JPH02258755A - 処理トルエンジイソシアネート残留物より製造される硬質フォーム - Google Patents

処理トルエンジイソシアネート残留物より製造される硬質フォーム

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JPH02258755A
JPH02258755A JP1329751A JP32975189A JPH02258755A JP H02258755 A JPH02258755 A JP H02258755A JP 1329751 A JP1329751 A JP 1329751A JP 32975189 A JP32975189 A JP 32975189A JP H02258755 A JPH02258755 A JP H02258755A
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toluene diisocyanate
treated
ppm
chloride
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John L Nafziger
ジョン ローウェル ナフジジャー
Steven B Lowenkron
スティーブン ビー.ローウェンクロン
Charles E Koehler
チャールズ イー.コエラー
Debkumar Bhattacharjee
デブクマー バッタチャルジィー
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Dow Chemical Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トルエンジイソシアネートの製造からの蒸留
残留物の処理に関する。さらに特に本発明は、硬質フオ
ームの製造に有効な生成物を形成するためのそのような
処理に関する。
トルエンジアミンのホスゲン化によりトルエンジイソシ
アネートを製造することは公知である。
典型的なアミンのホスゲン化法は米国特許筒2.680
,127号i  2,822,373号及び3,781
,320号にみられる。トルエンジイソシアネートを形
成するためのトルエンアミンのホスゲン化において、生
成物のジイソシアネートは通常それが製造される反応混
合物より蒸留される。蒸留の最後において、反応混合物
は通常一定量の高沸点残留物を含む。
そのような残留物は通常高分子物質、例えばα。
ω−イソシアナトビユレット、ポリカルボジイミド、ジ
イソシアナト−カルボジイミド、ポリウレチジンジオン
、イソシアヌレート及び種々の他のイソシアネートアダ
クトを含んでなる。この残留物はほとんど工業上有効で
ないので通常廃棄される。
蒸留残留物を用いる多くの方法が開発された。
この方法のあるものは酸性レベルの低下を含む。
酸性レベルを低下させるため有機イソシアネートを処理
するための多くの公知の方法がある。例えば、米国特許
筒3.516,950号は分画蒸留を開示している。米
国特許筒3,516,950号は塩化水素の揮発を開示
している。他の方法が記載され、ある種の金属、例えば
鉄、銅、亜鉛、アルミニウム、ニッケル及びコバルト、
そのような金属の有機錯体並びにそのような金属のハロ
ゲン化物塩による有機イソシアネートの処理を含む。そ
のような処理は通常蒸留又は熱を用いる他の方法により
イソシアネート残留物から反応生成物を分離することを
含む。米国特許筒3,155,699号;  3,26
4,336号;3.373.182号及び3,458,
558号参照。この熱はしばしばイソシアネート残留物
の粘度を増すに十分である。
イソシアネート中の加水分解性塩化物の低下のための塩
化物加水分解法は米国特許筒3,179.680号に記
載されている。酸性度は、存在する塩化水素の揮発によ
る塩化物除去により同時に低下する(米国特許筒’3,
516.950号参照)。エポキシド化合物が酸受容体
として用いられた(例えば米国特許筒3.448.04
6号参照) 、 Baumらの米国特許筒3.793,
362号;  3,925,437号及び東独特許筒2
38.988号に開示されているように、ある種のイン
シアネート化合物の酸性度及び加水分解性塩化物の低下
にある種のエポキシド化合物の使用が示唆された。最初
の2つの文献に教示された方法の生成物はポリメチレン
ポリフェニルイソシアネートに対し特有である。Bau
mの文献に教示された方法の生成物は、有効なポリウレ
タンフォームの製造にはしばしば不十分である。
米国特許筒3,634,361号及び3,455,83
6号に記載された方法に従い、ある種のトルエンジイソ
シアネート残留物を一定量のメチレンビス(フェニルイ
ソシアネート)と混合した。そのような化合物の数回の
使用が示唆された。これらも有効性に限りがある。トル
エンジイソシアネートの蒸留残留物は、良好な絣熱性を
有するフオームの製造において有効に提供されなかった
硬質フオームは、例えば断熱フオーム、浮遊装置、家具
、装飾材料及び高密度構造フオームを含む種々の用途に
有効である。例えば、断熱硬質フオームは容器、バイブ
ライン、建物、氷容器、及び電気器具、例えば冷蔵庫を
断熱するために用いられる。そのような断熱フオームの
ラミネートは、例えば屋根材及び外装に用いられる。
断熱材に用いるため、フオームは有利には伝熱性が乏し
い。伝熱性は八STM C−177−85及びC−51
876に記載されているようににファクターにより測定
される。そのにファクターが低いほどより良い断熱材で
ある。
従って、硬質フオームのような物質の製造において有効
であるようトルエンジイソシアネート蒸留残留物を処理
することが望ましい。望ましくは、そのようなフオーム
は他の同様のフオームより低いI(ファクターを有する
一態様において、本発明はトルエンジイソシアネート蒸
留残留物を処理する方法であって、155〜220℃の
温度において残留物を残留物中の加水分解性塩化物の当
量あたり少なくとも約0.5当量のエポキシ化合物と反
応させ、約800ppm未満の加水分解性塩化物濃度を
有する処理蒸留残留物を形成することを含んでなる。
他の態様において、本発明は155〜220℃の温度に
おいて残留物をエポキシ化合物と反応させた生成物であ
る処理トルエンジイソシアネート蒸留残留物であり、こ
の処理トルエンジイソシアネート蒸留残留物は約800
ppm未満の加水分解性塩化物濃度を有する。
他の態様において、本発明は (a)活性水素化合物又はその混合物;及び(b) (
1)残留物とエポキシ化合物を155℃〜220℃の温
度において反応させた生成物であり、約800ppm未
満の加水分解性塩化物レベルを有する処理トルエンジイ
ソシアネート蒸留残留物をポリイソシアネート成分(b
)の総重量を基準として1〜100重世パーセント、 含むポリイソシアネート成分、 の成分を含む反応混合物を反応させることにより製造さ
れるポリマーである。
さらに他の態様において、本発明は (a)活性水素化合物又はその混合物;及び(b)(1
)残留物とエポキシ化合物を155℃〜220℃の温度
において反応させた生成物であり、約800ppm未満
の加水分解性塩化物レベルを有する処理トルエンジイソ
シアネート蒸留残留物をポリイソシアネート成分(b)
の総重量を基準として1〜100重世パーセント、 含むポリイソシアネート成分、 の成分を含む反応混合物を反応させることによりポリマ
ーを製造する方法である。
本発明の方法により製造されるポリマーは、好適にはあ
らゆる形状で用いられるが、有利にはポリウレタンポリ
ウレアフオームを含むイソシアヌレートフオーム又はポ
リウレタンフォームであるフオームとして特に有効であ
る。本発明の実施により製造される断熱フオームは特に
望ましいに一ファクターを有する。
あらゆるトルエンジイソシアネートの蒸留からの蒸留残
留物は好適には本発明に従い用いられる。
ここで用いられる蒸留残留物は有利にはトルエンジイソ
シアネートを形成するためのトルエンジアミンのホスゲ
ン化において形成される。ホスゲン化後、蒸留により生
成物のジイソシアネートを反応混合物より除去する。蒸
留残留物は生成物のジイソシアネートの除去後残ってい
る反応混合物の部分である。しかし、ここで用いる蒸留
残留物は、好ましくは形成される温度において蒸留残留
物が液体であり、より好ましくは処理温度においても液
体であるよう一定量のジイソシアネートを含んでいる。
蒸留残留物は、有利には13〜35、好ましくは20〜
30重量パーセント遊離トルエンジイソシアネートを含
む。蒸留残留物は通常22〜45、好ましくは30〜4
0重量パーセントのイソシアネート基(NGO)含量を
有し及び実質的に溶剤を含まない。
トルエンジイソシアネートの蒸留直後にy留残留物が放
出される場合、通常黒いタール状液体であるが、約20
重量パーセントトルエンジイソシアネートである残留物
を約35℃に冷却した場合、残留物はピッチ状固体に固
体し、これは破壊するが時間と共に流れる。そのような
冷却は150〜250゛Cにおいて約6時間以内でみら
れる不可逆性硬化を遅らせる。硬化は低温でもおこるの
で、残留物の形成とその処理の間の遅れは避けることが
好ましい。
残留物の化学組成は一定ではないが、この残留物は通常
例えばポリウレア、(ポリ)ビユレット、α、ω−イン
シアネートビュレフト、ポリカルボジイミド、ポリウレ
トジオン、イソシアヌレート、ジイソシアナト−カルボ
ジイミド、モノマージイソシアネートとカルボジイミド
の付加生成物、ポリウレトジオンオン基を有するイソシ
アヌレート及びポリイソシアネートのような物質の混合
物を含んでなる。
蒸留残留物は通常残留酸性物質を含んでいる。
「酸」とは遊離塩化水素及び/又はイソシアネートに存
在する不安定な共有結合した塩化物、例えば塩化カルバ
モイル及び標準分析テストにおいて酸として反応するイ
ソシアネート化合物に存在する種々の物質を意味する。
酸含量又はレベルは標準分析テスト、例えばASTM 
D−1638、米国特許第3,793,362号に記載
されている方法又は他の酸性テストにより容易に測定さ
れる。このテストは通常混合したアルコールもしくはト
ルエン及びメタノールの?容液中でインシアネートを加
熱し、得られる混合物を砕氷酸化カリウムにより滴定す
ることを含んでなる。酸性度は、酸形成成分が何であろ
うとも重量パーセント塩酸として表わされる。
「加水分解性塩化物」とは、化合物内で遊離、イオン結
合した又は共有結合した、しかし例えばクロロベンゼン
に存在する塩素原子よりもよりイオン特性を有する不安
定な塩化物原子を意味する。
加水分解性塩化物価も塩化物当量、塩化物レベル及び塩
化物濃度として表わされる。加水分解性塩化物は、例え
ば混合アルコール溶剤媒体中でのアルコーリシス又は加
水分解によりイソシアネート汚染物より塩化物を抽出し
、得られる塩化物イオン濃度を例えば硝酸銀により滴定
することにより測定される。ジイソシアネートと反応し
及びこの反応生成物を溶解するに十分な債の、公知の重
量のトルエンジイソシアネート蒸留残留物と70〜75
℃で沸騰する混合アルコールの混合物を形成することが
有利である。この温度範囲で沸騰し残留物と反応しそれ
を溶解するアルコールの混合物が好適である。この混合
物はアルカノール、例えばメタノールとアルカノールエ
ーテル、例えばメトキシエタノール及びメトキシプロパ
ツールの混合物であることが都合がよい。混合物を撹拌
し溶液を形成するに十分に、有利には70〜75“Cに
、溶液に所望の塩化物を放出するに十分な時間、好まし
くは7分間加熱することにより溶液が形成される。
次いでこの溶液を冷却し、滴定の終点を決定するため用
いられる銀/塩化銀電極の酸性度を保つに十分な量の濃
(85重量パーセント)硝酸を加える。
硝酸の量は総溶液の0.5〜1重量パーセントであるこ
とが都合がよい。この溶液を約5分間冷却後、電橋を挿
入し硝酸銀の稀溶液(例えば0.05N)による滴定を
始める。  280mVの変曲点に達した際に滴定を止
める。加水分解性塩化物の濃度は必要な硝酸銀の量より
計算される。塩化物の測定は例1において示されており
、硝酸銀による塩化物の滴定によるAST?l D−1
638の方法に一致している。
処理したトルエンジイソシアネート残留物の加水分解性
塩化物濃度は、エポキシ化合物による処理により約80
0ppm未満、好ましくは約600ppm未満、最も好
ましくは約400ppm未満、さらにより好ましくは約
300 p pr1未満に低下する。他のイソシアネー
ト化合物を用いないでフオームを製造するため処理した
蒸留残留物を用いる場合、約400ppm未満の加水分
解性塩化物レベルが特に有利である。エポキシ化合物に
より処理したトルエンジイソシアネート蒸留残留物を[
処理蒸留残留物jと呼ぶ。所望により稀釈剤が存在する
好適なエポキシ化合物はアルキレンオキシド、例えばブ
チレンオキシド(すべての異性体)、プロピレンオキシ
ド、エチレンオキシド、スチレンオキシド等並びにグリ
シジルエーテル、例えばタレシルグレシジルエーテル、
フェニルグリシジルエルチル等を含むモノエポキシ化合
物;エビクロロヒドリン及びビスフェノール、例えばビ
スフェノールA及びビスフェノールFより形成されるも
の、並びに脂肪族及び環式脂肪族エポキシ樹脂、例えば
エポキシシクロヘキシルメチル、エポキシシクロへキシ
ルカルボキシレートを含むエポキシ樹脂;クレゾール樹
脂及びノボラック樹脂を含む。
1個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物は好まし
くは100〜1000の分子量を有する。好ましいエポ
キシ化合物はエポキシ樹脂及びモノエポキシ化合物を含
む。より好ましいエポキシ化合物は44〜1000の分
子量を有するモノエポキシ化合物であり、それはそのよ
うなモノエポキシ化合物を用いて低い粘度が達成される
からである。しかし、多くの場合、蒸気を含むよう高圧
装置の必要を避けるため処理において用いられるもの以
上の温度において沸騰するエポキシ樹脂を用いることが
より好ましい。
エポキシ化合物は塩化物の当量あたり好適には少なくと
も0.5、好ましくは0.5〜20、より好ましくは0
.75〜3、最も好ましくは1〜3エポキシ当量の量で
用いられる。約3エポキシ当量以上を用いる場合、粘度
増加が著しい。「エポキシ当量」とは平均1個のエポキ
シ基を含むエポキシ化合物の量を意味する。
バッチ法の場合、エポキシドの局部濃度が低いままであ
るよう蒸留残留物にエポキシ化合物を加えることが通常
好ましい。従って、ゆっくり、例えば10分〜1時間か
けて、より好ましくは20〜40分かけて1kg以上の
残留物のバッチにエポキシ化合物を加える。連続法には
連続添加が好適であるが、連続添加は好ましくはゆっく
り添加する。トルエンジイソシアネート蒸留残留物への
エポキシ化合物の均一な混合が望まし、い。これは好適
には、例えばエポキシ化合物を徐々に加えながらトルエ
ンジイソシアネート蒸留残留物を激しく撹拌することに
より、及び添加終了後生なくとも2分間、好ましくは5
〜15分間混合物を撹拌することにより達成される。
本発明に従い、あらゆる液体混合装置の使用によりエポ
キシ化合物及びトルエンジイソシアネート蒸留残留物が
混合される。混合は当業者の方法によりバッチ式又は連
続的に行ってよい。有利には、この方法において、エポ
キシ化合物はトルエンジイソシアネート蒸留残留物と容
易に及び完全に混合される。
エポキシ化合物及び蒸留残留物を混合し、少なくとも約
155℃の温度で反応させた場合、より反応性の生成物
、特に低にファクターのフオームの形成に有効な生成物
が形成されることがわかった。
望ましくない粘度増加を避けるため約220℃以下に温
度を保つことが有利である。好ましい温度範囲は165
℃〜210℃1より好ましくは165℃〜180℃であ
る。そのような加熱は少なくとも約10分、好ましくは
少なくとも30分、最も好ましくは塩化物とエポキシ化
合物の反応を終了させるに十分な長さ保たれる。混合物
を周囲温度(約32〜37℃)において数時間静置する
ことにより塩化物レベルはさらに低下し、そのような静
置により通常粘度が増加する。はとんどの場合、加熱を
止めた後約2時間未満、好ましくは約1時間未満で十分
低い塩化物濃度に達する。通常の場合、低い粘度が望ま
しい場合、粘度増加を避けるため特に約150℃以上の
温度で貯蔵又は放置しないで処理蒸留残留物を用いる。
貯蔵が必要な場合、約115℃未満、 好ましくは50゛C〜115℃に処理残留物を冷却する
混合操作は、好ましくはイソシアネートが水分反応可能
であると公知である限り水分の非存在下行なわれる。乾
燥大気下で液体を混合する公知の方法を用いてよい。従
来の方法の例は、例えば不活性ガス大気、例えば窒素の
利用及び大気中の湿度の調節を含む。
好ましい温度範囲において記載されたようにしてエポキ
シ化合物による処理により形成された処理蒸留残留物は
新規組成物であり、公知の方法により処理された蒸留残
留物とは異なる。この組成物の差は本発明の方法により
処理された1留残留物を以下に記載するようなすぐれた
断熱特性を有する硬質イソシアヌレートフオームを製造
するために用いてよく、このフオームが従来公知の処理
蒸留残留物より製造されない事実より明らかである。本
発明の新規組成物を有する処理蒸留残留物も前記のよう
にその低塩化物濃度により区別される。
処理トルエンジイソシアネート蒸留残留物は、例えばフ
オームを製造するため好適には稀釈しないで用いられる
が、有利には、あらかじめ決めた粘度に粘度を低下させ
る又はフオーム形成及び形成したフオームの量により明
らかな所望の反応性を達成するに十分な量で、処理蒸留
残留物とこの処理蒸留残留物と異なるポリイソシアネー
トとを混合する。ポリイソシアネートをトルエンジイソ
シアネート残留物に加える場合、処理前、中又は後が好
適かは問題ではない。取扱い、加熱のため稀釈前の処理
が好ましい。しかし、残留物がかなり粘性である状況で
は処理前の稀釈が有利である。
稀釈に用いられるポリイソシアネートは、分子あたり平
均1個以上のイソシアネート基を有する液体有機イソシ
アネート化合物が好ましい。ポリイソシアネートは好適
には粗製又は蒸留したものであるが、好ましくは処理ト
ルエンジイソシアネート蒸留残留物より低い粘度を有す
る。そのようなポリイソシアネート化合物は公知であり
、容易に市販人手可能である。
好適なポリイソシアネートの例は、芳香族、脂肪族及び
環式脂肪族ポリイソシアネート並びにそれらの組み合せ
を含む。具体的ポリイソシアネートは、ジイソシアネー
ト、例えばm−フ二二レンジイソシアネート、トルエン
−2,4−ジイソシアネート、トルエン−2,6−ジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テト
ラメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4
−ジイソシアネート、ヘキサヒドロトルエンジイソシア
ネート(及びその異性体)、1−メトキシフェニル−2
,4−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′
−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4′−ジ
イソシアネート、3.3′−ジメチル−4,4′−ビフ
ェニルジイソシアネート、及び3,3′−ジメチルジフ
ェニル−メタン−4,4′−ジイソシアネート;トリイ
ソシアネート、例えば4.4’、4”−)リフェニルメ
タントリイソシアネート及びトルエン−2,4゜6−ド
リイソシアネート;テトライソシアネート、例えば4,
4′−ジメチルジフェニル−メタン−2,2’  、5
.5’−テトライソシアネート、4゜4′−ジシクロヘ
キサン−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト及び各々の異性体;並びに他のポリイソシアネート、
例えばポリフェニルイソシアネート及びそれらの混合物
を含む。入手性及び特性のため、トルエンジイソシアネ
ート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート
、ジフェニルメタン−2,4′−ジイソシアネート及び
ポリメチレンポリフェニルイソシアネートが本発明の実
施における使用に有益である。ポリイソシアネート成分
の混合物も本発明の実施において好適に用いられる。
ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、又はポリマ
ーメチレンジフェニルイソシアネート(PMDI)は本
発明の実施における使用においてより好ましい。ポリメ
チレンポリフェニルイソシアネートは、メチレンビス(
フェニルイソシアネート)を35〜85、好ましくは6
5〜75重量パーセント、より高分子量及び約2以上の
官能価を有する密に関連したポリイソシアネートからな
る混合物を残り含む混合物である。これは公知の組成物
であり、相当するメチレン架橋したポリフェニルポリア
ミンの混合物のホスゲン化により工業上製造される。
後者は当該分野において公知の方法を用いホルムアルデ
ヒド、塩酸及び−級芳香族アミン、例えばアニリン、0
−クロロアニリン及びO−)ルイジンの相互作用により
得られる。メチレン架橋したポリフェニルポリアミン及
びポリメチレンポリフェニルイソシアネートの製造法の
具体例は米国特許筒2,683.730号; 2□95
0,263号;  3,012.008号;3.344
.162号;及び3,362,979号;カナダ特許筒
700、026号及び独明装置第1,13L877号に
記載されているものである。本発明の実施における使用
に好適なポリイソシアネートは、The Dow Ch
emicalCon+panyより商品名PAPI■と
して市販人手可能なものである。
本発明のブレンドは、処理トルエンジイソシアネート残
留物を1〜100重量パーセント及び稀釈剤ポリイソシ
アネートを99〜0重量パーセント含んでなる。ブレン
ドの総重量を基準として90〜100重量パーセントの
処理残留物が好適に用いられるが、好ましくは、処理残
留物ブレンドはブレンドの総重量を基準として少なくと
も約10、より好ましくは15〜75、最も好ましくは
20〜40重量パーセント処理残留物を含む、残留物及
びポリイソシアネートの相対比は、得られる生成物にあ
らかじめ選んだ粘度及びあらかじめ選んだ特性を達成す
るよう選ばれる。有利には、処理残留物及びポリイソシ
アネートの相対比はブレンドの使用に好適な粘度を得る
よう選ばれる。大きな比の処理蒸留残留物はメチレンジ
フェニレンイソシアネート(M旧)及びそのaZ 8体
のような高粘度ポリイソシアネートよりもトルエンジイ
ソシアネート(TDI)のような低粘度ポリイソシアネ
ートと共に用いてよい。
有利にはフオームの製造に用いるため、ブレンドは約1
0.000cps (10Pa −s)未満、好ましく
は30〜3000cps (0,03〜3 Pa−5)
、より好ましくは40〜2500cps (0,04〜
2.5 Pa −s)の粘度を有する。ブレンドを特定
の用途に用いる場合、粘度は最も好ましくは当業者に公
知の方法によりこのタイプのフオームの製造に都合のよ
いようあらかじめ選ばれる。例えば、断熱ポリウレタン
フォームの場合、粘度は通常好ましくは200〜300
0cps (0,2〜3 Pa −3)である。また、
残留物をそのようなレベルの塩化物に敏感な用途に用い
る場合、約400ppm以上の加水分解性塩化物が処理
蒸留残留物に存在し、ブレンドが約400ppm未満、
好ましくは約300ppm未満の加水分解性塩化物を有
するよう、それほど加水分解性塩化物を有しないイソシ
アネートと残留物を混合することが好ましい。
ポリメチレンポリフェニルイソシアネートを処理トルエ
ンジイソシアネート残留物と混合する場合、ブレンドは
好ましくは少なくとも出発ポリメチレンポリフェニルイ
ソシアネートと同じくらい反応性である。この反応性は
イソシアネートと活性水素化合物の混合からポリウレタ
ン又はポリイソシアヌレートフオームの形成において特
定の現象がみられるまでの時間により測定される。この
反応性の測定は、クリーム時間、ゲル化時間、及び不粘
着時間を含む。
処理蒸留残留物及び液体ポリイソシアネートのブレンド
は好適にはポリマー、例えばポリイソシアヌレート、ポ
リウレタン及びポリウレタン−ポリウレアポリマーを製
造するため用いられる。このポリマーは好適には生成物
、例えば軟質又は硬質フオーム、接着剤及び結合剤の形
状をとる。本発明のブレンドを用いて製造される硬質ポ
リイソシアヌレート及びポリウレタンフォームはそのに
ファクターが低いため特に有効である。ポリイソシアヌ
レートフオーム(又はイソシアヌレートフオーム)は、
以下に記載の三量体化触媒の存在下、少なくとも約1.
3の活性水素基に対するイソシアネート基の比を用いて
形成されるフオームである。
ポリウレタンフォームはイソシアネートの三量体化がほ
とんどおこらない場合に形成され、ポリマー形成は主に
活性水素成分の活性水素基とポリイソシアネート成分の
イソシアネート基の反応である。
硬質フオームは、ASTM 1566−82に従い18
〜29℃の温度において5秒間に1回の一定の速度で2
00X 25 X 25mmのサンプルを25胴マンド
レルのまわりに曲げた際つぶれるフオームである。軟質
フオームはこの条件下でつぶれない。有利には、硬質フ
オームは約1:0.5の圧縮強度に対する引張強度を有
する。
ツェレウィチノフ法により決定されるような活性水素含
有基を少なくとも2個含むあらゆる好適な化合物を処理
蒸留残留物との反応又は他のポリイソシアネートとのブ
レンドに用いてよい。活性水素化合物はイソシアネート
基と反応する水素含有官能基を有する化合物である。J
ournal of theAmerican Che
mical 5ociet + 49巻、3181頁(
1927)においてKoh Ierにより記載されたツ
ェレウィチノフテストは水素含有基のイソシアネートと
反応する傾向を予言している。好適な活性水素化合物は
、米国特許筒4,394,491号の特にカラム3〜5
に記載されている化合物のようなポリウレタンの製造に
従来用いられたものであり、この文献においてこの化合
物はポリアールと呼ばれている。好適な活性水素化合物
は液体又は比較的低い温度において溶融できる固体であ
る。
ポリウレタン製造において最も一般的に用いられる活性
水素成分は少なくとも2個のヒドロキシル基を有する化
合物であり、この化合物はポリオールと呼ばれる。好適
なポリオールの具体例は通常公知であり、H4h Po
t mers+ XVI巻、rP*1yurethan
es、 CheIIistry and Techno
logy 」Inters−cience Publi
sh、ers、 New York、  1巻、32〜
42゜44〜54頁(1962)及び■巻、5〜6,1
98〜199頁(1964)、Kunstoff−Ha
ndbuch、■巻、Vieiveg−)tochtl
en、 Carl−Hariser−Verlag+ 
Munich、 45〜71頁(1966)、Or a
nic Pol mer Chemistr 、 Ch
apmanand tlall、 London、  
323〜325頁(1973)、及びDevclo m
ents in Pol urethanes+  1
巻、AppliedScience Publishe
rs、 (197g)+ 1〜76頁等に記載されてい
る。
典型的なポリオールは、少なくとも2個のヒドロキシル
基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルアミ
ドポリオール、及びポリエステルポリオールを含む。ヒ
ドロキシル末@鎖を有するポリエーテル及びポリエステ
ルが本発明の実施における使用に好適なポリウレタンに
用いるための比較的高分子量活性水素含有化合物として
使用が好まξ2い。ポリオールの例は、ヒドコキシル官
能アクリルポリマー、ヒドロキシル含有エポキシ樹脂、
ポリヒドロキシ末端ポリウレタンポリマーポリヒドロキ
シル含有燐化合物及びポリチオエーテルを含む多価チオ
エーテルのアルキレンオキシドアダクトを含む。
本発明の実施において有利に用いられるポリエーテルポ
リオールは、触媒、例えば三弗化硼素、水酸化カリウム
、トリエチルアミン及びトリブチルアミンの存在下、又
は活性水素含有化合物、例えば水、2〜8個のヒドロキ
シル基を有する多価アルコール及びアミンにより開始さ
れたオキシラン又は他の酸素含有複素環式化合物、例え
ばテトラメチレンオキシドの重合生成物を含むポリアル
キレンポリエーテルポリオールである。ポリアルキレン
ポリエーテルの形成開始に好適なアルコールの具体例は
、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール
、1,2−プロピレングリコール、1.4−ブチレング
リコール、1.3−ブチレングリコール、1,2−ブチ
レングリコール、1.5−ペンタングリコール、1.7
−へブタングリコール、グリセロール、1.1.1−1
−リメチロールブロバン、1,1.1−1−リメチロー
ルエタン、ヘキサン−1,2,6−)リオール、α−メ
チルグリコシド、ペンタエリトリトール、エリトリト−
ル、ペンタトール及びヘキサトールを含む。糖、例えば
グリコース、スクロース、フルクトース、及びマルトー
ス、並びにフェノールより誘導される化合物、例えば(
4,4’ −ヒドロキシフェニル) −2、2−プロパ
ンも本発明の実施において有効なポリエーテルポリオー
ルを形成するための好適を多価アルコールである。
本発明の処理蒸留残留物を発泡剤の存在下活性水素化合
物と反応させる。あらゆる発泡剤又はその混合物が好適
である。好適な発泡剤は、無機発泡剤、例えば水、成形
の温度において揮発性である有機発泡剤、及び溶解した
不活性ガスを含む。
好適な有機発泡剤は、例えばアセトン;エチルアセテー
ト;メタノール;エタノール;ハロゲユ/置換アルカン
、例えば塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチリデン
、塩化ビニリデン、モノフルオロトリークロロメタン、
クロロジフルオロメタン及びジクロロジフルオロメタン
ブタン;ヘキサン:ヘプタン;及びジエチルエーテルを
含む。出発酸物に対し不活性なガス、例えば窒素、空気
及び二酸化炭素も有効な発泡剤である。窒素のようなガ
スを形成する金型内の温度において分解するアジドのよ
うな化合物も有効である。好ましい発泡剤は一50℃〜
100℃2より好ましくは0〜50℃で沸騰する化合物
である。
用いられる発泡剤の量は本発明に対し問題ではないが、
反応混合物を発泡するに十分であるべきである。前記量
は発泡生成物に望む密度のような要因により異なる。
本発明の実施において水は他の有効な発泡剤である。発
泡用のガスを発泡することに加え、水はすぐにポリイソ
シアネート成分と反応し、従ってガス保持に必要な初期
ポリマー強度に寄与する。
通常、水を用いる場合、活性水素成分の総重量を基準と
して1.5〜8重量パーセントの水の比で存在する。他
の発泡剤も水と共に用いてよい。
本発明の処理蒸留残留物より製造した硬質ポリイソシア
ヌレート及びポリウレタンフォームは特に有効である。
そのようなフオームの当業者は本発明の処理TDI蒸留
残留物又は他のポリイソシアネートとのそのブレンドを
フオームを製造するため容易に用いることができる。
処理トルエンジイソシアネート残留物又はそれと他のポ
リイソシアネートとのブレンドを用いて硬質ポリイソシ
アヌレートフオームを製造するためあらゆる方法が好適
に用いられる0例えば、米国特許第4.604,410
号の方法は本発明の蒸留残留物又はブレンドを他のポリ
イソシアネートと換えている。好ましくは、本発明の処
理蒸留残留物又はブレンドを、イソシアヌレートの形成
を触媒する触媒及びあらかじめ選んだ物理特性を有する
フオームを形成するに好適な発泡剤の存在下多官能価活
性水素化合物と反応させる。
好適な触媒は、肛此」虱ル肛、XVI巻、「Po1yu
rethanes、 Chemistry and T
echnotogy J 、 Inters−cien
ce Publishers、 New York、 
 バート1.94〜97頁(1962)に記載されてい
るようなイソシアネートの形成を触媒するあらゆるもの
である。そのような触媒を五景体化触媒と呼ぶ。この触
媒の例は、脂肪族及び芳香族三級アミン化合物、有機金
属化合物、カルボン酸のアルカリ金属塩、フェノール及
び合成トリアジン誘導体を含む。好ましい触媒はカルボ
ン酸のカリウム塩、例えばオクタン酸カリウム及び三級
アミン、例えば2,4.6−トリス(ジメチルアミノメ
チル)フェノールを含む。
硬質イソシアヌレートフオームの製造に用いるに好まし
い活性水素化合物は、約240未満、より好ましくは約
200未満の当量を有するものである。
これらの活性水素化合物のうち、ポリエステルポリオー
ル、例えばテレフタル酸及びポリアルキレングリコール
、例えばポリエチレングリコールより製造されるものが
通常好ましい。イソシアネート基が多いフオームを製造
するため処理蒸留残留物のみ又は他のポリイソシアネー
トとのブレンドを多官能価活性水素化合物と1.3〜6
の比で、好ましくは活性水素基に対し2〜4当量のイソ
シアネートで反応させることが有利である。
イソシアネートフオームの製造において、発泡剤は最も
好ましくは少なくとも一部炭化水素又はハロ炭化水素で
ある。発泡剤は有利には0.4〜20ボンド/ f t
’ (pcf) (6,4〜320 kg/ rd )
 、好ましくは1〜5pcf(16〜80kg/rrr
)のあらかじめ選んだ密度を達成するに十分な量で用い
る。そのような密度は有利には総重N(活性水素化合物
、ポリイソシアネート及び添加剤をすべて含む)を基準
として1〜30重量パーセントの発泡剤を用いて達成さ
れる。
有利には、本発明の硬質ポリイソシアヌレートフオーム
は同じ活性水素化合物、発泡剤、触媒、界面活性剤及び
他の添加剤により同じ粘度を有するポリメチレンポリフ
ェニルイソシアネートより製造した相当するフオームよ
り好ましくは少なくとも約3パーセント、より好ましく
は少なくとも約5パーセント低い少なくとも約0.00
3ブリテイツシユサ一マルユニツトインチ/時間平方フ
ィート’F(BTUin/hrftz6F)のにファク
ターを有する。
より好ましくは、本発明のフオームは約0.1i5未満
、好ましくは約0.11.2未満、より好ましくは0.
102〜0.112 (BTtlin/hrft2°F
)(それぞれ0.0166未満、約0.016未満、0
.0147〜O,l61W/m K)のにファクターを
有する。また本発明の硬質イソシアヌレートフオームは
有利には、ASTM C−421−77に記載された脆
砕性テストにより測定したところ、本発明フオームと同
じ粘度を有する高分子メチレンジフェニルイソシアネー
ト及び同じ他の成分より製造したフオームが有するより
砕ける傾向が低い。本発明のフオームのパーセント脆砕
性は高分子メチレンジフェニルイソシアネートより製造
した相当するフオームの有利には約60パーセント未満
、好ましくは約50パーセント未満、より好ましくは約
40パーセント未満である。
ポリウレタンフォームを製造するため、あらゆる有効な
方法が用いられる。本発明の処理TDI蒸留残留物又は
そのブレンドは他のポリイソシアネートに代えられる。
好ましくは、ポリウレタン結合の形成を触媒する触媒及
びあらかじめ選んだ物理特性を有するフオームの形成に
好適な発泡剤の存在下、本発明の処理蒸留残留物又はそ
のブレンドを多官能価活性水素化合物と反応させる。
ポリウレタンの製造において1種以上の触媒を用いるこ
とが有益である。ポリウレタンフォームの製造に好適な
触媒はイソシアネートと活性水素基、例えばヒドロキシ
ル基との反応を触媒する又は水とイソシアネート、例え
ばIli h Pol merXV1巻、rPolyu
rethane、 Chemistry and Te
ch−noIogyJ、 5aunders及びFrj
schら、IntersciencePublishe
rs、 New York、  バート1、211〜2
15頁(1962)に記載されているようなイソシアネ
ートとの間の反応を触媒するあらゆるものである。その
ような触媒をポリウレタン触媒と呼ぶ。好適な触媒は三
級アミン、例えばトリエチレンジアミン、N−メチルモ
ルホリン、N−エチルモルホリン、ジエチルエタノール
アミン、■−メチルー4−ジメチルアミノエチルビベラ
ジン、3−エトキシ−N−ジメチルプロピルアミン、N
、N−ジメチル−N’、N’−メチルイソプロピルプロ
ピレンジアミン、N、N−ジエチル−3−ジエチルアミ
ノプロピルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリエチ
ルアミン、トリブチルアミン、ビス(N、N−ジエチル
アミノ−エチル)アジペート、2−メチルイミダゾール
及び1.4−ジアザ−ビシクロ−(2、2、2)−オク
タンを含む。他の好適な触媒は錫化合物、例えば塩化第
一錫、カルボン酸の錫塩、例えばジプチル錫ジー2−エ
チルヘキソエート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル
錫ジアセテート、ジー2−エチルヘキシル錫オキシド、
及びオクタン酸第−錫、並びに他の有機金属化合物、例
えば鉄、鉛、砒素、アンチモン、水銀及びビスマスの化
合物並びに米国特許筒2,846,408号に開示され
ている化合物を含む。炭素−珪素結合を有するジルアミ
ン、例えば2,2.4−1リメチル−2−シルアモルホ
リンを含む独特許第1 、229.−290号に記載さ
れているもの、塩基性窒素化合物、例えばテトラアルキ
ルアンモニウムヒドロキシド、水酸化アルカリ金属、例
えば水酸化ナトリウム、アルカリ金属フェノラート、例
えばナトリウムフェノラート、及びアルカリ金属アルコ
ラード、例えばナトリウムメチラート及びヘキサヒドロ
トリアジンも有効な触媒である。
ポリウレタン形成配合物に水を用いる場合、触媒の混合
物が通常有益である。水とイソシアネート基の間の反応
を触媒するに三級アミンが有効である。ポリイソシアネ
ートとポリオールのような他の活性水素成分の重合を触
媒するに遷移金属塩及び錯体が有効である。従って、そ
のような遷移金属化合物、例えば錫及び鉄の化合物と三
級アミン触媒の混合物は本発明の実施において好ましく
用いられる。
金属原子含有触媒は通常活性水素含有出発成分を基準と
して0.0025〜0.5重量パーセントの量で用いら
れる。アミン触媒は通常活性水素含有出発成分を基準と
して0.001〜5重量パーセントの量で用いられる。
当業者は出発成分の間の反応を促進するに好適な触媒組
成物及び量を選ぶことができる。具体的触媒及びその使
用に関する詳細はKunstoff−Handbuch
、■巻、Vieweg及び)Ioch t len出版
、Carl−11anser−νerIag、 Mun
ich 1966+  96〜102頁にみられる。
イソシアネートフオームの形成に好適な活性水素化合物
はポリウレタンフォームの形成にも好適である。しかし
、硬質ポリウレタンフォームの場合、好ましいポリオー
ルはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール
及びそれらのブレンドである。ポリエーテル及びポリエ
ステルポリオールの両方を含むブレンドのうち、3.5
〜8の官能価を有するポリエーテルポリオール及び89
−3Tucker及びり、Bhattacharjee
らによる1988年12月9日出願の米国特許出願筒2
82,369号に記載されているような粗ポリエステル
ポリオール混合物を含むものが好ましい。ポリエーテル
ポリオールは、好ましくは例えばスクロース、グリセリ
ン、トルエンジアミン、アミノエチル−ピペラジン及び
それらの混合物により開始されるものである。そのよう
な好ましいポリエーテルポリオールはポリアルキレンオ
キシドポリマー、例えばエチレンオキシド、プロピレン
オキシド及びブチレンオキシドのポリマーである。ポリ
オール又はそのブレンドは有利には120〜230、好
ましくは125〜135の当量を有する。好ましくはポ
リオール又は他の活性水素化合物を好適には60〜15
0、好ましくは90〜125、より好ましくは100〜
120のイソシアネートインデックスを達成するに十分
な量で処理TDT残留物を含むポリイソシアネートブレ
ンドと反応させる。イソシアネートインデックスは1.
00倍した活性水素基に対するイソシアネート基の比で
ある。
ポリイソシアネートフオームの形成に用いるに好適な発
泡剤はポリウレタンフォームの形成にも好適である。好
ましい発泡剤は、二酸化炭素、トリクロロフルオロメタ
ン、、1.1−ジクロロ−2゜2.2−1−リフルオロ
エタン、1.1−ジクロロ−1−フルオロエタンを含む
。用いられるそのような発泡剤の量は本発明に対し問題
ではないが、反応混合物を発泡するに十分であるべきで
ある。
前記量は発泡生成物に望む密度のような要因により異な
る。本発明の硬質ポリウレタンフォームの密度は有利に
は1.90〜2.27pcf(30,4〜36.4kg
/ nf)、好ましくは1.90〜2.05pcf (
30,4〜32.8kg/ ni )である。そのよう
な密度は有利には水の非存在下、総記合物重量(活性水
素化合物、ポリイソシアネート及び添加物すべてを含む
)を基準として13〜14重量パーセントの発泡剤を用
いて達成される。
ポリウレタンフォームの形成において水も発泡剤として
有効である。通常、水を用いる場合、活性水素成分の総
重量を基準として水は0.5〜3.5重量パーセントの
比で存在する。好適には発泡剤の混合物も用いられる。
有利には、本発明の硬質ポリウレタンフォームは約0.
125未満、好ましくは約0.120(BTUin/h
rft”〒)未満(それぞれ約0.0180、約0.0
173 W/mK未満)のにファクター(平均温度75
’F (24℃))を有する。Kファクターは用いる活
性水素化合物によりいくらか異なる。ポリエーテルポリ
オールを用いる場合、Kファクターは好ましくは約0.
120未満、より好ましくは0.100−0.119B
TIJin/hrft”下(それぞれ約0.0173未
満、0.0144〜0.0172 W/mK)である、
ポリエステルポリオール又は主にポリエステルポリオー
ルを含んでなるブレンドを用いる場合、Kファクターは
好ましくは約0.110未満、より好ましくは約0.1
06未満、最も好ましくは0.095〜0.106(B
TUtn /hrft2°F)(それぞれ約0.015
9未満、約0.0153未満、0.0137〜0.01
53 W/mK)である。
本発明のフオームにおいて添加剤、例えば界面活性剤、
帯電防止剤、可塑剤、充填剤、難燃剤、顔料及び安定剤
、例えば抗酸化剤、制カビ剤及び制菌側物質も所望によ
り用いられる。そのような化合物の選択及び使用は当業
者の範囲内である。
本発明の方法によるフオームの製造において、あらかじ
め選んだ気泡の大きさ、構造及び密度を有するフオーム
を得るため均合のとれた比でフオーム安定剤、触媒及び
発泡剤を用いることが有利である。好適なフオーム安定
剤は通常湿潤剤又は界面活性剤である。非イオン性界面
活性剤及び湿潤剤が好ましい。好適なフオーム安定剤は
親水性、及び有利には水溶性、有機珪素化合物、例えば
エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのコポリマー
に結合したポリジメチルシロキサン基を有するものであ
る。フオーム安定剤の例は米国特許第2.764,56
5号に開示されている。そのようなフオーム安定剤、界
面活性剤及びそれらのみの組み合せは通常それを用いる
特定の指示を伴ない市販入手可能である。
以下の例は本発明の詳細な説明するものであり、本発明
を限定しようとするものではない。すべての部及びパー
セントは特に示す以外重量基準である。比較サンプルは
本発明の例ではなく、表においてC,S、で示す。
■上−約180℃におけるエポキシ樹脂によるTDI残
留物の処理 相当するアミンのホスゲン化により形成されるトルエン
ジイソシアネートを精製するため用いた薄フイルムエバ
ポレーターより約25fflfftバーセントの残留ト
ルエンジイソシアネート含量を有するトルエンジ・イソ
シアネート(TDI)蒸留残留物のサンプルを取り出し
た。サンプルの塩化物当量は残留物3.0g及びメタノ
ールと2−メトキシプロパツールの3:2混合物15M
の混合物を製造するごとにより測定した。この混合物を
撹拌しながら235℃に7゜0分間加熱することにより
溶液を形成した。加熱の最後の2〜3分において4(8
5重量パーセント)硝酸約1−を加えた。次いで加熱を
止めこの溶液を2〜3分間冷却した。銀/塩化銀電極を
用いて280mV変曲点まで硝酸銀の稀)容液(0,0
564N)によりこの溶液を滴定した。加水分解性塩化
物の濃度は必要な硝酸銀の量より3819ppmと計算
された。特に示す点を除き、この方法は以下の例及び比
較サンプルにおいても用いた。
商品名り、E、R,とじてThe Dow Chemi
cal Companyより市販人手可能な、無視でき
る残留塩化物レベル、約362の分子量、176〜18
30当量及び9000〜]05000cps(9〜10
5 Pa −s)の粘度を有するエビクロロヒドリン及
びビスフェノールAより製造されるエポキシ樹脂約4.
7gを残留物約196g4二1度に加え、混合し混合物
を形成した。この混合物を窒素下撹拌しながら1時間1
80℃に加熱し、処理残留物を得た。この時間の後、エ
ポキシ樹脂による処理前に用いた方法による塩化物分析
は、処理残留物巾約863ppmの塩化物レベルを示す
この処理残留物を一晩冷却した。さらにエポキシ樹脂6
.4gをこの処理残留物に加え混合物を形成し、これを
180℃に再加熱し、第2の処理残留物を得た。加熱は
約15分間保った。この後、第2の処理残留物の塩化物
分析は270の塩化物含量、最初のレベルから92パー
セントの低下を示した。
ル較±ンブルA:周囲温度におけるTDI蒸留残留物の
エポキシ処理 例1で用いた方法により測定したところ4063ppm
の塩化物含量を有するTDI蒸留残留物のサンプルを酸
性度について分析するため、このサンプル1.9901
g及びメタノール3体積部と2−メトキシプロパツール
2体積部の混合物1501dの混合物を製造した。この
混合物を撹拌しながら7.0分間235℃で加熱した。
次いで加熱を止め50″Cに温度が低下するまで(約1
0〜15分)この混合物を撹拌した。次いで0.015
7Nメタノール水酸化カリウムにより滴定し、こうして
分析した2つのサンプルの平均酸性度は5240ppm
であると計算された。
周囲温度、約25℃において24時間TDrJ、4留物
220gを例1で用いたエポキシ樹脂5. ’7 g 
(残留物の酸性度と等しい量)と混合し、とても粘稠な
処理残留物を形成した。
処理前に用いた方法による処理残留物の塩化物及び酸性
度の分析は、塩化物含量2892 (28,7バーセン
ト低下)及び酸性度4774 (8,9パーセント低下
)を示した。
、比男し九2じ6火[66℃における芳香族エポキシ樹
脂による処理 66℃で30分間次いで周囲温度で22時間の処理を除
き、塩化物を4732ppm含むTDI蒸留残留物のサ
ンプル500 gについて例1の方法を操り返した。
処理蒸留残留物は3422ppmの塩化物含量を存して
いた。
比較ユッフ連べい低温での脂肪族エポキシ化合物の使用 例1の方法により測定したところ2745ppmの塩化
物含量を有するTDI蒸留残留物300gのサンプルを
、環式脂肪族エポキシ樹脂、商品名ERL4221とし
てUnion Carbide℃orp、より市販入手
可能な約227の当量を有する2、4−エポキシシクロ
ヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロへキシルカル
ボキシレート3.16gを用いて66゛Cで30分間撹
拌しながら例2の方法により処理した。次いでこの処理
TDI残留物を周囲温度、約25℃で24時間静置した
。塩化物含量は2062ppmであった。
ル較世じグへ匹I):110℃及び140℃におけるエ
ポキシ化大豆油によるTDI蒸留 残留物の処理 例1の方法により測定したところ4478ppmの塩化
物含量を有するTDI蒸留残留物のサンプル450gを
110”Cに加熱した。商品名P lascheck7
75としてFerro Corporationより市
販入手可能な、18パーセントのエポキシ含量を有する
エポキシ化大豆油50.7g (0,23当量)を撹拌
しながら20分かけて加えた。同時にこのサンプルを1
40℃に加熱した。この後、塩化物含量334ppm及
び粘度44cps(0,044Pa−s)を有する高分
子メチレンジフェニルイソシアネート(PM旧)500
g及び処理蒸留残留物の混合物が形成した。
この混合物の分析は1984ppmの塩化物含量を示し
、これにより処理残留物が3624ppmの塩化物含量
を有することが計算された(19パーセント低下)。
さらにPMDI 61gをこの混合物と混合し、726
cps(0’、726Pa・S)の粘度を有するブレン
ドを形成した。
例1及び比較サンプルA−Dで得られた塩化物低下の比
較は、180”CでのTDI蒸留残留物の処理が25〜
110及び140℃での処理よりも仔効であることを示
している。
廿[:  145〜240℃の温度でのTDI処留物の
エポキシ処理 樹脂13.7g (塩化物レヘルに対し3当量)を30
分かけて加え、その間表1に示した温度を保ち;サンプ
ルを30分間冷却する前に5〜10分間蒸解させ;エポ
キシ樹脂により2回目の処理を行なわないことを除いて
3396ppmの塩化物含量を有するTDI蒸留残留物
のサンプル250gについて例1の方法を繰り返した。
30分間冷却後、例1の方法により塩化物含量を測定し
た。加水分解性塩化物含量のパーセント損失を表に示す
140℃−46% 145℃−52% 155℃−78% 165℃−87% 180℃−92,5% 210℃−93% 240℃−85%0 ″′240℃において、不溶性及び可溶性部分が形成し
、はぼ同体積であった。可溶性部分の塩化物含量を測定
することのみが可能であった。
1: l″DI残留物の大規模処理及びそれからのフオ
ームの製造 以下の”r’DI蒸留残留物の3種のサンプルについで
例2の方法を繰り返した。
サンプル3:1.TDI蒸留残留物905.1gを15
0℃に保ち、この開側1のエポキシ樹脂約10gを10
分かけて加えた。このサンプルを180℃の温度に加熱
し、さらにこの樹脂9.6 g” (合計1当里)を撹
拌しながら15分かけて加えた。撹拌しながら一晩冷却
後、このサンプルが608ppmの塩化物含量を有する
ことがわかった。このサンプルを180℃に加熱し、樹
脂2.75gにより処理した。
刃ンプル3:2、TDI蒸留残留物1542 gを17
8〜+80”cに加熱し、その開側1のエポキシ樹脂約
40.47g (1,5当量)を滴下添加した。温度を
1時間保った後、この混合物を周囲温度に冷却した。
次の目、測定した塩化物は531ppmであった。
サンプル3:3.150〜170 ℃の温度において加
水分解性塩化物を3206ppm含む−FDI蒸留残留
物1350 gへエポキシ樹脂231gを12分かけて
加えた。
このサンプルを180℃に加熱し、樹脂12gを15分
かけて加えた。このサンプルを一晩冷却し、180℃に
再加熱し、さらに2分間かけてエポキシ樹脂を4.8g
加え、その後冷却前に温度を15分間保った0合計1,
7当量のエポキシ樹脂を用い、加水分解性塩化物濃度は
615ppmに低下した。このサンプルはサンプル3:
1及び3:2より粘稠であった。
粘度15(1−200cps (0,15〜0.2 P
a−5)、最初580cps (0,58Pa −s)
から1目移678cps(0,678Pa ・S)、及
び1700cps(1,7Pa −s)を有する、処理
TDI蒸留残留物及びポリメチレンフェニルイソシアネ
ート(PMDI) (約44cpsの粘度及び32パー
セントのイソシアネート含量を存する)の混合物を製造
した(それぞれ例3:1,3:2及び3:3)。
この混合物は、それぞれ341.413及び396pp
mの塩化物濃度、136.7.141.0及び146の
イソシアネート当量を有していた。サンプル3:1の熱
酸性度測定値は82ppmであり、サンプル3:3のぞ
れば181であった。
比較サンプルD、E及びFを、それぞれ例3:1.3:
2、及び3:3の混合物にほぼ相当する粘度を有するP
MDIサンプルを用いて製造した。
PMDIはそれぞれPAPI27 、 PAPI580
 、及びPAPI20であり、すべてThe Dow 
Chemical Companyより市販入手可能で
ある。750の粘度を達成するに十分なPMD I及び
未処理TDI蒸留残留物より比較サンプルGを製造した
この混合物及び表Hに示した「B−サイド」含有ポリオ
ール、シリコーン界面活性剤、触媒、発泡剤よりフオー
ムを製造した。ポリオールは商品名Chardo 16
25としてFreeman Chemical Cor
p、+Chardonol Divisionより市販
入手可能なポリエチレンテレフタレートベース芳香族ポ
リエステルポリオールであった。シリコーンは商品名D
ow Corning193界面活性剤としてDoII
rCorning Corp、より市販入手可能な非加
水分解性シリコーングリコールコポリマーであった。触
媒Aは商品名DABCOK−15としてAir Pro
ducts Corp、より市販入手可能なジエチレン
グリコール中の70重量パーセントオクタン酸カリウム
であり、触媒Bは商品名[IABCO7MR30として
Air Products Corp、より市販入手可
能な2.4.6−)リス(ジメチル−アミノメチル)フ
ェノールであった。発泡剤は商品名Freon IIB
としてE、1.DuPont de Nemoursよ
り市販入手可能なトリクロロフルオロメタンであった。
[B−サイドjは約60’F (16℃)で保たれた。
表■に示した量の「B−サイド」及びイソシアネート混
合物を混合し、カッターブレード撹拌機により4800
PPMで10秒間撹拌した。撹拌後、この混合物をすぐ
に10 X 10 X 10インチ(254X 254
 X 254mm)のダンボール箱に注いだ。以下の時
間を観察した。各々は混合の開始から測定した。
クリーム時間二発泡が開始するまで、これは気体が最初
に液体から分離はじめた際である。
ゲル化時間ニゲル化した物質の長い糸を、フオームに挿
入したタンデプレッサー(tongue depres
sor)を用いてフオームから引き出した際、 不粘着時間:フオーム表面がその粘着性を失う、可視上
昇時間:フオームの上昇の動きが終了した際、表面脆砕
性は、フオームが砕ける傾向を示した際又はこすったも
しくは圧縮した場合に粉末状になる際みられる。
フオームを一晩硬化させ、表面脆砕性及び収縮について
再チエツクした。脆砕性を表Hに示し、例#1.#2、
及び#3並びに比較サンプルD及びEはわずかに収縮し
、その型のサイドからひき出した。比較サンプルFは収
縮を示さず、一方比較サンプルGはひどい収縮を示した
。この特性を調べた後、フオームを10〜14日間保存
し、その後以下のASTM法に従い表Hに示す物理特性
を測定した。
コア密度      ASTM D−1622−83圧
縮強度      八STM D−1621−73(1
979)K−ファクター   八STM C−177−
85%独立気泡     ASTM D−2856−8
7%脆砕性(摩擦)   ASTM C−421−77
表■のデータは、本発明の実施に従い処理されたTDi
蒸留残留物から、同じ粘度を有するPMDIより製造さ
れたフオームより低い0.004〜0.006BTII
in/hr6F (5,77X10”’〜8.65X1
0−’ W/mK)のにファクターを存し及び有効な特
性を有するフオームが製造されることを示している。比
較サンプルGは、未処理TDI蒸留残留物がこれらのフ
オームにおいて同様に有効でないことを示している。
ル較ニー乙若上且及互丈: 比較サンプルHには比較サンプルBの処理蒸留残留物を
及び比較サンプルJには比較サンプルDの処理蒸留残留
物を用いて例3の方法を繰り返した。
フオームを製造する前に、44cps (0,044P
a −s)の粘度を有するPMDI 719gを比較サ
ンプルBの処理蒸留残留物に加え661cps(0,6
61Pa −s)の粘度を有する混合物を形成した。ク
リーム時間は8秒であり、最初のライズがみられたが、
第2のライズ及びゲル化はなかった。フオームは不粘性
にはならず金型の底につぶれた。
比較サンプルDは726cps(0,726Pa−s)
の粘度を有するブレンドであった。約10秒のクリーム
時間及び最初のライズがこの混合物より形成されたフオ
ームにみられたが、第2のライズはなかった。
このフオームは不粘着性にはならず、金型の底に収縮し
た。
比較例11及びJのフオームを形成する試みが不成功で
あったことは、140℃以下の温度におけるTDI蒸留
残留物の処理により重要なフオームの形成に使用可能な
処理残留物とならないことを示している。
廿しi=9:TDI残留物を処理するため種々のエポキ
シ化合物の使用 この例において、TDI残留物を処理するため、種々の
オキシランを用いた。各ケースにおいて、TDI残留物
を集め1.塩化物含量を分析し、180℃に加熱し、3
倍過剰(塩化物基準)のオキシランを30〜35分かけ
て加え、その間この温度を保った。この30〜35分後
、この処理残留物を180℃で撹拌しながら5〜10分
間放置した。次いでこの混合物を冷却し、例1のように
して分析した。オキシランとしてブチレンオキシドを用
い、高圧反応器中で例9を行ない揮発性酸化物を閉込め
た。約20〜25psig(140〜175kPa)の
圧力に達した。他の例は窒素下ガラス器内で製造した。
支−J エーテル ビフェニルグリシジルエーテル 0−クレジルグリシジルエーテル フェニルグリシジルエーテル ブチレンオキシド 92.6 93.9 87.5 表■のデータは、本発明の実施によるTDr蒸留残留物
の処理において種々のモノエポキシ化合物が有効である
ことを示している。
側上し稀釈せずエポキシ処理蒸留残留物を用いる硬質フ
オームの製造 塩化物2720ppm及びTD135パーセント有する
TDI残留物のサンプル1482 gを、高トルク撹拌
機、加熱マントル、赤外ヒーター、及び温度調節機を取
り付けた可動性ガラスフランジを有する大きなビーカー
、いわゆる樹脂がまに入れた。残留物を180″Cに加
熱した。窒素を入れ、0−タレジル−グリシジルエーテ
ル58.8gを30〜35分かけて加えることによる処
理の間窒素プランゲントを保った。この処理サンプルを
冷却し、分析した。分析は塩化物202ppm、遊離T
Di32.6バーセント、及びイソシアネート当量14
1. 、3を保った。発泡前の粘度は11200cps
 (11,2Pa ・s)であった。
例3の発泡剤28gと混合した処理TDI残留物183
.2 gを用い例3の方法によりフオームを製造した。
この残留物及び発泡剤を、例3の珪素2.5g、触媒A
1.8g、触媒80.4 g及び発泡剤20gと混合し
た例3のポリオール100gの混合物と反応させた。
このフオームは7秒のクリーム時間、18秒のゲル化時
間、18秒の不粘着時間、及び21秒の可視ライズ時間
を示した。3分以下の後最初の表面脆砕性が存在した。
24時間後、フオーム表面はまだ脆かったが、48時間
後表面脆砕性はなくなった。最初にフオームは軟質であ
ったが30分以内に硬化した。気泡構造はとても細かい
ことが観察された。
1:稀釈した処理TDI蒸留残留物からのポリウレタン
フォームの製造 180℃において35分間例1のエポキシ樹脂31.6
gにより処理したTDI蒸留残留物のサンプル1375
 gについて例2の方法を繰り返した。この処理残留物
をポリメチレンフェニルイソシアネート(PMDI) 
(約44cps (0,044Pa−s)の粘度及び3
2パーセントのイソシアネート含量を有する)と混合し
、720cps (0,72Pa−s)の粘度、 14
3の当量、282ppmの加水分解性塩化物含量及び1
25ppmの熱酸性度を有するブレンドを形成した。こ
のブレンドを周囲温度において約2ケ月保存し、その間
粘度は約2400−3000cps (2,4〜3 P
a ・s)に増加する。
このブレンド並びに「B−サイド」含有ポリオール、シ
リコーン界面活性剤、触媒、及び発泡剤よりフオームを
製造した。このポリオールは商品名Chardo125
13としてFreeman Chemical Cor
p、。
Chardonol Divisjonより市販入手可
能なポリエチレンテレフタレートベース芳香族ポリエス
テルポリオール101.31 g、12.86の当量を
有する公称三官能価アミノエチルピペラジン開始、プレ
ビレンオキシドキャップトボリエーテルボリオール50
.65g及び商品名Thanol R−575としてT
exaco Corp、より市販入手可能な107.2
5の当量を有するスクロース開始プロピレンオキシドキ
ャップトボリエーテルボリオール50.65gのブレン
ドであった。シリコーンは商品名B−8416としてG
oldschmidt Corp。
より市販人手可能な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界面活性剤3.65g
 (ポリオール100部当り1.8部)であった。触媒
は商品名Po1ycat8として八ir Produc
tsCorp 、より市販入手可能なN 、 N’−ジ
メチルシクロヘキシルアミン0.81g(ポリオール1
00部あたり0.4部)であった。発泡剤は商品名Fr
eonIIBとしてE、I、DuPont de Ne
moursより市販入手可能な抑制トリクロロフルオロ
メタン68.1g(総記合物を基準として14重量パー
セント)であった。
「B−サイド」はよく撹拌し、発泡剤の示されたレベル
と共に保たれた。
1.05のイソシアネートインデックス(活性水素基に
対するイソシアネート基の比)を与えるに十分なイソシ
アネート及び「B−サイド」混合物のサンプルを合わせ
ドリルプレスにより10秒間激しく撹拌した。撹拌後、
すぐに混合物を一115〜120′r−(45〜50℃
)に加熱した14 X 14 X 14インチ(360
X 360 X 360+nm )のアルミニウム金型
に注いだ。フオームをこの温度に10分間保ち、次いで
熱いまま金型から取り出した。24時間後、ASTM 
C−518−85の方法によりに一ファクターを測定す
るため12×12×1インチ(305x305 X25
.4mm)コアーサンプルを切り取った。ASTM D
−1622−83の方法により密度を測定した。K−フ
ァクター(75’F平均温度)は0.106BTUin
/ ft”hr ’F (0,0153W/m K)で
あり、密度は1.90pcf <30kg/ rd )
であった。
1に、較ilプルに:例1工と同様であるがイソシアネ
ートとしてPMDIを用いたフオー ム イソシアネートとして、商品名PAP 127としてT
he Dow Chemical Companyより
市販入手可能なポリメチレンフェニルイソシアネート 
(1’?IDI) (約200cps(0,2Pa−5
)の粘度を有する)を用いて例1】の方法を繰り返した
。K−ファクター(75′F平均温度)は0.105B
T[Iin/ft2hr 6F(0,0151W/m 
K)であり、密度は2.05pcf (33kg/ボ)
であった。
12〜18  び  サンプルL−3 :ポリウレタンフォームの製造 「B−サイド」混合物中ポリオール及び発泡剤として以
下のものを用いて例11の方法を繰り返した。
(A)例12〜14及び比較サンプルL−N :ポリオ
ールは121.86の当量を有する公称王宮価アミノピ
ペラジン開始プロピレンオキシドキャップトボリエーテ
ルボリオール50重量部並びに(a)商品名Voran
o1370としてThe Dow Chemical 
Companyより市販入手可能な約6.9の公称官能
価、23,000cps (23Pa・S)の粘度及び
152の当量を有するスクロース/グリセリン開始プロ
ピレンエボキシドキャンプトボリエーテルボリオール及
び(b)商品名Vorano1490としてThe D
oiv Chea+1cal Companyより市販
入手可能な約5の公称官能価及び5.500cps(5
,5Pa−5)の粘度を有するスクロース/グリセリン
開始プロピレンオキシドキャップトボリエーテルボリオ
ールの各々25重量部の混合物であった。
例12及び比較サンプルLに対し「B−サイド」混合物
中水を用いず、14重量パーセント発泡剤を用いた。一
方何13及び比較サンプルMに対し0.5部の水及び1
2.2重量パーセント発泡剤を用いた。例14及び比較
サンプルNにおいて1部の水及び10.3重量パーセン
ト発泡剤を用いた。
(B)例15〜17及び比較サンプルP−R:ボリオー
ルはThe Doi4Chemical Compan
yより市販入手可能なりorano1370を77部、
メチルジェタノールアミンを13部及びVorano1
2110 (510の当量を有する公称二官能価プロピ
レンオキシドキャップトポリエチレンポリオール)を1
4部のブレンドであった。例15及び比較サンプルPに
対し「B−サイド」混合物中水を用いず、14重量パー
セント発泡剤を用いた。一方何16及び比較サンプルQ
において0.5部の水及び12.2重量パーセント発泡
剤を用い、例17及び比較サンプルRにおいて1部の水
及び10.3重量パーセント発泡剤を用いた。
K−ファクター及び密度は例11のようにして測定し表
■に示した。
11    0     0.106 K“   0     0.105 12    0     0.108 ビ   OO,109 130,50,109 P    o、s    o、1it 14     i、o    o、1tsN”    
1.0   0.116 15   0     0.119 ビ   OO,116 160,50,114 Q”    0.5   0.120 1?    1.0   0.117 R”    1.0   0.119 1本発明の例ではない −−−M 0.0153 0.0152 0.0156 0.0157 0.0157 0.0160 0.0166 0.0167 0.0172 0.0167 0.0164 0.01?3 0.0169 0.0172 1.90(30,4) 2.05(32,8) 2.04(32,7) 2.08(33,3) 2.05(32,8) 2、09 (33,5) 2.08(33,8) 1.97(31,6) 2、27 (36,4) 1.98(31,7) 2.22(35,6) 2.09(33,5) 2.20(35,2) 2、06 (33,0) K−ファクターを有するフオームの製造に有効であるこ
とを示している。
■■二u:処理TDI蒸留残留物のさらに稀釈したブレ
ンドを用いるポリウレタンフォ ームの製造 例1のPM旧と処理TDI蒸留残留物のブレンドを以下
の重量比(PMDIに対するブレンドの)で同じPl’
lDlによりさらに稀釈し、示すイソシアネート当量及
び粘度を有するブレンドを製造した。
ブレンドA  1:2    136.3   200
(0,2)ブレンドB  1:1    137.5 
  310(0,31)ブレンドC2: 1    1
39.0   460(0,46)表Vに示したポリオ
ール又はその混合物を用いて例11の方法によりフオー
ムを製造した。K−ファクター及び密度を例11のよう
にして測定し表Vに示した。
表■のデータは処理TDI蒸留残留物が有効な表−−M 18      A     11  0    0.
103     0.014919      B  
   11   0    0.099     0.
014320      C1,100,1030,0
14921B     12  0    0.106
     0.015322      CI2  0
    0.112     0.01622.3  
    A     3  0    0.07   
  0.015424      B     3  
0    0.05     0.015225   
   C300,050,015226A     I
3  0.5   0.12     0.01622
7      A     3  1.0   0.1
9     0.01721.92(30,8) 1.97(31,6) 1.94(31,1) 2.14(34,3) 2.10(33,6) 2、10 (33,6) 1.97(31,6) 2、04 (32,7) 2.03(32,5) 1.94(31,1) 表■のデータは、有効なに一ファクターを有するポリウ
レタンフォームを製造するため種々のポリオールと及び
種々の混合物中ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
トと反応させた場合、処理TDI蒸留残留物が有効であ
ることを示している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、トルエンジイソシアネート蒸留残留物を処理する方
    法であって、155℃〜220℃の温度において、この
    残留物中の加水分解性塩化物濃度を基準として少なくと
    も0.5当量のエポキシ化合物をこの残留物と反応させ
    、800ppm未満の加水分解性塩化物濃度を有する処
    理蒸留残留物を形成することを含んでなる方法。 2、温度が165℃〜180℃であり、0.5〜20当
    量のエポキシ化合物を用いる、請求項1記載の方法。 3、エポキシ化合物がアルキレンオキシド又はグリシジ
    ルエーテルである、請求項1記載の方法。 4、155℃〜220℃の温度における、トルエンジイ
    ソシアネート蒸留残留物とエポキシ化合物との反応生成
    物であり、800ppm未満の加水分解性塩化物濃度を
    有する、処理トルエンジイソシアネート蒸留残留物。 5、塩化物濃度が300ppm未満である、請求項4記
    載の処理トルエンジイソシアネート蒸留残留物。 6、以下の成分、 (a)活性水素化合物又はその混合物;及び(b)(1
    )残留物とエポキシ化合物を155℃〜220℃の温度
    において反応させた生成物であり、約800ppm未満
    の加水分解性塩化物レベルを有する処理トルエンジイソ
    シアネート蒸留残留物をポリイソシアネート成分(b)
    の総重量を基準として1〜100重量パーセント、 含むポリイソシアネート成分、 を含む反応混合物を反応させることにより製造されるポ
    リマー。 7、反応混合物がさらにポリイソシアネート成分(b)
    の総重量を基準として0〜99重量パーセントの異なる
    ポリイソシアネートを含む、請求項6記載のポリマー。 8、請求項7記載のポリマーより形成される硬質イソシ
    アヌレート又はポリウレタンフォーム。 9、0.115BTUin/hrft^2°F未満(0
    .0166W/mK未満)のKファクターを有する、請
    求項8記載のフォーム。 10、以下の成分、 (a)活性水素化合物又はその混合物;及び(b)(1
    )残留物とエポキシ化合物を155℃〜220℃の温度
    において反応させた生成物であり、約800ppm未満
    の加水分解性塩化物レベルを有する処理トルエンジイソ
    シアネート蒸留残留物をポリイソシアネート成分(b)
    の総重量を基準として1〜100重量パーセント、 含むポリイソシアネート成分、 を含む反応混合物を反応させることによるポリマーの製
    造方法。
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