JP7036913B2 - 有機アミン塩発泡剤 - Google Patents
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Description
本発明は、ヘキサフルオロブテンと有機アルカノールアミン塩化合物を含有する複合発泡剤、並びにポリウレタンフォーム又はPVCフォーム又はポリスチレンフォームなどの発泡材料におけるその使用に関する。本発明は、発泡剤として気体二酸化炭素、液状二酸化炭素及び/又は超臨界二酸化炭素を使用し、ジ酸化炭素と有機アミンを組み合わせて使用するポリウレタン発泡方法にも関し、ポリウレタンフォーム材料の分野に属する。本発明は、また、低水分含有量の炭酸アルカノールアミン塩を製造する方法に関し、より詳細には、低水分含有量の炭酸アルカノールアミン塩をリサイクル及び製造する方法に関する。
硬質ポリウレタンフォームは、新しいポリマー材料として、軽量、高強度、及び非常に低い熱伝導率を備えるため、高品質の断熱材であり、冷蔵保温、特に化学兵器用冷蔵保温、建物の省エネ、太陽エネルギー、自動車、冷蔵庫、冷凍庫、その他の家電製品などの産業で広く使用される。硬質ポリウレタンフォームの製造で最も重要な原料は、発泡剤である。現在、これらの発泡剤は、シクロペンタン以外、すべてクロロフルオロカーボン含有のものである。大気オゾン層への損傷のため、各国政府は、すでに「モントリオール協定」という国際条約に署名し、このような製品の生産と使用を制限して、徐々に排除や禁止するようになる。中国もこの協定に署名した。
従来技術の欠点を克服するために、本発明の目的は、ポリウレタンフォーム材料用複合発泡剤を提供することである。
1)ヘキサフルオロブテン、と
2)アルカノールアミン塩混合物(MAA、alkanolamine)と、を含み、
前記アルカノールアミン塩混合物(MAA)は、以下の一般式(I)を有する有機アミン塩化合物である有機アルカノールアミン塩化合物を含む、複合発泡剤(即ち、包含ヘキサフルオロブテンと有機アルカノールアミン塩化合物の複合発泡剤)を提供する。
An- [Bm+]p (I)
式中、An-は、CO2供給体としての-n価を有するアニオンであり、ここで、n=1又は2である。
Bm+は、以下を含むか、各Bm+は、独立して、+1価のアンモニウムイオン、+1価のヒドラジニウムイオン(H3 +N-NH2)、+2価のヒドラジニウムイオン(H3 +N-NH3 +)、及び/又は、具有m個の-+NR3R4H基及び/又は-+NR3H-基の一つ又は複数の有機アミン(B)のカチオンである。
ここで、
(b)炭酸塩:CO3 2-
(c)ギ酸塩:HCOO-
(d)重炭酸塩:HO-COO-
ここで、R3又はR4は、独立して、H、R、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC1-C7脂肪族ヒドロカルビル基、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC3-C7脂環式ヒドロカルビル基、又は、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC6-C10芳香族ヒドロカルビル基からなる群より選ばれる。
ただし、前記一般式(I)の化合物は、少なくとも一つ(例えば、一つ又は二つ)のNと結合するR基(即ち、-N-R基)を有し、かつ、アルカノールアミン塩混合物(MAA)は、アルカノールアミン塩混合物(MAA)の合計重量に対して、50-99重量%(残りは、水と任意の不純物)のモノアルカノールアミン(例えば、モノエタノールアミン及び/又はモノプロパノールアミン)の塩とジアルカノールアミン(例えば、ジエタノールアミン、エタノールプロパノールアミン及び/又はジプロパノールアミン)の塩を含有する。
ここで、前記R基は、以下の基からなる群より選ばれる一つ又は複数である。
(1a)H[OCH(R1a)CH(R2a)]q-;
(2a)H[OCH(R1a)CH(R2a)CH(R3a)]q-;又は
(3a)H[OCH(R1a)CH(R2a)CH(R3a)CH(R4a)]q-。
ここで、qの値又は平均値は、q=1-3(例えば、2)であり;R1a、R2a、R3a又はR4aは、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC1-C7脂肪族ヒドロカルビル基、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC3-C7脂環式ヒドロカルビル基、又は、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC6-C10芳香族ヒドロカルビル基からなる群より選ばれる。
ここで、アルカノールアミン塩混合物(MAA)において、水の含有量は、0重量%超え40重量%以下であり、かつ、前記有機アミン化合物(B)は、炭素数2-50の有機アミン化合物である。
ここで、複合発泡剤において、ヘキサフルオロブテンとアルカノールアミン塩混合物(MAA)との重量比は、0.1-10:1である。
(b)炭酸塩:CO3 2-;
(c)ギ酸塩:HCOO-;
(d)重炭酸塩:HO-COO-。
ここで、モノアルカノールアミン及び/又はジアルカノールアミンとは、モノアルカノールアミン、ジアルカノールアミン、又はモノアルカノールアミンとジアルカノールアミンとの混合物を意味する。
ここで、第1の原料は、H2N-COONH4、(NH4)2CO3、炭酸ヒドラジニウム、炭酸アンモニウムヒドラジニウム、又は炭酸有機アミン系化合物(M)塩、HCOONH4、ギ酸ヒドラジニウム、又はギ酸有機アミン系化合物(M)塩、HO-COONH4、重炭酸ヒドラジニウム、又は有機アミン系化合物(M)の重炭酸塩、からなる群より選ばれる一つ又は複数(例えば、二つ又は三つ)である。
第2の原料は、
ここで、R1a、R2a、R3a又はR4aは、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC1-C7脂肪族ヒドロカルビル基、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC3-C7脂環式ヒドロカルビル基、又は、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC6-C10芳香族ヒドロカルビル基からなる群より選ばれる。
ここで、前記の有機アミン系化合物(M)は、
C1-C24ヒドロカルビルアミン系;
ジ(C1-C16ヒドロカルビル)アミン系;
C2-C14ヒドロカルビレンジアミン系;
C4-C16ポリアルキレンポリアミン系;
3つの第1級アミン基を有するC3-C18有機トリアミン系又は4つの第1級アミン基を有するC5-C18有機テトラミン系;又はC2-C10アルカノールアミン系、
からなる群より選ばれる有機アミン系化合物である。
0.1-100重量%、好ましくは1-80重量%、より好ましくは3-60重量%(例えば、10重量%、15重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%)の前記複合発泡剤と、
0-50重量%、好ましくは0-40重量%、より好ましくは0.2-30重量%(例えば、0.5重量%、1.0重量%、1.5重量%、2.0重量%、5重量%、10重量%、又は20重量%)のヘキサフルオロブテン以外の物理発泡剤と、
0-6重量%、好ましくは0.5-5重量%、より好ましくは0.7-4重量%の水と、
0.0-99.9重量%、好ましくは20.0-99重量%、より好ましくは40-97重量%(例えば、90重量%、85重量%、80重量%、70重量%、60重量%、50重量%)の重合物ポリオールとを含む、ポリウレタン発泡組成物を、さらに提供する。
0.1-10重量%、好ましくは0.3-8重量%、より好ましくは0.5-6重量%のヘキサフルオロブテンと、
0.2-90重量%、好ましくは1-80重量%、より好ましくは3-70重量%の有機アルカノールアミン塩化合物と、
0-50重量%、好ましくは0.2-40重量%、より好ましくは0.5-30重量%のヘキサフルオロブテン以外の物理発泡剤と、
0.1-10重量%、好ましくは0.3-9重量%、より好ましくは0.5-8重量%の水と、
0.0-99.6重量%、好ましくは20.0-98.2重量%、より好ましくは40-96.5重量%の重合物ポリオールと、を含む、ポリウレタン発泡組成物を、さらに提供する。
An- [Bm+]p (I)
式中、An-は、CO2供給体としての-n価を有するアニオンであり、ここで、n=1又は2である。
Bm+は、以下を含むか、各Bm+は、独立して、+1価のアンモニウムイオン、+1価のヒドラジニウムイオン(H3 +N-NH2)、+2価のヒドラジニウムイオン(H3 +N-NH3 +)、及び/又は、具有m個の-+NR3R4H基及び/又は-+NR3H-基の一つ又は複数の有機アミン(B)のカチオンである。
ここで、
(b)炭酸塩:CO3 2-
(c)ギ酸塩:HCOO-
(d)重炭酸塩:HO-COO-
ここで、R3又はR4は、独立して、H、R、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC1-C7脂肪族ヒドロカルビル基、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC3-C7脂環式ヒドロカルビル基、又は、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC6-C10芳香族ヒドロカルビル基からなる群より選ばれる。
ただし、前記一般式(I)の化合物は、少なくとも一つ(例えば、一つ又は二つ)のNと結合するR基(即ち、-N-R基)を有する。
ここで、前記R基は、以下の基からなる群より選ばれる一つ又は複数である。
(1a)H[OCH(R1a)CH(R2a)]q-;
(2a)H[OCH(R1a)CH(R2a)CH(R3a)]q-;又は、
(3a)H[OCH(R1a)CH(R2a)CH(R3a)CH(R4a)]q-。
ここで、qの値又は平均値は、q=1-3(例えば、2)であり;R1a、R2a、R3a又はR4aは、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC1-C7脂肪族ヒドロカルビル基、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC3-C7脂環式ヒドロカルビル基、又は、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC6-C10芳香族ヒドロカルビル基からなる群より選ばれる。
ここで、前記有機アミン化合物(B)は、炭素数2-50の有機アミン化合物である。
好ましくは、有機アルカノールアミン塩化合物は、モノアルカノールアミン(例えば、モノエタノールアミン及び/又はモノプロパノールアミン)及び/又はジアルカノールアミン(例えば、ジエタノールアミン、エタノールプロパノールアミン及び/又はジプロパノールアミン)とアニオンとの塩、ここで、前記アニオンは、以下のアニオンからなる群より選ばれる一つ又は二つ又は三つである。
(b)炭酸塩:CO3 2-;
(c)ギ酸塩:HCOO-;
(d)重炭酸塩:HO-COO-。
60.0-99.0重量%、好ましくは70.0-96重量%、より好ましくは80-95重量%(例えば、85重量%)の重合物ポリオールと、
1-40重量%、好ましくは2-35重量%、好ましくは3-30重量%、より好ましくは5-20重量%(例えば、7重量%、12重量%又は15重量%)の有機アミン(OA、organic amines)と、
0-50重量%、好ましくは0-40重量%、より好ましくは0-30重量%の二酸化炭素以外の物理発泡剤と、
0-8重量%、好ましくは0.3-6重量%、より好ましくは0.5-5重量%、より好ましくは0.7-4重量%の水と、
0-8重量%、好ましくは0.5-6重量%、より好ましくは1-5重量%のアンモニア及び/又はヒドラジニウムと、を含む。
ここで、R1は、C1-C8ヒドロカルビル基の第1級アミン系、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、エイコシルアミン、テトラコシルアミン、未置換又は置換の(例えば、ハロゲンで置換された)フェニルアミン、未置換又は置換の(例えば、ハロゲンで置換された)ベンジルアミン、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、N-メチルシクロヘキシルアミン又はN-メチルベンジルアミンなどである。
ここで、R1は、C1-C8ヒドロキシヒドロカルビル基の第1級アミン系、例えば、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、クロロエタノールアミン、オキシビスエチルアミンなどである。
ここで、R1は、C1-C6アミノヒドロカルビル基の第1級アミン系、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブタンジアミン又はペンタンジアミン又はヘキサンジアミンなどである。
ここで、R2、R3は、C1-C8ヒドロカルビル基の第2級アミン系、即ち、一つの第2級アミン基を有するモノアミン系であり、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン、ジプロピルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン、ジブチルアミン、エチルブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジ(ドデシル)アミン、ジ(テトラデシル)アミン、ジ(ヘキサデシル)アミン、ジ(オクタデシル)アミン、ジ(エイコシル)アミン又はジ(テトラコシル)アミンなどである。
ここで、R2、R3は、C1-C8ヒドロキシヒドロカルビル基のアミン系、例えば、ジエタノールアミン、エタノールプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、エタノールイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、又はジヒドロキシクロロプロピルアミンなどである。
ここで、R2は、C1-C8ヒドロカルビル基であり、R3は、C1-C8ヒドロキシヒドロカルビル基のアミン系、例えば、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-イソプロピルイソプロパノールアミン、又はN-エチルイソプロパノールアミンなどである。
ここで、R4、R5、R6は、それぞれ独立して、C1-C8ヒドロカルビル基(脂肪族基、環式脂肪族基(cycloaliphatic group)、芳香族基)又はC1-C8ヒドロキシヒドロカルビル基又はC1-C6アミノヒドロカルビル基のアミン系(第3級アミン系)であり、例えば、トリエチルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、トリエチレンジアミン、トリエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、又はトリス(アミノエチル)アミンなどである。
(1)第1の原料と第2の原料を水の存在下で、任意に触媒の存在下で、反応させて、液状の水含有量(W1)が60重量%未満(例えば、20-60重量%、例えば、25-40重量%)のアルカノールアミン塩混合物(MAA1)を得ることと、
(2)工程(1)で得られた液状アルカノールアミン塩混合物(MAA1)の一部分又は全部を分散媒介又は溶媒として、これらに第1の原料と第2の原料を加えて混合し、任意に触媒の存在下で、形成された反応混合物を反応させることにより、液状かつその水含有量(W2)が工程(1)で得られた生成物の水含有量(W1)よりもさらに低下する(例えば、その水含有量W2が50重量%未満、例えば、その水含有量W2が10-50重量%、例えば、15-30重量%である)アルカノールアミン塩混合物(MAA2)を得ることとを含む、炭酸アルカノールアミン塩の製造方法を提供する。
第2の原料は、
ここで、前記の有機アミン系化合物(M)は、
C1-C24ヒドロカルビルアミン系;
ジ(C1-C16ヒドロカルビル)アミン系;
C2-C14ヒドロカルビレンジアミン系;
C4-C16ポリアルキレンポリアミン系;
3つの第1級アミン基を有するC3-C18有機トリアミン系又は4つの第1級アミン基を有するC5-C18有機テトラミン系;又は、
C2-C10アルカノールアミン系;
からなる群より選ばれる有機アミン系化合物である。
(3)工程(2)で得られた液状アルカノールアミン塩混合物(MAA2)の一部分又は全部を分散媒介又は溶媒として、これらに第1の原料と第2の原料を加えて混合し、任意に触媒の存在下で、形成された反応混合物を反応させることにより、液状かつその水含有量(W3)が工程(2)で得られた生成物(MAA2)の水含有量(W2)よりもさらに低下する(例えば、その水含有量W3が40重量%未満、例えば、6-40重量%、例えば、7-20重量%である)アルカノールアミン塩混合物(MAA3)を得ることをさらに含む。
(4)工程(3)で得られた液状アルカノールアミン塩混合物(MAA3)の一部分又は全部を分散媒介又は溶媒として、これらに第1の原料と第2の原料を加えて混合し、任意に触媒の存在下で、形成された反応混合物を反応させることにより、液状かつその水含有量(W4)が工程(3)で得られた生成物(MAA3)の水含有量(W3)よりもさらに低下する(例えば、その水含有量W4が30重量%未満、例えば、2-30重量%、より好ましくは3-25重量%、より好ましくは3.5-20重量%、例えば、7重量%又は12重量%である)アルカノールアミン塩混合物(MAA4)を得ることをさらに含む。
R1a、R2a、R3a又はR4aは、それぞれ独立して、H、メチル基又はヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいエチル基、又はヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいプロピル基又はイソプロピル基、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいシクロヘキシル基、又は、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいフェニル基又はメチルフェニル基からなる群より選ばれる。好ましくは、ここで、R1a、R2a、R3a又はR4aは、それぞれ独立して、H、メチル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、エチル基、シクロヘキシル基、又は、フェニル基からなる群より選ばれる。
工程(2)で得られたアルカノールアミン塩混合物(MAA2)の水含有量(W2)は、工程(1)で得られたアルカノールアミン塩混合物(MAA1)の水含有量(W1)の30-85%(好ましくは35-80%、より好ましくは40-75%、例えば、50%又は60%)である。
さらに好ましくは、工程(3)で得られたアルカノールアミン塩混合物(MAA3)の水含有量(W3)は、工程(2)で得られたアルカノールアミン塩混合物(MAA2)の水含有量(W2)の30-85%(好ましくは35-80%、より好ましくは40-75%、例えば、50%又は60%)である。
さらに好ましくは、工程(4)で得られたアルカノールアミン塩混合物(MAA4)の水含有量(W4)は、工程(3)で得られたアルカノールアミン塩混合物(MAA3)の水含有量(W3)の30-80%(好ましくは35-75%、より好ましくは40-70%、例えば、50%又は60%)である。
[A)本発明の第1ないし第4の実施形態において]
1、アルカノールアミン塩混合物(MAA)とヘキサフルオロブテンを組み合わせてポリウレタン発泡剤として使用することにより、製造されたポリウレタンフォーム材料は、常温下でより良好な断熱性能を有するだけでなく、低温又は超低温下での良好な変形抵抗性能と断熱性能を有する。極低温分野における応用は重大な優位性を持つ。
1、予め発泡組成物(白材)に有機アミン(OA)を均一に混合することにより、二酸化炭素で発泡する場合、高圧下で撹拌装置を必要せずに比較的に長い時間で均一に混合し、白材と黒材が比較的に高い圧力で加圧ミキサーに搬送されて混合する際に二酸化炭素の白材における迅速かつ均一な混合と分散(例えば、スプレーコーティング発泡の際に、混合時間が0.1-10秒、例えば0.2-2秒である。)を達成することができる。そして、白材において二酸化炭素をより多く吸収することができ、得られたポリウレタンフォーム材料に均一な分布の気泡を持たせて、かつ気泡の大きさが非常に均一であり、また気泡の平均サイズが通常の超臨界発泡技術で得られたフォーム材料の気泡サイズよりも大きく、ほぼ1.5-4倍となる。特に、白材において予め少量の炭酸有機アミン塩、とりわけ炭酸アルカノールアミン塩を加えることにより、上記利点がさらに突出と明らかになる。特に、白材において予めアルカノールアミンを混入する場合、又は予め発泡組成物(白材)に少量の炭酸有機アルカノールアミン(OA)塩を均一に混合する場合に、得られたフォーム材料は、極低温条件下(例えば、-160℃)で優れた変形抵抗性能と優れた断熱性能を有する。二酸化炭素が白材に十分に吸収されるため、発泡操作中の圧力を大幅に低下する。
本発明は、水含有量が比較的に低いアルカノールアミン塩化合物を製造することができ、ポリウレタンフォーム材料の製造に用いる場合、発泡反応に対する水の不利な影響を回避する。そして、物理発泡剤と合わせて発泡剤として使用するに適する。前記物理発泡剤は、n-ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、又は沸点が0-100℃の範囲内のその他のアルカン、HCFC-141b、HFC-245fa、HFC-365mfc、LBA、FEA-1100(ヘキサフルオロブテン)、又は沸点が0-100℃の範囲内のその他のフルオロクロロカーボン、又はギ酸メチルからなる群より選ばれる少なくとも一つである。
[図1]実施例2の発泡材の走査型電子顕微鏡写真(SEM)である。
[図2]実施例1Aの発泡材の走査型電子顕微鏡写真(SEM)である。
[図3]比較例1Aの発泡材の走査型電子顕微鏡写真(SEM)である。
以下、実施例を参照しながら、本発明をさらに説明する。
[A)アミノ酸アンモニウム塩からの一般式(I)化合物の製造]
[実施例A-1]
将1.4トンのカルバミン酸アンモニウム(分子量78.07)、1.2トンの水を冷却水ジャケット付きのステンレス高圧アートクレーブ(以下の他の実施例では、単に反応器ともいう)に加えて、撹拌器を作動し、カルバミン酸アンモニウムを溶解させ、窒素で反応器をパージし、その後に、反応器を閉鎖して撹拌を開始した。合計1.90トンのプロピレンオキシド(分子量58.08、沸点34℃)を仕込み、反応器内の圧力が0.6MPa未満となるようにプロピレンオキシドの仕込み速度を制御して、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度が70℃以下に制御しながら15時間反応した。反応が完了した後、温度を50℃までにゆっくり低下させた後に、真空度が600mmHg以下(好ましくは500mmHg未満)となるように制御して、ゆっくり不要な水(例えば、20重量%未満の水含有量となるように)と未反応のプロピレンオキシドを除去した。その後に、真空を開け、40℃以下までに降温した後に、反応物を取り出し、化合物A-1(即ち、アルカノールアミン塩混合物MAA)が得られた。粘度200cP、pH=9、化合物A-1の分解温度が45-70℃であった(45℃から極めてゆっくり分解し、ピーク分解温度が57-62℃であった)。原子吸光分光光度計(Seiko Instruments、Inc.;SAS/727)でアルカリ金属とアルカリ土類金属イオンの含有量を測定したところ、検出限度未満であった。ガスクロマトグラフィー分析により、モノプロパノールアミンとジプロパノールアミンのモル比は、1:0.18であった。化合物A-1は、約74重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンの両方の塩を含有した。さらに、一部の水を含有した。また、化合物A-1は、加熱分解前の化合物A-1の合計重量に対して、約55重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンを含有した(化合物A-1を加熱して二酸化炭素を放出した後に、残分を分析した)。
1kgのカルバミン酸アンモニウム、1.1kgの水を反応器に加えて、撹拌しながら溶解し、窒素で反応器をパージし、その後に、2.1kgのプロピレンオキシドを透明な石英ガラス反応器に加えて、撹拌を開始して、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を50-60℃の間に制御し、圧力が0.6MPa未満となる条件下で反応した。反応が約2時間に進行した際に、突然奇妙な現象を現した:混濁で不透明な混合物が一瞬に透明又は澄みらかな溶液に変わった。反応を8時間継続して、その後に、50℃までに降温し、真空度600mmHg以下で不要な水と未反応のプロピレンオキシドを除去した。40℃以下までに降温した後に、生成物を放出した。反応時間は、反応をモル比で完了することを確保した。化合物A-2が得られた。粘度200cP、pH=9.1、分解温度が45-70℃の範囲にあった。液体クロマトグラフィー分析及びガスクロマトグラフィー分析したところ、化合物A-2は、複数のアルカノールアミンを含む混合物であった。水含有量は、20.5重量%であった。
7kgの炭酸アンモニウムと7kgのカルバミン酸アンモニウム、15kgの水を反応器に加えて、撹拌しながら溶解し、窒素で反応器をパージし、その後に、さらに間歇的に32kgのプロピレンオキシドを加え、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を45-70℃の間に制御し、圧力が0.6MPa未満となるように制御し、10時間反応した。その後に、50℃までに降温し、温度を50℃以下に制御し、真空度600mmHg以下で不要な水と未反応のプロピレンオキシドを除去した。40℃以下までに降温した後に、真空を開け、生成物を放出し、即ち、化合物A-3が得られた。粘度約250cP、pH=9、分解温度が45-70℃の範囲であった。
16kgのカルバミン酸一エタノールアミン塩、18kgの水を反応器に加えて、窒素で反応器をパージし、撹拌しながら溶解し、間歇的に13kgのプロピレンオキシドを反応器に加え、撹拌を開始して、圧力が0.6MPa未満となるように制御し、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度が70℃までに昇温すると温度を制御して5時間反応した。その後に、50℃までに降温し、真空度600mmHg以下に制御して不要な水と未反応のプロピレンオキシドを除去した。40℃以下までに降温した後に、真空を開け、生成物を放出し、即ち、化合物A-4が得られた。粘度280cP。pH=9。分解温度が45-70℃の範囲であった。
21kgのカルバミン酸ジエチレントリアミン塩、15kgの水を反応器に加えて、撹拌しながら溶解し、窒素で反応器をパージし、撹拌しながら、圧力が0.6MPa未満となるように制御し、温度が45-70℃の間にあり、間歇的に16kgのプロピレンオキシドを反応器に加え、プロピレンオキシドの加入完了後に、温度を制御して5時間反応した。その後に、50℃までに降温し、真空度600mmHg以下で減圧で不要な水と未反応のプロピレンオキシドを除去した。40℃以下までに降温した後に、真空を開け、生成物を放出し、即ち、化合物A-5が得られた。粘度約350cP、pH=9、分解温度が45-70℃の範囲であった。
1.2kgの炭酸アンモニウムと1.2kgのカルバミン酸アンモニウム、2.7kgの水を反応器に加えて、撹拌しながら溶解し、窒素で反応器をパージし、その後に、さらに7.1kgのスチレンオキシド(styrene oxide、分子量120.15)を加え、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を45-70℃の間に制御し、圧力が0.6MPa未満となるように制御し、10時間反応した。その後に、50℃までに降温し、温度を50℃以下に制御し、真空度600mmHg以下で不要な水を除去した。40℃以下までに降温した後に、真空を開け、生成物を放出し、即ち、化合物A-6が得られた。粘度約460cP、pH=9、分解温度が45-70℃の範囲であった。
[実施例B-1]
16kgの炭酸アンモニウム(分子量96)と15.5kgの水を反応器に加えて、撹拌を開始して、炭酸アンモニウムを溶解させ、窒素で反応器をパージし、28kgのプロピレンオキシドを加えて、撹拌を開始して、圧力が0.6MPa未満となるように制御し、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度が70℃以下に制御しながら12時間反応した。反応が完了した後、温度を50℃までにゆっくり低下させた後に、真空度600mmHg以下に制御してゆっくり不要な水と未反応のプロピレンオキシドを除去した。その後に、真空を開け、40℃以下までに降温した後に、反応物を取り出し、化合物B-1が得られた。粘度約300cP、pH=8.9、化合物B-1の分解温度が45-70℃であった。液体クロマトグラフィー分析及びガスクロマトグラフィー分析したところ、化合物B-1は、複数のアルカノールアミンを含む混合物であった。原子吸光分光光度計(Seiko Instruments、Inc.;SAS/727)でアルカリ金属とアルカリ土類金属イオンの含有量を測定したところ、検出限度未満であった。ガスクロマトグラフィー分析により、モノプロパノールアミンとジプロパノールアミンのモル比は、1:0.28であった。化合物B-1は、約79重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンの両方の塩を含有した。化合物B-1は、加熱分解前の化合物B-1の合計重量に対して、約59重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンを含有した(化合物A-1を加熱して二酸化炭素を放出した後に、残分を分析した)。
0.95kgの炭酸ヒドラジニウム(50重量%濃度の炭酸ヒドラジニウム水溶液として使用され、前記水溶液の体積は1.8Lであった。)、0.8kgの水を反応器に加えて、撹拌しながら30分間溶解し、窒素で反応器をパージし、その後に、間歇的に1.8kgのプロピレンオキシドを透明な石英ガラス反応器に加え、撹拌を開始して、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を50-70℃の間に制御し、圧力が0.6MPa未満となる条件下で反応した。反応が約2時間に進行した際に、突然奇妙な現象を現した:混濁で不透明な混合物が一瞬に透明又は澄みらかな溶液に変わった。反応を5時間継続して、その後に、50℃までに降温し、真空度600mmHg以下で一部の水と未反応のプロピレンオキシドを除去した。40℃以下までに降温した後に、生成物を放出した。反応時間は、反応をモル比で完了することを確保した。化合物B-2が得られた。pH=9.1、分解温度が45-70℃の範囲であった。
10kgの炭酸アンモニウム、11kgの水を透明な石英ガラス反応器に加えて、撹拌しながら溶解し、窒素で反応器をパージし、撹拌しながら、温度を45-70℃の間に制御し、圧力が0.6MPa未満となるように制御し、22kgのプロピレンオキシドを反応器に加えて、加入完了後に、温度を制御して反応した。反応が約2時間に進行した際に、突然奇妙な現象を現した:混濁で不透明な混合物が一瞬に透明又は澄みらかな溶液に変わった。反応を8時間継続して、その後に、50℃までに降温し、真空度が600mHg以下に制御して減圧で不要な水と未反応のプロピレンオキシドを除去した。40℃以下までに降温した後に、真空を開け、生成物を放出し、即ち、化合物B-3が得られた。粘度約340cP、pH=9.1、分解温度が45-70℃であった。
[実施例C-1]
15kgのギ酸アンモニウム、1kgのメチルアミン触媒、10kgの水、5kgのエチレングリコールを反応器に加えて、撹拌を開始して、窒素で反応器をパージし、圧力が0.5MPa未満となるように制御し、温度を120℃以下に制御し、12kgのエチレンオキシドを間歇的に反応器に加えて、5時間反応した。反応が完了した後に、降温して、その後に、真空度600mmHg以下に制御して、温度100℃以下で減圧し、不要な水と未反応のエチレンオキシドを除去した。真空を開け、50℃以下までに降温した後に、製品を放出し、即ち、化合物C-1が得られた。粘度約200cP、pH=8.5、分解温度100℃超えであった。
12kgのエチレンオキシドの代わりに15kgのプロピレンオキシドを使用し、かつプロピレンオキシドが間歇的に反応器に加えてなく、一回加えた以外に、実施例C-1と同じようにして、化合物C-2が得られた。粘度約350cP、pH=8.6、分解温度100℃超えであった。
[実施例D-1]
10kgの重炭酸アンモニウム(分子量79.06)、9.0kgの水と1kgエチレンジアミンを透明な石英ガラス反応器に加えて、撹拌しながら溶解し(不溶解の重炭酸アンモニウムの存在が許容した。)、窒素で反応器をパージし、反応器を密封した。その後に、撹拌しながら、温度を45-65℃の間に制御して、圧力が0.6MPa未満となるように制御し、20kgのプロピレンオキシドを間歇的に反応器に加えて、加入完了後に、温度を制御して10時間反応した。その後に、50℃までに降温し、真空度600mHg以下に制御して減圧で不要な水と未反応のプロピレンオキシドを除去した。40℃以下までに降温した後に、真空を開け、生成物を放出し、即ち、化合物D-1が得られた。粘度約250cP、pH=8、分解温度が36-42℃であった。
[実施例1]
5重量部の発泡剤である以上の実施例A-1から製造した化合物A-1、4重量部のヘキサフルオロブテン(デュポン社、商品名FEA-1100)、50重量部のポリエーテルポリオール4110(山東省浜州市の浜化グループ製)、1重量部のフォーム安定化剤DC3201(米国Air Product社製)、12.5重量部の不燃剤TCPP(江蘇雅克化工有限会社製)と2重量部触媒A33(33LV、米国Air Product社製)を均一に混合した後に、透明な発泡組成物が得られた。その後に、ここに95.5部のイソシアネートMDI(PM200、煙台万華化学グループ株式会社)を加えて、均一に撹拌した後に、発泡してポリウレタンフォーム材料が得られた。
3重量部の発泡剤である以上の実施例B-1から製造した化合物B-1と、6重量部のヘキサフルオロブテン(デュポン社、商品名FEA-1100)、30重量部のポリエーテルポリオール4110、20重量部のポリエステルポリオールCF6320(江蘇富盛新材料有限会社)と1重量部のフォーム安定化剤DC3201、12.5重量部の不燃剤TCPPと2重量部触媒A33を均一に混合した後に、透明な発泡組成物が得られた。その後に、ここに95.5部のイソシアネートMDI(PM200)を加えて、均一に撹拌した後に、発泡してポリウレタンフォームが得られた。
3重量部の発泡剤である以上の実施例B-1から製造した化合物B-1と2重量部の発泡剤である以上の実施例B-2から製造した化合物B-2と4重量部の発泡剤であるヘキサフルオロブテン(デュポン社、商品名FEA-1100)、30重量部のポリエーテルポリオール4110、20重量部のポリエステルポリオールCF6320(江蘇富盛新材料有限会社)と1重量部のフォーム安定化剤DC3201、12.5重量部の不燃剤TCPPと2重量部触媒A33を均一に混合した後に、透明な発泡組成物が得られた。その後に、ここに95.5部のイソシアネートMDI(PM200)を加えて、均一に撹拌した後に、発泡してポリウレタンフォームが得られた。
3重量部の発泡剤である以上の実施例B-2から製造した化合物B-2と2重量部の発泡剤である以上の実施例C-2から製造した化合物C-2、2重量部の発泡剤である以上の実施例D-1から製造した化合物D-1と2重量部の発泡剤であるヘキサフルオロブテン(デュポン社、商品名FEA-1100)、50重量部のポリエーテルポリオール4110(山東浜州市浜化グループ)、1重量部のフォーム安定化剤DC3201(米国Air Product)、12.5重量部の不燃剤TCPP(江蘇雅克化工有限会社)と2重量部触媒A33(33LV、米国Air Product)を均一に混合した後に、透明な発泡組成物が得られた。その後に、ここに95.5部のイソシアネートMDI(PM200)を加えて、均一に撹拌した後に、発泡してポリウレタンフォーム材料が得られた。
9重量部のヘキサフルオロブテンのみを発泡剤とした以外、実施例1と同じようにした。
9重量部の以上の実施例B-1から製造した化合物B-1のみを発泡剤として以外、実施例2と同じようにした。
実施例において使用されたポリウレタン高圧発泡機は、例えば、温州市澤程機電装置有限会社製のポリウレタン高圧発泡機、又は河南金龍ポリウレタン保温防腐装置有限会社製のGZ(Y)系列ポリウレタン高圧発泡機を使用してもよい。実施例において使用されたポリウレタン高圧スプレーコーティング機は、例えば、可以使用済南国臻機械装置有限会社製のQD120型、QD220型、又はQD320型のポリウレタン高圧スプレーコーティング機、又は米国GRACO社製のREACTOR H-VR型ポリウレタン高圧スプレーコーティング機を使用してもよい。
40重量部のポリエーテルポリオールSA460(山東省浜州市の浜化グループ製)、10重量部のトルエンジアミンポリエーテル(山東藍星東大化工有限会社)、5重量部のエチルアミン(即ち、有機アミン)、1重量部の水、1重量部のフォーム安定化剤DC3201(米国Air Product社製)、1重量部のアンモニア水(27%濃度)、12.5重量部の不燃剤TCPP(江蘇雅克化工有限会社製)と2重量部触媒A33(33LV、米国Air Product社製)を均一に混合した後に、透明な発泡組成物が得られ、即ち、混合ポリエーテルポリオールとも呼ばれる「白材」が得られた。その後に、「白材」を圧力容器に運搬して保存した。
40重量部のポリエーテルポリオール2010(山東省浜州市の浜化グループ製)、10重量部のトルエンジアミンポリエーテル(山東藍星東大化工有限会社)、6.5重量部のモノプロパノールアミン(即ち、有機アミン)、1重量部の水、1重量部のフォーム安定化剤DC3201(米国Air Product社製)、1重量部のアンモニア水(27%濃度)、12.5重量部の不燃剤TCPP(江蘇雅克化工有限会社製)と2重量部触媒A33(33LV、米国Air Product社製)を均一に混合した後に、透明な発泡組成物が得られ、即ち、混合ポリエーテルポリオールともいう「白材」が得られた。その後に、「白材」を圧力容器に運搬して保存した。
白材と黒材に同時に超臨界CO2を仕込んだ。
40重量部のポリエーテルポリオールSU380(山東省浜州市の浜化グループ製)、10重量部のトルエンジアミンポリエーテル(山東藍星東大化工有限会社)、5重量部のモノエタノールアミン(即ち、有機アミン)、2重量部の炭酸ジ(エタノールアミン)塩(即ち、有機アミン)、1重量部の水、1重量部のフォーム安定化剤DC3201(米国Air Product社製)、0.3重量部のN,N-ジメチルシクロヘキシルアミン(米国Air Product)、1.5重量部のオクタン酸カリウム、1重量部のアンモニア水(27%濃度)、12重量部の不燃剤TCEP(トリクロロエチルホスフェート)と2重量部の不燃剤DMMP(メチルホスホン酸ジメチル)を均一に混合した後に、透明な発泡組成物が得られ、即ち、混合ポリエーテルポリオールともいう「白材」が得られた。
2重量部の炭酸ジ(エタノールアミン)塩の代わりに1重量部の炭酸ジ(エタノールアミン)塩を使用し、また白材に2重量部のヘキサフルオロブテンをさらに添加した以外、実施例4Aと同じようにした。
白材に超臨界CO2を仕込まずに、黒材を入れた圧力容器のみに超臨界CO2を仕込み、圧力3.5MPa、温度30℃、200回転数の条件下で、10分間保持した以外、実施例2Aと同じようにして、ポリウレタンフォーム材料が得られた。
白材にエチルアミンを添加しなかった以外、実施例1Aと同じようにした。
白材に有機アミン(即ち、モノエタノールアミンと炭酸ジ(エタノールアミン)塩)を添加しなかった以外、実施例4Aと同じようにした。
アルカノールアミン塩化合物におけるそれぞれのアルカノールアミン(例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン又はトリプロパノールアミン)の含有量の測定方法について、ガスクロマトグラフィー法を採用してもよい。ここで、ガスクロマトグラフィー計は、水素炎イオン化検出器(FID)を備え、一般式(I)化合物の質量濃度が約10mg/mLであり、標準溶液として使用される。ガスクロマトグラフィー条件は、HP-5毛管クロマトグラフィーカラム(30m×0.32mm i.d.×0.25μm、5%phenyl methyl-siloxane);カラム温度は、プログラム昇温であり、開始温度が80℃であり、3分間保持した後に、25℃/分の速度で250℃に昇温させ、5分間保持した;注入口温度250℃;検出器温度260℃;キャリアガスが高純度窒素であり、流量1.5mL/分;燃焼ガスが水素ガスであり、流量30mL/分;助燃ガスが空気であり、流量300mL/分;パージガスが窒素ガスであり、流量25mL/分;注入方式がスプリット注入であり、スプリット比が30:1;注入量が1μLであった。
第1の段階:
14kgのカルバミン酸アンモニウム(分子量78.07)、17kgの水を冷却水ジャケット付きのステンレス高圧アートクレーブ(以下の他の実施例では、単に反応器ともいう)に加えて、撹拌器を作動し、カルバミン酸アンモニウムを溶解させ、窒素で反応器をパージし、その後に、反応器を閉鎖して撹拌を開始した。合計19kgのプロピレンオキシド(分子量58.08、沸点34℃)を仕込み、反応器内の圧力が0.6MPa未満となるようにプロピレンオキシドの仕込み速度を制御して、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度が65℃以下に制御しながら13時間反応した。反応が完了した後、温度を45℃までにゆっくり低下させた後に、真空を開け、40℃以下までに降温した後に、反応物を取り出し、化合物A1-MAA1(即ち、アルカノールアミン塩混合物MAA)が得られた。粘度320cP、pH=9、化合物A1-MAA1の分解温度が59-61℃であった。ガスクロマトグラフィー分析により、化合物A1-MAA1において、モノプロパノールアミンとジプロパノールアミンのモル比は、1:0.17であった。化合物A1-MAA1は、約67重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンの両方の塩を含有した。5kgの化合物A1-MAA1の試料を66℃で5分間加熱して、分解して二酸化炭素を放出して、残分が得られた。その後に、残分を小型実験室精留塔により精留し、1.65kgの水を単離し、化合物A1-MAA1の水含有量を33重量%として測定した。
11kgのカルバミン酸アンモニウム(分子量78.07)、25kgの以上の第1の段階の化合物A1-MAA1を冷却水ジャケット付きのステンレス高圧アートクレーブに加えて、撹拌器を作動し、カルバミン酸アンモニウムを分散媒介である化合物A1-MAA1に分散と溶解し、窒素で反応器をパージし、その後に、反応器を閉鎖して撹拌を開始した。合計14kgのプロピレンオキシド(分子量58.08、沸点34℃)を仕込み、反応器内の圧力が0.6MPa未満となるようにプロピレンオキシドの仕込み速度を制御して、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を65℃以下に制御しながら15時間反応した。反応が完了した後、ゆっくり温度を45℃までにゆっくり低下させた後に、真空を開け、40℃以下までに降温した後に、反応物を取り出し、化合物A1-MAA2(即ち、アルカノールアミン塩混合物MAA)が得られた。粘度430cP、pH=9、化合物A1-MAA2の分解温度が59-61℃。ガスクロマトグラフィー分析により、化合物A1-MAA2において、モノプロパノールアミンとジプロパノールアミンのモル比は、1:0.35であった。化合物A1-MAA2は、約83重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンの両方の塩を含有した。5kgの化合物A1-MAA2の試料を66℃で5分間加熱して、分解して二酸化炭素を放出して、残分が得られた。その後に、残分を小型実験室精留塔により精留し、0.85kgの水を単離し、化合物A1-MAA2の水含有量を17重量%として測定した。
11kgのカルバミン酸アンモニウム(分子量78.07)、25kgの以上の第2の段階の化合物A1-MAA2を冷却水ジャケット付きのステンレス高圧アートクレーブに加えて、撹拌器を作動し、カルバミン酸アンモニウムを分散媒介である化合物A1-MAA2に分散と溶解し、窒素で反応器をパージし、その後に、反応器を閉鎖して撹拌を開始した。合計14kgのプロピレンオキシド(分子量58.08、沸点34℃)を仕込み、反応器内の圧力が0.6MPa未満となるようにプロピレンオキシドの仕込み速度を制御して、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を65℃以下に制御しながら15時間反応した。反応が完了した後、ゆっくり温度を45℃までにゆっくり低下させた後に、真空を開け、40℃以下までに降温した後に、反応物を取り出し、化合物A1-MAA3(即ち、アルカノールアミン塩混合物MAA)が得られた。粘度730cP、pH=9、化合物A1-MAA3の分解温度が59-61℃。ガスクロマトグラフィー分析により、化合物A1-MAA3において、モノプロパノールアミンとジプロパノールアミンのモル比は、1:0.58であった。化合物A1-MAA3は、約91重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンの両方の塩を含有した。5kgの化合物A1-MAA3の試料を66℃で5分間加熱して、分解して二酸化炭素を放出して、残分が得られた。その後に、残分を小型実験室精留塔により精留し、0.425kgの水を単離し、化合物A1-MAA3の水含有量を8.5重量%として測定した。
11kgのカルバミン酸アンモニウム(分子量78.07)、25kgの以上の第3の段階の化合物A1-MAA3を冷却水ジャケット付きのステンレス高圧アートクレーブに加えて、撹拌器を作動し、カルバミン酸アンモニウムを分散媒介である化合物A1-MAA3に分散と溶解し、窒素で反応器をパージし、その後に、反応器を閉鎖して撹拌を開始した。合計14kgのプロピレンオキシド(分子量58.08、沸点34℃)を仕込み、反応器内の圧力が0.6MPa未満となるようにプロピレンオキシドの仕込み速度を制御して、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を65℃以下に制御しながら15時間反応した。反応が完了した後、ゆっくり温度を45℃までにゆっくり低下させた後に、真空を開け、40℃以下までに降温した後に、反応物を取り出し、化合物A1-MAA4(即ち、アルカノールアミン塩混合物MAA)が得られた。粘度810cP、pH=9、化合物A1-MAA4の分解温度が59-61℃であった。ガスクロマトグラフィー分析により、化合物A1-MAA4において、モノプロパノールアミンとジプロパノールアミンのモル比は、1:0.82であった。化合物A1-MAA4は、約95.7重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンの両方の塩を含有した。5kgの化合物A1-MAA4の試料を66℃で5分間加熱して、分解して二酸化炭素を放出して、残分が得られた。その後に、残分を小型実験室精留塔により精留し、0.215kgの水を単離し、化合物A1-MAA4の水含有量を4.3重量%として測定した。
第1の段階:
16kgの炭酸アンモニウム(分子量96)と16kgの水を反応器に加えて、撹拌を開始して、炭酸アンモニウムを溶解させ、窒素で反応器をパージし、28kgのプロピレンオキシドを加えて、撹拌を開始して、圧力が0.6MPa未満となるように制御し、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を制御し60℃以下15時間反応し、反応が完了した後、ゆっくり降低温度到40℃後真空を開け、反応物を取り出し、化合物A2-MAA1(即ち、アルカノールアミン塩混合物MAA)が得られた。粘度290cP、pH=9、化合物A2-MAA1の分解温度が59-61℃であった。ガスクロマトグラフィー分析により、化合物A2-MAA1において、モノプロパノールアミンとジプロパノールアミンのモル比は、1:0.28であった。化合物A2-MAA1は、約73.3重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンの両方の塩を含有した。5kgの化合物A2-MAA1の試料を66℃で5分間加熱して、分解して二酸化炭素を放出して、残分が得られた。その後に、残分を小型実験室精留塔により精留し、1.33kgの水を単離し、化合物A1-MAA1の水含有量を26.6重量%として測定した。
9kgの炭酸アンモニウム(分子量96)、25kgの以上の第1の段階の化合物A2-MAA1を反応器に加えて、撹拌器を作動し、炭酸アンモニウムを分散媒介である化合物A2-MAA1に分散と溶解し、窒素で反応器をパージし、その後に、反応器を閉鎖して撹拌を開始した。合計16kgのプロピレンオキシド(分子量58.08、沸点34℃)を仕込み、反応器内の圧力が0.6MPa未満となるようにプロピレンオキシドの仕込み速度を制御して、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を65℃以下に制御しながら15時間反応し、反応が完了した後、ゆっくり温度を45℃までにゆっくり低下させた後に、真空を開け、40℃以下までに降温した後に、反応物を取り出し、化合物A2-MAA2(即ち、アルカノールアミン塩混合物MAA)が得られた。粘度430cP、pH=9、化合物A2-MAA2の分解温度が59-61℃であった。ガスクロマトグラフィー分析により、化合物A2-MAA2において、モノプロパノールアミンとジプロパノールアミンのモル比は、1:0.41であった。化合物A2-MAA2は、約83重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンの両方の塩を含有した。5kgの化合物A2-MAA2の試料を66℃で5分間加熱して、分解して二酸化炭素を放出して、残分が得られた。その後に、残分を小型実験室精留塔により精留し、0.666kgの水を単離し、化合物A2-MAA2の水含有量を13.3重量%として測定した。
9kgの炭酸アンモニウム(分子量96)、25kgの以上の第2の段階の化合物A2-MAA2を反応器に加えて、撹拌器を作動し、炭酸アンモニウムを分散媒介である化合物A2-MAA2に分散と溶解し、窒素で反応器をパージし、その後に、反応器を閉鎖して撹拌を開始した。合計16kgのプロピレンオキシド(分子量58.08、沸点34℃)を仕込み、反応器内の圧力が0.6MPa未満となるようにプロピレンオキシドの仕込み速度を制御して、撹拌しながらゆっくり昇温し、温度を65℃以下に制御しながら15時間反応し、反応が完了した後、ゆっくり温度を45℃までにゆっくり低下させた後に、真空を開け、40℃以下までに降温した後に、反応物を取り出し、化合物A2-MAA3(即ち、アルカノールアミン塩混合物MAA)が得られた。粘度540cP、pH=9、化合物A2-MAA3の分解温度が59-61℃であった。ガスクロマトグラフィー分析により、化合物A2-MAA3において、モノプロパノールアミンとジプロパノールアミンのモル比は、1:0.52であった。化合物A2-MAA3は、約93.3重量%のモノプロパノールアミンとジプロパノールアミンの両方の塩を含有した。5kgの化合物A2-MAA3の試料を66℃で5分間加熱して、分解して二酸化炭素を放出して、残分が得られた。その後に、残分を小型実験室精留塔により精留し、0.333kgの水を単離し、化合物A2-MAA3の水含有量を6.66重量%として測定した。
[実施例1B]
5重量部の発泡剤である以上の製造例1Bから製造した化合物A1-MAA4(水含有量を4.3重量%)、4重量部のヘキサフルオロブテン(デュポン社、商品名FEA-1100)、50重量部のポリエーテルポリオール4110(山東省浜州市の浜化グループ製)、1重量部のフォーム安定化剤DC3201(米国Air Product社製)、12.5重量部の不燃剤TCPP(江蘇雅克化工有限会社製)と2重量部触媒A33(33LV、米国Air Product社製)を均一に混合した後に、透明な発泡組成物が得られた。その後に、ここに95.5部のイソシアネートMDI(PM200、煙台万華化学グループ株式会社)を加えて、均一に撹拌した後に、発泡してポリウレタンフォーム材料が得られた。
3重量部の発泡剤である以上の製造例2Bから製造した化合物A2-MAA3(水含有量を6.66重量%)、6重量部のヘキサフルオロブテン(デュポン社、商品名FEA-1100)、30重量部のポリエーテルポリオール4110、20重量部のポリエステルポリオールCF6320(江蘇富盛新材料有限会社)と1重量部のフォーム安定化剤DC3201、12.5重量部の不燃剤TCPPと2重量部触媒A33を均一に混合した後に、透明な発泡組成物が得られた。その後に、ここに95.5部のイソシアネートMDI(PM200)を加えて、均一に撹拌した後に、発泡してポリウレタンフォームが得られた。
9重量部のヘキサフルオロブテンのみを発泡剤とした以外、実施例1Bと同じようにした。
Claims (15)
- 1)ヘキサフルオロブテン;と
2)アルカノールアミン塩混合物(MAA)と、
を含み、
前記アルカノールアミン塩混合物(MAA)は、以下の一般式(I)を有する有機アミン塩化合物である有機アルカノールアミン塩化合物を含み、
An- [Bm+]p (I)
[式中、An-は、CO2供給体としての-n価を有するアニオンであり、ここで、n=1又は2である。
Bm+は、+1価のアンモニウムイオン、+1価のヒドラジニウムイオン(H3 +N-NH2)、+2価のヒドラジニウムイオン(H3 +N-NH3 +)、及び/又は、具有m個の-+NR3R4H基及び/又は-+NR3H-基の有機アミン(B)のカチオンを含む。
ここで、
ここで、An-は、以下のアニオンからなる群より選ばれる一つ又は二つである。
(b)炭酸塩:CO3 2-;
(c)重炭酸塩:HO-COO-;
ここで、R3及びR4は、独立して、H、又はRより選ばれる。
ただし、前記一般式(I)の化合物は、少なくとも一つのNと結合するR基を有し、かつ、アルカノールアミン塩混合物(MAA)は、アルカノールアミン塩混合物(MAA)の合計重量に対して、50-99重量%のモノアルカノールアミンの塩とジアルカノールアミンの塩を含有する。
ここで、前記R基は、
H[OCH(R1a)CH(R2a)]q-より選ばれる。
ここで、qの値は、q=1-3であり;R1a、R 2a は、それぞれ独立して、H、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC1-C7脂肪族ヒドロカルビル基、又は、ヒドロキシル基又はアミノ基又はハロゲンで置換されてもよいC3-C7脂環式ヒドロカルビル基からなる群より選ばれる。]
ここで、アルカノールアミン塩混合物(MAA)において、水の含有量は、0重量%超え40重量%以下であり、かつ、前記有機アミン化合物(B)は、炭素数2-50の有機アミン化合物であり
ここで、複合発泡剤において、ヘキサフルオロブテンとアルカノールアミン塩混合物(MAA)との重量比は、0.4-5:1である、複合発泡剤。 - モノアルカノールアミンは、モノエタノールアミン及び/又はモノプロパノールアミンであり、及び/又は、
ジアルカノールアミンは、ジエタノールアミン、エタノールプロパノールアミン及び/又はジプロパノールアミンである、請求項1に記載の複合発泡剤。 - H[OCH(R1a)CH(R2a)]q-は、H(OCH2CH2)q-、H(OCH2CH(CH3))q-、H(OCH(CH3)CH2)q-、H(OCH2CH(C6H5))q-、H(OCH(C6H5)CH2)q-、H(OCH2CH(CH2Cl))q-、H(OCH(CH2Cl)CH2)q-又はH(OCH2CH(CBr3))q-であり、及び/又は
複合発泡剤において、ヘキサフルオロブテンとアルカノールアミン塩混合物(MAA)との重量比は、0.5-4:1である、
請求項1記載の複合発泡剤。 - 複合発泡剤において、ヘキサフルオロブテンとアルカノールアミン塩混合物(MAA)との重量比は、0.7-3:1である、
請求項1記載の複合発泡剤。 - 複合発泡剤において、ヘキサフルオロブテンとアルカノールアミン塩混合物(MAA)との重量比は、0.7-2:1である、
請求項1記載の複合発泡剤。 - 複合発泡剤において、ヘキサフルオロブテンとアルカノールアミン塩混合物(MAA)との重量比は、0.7-1.3:1である、
請求項1記載の複合発泡剤。 - アルカノールアミン塩混合物(MAA)において、水の含有量は5-35重量%であり、及び、前記アルカノールアミン塩混合物(MAA)は、60-98重量%のモノアルカノールアミンの塩とジアルカノールアミンの塩を含有し、及び/又は
前記アルカノールアミン塩混合物(MAA)のpHは、7.5-10である、請求項1ないし6のいずれか記載の複合発泡剤。 - アルカノールアミン塩混合物(MAA)において、水の含有量は10-30重量%であり、及び、前記アルカノールアミン塩混合物(MAA)は、70-97重量%のモノアルカノールアミンの塩とジアルカノールアミンの塩を含有し、及び/又は
前記アルカノールアミン塩混合物(MAA)のpHは、7.8-9.5である、
請求項7記載の複合発泡剤。 - アルカノールアミン塩混合物(MAA)において、水の含有量は15-25重量%であり、及び、前記アルカノールアミン塩混合物(MAA)は、80-96重量%のモノアルカノールアミンの塩とジアルカノールアミンの塩を含有し、及び/又は
前記アルカノールアミン塩混合物(MAA)のpHは、8.0-9.0である、
請求項7記載の複合発泡剤。 - アルカノールアミン塩混合物(MAA)において、一般式(I)化合物と水の合計含有量は、アルカノールアミン塩混合物(MAA)合計重量に対して、70-100%である、請求項1ないし6のいずれか記載の複合発泡剤。
- アルカノールアミン塩混合物(MAA)において、一般式(I)化合物と水の合計含有量は、アルカノールアミン塩混合物(MAA)合計重量に対して、80-99.5%である、請求項10記載の複合発泡剤。
- アルカノールアミン塩混合物(MAA)において、一般式(I)化合物と水の合計含有量は、アルカノールアミン塩混合物(MAA)合計重量に対して、85-99.0%である、請求項10記載の複合発泡剤。
- R1a、R 2a は、それぞれ独立して、H、メチル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、エチル基、及び、シクロヘキシル基からなる群より選ばれ、
前記有機アミン化合物(B)は、炭素数2-20の有機アミン化合物である、請求項1記載の複合発泡剤。 - そのアルカリ金属とアルカリ土類金属の質量含有量は、0-200ppmであり、及び/又は、一般式(I)の化合物は、平均1分子あたり1.3-5個R基を含有することを特徴とする、請求項1記載の複合発泡剤。
- ポリウレタン発泡組成物であって、ポリウレタン発泡組成物の合計重量に対する重量百分率で、
3-60重量%の請求項1ないし8のいずれか記載の複合発泡剤と、
0-30重量%のヘキサフルオロブテン以外の物理発泡剤と、
0-6重量%の水と、
40-97重量%の重合物ポリオールとを含む、ポリウレタン発泡組成物。
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