JP2024511331A - 発泡体を調製するための組成物、それに関連する方法、及びそれから形成された発泡体 - Google Patents

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Abstract

発泡体を調製するための組成物は、(A)ポリオールと、(B)(B1)シリコーン樹脂であって、シリコーン樹脂(B1)を少なくとも部分的に溶解することができる(B2)物理的発泡剤中に少なくとも部分的に溶解された(B1)シリコーン樹脂、を含む予備混合物と、(C)ポリイソシアネートと、(D)触媒と、を含む。シリコーン樹脂(B1)は、各々シリコーン樹脂(B1)中に存在するシロキシ単位の総モルに基づいて、少なくとも20mol%の(R13SiO1/2)シロキシ単位及び少なくとも40mol%の(SiO4/2)シロキシ単位を含むが、ただし、(R13SiO1/2)及び(SiO4/2)シロキシ単位の合計量が、シリコーン樹脂(B1)中に存在するシロキシ単位の総モルに基づいて、少なくとも85mol%であることを条件とし、式中、各R1が、独立して、置換又は非置換ヒドロカルビル基である。

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2021年3月17日に出願された国際出願第CN2021/081195号の優先権及び全ての利点を主張するものであり、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
(発明の分野)
本開示は、概して、組成物に関し、より具体的には、密度及び熱伝導率を含む優れた特性を有する発泡体を調製するための組成物、並びにこの組成物を用いて形成された発泡体に関する。
発泡体は、当該技術分野において周知であり、断熱材を含む様々な最終用途で利用されている。発泡体は、様々な化学組成物から形成することができ、物理的及び/又は化学的発泡剤を用い得る。例えば、ポリイソシアヌレート(polyisocyanurate、PIR)発泡体は、概して、発泡剤の存在下で、少なくとも130のイソシアネート指数でイソシアネートとポリオールとを反応させることによって形成される。硬度、密度、可撓性などを含む発泡体の性能特性は、それらの調製に利用される組成物の機能である。発泡体の多くの最終用途において、密度に悪影響を与えることなく、熱伝導率を最小化することが望ましい。例えば、熱伝導率は、単に発泡体の密度を減少させることによって最小化することができる。しかしながら、密度の低下は、発泡体を様々な最終用途に適さなくする可能性がある。したがって、優れた密度及び熱伝導率の両方を有する発泡体を調製することは困難である。
発泡体を調製するための組成物が開示される。組成物は、(A)ポリオールと、(B)(B1)シリコーン樹脂であって、シリコーン樹脂(B1)を少なくとも部分的に溶解することができる(B2)物理的発泡剤中に少なくとも部分的に溶解された(B1)シリコーン樹脂、を含む予備混合物と、(C)ポリイソシアネートと、(D)触媒と、を含む。シリコーン樹脂(B1)は、各々シリコーン樹脂(B1)中に存在するシロキシ単位の総モルに基づいて、少なくとも20mol%の(R SiO1/2)シロキシ単位及び少なくとも40mol%の(SiO4/2)シロキシ単位を含むが、ただし、(R SiO1/2)及び(SiO4/2)シロキシ単位の合計量が、シリコーン樹脂(B1)中に存在するシロキシ単位の総モルに基づいて、少なくとも85mol%であることを条件とし、式中、各Rが、独立して、置換又は非置換ヒドロカルビル基である。
組成物の調製方法もまた、開示される。本方法は、シリコーン樹脂(B1)と物理的発泡剤(B2)とを接触させて、予備混合物(B)を得ることと、予備混合物(B)を成分(A)、(C)、及び(D)と組み合わせて、組成物を得ることと、を含む。
発泡体を調製する方法も開示される。本方法は、組成物を混合し、組成物を硬化させて、発泡体を得ることを含む。組成物の反応生成物を含む発泡体も開示される。
発泡体を調製するための組成物が開示される。組成物を用いて形成された発泡体は、以下に記載されるように、優れた物理的特性を有し、無数の最終使用用途に好適である。
組成物は、(A)ポリオールを含む。ポリオール(A)は限定されず、以下に記載されるように、ポリオール(A)がイソシアネートと反応することができる限り、任意の従来のポリオールであり得る。
ある特定の実施形態では、ポリオール(A)は、ポリエーテルポリオールを含む。組成物に好適なポリエーテルポリオールとしては、多官能性開始剤の存在下で、環状オキシド、例えば、エチレンオキシド(「ethylene oxide、EO」)、プロピレンオキシド(「propylene oxide、PO」)、ブチレンオキシド(「butylene oxide、BO」)、テトラヒドロフラン、又はエピクロロヒドリンの重合によって得られる生成物が挙げられるが、これらに限定されない。好適な開始剤は、複数の活性水素原子を含有する。ポリエーテルポリオールを得るためのこの重合のための触媒作用は、KOH、CsOH、三フッ化ホウ素などの触媒、複金属シアン化物錯体(double metal cyanide、DMC)触媒(例えば、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛)、又は四級ホスファゼニウム化合物を用いてアニオン性又はカチオン性のいずれかであり得る。開始剤は、例えば、ネオペンチルグリコール;1,2-プロピレングリコール;水;トリメチロールプロパン;ペンタエリスリトール;ソルビトール;スクロース;グリセロール;エタノールアミン、ジエタノールアミン、及びトリエタノールアミンなどアミノアルコール;1,6-ヘキサンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチルプロパン-1,3-ジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、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、2,5-ヘキサンジオールなどアルカンジオール;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、ビス-3-アミノプロピルメチルアミン;エチレンジアミン;ジエチレントリアミン;9(1)-ヒドロキシメチルオクタデカノール、1,4-ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン;水素化ビスフェノール;9,9(10,10)-ビスヒドロキシメチルオクタデカノール;1,2,6-ヘキサントリオール;並びにそれらの組み合わせから選択され得る。他の開始剤としては、アミン基を含有する他の直鎖及び環状化合物が挙げられる。例示的なポリアミン開始剤としては、エチレンジアミン、ネオペンチルジアミン、1,6-ジアミノヘキサン;ビスアミノメチルトリシクロデカン;ビスアミノシクロヘキサン;ジエチレントリアミン;ビス-3-アミノプロピルメチルアミン;トリエチレンテトラミン;トルエンジアミンの種々の異性体;ジフェニルメタンジアミン;N-メチル-1,2-エタンジアミン、N-メチル-1,3-プロパンジアミン;N,N-ジメチル-1,3-ジアミノプロパン;N,N-ジメチルエタノールアミン;3,3’-ジアミノ-N-メチルジプロピルアミン;N,N-ジメチルジプロピレントリアミン;アミノプロピル-イミダゾール;及びこれらの組み合わせが挙げられる。当該技術分野において理解されているように、開始剤化合物又はその組み合わせは、概して、得られるポリエーテルポリオールの所望される官能性に基づいて選択される。本開示の目的のために、ポリオール(A)は、上述の開始剤のいずれか、又は開始剤の組み合わせを用いて形成され得る。加えて、ポリオール(A)は、グリセロールを含むこれらの開始剤のいずれかを含み得る。
他の好適なポリエーテルポリオールとしては、ポリオキシプロピレンジオール及びトリオールなどのポリエーテルジオール及びトリオール、並びに二官能性又は三官能性開始剤へのエチレン及びプロピレンオキシドの同時又は連続付加によって得られるポリ(オキシエチレン-オキシプロピレン)ジオール及びトリオールが挙げられる。トリオールよりも高い官能性を有するポリエーテルポリオールも、ポリエーテルジオール及び/又はトリオールの代わりに、又はそれに加えて用いることができる。ポリオール(A)の重量に基づいて、5~90重量%のオキシエチレン含有量を有するコポリマーもまた使用することができ、それらのポリオールは、ブロックコポリマー、ランダム/ブロックコポリマー、又はランダムコポリマーであり得る。なお他の好適なポリエーテルポリオールとしては、テトラヒドロフランの重合によって得られるポリテトラメチレングリコールが挙げられる。
これら又は他の実施形態では、ポリオール(A)は、ポリエーテルポリオールを含む。この組成物に好適なポリエステルポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、スクロース、若しくはポリエーテルポリオールなどの多価アルコールのヒドロキシル官能性反応生成物、又はそのような多価アルコールの混合物、及びポリカルボン酸、特にジカルボン酸、又はそれらのエステル形成誘導体、例えばコハク酸、グルタル酸、及びアジピン酸、又はそれらのジメチルエステル、セバシン酸、無水フタル酸、無水テトラクロロフタル酸、テレフタル酸ジメチル、又はそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。ラクトン、例えば、カプロラクトンをポリオールと組み合わせた重合、又はヒドロキシカルボン酸、例えば、ヒドロキシカプロン酸の重合によって得られるポリエステルポリオールを使用することもできる。ある特定の実施形態では、ポリオール(A)は、ポリエステルとポリエーテルポリオールとの混合物を含む。
好適なポリエステルアミドポリオールは、ポリエステル化混合物にエタノールアミンなどのアミノアルコールを含めることによって得ることができる。好適なポリチオエーテルポリオールとしては、チオジグリコールを単独で縮合させるか、又は他のグリコール、アルキレンオキシド、ジカルボン酸、ホルムアルデヒド、アミノアルコール、又はアミノカルボン酸と縮合させることによってのいずれかで得られる生成物が挙げられる。好適なポリカーボネートポリオールとしては、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、又はテトラエチレングリコールなどのジオールを、ジアリールカーボネート、例えば、ジフェニルカーボネート、又はホスゲンと反応させることによって得られる生成物が挙げられる。好適なポリアセタールポリオールとしては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、又はヘキサンジオールなどのグリコールをホルムアルデヒドと反応させることによって調製されたものが挙げられる。他の好適なポリアセタールポリオールもまた、環状アセタールを重合することによって調製され得る。好適なポリオレフィンポリオールとしては、ヒドロキシ末端ブタジエンホモ及びコポリマーが挙げられる。
ある特定の実施形態では、ポリオール(A)は、ポリマーポリオールを含む。特定の実施形態では、ポリマーポリオールは、グラフトポリオールである。グラフトポリオールはまた、グラフト分散ポリオール又はグラフトポリマーポリオールとも称され得る。グラフトポリオールとしては、多くの場合、1つ以上のビニルモノマー、例えばスチレンモノマー及び/又はアクリロニトリルモノマー並びにポリオール中のマクロマー、例えばポリエーテルポリオールのその場での重合によって得られる生成物、すなわちポリマー粒子、が挙げられる。
組成物は、官能性、分子量、粘度、又は構造に基づいて互いに異なる2つ以上のポリオールの任意の組み合わせを含み得ることを理解されたい。
様々な実施形態では、ポリオール(A)は、0超~2,000、代替的に0超~1,700、代替的に0超~1,000、代替的に0超~700、代替的に0超~400、代替的に0超~350、代替的に0超~325、代替的に0超~300、代替的に0超~275、代替的に0超~250,g/当量のヒドロキシル(OH)当量を有する。上記の範囲を含むある特定の実施形態では、ポリオール(A)のOH当量は、少なくとも30g/当量である。OH当量を決定する方法は、所与のポリオールの官能性及び分子量に基づいて、当該技術分野において既知である。
これら又は他の実施形態では、ポリオールは、2~10、あるいは2~9、あるいは2~8、あるいは2~7、あるいは3~6の官能性を有する。
特定の実施形態では、ポリオール(A)は、1種以上のポリエステルポリオールを、任意選択的に、1種以上のポリエーテルポリオールと組み合わせて含むか、代替的にそれから本質的になるか、代替的にそれからなる。
ポリオール(A)が2つ以上の異なるポリオールのブレンドを含む場合、上記の特性は、全体的なポリオール(A)に基づき得る、すなわち、ポリオール(A)中の個々のポリオールの特性を平均化すること、又はポリオールのブレンド中の具体的なポリオールに関連し得ることを理解されたい。典型的には、上記の特性は、全体的なポリオール(A)に関する。
組成物は、(B)(B1)シリコーン樹脂であって、シリコーン樹脂(B1)を少なくとも部分的に溶解することができる(B2)物理的発泡剤中に少なくとも部分的に溶解された(B1)シリコーン樹脂、を含む予備混合物を更に含む。予備混合物(B)は、組成物を形成する前に形成される。言い換えれば、予備混合物(B)は、組成物を形成する際に成分(B1)及び(B2)を他の成分とともに組み合わせることによってその場で形成されない。代わりに、組成物を得るために他の成分と組み合わされるのは、予備混合物(B)自体である。驚くべきことに、予備混合物(B)の非存在下において成分(B1)及び(B2)を使用するよりも、予備混合物(B)を使用することにより、得られる発泡体の特性に影響を与えることが見出された。
予備混合物(B)は、任意の方法で形成することができる。例えば、シリコーン樹脂(B1)が物理的発泡剤(B2)中に配置され得るか、又は物理的発泡剤(B2)がシリコーン樹脂(B1)中に配置され得るなど。シリコーン樹脂(B1)は、物理的発泡剤(B2)中に少なくとも部分的に溶解される。例えば、予備混合物(B)は、物理的発泡剤(B2)中のシリコーン樹脂(B1)の不均質な混合物又は分散液であり得る。しかしながら、典型的には、シリコーン樹脂(B1)は、予備混合物(B)が溶液、特に均質な溶液であるように、物理的発泡剤(B2)中に溶解される。
当業者によって理解されるように、シリコーン樹脂は、その中の[M]、[D]、[T]、及び/又は[Q]単位/シロキシ基に関して特徴付けられ得る。より具体的には、これらの[M]、[D]、[T]、及び[Q]シロキシ基は、各々、シリコーン樹脂を含むオルガノポリシロキサン中に存在する構造単位を表す。具体的には、[M]は、一般式R’’SiO1/2の、単官能性単位を表し、[D]は、一般式R’’SiO2/2の二官能性単位を表し、[T]は、一般式R’’SiO3/2の三官能性単位を表し、及び[Q]は、一般式SiO4/2の四官能性単位を表し、以下の一般的な構造部分で示される:

これらの一般的な構造部分において、各R’’は、独立して、一価又は多価の置換基である。当技術分野で理解されるように、各R’’に好適な具体的な置換基は、特に限定されるものではなく、単原子又は多原子、有機又は無機、線状又は分岐状、置換又は非置換、芳香族、脂肪族、飽和又は不飽和、及びそれらの組み合わせであり得る。
シリコーン樹脂(B1)は、各々シリコーン樹脂(B1)中に存在するシロキシ単位の総モルに基づいて、少なくとも20mol%の(R SiO1/2)シロキシ単位及び少なくとも40mol%の(SiO4/2)シロキシ単位を含む。(R SiO1/2)及び(SiO4/2)シロキシ単位の合計量は、シリコーン樹脂(B1)中に存在するシロキシ単位の総モルに基づいて少なくとも85mol%であり、式中、各Rは、独立して、置換又は非置換ヒドロカルビル基である。したがって、シリコーン樹脂(B1)は、少なくとも20mol%のMシロキシ単位及び少なくとも40mol%のQシロキシ単位を含み、M及びQ単位の合計量は、各々シリコーン樹脂(B1)中のシロキシ単位の総モルに基づいて、少なくとも85mol%を占める。しかしながら、従来、M単位はトリメチルシロキシ単位であると定義されており、Rはメチル以外の何かであり得るが、(R SiO1/2)シロキシ単位は依然として本開示の目的のためのM単位とみなされることを理解されたい。
全てのシロキシ単位の少なくとも85mol%がシリコーン樹脂(B1)中のM及びQシロキシ単位であるため、シリコーン樹脂(B1)は、MQ樹脂に分類され得るか、又は別の方法でMQ樹脂と称され得る。そのようなMQ樹脂は、主にM及びQ単位、並びに任意選択的に限定された数のD及び/又はT単位(例えば、合計で≦15mol%)を含む高分子樹脂として、当該技術分野において既知である。ある特定の実施形態では、シリコーン樹脂(B1)は、溶媒又は物理的発泡剤(B2)中に配置されない限り、25℃で固体(例えば、粉末又はフレーク)形態である。MQ樹脂は、多くの場合、一般式[M][Q](式中、添字xは、Qシロキシ単位のモル数が1に正規化された場合のMシロキシ単位のQシロキシ単位に対するモル比を指す)によって単純に指定される。そのような場合、xの値が大きいほど、MQ樹脂の架橋密度は低くなる。xの値が減少すると、Mシロキシ単位の数が減少し、したがって、Mシロキシ単位を末端とすることなく、より多くのQシロキシ単位が網目状になるため、逆も当てはまる。しかしながら、Qシロキシ単位の正規化された含有量は、MQ樹脂を1つのみのQ単位に暗示又は限定するものではないことが理解されよう。むしろ、MQ樹脂は、典型的には、以下の説明から理解されるように、一緒にクラスター化又は結合された複数のQシロキシ単位を含む。
ある特定の実施形態では、シリコーン樹脂(B1)は、以下の一般式を有し、
(R SiO1/2(R SiO2/2(R’RSiO2/2b’(RSiO3/2(R’SiO3/2c’(SiO4/2
式中、添字a、b、b’、c、c’、及びdが、各々、a+b+b’+c+c’+d=1であるようなモル分率であるが、ただし、0.2≦a≦0.6、0≦b≦0.1、0≦b’≦0.1、0≦c≦0.1、0≦c’≦0.1、0.4≦d≦0.8、及び0.85≦a+d≦1.0であることを条件とし、式中、各Rが、独立して選択され、上で定義され、式中、各R’が、独立して選択されるアミノ基を含む。
上記シリコーン樹脂(B1)の一般式を参考にすると、Rに好適なヒドロカルビル基には、一価の炭化水素部分、並びにその誘導体及び修飾体が含まれ、これらは独立して、置換又は非置換であり、直鎖、分岐鎖、環状、又はそれらの組み合わせ、及び飽和又は不飽和であり得る。「置換」という用語は、少なくとも1個の水素原子が水素以外の原子又は基(例えば、ハロゲン原子など)で置き換えられている炭化水素部分を表す。直鎖及び分岐鎖ヒドロカルビル基は、独立して、飽和又は不飽和であり得、不飽和の場合、共役又は非共役であり得る。環状ヒドロカルビル基は、独立して、単環式又は多環式であり得、シクロアルキル基、アリール基、及び複素環を含み、これらは、芳香族、飽和及び非芳香族及び/又は非共役などであり得る。直鎖状及び環状ヒドロカルビル基の組み合わせの例としては、アルカリル基、アラルキル基などが挙げられる。ヒドロカルビル基において又はそれとして使用するのに好適な炭化水素部分の一般的な例としては、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、ハロカーボン基など、並びにそれらの誘導体、修飾体、及び組み合わせが挙げられる。アルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル(例えば、イソプロピル及び/又はn-プロピル)、ブチル(例えば、イソブチル、n-ブチル、tert-ブチル、及び/又はsec-ブチル)、ペンチル(例えば、イソペンチル、ネオペンチル、及び/又はtert-ペンチル)、ヘキシルなど(即ち、他の直鎖状又は分岐状飽和炭化水素基、例えば、6個を超える炭素原子を有する)が挙げられる。アリール基の例としては、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ベンジル、ジメチルフェニルなど、並びにそれらの誘導体及び修飾体が挙げられ、これらは、アルカリル基(例えば、ベンジル)及びアラルキル基(例えば、トリル、ジメチルフェニルなど)と重複し得る。アルケニル基の例としては、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、ヘプテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル基など、並びにそれらの誘導体及び修飾体が挙げられる。ハロカーボン基の一般的な例としては、ハロゲン化アルキル基(例えば、1つ以上の水素原子がF又はClなどのハロゲン原子で置き換えられている上記のアルキル基のうちのいずれか)、アリール基(例えば、1つ以上の水素原子がF又はClなどのハロゲン原子で置き換えられている上記のアリール基のうちのいずれか)、及びそれらの組み合わせなどの上記の炭化水素部分のハロゲン化誘導体が挙げられる。ハロゲン化アルキル基の例としては、フルオロメチル、2-フルオロプロピル、3,3,3-トリフルオロプロピル、4,4,4-トリフルオロブチル、4,4,4,3,3-ペンタフルオロブチル、5,5,5,4,4,3,3-ヘプタフルオロペンチル、6,6,6,5,5,4,4,3,3-ノナフルオロヘキシル、8,8,8,7,7-ペンタフルオロオクチル、2,2-ジフルオロシクロプロピル、2,3-ジフルオロシクロブチル、3,4-ジフルオロシクロヘキシル、及び3,4-ジフルオロ-5-メチルシクロヘプチル、クロロメチル、クロロプロピル、2-ジクロロシクロプロピル、2,3-ジクロロシクロペンチルなど、並びにそれらの誘導体及び修飾体が挙げられる。ハロゲン化アリール基の例としては、クロロベンジル、ペンタフルオロフェニル、フルオロベンジル基など、並びにそれらの誘導体及び修飾体が挙げられる。
ある特定の実施形態では、各Rは、独立して、1~30個の炭素原子を有する置換又は非置換ヒドロカルビル基である。例えば、いくつかのそのような実施形態では、少なくとも1つのRは、1~24個、代替的に1~18個、代替的に1~16個、代替的に1~12個、代替的に1~10個、代替的に1~8個、代替的に1~6個の炭素原子を有するアルキル基などの、独立して選択された置換又は非置換アルキル基である。アルキル基の具体例は、メチル基、エチル基、プロピル基(例えば、n-プロピル及びイソ-プロピル基)、ブチル基(例えば、n-ブチル、sec-ブチル、イソ-ブチル、及びtert-ブチル基)、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基など、並びにそれらの誘導体及び/又は修飾体を含む。かかるアルキル基の誘導体及び/又は修飾体の例には、それらの置換バージョンが含まれる。同様に、Rは、2~6個の炭素原子、例えば2~5個、あるいは2~4個、あるいは2~3個の炭素原子を有する、独立して選択された置換又は非置換アルケニル基を含み得、あるいは、それであってもよい。ある特定の実施形態では、シリコーン樹脂(B1)は、アルケニル官能基を含む少なくとも2つのR基を含む(すなわち、少なくとも2つのRは、置換又は非置換アルケニル基から選択される)。これら又は他の実施形態では、各Rは、独立して、C1~C6アルキル基、アリール基、アルケニル基、フェニル基、ビニル基、及びそれらの組み合わせから選択される。ある特定の実施形態では、シリコーン樹脂(B1)は、M単位としてトリメチルシロキシ単位及びM単位としてビニルジメチルシロキシ単位の両方を含む。他の実施形態では、シリコーン樹脂(B1)は、ケイ素結合アルケニル官能基を有しないM単位としてトリアルキルシロキシ単位のみを含む。ある特定の実施形態では、全てのR基の少なくとも50モル%、あるいは少なくとも60モル%、あるいは少なくとも70モル%、あるいは少なくとも80モル%、あるいは少なくとも90モル%がヒドロカルビル基である。
各R’は、独立して、アミノ基を含む。ある特定の実施形態では、各R’はアミノ基である。R’のアミノ基は、式-N(H) 2-fのものであり得、式中、各Rは、独立して選択され、上で定義されている、すなわち、各Rは独立して選択された置換又は非置換ヒドロカルビル基であり、式中、添字fは独立して0、1、又は2である。他の実施形態では、各R’は独立して、アミノ基で置換された炭化水素基を含む。好適な炭化水素基は上記のものである。特定の実施形態では、各R’は独立して、アミノ基で置換された脂肪族炭化水素基を含む。脂肪族炭化水素基は、直鎖状であっても環状であってもよく、典型的には飽和している。特定の実施形態では、各R’は、アルキルアミノ基を含む。例えば、各R’は、式-(CHN(H) 2-fのものであり得、式中、各添字gは、独立して、1~30、代替的に1~25、代替的に1~20、代替的に1~15、代替的に1~10、代替的に1~8、代替的に1~6、代替的に1~4、代替的に2~4であり、R及び添字fは、上で定義される。特定の実施形態では、各R’が式-(CHN(H)のものであるように、添字gは3であり、添字fは2である。
上記シリコーン樹脂(B1)の一般式を引き続き参照すると、添字a、b、b’、c、c’、及びdは、各々、a+b+b’+c+c’+d=1であるようなモル分率である。当業者によって理解されるように、添字a、b、c、及びdは、それぞれ、M、D、T、及びQシロキシ単位に対応する。上記一般式における添字b及びb’の両方は、Dシロキシ単位を示し、上記一般式における添字c及びc’の両方は、Tシロキシ単位を示すが、それぞれ異なるケイ素結合置換基を有する(R対R’)。ある特定の実施形態では、添字bは、≦0.1、代替的に≦0.09、代替的に≦0.08、代替的に≦0.07、代替的に≦0.06、代替的に≦0.05、代替的に≦0.04、代替的に≦0.03、代替的に≦002、代替的に≦0.01、代替的に0である。これら又は他の実施形態では、添字cは、≦0.1、代替的に≦0.09、代替的に≦0.08、代替的に≦0.07、代替的に≦0.06、代替的に≦0.05、代替的に≦0.04、代替的に≦0.03、代替的に≦002、代替的に≦0.01、代替的に0である。これら又は他の実施形態では、0.25≦a≦0.55、代替的に0.3≦a≦0.55、代替的に0.35≦a≦0.5、代替的に0.4≦a≦0.5。これら又は他の実施形態では、0.45≦d≦0.75、代替的に0.45≦d≦0.7、代替的に0.5≦d≦0.65、代替的に0.5≦d≦0.6。特定の実施形態では、添字c’は、0である。他の実施形態では、添字c’は、0超~0.1、あるいは0超~0.05、あるいは0超~0.04、あるいは0.01~0.04である。他の特定の実施形態では、添字b’は、0である。更に他の実施形態では、添字b’は、0超~0.1、あるいは0超~0.05、あるいは0超~0.04、あるいは0.01~0.04である。更なる実施形態では、b’及びc’はそれぞれ、0である。他の実施形態では、(b’+c’)は、0超~0.1、あるいは0超~0.05、あるいは0超~0.04、あるいは0.01~0.04である。
添字a及びdは、概して、シリコーン樹脂(B1)のMQ樹脂部分を指すため、添字a対添字dの比を使用して、シリコーン樹脂(B1)を特徴付けることができることが理解されるであろう。例えば、いくつかの実施形態では、添字dによって示されるQシロキシ単位に対する添字aによって示されるMシロキシ単位の比は、0.5~1.5(a:d)である。これら又は他の実施形態では、固体シリコーン樹脂中に添字dで示されるQシロキシ単位に対する添字aで示されるMシロキシ単位の比は、0.7~1.2(a:d)である。
特定の実施形態では、添字b及びcは、シリコーン樹脂(B1)が平均式(R SiO1/2(SiO4/2を有するように、各々0であり、式中、各Rが、独立して選択され、上で定義され、0.2≦x≦0.6、0.4≦y≦0.8、及びx+y=1である。ある特定の実施形態では、0.25≦x≦0.55、代替的に0.3≦x≦0.55、代替的に0.35≦x≦0.5、代替的に0.4≦x≦0.5。これら又は他の実施形態では、0.45≦y≦0.75、代替的に0.45≦y≦0.7、代替的に0.5≦y≦0.65、代替的に0.5≦y≦0.6。
様々な実施形態では、シリコーン樹脂(B1)は、2,000~30,000、代替的に5,000~30,000、代替的に10,000~30,000、代替的に15,000~30,000、代替的に20,000~30,000の重量平均分子量を有する。当業者によって理解されるように、重量平均分子量は、ポリスチレン標準に対する三重検出器ゲル浸透クロマトグラフィー(例えば、光散乱、屈折率及び粘度検出器を伴う)を使用して、ダルトンで容易に決定され得る。当該技術分野において理解されるように、シリコーン樹脂(B1)は、そのようなシリコーン樹脂を調製するために利用されることが多い加水分解/縮合に起因する、少なくともいくつかのケイ素結合ヒドロキシル(すなわち、シラノール)基及び/又はケイ素結合アルコキシ基を含み得る。例えば、シリコーン樹脂(B1)は、0~4重量%のケイ素結合ヒドロキシル基を含み得る。そのような基は、SiOZ基と称され得、式中、Zが、H又はアルキル基である。
上述したように、予備混合物(B)は、物理的発泡剤(B2)を含む。物理的発泡剤(B2)は、シリコーン樹脂(B1)を少なくとも部分的に溶解する、代替的に完全に溶解することができる限り、限定されない。加えて、物理的発泡剤(B2)は、以下に記載されるように、組成物を用いて形成された発泡体に空隙又は気泡を付与する。
様々な実施形態では、物理的発泡剤(B2)は、大気圧、及び≧10℃、代替的に≧20℃、代替的に≧30℃、代替的に≧40℃、代替的に≧50℃、代替的に≧60℃、代替的に≧70℃、代替的に≧80℃、代替的に≧90℃、代替的に≧100℃の温度への曝露中に、液体から気体状態への相変化を受けるものである。沸点温度は、概して、物理的発泡剤(B2)の特定の選択に依存し、これは、所望の硬化又は発泡体形成パラメータに基づいて選択することができる。
有用な物理的発泡剤としては、ペンタン及びヘキサンなどの炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエタン、クロロフルオロカーボン、及びヒドロクロロフルオロカーボン(hydrochlorofluorocarbon、「HCFC」)などのハロゲン化(例えば、塩素化及び/又はフッ素化)炭化水素;エーテル;並びにギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、又は酢酸エチルなどのケトン及びエステルが挙げられる。物理的発泡剤(B2)は、典型的には、25℃で液体であり、上記の例は、典型的には、発泡体調製中に揮発する液体として利用される。室温で気体であり得る物理的発泡剤の例としては、空気、窒素、及び/又は二酸化炭素が挙げられ、これらはまた、補助的な物理的発泡剤として組成物中で利用され得るが、これらは、シリコーン樹脂(B1)を少なくとも部分的に溶解しない。特定の実施形態では、物理的発泡剤(B2)は、n-ペンタン及び/又はシクロペンタンを含むか、又はそれらである。ある特定の実施形態では、物理的発泡剤(B2)は、プロパン、ブタン、イソブタン、イソブテン、イソペンタン、シクロペンタン、n-ペンタン、ジメチルエーテル、又はそれらの混合物からなる群から選択される化合物を含む。多くの実施形態では、物理的発泡剤(B2)は、組成物の成分に対して不活性である。
様々な実施形態では、物理的発泡剤(B2)は、ヒドロフルオロカーボン(「hydrofluorocarbon、HFC」)を含む。「ヒドロフルオロカーボン」及び「HFC」は互換性のある用語であり、水素、炭素、及びフッ素を含有する有機化合物を指している。HFCは、典型的には、フッ素以外のハロゲンを実質的に含まない。例えば、塩素及びフッ素の両方が存在する場合、物理的発泡剤(B2)は、HFCではなくHCFCとして分類される。
好適なHFCの例としては、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(HFC-245fa)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン(HFC-365mfc)、1-フルオロブタン、ノナフルオロシクロペンタン、ペルフルオロ-2-メチルブタン、1-フルオロヘキサン、ペルフルオロ-2,3-ジメチルブタン、ペルフルオロ-1,2-ジメチルシクロブタン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロイソヘキサン、ペルフルオロシクロヘキサン、ペルフルオロヘプタン、ペルフルオロエチルシクロヘキサン、ペルフルオロ-1,3-ジメチルシクロヘキサン、及びペルフルオロオクタン、1,1,1,2-テトラフルオロエタン(HFC-134a)など脂肪族化合物;並びにフルオロベンゼン、1,2-ジフルオロベンゼンなど芳香族化合物;1,4-ジフルオロベンゼン、1,3-ジフルオロベンゼン;1,3,5-トリフルオロベンゼン;1,2,4,5-テトラフルオロベンゼン、1,2,3,5-テトラフルオロベンゼン、1,2,3,4-テトラフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、及び1-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ベンゼンが挙げられる。ある特定の実施形態では、HFC-365mfc及びHFC-245faは、それらの増加した利用可能性及び使いやすさのために好ましい場合があり、HFC-365mfcは、ある特定の用途で有用であり得るHFC-245faよりも高い沸点を有する。例えば、HFC-365mfcなどの30℃より高い沸点を有するHFCは、発泡体処理中に液化を必要としないため、望ましい場合がある。
物理的発泡剤の追加の例は、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロプ-1-エン(HFO-1234ze及び/又はLBA、Solsticeの商品名でHoneywellから入手可能)、トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HFO-1233zd、Foraneの商品名でArkemaから入手可能)、2,3,3,3-テトラフルオロプロプ-1-エン(HFO-1234yf、Solstice yfの商品名でHoneywellから入手可能、及びOpteon YFの商品名でChemoursから入手可能)、シス-1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテン(HFO-1336mzz-Z、Opteon MZの商品名でChemoursから入手可能)、及びOpteon 1150などの、ヒドロフルオロ-オレフィン(hydrofluoro-olefin、HFO)である。
ある特定の実施形態では、物理的発泡剤(B2)は、炭化水素及びハロゲン化炭化水素から選択される。ハロゲン化炭化水素としては、HCFC、HFC、及びHFOが挙げられる。特定の実施形態では、物理的発泡剤(B2)は、ペンタン(イソ-ペンタン及び/又はシクロペンタン)、HCFC、HFC、及び/又はHFOを含む。より特定の実施形態では、物理的発泡剤(B2)は、ペンタン(イソ-ペンタン及び/又はシクロペンタン)、

を含む。
予備混合物(B)は、シリコーン樹脂(B1)及び物理的発泡剤(B2)を様々な量で含み得る。ある特定の実施形態では、予備混合物(B)は、予備混合物(B)の総重量に基づいて、0超~50、代替的に2~48、代替的に4~46、代替的に6~44、代替的に8~42、代替的に10~40重量%の量でシリコーン樹脂(B1)を含む。これら又は他の実施形態では、予備混合物(B)は、50~100未満、代替的に52~98、代替的に54~96、代替的に52~98、代替的に60~90重量%の量で物理的発泡剤(B2)を含み得る。ある特定の実施形態では、予備混合物(B)は、シリコーン樹脂(B1)及び物理的発泡剤(B2)から本質的になる。他の実施形態では、予備混合物(B)は、シリコーン樹脂(B1)及び物理的発泡剤(B2)からなる。
予備混合物(B)は、シリコーン樹脂(B1)と物理的発泡剤(B2)とを、任意選択的に撹拌又は混合しながら、一緒に組み合わせることによって形成することができる。本明細書の記載から理解されるように、物理的発泡剤(B2)は、シリコーン樹脂(B1)を、典型的にはそれと反応することなく、少なくとも部分的に溶解する、代替的に溶解することができる。典型的には、シリコーン樹脂(B1)は、物理的発泡剤(B2)と組み合わされたときに固体である。「固体」という用語は、室温でシリコーン樹脂(B1)が、有機溶媒又は担体の非存在下において固体又は実質的に固体であるように、室温より高い軟化点及び/又は融点を有するようなシリコーン樹脂を説明するために、シリコーン樹脂(B1)に関して本明細書で使用される。典型的には、シリコーン樹脂(B1)は、物理的発泡剤(B2)と一緒にコーミングされる前にフレーク又は粉末形態である。別の実施形態では、シリコーン樹脂(B1)は、有機溶媒、又は物理的発泡剤(B2)以外の他のビヒクル(例えば、ポリエーテル流体)と溶媒和することができ、予備混合物(B)は、物理的発泡剤(B2)を伴う溶媒交換を介して形成することができる。
方法成分に関して、シリコーン樹脂(B1)は、調製されてもよく、又は別の方法で、すなわち調製された樹脂として得られてもよい。シリコーン樹脂(B1)などのシリコーン樹脂を調製する方法は、当該技術分野において既知であり、好適な前駆体及び出発材料は様々な供給業者から市販されている。
シリコーン樹脂(B1)及び物理的発泡剤(B2)は、任意選択的に剪断又は混合下で、任意の順序で組み合わされ得る。予備混合物(B)は、本明細書で特に断りのない限り、バッチ、半バッチ、半連続、又は連続プロセスで調製され得る。典型的には、組み合わされると、予備混合物(B)の成分は、例えば、混合を介して均質化され、これは、混合に好適な任意の機器を使用して当該技術分野において既知の様々な技法のうちのいずれかによって実施され得る。好適な混合技術の例には、概して、超音波処理、分散混合、遊星混合、3ロール式砕などが含まれる。混合機器の例には、比較的高い流動性(低動的粘度)組成物用の攪拌バッチケトル、リボンブレンダー、溶液ブレンダ、コニーダ、ツインロータミキサ、Banbury型ミキサ、粉砕機、押出機などが含まれ、これは、バッチタイプ又は連続配合タイプの機器であり得、単独で、又は同じ若しくは異なる種類の1つ以上のミキサと組み合わせて利用される。
ある特定の実施形態では、予備混合物(B)は、1,500未満、代替的に1,000未満、代替的に750未満、代替的に500未満、代替的に200未満、代替的に100未満、代替的に75センチポアズ未満の25℃での粘度を有する。動的粘度は、45mmコーンプレート形状を備えたTA Instruments AR 2000レオメーターを介して、10秒-1の一定の剪断速度、20℃から80℃まで3℃/分の温度上昇速度で測定され得る。ASTM D445に従って動粘度を測定することができる。
ある特定の実施形態では、組成物及び/又は予備混合物(B)は、アミノケイ素化合物を更に含む。概して、アミノケイ素化合物は、シリコーン樹脂(B1)中に、存在する場合には添字b’によって示されるDシロキシ単位、及び/又は存在する場合、添字c’によって示されるTシロキシ単位を付与するために利用される。シリコーン樹脂(B1)及び/又は組成物を調製する場合のアミノケイ素化合物の使用は任意選択的である。利用される場合、アミノケイ素化合物のいくらかの残留量が組成物中に存在してもよく、すなわち、アミノケイ素化合物は、シリコーン樹脂(B1)及び/又は組成物を調製する際に完全に消費されなくてもよい。アミノケイ素化合物は、典型的には、シリコーン樹脂(B1)がアミノ基を含む場合、シリコーン樹脂(B1)を調製するために利用されるため、存在する場合、アミノケイ素化合物は、典型的には、予備混合物(B)に含まれる。アミノケイ素化合物は、R’が存在する場合、シリコーン樹脂(B1)中のR’で示される置換基になり得るアミノ基を含むケイ素結合置換基を含む。典型的には、アミノケイ素化合物はまた、ケイ素結合ヒドロキシル基及び/又は加水分解性基、例えばアルコキシ基を含む。
特定の実施形態では、アミノケイ素化合物は、アミノシラン、例えば、式R’R Si(OR3-hのアミノシランを含み、代替的にそれであり、式中、添字hが、0又は1であり、R’が、上で定義され、各Rが、1~18個、代替的に1~16個、代替的に1~14個、代替的に1~12個、代替的に1~10個、代替的に1~8個、代替的に1~6個、代替的に1~4個の炭素原子を有する独立して選択されるアルキル基である。一実施形態では、添字hは0であり、アミノケイ素化合物は式R’Si(ORのものである。このようなアミノシランの1つの具体例は、3-プロピルアミノトリエトキシシランである。別の実施形態では、添字hは1であり、アミノケイ素化合物は式R’RSi(ORのものである。このようなアミノシランの1つの具体例は、3-プロピルアミノ(ジエトキシ)メチルシランである。
アミノケイ素化合物が利用されて、シリコーン樹脂(B1)を調製し、式R’Si(ORのものである場合、利用されるアミノケイ素化合物の少なくともいくらかは、概して加水分解及び縮合して、添字c’で示されるシリコーン樹脂(B1)中のTシロキシ単位、すなわち式R’SiO3/2を与える。典型的には、アミノケイ素化合物の各アルコキシ基は完全に加水分解及び縮合して、シリコーン樹脂(B1)中にそのようなTシロキシ単位を与える。シリコーン樹脂(B1)の調製中、利用される場合、アミノケイ素化合物は、シリコーン樹脂(B1)の反応中間体中に部分縮合物生成物を与え得る。アミノケイ素化合物が利用され、式R’Si(ORのものである場合、部分縮合物生成物は、式(R’(OZ)SiO3-q/2)のものであり、式中、添字qが、独立して、0、1、又は2であり、各Zが、独立して、H又はRである。
アミノケイ素化合物が利用されて、シリコーン樹脂(B1)を調製し、式R’RSi(ORのものである場合、利用されるアミノケイ素化合物の少なくともいくらかは、概して加水分解及び縮合して、添字b’で示されるシリコーン樹脂(B1)中のDシロキシ単位、すなわち式R’RSiO2/2を与える。典型的には、アミノケイ素化合物の各アルコキシ基は完全に加水分解及び縮合して、シリコーン樹脂(B1)中にそのようなDシロキシ単位を与える。シリコーン樹脂(B1)の調製中、利用される場合、アミノケイ素化合物は、シリコーン樹脂(B1)の反応中間体中に部分縮合物生成物を与え得る。アミノケイ素化合物がそのように利用され、式R’RSi(ORのものである場合、部分縮合物生成物は式R’R(OZ)rSiO2-r/2のものであり、式中、添字rが、独立して、0又は1であり、各Zが、独立して、H又はRである。
異なるアミノケイ素化合物の組み合わせを、アミノケイ素化合物として一緒に利用してもよい。アミノケイ素化合物は、典型的には、予備混合物(B)の総重量に基づいて、0~25、代替的に0~20、代替的に0~15重量%の量で予備混合物(B)中に存在する。
組成物は、(C)ポリイソシアネートを更に含む。組成物に好適なポリイソシアネートは、2つ以上のイソシアネート官能基を有し、従来の脂肪族、脂環式、芳香脂肪族及び芳香族イソシアネートを含む。ポリイソシアネート(C)は、ジフェニルメタンジイソシアネート(「MDI」)、ポリマージフェニルメタンジイソシアネート(「pMDI」)、トルエンジイソシアネート(「TDI」)、ヘキサメチレンジイソシアネート(「HDI」)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(「HMDI」)、イソホロンジイソシアネート(「IPDI」)、シクロヘキシルジイソシアネート(「CHDI」)、ナフタレンジイソシアネート(「NDI」)、フェニルジイソシアネート(「PDI」)、及びそれらの組み合わせの群から選択され得る。ある特定の実施形態では、ポリイソシアネート(C)は、pMDIを含むか、pMDIから本質的になるか、又はpMDIである。一実施形態では、イソシアネート(C)は、式OCN-R-NCOのものであり、式中、Rが、アルキル部分、アリール部分、又はアリールアルキル部分である。この実施形態では、ポリイソシアネート(C)は、任意の数の炭素原子、典型的には4~20個の炭素原子を含み得る。
好適なポリイソシアネートの具体例としては、アルキレン部分中に4~12個の炭素を有するアルキレンジイソシアネート、例えば、1,12-ドデカンジイソシアネート、2-エチル-1,4-テトラメチレンジイソシアネート、2-メチル-1,5-ペンタメチレンジイソシアネート、1,4-テトラメチレンジイソシアネート、及び1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート;脂環式ジイソシアネート、例えば、1,3-及び1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、並びにこれらの異性体の任意の混合物、1-イソシアナト-3,3,5-トリメチル-5-イソシアナトメチルシクロヘキサン、2,4-及び2,6-ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、並びに対応する異性体混合物、4,4’-2,2’-及び2,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、並びに対応する異性体混合物;並びに芳香族ジイソシアネート及びポリイソシアネート、例えば、2,4-及び2,6-トルエンジイソシアネート、及び対応する異性体混合物、4,4’-、2,4’-、及び2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、並びに対応する異性体混合物、4,4’-、2,4’-及び2,2-ジフェニルメタンジイソシアネートとポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネートとの混合物、並びにMDIとトルエンジイソシアネート(toluene diisocyanate、TDI)との混合物が挙げられる。
ポリイソシアネート(C)は、修飾多価イソシアネート、すなわち、有機ジイソシアネート及び/又はポリイソシアネートの部分的な化学反応によって得られる生成物を含み得る。好適な修飾多価イソシアネートの例としては、エステル基、尿素基、ビウレット基、アロファネート基、カルボジイミド基、イソシアヌレート基、及び/又はウレタン基を含有するジイソシアネート及び/又はポリイソシアネートが挙げられる。好適な修飾多価イソシアネートの具体例としては、ウレタン基を含有し、総重量に基づいて15~33.6重量部のNCO含量を有する有機ポリイソシアネート、例えば、最大6000の分子量を有する低分子量ジオール、トリオール、ジアルキレングリコール、トリアルキレングリコール、又はポリオキシアルキレングリコール;修飾4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート又は2,4-及び2,6-トルエンジイソシアネートが挙げられ、個々に又は混合物として使用され得るジ-及びポリオキシアルキレングリコールの例としては、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、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、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、及びポリオキシプロピレンポリオキシエチレングリコール又はトリオールが挙げられる。好適なポリイソシアネートの更なる例としては、ポリイソシアネート(C)の総重量に基づいて、3.5~29重量部のNCO含有量を有し、ポリエステルポリオール及び/又はポリエーテルポリオールから生成される、NCO基を含有するプレポリマー;4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-及び4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの混合物、2,4-及び/若しくは2,6-トルエンジイソシアネート、又はポリマーMDIが挙げられる。更に、イソシアネート(C)の総重量に基づいて、例えば、4,4’-及び2,4’-、及び/若しくは2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、並びに/又は2,4’-及び/若しくは2,6-トルエンジイソシアネートに基づいて、15~33.6重量部のNCO含有量を有するカルボジイミド基を含有する液体ポリイソシアネートもまた、好適であり得る。修飾ポリイソシアネートは、任意選択的に、2,4’-及び4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリマーMDI、2,4’-及び/又は2,6-トルエンジイソシアネートなどの未修飾有機ポリイソシアネートと一緒に混合又はそれらと混合され得る。
ポリイソシアネート(C)は、官能性、分子量、粘度、又は構造に基づいて互いに異なる2つ以上のポリイソシアネートの任意の組み合わせを含み得ることを理解されたい。特定の実施形態では、ポリイソシアネート(C)は、pMDIを含むか、pMDIから本質的になるか、又はpMDIである。
ポリイソシアネート(C)は、典型的には、2.0~5.0、代替的に2.0~4.5、代替的に2.0~4.0、代替的に2.0~3.5の官能性を有する。
これらの又は他の実施形態では、ポリイソシアネート(C)は、15~60、代替的に15~55、代替的に20~48.5重量%の重量のNCOを有する。重量基準のNCOの含有量を決定する方法は、特定のポリイソシアネートの官能性及び分子量に基づいて、当該技術分野において既知である。
ポリイソシアネート(C)は、組成物中に様々な量で存在し得る。一実施形態では、ポリイソシアネート(C)及びポリオール(A)は、組成物が硬化して、ポリイソシアヌレート発泡体を与えるように、少なくとも130のイソシアネート指数を提供する量で選択され、かつ組成物中に存在する。ある特定の実施形態では、ポリイソシアネート(C)は、130~700、代替的に130~600、代替的に130~550、代替的に130~500、代替的に130~450、代替的に130~400、代替的に150~350、代替的に180~350のイソシアネート指数を提供する量で組成物中に存在する。イソシアネート指数は、イソシアネート反応性水素官能基に対するNCOのモル比を100倍したものである。イソシアネート指数及びその計算方法は、当該技術分野において周知である。他の実施形態では、ポリイソシアネート(C)及びポリオール(A)は、組成物が硬化して、ポリウレタン発泡体を与えるように、130未満、例えば50~130未満のイソシアネート指数を提供する量で選択され、かつ組成物中に存在する。更になお、組成物は、硬化して、ポリイソシアヌレート/ポリウレタンハイブリッド発泡体を与えることができる。
組成物は、(D)触媒を追加的に含む。
一実施形態では、触媒(D)は、スズ触媒を含む。好適なスズ触媒としては、有機カルボン酸のスズ(II)塩、例えば、酢酸スズ(II)、オクタン酸スズ(II)、エチルヘキサン酸スズ(II)、及びラウリン酸スズ(II)が挙げられる。一実施形態では、触媒(D)は、有機カルボン酸のジアルキルスズ(IV)塩である、ジラウリン酸ジブチルスズを含む。好適な有機金属触媒、例えばジラウリン酸ジブチルスズの具体例は、商標DABCO(登録商標)でAir Products and Chemicals,Inc(Allentown,PA)から市販されている。有機金属触媒はまた、二酢酸ジブチルスズ、マレイン酸ジブチルスズ、及び二酢酸ジオクチルスズなどの有機カルボン酸の他のジアルキルスズ(IV)塩を含み得る。
他の好適な触媒の例としては、塩化鉄(II);塩化亜鉛;オクタン酸鉛;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などトリス(ジアルキルアミノアルキル)-s-ヘキサヒドロトリアジン、水酸化テトラメチルアンモニウムを含む、水酸化テトラアルキルアンモニウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムを含む、アルカリ金属水酸化物、ナトリウムメトキシド及びカリウムイソプロポキシドを含むアルカリ金属アルコキシド、並びに10~20個の炭素原子及び/又は側鎖OH基を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩が挙げられる。
他の好適な触媒、特に三量体化触媒の更なる例としては、N,N,N-ジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、カリウム、酢酸カリウム、N,N,N-トリメチルイソプロピルアミン/ギ酸塩、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
他の好適な触媒、具体的には第三級アミン触媒のなお更なる例としては、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリエチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン(1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンとしても知られる)、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン、N,N,N’,N’,N’’-ペンタメチルジプロピレントリアミン、トリス(ジメチルアミノプロピル)アミン、N,N-ジメチルピペラジン、テトラメチルイミノ-ビス(プロピルアミン)、ジメチルベンジルアミン、トリメチルアミン、トリエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、N-メチルピロリドン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、ビス(2-ジメチルアミノ-エチル)エーテル、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン(「DMCHA」)、N,N,N’,N’,N”-ペンタメチルジエチレントリアミン、1,2-ジメチルイミダゾール、3-(ジメチルアミノ)プロピルイミダゾール、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、及びそれらの組み合わせが挙げられる。触媒(D)は、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(「1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene、DBU」)に基づく遅延作用三級アミンを含み得る。代替的に又は加えて、触媒(D)は、N、N、N’-トリメチル-N’-ヒドロキシエチル-ビスアミノエチルエーテル及び/又はエチレンジアミンを含み得る。第三級アミン触媒は、ほぼ同一の化学量論量のフェノール又はギ酸など酸性プロトン含有酸を添加することによって、遅延作用触媒として使用するために更に修飾することができる。かかる遅延作用触媒は、Air Products及びEvonikから市販されている。
触媒(D)は、そのまま使用し得るか、又は担体ビヒクル中に配置され得る。担体ビヒクルは、当該技術分野において既知であり、組成物の任意選択的な成分として以下に更に記載される。担体ビヒクルを利用し、触媒(D)を溶解する場合、担体ビヒクルは溶媒と称され得る。担体ビヒクルは、イソシアネート反応性、例えば、ジプロピレングリコールなどアルコール官能性担体ビヒクルであり得る。
触媒(D)は、様々な量で利用することができる。触媒(D)は、異なる触媒の任意の組み合わせを含み得る。
ある特定の実施形態では、組成物は、予備混合物(B)の物理的発泡剤(B2)に加えて補助発泡剤を含み得る。例えば、組成物は、予備混合物(B)中に存在する物理的発泡剤に加えて物理的発泡剤を含むことができ、これは、独立して、成分(B2)について上述した物理的発泡剤のうちのいずれかから選択することができる。しかしながら、典型的には、組成物は、成分(B2)として予備混合物(B)中に含まれるものとは別に、又はそれに加えて、いかなる物理的発泡剤も含まない。したがって、補助発泡剤が利用される場合、補助発泡剤は、典型的には化学的発泡剤である。
化学的発泡剤の例としては、Si-OH化合物が挙げられ、これは、モノマー、オリゴマー、又はポリマーであり得る。ある特定の実施形態では、化学的発泡剤は、オルガノシラン及び少なくとも1個のシラノール(Si-OH)基を有するオルガノシロキサンからなる群から選択される。好適なOH官能性化合物の例としては、OH末端ジメチルシロキサンなどのジアルキルシロキサンが挙げられる。そのようなシロキサンは、10mPa・s~5,000mPa・s、10mPa・s~2,500mPa・s、10mPa・s~1,000mPa・s、10mPa・s~500mPa・s、又は10mPa・s~100mPa・sなどの、25℃における比較的低い粘度を有し得る。
特定の実施形態では、化学発泡剤は、水を含む、あるいは水である。(反応前の)組成物の総質量中に存在する水の量は、典型的には、組成物の総重量に基づいて、0.02重量%~1.00重量%、代替的に0.03重量%~0.9重量%、代替的に0.05重量%~0.8重量%、代替的に0.1重量%~0.7重量%である。とりわけ、その製造方法から、少なくともいくらかの水がポリオール(A)中に存在し得る。成分(A)中に水が元々存在する場合、成分(A)中の水は、個別に添加される補助発泡剤ではない。ある特定の実施形態では、水は、組成物中に存在する唯一の補助発泡剤であり、水は、成分(A)中のポリオールとともに存在するだけである。
ある特定の実施形態では、組成物は、二成分又は多成分の系又は組成物である。例えば、(A)ポリオールはイソシアネート反応性成分中に存在し、(C)ポリイソシアネートはイソシアネート反応性成分とは別のイソシアネート成分中に存在する。典型的には、予備混合物(B)は、イソシアネート反応性成分中に(A)ポリオールとともに存在する。触媒(D)は、イソシアネート反応性成分、イソシアネート成分、又はイソシアネート反応性成分及びイソシアネート成分の両方とは完全に別の更なる成分(組成物が多成分組成物であるような)中に存在してもよい。特定の実施形態では、イソシアネート成分はポリイソシアネート(C)からなり、残りの成分はイソシアネート反応性成分中に存在する。
ある特定の実施形態では、組成物は、(E)界面活性剤を更に含む。界面活性剤(E)は、イソシアネート反応性成分、イソシアネート成分、又はイソシアネート反応性成分及びイソシアネート成分とは別の成分中に存在してもよい。好適な界面活性剤(又は「発泡助剤」)としては、シリコーンポリエーテル、エチレンオキシドポリマー、プロピレンオキシドポリマー、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのコポリマー、他の非イオン性界面活性剤、及びそれらの組み合わせが挙げられる。組成物が界面活性剤としてシリコーンポリエーテルを含む場合、界面活性剤は、当該技術分野において理解されるように、界面活性剤ではないシリコーン樹脂(B1)と区別される。典型的には、このようなシリコーンポリエーテル界面活性剤は非樹脂性である。更なる好適な界面活性剤は、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、又はそのような界面活性剤の混合物を含み得る。
様々な実施形態では、組成物は、フルオロカーボン界面活性剤又はフッ素化界面活性剤を含む。フッ素化界面活性剤は、炭素上にフッ素原子を含有し、界面活性剤でもある、当該技術分野で既知の化合物のいずれかであり得る。これらのフッ素化界面活性剤は、有機又はケイ素含有であり得る。例えば、フッ素化有機界面活性剤は、過フッ素化ポリエーテル、例えば、式:

の繰り返し単位、及びかかる単位の混合物を有するものであり得る。
ケイ素含有フッ素化界面活性剤は、シロキサンであり得、例えば、それに対して結合されたフッ素を有する有機ラジカルを含有するシロキサン、例えば、式:

の繰り返し単位を有するシロキサンなどであり得る。
様々な実施形態では、フッ素化界面活性剤を組成物に添加すると、発泡体の密度が減少する。概して、組成物中のフッ素化界面活性剤の量を増加させると、発泡体の密度が減少する。これは、ネットワークが形成されて硬化する間に、界面活性剤が気泡を安定させる低速硬化システムに特に当てはまる。
界面活性剤(E)は、典型的には、組成物の総重量に基づいて、0超~5、代替的に0超~4、代替的に0超~3、代替的に0超~2重量パーセントの様々な量で利用され得る。
組成物は、任意選択的に、添加剤成分を更に含み得る。添加剤成分は、担体ビヒクル、触媒、発泡剤、可塑剤、架橋剤、連鎖延長剤、連鎖停止剤、湿潤剤、表面修飾剤、ワックス、泡安定剤、水分スカベンジャー、乾燥剤、減粘剤、気泡サイズ低減化合物、強化剤、染料、顔料、着色剤、充填剤、難燃剤、離型剤、酸化防止剤、適合剤、紫外線安定剤、チキソトロピック剤、劣化防止剤、潤滑剤、カップリング剤、溶媒、レオロジー促進剤、接着促進剤、増粘剤、発煙抑制剤、帯電防止剤、抗菌剤、官能化シラン、核剤、及びそれらの組み合わせの群から選択され得る。
添加剤のうちの1つ以上は、組成物の任意の好適な重量パーセント(重量%)、例えば、組成物の0.1重量%~15重量%、0.5重量%~5重量%、又は0.1重量%以下、1重量%、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、又は15重量%以上として存在し得る。当業者であれば、例えば添加剤のタイプ及び所望の結果に応じて、添加剤の好適な量を容易に決定することができる。ある特定の任意選択的な添加剤を、以下、より詳細に記載する。
好適な担体ビヒクルとしては、直鎖状及び環状の両方のシリコーン、有機油、有機溶媒、及びこれらの混合物が挙げられる。
担体ビヒクルはまた、1~1,000mm/秒の範囲の25℃における粘度を有する低粘度のオルガノポリシロキサン、又は揮発性メチルシロキサン、又は揮発性エチルシロキサン、又は揮発性メチルエチルシロキサン、例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、ドデカメチルペンタシロキサン、テトラデカメチルヘキサシロキサン、ヘプタメチル-3-[(トリメチルシリル)オキシ)]トリシロキサン、ヘキサメチル-3,3,ビス[(トリメチルシリル)オキシ]トリシロキサン、ペンタメチル[(トリメチルシリル)オキシ]シクロトリシロキサン、並びにポリジメチルシロキサン、ポリエチルシロキサン、ポリメチルエチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、カプリリルメチコン、及びそれらの任意の混合物であり得る。
ある特定の実施形態では、担体ビヒクルは、揮発性及び/又は半揮発性炭化水素、エステル、及び/又はエーテルを含む有機油を典型的に含む有機流体を含む。かかる有機流体の一般的な例には、C~C16アルカン、C~C16イソアルカン(例えば、イソデカン、イソドデカン、イソヘキサデカンなど)、C~C16分岐状エステル(例えば、イソヘキシルネオペンタノエート、イソデシルネオペンタノエートなど)などの揮発性炭化水素油、並びに誘導体、修飾体、及びそれらの組み合わせが含まれる。好適な有機流体の追加の例としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、3超の炭素原子を有するアルコール、アルデヒド、ケトン、アミン、エステル、エーテル、グリコール、グリコールエーテル、ハロゲン化アルキル、芳香族ハロゲン化物、及びそれらの組み合わせが挙げられる。炭化水素には、イソドデカン、イソヘキサデカン、Isopar L(C11~C13)、Isopar H(C11~C12)、水素化ポリデセンが含まれる。エーテル及びエステルには、イソデシルネオペンタノエート、ネオペンチルグリコールヘプタノエート、グリコールジステアレート、ジカプリリルカーボネート、ジエチルヘキシルカーボネート、プロピレングリコールn-ブチルエーテル、エチル-3エトキシプロピオネート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、トリデシルネオペンタノエート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールメチルエーテル(PGME)、オクチルドデシルネオペンタノエート、ジイソブチルアジペート、ジイソプロピルアジペート、プロピレングリコールジカプリレート/ジカプレート、オクチルエーテル、オクチルパルミテート、及びそれらの組み合わせが含まれる。
いくつかの実施形態では、担体ビヒクルは、有機溶媒を含む。有機溶媒の例には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、及びn-プロパノールなどのアルコール;アセトン、メチルエチルケトン、又はメチルイソブチルケトンなどのケトン;ベンゼン、トルエン、及びキシレンなどの芳香族炭化水素;ヘプタン、ヘキサン、及びオクタンなどの脂肪族炭化水素;ジクロロメタン、1,1,1-トリクロロエタン、及びクロロホルムなどのハロゲン化炭化水素;ジメチルスルホキシド;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル;テトラヒドロフラン、ホワイトスピリット;ミネラルスピリット、ナフサ;n-メチルピロリドンなど、並びにこれらの誘導体、修飾体、及び組み合わせを含むものが挙げられる。ある特定の実施形態では、担体ビヒクルは、水と相溶性のある溶媒などの極性有機溶媒を含む。ある特定の実施形態で利用されるそのような極性有機溶媒の特定の例としては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、2-メチル-2-プロパノール、2-ブタノン、テトラヒドロフラン、アセトン、及びそれらの組み合わせが挙げられる。他の担体ビヒクルもまた、本明細書に記載されるものの代わりに、それに加えて、又はそれと組み合わせて利用され得る。ある特定の実施形態では、担体ビヒクルは、キシレンなどの脂肪族及び/又は芳香族炭化水素溶媒、ヘキサメチレンジシロキサン(hexamethylene disiloxane、HMDSO)などのシロキサン溶媒、D4若しくはD5環状物若しくは他のそのようなシロキサン、又はそれらの組み合わせを含むか、代替的にそれらである。他の実施形態では、組成物は、ある特定の溶媒を実質的に含まない。例えば、いくつかの実施形態では、組成物は、ヘキサメチレンジシロキサン(HMDSO)、D4環状物、及び/又はD5環状物を含まない、代替的にそれらを実質的に含まない。これら又は他の実施形態では、組成物は、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、及びキシレン(すなわち、BTEX溶媒)を含まない、代替的にそれらを実質的に含まない。これら又は他の実施形態では、組成物は、芳香族溶媒を含まない、代替的にそれを実質的に含まない。ある特定の実施形態では、組成物中に存在する有機溶媒又は担体ビヒクルとして分類することができる唯一の成分は、物理的発泡剤(B2)である。
好適な顔料は、当該技術分野において理解されている。様々な実施形態では、組成物は、カーボンブラック、例えばアセチレンブラックを更に含む。
組成物は、1つ以上の充填剤を含み得る。充填剤は、1つ以上の補強性充填剤、非補強性充填剤、又はこれらの混合物であり得る。微細化補強性充填剤の例としては、籾殻灰などの表面積の大きいヒュームドシリカ及び沈降性シリカ、並びにある程度の炭酸カルシウムが挙げられる。ヒュームドシリカは、親水性又は疎水性など表面官能化されたタイプを含むことができ、Cabot CorporationからCAB-0-SILの商品名で入手可能である。微細化非補強性充填剤の例としては、破砕石英、珪藻土、硫酸バリウム、酸化鉄、二酸化チタン及びカーボンブラック、タルク、及び珪灰石が挙げられる。単独で又は上記の充填剤と組み合わせて使用されることがある他の充填剤としては、カーボンナノチューブ、例えばマルチウォールカーボンナノチューブアルミナイト、中空ガラス球、硫酸カルシウム(無水石膏)、石膏、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム(水滑石)などの粘土、グラファイト、炭酸銅、例えばマラカイト、炭酸ニッケル、例えばザラカイト(zarachite)、炭酸バリウム、例えば毒重石、及び/又は炭酸ストロンチウム、例えばストロンチウム石が挙げられる。更なる代替の充填剤としては、酸化アルミニウム、かんらん石族、ざくろ石族;アルミノケイ酸塩;環状ケイ酸塩;鎖状ケイ酸塩;及び層状ケイ酸塩からなる群からのケイ酸塩が挙げられ得る。ある特定の実施形態では、組成物は、中空粒子、例えば中空球を含む、少なくとも1つの充填剤を含む。かかる充填剤は、発泡体の多孔性及び/又は全体的な空隙率に寄与するのに有用であり得る。充填剤は、利用される場合、組成物の総重量に基づいて、0.01重量%~50重量%、代替的に0.05重量%~40重量%、代替的に0.1重量%~35重量%の量で組成物中で使用され得る。加えて、利用される場合、ヒュームドシリカは、組成物の総重量に基づいて、0.01重量%~5重量%、代替的に0.05重量%~3重量%、代替的に0.1重量%~2.5重量%、代替的に0.2重量%~2.2重量%の量で使用され得る。
充填剤は、存在する場合、任意選択的に、処理剤で表面処理され得る。処理剤及び処理方法は、当該技術分野において理解されている。充填剤の表面処理は、典型的には、例えば、脂肪酸若しくはステアレートなどの脂肪酸エステルを用いて、又はオルガノシラン、オルガノシロキサン、若しくはオルガノシラザン、例えばヘキサアルキルジシラザン若しくは短鎖シロキサンジオールを用いて行われる。概して、表面処理は充填剤を疎水性にし、したがって、組成物中の他の成分との均質混合物の取り扱い及び入手を容易にする。R Si(OR4-e[式中、Rは、6~20個の炭素原子を有する置換又は非置換一価炭化水素基、例えば、ヘキシル、オクチル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、及びオクタデシルなどのアルキル基、並びにベンジル及びフェニルエチルなどのアラルキル基であり、Rは、1~6個の炭素原子を有するアルキルであり、添字「e」は、1、2又は3である]などのシランも、充填剤の処理剤として使用することができる。
様々な実施形態では、本組成物は、接着性付与剤を更に含む。接着性付与剤は、硬化中に接触する基材への発泡体の接着を改善することができる。接着性付与剤は、官能化シランであり得る。例えば、ある特定の実施形態では、接着性付与剤は、アルコキシ基、エステル基、アミノ基(一級、二級、又は三級アミノ基)、ヒドロキシル基、イソシアネート基、チオール基、エポキシ基、及びメタクリルオキシ基から選択される少なくとも1つのケイ素結合官能基を含む。これらの又は他の実施形態では、官能化シランは、少なくとも1つのケイ素結合アルコキシ基、アミノ基(一級、二級、又は三級アミノ基)、ヒドロキシル基、イソシアネート基、チオール基、エポキシ基、及びメタクリルオキシ基から選択される少なくとも1つの官能基を含む。
ある特定の実施形態では、接着性付与剤は、分子中のシリコーン原子と結合した少なくとも1つのアルコキシ基を有する有機ケイ素化合物から選択される。このアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、及びメトキシエトキシ基によって例示される。更に、この有機ケイ素化合物のケイ素原子に結合した非アルコキシ基は、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基などの置換又は非置換の一価炭化水素基;3-グリシドキシプロピル基、4-グリシドキシブチル基、又は類似のグリシドキシアルキル基などのエポキシ基含有一価有機基;2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基、3-(3,4-エポキシシクロヘキシル)プロピル基、又は同様のエポキシシクロヘキシルアルキル基;及び4-オキシラニルブチル基、8-オキシラニルオクチル基、又は同様のオキシラニルアルキル基;例えば3-メタクリロキシプロピル基などのアクリル基含有一価有機基;及び水素原子により例示される。
この有機ケイ素化合物は、概して、ケイ素結合アルケニル基又はケイ素結合水素原子を有する。更に、様々な種類の基材に対する良好な接着性を付与する能力に起因して、この有機ケイ素化合物は、概して、分子中に少なくとも1個のエポキシ基含有一価有機基を有する。この種類の有機ケイ素化合物は、オルガノシラン化合物、オルガノシロキサンオリゴマー、及びアルキルシリケートにより例示される。オルガノシロキサンオリゴマー又はアルキルシリケートの分子構造は、直鎖構造、部分的に分岐した直鎖構造、分岐鎖構造、環状構造、及びネット状構造により例示される。直鎖構造、分岐鎖構造、及びネット状構造が典型的である。この種類の有機ケイ素化合物は、シラン化合物、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)-エチルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなど;分子中に、少なくとも1個のケイ素結合アルケニル基又はケイ素結合水素原子と、少なくとも1個のケイ素結合アルコキシ基を有するシロキサン化合物;分子中に少なくとも1個のケイ素結合アルコキシ基を有するシラン化合物又はシロキサン化合物と、分子中に少なくとも1個のケイ素結合ヒドロキシル基及び少なくとも1個のケイ素結合アルケニル基を有するシロキサン化合物と、の混合物;並びにメチルポリシリケート、エチルポリシリケート、及びエポキシ基含有エチルポリシリケートにより例示される。
接着性付与剤における使用又は接着性付与剤としての使用に好適な好適なアミノ官能性アルコキシシランの例は、HN(CHSi(OCH、HN(CHSi(OCHCH、HN(CHSi(OCH、HN(CHSi(OCHCH、CHNH(CHSi(OCH、CHNH(CHSi(OCHCH、CHNH(CHSi(OCH、CHNH(CHSi(OCHCH、HN(CHNH(CHSi(OCH、HN(CHNH(CHSi(OCHCH、CHNH(CHNH(CHSi(OCH、CHNH(CHNH(CHSi(OCHCH、CNH(CHNH(CHSi(OCH、CNH(CHNH(CHSi(OCHCH、HN(CHSiCH(OCH、HN(CHSiCH(OCHCH、HN(CHSiCH(OCH、HN(CHSiCH(OCHCH、CHNH(CHSiCH(OCH、CHNH(CHSiCH(OCHCH、CHNH(CHSiCH(OCH、CHNH(CHSiCH(OCHCH、HN(CHNH(CHSiCH(OCH、HN(CHNH(CHSiCH(OCHCH、CHNH(CHNH(CHSiCH(OCH、CHNH(CHNH(CHSiCH(OCHCH、CNH(CHNH(CHSiCH(OCH、CNH(CHNH(CHSiCH(OCHCH、及びそれらの組み合わせによって例示される。
具体的な実施形態では、組成物、特にイソシアネート反応性成分は、鎖延長剤を更に含み得る。好適な鎖延長剤としては、ポリオール(A)の開始剤として上に列挙した成分のいずれかが挙げられ、これらは、単独で、又は鎖延長剤として組み合わせて、存在する場合、ポリオール(A)とは別に、及びポリオール(A)に加えて使用され得る。
特定の実施形態では、組成物は、核剤を更に含む。核剤は、発泡体中の空隙形成に寄与し、物理的発泡剤(B2)が液体から気体に変換するときに不均質に核形成した部位を提供すると考えられる。その具体例としては、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、及びドデカメチルペンタシロキサン、テトラデカメチルヘキサシロキサンなどの環状シロキサン、並びに2~10の重合度(degree of polymerization、DP)を有するシロキサン、例えばPDMSオリゴマー又はポリマーが挙げられる。
組成物中で利用される場合、任意選択的な添加剤のいずれかは、イソシアネート反応性成分中に、又は組成物中の別個の成分として存在し得る。代替的に、イソシアネート反応性ではない任意選択的な添加剤、例えば、充填剤などは、イソシアネート成分に含められ得る。典型的には、組成物は2k(二成分)組成物であり、イソシアネート成分はポリイソシアネートと、用いられる残りの成分を含むイソシアネート反応性成分と、からなる。
ある特定の実施形態では、イソシアネート反応性成分は、>0、及び3,500未満、代替的に3,000未満、代替的に2500未満、代替的に2000未満、代替的に1500未満、代替的に1000未満、代替的に500センチポアズ未満の25℃における粘度を有する。動的粘度は、45mmコーンプレート形状を備えたTA Instruments AR 2000レオメーターを介して、10秒-1の一定の剪断速度、20℃から80℃まで3℃/分の温度上昇速度で測定され得る。ASTM D445に従って動粘度を測定することができる。これらの範囲は、組成物が2k組成物であり、イソシアネート反応性成分がポリイソシアネート(C)以外の組成物中の全てを含む場合であっても適用される。
上記で紹介したように、組成物を調製する方法は、シリコーン樹脂(B1)と物理的発泡剤(B2)とを接触させて、予備混合物(B)を得ることと、予備混合物(B)を成分(A)、(C)、及び(D)と組み合わせて、組成物を得ることと、を含む。更に、典型的には、予備混合物(B)を成分(A)と組み合わせて、ポリイソシアネート(C)とは別のイソシアネート反応性成分を得る。上述したように、予備混合物(B)は、組成物を形成する前に形成される。言い換えれば、予備混合物(B)は、組成物を形成する際に成分(B1)及び(B2)を他の成分とともに組み合わせることによってその場で形成されない。代わりに、組成物を得るために他の成分と組み合わされるのは、予備混合物(B)自体である。驚くべきことに、予備混合物(B)の非存在下で成分(B1)及び(B2)を使用するよりも、予備混合物(B)を使用することにより、得られる発泡体の特性に影響を与えることが見出された。
更に、上述したように、アミノケイ素化合物は、本方法において任意選択的に利用されてもよい。利用される場合、アミノケイ素化合物は、組成物を調製する方法の任意の時点で組み込むことができる。例えば、一実施形態では、シリコーン樹脂(B1)は、アミノケイ素化合物と初期シリコーン樹脂、例えばMQ樹脂との反応生成物である。初期シリコーン樹脂は、シリコーン樹脂(B1)について上で与えられた式を有することができるが、式中、添字b’及びc’が、各々0である。典型的には、初期シリコーン樹脂とアミノケイ素化合物とを組み合わせることにより、初期シリコーン樹脂中に元々存在するSiOZ基とアミノケイ素化合物中の加水分解性基との間の加水分解及び縮合がもたらされる。アミノケイ素化合物でシリコーン樹脂(B1)を調製するために縮合触媒は必要ではないが、そのような触媒は任意選択的に利用されてもよい。アミノケイ素化合物が利用される場合、典型的には、アミノケイ素化合物を初期シリコーン樹脂と組み合わせて、シリコーン樹脂(B1)を得た後に、シリコーン樹脂(B1)と物理的発泡剤(B2)とを組み合わせて、予備混合物(B)を得る。他の実施形態では、シリコーン樹脂(B1)を物理的発泡剤(B2)中でその場で形成して、予備混合物(B)を得る。
組成物は、イソシアネート反応性成分、及びイソシアネート成分、並びにイソシアネート反応性成分中に任意成分が存在しない場合には、任意選択的な成分を、任意の添加順序で組み合わせることによって調製され得る。上述したように、組成物は、一部分組成物、二成分若しくは2K組成物、又は多部分組成物であり得る。イソシアネート反応性成分及びイソシアネート成分が、特に触媒(D)の存在下で組み合わされる場合、反応が開始され、発泡体がもたらされる。発泡体は、室温及び周囲条件で形成され得る。代替的に、少なくとも1つの条件、例えば、温度、湿度、圧力などが、発泡体の形成中に選択的に変更され得る。
組成物の反応生成物を含む発泡体も開示される。
多くの実施形態では、発泡体は独立気泡発泡体である。多くの実施形態では、発泡体は連続気泡発泡体である。様々な実施形態では、発泡体は、30~70、代替的に30~60、代替的に35~55、代替的に40~55,kg/mの密度を有する。発泡体の密度は、当技術分野で理解されている方法を介して決定することができる。例えば、発泡体の密度は、天秤及び密度キットを使用し、かかる天秤及びキットに関連する標準的な指示に従って、アルキメデスの原理を介して測定することができる。好適な天秤の例は、密度キットを備えたMettler-Toledo XS205DU天秤である。
様々な実施形態では、発泡体は、サイズ及び/又は形状及び/又は分布が概して均一な細孔を有する。ある特定の実施形態では、発泡体は、5ミリメートル以下、代替的に2.5ミリメートル以下、代替的に1ミリメートル以下、代替的に0.75ミリメートル以下、代替的に0.1~0.7ミリメートル、代替的に0.2~0.6ミリメートルの平均細孔径を有する。
平均細孔径は、当技術分野で理解されている方法によって決定することができる。例えば、次の変更を加えたATSM法D3576-15を使用することができる:すなわち、(1)画像を画面に投影するのではなく、光学又は電子顕微鏡を使用して発泡体を画像化する;(2)30mmの線をスクライブするのではなく、15気泡を超える既知の長さのラインをスクライブする。
様々な実施形態において、発泡体は、15~28mW/m・Kのk因子を有する。当該技術分野において理解されているように、k因子は、ASTM C 518に従って、実施例に関連して以下に記載されるように測定することができる。
発泡体、並びに基材及び発泡体を合わせて含む複合品は、組成物を基材上に配置し、組成物を硬化させることによって形成することができる。
組成物は、任意の好適な様式で基材上に配置又は分配することができる。典型的には、組成物は、ウェットコーティング技術により、湿潤形態で塗布される。硬化性組成物は、i)スピンコーティング、ii)ブラシコーティング、iii)ドロップコーティング、iv)スプレーコーティング、v)ディップコーティング、vi)ロールコーティング、vii)フローコーティング、viii)スロットコーティング、ix)グラビアコーティング、x)メイヤーバーコーティング、又はxi)i)~x)のうちのいずれか2つ以上の組み合わせによって適用することができる。
基材は限定されず、任意の基材、例えば、金型、シート、パネルなどであってもよい。発泡体は、例えば、基材が金型である場合、基材から分離可能であってもよく、又はその選択に応じて基材に物理的及び/又は化学的に結合されてもよい。基材は、任意選択的に、連続的又は非連続的な形状、サイズ、寸法、表面粗さ、及び他の特性を有してもよい。
あるいは、基材は、熱硬化性及び/又は熱可塑性であってもよいプラスチックを含んでもよい。しかしながら、基材は、代替的に、ガラス、セラミック、チタン、マグネシウム、アルミニウム、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル被覆鋼など金属、若しくはかかる金属の合金、又は異なる材料の組み合わせであり得るか、又はそれらを含み得る。組成物は周囲条件で硬化し得るので、硬化を生じさせるために、ある特定の基材を損傷させ得る高温を必要としない。
好適な基材の具体例としては、ポリアミド(PA)などポリマー基材;ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)、ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate、PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(polytrimethylene terephthalate、PTT)、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphthalate、PEN)、液晶ポリエステルなどのポリエステル;ポリエチレン(polyethylene、PE)、DowからSurlynの商品名で入手可能なものなどエチレン/酸性モノマーコポリマー、ポリプロピレン(polypropylene、PP)、及びポリブチレンなどポリオレフィン;ポリスチレン(PS)及びSBゴムなど他のスチレン系樹脂;ポリオキシメチレン(polyoxymethylene、POM);ポリカーボネート(polycarbonate、PC);ポリメチレンメタクリレート(polymethylenemethacrylate、PMMA);ポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride、PVC);ポリフェニレンスルフィド(polyphenylene sulfide、PPS);ポリフェニレンエーテル(polyphenylene ether、PPE);ポリイミド(polyimide、PI);ポリアミドイミド(polyamideimide、PAI);ポリエーテルイミド(polyetherimide、PEI);ポリスルホン(polysulfone、PSU);ポリエーテルスルホン;ポリケトン(polyketone、PK);ポリエーテルケトン;ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol、PVA);ポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone、PEEK);ポリエーテルケトンケトン(polyetherketoneketone、PEKK);ポリアリレート(polyarylate、PAR);ポリエーテルニトリル(polyethernitrile、PEN);フェノール樹脂;フェノキシ樹脂;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロハンなどのセルロース;ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素化樹脂;ポリスチレン型、ポリオレフィン型、ポリウレタン型、ポリエステル型、ポリアミド型、ポリブタジエン型、ポリイソプレン型、フルオロ型などの熱可塑性エラストマー;並びにこれらのコポリマー及び組み合わせが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ、ポリウレタン、ポリ尿素、フェノール-ホルムアルデヒド、尿素-ホルムアルデヒド、又はこれらの組み合わせが挙げられる。基材は、その上に配置されたコーティング、薄膜、又は層を含み得る。アクリル酸、アクリレート、メタクリレート、メタクリル酸、他のアルキルアクリレート、他のアルキルアクリル酸、スチレン、イソプレンブチレンモノマーからのラテックス、又は前述の酸モノマーのアルキルエステルからのラテックス、又は前述のモノマーのコポリマーからのラテックスなどのポリマーラテックスから作製されたコーティングを使用することができる。これらの樹脂のいずれかに基づいた複合材料は、ガラス繊維、炭素繊維、又は固体充填剤、例えば、炭酸カルシウム、粘土、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、ガラス球、おがくず、木繊維、若しくはそれらの組み合わせなどと組み合わせることによって基材として使用することができる。
特定の一実施形態では、発泡体は、絶縁用途、例えば、商業用又は住宅用絶縁、屋根用途のための絶縁金属パネル、例えば柱及び梁構造のための建築構造絶縁パネル(SIP)、又はタンク及び/若しくはパイプ絶縁において利用することができる。あるいは、別の特定の実施形態では、発泡体は、被覆用途において使用することができる。加えて、発泡体は、住宅用産業、商業的産業、又は輸送産業において、例えば、オーブン、ストーブ、冷蔵庫、冷凍庫などにおける電化製品用途に利用することができる。発泡体の最終用途はそのように限定されず、発泡体は、任意の従来の硬質発泡体の代わりに利用することができる。更になお、発泡体は、任意の従来の軟質発泡体の代わりに利用することができる。発泡体は、いかなる特定の密度又は物理的特性にも限定されない。
本開示の実施形態を示す以下の実施例は、本発明を説明することを意図するものであり、本発明を限定するものではない。特に明記しない限り、全ての反応は、空気下で実行され、全ての成分は、様々な商業的供給業者から購入されるか、又は別の方法で商業的供給業者から得られる。
以下の機器及び特性評価手順/パラメータを使用して、以下の実施例で調製された化合物及び組成物の様々な物理的特性を評価する。
機器及び特性評価パラメータ
以下の機器及び特性評価手順/パラメータを使用して、以下の実施例で調製された組成物及び発泡体の様々な物理的特性を評価した。
ゲル浸透及びサイズ排除クロマトグラフィー(GPC/SEC)
SEC計装
SECは、Waters 2695 LCポンプ及びオートサンプラーで、流速を1mL/分に設定し、注入量を100μLに設定して実施する。SEC分離は、Shodex RI-201示差屈折率検出器を使用して2つのAgilent Plgel Mixed-Dカラム上で行い、それぞれ35℃に保持する。
試料の調製
試料を、THF溶出液中で約5mg/mLポリマー/樹脂の濃度に調製する。溶液を平床シェーカーで周囲温度で約2時間振盪し、次いで注入前に0.45μmPTFEシリンジフィルターを通してろ過する。
データの処理
Agilent GPCソフトウェアCirrusバージョン3.3を、データ収集及びデータ整理に使用する。3752~0.58kg/molのMp値を有するAgilent製の合計16個のポリスチレン(PS)線状狭分子量標準を分子量較正に使用する。3次多項式を較正曲線フィッティングに使用し、全ての分子量平均、分布、及び分子量への参照をPS等価値として提供する。
29Si NMR
29Si NMRのために、以下で調製した各生成物2.5~3g及び溶媒(CDCl+Cr(acac))約5 gを、16 mmシリコンフリーNMRチューブに充填し、以下の表2の条件及び機器に従ってスペクトルを得た。
発泡体密度を、修飾ASTM D 1622を介して測定した。この目的のために、立方体の箱内に形成された各発泡体(すなわち、以下に記載されるような各フリーライズ発泡体)から5×5×5cmの立方体を切り取った。
クリーム化時間(cream time、CT)、ゲル化時間(gel time、GT)、及びタックフリー時間を、発泡させた以下の各80gの各組成物をカップ内に入れて、2,800毎分回転数(revolutions per minute、rpm)で混合することによって視覚的に測定した。
発泡体の熱伝導率は、ASTM C 518に従って測定され、TA LaserComp Fox 200装置を使用して、平均12.5℃(上部プレート25℃、下部プレート0℃)でラムダ値(k-係数)を測定する。k-係数/熱伝導率を測定するために帯鋸を用いて、20×20×2.5cmの各発泡体の寸法を有する試料を得た。
限界酸素指数(Limited Oxygen Index、LOI)は、ISO 4589 Part 3又はUK Naval Engineering Standard NES 715若しくはGB/T 2406、GB/T 5454に従って燃焼をわずかに支持するために必要とされる試験雰囲気中の酸素の最小パーセンテージを決定するFire Testing Technology(FTT)からのFTT酸素指数(モデル番号FTT0077)で測定した。LOIは、異なる材料の燃焼性を決定するための共通の指標である。LOIは、垂直に取り付けられた試験片の燃焼を維持するのに必要な最低酸素濃度(酸素-窒素混合物によって調整される)として定義される。より低いLOIは、より悪い難燃性を示す。
各試験片を、金型発泡体の同じ位置から15×1.0×1.0cmの寸法に切り取り、発泡方向に対して上下に印を付けた。試料を機器の試験領域に入れた。窒素レベルを制御して酸素レベルを調整した。概して、2~3個の試験片を最初に燃焼させて、LOIの範囲(下限及び上限)を概算した。酸素レベルの下限から開始して、試験片を燃焼させ、燃焼挙動を、一定の酸素レベル下で5cmより低い又は高い範囲の試験片の燃焼高さの基準を用いて監視した。酸素レベルは、5cmに近いがそれ以下の試験片を燃焼させることができる最大酸素レベルを見出すために、毎回0.1~0.2%だけ上下に調整した。
最大煙密度(Maximum Smoke Density、MSD)を、GB/T8627-2007に従って、ShineRay製の煙密度試験機器(JCY-2)で測定した。各試験片を、金型発泡体(2.5×2.5×2.5cmの寸法)の同じ位置から切り取り、発泡方向に対して上下に印を付けた。試料を機器の試験領域に入れた。ライターを付け、炎を所望の高さに調整した。次いで、試験片を炎の下で燃焼させ、煙密度及び時間の曲線を監視して、煙密度対時間の曲線を得た。MSDは、曲線から読み取ることができる。試験後、チャンバを洗浄し、第2の試験片を同じ手順に従って試験した。3~5個の試験片について試験を繰り返し、MSDの平均を報告した。
平均火炎伝播又は着火性を、標準EN 11925-2に従って測定した。各試験片を、金型発泡体(9.0×19.0×25.0cmのサイズ)の同じ位置から切り取った。各試験片を試験前に1週間コンディショニングし、分析のために試験片ホルダーを介してキャビネット内に吊るした。バーナーを垂直に位置決めして、炎の高さを20mmに設定し、バーナーを45°の角度に傾けた。炎を各試験片の15秒間適用し(各試験片の底縁部でその幅及び厚さの中心で)、この後バーナーを取り外した。炎の高さを記録した。この試験を各発泡体について3~5個の試験片で繰り返し、測定された最大値を報告する。
材料
以下の表1に簡単な要約を示し、ある特定の略語、簡略表記、及び実施例で使用される構成要素に関する情報を記載する。
実施例1~5及び比較例1~10
実施例1~5及び比較例1~10では、発泡体を調製するための組成物を調製した。実施例1~5及び比較例3~10では、利用した特定のオルガノポリシロキサン樹脂を最初に発泡剤6と組み合わせて混合物を得た。各混合物は透明な溶液であり、次いでこれを他の成分と組み合わせて、各特定の組成物を得た。比較例1では、利用したオルガノポリシロキサン樹脂はなかった。比較例2では、最初に発泡剤6との混合物を形成するのではなく、オルガノポリシロキサン樹脂を他の成分と直接組み合わせた。実施例1~5及び比較例1~10の組成物を、イソシアネート反応性成分(又はポリオール成分)がイソシアネート以外の全ての成分を含む二成分(2k)系として形成した。実施例1~5及び比較例1~10の組成物中に利用する成分及び量は、以下の表2~4にある。C.E.は比較例を示す。
実施例1~5及び比較例1~10の組成物を用いて発泡体を調製した。特に、各組成物は二成分(2k)系であり、各イソシアネート反応性(ポリオール)成分を最初に形成した。上記のように、実施例1~5及び比較例3~10では、特定のオルガノポリシロキサン樹脂を最初に発泡剤6と組み合わせて、混合物を得た後、混合物を他の成分と組み合わせて、イソシアネート反応性(ポリオール)成分を得た。各イソシアネート反応性(ポリオール)成分の成分を組み合わせた後、各イソシアネート反応性(ポリオール)成分を3,000毎分回転数(rpm)で1~2分間混合した。次いで、各イソシアネート反応性(ポリオール)成分を500mLのボトル内に配置し、イソシアネート成分(イソシアネート1からなる)をボトル内に配置した。ボトルの内容物を直ちに3,000rpmで5~6秒間混合して、反応混合物を得た。各反応混合物の一部を40×40×40cmの立方体の箱内に配置し、各反応混合物の残部を60℃に加熱した金型内に配置した。立方体の箱内に配置した反応混合物は、フリーライズ発泡体を形成した。金型内に配置した反応混合物は、金型発泡体を形成した。得られた発泡体(フリーライズ発泡体及びモールド発泡体の両方)の特性を、上述したように測定し、以下の表5~7に示す。
実施例6~9及び比較例11~13
実施例6~9及び比較例11~13では、発泡体を調製するための組成物を調製した。実施例6~9では、オルガノポリシロキサン樹脂1を最初に発泡剤7又は8と組み合わせて、混合物を得た。各混合物は透明な溶液であり、次いでこれを他の成分と組み合わせて、各特定の組成物を得た。比較例11及び13では、利用したオルガノポリシロキサン樹脂はなかった。比較例12では、最初に発泡剤7又は8との混合物を形成するのではなく、オルガノポリシロキサン樹脂1を他の成分と直接組み合わせた。実施例6~9及び比較例11~13の組成物を、イソシアネート反応性成分(又はポリオール成分)がイソシアネート以外の全ての成分を含む二成分(2k)系として形成した。実施例6~9及び比較例11~13の組成物中に利用する成分及び量は、以下の表8~9にある。C.E.は比較例を示す。
実施例6~9及び比較例11~13の組成物を用いて発泡体を調製した。特に、各組成物は二成分(2k)系であり、各イソシアネート反応性(ポリオール)成分を最初に形成した。上記のように、実施例6~9では、オルガノポリシロキサン樹脂1を最初に発泡剤7又は8と組み合わせて、混合物を得た後、混合物を他の成分と組み合わせて、イソシアネート反応性(ポリオール)成分を得た。各イソシアネート反応性(ポリオール)成分の成分を組み合わせた後、それらを3,000毎分回転数(rpm)で1~2分間混合した。各イソシアネート反応性(ポリオール)成分を500mLのボトル内に配置し、イソシアネート成分(イソシアネート2からなる)をボトル内に配置した。ボトルの内容物を直ちに3,000rpmで5~6秒間混合して、反応混合物を得た。約400グラムの各反応混合物を、60℃に加熱した金型内に配置して、金型発泡体を形成した。比較例11a及び11bは、各々、比較例11の組成物に基づくが、別個に試験し、異なる結果を得た。金型発泡体の特性を、上述したように測定し、以下の表10に示す。
実施例10~11及び比較例14
実施例10~11及び比較例14では、発泡体を調製するための組成物を調製した。実施例10~11では、オルガノポリシロキサン樹脂1を最初に発泡剤4と組み合わせて、混合物を得た。各混合物は透明な溶液であり、次いでこれを他の成分と組み合わせて、各特定の組成物を得た。比較例14では、利用したオルガノポリシロキサン樹脂はなかった。実施例10~11及び比較例14の組成物を、イソシアネート反応性成分(又はポリオール成分)がイソシアネート以外の全ての成分を含む二成分(2k)系として形成した。実施例10~11及び比較例14の組成物中に利用する成分及び量は、以下の表11にある。C.E.は比較例を示す。
実施例10~11及び比較例14の組成物を用いて発泡体を形成した。特に、各組成物は二成分(2k)系であり、各イソシアネート反応性(ポリオール)成分を最初に形成した。上記のように、実施例10~11では、オルガノポリシロキサン樹脂1を最初に発泡剤4と組み合わせて、混合物を得た後、混合物を他の成分と組み合わせて、イソシアネート反応性(ポリオール)成分を得た。各イソシアネート反応性(ポリオール)成分の成分を組み合わせた後、それらを3,000毎分回転数(rpm)で1~2分間混合した。各イソシアネート反応性(ポリオール)成分を500mLのボトル内に配置し、イソシアネート成分(イソシアネート1からなる)をボトル内に配置した。ボトルの内容物を直ちに3,000rpmで5~6秒間混合して、反応混合物を得た。約400グラムの各反応混合物を、60℃に加熱した金型内に配置して、金型発泡体を形成した。金型発泡体の特性を、上述したように測定し、以下の表12に明記した。
実施例12:
500グラムのオルガノポリシロキサン樹脂1及び300グラムの5mmイットリアジルコニアビーズを、5Lのポリプロピレンボトルの中に配置した。ボトルをローラー上に8時間載せ、粉末樹脂を得た。粉末樹脂を、オルガノポリシロキサン樹脂1と粉末樹脂との間の分子量変化についてGPCによって分析した。結果を以下の表13に示す。
実施例13:
500グラムのオルガノポリシロキサン樹脂1、50グラムのアミノケイ素化合物、及び300グラムの5mmイットリアジルコニアビーズを、5Lのポリプロピレンボトルの中に配置した。ボトルをローラー上に8時間載せ、粉末樹脂を得た。粉末樹脂を、オルガノポリシロキサン樹脂1と粉末樹脂との間の分子量変化についてGPCによって分析した。結果を以下の表13に示す。
実施例12及び13の粉末樹脂を、29Si NMRを介してシロキシ単位含有量について分析し、この結果を以下の表14に示す。表14において、Zは、H又はアルキルである。Meはメチルであり、R’はアミノプロピル基、T’はHNCHCHCHSiO3/2 シロキシ単位を示す。表12の値は、モル分率である。
実施例14及び15:イソシアネート反応性成分、組成物、及び発泡体
発泡体を調製するためのイソシアネート反応性成分を、実施例12及び13の粉末樹脂を用いて調製した。表15は、実施例14及び15のイソシアネート反応性成分の各々における成分の相対量を示し、これらは、硬化して発泡体を与える組成物において利用されるポリイソシアネートを除いて全ての成分を含む。表15の値は、グラム単位である。
実施例14~15のイソシアネート反応性成分を以下のように調製した:ポリオール2、シリコーン界面活性剤1、難燃剤2、発泡剤1、及び触媒1を組み合わせ、空気圧ミキサを用いて1500rpmで60~90秒間混合して、マスターバッチを得た。触媒2を、それぞれ、実施例14又は15の粉末樹脂とともに、発泡体を調製する日にマスターバッチに添加し、2700rpmで15秒間ブレンドした。次いで、発泡剤4を組み込み、1500rpmで10秒間混合して、表15のイソシアネート反応性成分を得た。
次いで、表15に示すように、実施例14~15のイソシアネート反応性成分を、イソシアネート1を特定のイソシアネート反応性成分に注ぎ、そのように形成された組成物を2700rpmで6秒間撹拌することによって、イソシアネート1と組み合わせた。撹拌後、各組成物を、50℃で加熱した20×20×20cmの立方体の箱又は20×20×8cmの金型に注いだ(中に組成物を配置する際に閉じられた)。立方体の箱を使用した結果、フリーライズ発泡体が形成された。金型の使用により、成形パネルが得られた。成形パネルを10分後に離型した。
実施例14及び15のイソシアネート反応性成分を用いて形成された組成物を、2つの異なるイソシアネートレベルで調製した:一方の組成物は180gのイソシアネート1を含み、もう一方は250gのイソシアネート1を利用した。イソシアネート反応性成分は、各組成物中のイソシアネート1の含有量にかかわらず同一であった。
金型内で形成された発泡体の特性は、上述の試験に従って測定される。以下の表16及び17は、特定の発泡体が180gのイソシアネート1又は250gのイソシアネート1を用いて形成されたかどうかに基づいて、実施例14~15においてそのように形成された発泡体の特性を示す。
比較例15:
実施例14及び15で上述したイソシアネート反応性成分、組成物、及び一般手順を比較例15で繰り返すが、実施例12又は13からの粉末樹脂を用いない。比較例15のイソシアネート反応性成分は、実施例12又は13からの粉末樹脂を含まないことを除いて、実施例14又は15のイソシアネート反応性成分と同一である。組成物及び発泡体を、比較例15において、同じ2つのイソシアネートレベルで含む、実施例14及び15における上記と同一の様式で調製した。以下の表18は、比較例15について、各イソシアネートレベルで形成された発泡体の特性を示す。
添付の特許請求の範囲は、「発明を実施するための形態」を表現するために、かつそこに記載される特定の化合物、組成物、又は方法に限定されず、添付の特許請求の範囲の範疇の特定の実施形態間で異なり得ることを理解されたい。

Claims (15)

  1. 発泡体を調製するための組成物であって、前記組成物が、
    (A)ポリオールと、
    (B)(B1)シリコーン樹脂であって、前記シリコーン樹脂(B1)を少なくとも部分的に溶解することができる(B2)物理的発泡剤中に少なくとも部分的に溶解された、(B1)シリコーン樹脂、を含む予備混合物と、
    (C)ポリイソシアネートと、
    (D)触媒と、を含み、
    前記シリコーン樹脂(B1)が、各々前記シリコーン樹脂(B1)中に存在するシロキシ単位の総モルに基づいて、少なくとも20mol%の(R SiO1/2)シロキシ単位及び少なくとも40mol%の(SiO4/2)シロキシ単位を含むが、ただし、(R SiO1/2)及び(SiO4/2)シロキシ単位の合計量が、前記シリコーン樹脂(B1)中に存在するシロキシ単位の総モルに基づいて、少なくとも85mol%であることを条件とし、式中、各Rが、独立して、置換又は非置換ヒドロカルビル基である、組成物。
  2. 前記シリコーン樹脂(B1)が、以下の平均式を有し、
    (R SiO1/2(R SiO2/2(R’RSiO2/2b’(RSiO3/2(R’SiO3/2c’(SiO4/2
    式中、添字a、b、b’、c、c’、及びdが、各々、a+b+b’+c+c’+d=1であるようなモル分率であるが、ただし、0.2≦a≦0.6、0≦b≦0.1、0≦b’≦0.1、0≦c≦0.1、0≦c’≦0.1、0.4≦d≦0.8、及び0.85≦a+d≦1.0であることを条件とし、式中、各Rが、独立して選択され、上で定義され、式中、各R’が、独立して選択されるアミノ基を含む、請求項1に記載の組成物。
  3. (i)前記シリコーン樹脂(B1)中の(R SiO1/2)シロキシ単位の(SiO4/2)シロキシ単位に対するモル比が、0.7~1.2であるか、(ii)前記シリコーン樹脂(B1)が、2,000~30,000の重量平均分子量を有するか、(iii)前記シリコーン樹脂(B1)が、任意の溶媒の非在下において25℃で固体であるか、(iv)b’+c’>0であるか、(v)各R’が、独立して、式-(CHN(H) 2-fであり、式中、各gが、独立して、1~30であり、fが、0、1、若しくは2であり、Rが、独立して選択され、上で定義されるか、又は(vi)(i)~(v)の任意の組み合わせである、請求項2に記載の組成物。
  4. 前記シリコーン樹脂(B1)が、平均式(R SiO1/2(SiO4/2を有し、式中、各Rが、独立して選択され、上で定義され、0.2≦x≦0.6、0.4≦y≦0.8、及びx+y=1である、請求項1に記載の組成物。
  5. 前記物理的発泡剤(B2)が、炭化水素及びハロゲン化炭化水素から選択される、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. (i)前記予備混合物(B)が、前記予備混合物(B)の総重量に基づいて、0超~50重量%の量で前記シリコーン樹脂(B1)を含むか、(ii)前記予備混合物(B)が、前記シリコーン樹脂(B1)及び前記物理的発泡剤(B2)からなるか、(iii)前記物理的発泡剤(B2)は、前記予備混合物(B)が均質な溶液になるように、前記シリコーン樹脂(B1)を溶解するか、又は(iv)(i)~(iii)の任意の組み合わせである、請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 成分(A)及び(C)は、前記組成物を用いて形成された前記発泡体がポリイソシアヌレート発泡体として更に定義されるように、少なくとも130のイソシアネート指数を与えるように選択され、かつ存在する、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
  8. (i)前記ポリオール(A)が、ポリエーテルポリオールを含むか、(ii)前記ポリオール(A)が、ポリエステルポリオールを含むか、(iii)前記ポリイソシアネート(C)が、ポリマーMDI(pMDI)を含むか、又は(iv)(i)~(iii)の任意の組み合わせである、請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 成分(A)、(B)、及び(D)が、成分(C)とは別のイソシアネート反応性成分中に存在する、請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 界面活性剤、シラン、及び/又は核剤から選択される少なくとも1つの任意選択的な添加剤を更に含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 請求項1~10のいずれか一項に記載の組成物を調製する方法であって、前記方法が、
    前記シリコーン樹脂(B1)と前記物理的発泡剤(B2)とを接触させて、前記予備混合物(B)を得ることと、
    前記予備混合物(B)を成分(A)、(C)、及び(D)と組み合わせて、前記組成物を得ることと、を含む、方法。
  12. 前記予備混合物(B)を成分(A)と組み合わせて、前記ポリイソシアネート(C)とは別のイソシアネート反応性成分を得る、請求項11に記載の方法。
  13. 発泡体を調製する方法であって、前記方法が、
    組成物を混合することと、
    前記組成物を硬化させて発泡体を得ることと、を含み、
    前記組成物が、請求項1~10のいずれか一項に記載の前記組成物である、方法。
  14. 請求項1~10のいずれか一項に記載の前記組成物の反応生成物を含む、発泡体。
  15. 断熱用途、建築構造用断熱パネル、及び/又は被覆における、請求項14に記載の発泡体の使用。
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