.2質量%、特に少なくとも0.4質量%、特に少なくとも0.7質量%、とりわけ少なくとも1質量%であることが好ましい。使用される成分(a2)の量は、最大でも25質量%、特に最大でも23質量%、さらに特に最大でも18質量%、とりわけ最大でも16質量%であることが好ましい。上記各質量%は組成物(A)の総質量に基づくものである。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、少なくとも1種の芳香族アミン(a2)が、一般式I:
Figure 2016520143
[但し、R及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、そして全ての置換基Q〜QおよびQ1’〜Q は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、第1級アミノ基、及び1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、且つ該アルキル基は、一般式Iの化合物が少なくとも2個の第1級アミノ基を含むとの条件でさらなる官能基を有することができ、且つQ、Q及びQの少なくとも1個が第1級アミノ基で、Q1’、Q3’及びQ の少なくとも1個が第1級アミノ基である。]
を有することを特徴とする製造方法にある。
別のさらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、組成物(A)が、
(a1)25〜94.9質量%の1種の多官能イソシアネート、及び
(a2)0.1〜30質量%の、一般式I:
Figure 2016520143
[但し、R及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、そして全ての置換基Q〜QおよびQ1’〜Q は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、第1級アミノ基、及び1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から含むとの条件でさらなる官能基を有することができ、且つQ、Q及びQの少なくとも1個が第1級アミノ基で、Q1’、 Q3’及びQ の少なくとも1個が第1級アミノ基である。]
を有する少なくとも1種の多官能芳香族アミン、
(a3)0〜15質量%の水、及び
(a4)0.1〜30質量%の少なくとも1種の触媒
を含み、
上記各質量は成分(a1)〜(a4)の合計質量に基づき、且つ成分(a1)〜(a4)の質量%の合計は100質量%であることを特徴とする製造方法にある。
本発明によれば、一般式IのR及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して、水素、第1級アミノ基、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択される。R及びRは水素及びメチルから選択されることが好ましい。特にR=R=Hが好ましい。
、Q、 Q2’及びQ は、置換芳香族アミン(a2−s)が、少なくとも2個のアミノ基(これらのアミノ基のそれぞれは1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基を有し、さらに、このアルキル基はα位にさらなる官能基を有していても良い)を含むように選択される。Q、Q、Q2’及びQ の1個以上が、1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基を有し、α位にさらなる官能基を有するように選択された場合、このような官能基としてアミノ基及び/又はヒドロキシル基及び/又はハロゲン原子であることが好ましい。
α位の上述のアルキル基によりもたらされる低下した反応性により、以下に詳述する成分(a4)の使用と組み合わせて、通風状態で特に良好な熱伝導性を有する特に安定なゲルが得られる。
一般式Iの置換基Qとしてのアルキル基は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、及びtert−ブチルから選択されることが好ましい。
アミン(a2−s)は、3,3’,5,5’−テトラアルキル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,2’−ジアミノジフェニルメタン、及び3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,4’−ジアミノジフェニルメタンから選択され、且つ該3,3’,5および5’位のアルキル基は、同一でも異なっても良く、それぞれ独立して1〜12個の炭素原子を有し、そしてさらなる官能基を有しても良い直鎖又は分岐のアルキル基から選択されることが好ましい。上述のアルキル基は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、及びtert−ブチル(それぞれ非置換である)から選択されることが好ましい。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、アミン成分(a2−s)が、3,3’,5,5’−テトラアルキル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,2’−ジアミノジフェニルメタン、及び3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,4’−ジアミノジフェニルメタン(但し、該3,3’,5および5’位のアルキル基は、同一でも異なっても良く、それぞれ独立して1〜12個の炭素原子を有し、そしてさらなる官能基を有しても良い直鎖又は分岐のアルキル基から選択される)から選択される少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする製造方法にある。
一態様において、置換基Qの1個以上のアルキル基の、1個、1個を超える又は全ての水素が、ハロゲン原子、特に塩素で置換されていることが可能である。或いは、置換基Qの1個以上のアルキル基の、1個、1個を超える又は全ての水素が、NH又はOHで置換されていることも可能である。しかしながら、一般式Iのアルキル基が炭素と水素からなることが好ましい。
特に好ましい態様において、成分(a2)は3,3’,5,5’−テトラアルキル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(但し、該アルキル基は、同一でも異なっても良く、それぞれ独立して1〜12個の炭素原子を有し、そしてさらなる官能基を有しても良い直鎖又は分岐のアルキル基から選択される)を含んでいる。上述のアルキル基は、非置換のアルキル基、特にメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、及びtert−ブチル、特にメチル及びエチルから選択されることが好ましい。3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン及び/又は3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタンが極めて好ましい。
タイプ(a2−s)の上述の多官能アミンは、当業者にとってそれ自体公知であるか、或いは公知の方法で製造することができる。公知の方法の一つは、アニリン又はアニリン誘導体をホルムアルデヒドと酸触媒の存在下に反応させる方法、特に2,4−又は2,6−ジアルキルアニリンを反応させる方法である。
成分(a2)はまた、任意に、構造(a2−s)のアミンと異なる多官能芳香族アミン(a2−u)を含むことができる。芳香族アミン(a2−u)は、もっぱら芳香族が結合したアミノ基を有するが、脂肪族環と芳香族環の両方が結合したアミノ基を有することが好ましい。
好適な多官能芳香族アミン(a2−u)は、特にジアミノジフェニルメタンの異性体及び誘導体である。成分(a2)の構成成分として好ましいアミノジフェニルメタンの異性体及び誘導体は、特に、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、及びオリゴマージアミノジフェニルメタンである。
さらに好適な多官能芳香族アミン(a2−u)は、特にトルエンジアミンの異性体及び誘導体である。成分(a2)の構成成分として好ましいトルエンジアミンの異性体及び誘導体は、特に、トルエン−2,4−ジアミン及び/又はトルエン−2,6−ジアミン、及びジエチルトルエンジアミン、特に、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン及び/又は3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミンである。
第1の特に好ましい態様において、成分(2a)は、専ら、タイプ(a2−s)の多官能芳香族アミンからなる。第2の特に好ましい態様において、成分(2a)は、タイプ(a2−s)と(a2−u)の多官能芳香族アミンを含む。後者の第2の好ましい態様では、成分(2a)は、少なくとも1種の多官能芳香族アミン(a2−u)(その少なくとも1種はジアミノジフェニルメタン(MDA)の異性体及び誘導体から選択される)を含む。
第2の好ましい態様において、対応する成分(2a)は、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、及びオリゴマー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種の多官能芳香族アミン(a2−u)を含むことが特に好ましい。
オリゴマージアミノジフェニルメタンは、アニリンとホルムアルデヒドの複数の環を有するメチレン架橋縮合生成物を1種以上含む。オリゴマーMDAは少なくとも1種のオリゴマー、一般に、2、特に3又は4又は5の官能価を有するMDAからなる複数のオリゴマーを含む。オリゴマーMDAは公知であるか、又はそれ自体公知の方法により製造することができる。オリゴマーMDAは通常モノマーMDAとの混合物の形態で使用される。
オリゴマーMDIを含む多官能芳香族アミン(a2−u)の(平均)官能価は、約2.3〜約5の範囲、特に2.3〜3.5の範囲、とりわけ2.3〜3の範囲で変化することができる。異なる官能価を有するMDAに基づく多官能アミンのこのような混合物は、特に、アミンとホルムアルデヒドの縮合における中間体として形成される、特に粗MDIであり、これは、粗MDIの製造において、通常塩酸により触媒されるものである。
前述の好ましい第2の態様において、多官能芳香族アミン(a2−u)としてジアミノジフェニルメタンを含み、そして少なくとも2.1の全体官能価を有する成分(2a)が好ましい。
成分(a2)の全ての官能価アミンの総量(従って合計が100質量%となる)に対する一般式Iを有するタイプ(a2−s)のアミンの割合は、10〜100質量%、特に30〜100質量%、さらに特に50〜100質量%、とりわけ80〜100質量%であることが好ましい。
成分(a2)の全ての官能価アミンの総量に対する、タイプ(a2−s)とは異なる多官能芳香族アミン(a2−u)の割合は、0〜90質量%、特に0〜70質量%、さらに特に0〜50質量%、とりわけ0〜20質量%であることが好ましい。
成分(a3)
組成物(A)は、さらに成分(a3)として水を含むことができる。水を使用する場合、使用される水の好ましい量は、少なくとも0.01質量%、特に少なくとも0.1質量%、特に好ましくは少なくとも0.5質量%、とりわけ少なくとも1質量%である。水を使用する場合、使用される水の好ましい量は、最大でも15質量%、特に最大でも13質量%、特に好ましくは最大でも11質量%、とりわけ最大でも10質量%、特に極めて好ましくは最大でも9質量%、さらに特に最大でも8質量%であることが好ましい。上記各質量%は組成物(A)の総質量に基づくものである。特に好ましい態様においては、水は使用しない。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、水を使用しないことを特徴とする製造方法にある。
さらなる別の態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、少なくとも0.1質量%の水を添加することを特徴とする製造方法にある。
アミノ基の計算含有量は、水の含有量と成分(a)の反応性イソシアネート基の含有量とから、対応する数のアミノ基を形成するために水と成分(a)の反応性イソシアネート基とが完全に反応したと仮定して、この含有量を成分(a2)から得られる含有量(合計nアミン)に加えることにより誘導することができる。形成され、使用されて計算されたアミノ基に対する計算された残留NCO基nNCOの使用比は、今後、計算された使用比nNCO/nアミンと呼び、そして当量比、即ち各官能基のモル比である。
水はイソシアネート基と反応し、アミノ基を形成し、COを遊離する。このため、多官能アミンを中間体として一部生成する(その場で)。この反応のさらなる経路では、アミンはイソシアネート基と反応して尿素結合を形成する。中間体としてのアミンの生成により、特に高い機械的安定性及び低い熱伝導率を有する多孔性材料をもたらされる。しかしながら、形成したCOが、得られる多孔性材料の構造が好ましくない方法で影響を及ぼすように、ゲル化を妨害するはずはない。これにより、組成物(A)の総量に基づく水含有量の上述の好ましい上限が得られる。
この場合、計算された使用比(当量比)nNCO/nアミンは、1.01〜5の範囲が好ましい。上記当量比は、1.1〜3が特に好ましく、1.1〜2がとりわけ好ましい。この態様において、nアミンに対するnNCOの過剰は、溶剤の除去において、多孔性材料、特にキセロゲルの収縮を低下させ、触媒(a4)との相乗的相互作用の結果として、得られる多孔性材料の改善された網状構造及び改善された最終的性質がもたらされる。
成分(a1)〜(a4)は、今後、有機ゲル前駆体(A’)と総称される。成分(a1)〜(a4)の部分的反応が、現実のゲル前駆体(A’)をもたらし、これは次いでゲルに変換されることは、当業者には明白なことである。
成分(a4)
組成物(A)はさらに成分(a4)として少なくとも1種の触媒を含んでいる。使用される成分(a4)の量は、少なくとも6質量%、特に少なくとも7質量%、さらに特に少なくとも8質量%、とりわけ少なくとも9質量%であることが好ましい。使用される成分(a4)の量は、最大で30質量%、特に最大で28質量%、さらに特に最大で24質量%、とりわけ最大で21質量%であることが好ましい。上記各質量%は組成物(A)の総量に対するものである。
使用可能な触媒は一般に当業者に公知の全ての触媒であり、イソシアネートの三量化(三量化触媒として知られる)及び/又はイソシアネートとアミノ基との反応(ゲル化触媒として知られる)及び/又はイソシアネートと水との反応(発泡触媒として知られる)を促進する触媒である。
相当する触媒はそれ自体公知であり、上述の3つの反応において異なる反応活性を有する。相対活量により、触媒は、上述のタイプの1種以上に割り当てられる。さらに、上述の反応以外の反応も起こり得ることは当業者に知られている。
相当する触媒は、例えば、ポリウレタン、第3版、エルテル、フェラーク、ミュンヘン、1993(Polyurethane, 3rd edition, G. Oertel, Hanser Verlag, Munich, 1993)に公知であるように、特に、そのゲル化/発泡化の比に従い特徴づけられ得る。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、触媒が、イソシアヌレート基の形成のための三量化に触媒作用を示すことを特徴とする製造方法にある。
別の態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、成分(a4)が少なくとも第3級アミノ基を含むことを特徴とする製造方法にある。
好ましい触媒(a4)は、均衡のとれたゲル化/発泡化の比を有し、これにより成分(a1)と水の反応が過度に促進されないため、網状構造に悪影響をもたらすことがなく、同時に短いゲル化時間が得られ、離型時間が短くなり有利である。好ましい触媒は、同時に、三量化に顕著な活性を有する。これは、網状構造の均一性に有利な影響を与え、特に有利な機械的性質をもたらす。
触媒は、モノマー構成要素として組み込むことができる(組み込み可能触媒)かもしれないが、或いは組み込むことができない。
成分(a4)として好ましい触媒は、第1級、第2級及び第3級アミン、トリアジン誘導体、有機金属化合物、金属キレート、有機リン化合物、特にホスホレンの酸化物、第4級アンモニウム塩、水酸化アンモニウム、及びまたアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド及びカルボキシレートから選択される。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、成分(a4)が、第1級、第2級及び第3級アミン、トリアジン誘導体、有機金属化合物、金属キレート、ホスホレンの酸化物、第4級アンモニウム塩、水酸化アンモニウム、及びまたアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド及びカルボキシレートから選択されることを特徴とする製造方法にもある。
好適な有機リン化合物、特に、ホスホレンの酸化物は、例えば、1−メチルホスホレンオキシド、3−メチル−1−フェニルホスホレンオキシド、1−フェニルホスホレンオキシド、3−メチル−1−ベンジルホスホレンオキシドを挙げることができる。
好適な触媒は、三量化触媒であることが好ましい。好適な三量化触媒としては、特に強塩基、例えば水酸化第4級アンモニウム(例、アルキル基に1〜4個の炭素原子を有する水酸化テトラアルキルアンモニウム、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム)、アルカリ金属水酸化物(例、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム)、及びアルカリ金属アルコキシド(例、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド及びナトリウムエトキシド、及びカリウムイソプロポキシド)を挙げることができる。
さらに好適な三量化触媒としては、特に、カルボン酸のアルカリ金属塩(例、ギ酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、カリウム2−エチルヘキサノエート、カリウムトリフルオロ酢酸、カリウムアジピン酸及びナトリウム安息香酸、10〜20個の炭素原子を有し、任意にOH基を有しても良い飽和又は不飽和長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩を挙げることができる。
さらに適当な三量化触媒としては、特に、N−ヒドロキシアルキル第4級アンモニウムカルボキシレート、例えばトリメチルヒドロキシプロピルアンモニウムホーメートが挙げられる。第3級アミンも三量化触媒として当業者にそれ自体公知である。第3級アミン、即ち少なくとも1個の第3級アミノ基を有する化合物は、触媒(a4)として特に好ましい。三量化触媒として特徴的性質を有する好適な第3級アミンとしては、特にN,N’,N”−トリス(ジアルキルアミノアルキル)−s−ヘキサヒドロトリアジン、例えばN,N’,N”−トリス(ジメチルアミノプロピル)−s−ヘキサヒドロトリアジン、トリス(ジアメチルアミノメチル)フェノールが挙げられる。
金属−有機化合物は、当業者にゲル触媒としてそれ自体公知である。スズ−有機化合物、例えばスズ2−エチルヘキサノエート及びジブチルスズジラウレートが、特に好ましい。
第3級アミンは、当業者にゲル触媒としてそれ自体公知である。前述のように、第3級アミンは触媒(a4)として特に好ましい。ゲル触媒として良好な性質を有する適当な第3級アミンとしては、特に、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N’−ジメチルピペラジン及びN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、そしてまたジメチルシクロヘキシルアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N,N,N−ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、1,6−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン(1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、及びブチルジエタノールアミンを挙げることができる。
触媒(a4)として特に好ましい触媒は、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルピペラジン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N,N,N−ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、1,6−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリスジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、トリエチルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン(ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミンから選択され、また金属アセチルアセトネート、アンモニウムエチルヘキサノエート、及び金属エチルヘキサノエートから選択される。
ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルピペラジン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、1,6−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリスジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、トリエチルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン(ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、N,N,N−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、アンモニウムエチルヘキサノエート、及び金属エチルヘキサノエートが、特に好ましい。
このため、さらなる態様によれば、本発明は、前に開示した多孔性材料の製造方法であって、触媒(a4)が、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N,N,N−ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、1,6−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリスジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、トリエチルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン(ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、金属アセチルアセトネート、アンモニウムエチルヘキサノエート、及び金属エチルヘキサノエートから選択される。
溶剤混合物(B)
本発明では、反応は溶剤混合物(B)の存在下に行われる。
溶剤混合物(B)は、少なくとも2種の溶剤の混合物であり、溶剤混合物(B)は3.0〜5.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有し、このハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定される。溶剤混合物は、好ましくは3.2〜4.9MPa−1の範囲、特に3.5〜4.8MPa−1の範囲、より好ましくは3.7〜4.7MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有しており、このハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定される。
本発明において、用語の溶剤混合物(B)は、液体希釈剤、即ち狭義の溶剤と分散媒体の両方を含む。混合物は、特に真溶液、コロイド溶液又は分散液(例えば、エマルジョン又は懸濁液)であり得る。混合物は真溶液であることが好ましい。溶剤混合物(B)は、工程(a)の条件で液体である化合物、好ましくは有機溶剤である化合物である。
ハンセン溶解パラメータδは、溶剤混合物(B)の水素結合相互作用の尺度である。
溶剤混合物(B)のハンセン溶解パラメータδの値は、ハンセン溶解パラメーターズ:ユーザーズハンドブック、CRCプレス2007、205−206頁(Hansen Solubility Parameters: A User’s Handbook, CRC Press 2007, p. 205-206)に記載された手順に従い決定される。一般に、溶剤混合物のパラメータδは、混合物中の全ての溶剤の体積分率に従い単一溶剤のパラメータδに直線的に依存している:
Figure 2016520143
さらに、溶剤混合物(B)は、ファンデルワールズの相互作用の尺度であるハンセン溶解パラメータδと極性相互作用の尺度であるハンセン溶解パラメータδとにより特徴づけることができる。
これに応じて、溶剤混合物のパラメータδとδは決定される、即ち一般に、溶剤混合物のパラメータδは、混合物の全ての溶剤の体積分率に従い、単一溶剤のδに直線的に依存して変化する:、
Figure 2016520143
そして、一般に、溶剤混合物のパラメータδは、混合物中の全ての溶剤の体積分に従い単一溶剤のパラメータδに直線的に依存している:
Figure 2016520143
溶剤混合物(B)は、好ましくは溶剤混合物(B)の各溶剤のハンセン溶解パラメータδを用いて決定される、7.5〜10.0MPa−1の範囲、例えば8.0、9.0又は9.5MPa−1のハンセン溶解パラメータδを有する。さらに、溶剤混合物(B)は好ましくは溶剤混合物(B)の各溶剤のハンセン溶解パラメータδを用いて決定される、15.0〜18.0MPa−1の範囲、例えば15.5、16.0、16.5、17.0又は17.5MPa−1のハンセン溶解パラメータδを有する。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、溶剤混合物(B)が、溶剤混合物(B)の各溶剤のハンセン溶解パラメータδを用いて決定される、7.5〜10.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有することを特徴とする製造方法にある。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、溶剤混合物(B)が、溶剤混合物(B)の各溶剤のハンセン溶解パラメータδを用いて決定される、15.0〜18.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有することを特徴とする製造方法にある。
溶剤混合物(B)は、一般に、複数の化合物の適当な混合物で、且つ溶剤混合物(B)は混合物が工程で供給される温度及び圧力条件(短時間での溶解条件)において液体であるものであり得る。溶剤混合物(B)の組成物は、この組成物が有機ゲル前駆体を溶解又は分散、好ましくは溶解することができるように選択される。溶剤混合物(B)の組成物は、有機ゲル前駆体(A’)用の溶剤、即ち反応条件で完全に有機ゲル前駆体(A’)を溶解するものである。
溶剤混合物(B)の存在下での反応の反応生成物は、初期ではゲル、即ち溶剤混合物(B)で膨潤する粘弾性化学的網状体、である。工程(b)で形成される網状体のための良好な膨潤剤である溶剤混合物(B)により、微細孔及び小さい平均孔径を有する網状体がもたらされ、一方、工程(b)で得られる劣った膨潤剤である溶剤混合物(B)によっては、一般に、大きな平均孔径を有する粗細孔の網状体がもたらされる。
従って、溶剤混合物(B)の選択は、望ましい孔径分布及び望ましい多孔率に影響を及ぼす。溶剤混合物(B)の選択はまた、一般に、析出する反応生成物の生成による析出又は凝集が、本発明の方法の工程(b)の間又は後に相当程度起こることがないように、なされる。
好適な溶剤混合物(B)を選択した場合、析出する反応生成物の割合は、通常、混合物の総量に対して1質量%未満である。特定の溶剤混合物(B)において形成される析出生成物の量は、ゲル化点の前に適当なフィルタにより反応混合物をろ過することにより重量測定法で決定することができる。
使用可能な溶剤混合物(B)は、イソシアネートに基づくポリマーについて、従来技術で知られている溶剤の混合物である。好ましい溶剤混合物は、成分(a1)〜(a4)のための溶剤、即ち成分(a1)〜(a4)の構成成分を反応条件下で実質的に完全に溶解する溶剤混合物、である。溶剤混合物(B)は、成分(a1)に対して、不活性、即ち非反応性であることが好ましい。
溶剤混合物(B)として好ましい溶剤は、例えば、ケトン、アルデヒド、アルキルアルカノエート、アミド(例、ホルムアミド及びN−メチルピロリドン)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、脂肪族及び脂乾式ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化芳香族化合物及びフッ素含有エーテルを挙げることができる。上述の化合物の2種以上の混合物が同様に使用可能である。
溶剤混合物(B)用の溶剤としてさらに使用可能なものは、アセタール、特にジエトキシメタン、ジメトキシメタン及び1,3−ジオキソランである。
ジアルキルエーテル及び環状エーテルも、溶剤混合物(B)用の溶剤として同様に好適である。好ましいジアルキルエーテルとしては、特に、2〜6個の炭素原子を有するもの、特にメチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、プロピルエチルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、プロピルイソプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチルt−ブチルエーテル、エチルn−ブチルエーテル、エチルイソブチルエーテル、及びエチルt−ブチルエーテルを挙げることができる。好ましい環状エーテルは、特に、テトラヒドロフラン、ジオキサン及びテトラヒドロピランを挙げることができる。
アルデヒド及び/又はケトンも、溶剤混合物(B)用の溶剤として同様に好適である。溶剤混合物(B)用の溶剤として好適なアルデヒド又はケトンは、特に、一般式R−(CO)−R(但し、R及びRは、それぞれ水素又は1、2、3、4、5、6又は7個の炭素原子を有するアルキル基である)を有するものである。好適なアルデヒド又はケトンとしては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、2−エチルブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、イソペントアルデヒド(isopentaldehyde)、2−メチルペントアルデヒド、2−エチルヘキサアルデヒド、アクロレイン、メタクロレイン、クロトンアルデヒド、フルフラール、アクロレインダイマー、メタアクロレイン、メタアクロレインダイマー、1,2,3,6−テトラヒドロベンズアルデヒド、6−メチル−3−シクロヘキサンアルデヒド、シアノアセトアルデヒド、エチルグリオキシレート、ベンズアルデヒド、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−ブチルケトン、メチルペンチルケトン、ジプロピルケトン、エチルイソプロピルケトン、エチルブチルケトン、ジイソブチルケトン、5−メチル−2−アセチルフラン、2−アセチルフラン、2−メトキシ−4−メチルペンタン−2−オン、5−メチルヘプタン−3−オン、オクタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、及びアセトフェノンを挙げることができる。上述のアルデヒド及びケトンは混合物の形態で使用することもできる。置換基として3個以下の炭素原子を有するアルキルを持つケトン及びアルデヒドは溶剤混合物(B)用の溶剤として好ましい。
さらに好ましい溶剤は、アルキルアルカノエート、特にギ酸メチル、酢酸メチル、ギ酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸エチル、グリセリントリアセテート、及びエチルアセトアセテートを挙げることができる。好ましいハロゲン化溶剤はWO 00/24799の 4頁12行〜5頁4行に記載されている。
溶剤混合物(B)の好ましい溶剤は、有機カーボネート、例えばジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、又はブチレンカーボネートである。さらに好ましい態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、溶剤混合物(B)がプロピレンカーボネートであることを特徴とする製造方法にある。
多くの場合、特に好適な溶剤混合物(B)は、上述の溶剤から選択される2種以上の完全に混和する化合物を用いて得られる。
工程(b)、工程(c)の乾燥の間に、あまり大きく収縮することのない安定したゲルを得るために、組成物(A)と溶剤混合物(B)との総量(100質量%である)に対する組成物(A)の割合は、5質量%以上である必要がある。組成物(A)と溶剤混合物(B)との総量(100質量%である)に対する組成物(A)の割合は、少なくとも6質量%、特に少なくとも8質量%、とりわけ少なくとも10質量%であることが好ましい。
一方、供給される混合物中の組成物(A)の濃度は、余り高すぎるのは良くない。なぜなら、そうでないと、好ましい性質を有する多孔性材料を得ることができない。一般に、組成物(A)と溶剤混合物(B)との総量(100質量%である)に対する組成物(A)の割合は、40質量%以下である。組成物(A)と溶剤混合物(B)との総量(100質量%である)に対する組成物(A)の割合は、35質量%以下、特に25質量%以下、とりわけ20質量%以下であることが好ましい。
組成物(A)と溶剤混合物(B)との総量(100質量%である)に対する組成物(A)の割合は、8〜25質量%、特に10〜20質量%、とりわけ12〜28質量%であることが好ましい。上述の範囲の出発材料の量に順守することにより、特に有利な細孔構造、低い熱伝導率及び乾燥時の低い収縮を有する多孔性材料が得られる。
反応の前に、使用する成分を混合すること、特にそれらを均一に混合することが必要である。混合の速度は、混合欠陥を避けるために、反応速度に比較して大きくするべきである。適当な混合速度は、当業者にとってそれ自体公知である。
本発明では、溶剤混合物(B)が使用される。溶剤混合物(B)は、2種以上の溶剤、例えば3又は4種の溶剤を含むことができる。適当な溶剤混合物は、例えば2種以上のケトンの混合物、例えばアセトンとジエチルケトンの混合物、アセトンとメチルエチルケトンの混合物、又はジエチルケトンとメチルエチルケトンの混合物を挙げることができる。
さらに好ましい溶剤混合物は、プロピレンカーボネートと1種以上の溶剤との混合物、例えば、プロピレンカーボネートとジエチルケトンの混合物、或いは例えば、プロピレンカーボネートと2種以上のケトンとの混合物、例えば、プロピレンカーボネートとアセトン及びジエチルケトンとの混合物、プロピレンカーボネートとアセトン及びメチルエチルケトンとの混合物、又はプロピレンカーボネートとジエチルケト及びメチルエチルケトンとの混合物を挙げることができる。
多孔性材料の好ましい製造方法
本発明の製造方法は、下記工程:
a)前述の組成物(A)及び溶剤混合物(B)を含む混合物を供給する工程、
b)組成物(A)の成分を溶剤混合物(B)の存在下に反応させ、ゲルを形成する工程、及び
c)工程b)で得られたゲルを乾燥する工程
を含む。
工程(a)〜(c)の好ましい態様を以下に記載する。
工程(a)
本発明では、工程(a)において、組成物(A)及び溶剤混合物(B)を含む混合物を供給する。
組成物(A)の成分、例えば成分(a1)及び(a2)は相互に分離して供給され、その際、各成分は溶剤混合物(B)の適当な部分量の中に入れて供給される。分離供給は、ゲル化反応を、最適に監視し、或いは混合の前又は混合中に制御することを可能にする。
成分(a3)及び(a4)は、成分(a2)との混合物(即ち成分(a1)と分離して)として供給されることが特に好ましい。これにより、成分(a2)の存在無しに、水又は成分(a4)と成分(a1)とが反応して網状構造を形成するのが回避される。そうでなければ、水と成分(a1)との前混合が、得られる材料の細孔構造の均一性及び熱伝導性に関して好ましくない性質をもたらすことになる。
工程(a)で供給される単一又は複数の混合物は、さらなる成分として、当業者に公知の慣用の助剤も含むことができる。例えば、表面活性化物質、難燃剤、核形成剤、酸化安定剤、滑剤及び離型剤、染料及び顔料、安定剤(例、加水分解、光、熱又は退色に対する)、無機及び/又は有機フィラー、強化材料、及び殺生物剤.を挙げることができる。上述の助剤及び添加剤に関するさらなる情報は、特定の文献、例えば「プラスチック添加剤ハンドブック、第5版、ツヴァイフェル編集、ハンザー出版、ミュンヘン、2001(Plastics Additive Handbook, 5th edition, H. Zweifel, ed. Hanser Publishers, Munich, 2001)に見られ得る。
工程(b)
本発明では、工程(b)において、組成物(A)の成分の反応が溶剤混合物(B)の存在下に反応してゲルを形成する。反応を行うために、まず、工程(a)で供給される成分の均一な混合物を製造する必要がある。
工程(a)での成分の供給は、従来の方法で行うことができる。撹拌機又は他の攪拌装置を、良好で、急速な混合を達成するためにここで用いることが好ましい。均一な混合物を製造するのに必要な時間は、混合欠陥を回避するために、ゲル化反応により少なくとも部分的なゲル形成がもたらされる時間を短縮すべきである。他の混合条件は一般に臨界的でない;例えば混合は、0〜100℃及び0.1〜10バール(絶対)で行うことができ、特に、例えば室温及び大気圧で行うことができる。均一混合物を製造した後、混合装置はスイッチオフされることが好ましい。
ゲル化反応は、重付加反応、特にイソシアネート基とアミノ基の重付加、である。
本発明において、ゲルは、液体と接触して存在しているポリマーに基づく架橋システムである(ソルボゲル(Solvogel )、リオゲル(Lyogel)として知られている、或いは液体として水を有する:アクアゲル又はヒドロゲルとして知られている)。ここで、ポリマー相は、連続する三次元網状体を形成する。
本発明の製造方法の工程(b)において、ゲルは、通常、そのままに置くことにより、例えば、単に、混合物が存在する容器、反応容器又は反応器(今後ゲル化装置と呼ぶ)を放置することにより、形成される。混合物は、ゲル化(ゲル形成)の間はもはや撹拌或いは混合することは好ましくない。なぜなら、撹拌等はゲルの形成を妨げるであろう。ゲル化の間に混合物を覆うこと、或いはゲル化装置を密閉することは有利であることが見出されている。
ゲル化は、当業者にはそれ自体公知であり、例えば、WO2009/027310の21頁19行〜23頁13行に記載されており、その内容はここに十分に援用されるものである。
工程(c)
本発明では、工程(c)において前工程で得られたゲルを乾燥する。
一般に、超臨界的条件で乾燥することは可能であり、好ましくは溶剤をCO又は超臨界的乾燥に好適な他の溶剤と置換した後に、可能である。このような乾燥は、当業者にとってそれ自体公知である。超臨界的条件により、CO又はゲル化溶剤の除去に使用される溶剤が超臨界状態で存在する温度及び圧力が明らかとなる。このようにして、溶剤除去時のゲル体の収縮を低下させることができる。
しかしながら、簡単な方法の条件から見て、ゲルに含まれる液体を、ゲルに含まれる液体の臨界温度及び臨界圧力より低い温度及び圧力にて、ガス状態に変換することにより得られるゲルを、乾燥することが好ましい。
得られたゲルの乾燥は、溶剤混合物(B)を、臨界温度及び臨界圧力より低い温度及び圧力にて、ガス状態に変換することにより行うことが好ましい。従って、乾燥は、さらなる溶剤と事前置換されること無く、反応に存在していた溶剤混合物(B)を除去することにより行われることが好ましい。
このような方法は、当業者にはそれ自体公知であり、例えば、WO2009/027310の26頁22行〜28頁36行に記載されており、その内容はここに十分に援用されるものである。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、工程(c)における乾燥が、ゲルに含まれる液体を、ゲルに含まれる液体の臨界温度及び臨界圧力より低い温度及び圧力にて、ガス状態に変換することにより行われることを特徴とする製造方法にある。
さらなる態様によれば、本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法であって、工程(c)における乾燥が、超臨界条件で行われることを特徴とする製造方法にある。
多孔性材料の性質及び用途
本発明はさらに、本発明の製造方法により得ることができる多孔性材料も提供する。エアロゲルは、本発明においては多孔性材料として好ましい、即ち、本発明で得ることができる多孔性材料はエアロゲルであることが好ましい。
さらに、このため本発明は、前に開示された多孔性材料の製造方法により得られる又は得られ得る多孔性材料にもある。
平均孔径は、走査型電子顕微鏡及びその後の細孔の統計的有効数を用いた画像分析により決定される。相当する方法は当業者に公知である。
多孔性材料の体積平均孔径は4μm以下であることが好ましい。多孔性材料の体積平均孔径は特に3μm以下、さらに2μm以下、とりわけ1μm以下であることが好ましい。
高い多孔率と結び付いた極めて小さい孔径が、低熱伝導率の点から、製品の点から、そして十分に機械的に安定な多孔性材料を得るために、望ましいけれども、体積平均孔径には実際上の下限値がある。一般に、体積平均孔径は少なくとも20nm、好ましくは少なくとも50nmである。
本発明に従い得ることができる多孔性材料は、少なくとも70質量%、特に70〜99質量%、さらに少なくとも80質量%、さらに特に少なくとも85質量%、とりわけ85〜95質量%の、多孔率を有することが好ましい。質量%の多孔率は、多孔性材料の合計体積の特定の割合で細孔を含んでいることを意味する。極めて高い多孔率は、最小の熱伝導率の観点から望ましいけれども、最大値は、多孔性材料の機械的性質及び加工性によって、その多孔率に現れる。
組成物(A)の成分、例えば成分(a1)〜(a3)、及び触媒が組み込まれる限り任意に(a4)が、本発明に従い得ることができる多孔性材料において反応(ポリマー)状態で存在する。本発明に従う組成物により、モノマー構成要素(building blocks)は、多孔性材料において主として尿素結合を介して及び/又はイソシアヌレート結合を介して結合しており、このイソシアネート基はモノマー構成要素(a1)のイソシアネート基の三量化により形成される。多孔性材料がさらなる成分を含む場合、さらなるあり得る結合は、例えばイソシアネート基とアルコール又はフェノールとの反応により形成されるウレタン結合である。
多孔性材料におけるモノマー構成要素の結合のモル%は、固体状態又は膨潤状態でNMR分光法(核磁気共鳴)を用いて決定される。この決定のための好適な方法は当業者に公知である。
本発明で得ることができる多孔性材料の密度は、通常、20〜600g/l、好ましくは50〜500g/l、特に好ましくは70〜200g/lである。
本発明の方法により、ポリマー粉末又は粒子だけでなく、密着した(coherent)多孔性材料が得られる。ここで、得られる多孔性材料の三次元形状は、順に、ゲル化装置の形状によって決定されるゲルの形状により決定される。従って、例えば、円筒形ゲル化容器により、通常、ほぼ円筒形ゲルが得られ、その後乾燥されて円筒形の多孔性材料が得られる。
本発明で得ることができる多孔性材料は、高い機械的安定性を持ちながら、低い熱伝導率、高い多孔率及び低い密度を有する。加えて、多孔性材料は小さい平均孔径を有する。上述の多数の性質の組み合わせにより、多孔性材料は、断熱分野における断熱材料として、特に通風状態での用途のために、建築材料として、使用が可能である。
本発明で得ることができる多孔性材料は、有利な熱的性質、そして、例えば容易な加工性及び高い機械的安定性(例、低い脆弱性)等の有利な材料特性を有する。
本発明は、前に開示された多孔性材料、又は前に開示された製造方法で得られる又は得るれ得る多孔性材料の、断熱材料又は真空断熱パネルへの使用、にもある。
本発明は、以下の態様を含んでおり、これらの態様は、ここで定義される各相互依存性により示される態様の特定の組み合わせも含むものである。
1.少なくとも、下記工程:
a)(i)有機ゲルの形成に適した成分を含む組成物(A)及び
(ii)溶剤混合物(B)
を含む混合物(I)を供給する工程、
b)組成物(A)の成分を溶剤混合物(B)の存在下に反応させ、ゲルを形成させる工程、
及び
c)工程b)で得られたゲルを乾燥する工程
を含む多孔性材料を製造する方法であって、
溶剤混合物(B)は少なくとも2種の溶剤の混合物であり、且つ溶剤混合物(B)は3.0〜5.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有し、該ハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定されることを特徴とする方法。
2.組成物(A)が、成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネートを含む態様1に記載の方法。
3.組成物(A)が、成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネート及び成分(a2)として少なくとも1種の芳香族アミンを含み、任意に成分(a3)として水を含み、任意に成分(a4)として少なくとも1種の触媒を含む態様1又は2に記載の方法。
4.少なくとも1種の芳香族アミンが多官能芳香族アミンである態様3に記載の方法。
5.少なくとも1種の芳香族アミン(a2)が一般式I:
Figure 2016520143
[但し、R及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、そして全ての置換基Q〜QおよびQ1’〜Q は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、第1級アミノ基、及び1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、且つ該アルキル基は、一般式Iの化合物が少なくとも2個の第1級アミノ基を含むとの条件でさらなる官能基を有することができ、且つQ、Q及びQの少なくとも1個が第1級アミノ基で、Q、Q3’及びQ の少なくとも1個が第1級アミノ基である。]
を有する態様3又は4に記載の方法。
6.組成物(A)が、
(a1)25〜94.9質量%の1種の多官能イソシアネート、及び
(a2)0.1〜30質量%の、一般式I:
Figure 2016520143
[但し、R及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、そして全ての置換基Q〜QおよびQ1’〜Q は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、第1級アミノ基、及び1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、且つ該アルキル基は、一般式Iの化合物が少なくとも2個の第1級アミノ基を含むとの条件でさらなる官能基を有することができ、且つQ、Q及びQの少なくとも1個が第1級アミノ基で、Q1’、Q3’及びQ の少なくとも1個が第1級アミノ基である。]
を有する少なくとも1種の多官能芳香族アミン、
(a3)0〜15質量%の水、及び
(a4)0.1〜30質量%の少なくとも1種の触媒
を含み、
上記各質量は成分(a1)〜(a4)の合計質量に基づくものであり、且つ成分(a1)〜(a4)の質量%の合計は100質量%である、態様1〜5のいずれか項に記載の方法。
7.アミン成分(a2)は、3,3’,5,5’−テトラアルキル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,2’−ジアミノジフェニルメタン、及び3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,4’−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種の化合物を含み、且つ該3,3’,5および5’位のアルキル基は、同一でも異なっても良く、それぞれ独立して1〜12個の炭素原子を有し、そしてさらなる官能基を有しても良い直鎖又は分岐のアルキル基から選択される態様3〜6のいずれかに記載の方法。
8.成分(a4)は、第1級、第2級及び第3級アミン、トリアジン誘導体、金属有機化合物、金属キレート、ホスホレンの酸化物、第4級アンモニウム塩、水酸化アンモニウム、及びアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド及びカルボン酸塩から選択される態様3〜7のいずれかに記載の方法。
9.成分(a4)は、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N,N,N−ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、1,6−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリスジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、トリエチルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン(ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、金属アセチルアセトネート、アンモニウムエチルヘキサノエート、及び金属エチルヘキサノエートから選択される態様3〜8のいずれかに記載の方法。
10.触媒は、(多官能イソシアネートの)三量化に触媒作用を及ぼしてイソシアヌレート基を形成する態様3〜9のいずれかに記載の方法。
11.成分(a4)は少なくとも1種の第3級アミノ基を含む態様3〜10のいずれかに記載の方法。
12.水を使用しない態様1〜11のいずれかに記載の方法。
13.少なくとも0.1質量%の水を添加する態様1〜12のいずれかに記載の方法。
14.溶剤混合物(B)は7.5〜10.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδPを有し、該ハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定される態様1〜13のいずれかに記載の方法。
15.溶剤混合物(B)は15.0〜18.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδDを有し、該ハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定される態様1〜14のいずれかに記載の方法。
16.溶剤混合物(B)はプロピレンカーボネートを含む態様1〜15のいずれかに記載の方法。
17.工程c)の乾燥が、ゲルに含まれる液体を、ゲルに含まれる液体の臨界温度未満の温度及び臨界圧力未満の圧力で、ガス状態に変換することにより行われる含む態様1〜16のいずれかに記載の方法。
18.工程c)の乾燥が、超臨界条件下で行われる態様1〜17のいずれかに記載の方法。
19.態様1〜18のいずれかに記載の方法により得られる又は得ることができる多孔性材料。
20.態様19に記載の多孔性材料、又は態様1〜18のいずれかに記載の方法により得られる又は得られ得る多孔性材料の、断熱材料又は真空断熱材料としての使用。
21.少なくとも、下記工程:
a)(i)有機ゲルの形成に適した成分を含む組成物(A)及び
(ii)溶剤混合物(B)
を含む混合物(I)を供給する工程、
b)組成物(A)の成分を溶剤混合物(B)の存在下に反応させ、ゲルを形成させる工程、
及び
c)工程b)で得られたゲルを乾燥する工程
を含む多孔性材料を製造する方法であって、
溶剤混合物(B)は少なくとも2種の溶剤の混合物であり、且つ溶剤混合物(B)は3.0〜5.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有し、該ハンセン溶解パラメータδは、溶剤混合物(B)の溶剤の体積分率に従い直線状にある溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定され、且つハンセン溶解パラメータδが、ハンセン溶解パラメーターズ:ユーザーズハンドブック、CRCプレス2007から得られることを特徴とする方法。
22.組成物(A)が、成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネートを含む態様21に記載の方法。
23.組成物(A)が、成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネート及び成分(a2)として少なくとも1種の芳香族アミンを含み、任意に成分(a3)として水を含み、任意に成分(a4)として少なくとも1種の触媒を含む態様21又は22に記載の方法。
24.少なくとも1種の芳香族アミンが多官能芳香族アミンである態様23に記載の方法。
25.少なくとも1種の芳香族アミン(a2)が一般式I:
Figure 2016520143
[但し、R及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、そして全ての置換基Q〜QおよびQ1’〜Q は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、第1級アミノ基、及び1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、且つ該アルキル基は、一般式Iの化合物が少なくとも2個の第1級アミノ基を含むとの条件でさらなる官能基を有することができ、且つQ、Q及びQの少なくとも1個が第1級アミノ基で、Q1’、Q3’及びQ の少なくとも1個が第1級アミノ基である。]
を有する態様23又は24に記載の方法。
26.組成物(A)が、
(a1)25〜94.9質量%の1種の多官能イソシアネート、及び
(a2)0.1〜30質量%の、一般式I:
Figure 2016520143
[但し、R及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、そして全ての置換基Q〜QおよびQ1’〜Q は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、第1級アミノ基、及び1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、且つ該アルキル基は、一般式Iの化合物が少なくとも2個の第1級アミノ基を含むとの条件でさらなる官能基を有することができ、且つQ、Q及びQの少なくとも1個が第1級アミノ基で、Q1’、Q3’及びQ の少なくとも1個が第1級アミノ基である。]
を有する少なくとも1種の多官能芳香族アミン、
(a3)0〜15質量%の水、及び
(a4)0.1〜30質量%の少なくとも1種の触媒
を含み、
上記各質量は成分(a1)〜(a4)の合計質量に基づくものであり、且つ成分(a1)〜(a4)の質量%の合計は100質量%である、態様21〜25のいずれかに記載の方法。
27.アミン成分(a2)は、3,3’,5,5’−テトラアルキル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,2’−ジアミノジフェニルメタン、及び3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,4’−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種の化合物を含み、且つ該3,3’,5および5’位のアルキル基は、同一でも異なっても良く、それぞれ独立して1〜12個の炭素原子を有し、そしてさらなる官能基を有しても良い直鎖又は分岐のアルキル基から選択される態様23〜26のいずれかに記載の方法。
28.成分(a4)は、第1級、第2級及び第3級アミン、トリアジン誘導体、金属有機化合物、金属キレート、ホスホレンの酸化物、第4級アンモニウム塩、水酸化アンモニウム、及びアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド及びカルボン酸塩から選択される態様23〜27のいずれかに記載の方法。
29.成分(a4)は、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N,N,N−ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、1,6−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリスジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、トリエチルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン(ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、金属アセチルアセトネート、アンモニウムエチルヘキサノエート、及び金属エチルヘキサノエートから選択される態様23〜28のいずれかに記載の方法。
30.触媒は、(多官能イソシアネートの)三量化に触媒作用を及ぼしてイソシアヌレート基を形成する請求項23〜29のいずれかに記載の方法。
31.成分(a4)は少なくとも1種の第3級アミノ基を含む態様23〜30のいずれかに記載の方法。
32.水を使用しない態様21〜31のいずれかに記載の方法。
33.少なくとも0.1質量%の水を添加する態様21〜32のいずれかに記載の方法。
34.溶剤混合物(B)は7.5〜10.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδPを有し、該ハンセン溶解パラメータδは、溶剤混合物(B)の溶剤の体積分率に従い直線状にある溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定され、且つハンセン溶解パラメータδが、ハンセン溶解パラメーターズ:ユーザーズハンドブック、CRCプレス2007から得られる態様21〜33のいずれかに記載の方法。
35.溶剤混合物(B)は15.0〜18.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδDを有し、該ハンセン溶解パラメータδは、溶剤混合物(B)の溶剤の体積分率に従い直線状の溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定され、且つハンセン溶解パラメータδが、ハンセン溶解パラメーターズ:ユーザーズハンドブック、CRCプレス2007から得られる態様21〜34のいずれかに記載の方法。
36.溶剤混合物(B)はプロピレンカーボネートを含む態様21〜35のいずれかに記載の方法。
37.工程c)の乾燥が、ゲルに含まれる液体を、ゲルに含まれる液体の臨界温度未満の温度及び臨界圧力未満の圧力で、ガス状態に変換することにより行われる含む態様21〜36のいずれかに記載の方法。
38.工程c)の乾燥が、超臨界条件下で行われる態様21〜37のいずれかに記載の方法。
39.態様21〜38のいずれかに記載の方法により得られる又は得ることができる多孔性材料。
40.態様39に記載の多孔性材料、又は態様21〜38のいずれかに記載の方法により得られるか、又は得られ得る多孔性材料の、断熱材料又は真空断熱材料としての使用。
本発明を説明するために実施例を以下に示す。
1.方法
1.1ハンセン溶解パラメータ(HSP)の決定
有機溶剤のハンセン溶解パラメータ(HSP)δ(ファンデルワールズ相互作用)、δ(極性相互作用)及びδ(水素結合相互作用)の値は、チャールズエム・ハンセン(ハンセン溶解パラメーターズ:ユーザーズハンドブック、CRCプレステーラー及びフランシスグループ2007)(Charles M. Hansen (Hansen Solubility Parameters: A User’s Handbook Second Edition, Charles M. Hansen, CRC Press Taylor & Francis Group 2007))によるハンセン溶解パラメーターに関するハンドブックから得られる。
溶剤混合物(B)のハンセン溶解パラメータδは、ハンセン溶解パラメーターズ:ユーザーズハンドブック、CRCプレス2007、205−206頁(Hansen Solubility Parameters: A User’s Handbook, CRC Press 2007, p. 205-206)に記載された手順に従い決定される。一般に、溶剤混合物のパラメータδHは、混合物中の全ての溶剤の体積分率に従い単一溶剤のパラメータδHに直線状で依存している:
Figure 2016520143
これに応じて、溶剤混合物のパラメータδとδは決定される、即ち一般に、溶剤混合物のパラメータδは、混合物の全ての溶剤の体積分率に従い、単一溶剤のδに直線状で依存して変化する:、
Figure 2016520143
そして、一般に、溶剤混合物のパラメータδは、混合物中の全ての溶剤の体積分に従い単一溶剤のパラメータδに直線状で依存している:
Figure 2016520143
混合物の計算に使用される単一溶剤のパラメータは上記ハンドブックの表A.1に見られる。表A.1は最も一般的な溶剤を列記している。パラメータの決定に使用できる方法はハンドブックのチャプタ−1に記載されている。
1.2熱伝導率の決定
熱伝導率は、へスト(Hesto)の熱流計(Lambda Control A50)を用いてDIN EN 12667に従い測定された。
1.3超臨界二酸化炭素による溶剤抽出
1個又は数個のゲルモノリスを、25l容量のオートクレーブのサンプルトレイに導入した。次いで、超臨界二酸化炭素(scCO)で満たすために、ゲル化溶剤を、scCOを24時間(20kg/h)導入することにより除去(乾燥)した。処理圧力を、二酸化炭素を超臨界状態に維持するために、120と130バールとの間に45℃の処理温度で保持した。処理の最後に、システムを45℃の温度に維持する制御されたやり方で圧力を通常の大気圧に下げた。オートクレーブを開け、得られた多孔性モノリスを取り出した。
2.材料
成分a1: ASTM D−5155−96 Aに準拠した100g当たり30.9gのNCO含有量、3の範囲の官能価、及びDIN 53018に準拠した25℃での2100mPa・sの粘度、を有するオリゴマーMDI(Lupranat M200)(今後「M200」)
成分2a: 3,3’、5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(今後「MDMA」)
触媒: Dabco K15(ジエチレングリコールに溶解したカリウムエチルヘキサノエート(85%))
3.実施例
全ての実施例について、HSPと同様に熱伝導率の値を表1に示す。
3.1実施例1(比較)
ポリプロピレン容器において、48gのM200を220gのMEK中で20℃にて撹拌し、透明溶液を得た。同様に、12gのMDMA、4gのDabco K15及び4gの水を220gのMEK中に溶解し、第2の溶液を得た。これらの溶液を矩形の容器(20×20×5cm高さ)内で混合し、低粘度の透明な均一混合物を得た。容器に蓋をして閉じ、混合物を室温で24時間にてゲル化した。得られたモノリシックのゲル・スラブを、25lオートクレーブ内でsc−COによる溶剤抽出により乾燥して、多孔性材料を得た。
3.2実施例2(比較)
実施例2は、溶剤としてDEKを用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した;反応剤は溶剤に完全には溶解しなかった。
3.3実施例3(比較)
実施例3は、溶剤として酢酸エチルを用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.4実施例4(比較)
実施例4は、溶剤としてアセトンを用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.5実施例5(比較)
実施例5は、溶剤としてPCを用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。ゲルは形成しなかった。
3.6実施例6(比較)
実施例6は、溶剤としてアセトン/DEK(85:15(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.7実施例7(比較)
実施例7は、溶剤としてアセトン/DEK(70:30(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.8実施例8(比較)
実施例8は、溶剤としてアセトン/DEK(50:50(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.9実施例9(比較)
実施例9は、溶剤としてアセトン/DEK(39:61(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.10実施例10(比較)
実施例10は、溶剤としてアセトン/DEK(20:80(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.8実施例8(比較)
実施例8は、溶剤としてアセトン/DEK(50:50(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.9実施例9(比較)
実施例9は、溶剤としてアセトン/DEK(39:61(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.10実施例10(比較)
実施例10は、溶剤としてアセトン/DEK(20:80(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.11実施例11
実施例11は、溶剤としてMEK/DEK(72:28(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.12実施例12
実施例12は、溶剤としてDEK/PC(89:11(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.13実施例13
実施例13は、溶剤としてDEK/PC(86:14(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
3.14実施例14
実施例14は、溶剤としてDEK/PC(83:17(v/v))を用いたことが異なっている以外、実施例1と同様に実施した。
4.結果
ゲル化溶剤又は溶剤混合物のδ及びδと関連する熱伝導率測定の結果を表1に示す。
δの特定の境界内において、熱伝導率は、δからほとんど独立しているか、或いはδにほんのわずか依存しているものと思われる(DEKは、出発材料の溶解度の問題のため、逸脱した熱伝導率を示している)。しかしながら、熱伝導率はδに依存し、δが低いほど、試験した溶剤及び溶剤混合物の範囲では、より低い伝導率を示している。限界は、試薬の溶解度により規定される、即ち試薬はあまりに低いδ又はδを有する混合物では溶解しない。
Figure 2016520143
5.略語
DEK ジエチルケトン
EtOAc 酢酸エチル
O 水
K15 Dabco K15 (PUR 触媒)
PC プロピレンカーボネート
M200 Lupranate M200 (ポリイソシアネート)
MEK メチルエチルケトン
MDMA 4,4−メチレン−ビス(2,6−ジメチルアニリン)

Claims (20)

  1. 少なくとも、下記工程:
    a)(i)有機ゲルの形成に適した成分を含む組成物(A)及び
    (ii)溶剤混合物(B)
    を含む混合物(I)を供給する工程、
    b)組成物(A)の成分を溶剤混合物(B)の存在下に反応させ、ゲルを形成させる工程、
    及び
    c)工程b)で得られたゲルを乾燥する工程
    を含む多孔性材料を製造する方法であって、
    溶剤混合物(B)は少なくとも2種の溶剤の混合物であり、且つ溶剤混合物(B)は3.0〜5.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有し、該ハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定されることを特徴とする方法。
  2. 組成物(A)が、成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネートを含む請求項1に記載の方法。
  3. 組成物(A)が、成分(a1)として少なくとも1種の多官能イソシアネート及び成分(a2)として少なくとも1種の芳香族アミンを含み、任意に成分(a3)として水を含み、任意に成分(a4)として少なくとも1種の触媒を含む請求項1又は2に記載の方法。
  4. 少なくとも1種の芳香族アミンが多官能芳香族アミンである請求項3に記載の方法。
  5. 少なくとも1種の芳香族アミン(a2)が一般式I:
    Figure 2016520143
    [但し、R及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、そして全ての置換基Q〜QおよびQ1’〜Q は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、第1級アミノ基、及び1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、且つ該アルキル基は、一般式Iの化合物が少なくとも2個の第1級アミノ基を含むとの条件でさらなる官能基を有することができ、且つQ、Q及びQの少なくとも1個が第1級アミノ基で、Q1’、Q3’及びQ の少なくとも1個が第1級アミノ基である。]
    を有する請求項3又は4に記載の方法。
  6. 組成物(A)が、
    (a1)25〜94.9質量%の1種の多官能イソシアネート、及び
    (a2)0.1〜30質量%の、一般式I:
    Figure 2016520143
    [但し、R及びRは同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、及び1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、そして全ての置換基Q〜QおよびQ1’〜Q は同一でも異なっていても良く、それぞれ独立して水素、第1級アミノ基、及び1〜12個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基から選択され、且つ該アルキル基は、一般式Iの化合物が少なくとも2個の第1級アミノ基を含むとの条件でさらなる官能基を有することができ、且つQ、Q及びQの少なくとも1個が第1級アミノ基で、Q1’、Q3’及びQ の少なくとも1個が第1級アミノ基である。]
    を有する少なくとも1種の多官能芳香族アミン、
    (a3)0〜15質量%の水、及び
    (a4)0.1〜30質量%の少なくとも1種の触媒
    を含み、
    上記各質量は成分(a1)〜(a4)の合計質量に基づくものであり、且つ成分(a1)〜(a4)の質量%の合計は100質量%である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. アミン成分(a2)は、3,3’,5,5’−テトラアルキル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,2’−ジアミノジフェニルメタン、及び3,3’,5,5’−テトラアルキル−2,4’−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種の化合物を含み、且つ該3,3’,5および5’位のアルキル基は、同一でも異なっても良く、それぞれ独立して1〜12個の炭素原子を有し、そしてさらなる官能基を有しても良い直鎖又は分岐のアルキル基から選択される請求項3〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 成分(a4)は、第1級、第2級及び第3級アミン、トリアジン誘導体、金属有機化合物、金属キレート、ホスホレンの酸化物、第4級アンモニウム塩、水酸化アンモニウム、及びアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド及びカルボン酸塩から選択される請求項3〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 成分(a4)は、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N,N,N−ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、1,6−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、トリスジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、トリエチルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン(ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、N,N−ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、金属アセチルアセトネート、アンモニウムエチルヘキサノエート、及び金属エチルヘキサノエートから選択される請求項3〜8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 触媒は、三量化に触媒作用を及ぼしてイソシアヌレート基を形成する請求項3〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 成分(a4)は少なくとも1種の第3級アミノ基を含む請求項3〜10のいずれか1項に記載の方法。
  12. 水を使用しない請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  13. 少なくとも0.1質量%の水を添加する請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
  14. 溶剤混合物(B)は7.5〜10.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有し、該ハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定される請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
  15. 溶剤混合物(B)は15.0〜18.0MPa−1の範囲のハンセン溶解パラメータδを有し、該ハンセン溶解パラメータδは溶剤混合物(B)の各溶剤のパラメータδを用いて決定される請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
  16. 溶剤混合物(B)はプロピレンカーボネートを含む請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
  17. 工程c)の乾燥が、ゲルに含まれる液体を、ゲルに含まれる液体の臨界温度未満の温度及び臨界圧力未満の圧力で、ガス状態に変換することにより行われる含む請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。
  18. 工程c)の乾燥が、超臨界条件下で行われる請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法。
  19. 請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法により得られる又は得られ得る多孔性材料。
  20. 請求項19に記載の多孔性材料、又は請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法により得られる又は得られ得る多孔性材料の、断熱材料又は真空断熱パネルとしての使用。
JP2016514332A 2013-05-24 2014-05-14 多孔性材料の製造方法 Expired - Fee Related JP6433989B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13169147.9 2013-05-24
EP13169147 2013-05-24
PCT/EP2014/059860 WO2014187710A1 (en) 2013-05-24 2014-05-14 Process for producing porous materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016520143A true JP2016520143A (ja) 2016-07-11
JP6433989B2 JP6433989B2 (ja) 2018-12-05

Family

ID=48463882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016514332A Expired - Fee Related JP6433989B2 (ja) 2013-05-24 2014-05-14 多孔性材料の製造方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10240020B2 (ja)
EP (1) EP3004201B1 (ja)
JP (1) JP6433989B2 (ja)
KR (1) KR102223500B1 (ja)
CN (1) CN105408381B (ja)
AU (1) AU2014270562A1 (ja)
BR (1) BR112015029428A2 (ja)
CA (1) CA2913077A1 (ja)
MX (1) MX2015016195A (ja)
RU (1) RU2675625C2 (ja)
WO (1) WO2014187710A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018512488A (ja) * 2015-03-24 2018-05-17 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 多孔性材料の製造方法
WO2017084809A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-26 Huntsman International Llc (super)hydrophobic isocyanate based porous materials
WO2017125415A1 (en) * 2016-01-18 2017-07-27 Basf Se Process for producing porous materials
EP3278956B1 (de) 2016-08-03 2019-05-01 Basf Se Verfahren zur herstellung von zumindest zweilagigen platten aus einem material mit niedrigem mittlerem zelldurchmesser
US10189969B2 (en) 2017-04-07 2019-01-29 International Business Machines Corporation Silica-based organogels via hexahydrotriazine-based reactions
KR20200031094A (ko) * 2017-07-13 2020-03-23 바스프 에스이 우수한 가역적 수분 흡수를 갖는 다공성 물질
EP3831869B1 (en) 2019-12-05 2024-03-06 Basf Se Composite polystyrene foam molding with low thermal conductivity

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09501455A (ja) * 1993-07-22 1997-02-10 インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・ピーエルシー エーロゲル
JP2010526928A (ja) * 2007-05-16 2010-08-05 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 芳香族ポリ尿素ベースのキセロゲル
WO2012059388A1 (de) * 2010-11-04 2012-05-10 Basf Se Verfahren zur herstellung von aerogelen oder xerogelen
JP2013513675A (ja) * 2009-12-11 2013-04-22 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 芳香族アミン系の多孔質材料の改善品
JP2013531110A (ja) * 2010-06-28 2013-08-01 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 多孔質ポリウレア系材料の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5478867A (en) 1993-07-07 1995-12-26 The Dow Chemical Company Microporous isocyanate-based polymer compositions and method of preparation
AU5862099A (en) 1998-10-22 2000-05-15 Huntsman Ici Chemicals Llc Insulated bodies
DE502008003187D1 (de) 2007-08-28 2011-05-26 Basf Se Xerogele auf basis von polyharnstoff
US10301445B2 (en) * 2010-08-20 2019-05-28 Aerogel Technologies, Llc Three-dimensional porous polyurea networks and methods of manufacture
US8741976B2 (en) * 2010-11-04 2014-06-03 Basf Se Process for producing aerogels or xerogels

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09501455A (ja) * 1993-07-22 1997-02-10 インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・ピーエルシー エーロゲル
JP2010526928A (ja) * 2007-05-16 2010-08-05 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 芳香族ポリ尿素ベースのキセロゲル
JP2013513675A (ja) * 2009-12-11 2013-04-22 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 芳香族アミン系の多孔質材料の改善品
JP2013531110A (ja) * 2010-06-28 2013-08-01 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 多孔質ポリウレア系材料の製造方法
WO2012059388A1 (de) * 2010-11-04 2012-05-10 Basf Se Verfahren zur herstellung von aerogelen oder xerogelen
JP2013543034A (ja) * 2010-11-04 2013-11-28 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア エアロゲル又はキセロゲルの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105408381B (zh) 2018-04-24
AU2014270562A1 (en) 2015-12-10
EP3004201A1 (en) 2016-04-13
RU2675625C2 (ru) 2018-12-21
CN105408381A (zh) 2016-03-16
KR102223500B1 (ko) 2021-03-08
RU2015155347A (ru) 2017-06-27
CA2913077A1 (en) 2014-11-27
JP6433989B2 (ja) 2018-12-05
BR112015029428A2 (pt) 2017-07-25
US10240020B2 (en) 2019-03-26
WO2014187710A1 (en) 2014-11-27
US20160090463A1 (en) 2016-03-31
EP3004201B1 (en) 2017-03-22
KR20160016902A (ko) 2016-02-15
RU2015155347A3 (ja) 2018-03-27
MX2015016195A (es) 2016-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6433989B2 (ja) 多孔性材料の製造方法
KR101870463B1 (ko) 다공성 폴리우레아계 재료의 제조 방법
JP5937606B2 (ja) エアロゲル又はキセロゲルの製造方法
KR102424645B1 (ko) 다공질 재료의 제조 방법
US20120115969A1 (en) Process for producing aerogels or xerogels
KR102461563B1 (ko) 다공성 재료의 제조 방법
JP2019503429A (ja) 多孔質材料の製造方法
JP2022023135A (ja) 多孔質材料の製造方法
JP2018512488A (ja) 多孔性材料の製造方法
JP6483612B2 (ja) 多孔質材料の製造方法、多孔質材料及びその使用方法
JP2016533420A (ja) イソシアネートを基礎とする有機エアロゲルの製造方法
US9260580B2 (en) Process for producing porous materials based on polyurea
JP6955813B2 (ja) 多孔性材料を作製するための方法
KR20200032089A (ko) 다공성 물질의 제조 방법
KR20200031094A (ko) 우수한 가역적 수분 흡수를 갖는 다공성 물질

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170512

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180227

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180726

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181009

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6433989

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees