JP2019019340A - Co2含有フォーム及び関連方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ポリウレタンフォーム組成物の作製方法を提供すること【解決手段】本発明の1つの実施形態においては、本発明は、ポリウレタンフォーム組成物の作製方法を提供するところのものである。本発明の1つの実施形態においては、この方法は、A側の組成物、B側の組成物ならびにCO2を混合して、フォーム混合物を提供することを含むものであり、少なくとも一部のCO2を、別個の流れとして加えるか、あるいは、B側の組成物の中に溶解して提供するものである。【選択図】なし
Description
関連出願の相互参照
本発明は、2013年5月13日に出願した米国仮特許出願第61/822,692号に基づく優先権を主張する。該仮特許出願は、参照によりその全内容が本明細書に取り込まれる。
本発明は、2013年5月13日に出願した米国仮特許出願第61/822,692号に基づく優先権を主張する。該仮特許出願は、参照によりその全内容が本明細書に取り込まれる。
本発明は、ポリウレタンフォーム分野に関する。より詳細には、本発明は、ポリウレタン配合物へ脂肪族ポリカーボネートポリオールを組み込む方法に関する。
大気中のCO2レベルの増加に対する懸念が増していることに起因し、近年、廃CO2から有用なポリマーを製造する技能にますます関心が集まっている。多官能性連鎖移動剤存在下でのエポキシドと二酸化炭素の共重合に基づく脂肪族ポリカーボネート(APC)ポリオールのファミリーを出願人は開発している。
このようなポリオールはポリウレタン用途で将来有望であり、ポリオールを組み込むことにより強度、硬度、付着力、UV安定性及び化学耐性の向上を含む重要な性能利点がもたらされることが示されている。フォーム用途でこれらのCO2系ポリオールを使用することは特に魅力的である。なぜならば組込みにより、密度を増加させることなく、且つグラフト化ポリオールのいくつかの望ましくない特性(例えば、スチレンガス排出及びB側ポリオール配合物からの固体の沈殿等)を有することなく、フォーム配合物の物理的強度が向上するからである。
ポリ(プロピレンカーボネート)ポリオール(PPC)等のCO2系ポリオールの短所の1つは、産業で現在使用されているポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールと比較してやや高い粘度である。
CO2系ポリオール分野での開発とは別に、フォーム配合物へCO2を注入することにより、従来のポリエーテル系フォームへCO2を組み込む努力がなされている。通常これは、ポリオールとイソシアネートを混合する混合ヘッドに液体CO2を注入することによってなされている。過去、この技術での難題は適正なフォーム硬度を達成することであった。発泡剤としてより少量の水が必要とされるため、得られるフォームのハードセグメントのレベルは有意に減少する。第2の問題はフォーム系の反応性であり、これはCO2相転移の吸熱反応がこの系から有意な量の熱を取り除き、フォームの硬化を遅くするか、または非常に高いレベルの触媒の使用を必要とするからである。標準的なポリオールを非常に高い温度に加熱した場合、粘度が非常に低くなるので混合の制御が難しくなる。
したがって、ポリウレタンフォーム組成物にCO2を組み込む方策及び配合物への必要性がいまだある。
本発明は特に、ポリウレタンフォームにCO2を注入することに関するいくつかの難題に対する一つの解決法を、APCポリオールが提供するという認識を包含する。
気体のCO2はフォームを膨張させ、その間、イソシアネートの反応により生じたアミンは配合物中のさらなるイソシアネートと次いで反応して、完成したポリマーネットワーク中の尿素結合を形成する。発泡に対し、イソシアネートによって生成されるCO2にこのように依存することは望ましくない結果を有しうる。なぜなら、B側配合物中のポリオールとの反応に必要な量を上回る大量のイソシアネートの添加を必要とし、完成したフォーム中で「ハードセグメント」の含有量が必然的に高くなるためである。CO2はそれ自体がイソシアネートよりもずっと安価であるため、発泡剤としてCO2気体を直接添加することはより安価であろう。さらに、イソシアネート化学からのCO2供給を分断することにより、フォームのハードセグメント含有量及び完成したフォーム中の尿素結合対ウレタン結合の比をより広い範囲で設定することができ、それにより、完成したフォームの特性の制御に対してより多くの選択肢が提供される。
上記のとおり、残念ながらCO2を直接使用することには問題もある。典型的なポリエーテルポリオール系フォーム配合物では、ハードセグメント含有量が減少することにより柔軟すぎるフォームとなりうる。さらに、CO2の注入により反応混合物が冷却され、その結果、硬化時間が長くなるか、または触媒使用量の増加が必要になる。その混合物を加熱してこの冷却効果に対抗する技能は限定されており、これはポリエーテルポリオールの高温での取扱い及び混合が困難であるという事実による。
本発明は特に、CO2と1個以上のエポキシドの共重合から誘導されるポリカーボネートポリオールがこれらの問題の解決法を提供し、直接添加したCO2をフォームの発泡剤として使用する改良方法を提供するという認識を包含する。
一態様においては、本発明は、ポリエーテルポリオールの代わりにポリ(プロピレンカーボネート)ポリオール等のポリカーボネートポリオールを組み込むことによって、フォームのハードセグメント含有量が減少する悪影響を軽減しうるという認識を包含する。したがって特定の実施形態においては、本発明は、類似の特性を有するポリエーテル系フォームと比較して低い含有量のハードセグメントをフォームが有することを特徴とするフォーム配合物及び完成したフォームを包含する。同様に、いくつかの実施形態においては、本発明は、B側ポリオール配合物中に低い含有量の水を含むフォーム配合物、及びウレタンに対する尿素の比が低いフォーム組成物を包含する。いくつかの実施形態においては、硬化したフォーム組成物は、約40%未満、約30%未満、約25%未満、約20%未満、約15%未満または約10%未満のハードセグメント含有量を有する。いくつかの実施形態においては、硬化したフォーム組成物は、約1:1、約2:1、約3:1、または約5:1よりも大きい尿素結合に対するウレタン結合の比を有する。
別の態様においては、本発明は、ポリ(プロピレンカーボネート)ポリオール等のポリカーボネートポリオールの高い粘度が、フォーム配合物中へのCO2注入による望ましくない冷却効果反応を軽減することにおいて有利でありうるという認識を包含する。したがって特定の実施形態においては、本発明は、高温(例えば、約75℃よりも高い温度、またはさらには約100℃よりも高い温度)でフォーム配合物のB側組成物を導入し、それによりさらなる熱を提供してCO2注入により生じる冷却を相殺する方法を包含する。このような方法により、多量の触媒使用量を必要としない、新しい高速硬化フォーム配合物が提供される。
別の態様においては、本発明は、ポリ(プロピレンカーボネート)ポリオール等のポリカーボネートポリオール中でのCO2溶解度が高いことにより、フォーム配合物中へCO2を添加する有用な方法が提供されうるという認識を包含する。したがって特定の実施形態においては、本発明は、フォーム発泡剤としてCO2を提供する方法であって、少なくとも一部分のCO2がポリカーボネートポリオール(またはそのようなポリオールを含有するB側配合物)中に溶解して配合物に提供される方法を包含する。
いくつかの実施形態においては、本発明はポリウレタンフォーム組成物の製造方法を提供し、この方法は、
1つ以上のポリイソシアネートを含むA側組成物を準備すること;
1つ以上のエポキシドとCO2の共重合から誘導される、高率で交互となっている1つ以上のポリカーボネートポリオールを含むB側組成物を準備すること;
このB側組成物を高温に加熱すること;
上記のA側組成物、上記の加熱したB側組成物、及びCO2を混合してフォーム混合物を提供すること;ならびに
上記のフォーム混合物を、上記のポリウレタンフォーム組成物へと硬化させること
の工程を含む方法であって、少なくとも一部のCO2が別個の流れとして加えられるか、またはB側組成物中に溶解して提供される方法である。
1つ以上のポリイソシアネートを含むA側組成物を準備すること;
1つ以上のエポキシドとCO2の共重合から誘導される、高率で交互となっている1つ以上のポリカーボネートポリオールを含むB側組成物を準備すること;
このB側組成物を高温に加熱すること;
上記のA側組成物、上記の加熱したB側組成物、及びCO2を混合してフォーム混合物を提供すること;ならびに
上記のフォーム混合物を、上記のポリウレタンフォーム組成物へと硬化させること
の工程を含む方法であって、少なくとも一部のCO2が別個の流れとして加えられるか、またはB側組成物中に溶解して提供される方法である。
いくつかの実施形態においては、本発明は、本明細書において提供される方法によって作製されたポリウレタンフォーム組成物を提供する。特定の実施形態においては、このようなフォームは、約40%未満、約30%未満、約25%未満、約20%未満、約15%未満、または約10%未満の含有量のハードセグメントを、硬化したフォームが有することを特徴とする。特定の実施形態においては、このようなフォームは、約1:1、約2:1、約3:1、または約5:1よりも大きい尿素結合に対するウレタン結合の比を、硬化したフォーム組成物が有することを特徴とする。いくつかの実施形態においては、上記のフォームは軟質フォームを含む。他の実施形態においては、上記のフォームは硬質フォームを含む。
定義
以下に、特定の官能基及び化学用語の定義をより詳細に記載する。本発明の目的では、化学元素はHandbook of Chemistry and Physics,第75版の内表紙の元素周期表(CAS版)に従って同定され、特定の官能基は概して本明細書において記載のとおり定義される。さらに、有機化学の一般的原理、ならびに特定の官能部及び反応性は、Organic Chemistry,Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito,1999;Smith and March March’s Advanced Organic Chemistry,第5版,John Wiley&Sons,Inc.,New York,2001;Larock,Comprehensive Organic Transformations,VCH Publishers,Inc.,New York,1989;Carruthers,Some Modern Methods of Organic Synthesis,第3版,Cambridge University Press,Cambridge,1987において記載されており、これらの各内容は参照によりその全体が本明細書に取り込まれる。
以下に、特定の官能基及び化学用語の定義をより詳細に記載する。本発明の目的では、化学元素はHandbook of Chemistry and Physics,第75版の内表紙の元素周期表(CAS版)に従って同定され、特定の官能基は概して本明細書において記載のとおり定義される。さらに、有機化学の一般的原理、ならびに特定の官能部及び反応性は、Organic Chemistry,Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito,1999;Smith and March March’s Advanced Organic Chemistry,第5版,John Wiley&Sons,Inc.,New York,2001;Larock,Comprehensive Organic Transformations,VCH Publishers,Inc.,New York,1989;Carruthers,Some Modern Methods of Organic Synthesis,第3版,Cambridge University Press,Cambridge,1987において記載されており、これらの各内容は参照によりその全体が本明細書に取り込まれる。
本発明の特定の化合物は1つ以上の不斉中心を含むことができ、したがって、例えば鏡像異性体及び/またはジアステレオマー等の種々の立体異性体形態として存在することができる。よって本発明の化合物及びその組成物は、各々の鏡像異性体、ジアステレオマーもしくは幾何異性体の形態であってもよく、または立体異性体の混合物の形態であっても
よい。特定の実施形態においては、本発明の化合物はエナンチオピュアな化合物である。特定の実施形態においては、鏡像異性体またはジアステレオマーの混合物が提供される。
よい。特定の実施形態においては、本発明の化合物はエナンチオピュアな化合物である。特定の実施形態においては、鏡像異性体またはジアステレオマーの混合物が提供される。
さらに、本明細書において記載される特定の化合物は、別段の指定がない限り、Z異性体またはE異性体のいずれかとして存在することができる1つ以上の二重結合を有してもよい。本発明は、実質的に他の異性体を含まない個別の異性体として上記の化合物をさらに包含し、あるいは、例えば鏡像異性体のラセミ混合物等の種々の異性体の混合物として上記の化合物をさらに包含する。上記の化合物自体に加えて、本発明は、1つ以上の化合物を含む組成物も包含する。
本明細書において使用される場合、「異性体」という用語には、ありとあらゆる幾何異性体及び立体異性体が含まれる。例えば、本発明の範囲内にある場合、「異性体」にはcis‐及びtrans‐異性体、E‐及びZ‐異性体、R‐及びS‐鏡像異性体、ジアステレオマー、(d)‐異性体、(l)‐異性体、それらのラセミ混合物、ならびにそれらの他の混合物が含まれる。例えばいくつかの実施形態においては、立体異性体は、1つ以上の対応する立体異性体を実質的に含まずに提供されてもよく、「立体化学的に富化された」と称されてもよい。
特定の鏡像異性体が好ましい場合、いくつかの実施形態においては、反対の鏡像異性体を実質的に含まずに提供されてもよく、「光学的に富化された」と称されてもよい。本明細書において使用される場合、「光学的に富化された」とは、化合物またはポリマーが有意に高い割合の1つの鏡像異性体から構成されることを意味する。特定の実施形態においては、化合物は、約90重量%以上の好ましい鏡像異性体から構成される。他の実施形態においては、化合物は、約95重量%以上、98重量%以上、または99重量%以上の好ましい鏡像異性体から構成される。好ましい鏡像異性体は、キラル高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)、ならびにキラル塩の形成及び結晶化を含む当業者に公知の任意の方法によってラセミ混合物から単離してもよく、または不斉合成によって調製してもよい。例えば、Jacquesら,Enantiomers,Racemates and Resolutions(Wiley Interscience,New York,1981);Wilen,S.H.ら,Tetrahedron 33:2725(1977);Eliel,E.L. Stereochemistry of Carbon Compounds(McGraw‐Hill,NY,1962);Wilen,S.H. Tables of Resolving Agents and Optical
Resolutions p.268(E.L.Eliel,Ed.,Univ.of
Notre Dame Press,Notre Dame,IN 1972)を参照のこと。
Resolutions p.268(E.L.Eliel,Ed.,Univ.of
Notre Dame Press,Notre Dame,IN 1972)を参照のこと。
本明細書において使用される場合、「エポキシド」という用語は、置換オキシランまたは非置換オキシランを指す。このような置換オキシランには、1置換オキシラン、2置換オキシラン、3置換オキシラン、及び4置換オキシランが含まれる。このようなエポキシドは、本明細書において定義されるとおり、任意にさらに置換されてもよい。特定の実施形態においては、エポキシドは単一のオキシラン部を含む。特定の実施形態においては、エポキシドは2つ以上のオキシラン部を含む。
本明細書において使用される場合、「ポリマー」という用語は相対分子質量が大きい分子を指し、その構造は、実際にまたは概念的に、小さい相対分子質量の分子から誘導される単位の複数の繰返しを含む。特定の実施形態においては、ポリマーは、CO2及びエポキシドから誘導される実質的に交互の単位を含む(例えば、ポリ(エチレンカーボネート))。特定の実施形態においては、本発明のポリマーは、2つ以上の異なるエポキシドモノマーが組み込まれたコポリマー、ターポリマー、ヘテロポリマー、ブロックコポリマー
、またはテーパー型へテロポリマーである。このようなより高次のポリマーの構造図に関して、斜線によって分離された異なるモノマー単位の連鎖を示す方法が本明細書で使用されうる。
これらの構造は、別段の指定がない限り、図示された異なるモノマー単位が任意の比率で組み込まれたコポリマーを包含すると解釈される必要がある。この図は、別段の指定がない限り、ランダムコポリマー、テーパー型コポリマー、ブロックコポリマー、及びこれらの2つ以上の組合せを表すことも意味し、これらの全てを含意する。
、またはテーパー型へテロポリマーである。このようなより高次のポリマーの構造図に関して、斜線によって分離された異なるモノマー単位の連鎖を示す方法が本明細書で使用されうる。
本明細書において使用される場合、「ハロ」及び「ハロゲン」という用語は、フッ素(フルオロ、‐F)、塩素(クロロ、‐Cl)、臭素(ブロモ、‐Br)、及びヨウ素(ヨード、‐I)から選択される原子を指す。
本明細書において使用される場合、「脂肪族」または「脂肪族基」という用語は、直鎖(すなわち、分岐していない)、分岐、または環状(縮合多環式、架橋多環式、及びスピロ縮合多環式を含む)であってもよく、かつ、完全に飽和していてもよく、または1つ以上の不飽和単位を含有してもよいが、芳香族ではない炭化水素部を指す。別段の指定がない限り、脂肪族基は1〜40個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、脂肪族基は1〜20個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、脂肪族基は3〜20個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、脂肪族基は1〜12個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、脂肪族基は1〜8個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、脂肪族基は1〜6個の炭素原子を含有する。いくつかの実施形態においては、脂肪族基は1〜5個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、脂肪族基は1〜4個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、脂肪族基は1〜3個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、脂肪族基は1個または2個の炭素原子を含有する。好適な脂肪族基には、直鎖または分岐鎖のアルキル、アルケニル及びアルキニル基、ならびにそれらの混成物、例えば(シクロアルキル)アルキル、(シクロアルケニル)アルキル、または(シクロアルキル)アルケニル等が含まれるがこれらに限定されるものではない。
本明細書において使用される場合、「ヘテロ脂肪族」という用語は、酸素、硫黄、窒素またはリンから成る群より選択される1個以上の原子によって、1個以上の炭素原子が独立して置き換えられた脂肪族基を指す。特定の実施形態においては、酸素、硫黄、窒素、またはリンのうちの1個以上によって、1〜6個の炭素原子が独立して置き換えられる。ヘテロ脂肪族基は置換または非置換、分岐または非分岐、環状または非環状であってもよく、ヘテロ脂肪族基には飽和、不飽和、または部分不飽和の基が含まれる。
本明細書において使用される場合、「不飽和」という用語は、ある部が1つ以上の二重結合または三重結合を有することを意味する。
単独で、またはより大きい部の一部として用いられる「脂環式」、「炭素環」または「炭素環式」という用語は、3〜12員を有する、本明細書に記載の飽和または部分不飽和の環状脂肪族単環式環系または環状脂肪族多環式環系を指し、この脂肪族環系は、上で定義されるように、かつ本明細書に記載されるように任意に置換される。脂環式基には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロヘプチル、シクロヘプテニル、シクロオクチル、シクロオクテニル、ノルボルニル、アダマンチル及びシクロオクタジエニルが含まれるが、これらに限定
されるものではない。いくつかの実施形態においては、シクロアルキルは3〜6個の炭素を有する。「脂環式」、「炭素環」または「炭素環式」という用語には、ラジカルまたは結合点が脂肪族環上にある、デカヒドロナフチルまたはテトラヒドロナフチル等の、1個以上の芳香族環または非芳香族環に縮合された脂肪族環も含まれる。特定の実施形態においては、「3〜7員炭素環」という用語は、3〜7員の飽和または部分不飽和の単環式炭素環式環を指す。特定の実施形態においては、「3〜8員炭素環」という用語は、3〜8員の飽和または部分不飽和の単環式炭素環式環を指す。特定の実施形態においては、「3〜14員炭素環」及び「C3‐14炭素環」という用語は、3〜8員の飽和もしくは部分不飽和の単環式炭素環式環、または7〜14員の飽和または部分不飽和の多環式炭素環式環を指す。
されるものではない。いくつかの実施形態においては、シクロアルキルは3〜6個の炭素を有する。「脂環式」、「炭素環」または「炭素環式」という用語には、ラジカルまたは結合点が脂肪族環上にある、デカヒドロナフチルまたはテトラヒドロナフチル等の、1個以上の芳香族環または非芳香族環に縮合された脂肪族環も含まれる。特定の実施形態においては、「3〜7員炭素環」という用語は、3〜7員の飽和または部分不飽和の単環式炭素環式環を指す。特定の実施形態においては、「3〜8員炭素環」という用語は、3〜8員の飽和または部分不飽和の単環式炭素環式環を指す。特定の実施形態においては、「3〜14員炭素環」及び「C3‐14炭素環」という用語は、3〜8員の飽和もしくは部分不飽和の単環式炭素環式環、または7〜14員の飽和または部分不飽和の多環式炭素環式環を指す。
本明細書において使用される場合、「アルキル」という用語は、1〜6個の炭素原子を含有する脂肪族部から単一の水素原子を除去することにより誘導される、飽和の直鎖または分枝鎖炭化水素ラジカルを指す。別段の指定がない限り、アルキル基は1〜12個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、アルキル基は1〜8個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、アルキル基は1〜6個の炭素原子を含有する。いくつかの実施形態においては、アルキル基は1〜5個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、アルキル基は1〜4個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、アルキル基は1〜3個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、アルキル基は1〜2個の炭素原子を含有する。アルキルラジカルの例としては、メチル、エチル、n‐プロピル、イソプロピル、n‐ブチル、iso‐ブチル、sec‐ブチル、sec‐ペンチル、iso‐ペンチル、tert‐ブチル、n‐ペンチル、ネオペンチル、n‐ヘキシル、sec‐ヘキシル、n‐ヘプチル、n‐オクチル、n‐デシル、n‐ウンデシル、ドデシル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において使用される場合、「アルケニル」という用語は、1つ以上の炭素−炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖脂肪族部から単一の水素原子を除去することにより誘導される1価の基を指す。別段の指定がない限り、アルケニル基は2〜12個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、アルケニル基は2〜8個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、アルケニル基は2〜6個の炭素原子を含有する。いくつかの実施形態においては、アルケニル基は2〜5個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、アルケニル基は2〜4個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、アルケニル基は2〜3個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、アルケニル基は2個の炭素原子を含有する。アルケニル基には、例えばエテニル、プロペニル、ブテニル、1‐メチル‐2‐ブテン‐1‐イル等が含まれる。
本明細書において使用される場合、「アルキニル」という用語は、1個以上の炭素−炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖脂肪族部から単一の水素原子を除去することにより誘導される1価の基を指す。別段の指定がない限り、アルキニル基は2〜12個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、アルキニル基は2〜8個の炭素原子を含有する。特定の実施形態においては、アルキニル基は2〜6個の炭素原子を含有する。いくつかの実施形態においては、アルキニル基は2〜5個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、アルキニル基は2〜4個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、アルキニル基は2〜3個の炭素原子を含有し、いくつかの実施形態においては、アルキニル基は2個の炭素原子を含有する。代表的なアルキニル基には、エチニル、2‐プロピニル(プロパルギル)、1‐プロピニル等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において使用される場合、「アルコキシ」という用語は、前に定義したように、酸素原子を介して親分子に結合したアルキル基を指す。アルコキシの例としては、メト
キシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、n‐ブトキシ、tert‐ブトキシ、ネオペントキシ及びn‐ヘキソキシが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
キシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、n‐ブトキシ、tert‐ブトキシ、ネオペントキシ及びn‐ヘキソキシが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において使用される場合、「アシル」という用語はカルボニルを含有する官能基、例えば‐C(=O)R’を指し、式中、R’は水素もしくは任意に置換された脂肪族、ヘテロ脂肪族、複素環式、アリール、ヘテロアリール基であるか、またはR’は置換された(例えば、水素、脂肪族部、ヘテロ脂肪族部、アリール部もしくはヘテロアリール部で置換された)酸素もしくは窒素を含有する官能基(例えば、カルボン酸、エステルもしくはアミド官能基を形成する官能基)である。
単独で、または「アラルキル」、「アラルコキシ」もしくは「アリールオキシアルキル」のようにより大きい部の一部として用いられる「アリール」という用語は、合計で5〜20環員を有する単環式環系及び多環式環系を指し、その系内の1個以上の環は芳香族であり、その系内の各環は3〜12環員を含有する。「アリール」という用語は、「アリール環」という用語と互換で使用されうる。本発明の特定の実施形態においては、「アリール」は芳香族環系を指し、この芳香族環系にはフェニル、ビフェニル、ナフチル、アントラシル等が含まれるがこれらに限定されるものではなく、この芳香族環系は1個以上の置換基を有してもよい。本明細書において使用される場合、1個以上のさらなる環に芳香族環が縮合された基、例えば、ベンゾフラニル、インダニル、フタルイミジル、ナフチミジル(naphthimidyl)、フェナントリイジニル(phenantriidinyl)、またはテトラヒドロナフチル等も「アリール」という用語の範囲内に含まれる。特定の実施形態においては、「6〜10員アリール」及び「C6−10アリール」という用語は、フェニルまたは8〜10員の多環式アリール環を指す。
単独で、または例えば「ヘテロアラルキル」もしくは「ヘテロアラルコキシ」等のより大きい部の一部として用いられる「ヘテロアリール」及び「ヘテロアル−(heteroar−)」という用語は、5〜14個の環原子、好ましくは5個、6個または9個の環原子を有し;環状の配列中で共有される6個、10個または14個のπ電子を有し;かつ、炭素原子に加えて1〜5個のヘテロ原子を有する基を指す。「ヘテロ原子」という用語は、窒素、酸素または硫黄を指し、この用語には、窒素または硫黄の任意の酸化形態、及び塩基性窒素の任意の四級化形態が含まれる。ヘテロアリール基には、チエニル、フラニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、イソオキザゾリル、オキサジアゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、チアジアゾリル、ピリジル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、インドリジニル、プリニル、ナフチリジニル、ベンゾフラニル及びプテリジニルが含まれるが、これらに限定されるものではない。本明細書において使用される場合、「ヘテロアリール」及び「ヘテロアル−(heteroar−)」という用語には、1個以上のアリール環、脂環式環またはヘテロシクリル環に芳香族複素環が縮合された基も含まれ、この基では、ラジカルまたは結合点が芳香族複素環上にある。非限定的な例としては、インドリル、イソインドリル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、インダゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、フタラジニル、キナゾリニル、キノキサリニル、4H‐キノリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、及びピリド[2,3‐b]‐1,4‐オキサジン‐3(4H)‐オンが挙げられる。ヘテロアリール基は、単環式または二環式であってもよい。「ヘテロアリール」という用語は、「ヘテロアリール環」、「ヘテロアリール基」または「複素環式芳香族」という用語と互換で使用されてもよく、これらの用語のいずれにも、任意に置換された環が含まれる。「ヘテロアラルキル」という用語は、ヘテロアリールによって置換されたアルキル基を指し、このアルキル部及びヘテロアリール部は独立して、任意に置換される。特定の実施形態においては、「5〜10員ヘテロアリール」という用語は、窒素、酸素もしくは
硫黄から独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有する5〜6員のヘテロアリール環を指すか、または、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される1〜4個のヘテロ原子を有する8〜10員の二環式ヘテロアリール環を指す。特定の実施形態においては、「5〜12員のヘテロアリール」という用語は、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有する5〜6員のヘテロアリール環を指すか、または、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される1〜4個のヘテロ原子を有する8〜12員の二環式ヘテロアリール環を指す。
硫黄から独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有する5〜6員のヘテロアリール環を指すか、または、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される1〜4個のヘテロ原子を有する8〜10員の二環式ヘテロアリール環を指す。特定の実施形態においては、「5〜12員のヘテロアリール」という用語は、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有する5〜6員のヘテロアリール環を指すか、または、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される1〜4個のヘテロ原子を有する8〜12員の二環式ヘテロアリール環を指す。
本明細書において使用される場合、「複素環」、「ヘテロシクリル」、「複素環式ラジカル」、及び「複素環式環」という用語は互換で使用され、安定な5〜7員の単環式複素環式部または7〜14員の多環式複素環式部を指し、この部は飽和または部分不飽和のいずれかであり、炭素原子に加え1個以上の、好ましくは1〜4個の上で定義されたヘテロ原子を有する。複素環の環原子に関して使用される場合、「窒素」という用語には、置換された窒素が含まれる。一例として、酸素、硫黄または窒素から選択される0〜3個のヘテロ原子を有する飽和または部分不飽和の環において、窒素は、N(3,4‐ジヒドロ‐2H‐ピロリルにおけるとおり)、NH(ピロリジニルにおけるとおり)、または+NR(N‐置換ピロリジニルにおけるとおり)であることができる。いくつかの実施形態においては、「3〜7員の複素環式」という用語は、3〜7員の飽和または部分不飽和の単環式複素環式環を指し、この環は窒素、酸素または硫黄から独立して選択される1〜2個のヘテロ原子を有する。いくつかの実施形態においては、「3〜12員の複素環」という用語は、3〜8員の飽和もしくは部分不飽和の単環式複素環式環、または7〜12員の飽和もしくは部分不飽和の多環式複素環式環を指す。この単環式複素環式環は窒素、酸素または硫黄から独立して選択される1〜2個のヘテロ原子を有し、この多環式複素環式環は窒素、酸素または硫黄から独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有する。
複素環式環は、安定な構造となる任意のヘテロ原子または炭素原子でそのペンダント基に結合することができ、環原子のうちのいずれかが任意に置換されうる。このような飽和または部分不飽和の複素環式ラジカルの例としては、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチエニル、ピロリジニル、ピロリドニル、ピペリジニル、ピロリニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、デカヒドロキノリニル、オキサゾリジニル、ピペラジニル、ジオキサニル、ジオキソラニル、ジアゼピニル、オキサアゼピニル、チアアゼピニル、モルホリニル及びキヌクリジニルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。「複素環」、「ヘテロシクリル」、「ヘテロシクリル環」、「複素環式基」、「複素環式部」及び「複素環式ラジカル」という用語は、本明細書において互換で使用される。これらの用語には、1つ以上のアリール、ヘテロアリールまたは脂環式環にヘテロシクリル環が縮合された基、例えば、インドリニル、3H‐インドリル、クロマニル、フェナンチリジニルまたはテトラヒドロキノリニルも含まれ、ラジカルまたは結合点はヘテロシクリル環上にある。ヘテロシクリル基は単環式または二環式であってもよい。「ヘテロシクリルアルキル」という用語は、ヘテロシクリルによって置換されたアルキル基を指し、アルキル及びヘテロシクリル部は独立して任意に置換される。
本明細書において使用される場合、「部分不飽和」という用語は、1つ以上の二重結合または三重結合を含む環部分を指す。「部分不飽和」という用語は、複数の不飽和部位を有する環を包含することが意図されるが、本明細書において定義されるように、アリールまたはヘテロアリール部を含むことは意図されない。
本明細書において記載される場合、本発明の化合物は、「任意に置換された」部分を含有してもよい。一般に、「任意に」という用語が前にあろうとなかろうと、「置換された」という用語は、指定された部分の1つ以上の水素が好適な置換基で置き換えられていることを意味する。別段の指定のない限り、「任意に置換された」基は、その基の置換可能
な各部分に好適な置換基を有してもよい。任意の所定の構造において、特定の基から選択される1個超の置換基により1個超の位置が置換されうる場合、置換基は各位置で同じであるか、または異なってもよい。本発明によって想定される置換基の組み合わせは、好ましくは、安定な化合物または化学的に実現可能な化合物の形成をもたらす組み合わせである。本明細書において使用される場合、「安定な」という用語は、化合物の生成及び検出を可能にする条件に付された際、かつ特定の実施形態においては、それらの回収、精製、及び本明細書において開示される1つ以上の目的のための使用を可能にする条件に付された際に、実質的に変化しない化合物を指す。
な各部分に好適な置換基を有してもよい。任意の所定の構造において、特定の基から選択される1個超の置換基により1個超の位置が置換されうる場合、置換基は各位置で同じであるか、または異なってもよい。本発明によって想定される置換基の組み合わせは、好ましくは、安定な化合物または化学的に実現可能な化合物の形成をもたらす組み合わせである。本明細書において使用される場合、「安定な」という用語は、化合物の生成及び検出を可能にする条件に付された際、かつ特定の実施形態においては、それらの回収、精製、及び本明細書において開示される1つ以上の目的のための使用を可能にする条件に付された際に、実質的に変化しない化合物を指す。
「任意に置換された」基の置換可能な炭素原子上にある、好適な1価の置換基は、独立して、ハロゲン;‐(CH2)0−4R○;‐(CH2)0ー4OR○;‐O‐(CH2)0ー4C(O)OR○;‐(CH2)0ー4CH(OR○)2;‐(CH2)0ー4SR○;‐(CH2)0ー4Ph(R○で置換されてもよい);‐(CH2)0ー4O(CH2)0−1Ph(R○で置換されてもよい);‐CH=CHPh(R○で置換されてもよい);‐NO2;‐CN;‐N3;‐(CH2)0ー4N(R○)2;‐(CH2)0ー4N(R○)C(O)R○;‐N(R○)C(S)R○;‐(CH2)0ー4N(R○)C(O)NR○ 2;‐N(R○)C(S)NR○ 2;‐(CH2)0ー4N(R○)C(O)OR○;‐N(R○)N(R○)C(O)R○;‐N(R○)N(R○)C(O)NR○ 2;‐N(R○)N(R○)C(O)OR○;‐(CH2)0ー4C(O)R○;‐C(S)R○;‐(CH2)0ー4C(O)OR○;‐(CH2)0ー4C(O)N(R○)2;‐(CH2)0ー4C(O)SR○;‐(CH2)0ー4C(O)OSiR○ 3;‐(CH2)0ー4OC(O)R○;‐OC(O)(CH2)0ー4SR‐,SC(S)SR○;‐(CH2)0ー4SC(O)R○;‐(CH2)0ー4C(O)NR○ 2;‐C(S)NR○ 2;‐C(S)SR○;‐SC(S)SR○,‐(CH2)0ー4OC(O)NR○ 2;‐C(O)N(OR○)R○;‐C(O)C(O)R○;‐C(O)CH2C(O)R○;‐C(NOR○)R○;‐(CH2)0ー4SSR○;‐(CH2)0ー4S(O)2R○;‐(CH2)0ー4S(O)2OR○;‐(CH2)0ー4OS(O)2R○;‐S(O)2NR○ 2;‐(CH2)0ー4S(O)R○;‐N(R○)S(O)2NR○ 2;‐N(R○)S(O)2R○;‐N(OR○)R○;‐C(NH)NR○ 2;‐P(O)2R○;‐P(O)R○ 2;‐OP(O)R○ 2;‐OP(O)(OR○)2;SiR○ 3;‐(C1ー4直鎖または分岐鎖アルキレン)O‐N(R○)2;または‐(C1−4直鎖または分岐鎖アルキレン)C(O)O‐N(R○)2であり、各R○は、以下に定義されるように置換されてもよく、各R○は独立して、水素、C1−8脂肪族、‐CH2Ph、‐O(CH2)0ー1Ph、もしくは、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員の飽和環、部分不飽和環、もしくはアリール環であるか、または上記定義にかかわらず、独立して存在する2つのR○が、それらに介在する原子(複数可)と一緒になって、3〜12員の飽和、部分不飽和もしくはアリールである単環式環もしくは多環式環を形成し、この環は窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有し、以下に定義されるように置換されてもよい。
R○(または、独立して存在する2つのR○とそれらに介在する原子を一緒に取り込むことによって形成される環)上の好適な1価の置換基は、独立して、ハロゲン、‐(CH2)0−2R●、‐(ハロR●)、‐(CH2)0−2OH、‐(CH2)0−2OR●、‐(CH2)0−2CH(OR●)2;‐O(ハロR●)、‐CN、‐N3、‐(CH2)0−2C(O)R●、‐(CH2)0−2C(O)OH、‐(CH2)0−2C(O)OR●、‐(CH2)0‐4C(O)N(R○)2;‐(CH2)0−2SR●、‐(CH2)0−2SH、‐(CH2)0−2NH2、‐(CH2)0−2NHR●、‐(CH2)0−2NR● 2、‐NO2、‐SiR● 3、‐OSiR● 3、‐C(O)SR●、‐(C1−4直鎖または分岐鎖アルキレン)C(O)OR●、または‐SSR●であり、
各R●は非置換であるか、または「ハロ」が前にある場合は1つ以上のハロゲンでのみ置換され、各R●はC1−4脂肪族、‐CH2Ph、‐O(CH2)0−1Ph、または窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員の飽和環、部分不飽和環もしくはアリール環から独立して選択される。R○の飽和炭素原子上にある好適な2価の置換基には、=O及び=Sが含まれる。
各R●は非置換であるか、または「ハロ」が前にある場合は1つ以上のハロゲンでのみ置換され、各R●はC1−4脂肪族、‐CH2Ph、‐O(CH2)0−1Ph、または窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員の飽和環、部分不飽和環もしくはアリール環から独立して選択される。R○の飽和炭素原子上にある好適な2価の置換基には、=O及び=Sが含まれる。
「任意に置換された」基の飽和炭素原子上にある好適な2価の置換基には、=O、=S、=NNR* 2、=NNHC(O)R*、=NNHC(O)OR*、=NNHS(O)2R*、=NR*、=NOR*、‐O(C(R* 2))2−3O‐、または‐S(C(R* 2))2−3S‐が含まれ、それぞれ独立して存在するR*は、水素、以下に定義されるように置換されていてもよいC1−6脂肪族、または、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する非置換の5〜6員の飽和環、部分不飽和環もしくはアリール環から選択される。「任意に置換された」基の置換可能な隣接炭素に結合する好適な2価の置換基には、‐O(CR* 2)2−3O‐が含まれ、それぞれ独立して存在するR*は、水素、以下に定義されるように置換されていてもよいC1−6脂肪族、または、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する非置換の5〜6員の飽和環、部分不飽和環もしくはアリール環から選択される。
R*の脂肪族基上にある好適な置換基には、ハロゲン、‐R●、‐(ハロR●)、‐OH、‐OR●、‐O(ハロR●)、‐CN、‐C(O)OH、‐C(O)OR●、‐NH2、‐NHR●、‐NR● 2、または‐NO2が含まれ、各R●は非置換であるか、または「ハロ」が前にある場合は1つ以上のハロゲンでのみ置換され、各R●はC1−4脂肪族、‐CH2Ph、‐O(CH2)0−1Ph、または窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員の飽和環、部分不飽和環もしくはアリール環から独立して選択される。
「任意に置換された」基の置換可能な窒素上にある好適な置換基には、‐R†、‐NR† 2、‐C(O)R†、‐C(O)OR†、‐C(O)C(O)R†、‐C(O)CH2C(O)R†、‐S(O)2R†、‐S(O)2NR† 2、‐C(S)NR† 2、‐C(NH)NR† 2、または‐N(R†)S(O)2R†が含まれ;各R†は独立して、水素、以下に定義されるように置換されていてもよいC1−6脂肪族、非置換‐OPh、もしくは、窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する非置換の5〜6員の飽和環、部分不飽和環もしくはアリール環であり、または上記定義にかかわらず、独立して存在する2つのR†が、それらに介在する原子(複数可)と一緒になって、3〜12員の飽和、部分不飽和もしくはアリールである単環式環もしくは多環式環を形成し、この環は窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する。
R†の脂肪族基上にある好適な置換基は、独立して、ハロゲン、‐R●、‐(ハロR●)、‐OH、‐OR●、‐O(ハロR●)、‐CN、‐C(O)OH、‐C(O)OR●、‐NH2、‐NHR●、‐NR● 2、または‐NO2であり、各R●は、非置換であるか、または「ハロ」が前にある場合は1つ以上のハロゲンでのみ置換され、各R●は独立して、C1−4脂肪族、‐CH2Ph、‐O(CH2)0−1Ph、または窒素、酸素もしくは硫黄から独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員の飽和環、部分不飽和環、もしくはアリール環である。
本明細書において置換基が記載される場合、「ラジカル」または「任意に置換されたラジカル」という用語がしばしば用いられる。この文脈において、「ラジカル」は、置換基が結合する構造への結合に利用可能な場所を有する部または官能基を意味する。一般に、置換基が、置換基ではなく独立した中性分子である場合、結合点は水素原子を有する。し
たがって、この文脈における「ラジカル」または「任意に置換されたラジカル」という用語は、「基」または「任意に置換された基」と互換である。
たがって、この文脈における「ラジカル」または「任意に置換されたラジカル」という用語は、「基」または「任意に置換された基」と互換である。
本明細書において使用される場合、「頭−尾」または「HT」という用語は、ポリマー鎖中での隣接する繰返し単位の位置化学を意味する。例えば、ポリ(プロピレンカーボネート)(PPC)の場合、頭−尾という用語は、以下に表される3つの位置化学的可能性に基づく。
「頭−尾比」または(H:T)という用語は、他の全ての位置化学的可能性の合計に対する頭−尾結合の割合を意味する。ポリマー構造の図示に関して、モノマー単位の特定の位置化学的配向は、本明細書においてはポリマー構造の表示で示されうるが、これは、示される位置化学的配置にポリマー構造を限定することを意図するものではなく、別段の指定のない限り、図示される配置、反対の位置化学、ランダム混合物、イソタクチック材料、シンジオタクチック材料、ラセミ材料及び/または鏡像異性体富化材料、ならびにこれらの任意の組み合わせを含む、全ての位置化学的配置を包含すると解釈される必要がある。
本明細書において使用される場合、「アルコキシル化された」という用語は、分子上にある1つ以上の官能基(通常、官能基はアルコール、アミンまたはカルボン酸であるが、これらに厳密に限定されない)がヒドロキシ末端アルキル鎖の末尾に付加していることを意味する。アルコキシル化化合物は、単一のアルキル基を含んでもよく、またはヒドロキシ末端ポリエーテル等のオリゴマー部であってもよい。アルコキシル化材料は、エポキシドで官能基を処理することにより親化合物から誘導することができる。
いくつかの実施形態においては、本発明はポリウレタンフォームの作製方法を提供する。特定の実施形態においては、本発明の方法は、ポリウレタンフォーム組成物への直接的なCO2の組込みに対し、改善した方策を提供する。特定の実施形態においては、提供する本発明の方法は、おおまかに2つの特徴によって定義される。
1.フォーム用に発泡剤として使用されるCO2の少なくとも幾分かが、配合物に直接加えられる(すなわち、水とイソシアネートの反応によりその場で生成することとは対照的な)特徴;及び
2.フォームのB側配合物が、CO2と1つ以上のエポキシドの共重合により誘導されるAPCポリオールを含有する特徴。
1.フォーム用に発泡剤として使用されるCO2の少なくとも幾分かが、配合物に直接加えられる(すなわち、水とイソシアネートの反応によりその場で生成することとは対照的な)特徴;及び
2.フォームのB側配合物が、CO2と1つ以上のエポキシドの共重合により誘導されるAPCポリオールを含有する特徴。
特定の実施形態においては、本発明はポリウレタンフォーム組成物の作製方法を提供し
、この方法は、
1つ以上のポリイソシアネートを含むA側組成物を準備すること;
1つ以上のエポキシドとCO2の共重合から誘導される、高率で交互となっている1つ以上のポリカーボネートポリオールを含むB側組成物を準備すること;
このB側組成物を高温に加熱すること;
上記のA側組成物、上記の加熱したB側組成物、及びCO2を混合してフォーム混合物を提供すること;ならびに
上記のフォーム混合物を、上記のポリウレタンフォーム組成物へと硬化させること
の工程を含む方法であって、少なくとも一部のCO2が別個の流れとして加えられるか、またはB側組成物中に溶解して提供される方法である。
、この方法は、
1つ以上のポリイソシアネートを含むA側組成物を準備すること;
1つ以上のエポキシドとCO2の共重合から誘導される、高率で交互となっている1つ以上のポリカーボネートポリオールを含むB側組成物を準備すること;
このB側組成物を高温に加熱すること;
上記のA側組成物、上記の加熱したB側組成物、及びCO2を混合してフォーム混合物を提供すること;ならびに
上記のフォーム混合物を、上記のポリウレタンフォーム組成物へと硬化させること
の工程を含む方法であって、少なくとも一部のCO2が別個の流れとして加えられるか、またはB側組成物中に溶解して提供される方法である。
特定の実施形態においては、方法は、A側組成物とB側組成物を混合する場所へ、別個の供給流としてCO2を加えることを含む。他の実施形態においては、方法は、A側組成物とB側組成物の混合物に、別個の供給流として液体CO2を加えることを含む(すなわち、A側とB側の混合後の時点でCO2が加えられる)。特定の実施形態においては、CO2を加える工程は、液体CO2流を供給することを含む。特定の実施形態においては、CO2を加える工程は、圧縮気体流としてCO2を供給することを含む。
特定の実施形態においては、方法は、A側とB側を混合する前に、APCポリオール中にCO2を溶解することを含む。特定の実施形態においては、B側組成物は溶解したCO2を含有し、B側組成物は高圧で提供される。特定の実施形態においては、B側組成物は、二酸化炭素の代わりに、または二酸化炭素に加えて、窒素、アルゴン、ヘリウム、脱酸素化空気、炭化水素、フッ化炭化水素等の他の溶解した気体を含んでもよい。
特定の実施形態においては、方法は、APCポリオール(またはAPCポリオールを含有するB側組成物)を約50℃よりも高い温度に加熱することを含む。特定の実施形態においては、ポリオールまたはB側組成物を約70℃、約75℃、約80℃、約90℃、約100℃、約110℃、約120℃、約140℃、約160℃または約180℃の温度に加熱する。
特定の実施形態においては、本発明の方法は、作製される種類のフォームに対して典型的なフォーム配合物(すなわち、剛性、柔軟性と、粘弾性等)と比較して相対的に少量の水をB側組成物が含有することを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明の方法は、B側配合物中に存在するポリオールによって提供される活性‐OHのモルを基準として、10モル等量未満の水をB側組成物が含有することを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明の方法は、B側配合物中に存在するポリオールによって提供される活性‐OH基のモルを基準として、8モル等量未満、6モル等量未満、5モル等量未満、4モル等量未満、3モル等量未満または2モル等量未満の水をB側組成物が含有することを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明の方法は、B側配合物中に存在するポリオールによって提供される活性‐OH基のモルを基準として、0〜5モル等量の水をB側組成物が含有することを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明の方法は、B側配合物中に存在するポリオールによって提供される活性‐OH基のモルを基準として、0〜3モル等量の水をB側組成物が含有することを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明の方法は、水分子よりも多くのポリオール‐OH基をB側組成物が含有することを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明の方法は、水分子の2倍以上の数のポリオール‐OH基をB側組成物が含有することを特徴とする。
特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているポリカーボネートポリオールは、CO2と1つ以上のエポキシドの共重合により誘導される。特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているポリカーボ
ネートポリオールは、CO2とプロピレンオキシドの共重合により誘導される。特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているポリカーボネートポリオールは、エチレンオキシド、1‐ブテンオキシド、2‐ブテンオキシド、ブタジエンモノエポキシド、1‐ヘキセンオキシド、シクロヘキセンオキシド、シクロペンテンオキシド、3‐ビニルシクロヘキセンオキシド、3‐エチルシクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、グリシドールエーテル、グリシドールエステル、及び高次αオレフィンのエポキシドから成る群より選択される1つ以上の他のエポキシドとプロピレンオキシドの混合物とCO2の共重合により誘導される。
ネートポリオールは、CO2とプロピレンオキシドの共重合により誘導される。特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているポリカーボネートポリオールは、エチレンオキシド、1‐ブテンオキシド、2‐ブテンオキシド、ブタジエンモノエポキシド、1‐ヘキセンオキシド、シクロヘキセンオキシド、シクロペンテンオキシド、3‐ビニルシクロヘキセンオキシド、3‐エチルシクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、グリシドールエーテル、グリシドールエステル、及び高次αオレフィンのエポキシドから成る群より選択される1つ以上の他のエポキシドとプロピレンオキシドの混合物とCO2の共重合により誘導される。
特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているポリカーボネートポリオールは、CO2とエチレンオキシドの共重合により誘導される。特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているポリカーボネートポリオールは、1‐ブテンオキシド、2‐ブテンオキシド、ブタジエンモノエポキシド、1‐ヘキセンオキシド、シクロヘキセンオキシド、シクロペンテンオキシド、3‐ビニルシクロヘキセンオキシド、3‐エチルシクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、グリシドールエーテル、グリシドールエステル、及び高次αオレフィンのエポキシドから成る群より選択される1つ以上の他のエポキシドとエチレンオキシドの混合物とCO2の共重合により誘導される。
好適なAPCポリオールには、この明細書の末尾の付録Aにおいて記載されるものが含まれる。特定の実施形態においては、B側組成物は、以下のもの:
から成る群より選択されるポリオールを含み、式中、nはそれぞれ独立して、約2〜約100の整数であり;
は多価部であり;ならびに
R1aはポリマー鎖中、それぞれ独立して、‐H、‐CH3、‐CH2CH3、‐CH2Cl、‐CH2ORx、‐CH2OC(O)Rx、及び‐(CH2)qCH3から成る群より選択され、Rxはそれぞれ独立して、C1−20脂肪族、C1−20ヘテロ脂肪族、3〜14員の炭素環式、6〜10員のアリール、5〜10員のヘテロアリール、及び3〜12員の複素環式から成る群より選択される任意に置換された部であり、qは2〜40の整数である。
R1aはポリマー鎖中、それぞれ独立して、‐H、‐CH3、‐CH2CH3、‐CH2Cl、‐CH2ORx、‐CH2OC(O)Rx、及び‐(CH2)qCH3から成る群より選択され、Rxはそれぞれ独立して、C1−20脂肪族、C1−20ヘテロ脂肪族、3〜14員の炭素環式、6〜10員のアリール、5〜10員のヘテロアリール、及び3〜12員の複素環式から成る群より選択される任意に置換された部であり、qは2〜40の整数である。
特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているAPCポリオールが前段落において示された構造の1つを有する場合、R1aは‐CH3である。特定の実施形態においては、R1aは‐CH2CH3である。特定の実施形態においては、R1aは‐Hと‐CH3の混合物である。特定の実施形態においては、R1aはHと‐CH2CH3の混合物である。特定の実施形態においては、R1aはHと‐CH2Clの混合物である。特定の実施形態においては、R1aは‐CH3と‐CH2CH3の混合物である。特定の実施形態においては、R1aは‐CH3と‐CH2Clの混合物である。
特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているAPCポリオールは、約500g/mol〜約7,500g/molのMnを有することを特徴とする。特定の実施形態においては、APCポリオールは、約3,000g/mol〜約6,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオールは、約500g/mol〜約1,500g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオールは、約1,000g/mol〜約2,500g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオールは、約2,500g/mol〜約5,000g/molのMnを有する。
特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているAPCポリオールは、約2,500〜約10,000cpの70℃における粘度を有することを特徴とする。特定の実施形態においては、APCポリオールは、約3,000〜約8,000cpの70℃における粘度を有する。特定の実施形態においては、APCポリオールは、約5,000〜約7,000cpの70℃における粘度を有する。特定の実施形態においては、APCポリオールは、約1,500〜約3,000cpの70℃における粘度を有する。
特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているAPCポリオールは、官能基数2を有することを特徴とする。特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる、高率で交互となっているAPCポリオールは、2よりも大きい官能基数を有することを特徴とする。特定の実施形態においては、APCポリオールは2〜3の官能基数を有する。特定の実施形態においては、APCポリオールは約2、約2.4、約2.6、約2.7、約2.8、約2.9または約3の官能基数を有する。
特定の実施形態においては、本発明の方法は、高率で交互となっている構造を有するAPCポリオールをB側組成物が含有することを特徴とする。特定の実施形態においては、このような組成物は、90%超のカーボネート結合及び10%未満のエーテル結合を含有するAPCポリオール鎖を含む。特定の実施形態においては、このような組成物は、92%超、93%超、94%超、95%超、96%超、97%超、98%超、99%超または99.5%超のカーボネート結合を含有するAPCポリオール鎖を含む。特定の実施形態においては、この組成物は、検出可能なエーテル結合(例えば、1Hまたは13C NMR分光法によって検出されるようなもの)を有しないAPCポリオール鎖を含む。
特定の実施形態においては、本発明の方法は、狭い分子量分布を有するAPCポリオールをB側組成物が含有することを特徴とする。特定の実施形態においては、APCポリオールのPDIは約2未満である。特定の実施形態においては、このPDIは約1.6未満、約1.4未満、約1.3未満、約1.2未満または約1.1未満である。
上記の方法においては、A側は、フォーム配合物に好適な任意のポリイソシアネートを含有することができる。このような組成物の多くは当業者に公知である。特定の実施形態においては、A側組成物は本明細書で提供される方法において、以下の付録Bに挙げた1つ以上の材料を含有する。
特定の実施形態においては、B側組成物は、1つ以上のさらなるポリオール及び/または1つ以上の添加剤と組み合わせてAPCポリオールを含む。特定の実施形態においては、添加剤は、溶媒、水、触媒、界面活性剤、発泡剤、着色剤、UV安定剤、難燃剤、抗菌剤、可塑剤、連続気泡剤(cell−opener)、帯電防止組成物及び相溶化剤等から成る群より選択される。特定の実施形態においては、B側組成物は、イソシアネートとの結合形成反応に関与する、アミン、アルコール、チオールまたはカルボン酸等のさらなる反応性小分子を含む。
さらなるポリオール
特定の実施形態においては、本発明のB側組成物は、ポリウレタンフォーム組成物において従来使用されているもの等の1つ以上のさらなるポリオールと組み合わせて、上記のAPCポリオールを含む。本発明のB側組成物が1つ以上のAPCポリオールと1つ以上のさらなるポリオールの混合物を含むか、またはその混合物から誘導される実施形態においては、さらなるポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリスチレンポリオール、ポリエーテル−カーボネートポリオール、ポリエーテル−エステルカーボネート、及びこれらのうちのいずれか2つ以上の混合物から成る群より選択され
る。特定の実施形態においては、本発明のB側組成物は、本明細書に記載の1つ以上のAPCポリカーボネートポリオールと、Voranol(登録商標)(Dow)、SpecFlex(登録商標)(Dow)、Tercarol(登録商標)(Dow)、Caradol(登録商標)(Shell)、Hyperliter(登録商標)、Acclaim(登録商標)(Bayer Material Science)、Ultracel(登録商標)(Bayer Material Science)、Desmophen(登録商標)(Bayer Material Science)、及びArcol(登録商標)(Bayer Material Science)の商品名で市販されている材料から成る群より選択される1つ以上の他のポリオールとの混合物を含むか、あるいはその混合物から誘導される。
特定の実施形態においては、本発明のB側組成物は、ポリウレタンフォーム組成物において従来使用されているもの等の1つ以上のさらなるポリオールと組み合わせて、上記のAPCポリオールを含む。本発明のB側組成物が1つ以上のAPCポリオールと1つ以上のさらなるポリオールの混合物を含むか、またはその混合物から誘導される実施形態においては、さらなるポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリスチレンポリオール、ポリエーテル−カーボネートポリオール、ポリエーテル−エステルカーボネート、及びこれらのうちのいずれか2つ以上の混合物から成る群より選択され
る。特定の実施形態においては、本発明のB側組成物は、本明細書に記載の1つ以上のAPCポリカーボネートポリオールと、Voranol(登録商標)(Dow)、SpecFlex(登録商標)(Dow)、Tercarol(登録商標)(Dow)、Caradol(登録商標)(Shell)、Hyperliter(登録商標)、Acclaim(登録商標)(Bayer Material Science)、Ultracel(登録商標)(Bayer Material Science)、Desmophen(登録商標)(Bayer Material Science)、及びArcol(登録商標)(Bayer Material Science)の商品名で市販されている材料から成る群より選択される1つ以上の他のポリオールとの混合物を含むか、あるいはその混合物から誘導される。
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、本明細書に記載の1つ以上のAPCポリオールと組み合わせてポリエーテルポリオールを含有する混合物を含む。特定の実施形態においては、このようなポリエーテルポリオールは、約500〜約10,000g/molのMnを有することを特徴とする。特定の実施形態においては、このようなポリエーテルポリオールは、約500〜約5,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、ポリエーテルポリオールは、ポリエチレングリコールを含む。特定の実施形態においては、ポリエーテルポリオールは、ポリプロピレングリコールを含む。
存在し得るポリエーテルポリオールには、公知の方法によって得ることができるものが含まれる。例えば、アルキレンラジカル中に2〜4個の炭素を有する1つ以上のアルキレンオキシドから、触媒として水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウム等の水酸化アルカリ、またはナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムエチラート、もしくはカリウムイソプロピラート等のアルカリアルコラートを用い、2〜8個、好ましくは3〜8個の反応性水素を含有する1つ以上の開始剤分子を添加して、アニオン重合によってポリエーテルポリオールを生成することができる。または、例えば触媒として五塩化アンチモン、三フッ化ホウ素エーテラート等のルイス酸、もしくは漂白土を用い、カチオン重合によってポリエーテルポリオールを生成することができる。任意の好適なアルキレンオキシドを使用してもよく、例えば1,3‐プロピレンオキシド、1,2‐及び2,3‐ブチレンオキシド、アミレンオキシド、スチレンオキシド、ならびに好ましくはエチレンオキシド及びプロピレンオキシド、ならびにこれらのオキシドの混合物等である。ポリアルキレンポリエーテルポリオールは、テトラヒドロフラン、及びアルキレンオキシド‐テトラヒドロフラン混合物等の他の出発材料;エピクロロヒドリン等のエピハロヒドリン;ならびにスチレンオキシド等のアラルキレンオキシドから調製してもよい。ポリアルキレンポリエーテルポリオールは、開始剤へのプロピレンオキシドの添加から、第一級もしくは第二級いずれかのヒドロキシル基、好ましくは第二級ヒドロキシ基を有してもよく、これはこれらの基の反応が遅いためである。ポリエーテルポリオールに含まれるものは、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、例えばポリオキシプロピレンとポリオキシエチレングリコールの組合せ、ポリ‐1,2‐オキシブチレンとポリオキシエチレングリコールの組合せ、ポリ‐1,4‐テトラメチレンとポリオキシエチレングリコールの組合せ等のブロックコポリマー、及び2つ以上のアルキレンオキシドのブレンドまたは逐次付加から調製されるコポリマーグリコールである。ポリアルキレンポリエーテルポリオールは、例えば、Interscience Publishers,Inc.(1951)によって発行されたWurtzによるEncyclopedia of Chemical Technology、第7巻、257〜262頁において開示される方法、または米国特許第1,922,459号において開示される方法等の任意の公知方法によって調製してもよい。ポリエーテルには、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、トリメチレングリコール、1,2‐ブタンジオール、1,5‐ペンタンジオール、1,6ヘキサンジオール、1,7‐ヘプタンジオール、ヒドロキノン、レソルシ
ノールグリセロール、グリセリン、1,1,1‐トリメチロール‐プロパン、1,1,1‐トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、1,2,6‐ヘキサントリオール、a‐メチルグルコシド、スクロース及びソルビトール等の、多価アルコールのアルキレンオキシド付加生成物が含まれる。一般にビスフェノールAとして知られる2,2‐ビス(4‐ヒドロキシルフェニル)‐プロパン等のフェノールから誘導される化合物も、「多価アルコール」という用語の中に含まれる。いくつかの実施形態においては、ポリオール組成物は、2つ以上の第一級もしくは第二級アミン基を有する化合物、スクロール等の4つ以上のヒドロキシル基を有する多価アルコール、または、4つ以上のヒドロキシル基を有する多価アルコール及び2つ以上の第一級もしくは第二級アミン基を有する化合物を使用する開始剤の混合物を用いて開始される1つ以上のポリオールを含む。アルキレンオキシドで縮合されうる好適な有機アミン開始剤には、アニリン、N‐アルキルフェニレン‐ジアミン、2,4’‐、2,2’‐及び4,4’‐メチレンジアニリン、2,6‐または2,4‐トルエンジアミン、ビシナルトルエンジアミン、o‐クロロアニリン、p‐アミノアニリン、1,5‐ジアミノナフタレン、メチレンジアニリン、アニリンとホルムアルデヒドの種々の縮合生成物、ならびに異性体ジアミノトルエン等の芳香族アミン;ならびにモノ‐、ジ‐及びトリアルカノールアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、メチルアミン、トリイソプロパノールアミン、1,3‐ジアミノプロパン、1,3‐ジアミノブタン、ならびに1,4‐ジアミノブタン等の脂肪族アミンが含まれる。特定の実施形態においては、アミンには、モノエタノールアミン、ビシナルトルエンジアミン、エチレンジアミン及びプロピレンジアミンが含まれる。いくつかの実施形態においては、本発明における使用が意図される芳香族ポリエーテルポリオールは、米国特許第4,883,826号、同第4,939,182号、及び同第5,120,815号において開示されるもの等の、しばしば「マンニッヒ」ポリオールと呼ばれるフェノール/ホルムアルデヒド/アルカノールアミン樹脂のアルキレンオキシド付加物である。
ノールグリセロール、グリセリン、1,1,1‐トリメチロール‐プロパン、1,1,1‐トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、1,2,6‐ヘキサントリオール、a‐メチルグルコシド、スクロース及びソルビトール等の、多価アルコールのアルキレンオキシド付加生成物が含まれる。一般にビスフェノールAとして知られる2,2‐ビス(4‐ヒドロキシルフェニル)‐プロパン等のフェノールから誘導される化合物も、「多価アルコール」という用語の中に含まれる。いくつかの実施形態においては、ポリオール組成物は、2つ以上の第一級もしくは第二級アミン基を有する化合物、スクロール等の4つ以上のヒドロキシル基を有する多価アルコール、または、4つ以上のヒドロキシル基を有する多価アルコール及び2つ以上の第一級もしくは第二級アミン基を有する化合物を使用する開始剤の混合物を用いて開始される1つ以上のポリオールを含む。アルキレンオキシドで縮合されうる好適な有機アミン開始剤には、アニリン、N‐アルキルフェニレン‐ジアミン、2,4’‐、2,2’‐及び4,4’‐メチレンジアニリン、2,6‐または2,4‐トルエンジアミン、ビシナルトルエンジアミン、o‐クロロアニリン、p‐アミノアニリン、1,5‐ジアミノナフタレン、メチレンジアニリン、アニリンとホルムアルデヒドの種々の縮合生成物、ならびに異性体ジアミノトルエン等の芳香族アミン;ならびにモノ‐、ジ‐及びトリアルカノールアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、メチルアミン、トリイソプロパノールアミン、1,3‐ジアミノプロパン、1,3‐ジアミノブタン、ならびに1,4‐ジアミノブタン等の脂肪族アミンが含まれる。特定の実施形態においては、アミンには、モノエタノールアミン、ビシナルトルエンジアミン、エチレンジアミン及びプロピレンジアミンが含まれる。いくつかの実施形態においては、本発明における使用が意図される芳香族ポリエーテルポリオールは、米国特許第4,883,826号、同第4,939,182号、及び同第5,120,815号において開示されるもの等の、しばしば「マンニッヒ」ポリオールと呼ばれるフェノール/ホルムアルデヒド/アルカノールアミン樹脂のアルキレンオキシド付加物である。
さらなるポリオールが存在する特定の実施形態においては、上記の、及び本明細書の特定の実施例で記載される1つ以上のAPCポリオールから構成されるポリオール混合物との均衡を有しながら、合計ポリオール含有量の約5重量パーセント〜約95重量パーセントをさらなるポリオールが構成する。特定の実施形態においては、B側混合物の合計ポリオール含有量の約75重量パーセント以下が、APCポリオールである。特定の実施形態においては、B側混合物の合計ポリオール含有量の約50重量パーセント以下が、APCポリオールである。特定の実施形態においては、B側混合物の合計ポリオール含有量の約40重量パーセント以下、約30重量パーセント以下、約25重量パーセント以下、約20重量パーセント以下、約15重量パーセント以下、または約10重量パーセント以下が、APCポリオールである。特定の実施形態においては、B側混合物の合計ポリオール含有量の約5重量パーセント以上が、APCポリオールである。特定の実施形態においては、B側混合物の合計ポリオール含有量の約10重量パーセント以上が、APCポリオールである。特定の実施形態においては、B側混合物の合計ポリオール含有量の約15重量パーセント以上、約20重量パーセント以上、約25重量パーセント以上、約40重量パーセント以上、または約50重量パーセント以上が、APCポリオールである。
触媒
特定の実施形態においては、B側組成物は、ポリオール(及び水(存在する場合))とポリイソシアネートの反応用の1つ以上の触媒を含有する。第三級アミン化合物及び有機金属化合物を含む、任意の好適なウレタン触媒を使用してもよい。例示的な第三級アミン化合物には、トリエチレンジアミン、N‐メチルモルホリン、N,N‐ジメチルシクロヘキシルアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルエチレンジアミン、1‐メチル‐4‐ジメチルアミノエチルピペラジン、3‐メトキシ‐N‐ジメチルプロピルアミン、N‐エチルモルホリン、ジエチルエタノールアミン、N‐ココモルホリン、N,N‐ジメチル‐N’,N’‐ジメチルイソプロピルプロピレンジアミン、N,N‐ジエチ
ル‐3‐ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルベンジルアミン、1,8‐ジアザビシクロウンデカ‐7‐エン(DBU)、1,4‐ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、トリアザビシクロデセン(TBD)、及びN‐メチルトリアザビシクロデセン(MTBD)が含まれる。例示的な有機金属触媒には、有機水銀触媒、有機鉛触媒、有機鉄触媒、及び有機スズ触媒が含まれる。好適なスズ触媒には、塩化第一スズ、ジブチルスズジラウレート等のカルボン酸のスズ塩、ならびに米国特許第2,846,408号、及び他で開示されるもの等の他の有機金属化合物が含まれる。アルカリ金属アルコキシド等のポリイソシアヌレートをもたらす、ポリイソシアネートの三量化用触媒も、本明細書において任意に使用してもよい。このような触媒は、ポリウレタンまたはポリイソシアヌレート形成速度を適度に上昇させる量で使用される。
特定の実施形態においては、B側組成物は、ポリオール(及び水(存在する場合))とポリイソシアネートの反応用の1つ以上の触媒を含有する。第三級アミン化合物及び有機金属化合物を含む、任意の好適なウレタン触媒を使用してもよい。例示的な第三級アミン化合物には、トリエチレンジアミン、N‐メチルモルホリン、N,N‐ジメチルシクロヘキシルアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルエチレンジアミン、1‐メチル‐4‐ジメチルアミノエチルピペラジン、3‐メトキシ‐N‐ジメチルプロピルアミン、N‐エチルモルホリン、ジエチルエタノールアミン、N‐ココモルホリン、N,N‐ジメチル‐N’,N’‐ジメチルイソプロピルプロピレンジアミン、N,N‐ジエチ
ル‐3‐ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルベンジルアミン、1,8‐ジアザビシクロウンデカ‐7‐エン(DBU)、1,4‐ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、トリアザビシクロデセン(TBD)、及びN‐メチルトリアザビシクロデセン(MTBD)が含まれる。例示的な有機金属触媒には、有機水銀触媒、有機鉛触媒、有機鉄触媒、及び有機スズ触媒が含まれる。好適なスズ触媒には、塩化第一スズ、ジブチルスズジラウレート等のカルボン酸のスズ塩、ならびに米国特許第2,846,408号、及び他で開示されるもの等の他の有機金属化合物が含まれる。アルカリ金属アルコキシド等のポリイソシアヌレートをもたらす、ポリイソシアネートの三量化用触媒も、本明細書において任意に使用してもよい。このような触媒は、ポリウレタンまたはポリイソシアヌレート形成速度を適度に上昇させる量で使用される。
本発明のB側組成物が触媒を含む特定の実施形態においては、触媒はスズ系材料を含む。特定の実施形態においては、B側組成物に含まれるスズ触媒は、ジラウリン酸ジブチルスズ、ジブチルビス(ラウリルチオ)スタンナート、ジブチルスズビス(イソオクチルメルカプトアセタート)、ジブチルスズビス(イソオクチルマレアート)、スズオクタノアート、及びこれらのうちのいずれか2つ以上の混合物から成る群より選択される。
特定の実施形態においては、B側組成物に含まれる触媒は、第三級アミンを含む。特定の実施形態においては、B側組成物に含まれる触媒は、DABCO、ペンタメチルジプロピレントリアミン、ビス(ジメチルアミノエチルエーテル)、ペンタメチルジエチレントリアミン、DBUフェノール塩、ジメチルシクロヘキシルアミン、2,4,6‐トリス(N,N‐ジメチルアミノメチル)フェノール(DMT−30)、1,3,5‐トリス(3‐ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ‐s‐トリアジン、アンモニウム塩、及びこれらの任意の組み合わせまたは配合物から成る群より選択される。
典型的な触媒量は、B側混合物中にある全ポリオールの100重量部あたり0.001〜10重量部の触媒である。特定の実施形態においては、使用される際の配合物中の触媒レベルは、B側混合物中に存在するポリオールの量に基づき、約0.001pph(100あたりの重量部)〜約3pphである。特定の実施形態においては、触媒レベルは、約0.05pph〜約1pph、または約0.1pph〜約0.5pphである。
発泡剤
特定の実施形態においては、本発明のB側組成物は発泡剤を含有する。発泡剤は、化学的発泡剤であってもよく(典型的には、A側成分と反応してCO2もしくは他の揮発性化合物を遊離させる分子)、またはそれらは物理的発泡剤であってもよい(典型的には、フォーム形成中に蒸発する低沸点の分子)。多くの発泡剤が、当技術分野において公知であり、従来の手順に従って本発明のB側組成物に適用されてもよい。発泡剤の選択及び添加量は、慣例的実験法の事項であることができる。
特定の実施形態においては、本発明のB側組成物は発泡剤を含有する。発泡剤は、化学的発泡剤であってもよく(典型的には、A側成分と反応してCO2もしくは他の揮発性化合物を遊離させる分子)、またはそれらは物理的発泡剤であってもよい(典型的には、フォーム形成中に蒸発する低沸点の分子)。多くの発泡剤が、当技術分野において公知であり、従来の手順に従って本発明のB側組成物に適用されてもよい。発泡剤の選択及び添加量は、慣例的実験法の事項であることができる。
特定の実施形態においては、発泡剤は化学的発泡剤を含む。特定の実施形態においては、水が発泡剤として存在する。水は、A側混合物中でイソシアネートの一部と反応することによって発泡剤として機能して、二酸化炭素ガスを生成する。同様に、ギ酸が発泡剤として含まれうる。ギ酸は、イソシアネートの一部と反応することによって発泡剤として機能して、二酸化炭素及び一酸化炭素ガスを生成する。
特定の実施形態においては、水は、B側組成物中にポリオールの100重量部あたり0.5〜20重量部の量で存在する。特定の実施形態においては、水は、B側組成物中にポリオールの100重量部あたり約1〜10重量部、約2〜8重量部、または約4〜6重量部で存在する。特定の実施形態においては、2部を超えない水、1.5部を超えない水、または0.75部を超えない水が有利である。特定の実施形態においては、水が不在であ
ることが有利である。
ることが有利である。
特定の実施形態においては、ギ酸は、B側組成物中にポリオールの100重量部当たり0.5〜20重量部の量で存在する。特定の実施形態においては、ギ酸は、B側組成物中にポリオールの100重量部当たり約1〜10重量部、約2〜8重量部、または約4〜6重量部で存在する。
特定の実施形態においては、物理的発泡剤を使用することができる。好適な物理的発泡剤には、炭化水素、フッ素含有有機分子、炭化水素、クロロカーボン、アセトン、ギ酸メチル及び二酸化炭素が含まれる。いくつかの実施形態においては、フッ素含有有機分子は、パーフルオロ化化合物、クロロフルオロカーボン、ヒドロクロロフルオロカーボン及びヒドロフルオロカーボンを含む。好適なヒドロフルオロアルカンは、ジフルオロメタン(R‐32)、1,1,1,2‐テトラフルオロエタン(R‐134a)、1,1‐ジフルオロエタン(R‐152a)、ジフルオロクロロエタン(R‐142b)、トリフルオロメタン(R‐23)、ヘプタフルオロプロパン(R‐227a)、ヘキサフルオロプロパン(R136)、1,1,1‐トリフルオロエタン(R‐133)、フルオロエタン(R‐161)、1,1,1,2,2‐ペンタフルオロプロパン(R‐245fa)、ペンタフルオロプロピレン(R2125a)、1,1,1,3‐テトラフルオロプロパン、テトラフルオロプロピレン(R‐2134a)、1,1,2,3,3‐ペンタフルオロプロパン、及び1,1,1,3,3‐ペンタフルオロ‐n‐ブタンを含むC1−4化合物である。
特定の実施形態においては、ヒドロフルオロカーボン発泡剤がB側混合物中に存在する場合、ヒドロフルオロカーボン発泡剤は、テトラフルオロエタン(R−134a)、ペンタフルオロプロパン(R−245fa)、及びペンタフルオロブタン(R−365)から成る群より選択される。
発泡剤としての使用に好適な炭化水素には、ブタン、イソブタン、2,3‐ジメチルブタン、n‐及びi‐ペンタン異性体、ヘキサン異性体、ヘプタン異性体、ならびにシクロペンタン、シクロヘキサン及びシクロヘプタンを含むシクロアルカン等の非ハロゲン化炭化水素が含まれる。いくつかの実施形態においては、発泡剤としての使用する炭化水素には、シクロペンタン、n‐ペンタン及びイソ‐ペンタンが含まれる。特定の実施形態においては、B側組成物は、テトラフルオロエタン(R‐134a)、ペンタフルオロプロパン(R‐245fa)、ペンタフルオロブタン(R‐365)、シクロペンタン、n‐ペンタン、及びiso‐ペンタンから成る群より選択される物理的発泡剤を含む。
物理的発泡剤が存在する特定の実施形態においては、物理的発泡剤は、B側組成物中のポリオールの100重量部あたり約1〜約20重量部の量で使用される。特定の実施形態においては、物理的発泡剤は、B側組成物中のポリオールの100重量部あたり2〜15重量部、または4〜10重量部で存在する。
反応性小分子
特定の実施形態においては、本発明のB側組成物は、イソシアネートに対し反応性である1つ以上の小分子を含む。特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる反応性小分子は、アルコール、アミン、カルボン酸、チオール、及びそれらのうちのいずれか2つ以上の組合せから成る群より選択される1つ以上の官能基を有する有機分子を含む。いくつかの実施形態においては、非高分子小分子は、1,000g/mol未満、または1,500g/mol未満の分子量を有する。
特定の実施形態においては、本発明のB側組成物は、イソシアネートに対し反応性である1つ以上の小分子を含む。特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる反応性小分子は、アルコール、アミン、カルボン酸、チオール、及びそれらのうちのいずれか2つ以上の組合せから成る群より選択される1つ以上の官能基を有する有機分子を含む。いくつかの実施形態においては、非高分子小分子は、1,000g/mol未満、または1,500g/mol未満の分子量を有する。
特定の実施形態においては、本発明のB側組成物は、1つ以上のアルコールを含む。特
定の実施形態においては、B側組成物は多価アルコールを含む。
定の実施形態においては、B側組成物は多価アルコールを含む。
特定の実施形態においては、本発明のB側組成物中に含まれる反応性小分子は、2価アルコールを含む。特定の実施形態においては、2価アルコールは、C2−40ジオールを含む。特定の実施形態においては、2価アルコールは、1,2‐エタンジオール、1,2‐プロパンジオール、1,3‐プロパンジオール、1,2‐ブタンジオール、1,3‐ブタンジオール、1,4‐ブタンジオール、1,5‐ペンタンジオール、2,2‐ジメチルプロパン‐1,3‐ジオール、2‐ブチル‐2‐エチルプロパン‐1,3‐ジオール、2‐メチル‐2,4‐ペンタンジオール、2‐エチル‐1,3‐ヘキサンジオール、2‐メチル‐1,3‐プロパンジオール、1,5‐ヘキサンジオール、1,6‐ヘキサンジオール、1,8‐オクタンジオール、1,10‐デカンジオール、1,12‐ドデカンジオール、2,2,4,4‐テトラメチルシクロブタン‐1,3‐ジオール、1,3‐シクロペンタンジオール、1,2‐シクロヘキサンジオール、1,3‐シクロヘキサンジオール、1,4‐シクロヘキサンジオール、1,2‐シクロヘキサンジメタノール、1,3‐シクロヘキサンジメタノール、1,4‐シクロヘキサンジメタノール、1,4‐シクロヘキサンジエタノール、イソソルビド、グリセロールモノエステル、グリセロールモノエーテル、トリメチロールプロパンモノエステル、トリメチロールプロパンモノエーテル、ペンタエリスリトールジエステル、ペンタエリスリトールジエーテル、及びこれらのうちのいずれかのアルコキシル化誘導体から成る群より選択される。
特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる反応性小分子は、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、220〜約2000g/molの数平均分子量を有するもの等の高次のポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及び、234〜約2000g/molの数平均分子量を有するもの等の高次のポリプロピレングリコールから成る群より選択される2価アルコールを含む。
特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる反応性小分子は、2価酸、ジオールまたはヒドロキシ酸から成る群より選択される化合物のアルコキシル化誘導体を含む。特定の実施形態においては、アルコキシル化誘導体は、エトキシ化またはプロポキシ化化合物を含む。
特定の実施形態においては、B側組成物中に含まれる反応性小分子は、高分子ジオールを含む。特定の実施形態においては、高分子ジオールは、ポリエーテル、ポリエステル、ヒドロキシ末端ポリオレフィン、ポリエーテル−コポリエステル、ポリエーテルポリカーボネート、ポリカーボネート−コポリエステル、及びこれらのうちのいずれかのアルコキシル化類似体から成る群より選択される。特定の実施形態においては、高分子ジオールは、約2000g/mol未満の平均分子量を有する。
いくつかの実施形態においては、B側組成物中に含まれる反応性小分子には、トリオールまたは高級多価アルコールが含まれる。特定の実施形態においては、反応性小分子は、グリセロール、1,2,4‐ブタントリオール、2‐(ヒドロキシメチル)‐1,3‐プロパンジオール;ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリメチロールヘキサン、1,4‐シクロヘキサントリメタノール、ペンタエリスリトールモノエステル、ペンタエリスリトールモノエーテル、及びこれらのうちのいずれかのアルコキシル化類似体から成る群より選択される。特定の実施形態においては、アルコキシル化誘導体は、エトキシ化またはプロポキシ化化合物を含む。特定の実施形態においては、反応性小分子は、2〜12個の炭素原子、好ましくは2〜8個の炭素原子を有するものを含む多価アルコールであり、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール及びヘキサンジオール等、ならびにそれらの混合
物である。
物である。
いくつかの実施形態においては、反応性小分子は、4〜6個のヒドロキシ基を有する多価アルコールを含む。特定の実施形態においては、反応性小分子は、ジペンタエリスロトールまたはそのアルコキシル化類似体を含む。特定の実施形態においては、反応性小分子は、ソルビトールまたはそのアルコキシル化類似体を含む。
特定の実施形態においては、反応性小分子は、一般式(HO)xQ(COOH)yを有するヒドロキシ−カルボン酸を含み、式中、Qは、1〜12個の炭素原子を含有する直鎖または分岐鎖炭化水素ラジカルであり、x及びyはそれぞれ1〜3の整数である。特定の実施形態においては、反応性小分子は、ジオールカルボン酸を含む。特定の実施形態においては、反応性小分子は、ビス(ヒドロキシアルキル)アルカン酸を含む。特定の実施形態においては、反応性小分子は、ビス(ヒドロキシメチル)アルカン酸を含む。特定の実施形態においては、ジオールカルボン酸は、2,2ビス‐(ヒドロキシメチル)‐プロパン酸(ジメチロールプロピオン酸、DMPA)、2,2‐ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸(ジメチロールブタン酸;DMBA)、ジヒドロキシコハク酸(酒石酸)、及び4,4’‐ビス(ヒドロキシフェニル)吉草酸から成る群より選択される。特定の実施形態においては、反応性小分子は、N,N‐ビス(2‐ヒドロキシアルキル)カルボン酸を含む。
特定の実施形態においては、反応性小分子は、1つ以上のアミノ基を含む多価アルコールを含む。特定の実施形態においては、反応性小分子は、アミノジオールを含む。特定の実施形態においては、反応性小分子は、第三級アミノ基を含有するジオールを含む。特定の実施形態においては、アミノジオールは、ジエタノールアミン(DEA)、N‐メチルジエタノールアミン(MDEA)、N‐エチルジエタノールアミン(EDEA)、N‐ブチルジエタノールアミン(BDEA)、N,N‐ビス(ヒドロキシエチル)‐α‐アミノピリジン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン(DIPA)、N‐メチルジイソプロパノールアミン、ジイソプロパノール‐p‐トルイジン、N,N‐ビス(ヒドロキシエチル)‐3‐クロロアニリン、3‐ジエチルアミノプロパン‐1,2‐ジオール、3‐ジメチルアミノプロパン‐1,2‐ジオール及びN‐ヒドロキシエチルピペリジンから成る群より選択される。特定の実施形態においては、反応性小分子は、第4級アミノ基を含有するジオールを含む。特定の実施形態においては、第4級アミノ基を含む反応性小分子は、上記の任意のアミノアルコールの酸性塩または四級化誘導体である。
特定の実施形態においては、反応性小分子は、平均で約2個以上の第一級及び/または第二級アミン基を有する無機または有機ポリアミン、ポリアルコール、尿素、ならびにこれらのうちのいずれか2つ以上の組合せから成る群より選択される。特定の実施形態においては、反応性小分子は、ジエチレントリアミン(DETA)、エチレンジアミン(EDA)、メタ‐キシリレンジアミン(MXDA)、アミノエチルエタノールアミン(AEEA)、2‐メチルペンタンジアミン等、及びそれらの混合物から成る群より選択される。プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキシレンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、3,3‐ジクロロベンジジン、4,4’‐メチレン‐ビス‐(2‐クロロアニリン)、3,3‐ジクロロ‐4,4‐ジアミノジフェニルメタン、ならびにスルホン化第一級及び/または第二級アミンも本発明の実施に好適である。特定の実施形態においては、反応性小分子は、ヒドラジン、置換ヒドラジン、ヒドラジン反応生成物等、及びそれらの混合物から成る群より選択される。好適な尿素には、尿素及びその誘導体等、ならびにそれらの混合物が含まれる。
特定の実施形態においては、1つ以上の塩基性窒素原子を含有する反応性小分子は、モノ‐、ビス‐もしくはポリアルコキシル化脂肪族、脂環式、芳香族もしくは複素環式第一
級アミン、N‐メチルジエタノールアミン、N‐エチルジエタノールアミン、N‐プロピルジエタノールアミン、N‐イソプロピルジエタノールアミン、N‐ブチルジエタノールアミン、N‐イソブチルジエタノールアミン、N‐オレイルジエタノールアミン、N‐ステアリルジエタノールアミン、エトキシ化ヤシ油脂肪族アミン、N‐アリルジエタノールアミン、N‐メチルジイソプロパノールアミン、N‐エチルジイソプロパノールアミン、N‐プロピルジイソプロパノールアミン、N‐ブチルジイソプロパノールアミン、シクロヘキシルジイソプロパノールアミン、N,N‐ジエトキシルアニリン、N,N‐ジエトキシルトルイジン、N,N‐ジエトキシル‐1‐アミノピリジン、N,N’‐ジエトキシルピペラジン、ジメチル‐ビス‐エトキシルヒドラジン、N,N’‐ビス‐(2‐ヒドロキシエチル)‐N,N’‐ジエチルヘキサヒドロ‐フェニレンジアミン、N‐12‐ヒドロキシエチルピペラジン、ポリアルコキシル化アミン、プロポキシ化メチルジエタノールアミン、N‐メチル‐N,N‐ビス‐3‐アミノプロピルアミン、N‐(3‐アミノプロピル)‐N,N’‐ジメチルエチレンジアミン、N‐(3‐アミノプロピル)‐N‐メチルエタノールアミン、N,N’‐ビス‐(3‐アミノプロピル)‐N,N’‐ジメチルエチレンジアミン、N,N’‐ビス‐(3‐アミノプロピル)‐ピペラジン、N‐(2‐アミノエチル)‐ピペラジン、N、N’‐ビス‐オキシエチルプロピレンジアミン、2,6‐ジアミノピリジン、ジエタノールアミノアセトアミド、ジエタノールアミドプロピオンアミド、N,N‐ビスオキシエチルフェニルチオセミカルバジド、N,N‐ビス‐オキシエチルメチルセミカルバジド、p,p’‐ビス‐アミノメチルジベンジルメチルアミン、2,6‐ジアミノピリジン、2‐ジメチルアミノメチル‐2‐メチルプロパノール、3‐ジオールから成る群より選択される。特定の実施形態においては、鎖延長剤は、2つのアミノ基を含有する化合物である。特定の実施形態においては、鎖延長剤は、エチレンジアミン、1,6‐ヘキサメチレンジアミン、及び1,5‐ジアミノ‐1‐メチル‐ペンタンから成る群より選択される。
級アミン、N‐メチルジエタノールアミン、N‐エチルジエタノールアミン、N‐プロピルジエタノールアミン、N‐イソプロピルジエタノールアミン、N‐ブチルジエタノールアミン、N‐イソブチルジエタノールアミン、N‐オレイルジエタノールアミン、N‐ステアリルジエタノールアミン、エトキシ化ヤシ油脂肪族アミン、N‐アリルジエタノールアミン、N‐メチルジイソプロパノールアミン、N‐エチルジイソプロパノールアミン、N‐プロピルジイソプロパノールアミン、N‐ブチルジイソプロパノールアミン、シクロヘキシルジイソプロパノールアミン、N,N‐ジエトキシルアニリン、N,N‐ジエトキシルトルイジン、N,N‐ジエトキシル‐1‐アミノピリジン、N,N’‐ジエトキシルピペラジン、ジメチル‐ビス‐エトキシルヒドラジン、N,N’‐ビス‐(2‐ヒドロキシエチル)‐N,N’‐ジエチルヘキサヒドロ‐フェニレンジアミン、N‐12‐ヒドロキシエチルピペラジン、ポリアルコキシル化アミン、プロポキシ化メチルジエタノールアミン、N‐メチル‐N,N‐ビス‐3‐アミノプロピルアミン、N‐(3‐アミノプロピル)‐N,N’‐ジメチルエチレンジアミン、N‐(3‐アミノプロピル)‐N‐メチルエタノールアミン、N,N’‐ビス‐(3‐アミノプロピル)‐N,N’‐ジメチルエチレンジアミン、N,N’‐ビス‐(3‐アミノプロピル)‐ピペラジン、N‐(2‐アミノエチル)‐ピペラジン、N、N’‐ビス‐オキシエチルプロピレンジアミン、2,6‐ジアミノピリジン、ジエタノールアミノアセトアミド、ジエタノールアミドプロピオンアミド、N,N‐ビスオキシエチルフェニルチオセミカルバジド、N,N‐ビス‐オキシエチルメチルセミカルバジド、p,p’‐ビス‐アミノメチルジベンジルメチルアミン、2,6‐ジアミノピリジン、2‐ジメチルアミノメチル‐2‐メチルプロパノール、3‐ジオールから成る群より選択される。特定の実施形態においては、鎖延長剤は、2つのアミノ基を含有する化合物である。特定の実施形態においては、鎖延長剤は、エチレンジアミン、1,6‐ヘキサメチレンジアミン、及び1,5‐ジアミノ‐1‐メチル‐ペンタンから成る群より選択される。
添加剤
上記の成分に加えて、本発明のB側混合物は、ポリウレタンフォーム技術の分野で公知である種々の添加剤を任意に含有してもよい。このような添加剤には、溶媒、相溶化剤、着色剤、界面活性剤、難燃剤、帯電防止化合物、抗菌剤、UV安定剤、可塑剤及び連続気泡剤が含まれるが、これらに限定されるものではない。
上記の成分に加えて、本発明のB側混合物は、ポリウレタンフォーム技術の分野で公知である種々の添加剤を任意に含有してもよい。このような添加剤には、溶媒、相溶化剤、着色剤、界面活性剤、難燃剤、帯電防止化合物、抗菌剤、UV安定剤、可塑剤及び連続気泡剤が含まれるが、これらに限定されるものではない。
溶媒
所望であれば、ポリウレタンまたはプレポリマー(下記参照のこと)を溶媒中に分散することができ、溶媒は水または当業者に公知の有機溶媒を含むことができる。好適な溶媒は、脂肪族、芳香族またはハロゲン化炭化水素、エーテル、ポリエーテルポリオール、エステル、ケトン、ラクトン、スルホン、ニトリル、アミド、ニトロメタン、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート等を含むことができる。代表的な例としては、アセトン、アセトニトリル、ベンゼン、ブタノール、酢酸ブチル、g‐ブチロラクトン、ブチルカルビトールアセタート、カルビトールアセタート、クロロホルム、シクロヘキサン、1,2−ジクロロメタン、二塩基エステル、ジグリム、1,2−ジメトキシエタン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、1,4−ジオキサン、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、エチレングリコール、ヘキサン、ヒドロキシメチルメタクリラート、酢酸イソプロピル、メタノール、酢酸メチル、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、塩化メチレン、メチルエチルケトン、モノグリム、メチルメタクリラート、プロピレンカーボネート、プロピレンオキシド、スチレン、α−テルピネオール、テトラヒドロフラン、テキサノール、トルエン、コハク酸ジエチル、ジエチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールジアセタート、リン酸トリエチル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
所望であれば、ポリウレタンまたはプレポリマー(下記参照のこと)を溶媒中に分散することができ、溶媒は水または当業者に公知の有機溶媒を含むことができる。好適な溶媒は、脂肪族、芳香族またはハロゲン化炭化水素、エーテル、ポリエーテルポリオール、エステル、ケトン、ラクトン、スルホン、ニトリル、アミド、ニトロメタン、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート等を含むことができる。代表的な例としては、アセトン、アセトニトリル、ベンゼン、ブタノール、酢酸ブチル、g‐ブチロラクトン、ブチルカルビトールアセタート、カルビトールアセタート、クロロホルム、シクロヘキサン、1,2−ジクロロメタン、二塩基エステル、ジグリム、1,2−ジメトキシエタン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、1,4−ジオキサン、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、エチレングリコール、ヘキサン、ヒドロキシメチルメタクリラート、酢酸イソプロピル、メタノール、酢酸メチル、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、塩化メチレン、メチルエチルケトン、モノグリム、メチルメタクリラート、プロピレンカーボネート、プロピレンオキシド、スチレン、α−テルピネオール、テトラヒドロフラン、テキサノール、トルエン、コハク酸ジエチル、ジエチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールジアセタート、リン酸トリエチル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
着色剤
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な着色剤を含む。多くのフォーム製品は製造中に色分けして、製品の等級を識別するか、黄変を隠すか、または消費者製品を作製する。フォームを色付けする旧来の方法は、従来の顔料または染料にブレンドすることであった。典型的な無機着色剤には、二酸化チタン、酸化鉄及び酸化クロムが含まれた。有機顔料は、アゾ/ジアゾ染料、フタロシアニン及びジオキサジン、ならびにカーボンブラック由来であった。これらの着色剤に関連する典型的な問題には、高粘度、研磨性質、フォームの不安定性、フォームスコーチ、色の移行、及び利用可能な色の制限が含まれた。ポリオール結合着色剤の開発における近年の進歩は、
Miley,J.W.;Moore,P.D.“Reactive Polymeric Colorants For Polyurethane”,Proceedings Of The SPI−26th Annual Technical Conference;Technomic:Lancaster,Pa.,1981;83−86.
Moore,P.D.;Miley,J.W.;Bates,S.H.;“New Uses For Highly Miscible Liquid Polymeric
Colorants In The Manufacture of Colored
Urethane Systems”;Proceedings of the SPI−27th Annual Technical/Marketing Conference;Technomic:Lancaster,Pa.,1982;255−261.
Bates,S.H.;Miley,J.W.“Polyol−Bound Colorants Solve Polyurethane Color Problems”;Proceedings Of The SPI−30th Annual Technical/Marketing Conference;Technomic:Lancaster,Pa.,1986;160−165.
Vielee,R.C.;Haney,T.V.“Polyurethanes”;In Coloring of Plastics;Webber,T.G.,Ed.,Wiley−Interscience:New York,1979,191−204.において記載されている。
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な着色剤を含む。多くのフォーム製品は製造中に色分けして、製品の等級を識別するか、黄変を隠すか、または消費者製品を作製する。フォームを色付けする旧来の方法は、従来の顔料または染料にブレンドすることであった。典型的な無機着色剤には、二酸化チタン、酸化鉄及び酸化クロムが含まれた。有機顔料は、アゾ/ジアゾ染料、フタロシアニン及びジオキサジン、ならびにカーボンブラック由来であった。これらの着色剤に関連する典型的な問題には、高粘度、研磨性質、フォームの不安定性、フォームスコーチ、色の移行、及び利用可能な色の制限が含まれた。ポリオール結合着色剤の開発における近年の進歩は、
Miley,J.W.;Moore,P.D.“Reactive Polymeric Colorants For Polyurethane”,Proceedings Of The SPI−26th Annual Technical Conference;Technomic:Lancaster,Pa.,1981;83−86.
Moore,P.D.;Miley,J.W.;Bates,S.H.;“New Uses For Highly Miscible Liquid Polymeric
Colorants In The Manufacture of Colored
Urethane Systems”;Proceedings of the SPI−27th Annual Technical/Marketing Conference;Technomic:Lancaster,Pa.,1982;255−261.
Bates,S.H.;Miley,J.W.“Polyol−Bound Colorants Solve Polyurethane Color Problems”;Proceedings Of The SPI−30th Annual Technical/Marketing Conference;Technomic:Lancaster,Pa.,1986;160−165.
Vielee,R.C.;Haney,T.V.“Polyurethanes”;In Coloring of Plastics;Webber,T.G.,Ed.,Wiley−Interscience:New York,1979,191−204.において記載されている。
UV安定剤
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適なUV安定剤を含む。芳香族イソシアネート系ポリウレタンは、典型的には、露光を伴う老化に応じて黄色の濃色に変化するであろう。ポリウレタン風化現象の総説は、Davis,A.;Sims,D.Weathering Of Polymers;Applied Science:London,1983,222−237において発表されている。黄変は、ほとんどのフォームの用途において問題ではない。ヒドロキシベンゾトリアゾール、亜鉛ジブチルチオカルバマート、2,6−ジ第三級ブチルカテコール、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒンダードアミン及び亜リン酸塩等の光保護剤は、ポリウレタンの光安定性の改良に使用されてきた。着色顔料も成功して使用されてきた。
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適なUV安定剤を含む。芳香族イソシアネート系ポリウレタンは、典型的には、露光を伴う老化に応じて黄色の濃色に変化するであろう。ポリウレタン風化現象の総説は、Davis,A.;Sims,D.Weathering Of Polymers;Applied Science:London,1983,222−237において発表されている。黄変は、ほとんどのフォームの用途において問題ではない。ヒドロキシベンゾトリアゾール、亜鉛ジブチルチオカルバマート、2,6−ジ第三級ブチルカテコール、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒンダードアミン及び亜リン酸塩等の光保護剤は、ポリウレタンの光安定性の改良に使用されてきた。着色顔料も成功して使用されてきた。
難燃剤
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な難燃剤を含む。低密度の連続気泡軟質ポリウレタンフォームは、大きな表面積及び空気の高通気性を有し、したがって十分な発火源及び酸素が加えられた場合、燃えるであろう。難燃剤をしばしば添加して、この引火性を減少させる。任意の特定のフォーム用の難燃剤の選択は、そのフォームの意図される用務用途、及びその用途を管理する付随の可燃性試験シナリオにしばしば依存する。添加剤によって影響され得る可燃性の特徴には、初期発火性、燃焼速度及び発煙性が含まれる。
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な難燃剤を含む。低密度の連続気泡軟質ポリウレタンフォームは、大きな表面積及び空気の高通気性を有し、したがって十分な発火源及び酸素が加えられた場合、燃えるであろう。難燃剤をしばしば添加して、この引火性を減少させる。任意の特定のフォーム用の難燃剤の選択は、そのフォームの意図される用務用途、及びその用途を管理する付随の可燃性試験シナリオにしばしば依存する。添加剤によって影響され得る可燃性の特徴には、初期発火性、燃焼速度及び発煙性が含まれる。
最も広く使用される難燃剤は、塩化リン酸エステル、塩化パラフィン及びメラミン粉末である。これらの組成物及び多くの他の組成物は、専門の化学製品供給業者から入手可能である。この主題の総説は、Kuryla,W.C.;Papa,A.J.Flame Retardancy of Polymeric Materials、第3巻;Marcel Dekker:New York,1975,1−133において示されている。
抗菌剤
温暖かつ高湿度の特定の条件下で、ポリウレタンフォームは微生物からの攻撃に影響されやすい。これが懸念される場合、細菌、酵母または真菌類に対抗する添加剤が、製造中にフォームへ添加される。特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な抗菌剤を含む。
温暖かつ高湿度の特定の条件下で、ポリウレタンフォームは微生物からの攻撃に影響されやすい。これが懸念される場合、細菌、酵母または真菌類に対抗する添加剤が、製造中にフォームへ添加される。特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な抗菌剤を含む。
可塑剤
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な可塑剤を含む。フォームの軟化、または粘度の減少のため、改良された方法では非反応性液体が使用されてきた。低い当量のポリオールを使用することによって軟化効果は相殺されうるので、高率で架橋したポリマー構造が得られる。これらの材料はフォーム密度を増加させ、物理特性にしばしば悪影響を与える。
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な可塑剤を含む。フォームの軟化、または粘度の減少のため、改良された方法では非反応性液体が使用されてきた。低い当量のポリオールを使用することによって軟化効果は相殺されうるので、高率で架橋したポリマー構造が得られる。これらの材料はフォーム密度を増加させ、物理特性にしばしば悪影響を与える。
連続気泡剤
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な連続気泡剤を含む。いくつかのポリウレタンフォームにおいては、冷却に伴って収縮しないフォームを得るために、連続気泡剤の添加が必要である。連続気泡を誘導する公知の添加剤には、シリコーン系消泡剤、ワックス、微粉固体、液体パーフルオロカーボン、パラフィンオイル、長鎖脂肪酸、及び高濃度のエチレンオキシドを使用して作製された特定のポリエーテルポリオールが含まれる。
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な連続気泡剤を含む。いくつかのポリウレタンフォームにおいては、冷却に伴って収縮しないフォームを得るために、連続気泡剤の添加が必要である。連続気泡を誘導する公知の添加剤には、シリコーン系消泡剤、ワックス、微粉固体、液体パーフルオロカーボン、パラフィンオイル、長鎖脂肪酸、及び高濃度のエチレンオキシドを使用して作製された特定のポリエーテルポリオールが含まれる。
帯電防止剤
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な帯電防止化合物を含む。いくつかの軟質フォームは、梱包、衣類、及びフォームの電気抵抗を最小化することが望まれる他の用途において使用されるので、静電気の蓄積は最小化される。これは従来、イオン化可能な金属塩、カルボン酸塩、リン酸エステル、及びそれらの混合物を添加することによりなされてきた。これらの薬剤は、本質的に導電性であること、または空気から湿気を吸収することのいずれかによって機能する。望ましい最終結果は、フォームの表面抵抗率における数桁の減少である。
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な帯電防止化合物を含む。いくつかの軟質フォームは、梱包、衣類、及びフォームの電気抵抗を最小化することが望まれる他の用途において使用されるので、静電気の蓄積は最小化される。これは従来、イオン化可能な金属塩、カルボン酸塩、リン酸エステル、及びそれらの混合物を添加することによりなされてきた。これらの薬剤は、本質的に導電性であること、または空気から湿気を吸収することのいずれかによって機能する。望ましい最終結果は、フォームの表面抵抗率における数桁の減少である。
相溶化剤
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な相溶化剤を含む。相溶化剤は、2つ以上の混和できない成分を一体にさせ、均一な液相を生じさせる分子である。そのような分子の多くがポリウレタン産業界で公知であり、これらには、非限定的な例としてアミド、アミン、炭化水素油、フタル酸塩、ポリブチレングリコール及び尿素が含まれる。
特定の実施形態においては、本発明のB側混合物は、1つ以上の好適な相溶化剤を含む。相溶化剤は、2つ以上の混和できない成分を一体にさせ、均一な液相を生じさせる分子である。そのような分子の多くがポリウレタン産業界で公知であり、これらには、非限定的な例としてアミド、アミン、炭化水素油、フタル酸塩、ポリブチレングリコール及び尿素が含まれる。
特定の実施形態においては、本発明は、ポリウレタンフォームの形成に好適なB側混合物を包含し、B側混合物は、
100重量部のポリオール成分であって、このポリオール成分が、約5重量パーセント〜100重量パーセントの1つ以上の上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例に記載のAPCポリオールを含むポリオール成分;
0.01〜20重量部の1つ以上の上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例
に記載の発泡剤;
0〜1重量部の1つ以上の上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例に記載の触媒;
0〜20重量部の1つ以上の反応性小分子であって、この反応性小分子が実質的に上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例に記載のとおりである反応性小分子;ならびに
0〜10重量部の1つ以上の添加剤であって、この添加剤が実質的に上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例に記載のとおりである相溶化剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、抗菌剤、UV安定剤、可塑剤及び連続気泡剤から成る群より選択される添加剤
を含む。
100重量部のポリオール成分であって、このポリオール成分が、約5重量パーセント〜100重量パーセントの1つ以上の上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例に記載のAPCポリオールを含むポリオール成分;
0.01〜20重量部の1つ以上の上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例
に記載の発泡剤;
0〜1重量部の1つ以上の上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例に記載の触媒;
0〜20重量部の1つ以上の反応性小分子であって、この反応性小分子が実質的に上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例に記載のとおりである反応性小分子;ならびに
0〜10重量部の1つ以上の添加剤であって、この添加剤が実質的に上記ならびに本明細書の特定の実施形態及び実施例に記載のとおりである相溶化剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、抗菌剤、UV安定剤、可塑剤及び連続気泡剤から成る群より選択される添加剤
を含む。
プレポリマー
いくつかの実施形態においては、本発明の方法は、本明細書に記載のAPCポリオールのプレポリマーの形成を利用する。これにより、‐OH末端またはイソシアネート末端プレポリマーが生じてもよい。‐OH末端プレポリマーの場合、本明細書に記載の方法において、B側中のAPCポリオールの幾分か、または全ての代わりにこれらの材料を使用してもよい。
いくつかの実施形態においては、本発明の方法は、本明細書に記載のAPCポリオールのプレポリマーの形成を利用する。これにより、‐OH末端またはイソシアネート末端プレポリマーが生じてもよい。‐OH末端プレポリマーの場合、本明細書に記載の方法において、B側中のAPCポリオールの幾分か、または全ての代わりにこれらの材料を使用してもよい。
イソシアネート末端プレポリマーの場合、APCがA側組成物の一部として提供されてもよい。特定の実施形態においては、このようなプレポリマー含有A側組成物は、高温で提供されるか、またはそれらに溶解したCO2とともに提供されて、APCポリオールがB側組成物中にある場合の上記の利点と同様の利点を提供する。
本発明のこれらの実施形態の実施に好適なプレポリマー組成物の作製方法は、WO/2013158621において記載されており、参照によりその全体が本明細書に取り込まれる。
特定の実施形態においては、このようなイソシアネート末端プレポリマーは、オリゴマー形成がほとんどないポリイソシアネート化合物との反応によって末端をキャッピングした、エポキシド‐CO2‐から誘導されるポリオールで主に構成される。特定の実施形態においては、このようなイソシアネート末端プレポリマーは、ポリイソシアネート化合物との反応によって形成されるウレタン結合により結合した複数のエポキシド‐CO2‐から誘導されるポリオールセグメントを含む。
特定の実施形態においては、本発明の方法に好適なプレポリマーは、1つ以上の上記のAPCポリオールと、化学量論的過剰量である本明細書に記載の1つ以上の任意のジイソシアネートとの反応の結果得られるものである。これらのプレポリマーの重合度(すなわち、プレポリマー鎖中に含有されるポリオールセグメントの平均数)は、イソシアネートの相対量、ならびに薬剤添加の順番及び反応条件を制御することによって操作することができる。
特定の実施形態においては、プレポリマーは以下の式に従う化合物を含む。
式中、黒色の四角形
は、ジイソシアネートの炭素骨格を表し(例えば、イソシアネートが2,4‐トルエンジイソシアネートであったならば、
は、式
を有するであろう)、R1、R2、R3、R4、n、x及びyは、上記ならびに本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
特定の実施形態においては、プレポリマーは以下の式に従う化合物を含む。
式中、Qは0または1〜約50の整数であり、白抜きの四角形
はそれぞれポリオール部を表し、それらはそれぞれ同じであっても異なってもよく、
は、上記ならびに本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。これらの実施形態の特定のものにおいては、ポリオール部のいくつかは、1つ以上の本明細書に記載のAPCポリオールから誘導され、他のポリオール部は、本明細書に記載のポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオール等の他のポリオールから誘導されてもよい。
他の実施形態においては、プレポリマーは、化学量論的過剰量のポリオールと制限された量のイソシアネートを反応させることによって形成してもよい。このような実施形態においては、プレポリマーは‐OH末端基を有し、ウレタン結合によって接続された2つ以上のポリオール単位を含有する。特定の実施形態においては、このようなプレポリマーは以下の構造に従う。
式中、
、及びQは、上記ならびに本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。特定の実施形態においては、このようなポリマーは以下の式に従う構造を有する。
式中、
、Q、R1、R2、R3、R4、n、x及びyは、上記ならびに本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
付録A−APCポリオール
この節では、本発明の方法及び組成物において有用性を有するAPCポリオールのいくつかを記載する。本明細書において言及されるAPCポリオールは、2つ以上のエポキシドと二酸化炭素の共重合より誘導される。好適なポリオールの実施例、及びそれらの製造方法は、PCT特許出願公開WO2010/028362において開示され、参照によりその全体が本明細書に取り込まれる。
この節では、本発明の方法及び組成物において有用性を有するAPCポリオールのいくつかを記載する。本明細書において言及されるAPCポリオールは、2つ以上のエポキシドと二酸化炭素の共重合より誘導される。好適なポリオールの実施例、及びそれらの製造方法は、PCT特許出願公開WO2010/028362において開示され、参照によりその全体が本明細書に取り込まれる。
使用されるAPCポリオールが高い割合の反応性末端基を有することは、本明細書にお
いて記載される実施形態の多くで有利である。このような反応性末端基は通常ヒドロキシル基であるが、末端基の化学性質を修飾するようポリオールが処理される場合、他の反応性官能基が存在してもよい。このような修飾物質では、アミノ基、チオール基、アルケン基、カルボキシレート基、シラン、ホスフェート誘導体、イソシアネート基等が末端となってもよい。本発明の目的では、「APCポリオール」という用語は通常、‐OH末端材料の組成物を指すが、別段の指定がない限り、これらの末端基修飾組成物の組込みは除外されない。
いて記載される実施形態の多くで有利である。このような反応性末端基は通常ヒドロキシル基であるが、末端基の化学性質を修飾するようポリオールが処理される場合、他の反応性官能基が存在してもよい。このような修飾物質では、アミノ基、チオール基、アルケン基、カルボキシレート基、シラン、ホスフェート誘導体、イソシアネート基等が末端となってもよい。本発明の目的では、「APCポリオール」という用語は通常、‐OH末端材料の組成物を指すが、別段の指定がない限り、これらの末端基修飾組成物の組込みは除外されない。
特定の実施形態においては、使用されるAPCポリオールの末端基の90%以上が反応性基である。特定の実施形態においては、使用されるAPCポリオールの末端基の95%以上、96%以上、97%以上、または98%以上が反応性基である。特定の実施形態においては、使用されるAPCポリオールの末端基の99%超、99.5%超、99.7%超、または99.8%超が反応性基である。特定の実施形態においては、使用されるAPCポリオールの末端基の99.9%超が反応性基である。
特定の実施形態においては、使用されるAPCポリオールの末端基の90%以上が‐OH基である。特定の実施形態においては、使用されるAPCポリオールの末端基の95%以上、96%以上、97%以上、または98%以上が‐OH基である。特定の実施形態においては、使用されるAPCポリオールの末端基の99%超、99.5%超、99.7%超、または99.8%超が‐OH基である。特定の実施形態においては、使用されるAPCポリオールの末端基の99.9%超が‐OH基である。
ポリオール組成物の‐OH末端基含有量を示す別の方法は、そのOH#を報告することによるものであり、当技術分野で周知の方法を使用して測定される。特定の実施形態においては、本発明において使用されるAPCポリオールは、約40超のOH#を有する。特定の実施形態においては、APCポリオールは、約50超、約75超、約100超、または約120超のOH#を有する。
特定の実施形態においては、APCポリオール組成物がかなりの割合の第一級ヒドロキシル末端基を有する場合、それは有利である。これらはポリ(エチレンカーボネート)を含む組成物では通常のことであるが、置換エポキシドの共重合から誘導されるポリオールでは、‐OH基を有する鎖末端のいくつか、または大半が第二級ヒドロキシル基となることが一般的である。ポリ(プロピレンカーボネート)ポリオールは、大半が第二級ヒドロキシル末端基であるヒドロキシル末端基を含むポリオールの一例である。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、第一級‐OH末端基の割合が増加するよう処理される。これは、エチレンオキシド、反応性ラクトン等の試薬と第二級ヒドロキシ基の反応による方法等の当技術分野で公知の方法によってなされてもよい。特定の実施形態においては、APCポリオールをベータラクトン、カプロラクトン等で処理して、第一級ヒドロキシル末端基を導入する。特定の実施形態においては、APCポリオールをエチレンオキシドで処理して、第一級ヒドロキシル末端基を導入する。
特定の実施形態においては、本発明に対する有用性を有するポリカーボネートポリオールは、以下の構造を有する主要な繰返し単位を含有する。
式中、R1、R2、R3及びR4は、ポリマー鎖中、それぞれ独立して‐H、フッ素、
任意に置換されたC1−40脂肪族基、任意に置換されたC1−20ヘテロ脂肪族基、及び任意に置換されたアリール基から成る群より選択され、R1、R2、R3及びR4のうちのいずれか2つ以上が、介在する原子と一緒になって、1つ以上のヘテロ原子を任意に含有する任意に置換された1つ以上の環を任意に形成してもよい。
任意に置換されたC1−40脂肪族基、任意に置換されたC1−20ヘテロ脂肪族基、及び任意に置換されたアリール基から成る群より選択され、R1、R2、R3及びR4のうちのいずれか2つ以上が、介在する原子と一緒になって、1つ以上のヘテロ原子を任意に含有する任意に置換された1つ以上の環を任意に形成してもよい。
特定の実施形態においては、本発明に対する有用性を有するポリカーボネートポリオールは、以下の構造を有する主要な繰返し単位を含有する。
式中、R1は上記ならびに本明細書のクラス、サブクラス及び実施例において定義されるとおりである。
特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、二酸化炭素とエチレンオキシドのコポリマーを含む。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、二酸化炭素とプロピレンオキシドのコポリマーを含む。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、二酸化炭素とシクロヘキセンオキシドのコポリマーを含む。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、二酸化炭素とシクロペンテンオキシドのコポリマーを含む。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、二酸化炭素と3‐ビニルシクロヘキサンオキシドとのコポリマーを含む。
特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、二酸化炭素及びエチレンオキシド、ならびにプロピレンオキシド、1,2‐ブテンオキシド、2,3‐ブテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、3‐ビニルシクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、グリシジルエステル、グリシジルエーテル、スチレンオキシド、及び高次αオレフィンのエポキシドから成る群より選択される1つ以上のさらなるエポキシドのターポリマーを含む。特定の実施形態においては、このようなターポリマーは、エチレンオキシドから誘導された大部分の繰返し単位と、1つ以上のさらなるエポキシドから誘導されたより少ない量の繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、約50%〜約99.5%のエチレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、約60%超のエチレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、75%超のエチレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、80%超のエチレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、85%超のエチレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、90%超のエチレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、95%超のエチレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。
いくつかの実施形態においては、APCポリオール鎖は、二酸化炭素及びプロピレンオキシド、ならびにエチレンオキシド、1,2‐ブテンオキシド、2,3‐ブテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、3‐ビニルシクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、グリシジルエステル、グリシジルエーテル、スチレンオキシド、及び高次αオレフィンのエポキシドから成る群より選択される1つ以上のさらなるエポキシドのコポリマーを含む。特定の実施形態においては、このようなターポリマーは、プロピレンオキシドから誘導された大部分の繰返し単位と、1つ以上のさらなるエポキシドから誘導されたより少ない量の繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、約50%〜約99.5%のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態
においては、ターポリマーは、60%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、75%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、80%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、85%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、90%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、95%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。
においては、ターポリマーは、60%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、75%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、80%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、85%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、90%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。特定の実施形態においては、ターポリマーは、95%超のプロピレンオキシドから誘導された繰返し単位を含有する。
特定の実施形態においては、本発明において有用性を有するAPCポリオール組成物は、500g/mol〜約25,000g/molの範囲の数平均分子量(Mn)を有する。
特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約25,000g/mol未満のMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約10,000g/mol未満のMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約5,000g/mol未満のMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約500g/mol〜約15,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約500g/mol〜約10,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約500g/mol〜約5,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約500g/mol〜約3,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約500g/mol〜約2,500g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約500g/mol〜約2,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約500g/mol〜約1,500g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約500g/mol〜約1,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約1,000g/mol〜約5,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約1,000g/mol〜約3,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約5,000g/mol〜約10,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約5,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約4,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約3,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約2,500g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約2,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約1,500g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約1,000g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約850g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約750g/molのMnを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、約500g/molのMnを有する。
特定の実施形態においては、使用されるAPCポリオールは、狭い分子量分布を有することを特徴とする。これは、APCポリオールポリマーの多分散指数(PDI)によって示すことができる。特定の実施形態においては、APCポリオール組成物は、2未満のPDIを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール組成物は、1.8未満のPDIを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール組成物は、1.5未満のPDIを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール組成物は、1.4未満のPDIを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール組成物は、約1.0〜1.
2のPDIを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール組成物は、約1.0〜1.1のPDIを有する。
2のPDIを有する。特定の実施形態においては、APCポリオール組成物は、約1.0〜1.1のPDIを有する。
特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、高い割合のカーボネート結合と低い含有量のエーテル結合を含有する実質的に交互のポリマーを含む。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が85%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が90%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が91%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が92%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が93%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が94%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が95%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が96%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が97%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が98%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が99%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中の平均として、カーボネート結合の割合が99.5%以上であることを特徴とする。特定の実施形態においては、上記の割合は、重合開始剤または連鎖移動剤中に存在するエーテル結合を除外しており、エポキシドCO2共重合の間に形成される結合についてのみ言及している。
特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、エポキシドCO2共重合から誘導されるポリマー鎖中、またはポリマー中に存在しうる任意の重合開始剤、連鎖移動剤もしくは末端基中のいずれにおいても本質的にエーテル結合を含有しないことを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、組成物中でポリマー鎖あたり平均して1つ未満のエーテル結合を含有することを特徴とする。特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオール組成物は、エーテル結合を本質的に含有しないことを特徴とする。
APCポリオールが一置換エポキシド(例えば、プロピレンオキシド、1,2‐ブチレンオキシド、エピクロロヒドリン、エポキシ化αオレフィン、またはグリシドール誘導体等)から誘導される特定の実施形態においては、APCは位置規則的であることを特徴とする。位置規則性は、ポリマー鎖内で頭−尾配置で配向している隣接モノマー単位の割合として表してもよい。特定の実施形態においては、本発明のポリマー組成物中のAPCポリオール鎖は、約80%よりも高い頭−尾含有率を有する。特定の実施形態においては、頭−尾含有率は約85%よりも高い。特定の実施形態においては、頭−尾含有率は約90%よりも高い。特定の実施形態においては、頭−尾含有率は、約91%超、約92%超、約93%超、約94%超、または約95%超である。特定の実施形態においては、ポリマーの頭−尾含有率は、プロトンまたは炭素‐13 NMR分光法によって測定される。
特定の実施形態においては、本発明に対して有用なAPCポリオールは、特定の範囲内
となるよう制御された粘度を有する。好ましい範囲は特定の用途に依存し、特定の用途の通常範囲内となるよう制御されてもよい。
となるよう制御された粘度を有する。好ましい範囲は特定の用途に依存し、特定の用途の通常範囲内となるよう制御されてもよい。
APCポリオールが硬質フォームもしくは熱可塑性プラスチック組成物の配合物中で使用される特定の実施形態においては、ポリオールは、20℃以上70℃未満の温度で測定される、約30,000cps未満の粘度を有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約20,000cps未満、約15,000cps未満、約12,000cps未満、または約10,000cps未満の粘度を有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約600〜約30,000cpsの粘度を有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約2,000〜約20,000cpsの粘度を有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約5,000〜約15,000cpsの粘度を有する。
APCポリオールが軟質フォームの配合物中で使用される他の実施形態においては、ポリオールは、20℃以上70℃未満の温度で測定される、約10,000cps未満の粘度を有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約8,000cps未満、約6,000cps未満、約3,000cps未満、または約2,000cps未満の粘度を有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約1,000〜約10,000cpsの粘度を有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約1,000〜約6,000cpsの粘度を有する。
特定の実施形態においては、上記のポリオール粘度値は、約25℃で測定される粘度を表す。特定の実施形態においては、上記の粘度値は、約30℃、約40℃、約50℃、約60℃、または約70℃で測定される粘度を表す。
特定の実施形態においては、本発明に有用なAPCポリオールは、特定の範囲内のTgを有する。望ましいTgは用途によって異なり、特定の用途での公知の通常範囲内となるよう制御されてもよい。ポリオールが軟質フォーム組成物の配合物中で使用される特定の実施形態においては、ポリオールは約20℃未満のTgを有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約15℃未満、約10℃未満、約5℃未満、約0℃未満、約−10℃未満、約−20℃未満、または約−40℃未満のTgを有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約−30℃〜約−20℃のTgを有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約−30℃〜約−20℃のTgを有する。
APCポリオールが硬質フォーム組成物の配合物中で使用される特定の実施形態においては、ポリオールは、約−30℃よりも高いTgを有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約−20℃超、約−10℃超、約0℃超、約10℃超、約15℃超、または約25℃超のTgを有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約−10℃〜約30℃のTgを有する。特定の実施形態においては、このようなポリオールは、約0℃〜約20℃のTgを有する。
特定の実施形態においては、本発明の組成物は、下記の構造P1を有するAPCポリオールを含む。
式中、
R1、R2、R3及びR4は、ポリマー鎖中、それぞれ独立して‐H、フッ素、任意に置換されたC1−30脂肪族基、任意に置換されたC1−20ヘテロ脂肪族基、及び任意に置換されたC6−10アリール基から成る群より選択され、R1、R2、R3及びR4のうちのいずれか2つ以上が、介在する原子と一緒になって、1つ以上のヘテロ原子を任意に含有する任意に置換された1つ以上の環を任意に形成してもよく;
Yはそれぞれ独立して、‐H、または前述の反応性末端基等の他の反応性末端基を含有する部の結合部位であり、
nはそれぞれ独立して、約2〜約100の整数であり;
は、多価部であり;ならびに
x及びyはそれぞれ独立して0〜6の整数であり、xとyの和は2〜6の間である。
R1、R2、R3及びR4は、ポリマー鎖中、それぞれ独立して‐H、フッ素、任意に置換されたC1−30脂肪族基、任意に置換されたC1−20ヘテロ脂肪族基、及び任意に置換されたC6−10アリール基から成る群より選択され、R1、R2、R3及びR4のうちのいずれか2つ以上が、介在する原子と一緒になって、1つ以上のヘテロ原子を任意に含有する任意に置換された1つ以上の環を任意に形成してもよく;
Yはそれぞれ独立して、‐H、または前述の反応性末端基等の他の反応性末端基を含有する部の結合部位であり、
nはそれぞれ独立して、約2〜約100の整数であり;
x及びyはそれぞれ独立して0〜6の整数であり、xとyの和は2〜6の間である。
特定の実施形態においては、APC鎖内に埋め込まれた多価部
は、エポキシド/CO2共重合が生じうる2つ以上の部位を有する多官能性連鎖移動剤から誘導される。特定の実施形態においては、このような共重合は、PCT特許出願公開WO/2010/028362において例示されているような多官能性連鎖移動剤の存在下で行われる。
特定の実施形態においては、本発明のポリマー組成物中のAPCポリオール鎖は、以下の構造P2を有する鎖を含む。
式中、R1、R2、R3、R4、Y、
及びnはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
APC鎖が構造P2を有する特定の実施形態においては、
は2価アルコールから誘導される。このような例においては、
は2価アルコールの炭素含有骨格を表し、
に隣接する2個の酸素原子は、ジオールの‐OH基から誘導される。例えば、多官能性連
鎖移動剤がエチレングリコールであった場合、
は‐CH2CH2‐であり、P2は以下の構造を有する。
鎖移動剤がエチレングリコールであった場合、
特定の実施形態においては、
が2価アルコールから誘導される場合、2価アルコールはC2−40ジオールを含む。特定の実施形態においては、2価アルコールは、1,2‐エタンジオール、1,2‐プロパンジオール、1,3‐プロパンジオール、1,2‐ブタンジオール、1,3‐ブタンジオール、1,4‐ブタンジオール、1,5‐ペンタンジオール、2,2‐ジメチルプロパン‐1,3‐ジオール、2‐ブチル‐2‐エチルプロパン‐1,3‐ジオール、2‐メチル‐2,4‐ペンタンジオール、2‐エチル‐1,3‐ヘキサンジオール、2‐メチル‐1,3‐プロパンジオール、1,5‐ヘキサンジオール、1,6‐ヘキサンジオール、1,8‐オクタンジオール、1,10‐デカンジオール、1,12‐ドデカンジオール、2,2,4,4‐テトラメチルシクロブタン‐1,3‐ジオール、1,3‐シクロペンタンジオール、1,2‐シクロヘキサンジオール、1,3‐シクロヘキサンジオール、1,4‐シクロヘキサンジオール、1,2‐シクロヘキサンジメタノール、1,3‐シクロヘキサンジメタノール、1,4‐シクロヘキサンジメタノール、1,4‐シクロヘキサンジエタノール、イソソルビド、グリセロールモノエステル、グリセロールモノエーテル、トリメチロールプロパンモノエステル、トリメチロールプロパンモノエーテル、ペンタエリスリトールジエステル、ペンタエリスリトールジエーテル、及びこれらのうちのいずれかのアルコキシル化誘導体から成る群より選択される。
特定の実施形態においては、
が2価アルコールから誘導される場合、2価アルコールは、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、テトラエチレングリコール、220〜約2000g/molの数平均分子量を有するもの等の高次のポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及び234〜約2000g/molの数平均分子量を有するもの等の高次のポリプロピレングリコールから成る群より選択される。
エチレングリコール、テトラエチレングリコール、220〜約2000g/molの数平均分子量を有するもの等の高次のポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及び234〜約2000g/molの数平均分子量を有するもの等の高次のポリプロピレングリコールから成る群より選択される。
特定の実施形態においては、
が2価アルコールから誘導される場合、2価アルコールは、2価酸、ジオールまたはヒドロキシ酸から成る群より選択される化合物のアルコキシル化誘導体を含む。特定の実施形態においては、アルコキシル化誘導体は、エトキシ化またはプロポキシ化化合物を含む。
特定の実施形態においては、
が2価アルコールから誘導される場合、2価アルコールは高分子ジオールを含む。特定の実施形態においては、高分子ジオールは、ポリエーテル、ポリエステル、ヒドロキシ末端ポリオレフィン、ジオールとホスゲン(またはその反応等価物)から誘導されるポリカーボネートポリオール;ポリエーテル−コポリエステル、ポリエーテルポリカーボネート、ポリカーボネート−コポリエステル、ポリオキシメチレンポリマー、及びこれらのうちのいずれかのアルコキシル化類似体から成る群より選択される。特定の実施形態においては、高分子ジオールは、約2000g/mol未満の平均分子量を有する。
特定の実施形態においては、
は、2つより多くのヒドロキシ基を有する多価アルコールから誘導される。特定の実施形態においては、本発明のポリマー組成物中のAPCポリオール鎖は、
部がトリオールから誘導されるAPC鎖を含む。特定の実施形態においては、このようなAPC鎖は、以下の構造P3を有する。
式中、R1、R2、R3、R4、Y、
及びnはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
特定の実施形態においては、
がトリオールから誘導される場合、トリオールは、グリセロール、1,2,4−ブタントリオール、2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリメチロールへキサン、1,4−シクロヘキサントリメタノール、ペンタエリスリトールモノエステル、ペンタエリスリトールモノエーテル、及びこれらのうちのいずれかのアルコキシル化類似体から成る群より選択される。特定の実施形態においては、アルコキシル化誘導体は、エトキシ化またはプロポキシ化化合物を含む。
特定の実施形態においては、
は、3官能性カルボン酸または3官能性ヒドロキシ酸のアルコキシル化誘導体から誘導される。特定の実施形態においては、アルコキシル化誘導体は、エトキシ化またはプロポキシ化化合物を含む。
特定の実施形態においては、
が高分子トリオールから誘導される場合、高分子トリオールは、ポリエーテル、ポリエステル、ヒドロキシ末端ポリオレフィン、ポリエーテル−コポリエステル、ポリエーテルポリカーボネート、ポリオキシメチレンポリマー、ポリカーボネート−コポリエステル、及びこれらのうちのいずれかのアルコキシル化類似体から成る群より選択される。特定の実施形態においては、アルコキシル化高分子トリオールは、エトキシ化またはプロポキシ化化合物を含む。
特定の実施形態においては、
は、4つのヒドロキシ基を有する多価アルコールから誘導される。特定の実施形態においては、本発明のポリマー組成物中のAPC鎖は、
部がテトラオールから誘導されるAPC鎖を含む。特定の実施形態においては、本発明のポリマー組成物中のAPC鎖は、以下の構造P4を有する鎖を含む。
式中、R1、R2、R3、R4、Y、
及びnはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
特定の実施形態においては、
は、4つより多くのヒドロキシ基を有する多価アルコールから誘導される。特定の実施形態においては、
は、6つのヒドロキシ基を有する多価アルコールから誘導される。特定の実施形態においては、多価アルコールは、ジペンタエリスロトールまたはそのアルコキシル化類似体である。特定の実施形態においては、多価アルコールは、ソルビトールまたはそのアルコキシル化類似体である。特定の実施形態においては、本発明のポリマー組成物中のAPCポリオール鎖は、以下の構造P5を有する鎖を含む。
特定の実施形態においては、本発明のAPCポリオールは、より官能基の多い鎖(例えば、式P3〜P5の1つ以上のポリカーボネート)と組み合わせた、2官能性の鎖(例えば、式P2のポリカーボネート)の組合せを含む。
特定の実施形態においては、
はヒドロキシ酸から誘導される。特定の実施形態においては、本発明のポリマー組成物中のAPCポリオール鎖は、以下の構造P6を有する鎖を含む。
式中、R1、R2、R3、R4、Y、
及びnはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。このような例においては、
はヒドロキシ酸の炭素含有骨格を表し、
に隣接するエステル結合及びカーボネート結合は、ヒドロキシ酸の‐CO2H基及びヒドロキシ基から誘導される。例えば、
が3‐ヒドロキシプロパン酸から誘導された場合、
は‐CH2CH2‐であり、P6は以下の構造を有する。
特定の実施形態においては、
は、任意に置換されたC2−40ヒドロキシ酸から誘導される。特定の実施形態においては、
は、ポリエステルから誘導される。特定の実施形態においては、このようなポリエステルは、
約2000g/mol未満の分子量を有する。
約2000g/mol未満の分子量を有する。
特定の実施形態においては、ヒドロキシ酸は、α‐ヒドロキシ酸である。特定の実施形態においては、ヒドロキシ酸は、グリコール酸、DL乳酸、D乳酸、L乳酸、クエン酸及びマンデル酸から成る群より選択される。
特定の実施形態においては、ヒドロキシ酸はβ‐ヒドロキシ酸である。特定の実施形態においては、ヒドロキシ酸は、3‐ヒドロキシプロピオン酸、DL‐3‐ヒドロキシ酪酸、D‐3‐ヒドロキシ酪酸、L‐3‐ヒドロキシ酪酸、DL‐3‐ヒドロキシ吉草酸、D‐3‐ヒドロキシ吉草酸、L‐3‐ヒドロキシ吉草酸、サリチル酸、及びサリチル酸の誘導体から成る群より選択される。
特定の実施形態においては、ヒドロキシ酸はα‐ωヒドロキシ酸である。特定の実施形態においては、ヒドロキシ酸は、任意に置換されたC3ー20脂肪族α‐ωヒドロキシ酸及びオリゴマーエステルから成る群より選択される。
特定の実施形態においては、
はポリカルボン酸から誘導される。特定の実施形態においては、本発明のポリマー組成物中のAPCポリオール鎖は、以下の構造P7を有する鎖を含む。
式中、R1、R2、R3、R4、Y、
及びnはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりであり、y’は1〜5の整数(1及び5を含む)である。
特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は構造P7を有し、
は、ポリカルボン酸の炭素含有骨格(またはシュウ酸の場合、共有結合)を表し、
に隣接するエステル基は、ポリカルボン酸の‐CO2H基から誘導される。例えば、
がコハク酸(HO2CCH2CH2CO2H)から誘導された場合、
は‐CH2CH2‐であり、P7は以下の構造を有する。
式中、R1、R2、R3、R4、Y及びnはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
特定の実施形態においては、
はジカルボン酸から誘導される。特定の実施形態においては、本発明のポリマー組成物中のAPC鎖は、以下の構造P8を有する鎖を含む。
式中、R1、R2、R3、R4、Y、
及びnはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
特定の実施形態においては、本明細書における構造中の
はそれぞれ独立して、以下のものから成る群より選択される。
式中、Rxはそれぞれ独立して、C2−20脂肪族、C2−20ヘテロ脂肪族、3〜14員の炭素環式、6〜10員のアリール、5〜10員のヘテロアリール、及び3〜12員の複素環から成る群より選択される、任意に置換された基である。
特定の実施形態においては、本明細書における構造中の
はそれぞれ独立して、以下のものから成る群より選択される。
式中、Rxは上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
特定の実施形態においては、APCポリオール鎖は、
を含む。式中、
、‐Y及びnはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりであり;
はそれぞれ独立して、単結合または二重結合を表す。
特定の実施形態においては、構造P2a、P2c、P2d、P2f、P2h、P2j、P2l、P2l−a、P2n、P2p及びP2rのポリカーボネートにおいて、
は、エチレングリコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3‐プロパンジオール;1,4‐ブタンジオール、へキシレングリコール、1,6‐ヘキサンジオール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びこれらのうちのいずれかのアルコキシル化誘導体から成る群より選択される。
上に示した構造P2f〜P2rによって表されるもの等の、2つ以上のエポキシドから誘導される繰返し単位を含むポリカーボネートでは、描かれた構造が、明確に示されていない位置異性体(positional isomerまたはregioisomer)の混合物を表してもよいことが理解される必要がある。例えば、ポリカーボネート鎖のいずれかの末端基に隣接するポリマー繰返し単位は、コポリマーを含む2つのエポキシドのうちのいずれか一方から誘導することができ、または2つのエポキシドの1つのみから誘導することができる。したがって、ポリマーは、末端基に結合した特定の繰返し単位とともに描かれてもよいが、末端の繰返し単位は、2つのエポキシドのいずれか一方から誘導される可能性があり、所定のポリマー組成物は、あらゆる可能性の混合物を様々な比率で
含む可能性がある。これらの末端基の比率は、重合に使用される異なるエポキシドの比率、使用される触媒の構造、使用される反応条件(すなわち、温度、CO2圧力等)を含むいくつかの要因、ならびに反応成分を添加するタイミングによって影響されうる。
含む可能性がある。これらの末端基の比率は、重合に使用される異なるエポキシドの比率、使用される触媒の構造、使用される反応条件(すなわち、温度、CO2圧力等)を含むいくつかの要因、ならびに反応成分を添加するタイミングによって影響されうる。
同様に上の図は、置換されたエポキシドから誘導される繰返し単位の、定義された位置化学を示してもよいが、ポリマー組成物は、場合によっては位置異性体の混合物を含有するであろう。所定の重合の位置選択性は、使用される触媒の構造、及び用いられる反応条件を含む多くの要因によって影響されうる。分かり易く言えば、これは、上述の構造P2rによって表される組成物が、下の図に示すようないくつかの化合物の混合物を含有してもよいことを意味する。この図は、ポリマーP2rの異性体を図表で示したものであり、鎖の図の下の構造は、連鎖移動剤及び主ポリマー鎖の各側の末端基に隣接するモノマー単位で可能な各位置異性体(regioisomer及びpositional isomer)を示す。ポリマーの各末端基は独立して、左側または右側に示される基から選択されてもよく、連鎖移動剤及びそれに隣接する2つのモノマー単位を含むポリマーの中心部は独立して、示される基から選択されてもよい。特定の実施形態においては、ポリマー組成物は、これらのうち全ての可能な組合せの混合物を含む。他の実施形態においては、ポリマー組成物は、これらのうちの1つ以上で富化されている。
特定の実施形態においては、APCポリオールは、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、及びこれらのうちのいずれか2つ以上の混合物から成る群より選択される。
式中、tは1〜12の整数であり(1及び12を含む)、ならびにRtはそれぞれ独立して、‐Hまたは‐CH3である。
特定の実施形態においては、APCポリオールは、以下のものから成る群より選択される。
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数(average molecular weight number)、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約2,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約2,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約2,000g/mol(例えば、nは平均で約10〜約11である)の平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/mol(例えば、各nは約4〜約16である)の平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約2,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボ
ネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボネート);
約2,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約2,000g/mol(例えば、nは平均で約10〜約11である)の平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);ならびに
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート)。
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数(average molecular weight number)、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約2,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q1のポリ(エチレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約2,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q2のポリ(プロピレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約2,000g/mol(例えば、nは平均で約10〜約11である)の平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q3のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/mol(例えば、各nは約4〜約16である)の平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約2,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、85%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q4のポリ(エチレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボ
ネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボネート);
約2,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボネート);
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q5のポリ(プロピレンカーボネート);
約500g/mol〜約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約500g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約1,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);
約2,000g/mol(例えば、nは平均で約10〜約11である)の平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、90%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート);ならびに
約3,000g/molの平均分子量数、約1.25未満の多分散指数、95%以上のカーボネート結合、及び98%以上の‐OH末端基を有する式Q6のポリ(エチレン‐co‐プロピレンカーボネート)。
特定の実施形態においては、埋め込まれた連鎖移動剤
は、高分子ジオールまたは高級多価アルコールから誘導される部である。特定の実施形態においては、このような高分子アルコールは、ポリエーテルまたはポリエステルポリオールである。特定の実施形態においては、
は、エチレングリコールもしくはプロピレングリコール繰返し単位(‐OCH2CH2O‐、もしくは‐OCH2CH(CH3)O‐)、またはこれらの組合せを含むポリエーテルポリオールである。特定の実施形態においては、
は、ジオール及び二価酸の反応生成物、またはラクトンの開環重合から誘導される物質を含むポリエステルポリオールである。
Rqは、ポリマー鎖中、それぞれ独立して‐Hまたは‐CH3であり;
Raは‐Hまたは‐CH3であり;
q及びq’は独立して、約2〜約40の整数であり;ならびに
nは、上記ならびに本明細書の実施例及び実施形態において定義されるとおりである。
特定の実施形態においては、APCポリオールは、以下のものから成る群より選択される。
式中、Ra、Rq、q、q’及びnはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
特定の実施形態においては、APCポリオールが構造Q7に従う化合物を含む場合、
部は、ポリウレタンフォーム組成物の配合物において通常使用されるポリエーテルポリオール等の市販のポリエーテルポリオールから誘導される。
構造Q8を有する。
cは、ポリマー鎖中、それぞれ独立して0〜6の整数であり;
dは、ポリマー鎖中、それぞれ独立して1〜11の整数であり;
q’は、ポリマー鎖中、それぞれ独立して1〜10の整数であり;ならびに
Rq、n、及びqはそれぞれ上記で定義され、本明細書のクラス及びサブクラスにおいて記載されるとおりである。
特定の実施形態においては、APCポリオールが構造Q8に従う化合物を含む場合、
部は、ポリウレタンフォーム組成物の配合物において通常使用されるポリエステルポリオール等の市販のポリエステルポリオールから誘導される。
付録B−イソシアネート試薬
この節では、いくつかのポリイソシアネートについて記載しており、それらは本発明の方
法及び組成物において有用性を有する。いくつかの実施形態においては、本発明の組成物はイソシアネート試薬またはその反応生成物を含む。これらのイソシアネート試薬の目的は、APCポリオール上の反応性末端基と反応して、鎖延長及び/または架橋によってより大きな分子量の構造を形成することである。
この節では、いくつかのポリイソシアネートについて記載しており、それらは本発明の方
法及び組成物において有用性を有する。いくつかの実施形態においては、本発明の組成物はイソシアネート試薬またはその反応生成物を含む。これらのイソシアネート試薬の目的は、APCポリオール上の反応性末端基と反応して、鎖延長及び/または架橋によってより大きな分子量の構造を形成することである。
ポリウレタン合成の分野はかなり進歩しており、非常に多くのイソシアネート及び関連するポリウレタン前駆体が当技術分野で公知であり、市販されている。本明細書のこの節では、本発明の特定の実施形態における使用に好適なイソシアネートを記載するが、本開示の教示に従って代替のイソシアネートを使用して、本発明の範囲内の物質のさらなる組成物を配合することは、ポリウレタン配合物分野の当業者の能力範囲内であることが理解される必要がある。好適なイソシアネート化合物及び関連方法の記載は、Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes Ionescu,Mihail 2005(ISBN978−1−84735−035−0)、及びH.Ulrich,“Urethane Polymers,”Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,1997において見出すことができる。これらはそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に取り込まれる。
特定の実施形態においては、イソシアネート試薬は、1分子当たり2つ以上のイソシアネート基を含む。特定の実施形態においては、イソシアネート試薬はジイソシアネートである。他の実施形態においては、イソシアネート試薬は、トリイソシアネート、テトライソシアネート、イソシアネートポリマーまたはオリゴマー等の高次のポリイソシアネートである。特定の実施形態においては、イソシアネート試薬は、脂肪族ポリイソシアネートまたは脂肪族ポリイソシアネートの誘導体もしくはオリゴマーである。他の実施形態においては、イソシアネートは、芳香族ポリイソシアネートまたは芳香族ポリイソシアネートの誘導体もしくはオリゴマーである。特定の実施形態においては、組成物は、上記の種類のイソシアネートのうちのいずれか2つ以上の混合物を含んでもよい。
特定の実施形態においては、本発明の新規材料の配合物において使用されるイソシアネート成分は、2以上の官能価を有する。特定の実施形態においては、本発明の材料のイソシアネート成分は、所定の用途のため特定の官能数を達成するよう配合されたジイソシアネート及び高次のイソシアネートの混合物を含む。特定の実施形態においては、本発明の組成物が軟質フォームまたは軟質エラストマーである場合、用いられるイソシアネートは、約2の官能価を有する。特定の実施形態においては、このようなイソシアネートは、約2〜約2.7の官能価を有する。特定の実施形態においては、このようなイソシアネートは、約2〜約2.5の官能価を有する。特定の実施形態においては、このようなイソシアネートは、約2〜約2.3の官能価を有する。特定の実施形態においては、このようなイソシアネートは、約2〜約2.2の官能価を有する。
他の実施形態においては、本発明の組成物が硬質フォームまたは熱可塑性プラスチックである場合、用いられるイソシアネートは、2よりも大きい官能価を有する。特定の実施形態においては、このようなイソシアネートは、約2.3〜約4の官能価を有する。特定の実施形態においては、このようなイソシアネートは、約2.5〜約3.5の官能価を有する。特定の実施形態においては、このようなイソシアネートは、約2.6〜約3.1の官能価を有する。特定の実施形態においては、このようなイソシアネートは、約3の官能価を有する。
特定の実施形態においては、イソシアネート試薬は、1,6‐ヘキサメチルアミンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’‐メチレン‐ビス(シクロヘキシルイソシアネート)(H12MDI)、2,4‐トルエンジイソ
シアネート(TDI)、2,6‐トルエンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン‐4,4’‐ジイソシアネート(MDI)、ジフェニルメタン‐2,4’‐ジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、1,3‐ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(H6‐XDI)、2,2,4‐トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4‐トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、m‐テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、p‐テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、イソシアナトメチル‐1,8‐オクタンジイソシアネート(TIN)、トリフェニルメタン‐4,4’,4”‐トリイソシアネート、トリス(p‐イソシアナトメチル)チオサルフェート、1,3‐ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,4‐テトラメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサ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、1,4‐シクロヘキシルジイソシアネート、リジンジイソシアネート、及びこれらのうちのいずれか2つ以上の混合物から成る群より選択される。
シアネート(TDI)、2,6‐トルエンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン‐4,4’‐ジイソシアネート(MDI)、ジフェニルメタン‐2,4’‐ジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、1,3‐ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(H6‐XDI)、2,2,4‐トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4‐トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、m‐テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、p‐テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、イソシアナトメチル‐1,8‐オクタンジイソシアネート(TIN)、トリフェニルメタン‐4,4’,4”‐トリイソシアネート、トリス(p‐イソシアナトメチル)チオサルフェート、1,3‐ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,4‐テトラメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサ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、1,4‐シクロヘキシルジイソシアネート、リジンジイソシアネート、及びこれらのうちのいずれか2つ以上の混合物から成る群より選択される。
本発明の特定の実施形態に好適なイソシアネートは、種々の商品名で市販されている。好適な市販のイソシアネートの例としては、Desmodur(登録商標)(Bayer
Material Science)、Tolonate(登録商標)(Perstorp)、Takenate(登録商標)(Takeda)、Vestanat(登録商標)(Evonik)、Desmotherm(登録商標)(Bayer Material Science)、Bayhydur(登録商標)(Bayer Material
Science)、Mondur(Bayer Material Science)、Suprasec(Huntsman Inc.)、Lupranate(登録商標)(BASF)、Trixene(Baxenden)、Hartben(登録商標)(Benasedo)、Ucopol(登録商標)(Sapici)、及びBasonat(登録商標)(BASF)の商品名で販売されている材料が挙げられる。これらの商品名はそれぞれ、様々な等級及び配合物で入手可能な種々のイソシアネート材料を包含する。特定の用途のポリウレタン組成物を製造する試薬として好適な市販のイソシアネート材料を選択することは、上述の供給業者によって供給される製品データシートにおいて提供される情報に従い、本特許出願の教示及び開示を使用すれば、ポリウレタン技術分野の当業者の能力範囲内である。
Material Science)、Tolonate(登録商標)(Perstorp)、Takenate(登録商標)(Takeda)、Vestanat(登録商標)(Evonik)、Desmotherm(登録商標)(Bayer Material Science)、Bayhydur(登録商標)(Bayer Material
Science)、Mondur(Bayer Material Science)、Suprasec(Huntsman Inc.)、Lupranate(登録商標)(BASF)、Trixene(Baxenden)、Hartben(登録商標)(Benasedo)、Ucopol(登録商標)(Sapici)、及びBasonat(登録商標)(BASF)の商品名で販売されている材料が挙げられる。これらの商品名はそれぞれ、様々な等級及び配合物で入手可能な種々のイソシアネート材料を包含する。特定の用途のポリウレタン組成物を製造する試薬として好適な市販のイソシアネート材料を選択することは、上述の供給業者によって供給される製品データシートにおいて提供される情報に従い、本特許出願の教示及び開示を使用すれば、ポリウレタン技術分野の当業者の能力範囲内である。
いくつかの実施形態においては、本発明の特定の実施形態に好適なさらなるイソシアネートがLupranate(登録商標)(BASF)という商品名で販売されている。特定の実施形態においては、イソシアネートは、表1に示される材料から成る群より選択される。
本発明の特定の実施形態に好適な他のイソシアネートは、Desmodur(登録商標)という商品名で販売されており、Bayer Material Scienceから入手可能である。特定の実施形態においては、イソシアネートは、表2に示される材料から成る群より選択される。
いくつかの実施形態においては、本発明の特定の実施形態に好適なイソシアネートは、Tolonate(登録商標)(Perstorp)という商品名で販売されている。特定の実施形態においては、イソシアネートは表3に示される材料から成る群より選択される。
いくつかの実施形態においては、本発明の特定の実施形態に好適なイソシアネートは、Mondur(登録商標)という商品名で販売されており、Bayer Material Scienceから入手可能である。特定の実施形態においては、イソシアネートは表4に示される材料から成る群より選択される。
特定の実施形態においては、1つ以上の上述のイソシアネート組成物が、ポリウレタンフォーム製造分野で公知のA側混合物の典型である配合物中に提供される。このようなA側混合物は、モル過剰量の1つ以上のポリイソシアネートと、アルコール、アミン、チオール、カルボキシレート等の反応性官能基を含む反応性分子の反応によって形成されるプレポリマーを含んでもよい。A側混合物は、当技術分野で公知の溶媒、界面活性剤、安定剤、及び他の添加剤を含んでもよい。
他の実施形態
前述してきたものは、本発明の特定の非限定的実施形態についての記載である。したがって、本明細書に記載した発明の実施形態は、発明の原理の用途を単に説明するだけのものであることが理解される必要がある。説明される実施形態の詳細についての本明細書における言及は、特許請求の範囲を制限することを意図するものではなく、本発明に不可欠なものとしてみなされる特徴は特許請求の範囲自体が記載している。
前述してきたものは、本発明の特定の非限定的実施形態についての記載である。したがって、本明細書に記載した発明の実施形態は、発明の原理の用途を単に説明するだけのものであることが理解される必要がある。説明される実施形態の詳細についての本明細書における言及は、特許請求の範囲を制限することを意図するものではなく、本発明に不可欠なものとしてみなされる特徴は特許請求の範囲自体が記載している。
本発明の好ましい実施形態によれば、例えば、以下が提供される。
(項1)
ポリウレタンフォーム組成物の作製方法であって、該方法が、
1つ以上のポリイソシアネートを含むA側組成物を準備すること;
1つ以上のエポキシドとCO 2 の共重合から誘導される、高率で交互となっている1つ以上のポリカーボネートポリオールを含むB側組成物を準備すること;
該B側組成物を高温に加熱すること;
前記A側組成物、加熱した前記B側組成物及びCO 2 を混合して、フォーム混合物を提供すること;ならびに
前記フォーム混合物を、前記ポリウレタンフォーム組成物へと硬化させること;
の工程を含む方法であって、少なくとも一部の前記CO 2 が別個の流れとして加えられるか、または前記B側組成物中に溶解して提供される、前記方法。
(項2)
前記A側組成物、前記加熱したB側組成物及び液体CO 2 流を混合ヘッドにおいて同時に混合して、前記フォーム混合物を提供する上記項1記載の方法。
(項3)
少なくとも一部の前記CO 2 が前記B側組成物中に溶解して提供される上記項1記載の方法。
(項4)
前記A側組成物及び前記加熱したB側組成物を混合ヘッドにおいて混合し、そのA側/B側混合物にCO 2 流を別個で加える上記項1記載の方法。
(項5)
前記B側組成物中の前記ポリオールによって提供される活性‐OH末端基のモルを基準として、前記B側組成物が約4モル当量未満の水を含有する上記項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
(項6)
前記B側組成物中の前記ポリオールによって提供される活性‐OH末端基のモルを基準として、前記B側組成物が約2モル当量未満の水を含有する上記項5記載の方法。
(項7)
前記B側組成物が70℃〜200℃の温度に加熱される上記項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
(項8)
前記B側組成物が約70℃〜約150℃、約70℃〜約120℃、約80℃〜約120℃、約100℃〜約150℃、約90℃〜約140℃、または約90℃〜130℃の温度に加熱される上記項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
(項9)
前記B側組成物が、
から成る群より選択されるポリオールを含む方法であって、式中、
nはそれぞれ独立して約2〜約100の整数であり;
は多価部であり;ならびに
R 1a はポリマー鎖中、それぞれ独立して、‐H、‐CH 3 、‐CH 2 CH 3 、‐CH 2 Cl、‐CH 2 OR x 、‐CH 2 OC(O)R x 、及び‐(CH 2 ) q CH 3 から成る群より選択され、R x はそれぞれ独立して、C 1−20 脂肪族、C 1−20 ヘテロ脂肪族、3〜14員の炭素環式、6〜10員のアリール、5〜10員のヘテロアリール、及び3〜12員の複素環式から成る群より選択される任意に置換された部であり、qは2〜40の整数である
上記項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
(項10)
前記B側組成物が、式:
のポリオールを含む上記項9記載の方法。
(項11)
前記B側組成物が、式:
のポリオールを含む上記項9記載の方法。
(項12)
前記B側組成物が、式:
のポリオールを含む上記項9記載の方法。
(項13)
前記B側組成物が、式:
のポリオールを含む上記項9記載の方法。
(項14)
前記高率で交互となっているポリカーボネートポリオールが、95%以上のカーボネート結合、97%以上のカーボネート結合、99%以上のカーボネート結合、または本質的にカーボネート結合のみを有することを特徴とする上記項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
(項15)
前記高率で交互となっているポリカーボネートポリオールが、ポリ(プロピレンカーボネート)を含む上記項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
(項16)
前記高率で交互となっているポリカーボネートポリオールが、ポリ(エチレンカーボネート)を含む上記項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
(項17)
上記項1〜16のいずれか1項に記載の方法によって作製されるポリウレタンフォーム組成物。
(項18)
硬化した前記フォーム組成物が、約40%未満、約30%未満、約25%未満、約20%未満、約15%未満または約10%未満のハードセグメント含有量を有することを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
(項19)
硬化した前記フォーム組成物が、約1:1超、約2:1超、約3:1超または約5:1超の尿素結合に対するウレタン結合の比を有することを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
(項20)
前記フォームが軟質フォームを含むことを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
(項21)
前記フォームが高弾力性軟質フォームに対するASTM規格を満たすことを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
(項22)
前記フォームが硬質フォームを含むことを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
(項1)
ポリウレタンフォーム組成物の作製方法であって、該方法が、
1つ以上のポリイソシアネートを含むA側組成物を準備すること;
1つ以上のエポキシドとCO 2 の共重合から誘導される、高率で交互となっている1つ以上のポリカーボネートポリオールを含むB側組成物を準備すること;
該B側組成物を高温に加熱すること;
前記A側組成物、加熱した前記B側組成物及びCO 2 を混合して、フォーム混合物を提供すること;ならびに
前記フォーム混合物を、前記ポリウレタンフォーム組成物へと硬化させること;
の工程を含む方法であって、少なくとも一部の前記CO 2 が別個の流れとして加えられるか、または前記B側組成物中に溶解して提供される、前記方法。
(項2)
前記A側組成物、前記加熱したB側組成物及び液体CO 2 流を混合ヘッドにおいて同時に混合して、前記フォーム混合物を提供する上記項1記載の方法。
(項3)
少なくとも一部の前記CO 2 が前記B側組成物中に溶解して提供される上記項1記載の方法。
(項4)
前記A側組成物及び前記加熱したB側組成物を混合ヘッドにおいて混合し、そのA側/B側混合物にCO 2 流を別個で加える上記項1記載の方法。
(項5)
前記B側組成物中の前記ポリオールによって提供される活性‐OH末端基のモルを基準として、前記B側組成物が約4モル当量未満の水を含有する上記項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
(項6)
前記B側組成物中の前記ポリオールによって提供される活性‐OH末端基のモルを基準として、前記B側組成物が約2モル当量未満の水を含有する上記項5記載の方法。
(項7)
前記B側組成物が70℃〜200℃の温度に加熱される上記項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
(項8)
前記B側組成物が約70℃〜約150℃、約70℃〜約120℃、約80℃〜約120℃、約100℃〜約150℃、約90℃〜約140℃、または約90℃〜130℃の温度に加熱される上記項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
(項9)
前記B側組成物が、
から成る群より選択されるポリオールを含む方法であって、式中、
nはそれぞれ独立して約2〜約100の整数であり;
は多価部であり;ならびに
R 1a はポリマー鎖中、それぞれ独立して、‐H、‐CH 3 、‐CH 2 CH 3 、‐CH 2 Cl、‐CH 2 OR x 、‐CH 2 OC(O)R x 、及び‐(CH 2 ) q CH 3 から成る群より選択され、R x はそれぞれ独立して、C 1−20 脂肪族、C 1−20 ヘテロ脂肪族、3〜14員の炭素環式、6〜10員のアリール、5〜10員のヘテロアリール、及び3〜12員の複素環式から成る群より選択される任意に置換された部であり、qは2〜40の整数である
上記項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
(項10)
前記B側組成物が、式:
のポリオールを含む上記項9記載の方法。
(項11)
前記B側組成物が、式:
のポリオールを含む上記項9記載の方法。
(項12)
前記B側組成物が、式:
のポリオールを含む上記項9記載の方法。
(項13)
前記B側組成物が、式:
のポリオールを含む上記項9記載の方法。
(項14)
前記高率で交互となっているポリカーボネートポリオールが、95%以上のカーボネート結合、97%以上のカーボネート結合、99%以上のカーボネート結合、または本質的にカーボネート結合のみを有することを特徴とする上記項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
(項15)
前記高率で交互となっているポリカーボネートポリオールが、ポリ(プロピレンカーボネート)を含む上記項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
(項16)
前記高率で交互となっているポリカーボネートポリオールが、ポリ(エチレンカーボネート)を含む上記項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
(項17)
上記項1〜16のいずれか1項に記載の方法によって作製されるポリウレタンフォーム組成物。
(項18)
硬化した前記フォーム組成物が、約40%未満、約30%未満、約25%未満、約20%未満、約15%未満または約10%未満のハードセグメント含有量を有することを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
(項19)
硬化した前記フォーム組成物が、約1:1超、約2:1超、約3:1超または約5:1超の尿素結合に対するウレタン結合の比を有することを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
(項20)
前記フォームが軟質フォームを含むことを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
(項21)
前記フォームが高弾力性軟質フォームに対するASTM規格を満たすことを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
(項22)
前記フォームが硬質フォームを含むことを特徴とする上記項17記載のポリウレタンフォーム組成物。
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- 明細書に記載の発明。
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