JP6228122B2 - ポリウレタン硬質発泡体における向上した離型膨張のためのハイブリッドポリエステル−ポリエーテルポリオール - Google Patents
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Description
1)3という公称官能価および90〜500という分子量を有するアルコールと無水フタル酸を、無水フタル酸半エステルを形成する条件下において混合する工程;および
2)工程1において形成された半エステルをアルコキシル化して、200〜350というヒドロキシル数を有するポリエステル−ポリエーテルポリオールを形成する工程
によって生成されるが、ただし、そのアルコールがポリエーテルポリオールであるとき、そのポリエーテルポリオールは、少なくとも70重量パーセントのポリオキシプロピレンを含む、ポリエステル−ポリエーテルポリオールである。
1)
A)無水フタル酸
B)90〜500という分子量を有する3官能性アルコール;
C)エポキシド
の反応産物である10〜40重量パーセントのポリオールを含むポリオール成分(ここで、AおよびBは、1:1〜1:1.5のモル比で存在し、Cは、200〜350というヒドロキシル数を有するポリエステル−ポリエーテルポリオールをもたらす量で反応物中に存在する);
2)ポリイソシアネート、ならびに
3)必要に応じて、それ自体は公知の添加剤および補助剤
を含むポリオール組成物を含む硬質発泡体を生成するための反応系を提供する。そのような任意の添加剤または補助剤は、染料、色素、内部離型剤、物理的発泡剤、化学的発泡剤、難燃剤、充填剤、補強剤、可塑剤、防煙剤、芳香剤、帯電防止剤、殺生物剤、酸化防止剤、光安定剤、接着促進剤およびこれらの組み合わせからなる群より選択される。
a)少なくとも
1)少なくとも1つの他のポリオールを含む、上に記載されたようなポリエステル−ポリエーテルポリオールまたはその混合物(ただし、そのような混合物は、少なくとも10重量パーセントのそのポリエステル−ポリエーテルポリオールを含む)
2)ポリイソシアネート、
3)少なくとも1つの炭化水素、ヒドロフルオロカーボン、ヒドロクロロフルオロカーボン、フルオロカーボン、ジアルキルエーテル、(hydrofluoolefin)(HFO)、ヒドロクロロフルオロオレフィン(HCFO)、フッ素置換ジアルキルエーテル物理的発泡剤
を含む反応混合物を形成する工程;および
b)その反応混合物が膨張し、硬化して、硬質ポリウレタン発泡体を形成するような条件にその反応混合物を供する工程
を包含する。
10〜40重量%の本発明のポリエステル−ポリエーテルポリオールと、
0〜65%の、3〜8という官能価および約200〜約850という平均ヒドロキシル数を有する少なくとも1つのアミン開始ポリオールと、
10〜60重量%のソルビトールまたはスクロース/グリセリン開始ポリエーテルポリオール
との混合物が挙げられ、ここで、そのポリオールまたはポリオール混合物は、5〜8という官能価および200〜850というヒドロキシル当量、ならびに最大30重量%の、2.0〜3.0というヒドロキシル官能価および30〜500というヒドロキシル当量を有する別のポリオールを有する。
800グラム(8.69mol)のグリセリンおよび1286.6g(8.69mol)の無水フタル酸を5Lステンレス鋼アルコキシル化反応容器において混合する。撹拌せずに、その反応混合物に、6bar(600kPa)の窒素(N2)圧を10回流す。その反応容器を6barのN2圧で110℃にサーモスタットで温度管理する(thermostated)。最初に、反応容器の固体の内容物は、その反応容器内で徐々に溶解し、この温度において0.5時間後に主に液体になる。撹拌のスイッチを入れ、撹拌速度を50rpmから200rpmに徐々に上げる。その反応容器の内容物をさらに1.5時間撹拌する。その反応容器の温度を130℃に上げる。その反応容器内のN2圧を1.0barに下げ、撹拌速度を400rpmに上げる。反応容器にPO(1917.0g,33.00mol)を15g/分の供給速度で130分間にわたって供給する。即時反応の開始は、発熱を伴う。供給の完了時には、反応容器内の全圧力は、6bar(600kPa)に達する。2.5時間のさらなる熟成時間が許容される。反応容器内の全圧力を5.0bar(500kPa)に下げる。反応容器の温度を100℃に下げる。反応容器に接続されたステンレス鋼加圧ボンベを用いて、エタノール中のトリフル酸(生成物の重量に基づいて20ppmのTFA)の1.00gの10%溶液を反応容器に注入する。反応容器内の即時の圧力低下および発熱が観察される。さらなる10分の熟成時間が許容される。さらなるPO(643.0g,11.08mol)を、15g/分の供給速度で45分間にわたって反応容器に供給する。即時の反応開始は、発熱を伴う。この供給が終わると、15分のさらなる熟成時間が許容される。残留する窒素圧を抜き、その反応混合物に、6bar(600kPa)の窒素(N2)圧を10回流す。残りのトリフル酸を中和するために、生成物に炭酸カリウム(0.05g,0.36mmol)を加える。次いで、その生成物を100℃において2時間、真空ストリッピングする。無色の粘稠性液体が得られる。
2011.0g(7.89mol)のVORANOL*CP260トリオールポリエーテルポリオール、1520.4g(10.25mol)の無水フタル酸および0.20gの2−エチル−4−メチル−イミダゾール(EMI,生成物の重量に基づいて41ppm)を5Lステンレス鋼アルコキシル化反応容器において50rpmで撹拌しながら混合する。その反応混合物に、6bar(600kPa)の窒素(N2)圧を10回流す。その反応容器を、6barのN2圧を用いて130℃にサーモスタットで温度管理する。得られたスラリーは、その反応容器内で徐々に溶解し、この温度において0.5時間後に主に液体になる。撹拌速度を50rpmから200rpmに徐々に上げる。その反応容器の内容物をさらに1.5時間撹拌する。その反応容器内のN2圧を1.0barに下げ、撹拌速度を300rpmに上げる。反応容器にPO(1246.0g,21.46mol)を15g/分の供給速度で85分間にわたって供給する。即時反応の開始は、発熱を伴う。供給の完了時には、反応容器内の全圧力は、4.9bar(490kPa)に達する。3.0時間のさらなる熟成時間が許容される。反応容器内の全圧力を4.3bar(430kPa)に下げる。反応容器の温度を100℃に下げる。反応容器に接続されたステンレス鋼加圧ボンベを用いて、エタノール中のトリフル酸(TFA,生成物の重量に基づいて142ppm)の6.80gの10%溶液を反応容器に注入する。反応容器内の即時の圧力低下および発熱が観察される。30分のさらなる熟成時間が許容される。残留する窒素圧を抜き、その反応混合物に、6bar(600kPa)のN2圧を10回流す。残りのトリフル酸を中和するために、水酸化カリウム(7.16g,エタノール中の0.5mol/l溶液)を、反応容器に接続されたステンレス鋼加圧ボンベを用いて、反応容器に注入する。次いで、その生成物を120℃において1時間、真空ストリッピングする。無色の粘稠性液体が得られる。
本発明のポリエステルを含む配合物の炭化水素発泡剤(シクロ−ペンタン)に対する相溶性を、以下の配合に基づいて測定した:
配合1:57.7部のVORANOL RN−482;20部のポリオール1;14部の参照ポリエステルまたはポリエステル−ポリエーテル;2.3部の水;3部のTEGOSTABTM8462 Silicone Surfactant;ならびに0.6部のDABCO TMR−30、0.1部のDABCO K2097、1.2部のPOLYCAT 5(PMDETA)および1部のPOLYCAT 8(DMCHA)を含む2.9部の触媒パッケージ。
配合2:52.7部のVORANOL RN−482;25部のポリオール1;14部の参照ポリエステルまたはポリエステル−ポリエーテル;2.3部の水;3部のTEGOSTABTM8462 Silicone Surfactant;ならびに0.6部のDABCO TMR−30、0.1部のDABCO K2097、1.2部のPOLYCAT 5(PMDETA)および1.1部のPOLYCAT 8(DMCHA)を含む3部の触媒パッケージ。
上に記載されたポリエステル−ポリエーテルポリオールを使用して、ポリウレタン発泡体を調製した。ポリオール配合物の成分は、上記の配合2の116部あたり135部のVORANATE M220イソシアネートを使用しつつ、配合2に対して与えられたとおりである。
(1)反応性およびフリーライズ(free rise)密度:フリーライズボックス(38cm×38cm×24cm)発泡体を調製して、その配合物の反応性および発泡体のフリーライズ密度(FRD)を測定する。発泡体が生じている間、クリーム時間、ゲル時間および不粘着時間を記録する。発泡の24時間後にFRDを測定する。
ヒドロフルオロカーボン発泡剤を使用する発泡体の生成に対するポリエステル−ポリエーテルポリオールの適用性を、表5に示される基本配合を使用して測定する。実施例C7ではポリエステルPS−2352;実施例C8ではポリエステル1;および実施例6ではポリエステル−ポリエーテル#1を使用する。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
1)3という公称官能価および90〜500という分子量を有するアルコールと無水フタル酸を、無水フタル酸半エステルを形成する条件下において混合する工程;および
2)工程1において形成された半エステルをアルコキシル化して、200〜350というヒドロキシル数を有するポリエステル−ポリエーテルポリオールを形成する工程
によって生成されるが、ただし、該アルコールがポリエーテルポリオールであるとき、該ポリエーテルポリオールは、少なくとも70重量パーセントのポリオキシプロピレンを含む、ポリエステル−ポリエーテルポリオール。
項2.
上記工程1における無水物と多価アルコールとのモル比が、1:1〜1:1.5である、項1記載のポリエステル−ポリエーテルポリオール。
項3.
工程1における混合が、90℃〜140℃の温度において行われる、項1記載のポリエステル−ポリエーテルポリオール。
項4.
項1記載のプロセスによって生成される、ポリエステル−ポリエーテルポリオール。
項5.
10〜40重量パーセントの項4記載のポリエステル−ポリエーテルポリオールを含み、残りは、少なくとも1つの第2ポリオールであり、ここで、該第2ポリオールは、2〜8という官能価および100〜2,000という分子量を有する、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールまたはそれらの組み合わせである、ポリオール混合物。
項6.
1)
A)無水フタル酸
B)90〜500という分子量を有する3官能性アルコール;
C)エポキシド
の反応産物である10〜40重量パーセントのポリオールを含むポリオール成分であって、ここで、AおよびBは、1:1〜1:1.5のモル比で存在し、Cは、200〜350というヒドロキシル数を有するポリエステル−ポリエーテルポリオールをもたらす量で該反応物中に存在する、ポリオール成分;
2)ポリイソシアネート、ならびに
3)必要に応じて、それ自体は公知の添加剤および補助剤
を含むポリオール組成物を含む、硬質発泡体を生成するための反応系。
項7.
硬質ポリウレタン発泡体を調製するためのプロセスであって、
a)少なくとも
1)項4記載のポリエステル−ポリエーテルポリオールまたはその混合物を少なくとも1つの他のポリオールとともに含むが、ただし、そのような混合物は、少なくとも10重量パーセントの該ポリエステル−ポリエーテルポリオールを含む、ポリオール成分
2)ポリイソシアネート、
3)少なくとも1つの炭化水素、ヒドロフルオロカーボン、ヒドロクロロフルオロカーボン、フルオロカーボン、ジアルキルエーテル、ヒドロフルオロオレフィン(HFO)、ヒドロクロロフルオロオレフィン(HCFO)、フッ素置換ジアルキルエーテル物理的発泡剤
を含む反応混合物を形成する工程;および
b)該反応混合物が膨張し、硬化して、硬質ポリウレタン発泡体を形成するような条件
に該反応混合物を供する工程
を包含する、プロセス。
項8.
前記ポリオール成分が、10〜40重量パーセントの前記ポリエステル−ポリエーテルポリオールを含む、項7記載のプロセス。
Claims (3)
- 1)3という公称ヒドロキシ官能価および90〜500という分子量を有するアルコールと無水フタル酸を、1:1〜1:1.5の無水物と多価アルコールとのモル比で、無水フタル酸半エステルを形成する条件下において混合する工程;
2)工程1の後、工程1において形成された無水フタル酸半エステルをアルコキシル化するためのC2〜C4アルキレンオキシドを添加して、200〜350というヒドロキシル数を有するポリエステル−ポリエーテルポリオールを形成する工程;および
3)前記C2〜C4アルキレンオキシドを添加した後、プロトン性超酸を添加する工程;
を含むポリエステル−ポリエーテルポリオールの製造方法であって、
該アルコールがポリエーテルポリオールであり、該ポリエーテルポリオールは、プロピレンオキシドに由来する70重量%超のオキシアルキレン単位を含む、ポリエステル−ポリエーテルポリオールの製造方法。 - 硬質ポリウレタン発泡体を調製するためのプロセスであって、
a)少なくとも
1)請求項1の製造方法によって製造されるポリエステル−ポリエーテルポリオールまたはその混合物を少なくとも1つの他のポリオールとともに含むが、ただし、そのような混合物は、少なくとも10重量パーセントの該ポリエステル−ポリエーテルポリオールを含む、ポリオール成分、
2)ポリイソシアネート、および
3)炭化水素、ヒドロフルオロカーボン、ヒドロクロロフルオロカーボン、フルオロカーボン、ジアルキルエーテル、ヒドロフルオロオレフィン(HFO)、ヒドロクロロフルオロオレフィン(HCFO)、および、フッ素置換ジアルキルエーテル物理的発泡剤からなる群から選択される少なくとも1つ、
を含む反応混合物を形成する工程;および
b)該反応混合物が膨張し、硬化して、硬質ポリウレタン発泡体を形成するような条件に該反応混合物を供する工程
を包含する、プロセス。 - 前記ポリオール成分が、10〜40重量パーセントの前記ポリエステル−ポリエーテルポリオールを含む、請求項2に記載のプロセス。
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