JP6352273B2 - Pur及びpir硬質フォーム材料を製造するための、層状ケイ酸塩を含有する反応系 - Google Patents
Pur及びpir硬質フォーム材料を製造するための、層状ケイ酸塩を含有する反応系 Download PDFInfo
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Description
A)イソシアネート反応性化合物;
B1)界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を含んでなる反応系によって達成される。
B2)イソシアネート反応性官能基を有する界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を含んでなる反応系によって達成される。
この反応系は、さらに、A)イソシアネート反応性化合物を含むことができる。
A)イソシアネート反応性化合物;
B1)界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を含んでなる反応系の使用を提供する。
B2)イソシアネート反応性官能基を有する界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を含んでなる反応系の使用を提供する。
この反応系は、さらに、A)イソシアネート反応性化合物を含むことができる。
A)0重量%超45重量%以下
B1)1重量%以上45重量%以下
C)1重量%以上40重量%以下
D)30重量%以上70重量%以下
E)0.1重量%以上5重量%以下
又は
A)0重量%以上45重量%以下
B2)1重量%以上65重量%以下
C)1重量%以上40重量%以下
D)30重量%以上70重量%以下
E)0.1重量%以上5重量%以下。
A)20重量%以上40重量%以下
B1)及び/又はB2)5重量%以上40重量%以下
C)3重量%以上20重量%以下
D)40重量%以上60重量%以下
E)0.5重量%以上2重量%以下。
使用される原材料
Desmophen(商標)VP.PU1431:二官能性ポリエーテルエステルポリオール。無水フタル酸、ジエチレングリコール及びエチレンジアミンの混合物に対するEO付加物であり、OH数は275〜325mgKOH/gであり、25℃での粘度は6.5±1.3Paである。;Bayer Material Science AG製。
Desmorapid(商標)726b:Bayer MaterialScience AG製の触媒。
DBTDL:ジブチルスズジラウレート。触媒。
Desmodur(商標)VP.PU22HK75:Desmodur(商標)VP.PU 22HK75(中間粘度の暗褐色液体)は、ジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート(MDI)と異性体及び高官能性同族体との部分修飾混合物である。プレポリマーのNCO量は27.3〜28.3重量%であり、25℃での粘度は0.8〜1.3Pa・sである;Bayer Material Science AG製。
界面活性剤1:リシノール酸、アジピン酸、トリメチロールプロパン及びジエチレングリコールに基づく界面活性剤。この界面活性剤は、20ppmのスズ(II)クロライド二水和物を用いて、649gのアジピン酸、377gのリシノール酸、458gのジエチレングリコール及び200gのトリメチロールプロパンから形成された。反応は、減圧下、200℃で42時間実施した。生じた水は留去した。測定されたOH数は152mgKOH/g、平均官能価は3、HLB値は15である。界面活性剤成分B2)が注目されている。25℃での粘度は3.87Pa・sである。
Cloisite(商標)30B:第四級アンモニウム塩で修飾された、モンモリロナイト層状ケイ酸塩。第四級アンモニウム塩は、メチルジヒドロキシエチルタローアンモニウム化合物である。タロー部分は、C18、C16及びC14鎖の混合物からなる。第四級アンモニウム塩は、ヒドロキシル官能化されている。Southern Clay Products,Inc製の製品。
マイクロエマルション
以下の実施例及び図1におけるα値は、ポリオール/発泡剤混合物中の発泡剤、すなわち無極性相、の相対重量比率を表す。β値は、発泡剤混合物中の共発泡剤成分(ここでは、メチルドデカノアート)の相対重量分率を表す。Ψ値は、極性相中の個々の成分の質量比率を表す。γ値は、組成物全体中の界面活性剤成分の相対重量比率を表す。図1中、符号1は、マイクロエマルションが生じる単相区域を表し、符号2は、界面活性剤が極性相又は無極性相のいずれかに存在する二相区域を表す。
保存期間を試験するために、高速撹拌器を使用して、Cloisite30B 層状ケイ酸塩をポリオール混合物に導入した。
CO2発泡ポリウレタンフォームを以下の表2に記載の処方に従って製造した。別段規定しない限り、量は重量部を意味する。イソシアネート反応性化合物A)、界面活性剤成分B)及び層状ケイ酸塩E)の混合物を、高速撹拌器を使用して1分あたり800回転で20分間、補助的成分、例えば、触媒及びメチルラウレートと混合した。得られた保存安定性の混合物において、層状ケイ酸塩は均一な微細分散(fine dispersion)を形成する。この混合物を、標準的な高圧ミキシング器(mixing rig)中でポリオール成分として使用し、その中で発泡剤C)としてのCO2と初期圧力120barで混合した。これは、発泡剤の超臨界条件であったことを意味する。この混合物を、高圧ミキシングヘッド中で、初期圧力120barで加えられたポリイソシアネートD)と混合した。ショット量(shot quantity)は60g/s、ショット時間(shot time)は10秒である。ミキシングヘッドの流出管は、8.5mmの内径及び約50cmの長さを有するものであった。
以下の表は、製造された反応系及びそれから製造された硬質フォームを示す。
本発明は、以下の発明を包含する。
[1]硬質PUR及びPIRフォームを製造するための反応系であって、以下の成分:
A)イソシアネート反応性化合物;
B1)界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を含んでなる、反応系。
[2]硬質PUR及びPIRフォームを製造するための反応系であって、以下の成分:
B2)イソシアネート反応性官能基を有する界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を含んでなる、反応系。
[3]前記反応系が、B2)イソシアネート反応性官能基を有する界面活性剤成分をさらに含んでなる、前記[1]に記載の反応系。
[4]前記反応系が、A)イソシアネート反応性化合物をさらに含んでなる、前記[2]に記載の反応系。
[5]前記反応系が、前記反応系を基準として、1〜65重量%、特に2〜45重量%、好ましくは5〜30重量%の界面活性剤成分B1)及び/又はB2)を含んでなる、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の反応系。
[6]前記界面活性剤成分B1)及び/又はB2)が、非イオン性界面活性剤から選択され、次式:HLB=20*(1−M h /M)(式中、M h は疎水性部分のモル質量であり、Mは非イオン性界面活性剤の総質量である。)に従うHLB値が、好ましくは4〜18、さらに好ましくは8〜16である、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の反応系。
[7]前記化合物A)及び/又は前記化合物B2)のイソシアネートに関する官能価が1.8〜6.0、特に2.0以上である、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の反応系。
[8]前記発泡剤C)が、直鎖状、分岐鎖状又は環状C1〜C6炭化水素、直鎖状、分岐鎖状又は環状C1〜C6(ヒドロ)フルオロカーボン、N 2 、O 2 、アルゴン及び/又はCO 2 を含んでなる群から選択され、好ましくは、CO 2 と少なくとも1種のさらなる前記発泡剤との混合物からなり、前記発泡剤混合物中のCO 2 の比率が、好ましくは、少なくとも30重量%、さらに好ましくは、少なくとも50重量%、さらに一層好ましくは、少なくとも70重量%である、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の反応系。
[9]前記発泡剤C)が、前記反応系中に液滴の形態で存在し、前記液滴のサイズが1nm〜100nmである、前記[1]〜[8]のいずれかに記載の反応系。
[10]前記発泡剤C)が、疎水性成分をさらに含んでなり、好ましくは、前記疎水性成分が、少なくとも8個の炭素原子を有する長鎖アルカン、少なくとも8個の炭素原子を有する芳香族化合物、少なくとも3個のケイ素原子を有するポリシロキサン(「シリコーン油」)、並びに、少なくとも8個の炭素原子を有する長鎖有機エーテル、エステル及びケトンを含んでなる群から選択される、前記[1]〜[9]のいずれかに記載の反応系。
[11]前記化合物B2)の1分子あたりのOH基の平均数が1.0〜5、好ましくは2.0〜3.5であり、特に、前記OH基の少なくとも1つが脂肪酸でエステル化されており、さらに好ましくは、導入エステル化脂肪酸の比率が、成分A)、B1)及び/又はB2)、C)、D)並びにE)を含んでなる反応混合物を基準として、0.5重量%〜25重量%、好ましくは2重量%〜15重量%、さらに好ましくは4重量%〜10重量%である、前記[1]〜[10]のいずれかに記載の反応系。
[12]前記[1]〜[11]のいずれかに記載の反応系の成分を互いに混合して反応させることを含んでなる、硬質PUR及びPIRフォームの製造方法であって、特に、まず、発泡剤C)の超臨界又は近臨界条件下、加圧ミキシングヘッド中で、ポリイソシアネートD)を除く全ての成分の混合物を製造し、次いで、この混合物をポリイソシアネートD)と混合し、大気圧以下に低下させながら、加圧ミキシングヘッドからの排出を実施し、反応系の成分の反応を、特に、40〜300barの圧力及び10〜80℃の温度で実施し、好ましくは、CO 2 を含んでなる又はCO 2 からなる発泡剤を少なくとも73.75barの圧力及び少なくとも31℃の温度に調整する、方法。
[13]前記[1]〜[11]のいずれかに記載の反応系の成分を混合して反応させることより得ることができる、断熱用、特に、断熱スラブ、金属面パネルの製造用又は冷蔵庫断熱用の硬質フォームであって、硬質フォームが、特に、ポリウレタンフォーム及び/又はポリイソシアヌレートフォーム、好ましくは、DIN EN 1602の見かけ密度が20kg/m 3 〜160kg/m 3 であるものである、硬質フォーム。
[14]硬質PUR及びPIRフォームの製造における、以下の成分:
A)イソシアネート反応性化合物;
B1)界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を含んでなる反応系の使用。
[15]硬質PUR及びPIRフォームの製造における、以下の成分:
B2)イソシアネート反応性官能基を有する界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を含んでなる反応系の使用。
Claims (7)
- 硬質PUR及びPIRフォームの製造方法であって、以下の反応系の成分:
A)イソシアネート反応性化合物;
B1)界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を互いに混合して反応させることを含んでなり、
まず、発泡剤C)の超臨界または近臨界条件下、加圧ミキシングヘッド中で、ポリイソシアネートD)を除く全ての成分の混合物を製造し、
次いで、前記混合物をポリイソシアネートD)と混合する、前記方法。 - 硬質PUR及びPIRフォームの製造方法であって、以下の反応系の成分:
B2)イソシアネート反応性官能基を有する界面活性剤成分;
C)超臨界又は近臨界状態の発泡剤;
D)ポリイソシアネート;及び
E)層状ケイ酸塩
を互いに混合して反応させることを含んでなり、
まず、発泡剤C)の超臨界または近臨界条件下、加圧ミキシングヘッド中で、ポリイソシアネートD)を除く全ての成分の混合物を製造し、
次いで、前記混合物をポリイソシアネートD)と混合する、前記方法。 - 前記発泡剤C)が、前記反応系中に液滴の形態で存在し、前記液滴のサイズが1nm〜100nmである、請求項1又は2に記載の方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法であって、大気圧以下に低下させながら、加圧ミキシングヘッドからの排出を実施し、反応系の成分の反応を、特に、40〜300barの圧力及び10〜80℃の温度で実施し、かつ、好ましくは、CO2を含んでなる又はCO2からなる発泡剤を少なくとも73.75barの圧力及び少なくとも31℃の温度に調整する、前記方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法により得られる硬質PUR又はPIRフォーム。
- DIN EN 1602の見かけ密度が20kg/m 3 〜160kg/m 3 である、請求項5に記載の硬質PUR又はPIRフォーム。
- 断熱のための、特に、断熱スラブ、金属面パネルの製造のための又は冷蔵庫断熱のための、請求項5又は6のいずれか一項に記載の硬質フォームの使用。
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