JP2022514469A - ハイブリッドフォーム配合物 - Google Patents
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Abstract
本開示の実施形態は、イソシアネート反応性組成物、および高官能性架橋剤と、アゾ系ラジカル開始剤と、イソシアネートと、を含むハイブリッドフォーム配合物に関する。【選択図】なし
Description
本開示の実施形態は、ハイブリッドフォーム配合物に関する。より具体的には、実施形態は、イソシアネート反応性組成物、および高官能性架橋剤、アゾ系ラジカル開始剤、ならびにイソシアネートを含むハイブリッドフォーム配合物に関する。
フォームは、液体材料、固体材料、またはゲル材料中に気体が分散されている分散体である。フォームは、ポリオールとイソシアネートとの化学反応によって形成され得る。フォームは、いくつものさまざまな用途のために、特に、例えば、断熱材、寝具、家具、車の座席、およびカーペット裏地のために利用され得る。
本開示は、ポリオール組成物であって、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３．７～５．７の平均ヒドロキシル官能価、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３７０～５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価、およびポリオール組成物の総ポリオールに基づいて４００～７５０ｇ／モルの数平均分子量を有するポリオール組成物と、３．０以上の平均官能価を有する高官能性架橋剤であって、その高官能性架橋剤の官能基が、アクリレート基、アリル基、ＯＨ基、ＮＨ２基、ＣＯＯＨ基、およびそれらの組み合わせから選択され、その高官能性架橋剤の官能基の１０～９９パーセントが、アクリレート基、アリル基、またはそれらの組み合わせである、高官能性架橋剤と、を含む、イソシアネート反応性組成物を提供する。
本開示は、イソシアネート反応性組成物、アゾ系ラジカル開始剤、およびイソシアネートを含むハイブリッドフォーム配合物を提供する。
本開示は、ハイブリッドフォーム配合物を硬化させることによって形成されるフォーム製品を提供する。
本開示は、フォーム製品を形成する方法を提供することであって、その方法は、ポリオール組成物であって、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３．７～５．７の平均ヒドロキシル官能価、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３７０～５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価、およびポリオール組成物の総ポリオールに基づいて４００～７５０ｇ／モルの数平均分子量を有する、ポリオール組成物と、３．０以上の平均官能価を有する高官能性架橋剤であって、その高官能性架橋剤の官能基が、アクリレート基、アリル基、ＯＨ基、ＮＨ２基、ＣＯＯＨ基、およびそれらの組み合わせから選択され、その高官能性架橋剤の官能基の１０～９９パーセントが、アクリレート基、アリル基、またはそれらの組み合わせである、高官能性架橋剤と、アゾ系ラジカル開始剤と、イソシアネートと、を組み合わせて、ハイブリッドフォーム配合物を形成することと、そのハイブリッドフォーム配合物を硬化させてフォーム製品を形成することと、を含む。
本開示の上記概要は、開示された各実施形態または本開示のすべての実施形態を説明することを意図するものではない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示するものである。本出願全体のいくつかのところで、さまざまな組み合わせで使用できる例のリストによってガイダンスを提供する。どの場合も、列挙されたリストは、代表的なグループとしてのみ機能し、排他的なリストとして解釈されるべきではない。
高官能性架橋剤と、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３．７～５．７の平均ヒドロキシル官能価、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３７０～５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価、およびポリオール組成物の総ポリオールに基づいて４００～７５０ｇ／モルの数平均分子量を有するポリオール組成物と、を含むイソシアネート反応性組成物。イソシアネート反応性組成物と、アゾ系ラジカル開始剤と、イソシアネートと、を含むハイブリッドフォーム配合物を、本明細書に開示する。
これらのハイブリッドフォーム配合物は、硬化してハイブリッドフォームを形成することができる。本明細書で使用されるとき、「ハイブリッドフォーム」は、例えば、触媒、界面活性剤、および発泡剤の存在下で、活性水素含有分子とイソシアネートとの反応によって形成されるフォームを指し、そのハイブリッドフォームは、イソシアネート反応によって提供されない追加の化学架橋を含有する。これらのハイブリッドフォームは、いくつもの用途にとって望ましい特性の組み合わせを有利に提供し得る。例えば、ハイブリッドフォームは、寸法安定性も提供しながら、望ましい成形フォーム密度を提供し得る。そのような特性の組み合わせは、フォーム配合物が、結果として生じたフォームによって満たされる空洞に注入される断熱用途にとって、例えば、冷蔵庫のキャビネットまたはドアにとって特に有利である。
本明細書で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つ」、および「１つ以上」は、別段の指示がない限り、交換可能に使用することができる。「および／または」という用語は、列挙された項目のうちの１つ、１つ以上、またはすべてを意味する。終端点（ｅｎｄｐｏｉｎｔ）による数値範囲の列挙には、その範囲内に包含されるすべての数値が含まれ、例えば、１～５には１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などが含まれる。
言及したように、本明細書に開示されるイソシアネート反応性組成物は、ポリオール組成物を含む。本開示の実施形態は、ポリオール組成物が、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３．７～５．７の平均ヒドロキシル官能価を有することを提供する。言い換えれば、ポリオール組成物の平均ヒドロキシル官能価を決定するために、ポリオール組成物の各ポリオールの平均ヒドロキシル官能価が利用される、すなわち、モルベースで平均化される。３．７～５．７のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ポリオール組成物は、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて、下限３．７、３．９、または４．２～上限５．７、５．３、または５．０の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。
本開示の実施形態は、ポリオール組成物が、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて、３７０～５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有することを提供する。言い換えれば、ポリオール組成物の平均ヒドロキシル価を決定するために、ポリオール組成物の各ポリオールの平均ヒドロキシル価が利用される、すなわち、モルベースで平均化される。３７０～５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ポリオール組成物は、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて、下限３７０、３７５、３８５、３９０、または４００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ～上限５５０、５２０、５００、４８０、または４７５ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。ＫＯＨとして、ポリオール組成物の各ポリオールの平均ヒドロキシル価は、ＡＳＴＭ Ｄ４２７４に従って決定され得る。
本開示の実施形態は、ポリオール組成物が、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて、４００～７５０ｇ／モルの数平均分子量を有することを提供する。言い換えれば、ポリオール組成物の数平均分子量を決定するために、ポリオール組成物の各ポリオールの数平均分子量が利用される、すなわち、モルベースで平均化される。４００～７５０ｇ／モルのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、イソシアネート反応性組成物は、ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて、下限４００、４５０、５００、または５２５ｇ／モル～上限７５０、７２５、７００、または６５０ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。
前述のように、イソシアネート反応性組成物は高官能性架橋剤を含む。本明細書で使用されるとき、「高官能性架橋剤」は、３．０以上の平均官能価、すなわち、高官能性架橋剤分子１つ当たり３．０以上の官能基の平均官能価を有する化合物を指す。例えば、高官能性架橋剤は、下限３．０、３．３、３．７、４．０、４．３、４．５、４．６、４．７、４．８、または４．９～上限９．０、８．５、８．０、７．５、７．０、６．５、６．３、６．０、５．７、または５．５の平均官能価を有し得る。１つ以上の実施形態は、高官能性架橋剤が６．０の平均官能価を有することを提供する。高官能性架橋剤の官能基は、アクリレート基、アリル基、ＯＨ基、ＮＨ２基、ＣＯＯＨ基、およびそれらの組み合わせから選択され得る。高官能性架橋剤の官能基は、イソシアネート反応性基であり得る。本開示の１つ以上の実施形態は、高官能性架橋剤の官能基の１０～９９パーセントが、アクリレート基、アリル基、またはそれらの組み合わせであることを提供する。１０～９９パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アクリレート基、アリル基、またはそれらの組み合わせは、高官能性架橋剤の官能基の下限１０、１５、２０、２５、３０、４０、５０、６０、または７０パーセント～上限９９、９８、９５、９０、８８、または８５パーセントであり得る。
高官能性架橋剤は、１００～１５００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。１００～１５００ｇ／モルのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、高官能性架橋剤は、下限１００、２００、３００、３６０、３８０、または４００ｇ／モル～上限１５００、１３００、１１００、１０００、９５０、または９００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。
高官能性架橋剤は、既知の装置および反応条件を使用して調製され得る。高官能性架橋剤は、商業的に入手することができる。高官能性架橋剤の例としては、特に、ジペンタエリスリトールペンタ－／ヘキサ－アクリレート、クエン酸トリアリル、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジ－トリメチロールプロパントリアクリレート、および、特に、それらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。本開示の１つ以上の実施形態は、高官能性架橋剤が、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ－／ヘキサ－アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、およびそれらの組み合わせから選択されることを提供する。
高官能性架橋剤は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の２～４０部であり得る。２～４０部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、高官能性架橋剤は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の下限２、３、４、５、または１０部～上限４０、３５、３０、２５、または２０部であり得る。
前述のように、イソシアネート反応性組成物はポリオール組成物を含む。本明細書で使用されるとき、「ポリオール」は、１．８以上の平均ヒドロキシル官能価を有する化合物、例えば、ジオール、トリオール、テトロールなどを指す。当業者に知られている他のポリオールの中でも、本明細書で考察されるものなどのいくつものさまざまなポリオールを、ポリオール組成物のために利用することができる。
本開示の１つ以上の実施形態は、ポリオール組成物がソルビトール開始ポリエーテルポリオールを含み得ることを提供する。ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、５．０～６．０の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。５．０～６．０のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、下限５．０、５．２、または５．５～上限６．０の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。
ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、３００～６００ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。３００～６００ｍｇ ＫＯＨ／ｇのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、下限３００、３５０、４００、４２５、または４５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ～上限６００、５７５、または５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。
ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、５００～１１００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。５００～１１００ｇ／モルのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、下限５００、５５０、６００、または６５０ｇ／モル～上限１１００、１０００、９００、８５０、８００、または７５０ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。
ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、９０～１５０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。９０～１５０ｇ／当量のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、下限９０、１００、または１１０ｇ／当量～上限１５０、１４０、または１３０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。
ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールの総重量に基づいて、少なくとも６０重量パーセントのプロピレンオキシド含有量を有し得る。例えば、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールの総重量に基づいて、６０～９８重量パーセントのプロピレンオキシド含有量を有し得る。６０～９８重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、下限６０、６５、７０、７２、または７５重量パーセント～上限９８、９５、９０、８８、または８５のプロピレンオキシド含有量を有し得る。ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、特に、別のアルキレンオキシドから誘導される、特に、例えば、エチレンオキシドおよび／またはブチレンオキシドから誘導される構造単位を含み得る。
ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、既知の装置および反応条件を使用して調製され得る。例えば、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、ソルビトールおよびアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、および／またはブチレンオキシドを含む反応混合物から形成され得る。ソルビトール開始ポリエーテルポリオールはキャップされてもよく、例えば、アルキレンオキシドの添加は、ポリオールの所望の位置に特定のアルキレンオキシドを優先的に配置またはキャップするように行なわれ得る。
ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、商業的に入手することができる。市販のソルビトール開始ポリエーテルポリオールの例としては、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）の商品名で販売されているいくつものポリオール、特に、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＮＯＬ ＲＮ ４８２が挙げられるが、それらに限定されない。
使用するとき、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の１０～７５部であり得る。１０～７５部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ソルビトール開始ポリエーテルポリオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の下限１０、１５、２０、２５、３０、または３５部～上限７５、７０、６５、６０、５５、５０、または４５部であり得る。
本開示の１つ以上の実施形態は、ポリオール組成物がアミン開始ポリオールを含み得ることを提供する。アミン開始ポリオールは、芳香族アミンまたは脂肪族アミンから開始することができ、例えば、アミン開始ポリオールは、オルトトルエンジアミン（ｏ－ＴＤＡ）開始ポリオール、エチレンジアミン開始ポリオール、ジエチレントリアミン、トリイソプロパノールアミン開始ポリオール、または、特に、それらの組み合わせであり得る。
アミン開始ポリオールは、３．０～６．０の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。３．０～６．０のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アミン開始ポリオールは、下限３．０、３．５、または４．０～上限６．０、５．０、または４．５の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。
アミン開始ポリオールは、２５０～６５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。２５０～６５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アミン開始ポリオールは、下限２５０、３００、３５０、４００、４２５、または４５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ～上限６５０、６２５、６００、５７５、または５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。
アミン開始ポリオールは、２５０～７５０ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。２５０～７５０ｇ／モルのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アミン開始ポリオールは、下限２５０、３５０、３７５、または４００ｇ／モル～上限７５０、６００、５７５、または５５０ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。
アミン開始ポリオールは、６０～２６０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。６０～２６０ｇ／当量のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アミン開始ポリオールは、下限６０、９０、１００、または１１０ｇ／当量～上限２６０、２２０、２００、１８０、１５０、１４０、または１３０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。
アミン開始ポリオールは、アミン開始ポリオールの総重量に基づいて、少なくとも６０重量パーセントのプロピレンオキシド含有量を有し得る。例えば、アミン開始ポリオールは、アミン開始ポリオールの総重量に基づいて、６０～９８重量パーセントのプロピレンオキシド含有量を有し得る。６０～９８重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アミン開始ポリオールは、下限６０、７０、７２、または７５重量パーセント～上限９８、９５、９０、８８、または８５のプロピレンオキシド含有量を有し得る。アミン開始ポリオールは、別のアルキレンオキシドから誘導される、特に、例えば、エチレンオキシドおよび／またはブチレンオキシドから誘導される構造単位を含み得る。
アミン開始ポリオールは、既知の装置および反応条件を使用して調製され得る。例えば、アミン開始ポリオールは、芳香族アミンまたは脂肪族アミンと、アルキレンオキシド、特に、例えば、エチレンオキシドおよび／またはブチレンオキシドと、を含む反応混合物から形成され得る。アルキレンオキシドは、１つのステップで、またはいくつかのステップを経て連続してアルコキシル化反応器に添加することができ、各ステップにおいて、単一のアルキレンオキシド、またはアルキレンオキシドの混合物を使用することができる。
使用するとき、アミン開始ポリオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の１０～７５部であり得る。１０～７５部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アミン開始ポリオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、下限１０、１５、２０、２５、３０、または３５部～上限７５、７０、６５、６０、５５、５０、または４５部のポリオール組成物であり得る。
本開示の１つ以上の実施形態は、ポリオール組成物がスクロース／グリセリン－開始ポリエーテルポリオールを含み得ることを提供する。スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、３．５～７．５の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。３．５～７．５のすべての個々の値と部分範囲が含まれ、例えば、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、下限３．５、３．７、または４．０～上限７．５、７．０、６．５、６．０、５．５、６．３、または５．０の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。
スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、２６０～４６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。２６０～４６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、第３のポリエーテルポリオールは、下限２６０、２９０、または３２０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ～上限４６０、４３０、または４００ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。
スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、５００～１５００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。５００～１５００ｇ／モルのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、下限５００、５５０、６００、または６５０ｇ／モル～上限１５００、１４００、１２５０、１０００、９００、８５０、８００、または７５０ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。
スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、９０～２５０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。９０～２５０ｇ／当量のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、下限９０、１００、または１１０ｇ／当量～上限２５０、２００、１７５、１５０、１４０、または１３０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。
スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールの総重量に基づいて、少なくとも６０重量パーセントのプロピレンオキシド含有量を有し得る。例えば、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールの総重量に基づいて、６０～９８重量パーセントのプロピレンオキシド含有量を有し得る。６０～９８重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、下限６０、６５、７０、７２、または７５重量パーセント～上限９８、９５、９０、８８、または８５のプロピレンオキシド含有量を有し得る。スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、別のアルキレンオキシド、例えば、エチレンオキシドに由来する構造単位を含み得る。スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、スチレン－アクリロニトリル、ポリイソシアネート、および／またはポリ尿素に由来する構造単位を含み得る。
スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、既知の装置および反応条件を使用して調製され得る。例えば、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、スクロース、プロピレンオキシド、およびグリセリンを含む反応混合物から形成され得る。１つ以上の実施形態は、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールが、スクロースとプロピレンオキシドとの反応を介して形成されることを提供する。スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、商業的に入手することができる。市販のスクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールの例としては、ＶＯＲＡＮＯＬという商品名で販売されているいくつものポリオール、特に、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ から入手可能な ＶＯＲＡＮＯＬ ３６０、ＶＯＲＡＮＯＬ ４９０、およびＶＯＲＡＮＯＬ ２８０が挙げられるが、それらに限定されない。
使用する場合、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の５～５０部であり得る。５～５０部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の下限５、８、または１０部～上限５０、４５、４０、３５、３０、２５、２３、または２０部であり得る。
本開示の１つ以上の実施形態は、ポリオール組成物がジオールを含み得ることを提供する。ジオールは、２．０の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。ジオールは、ポリエーテルジオールであり得る。ジオールはグリコールであり得る。
ジオールは、７５～７５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。７５～７５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ジオールは、下限７５、１５０、または２００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ～上限７５０、５５０、または３５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。
ジオールは、１５０～１５００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。１５０～１５００ｇ／モルのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ジオールは、下限１５０、２００、２２５、２５０、３００、または３５０ｇ／モル～上限１５００、１４５０、１４００、または１３００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。
ジオールは、７５～７５０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。７５～７５０ｇ／当量のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ジオールは、下限７５、１００、または１２５ｇ／当量～上限７５０、７００、または６５０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。
ジオールは、ジオールの総重量に基づいて、少なくとも４０重量パーセントのプロピレンオキシド含有量を有し得る。例えば、ジオールは、ジオールの総重量に基づいて、４０～９８重量パーセントのプロピレンオキシド含有量を有し得る。４０～９８重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ジオールは、下限４０、４５、５０、６０、７０、７２、または７５重量パーセント～上限９８、９５、９０、８８、または８５のプロピレンオキシド含有量を有し得る。ジオールは、別のアルキレンオキシド、例えば、エチレンオキシドに由来する構造単位を含み得る。
ジオールは、既知の装置および反応条件を使用して調製され得る。ジオールは商業的に入手することができる。市販のジオールの例としては、ＶＯＲＡＮＯＬという商品名で販売されているいくつものポリオール、特に、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ から入手可能なＶＯＲＡＮＯＬ ２１１０ＴＢ、ならびにＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＤＯＷ（商標）Ｐ－４２５、ＰＴ－２５０、およびＰＴ－１２００が挙げられるが、それらに限定されない。
使用するとき、ジオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の１～１５部であり得る。１～１５部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ポリエーテルジオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の下限１、２、または５部～上限１５、１２、または１０部であり得る。
本開示の１つ以上の実施形態は、ポリオール組成物が芳香族ポリエステルポリオールを含み得ることを提供する。本明細書において、「芳香族ポリエステルポリオール」とは、芳香環を含むポリエステルポリオールを指す。一例として、芳香族ポリエステルポリオールは、無水フタル酸ジエチレングリコールポリエステルであってもよいし、芳香族ジカルボキシル酸をグリコールと一緒に使用して調製してもよい。芳香族ポリエステルポリオールは、例えば、国際公開第ＷＯ２０１３／０５３５５５号において考察されているようなハイブリッドポリエステル－ポリエーテルポリオールであり得る。
芳香族ポリエステルポリオールは、１．８～３．０の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。１．８～３．０のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、芳香族ポリエステルポリオールは、下限１．８、１．９、または２．０～上限３．０、２．７、または２．３の平均ヒドロキシル官能価を有し得る。
芳香族ポリエステルポリオールは、１００～５００ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。１００～５００ｍｇ ＫＯＨ／ｇのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、芳香族ポリエステルポリオールは、下限１００、１２５、１５０、１８０、または２００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ～上限５００、４００、３５０、３２０、または３００ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価を有し得る。
芳香族ポリエステルポリオールは、３００～７５０ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。３００～７５０ｇ／モルのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、芳香族ポリエステルポリオールは、下限３００、３５０、または４００ｇ／モル～上限７５０、７００、６００、５５０、または５００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。
芳香族ポリエステルポリオールは、１５０～３５０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。１５０～３５０ｇ／当量のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、芳香族ポリエステルポリオールは、下限１５０、１７５、または２００ｇ／当量～上限３５０、３２５、３００、または２５０ｇ／当量のヒドロキシル当量分子量を有し得る。
芳香族ポリエステルポリオールは、既知の装置および反応条件を使用して製造され得る。芳香族ポリエステルポリオールは、商業的に入手することができる。市販の芳香族ポリエステルポリオールの例としては、ＳＴＥＰＡＮＰＯＬの商品名で販売されているいくつものポリオール、特に、例えば、Ｓｔｅｐａｎから入手可能なＳＴＥＰＡＮＰＯＬ ＰＳ－２３５２が挙げられるが、それらに限定されない。
使用するとき、芳香族ポリエステルポリオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の１～２０部であり得る。１～２０部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、芳香族ポリエステルポリオールは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物の下限１、２、または５部～上限２０、１５、１２、または部であり得る。
本開示の実施形態は、イソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物が、触媒を含み得ること、例えば、触媒が、イソシアネート反応性組成物、ハイブリッドフォーム配合物、またはそれらの組み合わせに添加され得ることを提供する。触媒は、発泡触媒、ゲル化触媒、三量体化触媒、またはそれらの組み合わせであり得る。本明細書で使用されるとき、発泡触媒およびゲル化触媒は、発泡触媒の場合は尿素（ブロー）反応、またはゲル化触媒の場合はウレタン（ゲル）反応のいずれかを有利にする傾向によって区別され得る。三量体化触媒を利用して、組成物中のイソシアヌレート反応を促進することができる。
発泡触媒、例えば、発泡反応を有利にする傾向があり得る触媒の例としては、短鎖第３級アミンまたは酸素を含有する第３級アミンが挙げられるが、それらに限定されない。アミン系触媒は、立体障害型ではない場合がある。例えば、発泡触媒としては、ビス－（２－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、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピルアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－メチルエチレンジアミン、およびそれらの組み合わせなどが挙げられる。市販の発泡触媒の例は、他の市販の発泡触媒の中でも、ＥｖｏｎｉｋからのＰＯＬＹＣＡＴ ５である。
ゲル化触媒、例えば、ゲル化反応を有利にする傾向があり得る触媒の例としては、有機金属化合物、環式第３級アミン、および／または長鎖アミン、例えば、いくつかの窒素原子を含有するもの、ならびにそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。有機金属化合物としては、有機カルボン酸のスズ（ＩＩ）塩、例えば、スズ（ＩＩ）ジアセタート、スズ（ＩＩ）ジオクタノエート、スズ（ＩＩ）ジエチルヘキサノエート、およびスズ（ＩＩ）ジラウレート、ならびに有機カルボン酸のジアルキルスズ（ＩＶ）塩、例えば、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、およびジオクチルスズジアセテートなどの有機スズ化合物が挙げられる。有機カルボン酸のビスマス塩は、例えば、オクタン酸ビスマスなどのゲル化触媒としても利用され得る。環式３級アミンおよび／または長鎖アミンとしては、ジメチルベンジルアミン、トリエチレンジアミン、およびそれらの組み合わせ、およびそれらの組み合わせが挙げられる。市販のゲル化触媒の例は、他の市販のゲル化触媒の中でも特に、ＥｖｏｎｉｋからのＰＯＬＹＣＡＴ ８およびＤＡＢＣＯ Ｔ－１２である。
三量体化触媒の例としては、特に、ＰＭＤＥＴＡ－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’‘，Ｎ’‘－ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’‘－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、Ｎ，Ｎ－ジメチルシクロ－ヘキシルアミン、１，３，５－トリス（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピル）－ｓ－ヘキサヒドロトリアジン、［２，４，６－トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール］、酢酸カリウム、オクタン酸カリウム、水酸化テトラアルキルアンモニウム、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、アルカリ金属水酸化物、例えば、水酸化ナトリウム、アルカリ金属アルコキシド、例えば、ナトリウムメトキシドおよびカリウムイソプロポキシド、ならびに１０～２０個の炭素原子を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩、およびそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの市販の三量体化触媒としては、他の市販されている三量体化触媒の中でも、ＤＡＢＣＯ ＴＭＲ－２、ＴＭＲ－７、ＤＡＢＣＯ Ｋ ２０９７、ＤＡＢＣＯ Ｋ１５、ＰＯＬＹＣＡＴ ４１、およびＰＯＬＹＣＡＴ ４６が挙げられ、そのそれぞれはＥｖｏｎｉｋからのものである。
触媒は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物の０．０５～１０．０部であり得る。０．０５～１０．０部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、触媒は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物の下限０．０５、０．０７、０．１、０．２、または０．３部～上限１０．０、９．０、８．０、７．０、６．０、５．０、４．５、４．０、３．５、３．４、または３．３部であり得る。
本開示の実施形態は、イソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物が、発泡剤を含み得ること、例えば、発泡剤が、イソシアネート反応性組成物、ハイブリッドフォーム配合物、またはそれらの組み合わせに添加され得ること、を提供する。発泡剤は、物理発泡剤、化学発泡剤、またはそれらの組み合わせであり得る。
物理発泡剤の例としては、液体二酸化炭素、ケトン、例えば、アセトン、エステル、アルデヒド、アルカン、シクロアルカン、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロブタン、およびそれらの混合物、最大７個の炭素原子を有する他のシクロアルカン、エーテル、例えば、ジアルキルエーテル、シクロアルキレンエーテル、フルオロアルカン、ヒドロフルオロオレフィン、ヒドロクロロフルオロオレフィン、およびそれらの混合物が挙げられる。アルカンの例としては、プロパン、ブタン、ｎ－ブタン、イソブタン、ｎ－ペンタン、イソペンタン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ジアルキルエーテルの例としては、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルブチルエーテル、ジエチルエーテル、およびそれらの組み合わせが挙げられる。シクロアルキレンエーテルの例はフランである。フルオロアルカンの例としては、特に、ペンタフルオロプロパン、トリフルオロメタン、ジフルオロメタン、ジフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ヘプタ－フルオロプロパン、ペンタフルオロブタン、ヘプタフルオロブタン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ヒドロフルオロオレフィンおよび／またはヒドロクロロフルオロオレフィンの例としては、１，１，１，４，４，５，５，５－オクタフルオロ－２－ペンテン（ＨＦＣ－１４３８ｍｚｚ）、Ｚ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン（ＨＦＣ－１３３６ｍｚｚ、Ｚ－異性体）、トランス－１，３，３，３－テトラフルオロプロペン、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３３ｚｄ）が挙げられるが、それらに限定されない。１つ以上の実施形態は、トランス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペンが利用されることを提供する。市販の物理発泡剤の例は、他の市販の物理発泡剤の中でも、ＨｏｎｅｙｗｅｌｌからのＳｏｌｓｔｉｃｅ １２３３ｚｄ液体発泡剤である。
化学発泡剤の例としては、水、ギ酸、ギ酸メチル、ＣＯ２生成材料、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
発泡剤は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物の１．０～５０．０部であり得る。１．０～５０．０部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、発泡剤は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物の下限１．０、１．５、または２．０部～上限５０．０、４５．０、４３．０、４０．０、または３８．０部であり得る。
本明細書に開示されるイソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物が、界面活性剤を含み得ること、例えば、界面活性剤が、イソシアネート反応性組成物、ハイブリッドフォーム配合物、またはそれらの組み合わせに添加され得ること、を提供する。界面活性剤は、セル安定化界面活性剤であり得る。界面活性剤の例としては、オルガノシリコーン－ポリエーテルコポリマーなどのケイ素系化合物、例えば、ポリジメチルシロキサン－ポリオキシアルキレンブロックコポリマー、例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、およびそれらの組み合わせが挙げられる。界面活性剤の例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＳＵＲＦ（商標）５０４などの非シリコーン系有機界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は市販されており、ＮＩＡＸなどの商品名で入手可能なもの、特に、例えば、ＮＩＡＸ Ｌ ６９８８、ＤＡＢＣＯ、およびＴＥＧＯＳＴＡＢ、例えば、ＴＥＧＯＳＴＡＢ Ｂ ８４２７が挙げられる。
界面活性剤は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物の０．１～１０．０部であり得る。０．１～１０．０部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、界面活性剤は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、イソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物の下限０．１、０．２、または０．３部～上限１０．０、９．０、８．０、７．０、６．０、５．０、４．０、または３．０部であり得る。
上述したように、本明細書に開示されるハイブリッドフォーム配合物は、イソシアネート反応性組成物、アゾ系ラジカル開始剤、およびイソシアネートを含む。本明細書で使用されるとき、「アゾ系ラジカル開始剤」とは、アゾ基を有する化合物を指す。アゾ基は、式：ＲＲ１Ｒ２ＣＮ＝ＮＣＲ３Ｒ４Ｒ５によって表することができ、式中、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５は、各々独立して、アルキル、置換アルキル、ニトリル、エステル、アミド、アミジン、イミダゾリン、アルキル－Ｏ－アルキル、アルキル－ＣＯＯＨである。１つ以上の実施形態は、Ｒ，Ｒ１および／またはＲ４、Ｒ５が組み合わされて、それぞれのシクロアルキル基になることを提供する。
理論に束縛されることは望まないが、本明細書に開示されるハイブリッドフォーム配合物に利用されるアゾ系ラジカル開始剤は、分解して、窒素ガスおよび炭素ラジカルを形成し、ハイブリッドフォーム配合物の１つ以上の成分を付加重合することができる、と考えられる。驚くべきことに、すべてのラジカル開始剤が、本明細書に開示されるように、寸法安定性も提供しながら、望ましい成形フォーム密度および断熱性能を提供し得るハイブリッドフォームを提供するのに好適なわけではない。例えば、過酸化物ラジカル開始剤は、本明細書に開示されるようなハイブリッドフォームを提供するのに好適ではない。驚くべきことに、過酸化物ラジカル開始剤を使用すると、得られるフォームは、望ましくない不均一なセル構造および／または望ましくない大きなセルサイズなどの望ましくないセル変形を有する場合がある。
１つ以上の実施形態は、ハイブリッドフォーム配合物が実質的に過酸化物ラジカル開始剤を含まないことを提供する。ハイブリッドフォーム配合物の総重量に基づいて０．１重量パーセント未満の過酸化物ラジカル開始剤を使用することは、過酸化物ラジカル開始剤の名目量と見なされ、ハイブリッドフォーム配合物は実質的に過酸化物ラジカル開始剤を含まないと見なされる。
上述したように、すべてのラジカル開始剤が、本明細書に開示されているように、ハイブリッドフォームを提供するのに好適であるわけではない。理論に束縛されることは望まないが、好適なアゾ系ラジカル開始剤は、特定の濃度で、特定の温度範囲でかなりの数のラジカルを生成して、フォーム形成中に、二重硬化を、容易にし、かつ促進することができる。この特定の温度範囲は、０．１０時間半減期温度として決定することができ、半減期とは、アゾ系ラジカル開始剤の半分をラジカル種および／または副生成物へと変換する時間および温度を指す。本開示の１つ以上の実施形態は、アゾ系ラジカル開始剤が０．１０時間半減期温度０℃～１３５℃を有し得ることを提供する。０℃～１３５℃のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アゾ系ラジカル開始剤は、下限０、１０、２０、または３０℃～上限１３５、１３０、１２０、または１１０℃の０．１０時間半減期温度を有し得る。
秒（ｓ）単位の半減期ｔ１／２は、アレニウスの式ｋｄ＝Ａｅ－Ｅａ／ＲＴおよび式ｔ１／２＝ｌｎ ２／ｋｄから決定することができ、式中、ｋｄは、単位ｓ－１のアゾ開始剤解離に関する速度定数であり、Ａは、単位ｓ－１のアレニウス頻度因子であり、Ｅａは、Ｊ／モル単位のアゾ開始剤解離に関する活性化エネルギーであり、Ｒは、８．３１４２Ｊ／モルＫであり、Ｔは、Ｋ単位の温度であり、Ｅａ、Ａ、および／またはｋｄの値は、アゾ系ラジカル開始剤について既知である。例えば、Ａが２．８９Ｅ＋１５ｓ－１、Ｅａが１３０．２３ｋＪ／モルの２，２’－アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）は、０．１０時間半減期温度１００ｏＣを有し、Ａが１．３８Ｅ＋１５ｓ－１、Ｅａが１２８．９３ｋＪ／モルの２，２’－アゾビス（２－メチルブチロニトリル）は、０．１０時間半減期温度１０３ｏＣを有し、Ａが１．１０Ｅ＋１６ｓ－１、Ｅａが１４２．１９ｋＪ／モルの１，１’－アゾビス（シクロヘキサン－１－カルボニトリル）は、０．１０時間半減期温度１２２ｏＣを有する。
アゾ系ラジカル開始剤は、アゾニトリル、アゾエステル、アゾアミド、アゾアミジン、アゾイミダゾリン、またはそれらの組み合わせであり得る。アゾ系ラジカル開始剤の例としては、特に、２，２’－アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）、２，２’－アゾビス（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）、２，２’－アゾビス（２－メチルブチロニトリル）、１，１’－アゾビス（シクロヘキサン－１－カルボニトリル）、４，４’－アゾビス（４－シアノ吉草酸）、ジメチル２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオネート）、２，２’－アゾビス［２－メチル－Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’－アゾビス［２－（２－イミダゾリン－２－イル）プロパン］、２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオンアミジン）ジヒドロクロリド、２，２’－アゾビス［Ｎ－（２－カルボキシエチル）－２－メチルプロピオンアミジン］四水和物、およびそれらの組み合わせである。
アゾ系ラジカル開始剤は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、ハイブリッドフォーム配合物の０．０１～５．０部であり得る。０．０１～５．０部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、アゾ系ラジカル開始剤は、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、ハイブリッドフォーム配合物の下限０．０１、０．０５、０．１、または０．５部～上限５．０、４．５、４．０、３．５、３．３、または３．０部であり得る。
本明細書に開示されるハイブリッドフォーム配合物は、イソシアネートを含む。イソシアネートは、ポリイソシアネートであってもよい。本明細書で使用するとき、「ポリイソシアネート」は、平均１．０超のイソシアネート基／分子、例えば、１．０超の平均官能価を有する分子を指す。
イソシアネートは、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、またはそれらの組み合わせであり得る。イソシアネートの例としては、特に、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、トルエン２，４－／２，６－ジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメリックＭＤＩ、トリイソシアナトノナン（ＴＩＮ）、ナフチルジイソシアネート（ＮＤＩ）、４，４’－ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、３－イソシアナトメチル－３，３，５－トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネートＩＰＤＩ）、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、２－メチルペンタメチレンジイソシアネート、２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＨＤＩ）、ドデカメチレンジイソシアネート、１，４－ジイソシアナトシクロヘキサン、４，４’－ジイソシアナト－３，３’－ジメチルジシクロヘキシルメタン、４，４’－ジイソシアナト－２，２－ジシクロヘキシルプロパン、３－イソシアナトメチル－１－メチル－１－イソシアナトシクロヘキサン（ＭＣＩ）、１，３－ジイソオクチルシアナト－４－メチルシクロヘキサン、１，３－ジイソシアナト－２－メチルシクロヘキサン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。上記のイソシアネートと同様に、特に、ウレトジオン、イソシアヌレート、カルボジイミド、ウレトンイミン、アロファネートまたはビウレット構造、およびそれらの組み合わせを含む一部修飾ポリイソシアネートを利用してもよい。
イソシアネートはポリマーであってもよい。本明細書で使用するとき、「ポリマー」は、イソシアネートの説明において、より高い分子量の同族体および／または異性体を指す。例えば、ポリマーメチレンジフェニルイソシアネートは、より高い分子量の同族体および／または異性体のメチレンジフェニルイソシアネートを指す。
上述したように、イソシアネートは、１．０超のイソシアネート基／分子の平均官能価を有し得る。例えば、イソシアネートは、１．７５～３．５０の平均官能価を有し得る。１．７５～３．５０のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、イソシアネートは、下限１．７５、１．８５、または１．９５～上限３．５０、３．４０、または３．３０の平均官能価を有し得る。
イソシアネートは、８０ｇ／当量～３００ｇ／当量のイソシアネート当量を有し得る。８０～３００ｇ／当量のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、イソシアネートは、下限８０、９０、１００、１２５、１３５、または１４５～上限３００、２９０、２８５、または２８０ｇ／当量のイソシアネート当量を有し得る。
イソシアネートは、既知のプロセスによって調製されてもよい。例えば、ポリイソシアネートは、対応するポリアミンをホスゲン化してポリカルバモイルクロリドを生成し、それを熱分解してポリイソシアネートおよび塩化水素を得ることによって調製することができるか、または、例えば、ホスゲンを使用しないプロセスによって、例えば、対応するポリアミンを尿素およびアルコールと反応させてポリカルバメートを得、それを熱分解してポリイソシアネートおよびアルコールを得ることによって調製することができる。
イソシアネートは商業的に入手することができる。市販のイソシアネートの例としては、他の市販のイソシアネートの中でも、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）、ＰＡＰＩ（商標）、ＶＯＲＡＴＥＣ（商標）、およびＩＳＯＮＡＴＥ（商標）、例えば、ＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）Ｍ ２２０、およびＰＡＰＩ（商標）２７が挙げられるが、それらに限定されない。
イソシアネートは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、ハイブリッドフォーム配合物の７０～４００部であり得る。７０～４００部のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、イソシアネートは、ポリオール組成物の総ポリオールと高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、下限７０、８０、１００、１１０、１２５、または１４０部～上限４００、３５０、３００、２７５、２５０、２２５、２１５、２００、または１８０部であり得る。
イソシアネートは、イソシアネート反応性成分がイソシアネート成分と８０～３００のイソシアネート指数で反応するように、利用され得る。例えば、イソシアネート反応性成分は、特に、８０～３００、８５～２５０、８５～２２０、９０～１８０、または９５～１５０のイソシアネート指数でイソシアネート成分と反応させることができる。イソシアネート指数は、イソシアネートの当量を、イソシアネート反応性成分の総当量、例えば、イソシアネート反応性水素の総当量で割って、それに１００を掛けて決定することができる。換言すれば、イソシアネート指数は、イソシアネート基のイソシアネート反応性水素に対する割合として決定することができ、パーセンテージで示される。硬質フォーム用途の場合、例示的な実施形態によると、イソシアネート指数は、１００～１５０であり得る。
本開示の１つ以上の実施形態は、例えば、硬質フォーム用途の場合、イソシアネート指数が１００～１５０であり得ることを提供する。１００～１５０のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ハイブリッドフォーム配合物は、下限１００、１０３、１０５、または１１０～上限１５０、１４０、１３０、または１２５のイソシアネート指数を有し得る。
本開示の１つ以上の実施形態は、本明細書で考察される、イソシアネート反応性組成物および／またはハイブリッドフォーム配合物が、１つ以上の追加の成分、例えば、当技術分野で既知の追加の成分を含み得ることを提供する。追加の成分の例としては、特に当技術分野で知られている、細胞相溶化剤、追加の架橋剤、強化剤、流動調整剤、粘度調整剤、反応性調整剤、溶剤、担体、接着促進剤、希釈剤、安定剤、可塑剤、触媒不活性化剤、難燃剤、無機充填剤、発煙抑制剤、液体成核剤、固体成核剤、オストワルド熟成遅延添加剤、顔料、着色剤、連鎖延長剤、酸化防止剤、殺生物剤、およびそれらの組み合わせが挙げられる。異なる追加の成分および／または異なる量の追加の成分が、さまざまな用途のために利用され得る。
本明細書に開示されるハイブリッドフォーム配合物は、硬化して、フォーム製品、例えばハイブリッドフォームを形成することができる。本開示の１つ以上の実施形態は、フォーム製品を形成する方法に関する。ハイブリッドフォーム配合物および／またはフォーム製品は、既知の方法、装置、および条件を使用して調製することができ、それらは、異なる用途によって変化し得る。
フォーム製品を形成することは、本明細書で考察されるいくつもの成分を混合することを含み得る。例えば、イソシアネートと、本明細書で考察されるいくつもの成分とを含み得る「Ａサイド」は、ポリオール組成物と、本明細書で考察されるいくつもの成分とを含み得る「Ｂサイド」と混ぜることができる。本開示の実施形態は、成分、特に、例えば、高官能性架橋剤、アゾ系ラジカル開始剤、発泡剤、および触媒が、それぞれ独立して、Ａサイド、Ｂサイド、またはそれらの組み合わせに添加され得ることを提供する。
一例として、フォーム製品、例えば、硬質ポリウレタンフォームを形成するために、Ａサイドを、周囲温度で、所望の重量比で、Ｂサイドと混ぜて、反応性混合物を形成することができる。Ａサイド対Ｂサイドの重量比は、０．２５：１～４：１重量パーセントであることができ、１つ以上の実施形態は、Ａサイド対Ｂサイドの重量比は、０．５：１～２：１重量パーセントであり得ることを提供する。反応性混合物は、発泡反応を生じさせ、反応性混合物を硬化させて、フォーム製品を形成させるのに十分な条件に供され得る。例えば、硬化のために、反応性混合物は、２５℃～８０℃の温度に加熱され得る。２５℃～８０℃のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、反応混合物は、下限２５、３５、または４５℃～上限８０、７５、または７０℃の温度に加熱され得る。
前述したように、ハイブリッドフォーム配合物は、既知の方法、装置、および条件を使用して調製することができる。アゾ系ラジカル開始剤は、１つ以上のさまざまなプロセスによってハイブリッドフォーム配合物中に組み込まれ得る。例えば、アゾ系ラジカル開始剤をイソシアネート成分中に予備溶解させて、例えば、溶液を形成することができる。次いで、予備溶解させたアゾ系ラジカル開始剤を含有する溶液を、イソシアネート反応性組成物と混合することができる。イソシアネート以外の液体媒体を利用して、予め溶解させることもでき、それは、予備分散と称される場合があり、アゾ型ラジカル開始剤である。アゾ系ラジカル開始剤は、フォーム製品を形成するために、イソシアネートおよび／またはイソシアネート反応性組成物に対して、オンラインで、かつ／またはイソシアネートとイソシアネート反応性組成物とを一緒に混合する前に、添加することができる。
前述したように、本明細書に開示されるフォーム製品は、いくつもの用途にとって望ましい特性の組み合わせを有し得る。例えば、本明細書に開示されるフォーム製品は、望ましい寸法安定性も提供すると同時に、望ましい成形フォーム密度を有利に提供することができる。
本明細書に開示されるフォーム製品は、２７．０～３１．０キログラム毎立方メートル（ｋｇ／ｍ３）の成形フォーム密度を有し得る。２７．０～３１．０ｋｇ／ｍ３のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、フォーム製品は、下限２７．０、２７．２、２７．５、２８．０、２８．５、または２９．０ｋｇ／ｍ３～上限３１．０、３０．８、３０．４、または３０．０ｋｇ／ｍ３の成形フォーム密度を有し得る。そのような成形フォーム密度を有するフォーム製品は、いくつもの用途、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、携帯用クーラーなどの器具の製造に非常に望ましい。
本明細書に開示されるフォーム製品は、１５～５０ｋｇ／ｍ３の自由上昇密度を有することができる。１５～５０ｋｇ／ｍ３のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、フォーム製品は、下限１５、１８、２０、２２、または２５ｋｇ／ｍ３～上限５０、４５、または４０ｋｇ／ｍ３の自由上昇密度を有することができる。
さらに、望ましい成形フォーム密度を提供すると同時に、本明細書に開示されるフォーム製品は、望ましい寸法安定性を有利に提供し得る。実験室でのクリープ試験を利用して、寸法安定性を判定することができる。例えば、成形フォーム製品は、約９５グラムの重量および３０ｃｍ×２０ｃｍ×５ｃｍの寸法を有するように調製され得る。各々が５ｃｍ×５ｃｍ×２．５ｃｍの寸法を有する３つの試験片を、成形フォーム製品の中間および内部セクションからそれぞれ切り出すことができる。各試験片の重量を最初に測定し、続いて、各試験片を水中に浸漬し、水置換体積を測定することによって、体積を決定することができる。次いで、ペーパータオルを使用して各試験片を軽くたたいて乾燥させ、次いで、１０分間、１バールの圧力で窒素を満たした室温の圧力容器に入れる。次いで、その試験片を圧力容器から取り出して、先に考察したように、水浸／変位によってそれぞれの最終体積を決定することができる。各フォーム製品の寸法安定性に応じて、試験片は、この圧力容器試験後のサイズおよび形状に関してさまざまな量の寸法変化を示し得る。クリープのパーセンテージは、［（Ｖ０－Ｖ１）／Ｖ０］ｘ１００％として定義することができ、式中、Ｖ０は、試験中フォームの元の体積であり、Ｖ１は、圧力容器中で１バールの圧力に１０分間曝露した後の試験中フォームの体積である。本明細書で使用されるとき、フォーム製品が０．０％～１０．０％のクリープ％を提供する場合、フォーム製品は寸法的に安定である。０．０％～１０．０％のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、フォーム製品は、下限０．０、０．０５、または０．１％～上限１０．０、９．０、８．０、７．０、６．０、５．０、４．０、または３．０％のクリープ％を有し得る。
実施例では、例えば、以下を含む、材料に関するさまざまな用語および名称を使用する。
ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＲＮ ４８２（ソルビトール開始ポリオール、平均官能価６．０、数平均分子量７００ｇ／モル、当量１１７ｇ／当量、平均ヒドロキシル価４８０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、
アミン開始ポリオール（トルエンジアミン開始ポリオール、平均官能価４．０、数平均分子量４７６ｇ／モル、当量１１９ｇ／当量、平均ヒドロキシル価４７１ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）。アミン開始ポリオールは、トルエンジアミン、プロピレンオキシド、およびエチレンオキシドを利用して形成された。
アミン開始ポリオール（トルエンジアミン開始ポリオール、平均官能価４．０、数平均分子量４７６ｇ／モル、当量１１９ｇ／当量、平均ヒドロキシル価４７１ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）。アミン開始ポリオールは、トルエンジアミン、プロピレンオキシド、およびエチレンオキシドを利用して形成された。
ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）３６０（スクロース／グリセリン開始ポリエーテルポリオール、平均官能価４．７、数平均分子量７３３ｇ／モル、当量１５６ｇ／当量、平均ヒドロキシル価３６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、
ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０ＴＢ（ポリエーテルジオール、平均官能価２．０、数平均分子量１０２０ｇ／モル、当量５１０ｇ／当量、平均ヒドロキシル価１１０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、
ＳＴＥＰＡＮＰＯＬ ＰＳ ２３５２（芳香族ポリエステルポリオール、平均官能価２．０、数平均分子量４６８ｇ／モル、当量２３４ｇ／当量、平均ヒドロキシル価２４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｓｔｅｐａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手）、
ＤＯＷ（商標）Ｐ－４２５（グリコール、平均官能価２．０、数平均分子量４２５ｇ／モル、当量２１２．５ｇ／当量、平均ヒドロキシル価２６４ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）、
ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２２５（グリセリン開始ポリエーテルポリオール、平均官能価３．０、数平均分子量２２５ｇ／モル、当量８５ｇ／当量、平均ヒドロキシル価６６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、
高官能性架橋剤（ジペンタエリスリトールペンタ－／ヘキサ－アクリレート（ＤＰＰＡ）、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ／ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａから入手）、
ＰＯＬＹＣＡＴ ５（触媒、ＰＭＤＥＴＡ－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’‘，Ｎ’‘－ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｅｖｏｎｉｋから入手）、
ＰＯＬＹＣＡＴ ４１（触媒、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’‘－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、Ｅｖｏｎｉｋから入手）、
ＰＯＬＹＣＡＴ ８（触媒、Ｎ，Ｎ－ジメチルシクロ－ヘキシルアミン、Ｅｖｏｎｉｋから入手）、
ＳＰＥ界面活性剤ＥＰ－Ａ－９８（界面活性剤、シリコーンポリエーテル界面活性剤、Ｅｖｏｎｉｋから入手）、
Ｓｏｌｓｔｉｃｅ １２３３ｚｄ液体発泡剤（物理発泡剤、トランス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌから入手）、
ＬｕｐｅｒｏｘＡＴＣ５０フリーラジカル開始剤（リン酸トリクレジル中５０重量％の過酸化ベンゾイル、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ／ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａから入手）、
アゾ系ラジカル開始剤（２，２’アゾビス（イソブチロニトリル、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ／ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａから入手）、および
イソシアネート（ＭＤＩを含有し、約３１．４重量％のＮＣＯ含有量および１３４のイソシアネート当量分子量を有するＰＡＰＩ（商標）２７ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）。
ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０ＴＢ（ポリエーテルジオール、平均官能価２．０、数平均分子量１０２０ｇ／モル、当量５１０ｇ／当量、平均ヒドロキシル価１１０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、
ＳＴＥＰＡＮＰＯＬ ＰＳ ２３５２（芳香族ポリエステルポリオール、平均官能価２．０、数平均分子量４６８ｇ／モル、当量２３４ｇ／当量、平均ヒドロキシル価２４０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｓｔｅｐａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手）、
ＤＯＷ（商標）Ｐ－４２５（グリコール、平均官能価２．０、数平均分子量４２５ｇ／モル、当量２１２．５ｇ／当量、平均ヒドロキシル価２６４ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）、
ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２２５（グリセリン開始ポリエーテルポリオール、平均官能価３．０、数平均分子量２２５ｇ／モル、当量８５ｇ／当量、平均ヒドロキシル価６６０ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、
高官能性架橋剤（ジペンタエリスリトールペンタ－／ヘキサ－アクリレート（ＤＰＰＡ）、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ／ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａから入手）、
ＰＯＬＹＣＡＴ ５（触媒、ＰＭＤＥＴＡ－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’‘，Ｎ’‘－ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｅｖｏｎｉｋから入手）、
ＰＯＬＹＣＡＴ ４１（触媒、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’‘－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、Ｅｖｏｎｉｋから入手）、
ＰＯＬＹＣＡＴ ８（触媒、Ｎ，Ｎ－ジメチルシクロ－ヘキシルアミン、Ｅｖｏｎｉｋから入手）、
ＳＰＥ界面活性剤ＥＰ－Ａ－９８（界面活性剤、シリコーンポリエーテル界面活性剤、Ｅｖｏｎｉｋから入手）、
Ｓｏｌｓｔｉｃｅ １２３３ｚｄ液体発泡剤（物理発泡剤、トランス－１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌから入手）、
ＬｕｐｅｒｏｘＡＴＣ５０フリーラジカル開始剤（リン酸トリクレジル中５０重量％の過酸化ベンゾイル、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ／ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａから入手）、
アゾ系ラジカル開始剤（２，２’アゾビス（イソブチロニトリル、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ／ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａから入手）、および
イソシアネート（ＭＤＩを含有し、約３１．４重量％のＮＣＯ含有量および１３４のイソシアネート当量分子量を有するＰＡＰＩ（商標）２７ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）。
実施例１、イソシアネート反応性組成物を以下のように調製した。表１に掲げたポリオールを、混合により容器中で組み合わせて、ポリオール組成物を形成した。界面活性剤、触媒、および水を容器に加え、その内容物を、オーバーヘッドミキサーを使用して、５００ｒｐｍで、約２分間、室温で混合して、実施例１を準備した。利用した成分および量を表１に示す。
実施例２、ハイブリッドフォーム配合物を、以下のように調製した。最初に、２重量パーセントのＡＩＢＮを含有するポリイソシアネートの原液を、室温でＰＡＰＩ（商標）２７（２４５０グラム）の入った容器に固体ＡＩＢＮ粉末（５０グラム）を加えることによって調製し、それを完全に混合して、ＡＩＢＮ固体粒子の目に見える凝集物のない均一な溶液にした。次いで、合計１６５．８部の原液を、１００部のポリオールおよび高官能性架橋剤、Ｓｏｌｓｔｉｃｅ １２３３ｚｄ液体発泡剤、および表１に報告した成分を含む容器に加えた。その容器の内容物を、直ちにオーバーヘッドミキサーで、３０００ｒｐｍ、室温で、約３秒間混合した。内容物は約１４５グラムの重さであった。その混合内容物（約９５グラム）を、フォーム製品である実施例３を形成するために、予熱した金型（６０℃）に直ちに注ぎ込んだ。金型のサイズは５ｃｍ×２０ｃｍ×３０ｃｍであった。金型は、発泡のために金型の長さ方向に沿って垂直に配置した。５分後にフォーム製品を金型から取り出し、ラボベンチに一晩置いてから、得られたフォーム製品の物理的特性の試験を実施した。利用した成分および量を表１に示す。実施例２のイソシアネート指数は１２０であった。実施例セクションの各実施例ハイブリッドフォーム配合物および各比較フォーム配合物は、特に明記しない限り、１２０のイソシアネート指数を有していた。実施例セクションの各ハイブリッドフォーム配合物および各比較フォーム配合物について、水およびＳｏｌｓｔｉｃｅ １２３３ｚｄ液体発泡剤のそれぞれの量を調整して、特に明記しない限り、最終フォーム製品中の発泡剤の総ガス量は約２７．５ｃｍ３ガス／フォーム１グラム、およびＣＯ２のモルパーセントは約２５．８％とした。
比較例Ａ～Ｃは、実施例１～３と同様に調製し、表１に示した成分および／または量をそれぞれ利用した点は変更した。
実施例３および比較例Ｃを、目視観察して、各フォーム製品のセル構造を比較した。目視観察により、実施例３は、観察可能なセル合体および大きなセルの形成を伴わない均一な細胞構造を有することが確認された。対照的に、比較例Ｃは、不均一なセル構造と、過酸化ベンゾイルを利用したときにセル合体に起因する望ましくない大きなセルサイズを含む観察可能なセルの変形を示した。大きなセルサイズおよび／または不均一なセル構造を有するフォームは、断熱性能の低下および機械的強度の低下など、望ましくない物理的特性を有し得る。
実施例４～８、イソシアネート反応性組成物、および比較例Ｄ～Ｈ、Ｓ～Ｙ、およびＮＮ～ＴＴは、実施例１と同様に調製したが、表２～５に示した成分をそれぞれ利用した点は異なる。
実施例９～１３、ハイブリッドフォーム配合物、および比較例Ｉ～Ｍ、Ｚ～ＦＦ、およびＵＵ～ＡＡＡは、実施例２と同様に調製したが、実施例１ではなく、実施例４～８および比較例Ｄ～Ｈ、Ｓ～Ｙ、およびＮＮ～ＴＴをそれぞれ利用し、表２～５に示した成分および／または量をそれぞれ利用した点は異なる。
実施例１４～１８、フォーム製品、および比較例Ｎ～Ｒ、ＧＧ～ＭＭ、およびＢＢＢ～ＨＨＨは、それぞれ、実施例９～１３および比較例Ｉ～Ｍ、Ｚ～ＦＦ、およびＵＵ～ＡＡＡを硬化させることによって形成された。
実施例１４～１８および比較例Ｎ～Ｒ、ＧＧ～ＭＭ、およびＢＢＢ～ＨＨＨの成形フォーム密度は、クリープ測定のために使用した同じ試験片から決定した。成形フォームの中央の内部セクションから３つの試験片を切り出した。各試験片は約２インチｘ２インチｘ１インチであった。試験片に１バールの圧力処理を施す前に、密度計算のために各試験片の重量および体積を決定した。３つの試験片で測定した密度を平均して、成形フォーム密度として報告した。実施例１４～１８および比較例Ｎ～Ｒ、ＧＧ～ＭＭ、およびＢＢＢ～ＨＨＨのクリープパーセントは、上で考察したようにクリープ試験によって決定した。その結果は表２～５に報告してある。
表２のデータは、実施例１４～１８の各々が、２７．０～３１．０ｋｇ／ｍ３の成形フォーム密度および０．０％～１０．０％のクリープパーセントを有利に有していたことを示している。
表３のデータは、比較例Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、およびＲの各々が、２７．０～３１．０ｋｇ／ｍ３の成形フォーム密度を有していたことを示している。しかしながら、実施例１４～１８とは対照的に、比較例Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、およびＲは、各々、１０．０％を超えるクリープパーセントを有していた。
表４のデータは、比較例ＧＧ～ＭＭの各々が、２７．０～３１．０ｋｇ／ｍ３の成形フォーム密度を有していたことを示している。しかしながら、実施例１４～１８とは対照的に、比較例ＧＧ～ＭＭの各々は、１０．０％を超えるクリープパーセントを有していた。
表５のデータは、比較例ＢＢＢ～ＨＨＨの各々が、２７．０～３１．０ｋｇ／ｍ３の成形フォーム密度を有していたことを示している。しかしながら、実施例１４～１８とは対照的に、比較例ＢＢＢ～ＨＨＨの各々は、１０．０％を超えるクリープパーセントを有していた。
実施例１９～２１（イソシアネート反応性組成物）、実施例２２～２４（ハイブリッドフォーム配合物）、実施例２５～２７（フォーム製品）、および比較例ＩＩＩ～ＫＫＫは、それぞれ、Ｈｉ－ｔｅｃｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ－ＥｃｏＲｉｍ ｍａｃｈｉｎｅによる高圧発泡プロセスを利用して、以下のようにして調製した。「Ａサイド」と称したポリイソシアネート（ＰＡＰＩ ２７、または２重量％のＡＩＢＮラジカル開始剤と一緒に溶解させたＰＡＰＩ ２７）を、タンクに投入した。さまざまな量のポリオール、高官能性架橋剤、界面活性剤、触媒、および水、ならびに、使用する場合は他の成分を、予備混合して、「Ｂサイド」と称した均一な混合物を形成し、分離タンクに充填した。次いで、Ｓｏｌｓｔｉｃｅ液体発泡剤（ＬＢＡ）を、Ｂサイドのタンクに直接投入し、タンク内に組み込まれた撹拌機で約２０分間混合した。タンクおよびラインの両方を、７０°Ｆの一定温度で熱的に平衡させた。次いで、Ａサイドのタンクの内容物とＢサイドのタンクの内容物とを、高圧衝突ミキサーで所望の割合で混合した。ＡサイドおよびＢサイドの両方の内容物を、衝突ミキサーに移送するためのポンプの圧力は、１５００ｐｓｉに設定した。フォーム製品の望ましい密度に基づいて、選択した量のＡサイドおよびＢサイドの内容物を混合し、直ちに金型キャビティに注入し、そこで成分を反応させ膨張させた。ブレット金型（２００ｃｍ×２０ｃｍ×５ｃｍ）を利用した。ブレット金型を長さ方向に直立させ、反応成分を、金型の底端部近くに位置している注入点から金型に注入した。ブレット金型は、１３５°Ｆの温度で熱的に平衡させ、その内面は離型剤の薄い層でコーティングした。フォーム製品は、５分後に金型から取り出し、次いで、物理的特性を試験する前に、実験室の周囲条件で約１２時間コンディショニングした。密度およびクリープ測定のために、ブレット金型フォームの中央の内部セクションから、３つの試験片（５ｃｍｘ５ｃｍｘ２．５ｃｍ）を切り出した。さらに、フォーム実施例２５～２７および比較例ＫＫＫの各々について、それぞれの発泡混合物（約７００グラム）を、１５ガロンのプラスチックバッグに発射して、制約のない状態でプラスチックバッグの内側で発泡させた。これらの「バッグショット」フォームに関するフォームコア密度は、中央の内部部分（約４インチ×４インチ×４インチ）から切り出した試験片から決定し、自由上昇密度として報告した。利用した成分および量、ならびにクリープパーセント、成形フォーム密度、および自由上昇密度を表６に掲げる。
表６のデータは、実施例２５～２７の各々が、２７．０～３１．０ｋｇ／ｍ３の成形フォーム密度および０．０％～１０．０％のクリープパーセント、ならびに１５～５０ｋｇ／ｍ３の自由上昇密度を有利に有していたことを示している。表６のデータは、比較例ＫＫＫの各々が、２７．０～３１．０ｋｇ／ｍ３の成形フォーム密度および１５～５０ｋｇ／ｍ３の自由上昇密度を有していたことをさらに示している。しかしながら、実施例２５～２７とは対照的に、比較例ＫＫＫは、１０．０％を超えるクリープパーセントを有していた。
Claims (10)
- ポリオール組成物であって、前記ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３．７～５．７の平均ヒドロキシル官能価、前記ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３７０～５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価、および前記ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて４００～７５０ｇ／モルの数平均分子量を有する、ポリオール組成物と、
３．０以上の平均官能価を有する高官能性架橋剤であって、前記高官能性架橋剤の官能基が、アクリレート基、アリル基、ＯＨ基、ＮＨ２基、ＣＯＯＨ基、およびそれらの組み合わせから選択され、前記高官能性架橋剤の前記官能基の１０～９９パーセントが、アクリレート基、アリル基、またはそれらの組み合わせである、高官能性架橋剤と、を含む、イソシアネート反応性組成物。 - 高官能性架橋剤が、前記ポリオール組成物の総ポリオールと前記高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、前記イソシアネート反応性組成物の２～４０部である、請求項１に記載のイソシアネート反応性組成物。
- 前記高官能性架橋剤が、１００～１５００ｇ／モルの数平均分子量を有する、請求項１～２のいずれか一項に記載のイソシアネート反応性組成物。
- 前記高官能性架橋剤が、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ－／ヘキサ－アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項１～３のいずれか一項に記載のイソシアネート反応性組成物。
- 請求項１～４のいずれか一項に記載のイソシアネート反応性組成物と、
アゾ系ラジカル開始剤と、
イソシアネートと、を含む、ハイブリッドフォーム配合物。 - 前記アゾ系ラジカル開始剤が、前記ポリオール組成物の総ポリオールと前記高官能性架橋剤との組み合わせの１００部に基づいて、前記ハイブリッドフォーム配合物の０．０１～５．０部である、請求項５に記載のハイブリッドフォーム配合物。
- 前記アゾ系ラジカル開始剤が、０℃～１３５℃の０．１０時間半減期温度を有する、請求項５～６のいずれか一項に記載のフォーム配合物。
- 前記アゾ系ラジカル開始剤が、２，２’－アゾビス（イソブチロニトリル）である、請求項５～７のいずれか一項に記載のフォーム配合物。
- 請求項５～８のいずれか一項に記載のハイブリッドフォーム配合物を硬化させることによって形成される、フォーム製品。
- フォーム製品を形成する方法であって、
ポリオール組成物であって、前記ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３．７～５．７の平均ヒドロキシル官能価、前記ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて３７０～５５０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価、および前記ポリオール組成物の総ポリオールに基づいて４００～７５０ｇ／モルの数平均分子量を有するポリオール組成物と、
３．０以上の平均官能価を有する高官能性架橋剤であって、前記高官能性架橋剤の官能基が、アクリレート基、アリル基、ＯＨ基、ＮＨ２基、ＣＯＯＨ基、およびそれらの組み合わせから選択され、前記高官能性架橋剤の前記官能基の１０～９９パーセントが、アクリレート基、アリル基、またはそれらの組み合わせである、高官能性架橋剤と、
アゾ系ラジカル開始剤と、
イソシアネートと、を組み合わせて、ハイブリッドフォーム配合物を形成することと、
前記ハイブリッドフォーム配合物を硬化させて前記フォーム製品を形成することと、を含む、方法。
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