JPS6045200B2 - スルホラニルオキシアルキル置換されたオルガノシロキサン - Google Patents

スルホラニルオキシアルキル置換されたオルガノシロキサン

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JPS6045200B2
JPS6045200B2 JP51076125A JP7612576A JPS6045200B2 JP S6045200 B2 JPS6045200 B2 JP S6045200B2 JP 51076125 A JP51076125 A JP 51076125A JP 7612576 A JP7612576 A JP 7612576A JP S6045200 B2 JPS6045200 B2 JP S6045200B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスルホラニルオキシアルキル基で置換された新
規なオルガノシロキサンに関するものであり、本発明の
オルガノシロキサンは、上記の基で置換されたポリシロ
キサンヒドリド及び対応する上記の基で置換されたポリ
シロキサン−ポリオキシアルキレン重合体を包含してい
る。
気胞状のウレタン架橋は触媒の存在下において、多官能
性イソシアナート及び多官能性の活性水素を含む化合物
の発熱反応によつて生じること、並びに気胞状構造はウ
レタン生成反応中にガスの発生及び膨張によつて与えら
れることはよく知られている。
適当な活性水素を含む化合物の実例はポリエーテルポリ
オール及びポリエステルポリオールである。工業的に最
も広く用いられている「ワン・ショット」(0r1e−
ShOt)法によれば、ポリイソシアナート、活性水素
を含む化合物、触媒系、発泡剤及び表面活性剤を含む全
ての原料間で直接反応が行なわれる。表面活性剤の大部
分の機能はウレタンフォームを安定にすることである、
即ち発泡した生成物が十分な強さのゲルに発展し、自己
支持性になるまでフォームの崩壊を防止する。ポリエス
テルポリオール及びポリエーテルポリオールから誘導さ
れたウレタンフォームの有効な安定剤として文献に報告
された含ケイ素組成物の種々なタイプの中では、米国特
許第3594334号及び再発行特許第27541号に
それぞれ記載されたものである。
フォーム生成物の能力及び品質の見地から、上記の特許
に述べられた特に有効なフォーム安定剤は個々の共重合
体成分のシロキサン部分のケイ素がメチル基のみで置換
されたものである。近年、ウレタン重合体の容易に発火
し、直接炎で燃焼しやすいと云う認められている欠点を
減じるために、多くの努力がなされそして続けられてき
た。
この問題の一つのとりあげ方は難燃剤例えばフォーム生
成反応混合物の成分として種々なリン及び/またはハロ
ゲン含有化合物を含ませること、この点において、改善
された且つより効果的な難燃剤を開発することである。
関連した問題は、難燃剤を含むフォームを安定にする機
能のみならず、また非難燃性フォームの安定化に指摘さ
れた表面活性剤に対して燃焼速度の遅いフォーム・を生
成させる表面活性剤を提供することである。例えば上記
の特許に述べられたポリメチルシロキサン−ポリオキシ
アルキレン共重合体は非難燃性フォームのすぐれた安定
剤であり、また難燃剤を含むフォームを安定化し得る。
しかしながら、生フじたフォーム生成物の燃焼特性は、
難燃剤の効果に表面活性剤の悪影響を示すと思われる。
従つて、非難燃性気胞状ウレタンを安定化し得ることに
加えて、フォーム中に配合された難燃剤を有するフォー
ムの安定剤として特別な利用性を与える新規な種類のポ
リシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体を得るこ
とが望ましく、このことが本発明の主な目的である。
本発明の種々な他の目的及び利点は以下の記述により当
分野に精通せる者にとつては明らかとなろう。
本発明の一つの観点によれば、特性のスルホラニルオキ
シアルキルー変性したオルガノシリコーン重合体を提供
し、該重合体は化学的に結合した一官能性シロキシ単位
(MO)及び二官能性シロキシ単位(DO)並びに重合
体中に含まれる一官能性単位(MO)の各2モルに対し
て、平均約2〜約100のケイ素結合したスルホラニル
オキシアルキル基(Q)及び平均約2〜約30のケイ素
結合したEO基を含み、ここにEOはポリオキシアルキ
レンブロック(E)または水素原子である。
本質的なケイ素結合したスルホラニルオキシアルキル基
は下記の式を有し、これを以下に記号「Q」で示す:〔
但し、R″は炭素原子2〜8個を有する2価のアルキレ
ン基であり;それぞれ環の2〜5位置における炭素原子
に結合して示したR1、R2、R3及びR4は独立に水
素または炭素原子1〜4個を有するアルキルである〕。
本発明の重合体のMOに包含された一官能性シロキシ単
位において、それぞれのケイ素原子は2個のアルキル基
(R)に結合しており、第三のケイ素結合した基は上記
のスルホラニルをもつ基(Q)、アルキル基(R)また
はEO(即ちポリオキシアルキレンブロック、Eまたは
水素)である。
かくて下記の単位式を有する一官能性シロキシ単位はM
Oの範囲内に含まれ、簡単のために下記の如くM..M
″、M″及びMOとして個々に示す:本発明の全て示し
た組成物においては、MO単)位は同一または相異なる
ものであることができる。
氏に包含される二官能性シロキシ単位においては、個々
のケイ素原子に結合した2個の基の少なくとも1個はア
ルキルであり、そして第二のケイ素結合した基はQ.s
EOまたはRである。かくて氏の範囲内に含まれるもの
は下記の単位式を有する二官能性単位であり、簡単のた
めにそれぞれ下記の如くX.Y.Z及びZO単位として
示す:本発明の重合体は、約2〜約100のスルホラニ
ルをもつ基(Q)及び約2〜約30のEO基が存在する
ならば、MO及び山の範囲内のそれぞれのシロキシ単位
のいかなる組合わせまたは準組合せを含むことができる
EOがポリオキシアルキレンブロックである場合には、
本発明の重合体はスルホラニルオキシアルキルー置換さ
れたポリアルキルシロキサン−ポリオキシアルキレン共
重合体からなり、EOが水素である場合には、本発明の
重合体はスルホラニルオキシアルキルー置換されたポリ
アルキルシロキサンヒドリドからなる。
該共重合体及びヒドリドの平均組成は次の式1によつて
定義されたものである:式中、Qはスルホラニルオキシ
アルキルであり;EOはポリオキシアルキレンブロック
、Eまたは水素であり;Rはアルキルであり;T..u
lV.,Wl和t+u及び和v+wは独立にOまたは1
の値を有し、各々和t+w及びu+vの値は0、1また
は2の値を有し、また和t+u+v+wの値は011ま
たは2であることは明らかである;xはOまたは約20
0までの平均値を有する正二数であり;yは約2〜約1
00の平均値を有し;そしてzは約2〜約30の平均値
を有する。
式1により、X..y−(t+w)及びz−(u十v)
は示した如く全一官能性単位(MO)の各2モルに対し
て重合体中に含まれるそれぞれ二官一能性X.Y.Z(
EOがEである場合)またはZO(Eが水素である場合
)の平均モル数を示すこと並びにy及びzの値は重合体
に含まれるそれぞれQ及びEO基の総数に相当すること
が明らかである。
更にt+wが0である場合、yは全一官能性単位(MO
)の各2モルに対し重合体中に含まれる二官能性Yの総
数に相当する。同様に、u+vが0である場合、zはM
Oの各2モルに応じて存在する二官能性ZまたはZOの
総数に相当する。本明細書に述べたスルホラニルオキシ
アルキルー置換されたポリアルキルシロキサンヒドリド
は湿潤剤、帯電防止剤、織物仕上げ剤として有用であり
、特にヒドロシラン化(HydrOsilatiOn)
及び水素縮合反応によつて種々なオルガノシリコーン重
合体を生成させる際に有用である。
例えばEOが水素である式1に包含される重合体は、一
端がモノオレフィン性基で末端ブロックされているか或
いは末端ヒドロキシルであるポリオキシアルキレンエー
テルと反応性であり、対応する本発明のスルホラニルオ
キシアルキルー置換されたポリアルキルシロキサン−ポ
リオキシアルキレン共重合体、即ちEOがポリオキシア
ルキレンブロック(E)である式1によつて定義された
組成物を作成する。また、該共重合体は表面活性剤を得
る組成物として有用であり、殊に難燃剤と共に製造した
ウレタンフォームを含めて、気胞状ウレタン製品の製造
に際し用途があることがわかつた。本発明の他の観点に
よれば、(a)1分子当り少なくとも平均2個のヒドロ
キシル基を含むポリエーテルポリオールまたはポリエス
テルポリオールからなる有機ポリオール反応体;(b)
1分子当り少なくとも2個のイソシアナート基を含むポ
リイソシアナート反応体;(c)発泡剤;(d)第三ア
ミンからなる触媒;及び(e)本発明のスルホラニルオ
キシアルキルー置換されたオルガノシロキサン−ポリオ
キシアルキレン共重合体からなるフォーム安定成分の反
応混合物を反応及び発泡させることからなるポリウレタ
ンフォームの製造方法を提供する。非難燃性ウレタンフ
ォームの安定剤としてのその効力に加えて、本明細書に
示した共重合体は難燃剤.を含む一般に良好な品質のフ
ォームを生成させ、未変性ポリアルキルシロキサン−ポ
リオキシアルキレン共重合体に対して可燃性を減じる有
利な特性を有することがわかつた。本発明のこの観点に
よれば、難燃剤を含むポリエーテル及びポリエスノテル
に基ずくウレタンフォーム製品は追加の難燃剤を含むそ
れぞれの反応混合物を反応及び発泡させることによつて
得られる。本発明のポリウレタンフォームを得る際に、
スルホラニルオキシアルキルー置換されたオルガノシロ
キサン−ポリオキシアルキレン共重合体をフォーム生成
反応混合物にそのまま、有機表面活性剤を含めた種々な
有機添加物との配合物として、或いは1種もしくはそれ
以上のポリオール反応体、発泡剤、アミン触媒及び用い
る場合には難燃剤との組合せ物として導入することがで
きる。
本発明の重合体のMO及び■に包含される構造単位のそ
れぞれの官能度は特定の単位のケイ素原子(Sl)が結
合した酸素原子数を表わす。各酸素原子は他の単位のケ
イ素原子(Si″)によつて分坦されているために、ま
た官能度は、特定の単位が−Si−0−Si―結合を介
して重合体の他の部分に結合し得ることによる架橋の数
を表わす。従つて本発明の重合体のそれぞれの単位の個
々の式の表現においては分数の下に記した数を用い、そ
の際に分子の値は官能度(即ち特定の単位のケイ素原子
と関連した酸素原子の数)を定義し、各々の場合に2で
ある分母は各酸素原子が他のケイ素原子と分担している
ことを表わす。その一官能性からみて、MO単位は末端
鎖または末端ブロック単位であり、そのそれぞれの酸素
原子は、Y,.ZまたはZO及び、存在する場合にはX
であり得る一つの他の単位のケイ素で分けられている。
一方X..Y,.Z及びZOは二官能性であり、かくて
その各ケイ素原子と関連したそれぞれ2個の酸素原子は
他の単位のそれぞれのケイ素原子を分担している。かく
て再び生じる二官能性単位は重合体中に不規則に、また
は同一タイプの反覆単位のサブ−ブロックとして或いは
かかる配置の組合せとして分布し得る。更に本発明の重
合体は、分子量、ポリオキシアルキレンまたはシラン性
水素総含量、シロキサン総合量の異なる且つタイプ、配
置及び単位の相対割合の異なる重合体種の混合物からな
る。従つて本明細書に表現した如く、これらの変数を表
わすために用いたパラメーターは平均値であり、種々な
単位から誘導された反応体の相対割合に基ずくものであ
る。更に、本明細書に表現した如く、本発明が属する当
分野における慣習と一致して、重合体の式は単位の特定
の秩序ある配置または特定の重合体種の分子量よりもむ
しろその全体の平均的実験組成を示すことを理解すべき
である。これを考慮して、上記式1に包含される重合体
のそれぞれのタイプの平均組成は次の式によつて表わす
ことができ、その際に式1における如きシロキシ単位を
化学的に結合した形で示した:〔式中、R..QlEO
..x,.y及びzは上に定義した如きものである〕。
ケイ素結合したR基は炭素原子1〜■個を有するアルキ
ルであり、直鎖及び分枝鎖状のアルキルを含む。
Rに包含される適当な基の例は次のもの(である:メチ
ル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル
、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル及びデシ
ル。Rによつて表わされた種々な基の中で、低級アルキ
ル(即ち炭素原子1〜4個を有するもの)が好ましく、
メチルが特に適当である。R基は重合体全体に同一のも
のであるか或いは該基は本発明の範囲から逸脱すること
なく単位間もしくは単位内で異なることができる。例え
ば末端ブロッキングー官能性単位がM1即ちR3SiO
ll2−である場合、これらはトリメチルシロキシ単位
であることができ、二官能性単位、R2Si2l2は存
在する際にはジエチルシロキシ及び/またはメチルエチ
ルシロキシ単位であることができる。本発明の重合体の
シロキサン部分のQ置換基、即ちにおいて、R1〜R4
基はすでに定義した如く、水素またはC,〜C4アルキ
ルである。
通常、2・4ージメチルスルホランー3−イルオキシア
ルキル核における如く、アルキルは2個に過ぎない。好
ましくは各々R1、R2、R3及びR4は水素である。
Q(7)R″基は直鎖及び分枝鎖状の基を含めて一連の
2価のアルキレン基、−CCH2O−であり、ここにc
は2〜8の値を有する整数である。一R″−に包含され
る直鎖及び分枝鎖状の飽和した2価のアルキレン基は下
記のものであり、その際に一つの位置に示した炭素原子
の原子価はY及び/またはM″単位のケイ素に結合して
満たされており、−R″−の他の原子価はQのスルホラ
ニルオキシ基の酸素に結合して満たされている:エチレ
ン;1・3−プロピレンまたはトリメチレン;1●2−
プロピレン;2−メチルー1●3−プロピレン;1−メ
チルー1●3−プロピレン;1−エチルーエチレン;1
・4−ブチレンまたはテトラメチレン;3−メチルー1
●3−プロピレン;3−エチルー1●3−プロピレン;
1●5−ペンチレンまたはペンタメチレン;4−メチル
ー1・4−ブチレン;1・6−ヘキシレンまたはヘキサ
メチレン;1−メチルー3・3−ジメチルー1・3−プ
ロピレン;1−エチルー2・2−ジメチルーエチレン;
4●4−ジメチルー1●4−ブチレン;3−プロピルー
1●3−プロピレン;1−エチルー1●4−ブチレン;
1−プロピルー1・3−プロピレン;1・8−オクチレ
ンまたはオクタメチレン等。好ましくは−R″一は炭素
原子2〜6個を有し、最も好ましくは炭素原子3〜4個
を有する。本明細書に述べたスルホラニルオキシアルキ
ルー変性したポリアルキルシロキサンヒドリド及び〔ス
ルホラニルオキシアルキルー変性したポリアルキルシロ
キサン−ポリオキシアルキレン共重合体のY単位〔(Q
)(R)SiO2l2〕の例は次のものである:及びケ
イ素結合したメチル基がエチル、プロピル、ブチル等で
ある対応する単位である。
本発明の重合体は、Q一変性された二官能性単位の本質
的に単独のタイプとして上に示した種々なY単位のいず
れか一つを含むか或いは該重合体はその全ての組合せか
らなることができる。Q一変性した一官能性単位(M″
)の例は次の如き対応するスルホラニルオキシアルキル
ジアルキルシロキシ単位である:Qが上記(1)におけ
る如きものであるスルホランー3−イルオキシエチルジ
メチルシロキサン;Qが上記(2)における如きも.の
である3−(スルホランー3−イルオキシ)プロピルジ
メチルシロキシ;Qが上記(3)における如きものであ
る2−メチルー3−(スルホランー3−イルオキシ)プ
ロピルジメチルシロキシ;Qが*木上記(4)における
如きものである3−(4−メチルースルホランー3−イ
ルオキシ)プロピルジメチルシロキシ;Qが上記(5)
における如きものである1−メチルー3−(スルホラン
ー3−イルオキシ)プロピルジメチルシロキシ;Qが上
記(6)における如きものである1−(2・4−ジメチ
ルースルホランー3−イルオキシ)エチルジメチルシロ
キシ;及びQが上記(7)における如きものである4−
(スルホランー3−イルオキシ)ブチルジメチルシロキ
シ。式1及び式1−A−1−D(7)EOが水素である
場合、本発明の重合体は上記のZO及び/またはMO単
位を含むスルホラニルオキシアルキルー置換されたポリ
アルキルシロキサンヒドリドであり、かくてそれぞれ次
の平均組成を有する:但し式中、Qは上記のスルホラニ
ルオキシアルキル基であり;Rは炭素原子1〜W個のア
ルキルであり;xはOまたは約200までの平均値を有
す−る正数であり;yが約2〜約100の平均値を有し
;zは約2〜約30の平均値を有し;そして式■におい
て、T..uNv..wl和t+u及び和v+wは独立
に0または1であり、各々和t+w及びu+vは独立に
0、1または2である。
式1及び式1−A−I−DのEOがポリオキシアルキレ
ンブロック(E)である場合、本発明の重合体は上記の
Z及び/またはM″を含むスルホラニルオキシアルキル
ー置換されたポリアルキルシロキサン−ポリオキシアル
キレン共重合体であり、かくてそれぞれ次の平均組成を
有する:但し式中、Qは上記のスルホラニルオキシアル
キル基であり;Rは炭素原子1〜m個のアルキルであり
;xは0または約200までの平均値を有する正数であ
り;yは約2〜約100の平均値を有し;zは約2〜約
30の平均値を有し;式■において、T..u,.v.
.wl和t+u及び和v+wは独立にOまたは1であり
、各々和t+w及びu+vは独立に0、1または2であ
りニそして各Eはポリオキシアルキレンブロックである
本明細書に述べた共重合体のZ及びM″単位の好適なポ
リオキシアルキレンブロック(E)の平均組成は次のも
のである: (RO)r−(0CaH2a),0G
但し、rはOまたは1であり;−RO−は2価のアルキ
レン基からなり、その炭素原子はケイ素に結合している
;−(0CaH2a),−はポリオキシアルキレン鎖を
表わし、aは2〜4の値を有し、そしてbは約3〜約1
00の平均値を有する。
通常、ポリオキシアルキレン鎖の少なくとも2踵量%は
オキシエチレンからなる。ポリオキシアルキレン鎖の特
定の組成は、以下に更に詳細に述べた如く、本明細書に
述べたスルホラニルオキシアルキルー変性した共重合体
の所望の最終用途に依存する。ケイ素及び一(0CaH
6),0Gとして示したポリオキシアルキレンブロック
(E)の部分間の結合基(−RO−)は、存在する場合
には、2価のアルキレン基、−アルキレンーC(0)一
基またはーアルキレンーNH−C(0)一基であり、後
者二つの基のアルキレンの遊離原子価はケイ素に結合し
ている。
これらの結合基において、アルキレンは更に特定な式−
CeH2e−を有し、ここにeは2〜6の値を有し、通
常4に過ぎない。ROに包含される適当な基の例は次の
ものである:エチレン、トリメチレン、1・2−プロピ
レン、テトラメチレン、ヘキサメチレン;ポリオキシア
ルキレン鎖の酸素と一緒になつてエステル結合をなす対
応する−CeH2e−C(0)一基:及びポリオキシア
ルキレン鎖の酸素と結合してカルバメイト結合をなす対
応する−CeH2e−NH−C(0)−基。更にz及び
M″単位のポリオキシアルキレンブロック(E)の式に
よつて示される如く、ポリ(オキシアルキレン)鎖は有
機基、(1)−を末端にもち、ここにGは1価の有機性
キャッピング基である。
Gに包含される有機性キャップの例は次の.如き基であ
る:ROO−、ROONHC(0)−及びROOC(0
)−、但しROOは炭素原子1〜12個を有する1価の
炭化水素基てあり、通常、脂肪族不飽和をもたない。従
つてポリオキシアルキレン鎖を末端ブロック.する基(
GO−)は対応するROOO−、ROONHC(0)0
一及びROOC(0)0−の1価の有機性基である。
上記のキャッピング(G)及び末端(GO−)基におい
て、ROO−は次のいずれかであることができる:アル
キル基、式C,・H2,+1−を有する直鎖及び分枝鎖
状のアルキル基を含む、ここにfは1〜12の整数であ
る、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピ
ル、n−ブチル、オクチル及びドデシル基:単環式及び
二環式基を含めた環式脂肪族基例えばシクロペンチル、
シクロヘキシル及びビシクロ〔2・2●1〕ヘプチル基
:アリール、アルカリール及びアラルキル基を含めた芳
香族的不飽和基例えばフェニル、ナフチル、キシリル、
トリル、クメニル、メシチル、t−ブチルフェニル、ベ
ンジル、β一フェニルエチル及び2−フェニルプロピル
基;アルキルー及びアリ−ルー置換された環式脂肪族基
例えばメチルシクロペンチル及びフェニルシクロ)ヘキ
シル;等。従つてポリオキシアルキレン鎖の末端基(G
O−)は対応するアルコキシ、アリールオキシ、アラル
コキシ、アルカリールオキシ、シクロアルコキシ、アシ
ルオキシ、アリールC(0)O−、アルキルカルバメー
ト基であり得ることは明らかである。一般に好適なRO
O一基はフェニル、低級アルキル基、低級アルキルー置
換した低級アルキル基であり、ここに「低級アルキル」
なる語はC1〜C4アルキル基を表わす。
従つてGによつて表わされる好適なキャッピング基の例
は次のものである:メチル、エチル、プロピル、ブチル
、フェニル、ベンジル、フェニルエチル(C6H,−C
2H4一)、アセチル、ベンゾイル、メチルカルバミル
〔CH3NHC(0)−〕、エチルカルバミル〔C2H
5NHC(0)−〕、プロピルー及びブチル−カルバミ
ル基、フェニルカルバミル〔〔C6H,NHC(0)−
〕、トリルカルバミル〔(CH3)C6H4NHC(0
)−〕、ベンジルカルバミル〔C6H5CH2NHC(
0)−〕、等。本発明の共重合体のそれぞれのポリオキ
シアルキレンブロックの末端有機性基(GO−)は重合
体の全体に同一であるかまたは相異なり得ることを理解
すべきである。
例えば該共重合体は、末端基(CO−)がメトキシであ
るポリエーテルブロック及び(1)一がヒドロカルビル
−カルバメート基、例えばメチルカルバメートCH3N
HC(0)0−またはベンジルオキシ(C6H5CH2
O−)である他のポリエーテル基を含むことができる。
フレキシブルなウレタンフォームを安定するために用い
る場合には、本発明のQ一変性したポリシロキサン−ポ
リオキシアルキレン共重合体の平均約50〜約85重量
%はポリオキシアルキレンブロック(E)から構成され
、共重合体のこの部分を本明細書において全ポリエーテ
ル含量として示す。従つて共重合体の全シロキサン含量
は約50〜約15重量%であり、ポリオキシアルキレン
ブロック(E)よりも少ないMO及び氏で示された単位
の合計した重量の和を表わす。本発明のスルホラニルオ
キシアルキルー置換された共重合体の中、ポリエーテル
ポリオールから誘導されたウレタンフォームの安定剤と
して殊に利用性を有する組成は式■〜■−Dの範囲内の
ものであり、その際、xは約10〜約200の平均値を
有し、そして好ましくは約20〜約100であり;yは
約2〜約100の平均値を有し、好ましくは約30より
大きくないものであり;zは約2〜約30の平均値を有
し、好ましくは約2〜約10であり;ポリオキシアルキ
レンブロック(E)、一(RO)r−(0CaH2a)
,0G において、rは0または1であり、RO及びGはすでに
定義した如きものであり、aは2〜4の値を有し、但し
ポリオキシアルキレン鎖、一(ClH2aO),のオキ
シアルキレン単位の約20〜約75重量%はオキシエチ
レン単位からなる、そしてbはポリオキシアルキレン鎖
の平均分子量が約1000〜約6000であるような平
均値を有する。
通常、鎖の約65重量%より多くないものがオキシエチ
レン単位を構成している。ポリオキシアルキレン鎖の残
りは通常、オキシプロピレン、オキシブチレンまたはか
かる単位の組合せたものであるが、好ましくは残りはオ
キシプロピレンである。オキシエチレン及び他のオキシ
アルキレン単位はポリオキシアルキレン鎖全体に不規則
に分布し得るか、或いはこれらは個々のサブ−ブロック
に一団となり得ることを理解すべきである。本明細書に
述べたスルホラニルオキシアルキルー置換された共重合
体の中で、ポリエステルポリオールから誘導されたウレ
タンフォームの安定剤として殊に利用性を有する組成は
式■〜■−Dの範囲内にするものであり、その際、Xは
Oまたは約20までの平均値を有する正数であり、好ま
しくは約10より大きくない数であり;yは約2〜約2
0の平均値を有し、好ましくは約10より大きくない数
でありニzは約2〜約30の平均値を有し、好ましくは
約15より大きくない数であり;そしてポリオキシアル
キレンブロック(E)、 −(RO)r−(0CaH
23),−0Gにおいて、rは0または1であり、RO
及びGはすでに定義した如きものであり、aは2〜4の
値を有し、但し該共重合体の全ポリオキシアルキレン含
量の少なくとも7踵量%はオキシエチレン単位から構成
され、そしてbは約3〜約30の平均値を有する。
通常、bの平均値は約4〜約15であり、そしてaの平
均値は2〜2.25である。オキシエチレンが組合せと
して存在し得る他のオキシアルキレン単位はオキシプロ
ピレン〔−(C3H6O)−〕及びオキシブチレン〔−
(C4H8O)−〕である。好ましくは、ポリエステル
ウレタンフォームを安定にするために用いる場合、重合
体の全平均ポリ(オキシエチレン)含量は約&5〜約1
0轍量%である。本明細書に述べた重合体においては、
アルキル(R)及びスルホラニルオキシアルキル(Q)
はケイ素一炭素結合によつてケイ素に結合している。
一方、特別な式■〜■−Dに対する共重合体のポリオキ
シアルキレンブロック(E)はSi−CまたはSi−0
結合によつてケイ素に結合し得る。かくて本発明のQ一
変性したポリオキシアルキレン共重合体は(1)ポリオ
キシアルキレンブロック(rが1の場合)について加水
分解し得ないも)の;及び(2)ポリオキシアルキレン
ブロック(rが0の場合)について加水分解し得るもの
であることができる。難燃剤と共に生成させたフレキシ
ブルなポリエーテルポリオールに基ずくウレタンフォー
ムの安7定剤としての用途の観点から、本発明の好適な
スルホラニルオキシアルキルー置換された共重合体はそ
れぞれ次の平均組成を有するものである:但し、Meは
メチル(−CH3)を表わし;cは2〜8の整数であり
;xは約10〜約200の平均値を有し;yは約2〜約
100の平均値を有し、zは約2〜約30の平均値を有
し、いずれも示した重合体の組成物におけるX,.y及
びzの平均値は、該重合体のシロキサン及びポリエーテ
ル含量が約15〜約5鍾量%(シロキサン及び約85〜
約50重量%(ポリエーテル)上記範囲内にあるような
値である;eは2〜4の整数であり;GはROO−、R
OOC(0)−またはROONHC(0)一基を表わし
、ここにROOは低級アルキル、アル(低級)アルキル
またはフェニルである;そしてmおよびnはオキシアル
キレン鎖のオキシエチレン平均含量が約20〜約65重
量%の範囲でありかつ鎖の平均分子量が約1000〜約
6000であるような正数である。
最も好ましくは、式■及び■において、cは3または4
であり、そしてX..y及びzの平均値は約20〜約1
00(x)、約2〜約30(y)及び約2〜約10(z
)である。ポリエステルポリオールから誘導し且つ難燃
剤と共に生成させたフレキシブルなウレタンフォームの
安定剤としての用途の観点からは、本発明の好適なスル
ホラニルオキシアルキルー置換された共重合体はそれぞ
れ次の平均組成を有するものである:但し、Meはメチ
ル基を表わし;cは2〜8の整数であり、最も好ましく
は3〜4であり、eは22〜4の整数であり;GはRO
O−、ROOC(0)一またはROONHC(0)−で
あり、ここにROO−は低級アルキル、アル(低級)ア
ルキルまたはフェニルである;xはOまたは約20まで
の平均値を有する正数であり、通常約10より大きくな
い数であり;yは約2〜約20の平均値を有し、通常約
10より大きくない数であり;zは約2〜約30の平均
値を有し、通常約15より大きくない数であり;bは約
3〜約30の平均値を有し、通常約4〜約15より大き
くない数であり;そしていずれも示した重合体組成にお
けるX..y.,z及びbの値はシロキサン及びポリエ
ーテル含量が約15〜約5呼量%(シロキサン)及び約
85〜約5踵量%(ポリエーテル)の上記範囲内にある
ような値である。
ジアルキルシロキシ単位(X)が存在する場合、Xは通
常少なくとも約0.5の平均値を有し、そして更に通常
は少なくとも約1の平均値を有する。本発明のスルホラ
ニルオキシアルキルー置換されたポリアルキルシロキサ
ンヒドリド及びスルホラニルオキシアルキルー置換され
たポリアルキルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重
合体は多くの異なる反応のいずれかによつて得られる。
この共重合体については、用いる特定の方法は、ケイ素
及びポリオキシアルキレンブロック(E)間のそれぞれ
の結合がSi−CまたはSi−0であるかによつて、主
に左右される。z及び/またはM″単位のポリオキシア
ルキレンブロックがSi−C結合を介してケイ素に結合
している共重合体組成物を得る一方法はQ一置換された
ポリアルキルシロキサンヒドリドにモノオレフィン性ポ
リオキシアルキレンエーテルの触媒された添加からなる
このヒドロシル化(HydrOsilatiOn)反応
は本明細書において方法Aと称し、次の反応式によつて
示す;その際にQ−変性したSi−H反応体を上記式■
によつて表わす:但し式中、すでに定義した如く、Qは
ケイ素結合した1価の基、−R″−0−スルホラニルで
あり、−R″一は炭素原子2〜8個の2価のアルキレン
であるRはアルキルであり;−(0CaH2a)BOG
は有機性−キャップされたポリオキシアルキレン鎖であ
りニeは2〜6の値を有する整数であり;T..u..
v.,w..t+u及びv+Wはそれぞれ0または1の
値を有し;t+w及びu+vはそれぞれ011または2
の値を有し;xは0または約200までの平均値を有す
る正数であり;yは約2〜約100の平均値を有し;そ
してzは約2〜約30の平均値を有する。
好ましくは方法Aに用いるポリエーテル反応体のモノオ
レフィン性またはアルケニル末端ブロッキング基、−C
eH2e−1はビニル、アリルまたはメタリルであり、
アリル末端ブロックされた反応体が特に適当である。
かかるポリエーテル反応体を製造する一方法はアリルア
ルコールの如く少なくとも炭素原子3個を有するアルケ
ノールによるアルキレンオキシド重合から出発してHO
(ClH2lO)BCeH2e−1(但しeは少なくと
も3の値を有する)を生成させ、次いで末端ヒドロキシ
ル基を上記の有機基G−、例えばメチル、フェニル、ベ
ンジル、アセチル、メチルカルバミル等のキャッピング
基でキャッピングすることからなる。かかるポリエーテ
ル反応体の製造方法に関して更に詳細は例えば英国特許
第1220471号及び同第1220472号明細書に
記載された如きものである。また、このポリエーテル反
応体はアルカノール例えばメタ−ノールまたはブタノー
ル、アラルキルアルコール例えばベンジルアルコール、
フェノール例えばフェノール自体等によるアルキレンオ
キシド重合から出発し、次いで反応生成物の末端ヒドロ
キシル基をモノオレフィン性基例えばビニル、アリル、
メタリル等でキャッピングして製造することができる。
これらのモノオレフィン的に不飽和ポリエーテル反応体
の中で、アリルアルコールから出発したポリオキシアル
キレンエーテルが特に適当である。ポリエーテル反応体
が異なるオキシアルキレン単位の組合せからなる場合に
は、種々なオキシアルキレン単位は、アルキレンオキシ
ドの混合物を重合させる際には、そのまま鎖全体に不規
則に分布することができ、或いはそれぞれのアルキレン
オキシドを順次重合させる際には、該単位はそのままサ
ブ−ブロックとして配列することができる。ポリオキシ
アルキレンブロック(E)がSi−0一C結合を介して
ケイ素に結合した本発明の重合体は、Q一置換されたポ
リアルキルシロキサンヒドリド流動体のケイ素結合した
水素を末端ヒドロキシルポリエーテル反応体の−0H基
の水素と触媒された縮合によつて得られる。
この方法は本明細書において方法Bと称し、次の反応式
2の反応によつて示され、その際にまた該ヒドリド反応
体は上記反応式1によつて示した式■で表わされた平均
組成を有する。但し式中、Q..Rl−(0CaH2a
)BOG.t〜Z.st+U,sv+W.st+w及び
u+wは上記反応式1に特記した如き意味を有する。
反応式1及び2から、T..u.v及びWがOである場
合、Q一変性したSi−H反応体及び共重合体生成物は
次の反応式1a及び?に示される如く、M単位〔(R)
3Si0112〕で末端ブロックされており、それぞれ
式■−A及び■−Aに包含されるタイプのものであるこ
とが明らかである:但し式中、R..Q..G,.x.
.y,.z..a及びB2はすでに定義した如きもので
ある。
また反応式1及び2から、(1)t及びwの双方が1で
あり、かくてu及びvがOである場合、末端ブロッキン
グ単位はMI〔(Q)(R)2Si01′2〕であり、
そしてヒドリド及び共重合体生成物はそれ!ぞれ式■−
B及び■−Bに包含されるタイプのものでありニ(2)
t及びwの双方が0であり、u及びvの双方が1である
場合、末端ブロッキング単位はMO〔(H)(R)2S
i0112〕またはM″〔(E)(R)2Si0112
〕であり、そしてヒドリド及び共重合体はそれぞれ式■
−C及び■−Cの範囲内にあり;(3)t及びuの双方
が1であり、u及びWがOである場合、末端ブロッキン
グー官能性単位はそれぞれ式■−D及び■−Dに示した
如く異なり〔ヒドリドにおいてMO及びM″並びに共重
合体においてM″及びM″″);並びに(4)和t+u
+v+wが1である場合、または重合体は異なる末端ブ
ロッキング単位を有する、即ちヒドリドにおいてM及び
MOまたはM″の組合せ、共重合体においてM及びM″
またはM″の組合せであることも明らかである。
反応式1及び2の反応(並びに以下の他の反応式の反応
)に用いた特定のアルケニルー末端ブロックまたはヒド
ロキシルー末端ポリエーテル反応体のポリオキシアルキ
レン鎖、一(α;H2a),−の組成はスルホラニルオ
キシアルキルー変性された共重合体生成物の所望の最終
用途に左右されることを理解すべきである。
かくて、該生成物をポリエーテルポリオールに基ずくウ
レタンフォームを安定にするために用いる場合、ポリエ
ーテル反応体のポリオキシアルキレン鎖は平均した際、
オキシエチレン単位、−(0C2H4)一約20〜約7
5重量%、好ましくは約20〜約65重量%からなり、
残りのオキシアルキレン単位はオキシプロピレン及aび
/またはオキシブチレンであり、これによつてポリオキ
シアルキレンブロック(E)が相当するオキシエチレン
含量を有するスルホラニルオキシアルキルー変性された
共重合体が得られる。同様に、ポリエステルポリオール
に基ずくフォームの安定剤としての用途を目的としたス
ルホラニルオキシアルキルー変性された共重合体を生成
させるために、それぞれ反応式1及び2のヒドロシル化
及び縮合反応を適用する際には、それぞれアルケニルー
末端ブロック及びヒドロキシルー末端ポリエーテル反応
体のポリオキシアルキレン含量は平均した際、オキシエ
チレンの少なくとも75重量%、好ましくは少なくとも
85重量%から構成され、残りのオキシアルキレン単位
はオキシエチレン(これが好ましい)、オキシプロピレ
ン及び/またはオキシブチレンである。本発明のスルホ
ラニルオキシアルキル共重合体を製造する第三の方法は
、(a)平衡した末変性のポリアルキルシロキサンヒド
リド;(b)それぞれ反応式1及び2に示したアルケニ
ルー末端ブロックまたはヒドロキシルー末端ポリエーテ
ル反応体;及び(c)Q原料物質としてのアルケニルス
ルホラニルエーテルの全体の反応からなる。
上記のエーテルは一まとめにして記号QOで示し、この
ものは次を有する中間体を生成させ、次にこのものを不
飽和スルホラニルエーテル反応体yモルと反応させ、反
応式3に示した生成物を得ることによつての式を有する
:式中、Qに関して定義した如く、cは2〜8の値を有
する整数であり、そしてR1、R2、R3及び”R4は
独立に水素または炭素原子1〜4個を有するアルキルで
ある。
以下に方法Cと称するこの方法の具体例によれば、ケイ
素及びポリオキシアルキレンブロック間の結合がSi−
Cである本発明の共重合体は、上記のアルケニルー末端
ブロックされたポリエーテル及び不飽和スルホラニルエ
ーテル反応体(QO)の同時ヒドロシル化によつて製造
される。この具体例は次の反応式3によつて示される:
反応式3の反応はまたポリエーテル反応体のzモルをま
ずヒドロシル化して平均組成、を最初に不飽和スルホラ
ニルエーテル反応体yモルと反応させ、続いて中間体の
スルホラニルオキシアルキルー変性されたポリアルキル
シロキサンヒドリドを反応式1に示したモノオレフィン
的に不飽和のポリエーテル反応体または反応式2に示2
したヒドロキシルー末端ポリエーテル反応体zモルと反
応させる。
この反応順序は反応式C−次によつて示され、その際に
3−アリルオキシスルホランはアルケニルスルホラニル
エーテル反応体として示した:上記式中、R,,G..
a,.b,.e..x.sy及びzはすでに定義した如
きものである。
Rがメチルでありそして反応式頷のポリエーテル反応体
が(1)(C3H6O)m(C2lllO)NCH2C
H=CH2または(1)(C2H4O),CH2CH=
CH2である場合、個々の重合体生成物は前記の式■及
び■、但し各々c及びeは3である、によつて示した平
均組成を有する。同様に、Rがメチルでありそして反応
式(のポリエーテル反応体がGO(C3ll6O)..
(C2H4O)n−HまたはGO(C2H4O)b−H
である場合、個々の重合体生成物は前記の式■及び■、
但しcは3の値を有する、によつて示した平均組成を有
する。反応式1、1a13、C及び?に示したヒドロシ
ル化反応は、この反応は一般的にはそれぞれポリエーテ
ルのアルケニル基及びスルホラン反応体にSi−Hの付
加からなり、白金触媒の存在下において行なわれる。
必要に応じて溶媒例えばテトラヒドロフラン、エタノー
ル、ブタノール、1●2ージメトキシエタンまたは混合
溶媒例えばエタノール/1・2ージメトキシエタンに溶
解した塩化白金酸の形態における白金が殊に有効である
。しかしながらまたヒドロシル化触媒として当分野にお
いて公知の他の白金誘導体も使用し得ることを理解すべ
きである。例えば米国特許第3220972号に記載さ
れた如く、塩化白金酸とオクタノールの如きアルコール
との反応によつて製造した白金触.媒もまたヒドロシル
化反応の促進剤として適している。白金は触媒量で、例
えば含ケイ素及び有機反応体の合計重量に対して約5〜
約400ppmの量で存在する。更に普通の白金濃度は
約200ppmに過ぎない量てある。適当な反応温度は
ほぼ室温一(20℃)〜約200℃の範囲であり、更に
通常、約60℃〜約160℃である。反応式2、?及び
6によつて示した縮合反応は、一般にはヒドロキシルー
末端ポリエーテル反応体の−0H基の水素及びシラン水
素(Si−H)フの反応からなり、種々な触媒例えばス
ズ、白金及び他の遷移金属の有機誘導体によつて促進さ
れる。
カルボン酸スズの如きスズの有機誘導体が特に適当であ
り、その代表として力フリル酸第一スズ、オレイン酸第
一スズ、ラウリル酸第一スズ及門びニラウリルジブチル
スズがあげられる。これらの触媒は反応体の全重量を基
準にして約0.1〜約5重量%、通常約2重量%より多
くない量で用いられる。Si−H/HO−C縮合反応は
約60℃〜約150℃、更に通常は約80℃〜約120
℃の温度で行なLわれる。反応式1〜6の種々な反応は
、Si−H反応体のケイ素結合した水素のあらかじめ決
定した割合と少なくとも十分に反応する量で、それぞれ
の有機反応体(即ちポリエーテル及びアルケニルスルホ
ラニルエーテル)を用いて行なわれる。
シラン水素のより効果的且つ完全な反応の観点から、有
機反応体を通常、化学量論的に必要量よりも過剰に用い
る。反応式1、1a12、?、頷及び6に示した反応の
如く、Si−H基を有機反応体の一つのみと完全に反応
させて所望の最終重合体を生成させる際の反応において
は、有機反応体を100モルまたはそれ以上のモル%過
剰の量で用いることができる。Si−H反応体を反応式
Cに示した如く有機反応体の一つと最初に一部反応させ
るか、或いは反応式3に示した如く有機反応体を同時に
反応させる場合、個々の有機反応体を所望の反応のあら
かじめ決定した化学量論的に必要量を実質的に満たすた
めに少なくとも十分な量で、所望の化学量論の約60モ
ル%まで過剰に用いる。かかる操作において、実質的に
シラン水素の完全な反応を得るために、通常各反応体の
約40モル%に過ぎない過剰を必要とする。ヒドロシル
化及び縮合反応は溶媒の不存在下においてまたは存在下
において行なうことができる。
溶媒の例は次の個々にまたは相互に組合せて用いるもの
である:通常液体の芳香族炭化水素例えばベンゼン、ト
ルエン及びキシレン;アルコール例えばn−プロパノー
ル及びイソプロパノール;エーテル;エーテルアルコー
ルニ並びに他の!非極性または有極性溶媒。それぞれの
ヒドロシル化及び縮合反応が終了した際、過剰の反応体
及び重合体製造に用いた有機溶媒を普通の分離法によつ
て除去し、本発明の重合体組成物からなる最終生成物を
得ることができる。しかしながら溶媒の1一部または全
部及び過剰の反応体が、その副生成物及びポリエーテル
反応体を含めて、生成物中に残ること、並びにかかる希
釈された重合体組成物も本発明の範囲にあり、本発明の
方法に従つて使用し得ることを理解すべきである。ヒド
ロシル化1反応において、白金触媒の除去または中和が
通常長時間の生成物安定性のために望ましい。中和は反
応混合物に重炭酸ナトリウムを加え、中和剤及び白金残
渣を除去するために、生じたスラリを次いでP過するこ
とによつて容易に行なわれる。 2また本発明のスルホ
ラニルオキシアルキルー変性されたポリアルキルシロキ
サンヒドリドは多くの異なる反応タイプのいずれかによ
つて製造される。一般にかかるQ一変性されたSi−H
組成物を得る際に用いられる方法は、指示されたシロキ
シニ単位及びQ源として下記の前駆反応体の種々な組合
せを用いることからなる。(a)ヘキサアルキルジシロ
キサン、R3SiOSiR3、末端ブロッキング単位が
R3SiOl′2である場合、即ち式■−Aに特に示し
た如く、式■の一゛T..u,.v及びWが0である場
合。
(b)ジ〔スルホラニルオキシアルキル〕テトラアルキ
ルジシロキサン、(Q)(R)2Si0Si(R)2
(Q)、即ち式■−Bに特に示した如く、式■のt及び
wが共に1である場合。
またかかる.反応体は(Q)(R)2SiX0、但しX
Oは塩素または臭素である、の加水分解により、ハライ
ドの各2モル当り約1モルの水を用いて製造される。(
C)二水素テトラアルキルジシロキサン、(H)(R)
2S10Si(R)2 (H)、末端ブロッキング単位
が(H)(R)2Si0112である場合、即ち式■−
Cに特に示した如く、式■のu及びvが共に1である場
合。
(d)環式ジアルキルシロキサン重合体、〔R2SiO
〕h、但しhは約3〜約6の平均値を通常有する、二官
能性ジアルキルシロキシ単位(X)、R2SiOd2の
原料物質として、かかるX単位が結合している場合、即
ち式■〜■−Dのxが正数である場合。
(e)トリアルキルー末端ブロッキングされたジアルキ
ルシロキサン重合体、R3SiO(R2SiO)RSi
R3、但しrは少なくとも2の平均値を有し、通常約1
0に過ぎない値である。
末端ブロッキング単位、R3SiOl′2及びジアルキ
ルシロキシ単位(X)、R2SiO2l2の原料物質と
して、後者の単位が結合している場合。(f)Y単位、
(Q)(R)SiOJ2の原料物質としてスルホラニル
オキシアルキルーアルキルシロキサン環式重合体。
これらの重合体はスルホラニルオキシアルキルーアルキ
ルージクロルシラン、(Q)Si(R)Cl2の加水分
解、次いで加水分解生成物の塩基触媒された脱水一環式
化により、式〔(Q)Si(R)0〕4但しwの平均値
は3またはそれ以上である、を有する環の生成によつて
生じる。(g)X及びY単位双方の原料物質として、ス
ルホラニルオキシアルキルヘプタアルキルシクロテトラ
シロキサン、 一 [(Q)(R)SlO][(R)2Si0]80また、
かかる環は水素ヘプタアルキルシクロテトラシロキ
−サン・ [(H)(R)SlO][(R)
2Si0]3及び上記のアルケニルスルホラニルエーテ
ル(QO)間の白金触媒されたヒドロシル化反応によつ
て得られる。
該スルホラニルオキシアルキルヘプタアルキルシクロテ
トラシロキサンは、本出願人によつて本願と同日付て出
願された特願昭51−76126号(特開昭52−57
84号)の明細書に記載されている。(5)ZO単位、
″゛了”″2″2の原料物質として、1f当り約200
〜約372(:4を与えるために十分なSi一H含量を
有する重合体状アルキルシロキサンヒドリド液体。
(1)Q原料物質として上記のアルケニルスルホラニル
エーテル(QO)。
式■−Aに包含されるQ一変性したポリアルキルシロキ
サンヒドリドの特定の例として、その一つの製造方法は
反応体(a)及び(d)〜(h)の種々な組合せの平衡
からなる。
その例は下記の反応式4の反応であり、この反応は反応
体(a)、(d)、(f)及び(h)の平衡からなる。
簡単のために、重合体状反応体(d)、(f)及び(h
)をシロキシ単位として簡単に反応式4に示し、これら
は平衡した反応生成物を生じ、Qのスルホラニル核のR
1〜R4基は水素として示した。反応式4 上記の反応式4及び以下の他の反応式において、gは示
した反応体のモル実数を表わし、X″、y″及びz″は
かかる単位の重合体状原料物質によつて与えられた示し
た単量体単位のモル実数(またはモル当量)を表わす。
従つてGNy″及びz″並びにX単位が存在する場合に
は、x″は反応を行なう規模に依存する正数であり得る
ことを理解すべきであるが、但し、g=1(または一官
能性単位2モル)を基準にした場合、モル貝プ″:y″
:z″の平均値はそれぞれ約0〜200:2〜100:
2〜30の範囲内にあり、これによつてQ一変性された
Si−H流動体が得られ、その際、比x:y:zはすで
に定義した如く約0〜200:2〜100:2〜30の
対応する平均値を有する。式■−A−1、但しX単位は
存在しない(即ちxが0である場合)、に包含されるス
ルホラニルオキシアルキルー変性したポリアルキルシロ
キサンヒドリドも得る際に、反応式4の反応は反応体(
d)の不存在下て行なわれ、一方Xが正数である場合に
は、反応体(d)を用いることを理解すべきである。
また反応式4の反応に加えて、式■−A−1、但しXは
正数である、に包含されるSi−H流動体は次の反応式
5によつて示される如く反応体(e)、(d)、(f)
及び(h)の平衡化によつて、或いは反応式6に示され
る如く反応体(a)、(g)及び(h)の平衡化によつ
て製造することもできる。反応式5の反応によつて製造
したスルホラニルオキシアルキルー変性したポリアルキ
ルシロキサンヒドリドにおいて、R2SiO2l2の平
均数、即ちxの値は、g=1を基準にして〔x″+(g
×.r)〕の値に相当する。反応式6の反応によつて製
造したスルホラニルオキシアルキルー変性したポリアル
キルシロキサンヒドリドにおいては、勿論x:yの比は
、反応体(g)に存在するx及びY単位に依存して、3
:1であろう。平衡した生成物におけるx:yの比は必
要に応じて3:1以上または以下に調節することができ
、X単位の追加の原料物質として反応体(c)の存在下
において反応式6の反応を行ない、これによつて比を3
以上に増加し、或いはY単位の追加の原料物質として反
応体(f)の適当な割合を用いることにより、比を3よ
りも小に減じることができる。式■−Bに包含されるQ
一変性したポリアルキルシロキサンヒドリドは、次の反
応式4の変法によつて示される如く、反応体(a)及び
/または(e)の代りに反応体(b)の存在下において
、反応式4〜6の平衡反応を行なつても製造できる。
式■−B−1のyが2である場合、スルホラニルオキシ
アルキル基は単に末端ブロッキングー官能性単位(M″
″)に存在すること、かかる化合物はY単位の環式原料
物質の不存在下において、即ち反応体(f)の不存在下
において反応式7の反応を行なつて得られることは明ら
かである。
また式■−B−1を有するスルホラニルオキシアルキル
ー変性したポリアルキルシロキサンヒドリドは、Y単位
の一部または唯一の原料物質として、即ち反応式7に示
した反応体(f)に加えてまたはその代りに、反応体(
g)の存在下において反応式7の反応を行なつて製造し
得ることを理解すべきである。式■−Cに包含されるQ
一変性したポリアルキルシロキサンヒドリドは反応体(
a)及び/または(e)の代りに反応体(c)の存在下
において反応式4〜6の平衡反応を行なつて製造される
例えばこの点における反応式6の変更は次の反応式8に
よつて示され、その際にまた反応体(d)はジアルキル
シロキシ単位(X)の追加の原料物質として示した。反
応式8については、生成物中に存在する一官.能性単位
(MO)の2モル当り総ジアルキルシロキシ単位(X)
の平均相対割合は、反応体(c)の1モルを基準にして
、即ちg=1に基ずき、(x″+?″)の値に相当する
。式■−C−1のzが2である場合、ケイ素結合した水
素は単に末端ブロッキングー官能性単位(MO)に存在
すること、かかる組成は反応体(h)の不存在下におい
て反応式8の反応を行なつて得られることが明らかであ
反応式4〜8に示した各反応体のR基がメチル(Me)
であり、各々の場合にcが3の値を有する場合、式■−
A−1、■−B−1及び■−C−1を有するQ一変性し
たヒドリドは対応する3一(スルホランー3−イルオキ
シ)プロピルー置換されたポリメチルシロキサンヒドリ
ドである。例えば上記反応式4〜6の各反応体のRがメ
チルであり、そしてcが3である場合、平衡した生成物
は次の平均組成を有する:但し、X..y及びzはすで
に定義した如きものである。
本発明のQ一変性したポリアルキルシロキサンヒドリド
におけるX,.y及びzの平均値はその製造に用いた反
応体の相対割合によつて前もつて決定される。
本発明のQ一変性したSi−H組成を例えば上記反応式
1及び2の反応によつて対応するそのポリオキシアルキ
レン共重合体を製造する際に用いる場合、反応式4〜8
の平衡反応はX,.y及びzの値が実質的に共重合体生
成物において所望の値に相当する平衡した生成物を得る
ために少なくとも十分な反応体の相対割合を用いて行な
われる。かくてポリエーテルに基ずくフレキシブルポリ
ウレタンのフォーム安定剤としての用途に対する共重合
体を得るために該ヒドリドを利用する場合、反応式4〜
8の平衡反応に用いる単量体の相対割合を、平衡した生
成物におけるX..y及びzの平均値が約10〜約20
0(x);約2〜約100(y)及び約2〜約30(z
)であるように調節する。同様にポリエステルに基ずく
フレキシブルウ.レタンフオームのフォーム安定剤とし
て本発明の共重合体の用途に対しては、単量体の相対割
合を、平衡した生成物におけるX..y及びzの平均値
が0または約20までの正数(x) ;約2〜約20(
y)及び約2〜約30(z)であるように調節す.る。
反応式4〜8の一段階反応によつてQ一変性したSi−
H流動体を得る際に、Si−H基の塩基敏感性を考慮し
て、標準の塩基一触媒された平衡反応条件は適当でない
従つて反応式4〜8の平衡反応は酸触媒によつて促進さ
れる。この目的に対する適当な触媒はトリフルオルメチ
ルスルホン酸(CF3SO3H)及び濃硫酸(93〜部
重量%)である。この酸は触媒的に有効量で、例えば反
応体の全重量を基準にして約0.1〜約4重量%の量で
用いられる。この酸一触媒された平衡反応は通常約20
℃〜約120℃範囲内の温度で、少なくとも反応混合物
が均一になるまで、機械的にはげしく攪拌しながら行な
われる。通常約20に〜約50℃の温度で反応を行なう
ことにより、十分な反応速度が得られる。反応終了後、
反応生成物を塩基例えば重炭酸ナトリウムで中和し、そ
してある場合には枦過を促進させるために液状炭化水素
例えばキシレンもしくはトルエンまたは淵過助剤を加え
て淵過する。希釈剤を用いる場合、これを回転真空蒸発
機によつて反応生成物から分離することが有利である。
反応式4〜8の一段階反応に加えて、また一般式■に包
含されるスルホラニルオキシアルキルーポリアルキルシ
ロキサンヒドリドは多段階法によつても製造することが
できる。
例えば式■−A−1を有するヒドリドは次の反応順序に
よつて製造することできる:Si−H反応体(h)を反
応式Sの反応に用いていないことからみて、この反応は
未変性ポリアルキルシロキサンの製造に有用な普通のア
ルカリ平I衡触媒の存在下において行なうことができる
かかるアルカリ性触媒の例はカリウムシラノラート、水
酸化セシウム及びテトラメチルアンモニウムシラノラー
トである。この促進剤は通常、反応体の全重量を基準に
して約30〜約50ppmの濃度一で用いられる。反応
式?の塩基一触媒された平衡反応を行なう際の温度は用
いる触媒に大きく依存する。かくてテトラメチルアンモ
ニウムラノラートを用いる場合、適当な反応温度は約7
5℃〜約100′C1好ましくは約30度〜90℃であ
る。通常他のアルカリ性触媒は少なくとも約150℃〜
約200℃の如き高温を必要とする。更に反応式曲に示
し RSlO2/2た如く、 十 単位を導入
する反応式Sの生成物の反応は、反応式4〜8の反応に
対して特記した如き酸平衡触媒の存在下において行なわ
れる。
式■−A−1によつて定義されたトリアルキルシロキシ
ー末端ブロックされたスルホラニルオキシアルキルーポ
リアルキルシロキサンヒドリドに対する第三の方法は、
次の反応順序で示した如く、アルケニルスルホラニルエ
ーテル(QO)を用いることからなり、その際、3−ア
リルオキシ”スルホランはエーテル反応体として示した
反応式10aの反応は酸平衡触媒例えばトリフルオルメ
チルスルホン酸及び硫酸の存在下にお(゛て、通常20
0〜約5(代)の温度で行なわれる。反舵式10bの反
応は白金一触媒され、例えば反応式1に示したヒドロシ
ル化反応に対して特記した条伺下で行なわれる。反応式
10Cの反応は酸一触媒され、酸平衡触媒を用いて、反
応式4〜8に述べ穴条件下で行なわれる。二つの段階(
反応式10111及“び1■)において”王″2″2単
位を導入する代りに、かかる単位を反応式1〔の反応中
に、所茸の総量(y″+z″)を得るために前もつて決
定し穴十分な量で導入し、次いでSi−H基とアルケニ
ノ1タスルホラニルエーテル反応体y″モルとの部分的
尽応によつて導入し得ることを理解すべきである.この
後者の具体例は上記反応式Cのヒドロシルイ(反応によ
つて説明される。本発明のスルホラニルオキシアルキル
ー変性し)たポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共
重イ体は一般に表面活性剤として有用である、ウレ3ン
フオームの製造に特に適応することがわかてた。
通常液体であるこの共重合体は、他の表面汗性剤または
他のタイプの有機添加物と組合せる?・要なく、ウレタ
ンフォームの安定化にそのまま0用することができる。
この共重合体は100%活t物として使用することがで
き、或いはこれを有七性溶媒(例えばグリコール)また
は無極性有機贅媒例えば通常液体の脂肪族及び芳香族未
置換及こハロゲン置換された炭化水素(例えばヘプタン
キシレン、トルエン、クロルベンゼン等)中の?液の如
き希釈状態で用いることができる。殊にポリエーテルポ
リオールから誘導された〈レタンフオームの安定剤とし
ての用途に対し、2共重合体と組合せて使用する際に好
適な希釈剤C4式、〔式中、Dは水素またはアルキル(
例えばメ;ル、エチル、プロピル及びブチル)、アリー
ノ(例えばフェニル及びトリル)及びアラルキノ(例え
ばベンジル)基を含めた1価の炭化水素ノであり;D″
は2価のアルキレン基(例えば工;レン、プロピレン、
トリメチレン及びブチレンであり;D″はDに対して定
義した如き1価のh化水素基であり;そしてTOは少な
くとも2の平均値を有する〕 に包含されるポリ(オキシアルキレン)化合物である。
Dが水素である場合、かかるDO−(即ちヒドロキシル
)基は溶媒の約5重量%より多くないものから構成され
ることが好ましい。一般に適当な溶媒は水、モノオール
、ジオール及び他のポリオールの如き開始剤(Star
ter)のアルキレンオキシド付加生成物であり、その
中で有機開始剤が好ましい。かかる有機開始剤は代表的
にはブタノール、プロピレングリコール、グリセリン及
び1・2・6−ヘキサントリオールである。有機開始剤
の好適な付加生成物は混成アルキレンオキシド付加生成
物、殊にオキシエチレン及びオキシプロピレン単位の組
合せを含むものである。例えば本発明の共重合体と組合
せて存在し得るかかる有機溶媒の一つの種類は一般式、
HO(C2H4C)。。(C3H6O)V。C4H9、
但しUOは約8〜約50の平均値を有し、そしてVOは
約6〜約40の平均値を有する、をもつブタノールの混
成エチレンオキシド−プロピレンオキシド付加生成物で
ある。好ましくはUO及びVOの値はオキシエチレン単
位の重量%が実質的にオキシプロピレン単位の重量%と
同一になるような値である。使用する場合には、上記の
希釈剤は通常、溶液中に含まれたスルホラニルオキシア
ルキルー変性した共重合体の全重量を基準にして、約1
〜約6唾量%、更に通常約5〜約45重量%の量で溶液
中に存在する。しかしながらかかる溶液は上記よりも多
い希釈剤含量を有し得ること、もしあるならは希釈の範
囲は与えられたフォーム組成物の活性特異性に大きく依
存することを理解すべきである。ポリエステルポリオー
ルから誘導されたフォームの安定剤としての用途に対す
る本発明のスルホラニルオキシアルキルー変性した共重
合体に関しては、これらを有機酸性成分、水溶性有機表
面活性剤及び/または水溶性グリコールとの組合せにお
ける溶液として用いることが時には望ましい。
本共重合体はかかる溶液中に溶液の100重量部当り約
10〜約8唾量部の量で存在し得る。この目的に対する
適当な有機酸性成分、有機表面活性剤及びグリコールは
米国特許第3793360号(殊に第17欄第54行か
ら18欄)に述べられた如きものであり、これについて
のその方法は参考として本発明の一部と関連する。スル
ホラニルオキシアルキルー置換されたポリシロキサン−
ポリオキシアルキレン共重合体に加えて、本発明の方法
におけるフレキシブルなウレタンフォームの製造に使用
する他の主要なタイプ成分及び反応体はポリエーテルポ
リオールまたはポリエステルポリオールからなる有機ポ
リオール、有機ポリイソシアナート、アミン触媒及び発
泡剤である。
またフォーム生成反応混合物は難燃剤を含むことができ
る。最終フォーム生成反応混合物中に存在する本発明の
共重合体の量は比較的広い範囲に変えることができ、例
えばポリオール反応体100重量部当り約0.1〜約5
重景部であり、通常少なくとも約0.2部、約3重量部
に過ぎない量で存在する。本発明のポリエーテルポリオ
ールに基ずくウレタンを製造する際に、ウレタン結合を
得るために一種またはそれ以上のポリエーテルポリオー
ルをポリイソシアナート反応体との反応に用いる。
かかるポリオールは1分子当り少なくとも2個、通常6
個より多くないヒドロキシル基を有し、炭素、水素及び
酸素からなる化合物並びにまたリン、ハロゲン及び/ま
たは窒素を含む化合物が含まれる。用い得る適当なポリ
エーテルポリオールの中ではポリ(オキシアルキレン)
ポリオール、即ち反応開始剤または出発剤としての水ま
たは多価(POlyhydric)有機化合物のアルキ
レンオキシド付加生成物である。
簡単のためにこの種のポリエL−テルポリオールをポリ
オールIとして示す。適当な多価有機反応開始剤の例は
次のいずれかであり、このものを個々にまたは組合せて
用いることができる:エチレングリコール;ジエチレン
グリコール;プロピレングリコール;1●5−ペンタン
ジオール;へキシレングリコール;ジプロピレングリコ
ール;トリメチレングリコール;1・2−シクロヘキサ
ンジオール;3−シクロヘキセンー1・1ージメタノー
ル及びその3・4ージブロム誘導体;グリセリン;1・
2・6−ヘキサントノリオールニ1・1・1−トリメチ
ロールエタン;1・1・1−トリメチロールプロパン;
゛3−(2−ヒドロキシエトキシ)一及び3−(2−ヒ
ドロキシプロポキシ)−1◆2−プロパンジオール;2
・4−ジメチルー2−(2−ヒドロキシエトキシ)−メ
チルペンタンジオールー1・5;1・1・1−トリス〔
(2−ヒドロキシエトキシ)メチル〕エタン;1●1●
1−トリスー〔(2−ヒドロキシプロポキシ)メチル〕
プロパン;ペンタエリスリトール;ソルビトール;サッ
カロース;α−メチルグルコシド;炭素、水素及び酸素
からなり且つ1分子当り通常約15より多くない炭素原
子を有する他の多価化合物;並びに上記の反応開始剤の
低級アルキレンオキシド付加生成物、例えば約800ま
での比較的低い平均分子量を有するプロピレンオキシド
及び/またはエチレンオキシド付加生成物。上記のポリ
エーテルポリオールは通常液体物質であり、一般にオキ
シアルキル化触媒、これは通常アルカリ金属水酸化物、
殊に例えば水酸化カリウムである、の存在下において多
価開始剤及びアルキレンオキシドの反応からなるよく知
られた方法に従つて製造される。
多価反応開始剤のオキシアルキル化は、約90℃〜約1
50℃範囲の温度そして通常は約200pSigまでの
昇圧下で所望の分子量のポリオールを得るために十分な
量のアルキレンオキシド及び適当な反応時間を用いて行
なわれ、該分子量は標準ヒドロキシル価測定によつて反
応過程中に容易に行なわれる。当分野においてよく知ら
れているように、ヒドロキシル価は、ポリオールまたは
ポリオールの混合物1yから調製した十分にアセチル化
された誘導体の加水分解生成物を完全に中和するために
必要な水酸化カリウムの即数として測定され、かくの如
く定義される。またヒドロキシル価は次の式によつて定
義され、これは分子量とポリオールの官能度との関係を
示している。但し、0H=ポリオールのヒドロキシル価
f=平均官能度、即ちポリオール1分子当りのヒドロキ
シル基の平均数、及び M.W.=ポリオールの平均分子量。
ポリエーテルポリオール反応体を製造する際に−通常用
いるアルキレンオキシドは低級アルキレンオキシド、即
ち炭素原子2〜4個を有する化合物であり、エチレンオ
キシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド(1・
2−または2・3一)及びその組合せ物を含む。
オキシアルキレン単位の1種よりも多いタイプがポリオ
ール生成物中に望ましい場合、アルキレンオキシド反応
体を反応系に順次供給し、異なるオキシアルキレン単位
の個々のブロックを含有するポリオキシアルキレン鎖を
得ることができ、或いは該反応体を同時に供給し、実質
的に単位の不規則分布を得ることができる。または、ポ
リオキシアルキレン鎖は本質的に一つのタイプのオキシ
アルキレン単位、例)えばオキシエチレン単位でキャッ
プされたオキシプロピレンからなることができる。本発
明のポリウレタンフォームを製造する際に用いるために
適したポリエーテルポリオールの第二の種類は重合体/
ポリエーテルポリオールであり、これを簡単のためにポ
リオール■として示す。
かかる反応体は遊離基触媒の存在下において、ポリエー
テルポリオールに溶解または分散させた1種またはそれ
以上のエチレン性不飽和単量体を重合させて製造される
。かかる組成物を製造する際に適するポリエーテルポリ
オールには例えばポリオールIの定義に包含された上記
ポリオールのいずれかが含まれる。適当なエチレン性不
飽和単量体の例は式、によつて示されるものである、こ
こにROOOは水素、メチルまたはハロゲンのいずれか
(即ち、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素)であり;そ
してROOOOはROOO、シアノ、フェニル、メチル
ー置換されたフェニルまたは炭素原子2〜6個を有する
アルケニル基例えばビニル、アリル及びイソプロペニル
基である。
かかる重合可能な単量体の代表的な例は次のものであり
、これを個々にまたは組合せて用いることができる:エ
チレン、プロピレン、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル、塩化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレ
ン及びブタジエン。個々にまたはポリオールIと組合せ
て適当に用いられる上記及び他の重合体/ポリオール組
成物は英国特許第1063222号及び米国特許第33
83351号に記載されたものであり、その開示を参考
として本明細書中に加入する。かかる組成物はポリオー
ル中の単量体を約4.0℃及び約150℃間の温度で、
過酸化物、過硫酸塩、過炭酸塩、過ホウ酸塩及びアゾ化
合物を含めた遊離基生成反応開始剤を用いて重合させて
製造される。かかる反応開始剤の例は過酸化水素、過酸
化ジベンゾイル、ベンジルヒドロパーオキシド、過酸化
ラウロイル及びアゾビス(イソブチロニトリル)である
。また重合体/ポリエーテルポリオール生成物は少量の
未反応ポリエーテル単量体及び遊離重合体を含んでいて
もよい。本発明の実行に際い用いる場合、重合体/ポリ
オール組成物は通常、ポリエーテルポリオール中−に重
合したエチレン性不飽和の単量体約5〜約50重量%、
更に普通には約10〜約4唾量%を含有する。
特に適する重合体/ポリオールは、CA) (1)アク
リロニトリルまたはメタクリロニトリル及び(2)スチ
レンまたはα−メチルスチレンの共重合体約10〜約3
踵量%、該共重合体はそれぞれ(1)及び(2)を約5
0〜75及び約50〜25重量%含有する:(B)ポリ
エーテルポリオール及び殊に三官能性ポリオール例えば
グリセリンのアルキレンオキシド付加生成物約90〜約
7踵量%、を含むものである。
本発明におけるポリウ【ノタンフオームを製造する際に
、有機ポリイソシアナートとの反応体としてポリオール
I及びポリオール■に包含された上記ポリエーテルポリ
オールのいずれかの混合物を使用し得ることを理解すべ
きである。
使用する特定のポリエーテルポリオールまたはポリオー
ルはポリウレタンフォームの使用目的に依存する。通常
ジオールは軟フォームを与える。トリオール、テトラオ
ール、ペントール及びヘキソールを含めて2個以上のヒ
ドロキシル基を有するポリエーテルポリオールの配合に
よつて硬質フォームが得られる。比較的に高い荷重耐性
及び/または打抜性を有するポリウレタンフォームを製
造したい場合には、上記タイプの重合体/ポリエーテル
ポリオールを用いる。本発明のフレキシブルなポリウレ
タンフォームを製造する際に用いるポリオールの混合物
を含めたポリエーテルポリオール反応体のヒドロキシル
価は例えは約20〜約150の比較的広い範囲に変える
ことができ、通常約80よりも高くはない。
本発明の方法に従つてウレタンフォームを製造する際に
用いるポリエステルポリオールは(1)多官能性有機カ
ルボン酸と(2)一種またはそれ以上の上記ポリエーテ
ルポリオール或いはアルキレンオキシドと反応してかか
るポリエーテルポリオールを生じる一種またはそれ以上
の上記の多価有機反応開始剤との反応生成物である。ポ
リエステルポリオールは1分子当り少なくとも2個のヒ
ドロキシル基を含む(アルコール性0HとしてまたはC
OOH基中の0Hとして)。これらの酸の官能性は好ま
しくはカルボキシ基(COOH)によつて、またはカル
ボキシ基及びアルコール性ヒドロキシル基の双方によつ
て与えられる。このポリエステルはヒドロキシル価(上
に定義した)約20〜約150をもつことができ、好ま
しくは約35及び約80間のヒドロキシル価を有する。
本発明のフォーム製造に有用なポリエステルポリオール
を製造する際に使用し得る多官能性有機カルホン酸の代
表的なものは次のものである:脂肪族ジカルボン酸例え
ばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、
グルタル酸、ピメリン酸、マロン酸及びスベリン酸;並
びに芳香族ジカルボン酸例えばフタル酸、テトラフタル
酸、イソフタル酸等。他の使用し得るポリカルボン酸は
「二量体酸」例えばリノレン酸の二量体である。またヒ
ドロキシルを含むモノカルボン酸(例えばリシノレイン
酸)を用いることもできる。また、これらの種々な酸の
無水物をポリエステルポリオールの製造に用いることが
できる。本発明のスルホラニルオキシアルキルー変性し
た共重合体で安定化したフレキシブルなポリエーノテル
及びポリエステルウレタンフォームを製造する際に有用
である有機ポリイソシアナートは、少なくとも2個のイ
ソシアナート基を含む有機化合物である。
かかる化合物はポリウレタンフォーム製造の分野におい
てはよく知られており、次の一7般式によつて都合よく
表わされる: Q″(NCO)1 但し、iは少なくとも2の平均値を有し、通常6に過ぎ
ない値であり、そしてQ″は脂肪族、環式脂肪族または
芳香族基を表わし、該基は未置換フのヒドロカルビル基
または例えばハロゲンもしくはアルコキシで置換された
ヒドロカルビル基であることができる。
例えばQ″はアルキレン、シクロアルキレン、アリーレ
ン、アルキルー置換されたシクロアルキレン、アルカリ
ーレンまたはアラルキレン基であることができ、対応す
るハロゲンー及びアルコキシー置換された基を含む。本
発明のポリウレタンを製造する際に用いるポリイソシア
ナートの代表的な例は、その混合物を含めて次のいずれ
かである:1・6−ヘキサメチレンジイソシアナートニ
1◆4−テトラメチレンジイソシアナート;1−メチル
ー2・4−ジイソシアナートシクロヘキサン;ビス(4
−イソシアナトフェニル)メタン;4−メトキシー1・
4−フエニレンジイソシアナートニ4−クロルー1・3
−フエニレンジイソシアナートニ4−ブロムー1・3ー
フエニレンジイソシアナートニ5●6−ジメチルー1・
3−フェニレンジイソシアナート;2・4−トリレンジ
イソシアナート;2・6−トリレンジイソシアナート;
2・4一及び2・6−トリレンジイソシアナートの混合
物;粗製のトリレンジイソシアナート;6−イソプロピ
ルー1・3−フェニレンジイソシアナート;ドウリレン
ジイソシアナート;トリフェニルメタンー4・4゛・4
″″一トリイソシアナート;並びにポリウレタン分野に
おいて公知の他の有機ポリイソシアナート。他の適当な
ポリイソシアナート反応体はエチルホスホンジイソシア
ナート及びフェニルホスホンジイソシアナートである。
上記タイプのポリイソシアナートの中で芳香族核を含む
ものが一般に好ましい。またポリイソシアナート反応体
として有用なものは下記式の単位を有する重合体状イソ
シアナートである:但し、R″″″は水素及び/または
低級アルキルであり、そしてjは少なくとも2.1の平
均値を有する。
好ましくは低級アルキルはメチルであり、そしてjは2
.1〜約3.2の平均値を有する。このタイプの殊に有
用なポリイソシアナートは、アニリンとホルムアルデヒ
ドとの酸一触媒された縮合によ一つて得られたポリアミ
ンのホスゲン化で製造したポリフェニルメチレンポリイ
ソシアナートである。このタイプのポリフェニルメチレ
ンポリイソシアナートは市販されており(例えばNIA
XIrOcyanateAFPI)、ポリアミン製造に
用いた特定のアニリン対ホルムアルデヒドのモル比に応
じて、約2.25及び約3.2間またはこれよりも高い
平均イソシアナト官能度を有する低粘度(25℃で50
〜500センチボアズ)の液体である。他の有用なポリ
イソシアナートはジイソシアナートと1分子当り2個以
上のイソシアナート基を含む重合体状イソシアナートと
を組合せたものである。
かかる組合せの例は2・4−トリレンジイソシアナート
、2●6−トリレンジイソシアナート並びに上記のポリ
フェニルメチレンポリイソシアナート及び/またはジイ
ソシアナートの製造から残渣として得られた重合体状ト
リレンジイソシアナート混合物である。組合せを基準に
して、ポリエーテルまたはポリエステルポリオール及び
有機ポリイソシアナートは通常大部分の重量がポリウレ
タン生成反応混合物からなる。
一般にポリイソシアナート及びポリオール反応体は総−
NCO当量対総活性水素当量(ポリオール及び用いる場
合には水の)比が約0.8〜約1.5.好ましくは約0
.9〜約1.2の活性水素当量に対する−NCO当量に
なるような相対量で用いられる。この比はイソシアナー
ト指数として公知であり、また度々、総活性水素と反応
するために必要なポリイソシアナートの化学量論的量の
%として表わされる。%として表わす場合、イソシアナ
ート指数は約80〜約150であることができ、好まし
くは約90〜約120の範囲内である。ウレタン生成反
応はアミンからなる触媒の少量の存在下において行なわ
れる。ポリウレタン生成反応混合物のこの成分は通常第
三アミンである。適当なアミン触媒には次の一種または
それ以上が含まれる:N−メチルモルホリン;N−エチ
ルモルホリン;N−オクタデシルモルホリン;トリエチ
ルアミン;トリブチルアミン;トリオクチルアミン;N
IN●N″●N″−テトラメチルエチレンジアミンニN
●N●N″●N′−テトラメチルー1・3−ブタンジア
ミンニトリエタノールアミン;N●N−ジメチルエタノ
ールアミンニトリイソプロパノールアミンニN−メチル
ジエタノールアミン;ヘキサデシルジメチルアミンニN
●N−ジメチルベンジルアミン;トリメチルアミンニビ
ス〔2−(NIN−ジメチルアミノ)エチル〕エーテル
;トリエチレンジアミン(即ち1・4−ジアザビシクロ
〔2・2・2〕オクタン);トリエチレンジアミンのホ
ルメート及び他の塩、第一及び第二アミンのアミノ基の
オキシアルキレン付加生成物並びにポリウレタン製造分
野においてよく知られた他のかかるアミン触媒。また3
−(N・N−ジメチルアミノ)−N5●N5−ジメチル
プロピオンアミドによつて例示された如き、米国特許第
3821131号に述べられたβ一第三アミノアミド及
びエステルも有用である。アミン触媒としてまた197
3年6月13日付の関連出願第369556号、現在、
1975年12月9日許可された米国特許第39252
68号に述べられたβ一第三アミノニトリル、殊に例え
ば3−〔N−N−ジメチルアミノ)プロビオニトリル自
体または他の第三アミン例えばビス〔2−(N●N−ジ
メチルアミノ)エチル〕エーテルと組合せたものも有用
である。アミン触媒はポリウレタン生成反応混合物にそ
のまま或いは適当な担体溶媒例えばジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール及び2−メチルー2・4−
ペンタンジオール(「へキシレングリコール」)中の溶
液として導入することができる。アミン触媒は最終ウレ
タン生成反応混合物中に触媒量、例えばポリオール反応
体10鍾量部当り活性触媒(即ち溶液中に存在する他の
成分を除いたアミン)約0.05〜約8重量部の量で存
在する。ポリエーテルポリオールウレタンフォームを生
成させる際に、アミン触媒の濃度は通常約3部よりも多
くない。ポリエステルポリオールウレタンフォームを生
成させる際に、総アミン触媒の好適濃度は少なくとも約
0.2から約8部まてであるが、通常約5部以上を必要
としない。ポリエーテルポリオールからポリウレタンを
製造する際の通常の方法には反応混合物の更に成分とし
て、発泡混合物のゲル化を促進させる際に有用なある種
の金属触媒の少量を含ませる。
かかる補触媒はポリエーテルに基ずくフレキシブルポリ
ウレタンフォーム製造分野においてはよく知られている
。例えば有用な金属触媒にはスズの有機誘導体に、殊に
カルボン酸の第一スズ塩、ジカルボン酸ジアルキルスズ
、ポリアルキル酸化スズ及びスズメルカプチドが含まれ
る。かかる補触媒の代表的なものは力フリル酸第一スズ
、オレイン酸第一スズ、酢酸第一スズ、ラウリン酸第一
スズ及びジラウリン酸ジブチルスズである。更に金属触
媒は他の多価金属例えば亜鉛及びニッケルの有機誘導体
(例えばアセチルアセトン酸ニッケル)である。一般に
ポリウレタン生成反応混合物中に存在し得るかかる金属
補触媒の量はポリエーテルポリオール反応体10鍾量部
当り約0.05〜約2重量部の範囲内である。かかる金
属触媒はポリエーテルポリオールウレタンフォームの製
造に適当に用いられるが、ポリエステルポリオールから
誘導されるフォームの製造には一般にその使用をさける
。発泡は反応混合物中に種々な量のポリウレタン発泡剤
例えば水、このものはイソシアナートとの反応に際しそ
の場で二酸化炭素を発生する、の存在によつて、発熱反
応により気化する発泡剤の使用により、或いはこの二つ
の方法の組合せにより完了する。これらの種々な方法は
当分野において公知である。かくて水に加えて或いは代
りに、使用し得る他の発泡剤には塩化メチレン、80′
F以下及び−60′F以上の沸点を有する液化した気体
、または他の不活性ガス例えば窒素、そのまま加えた二
酸化炭素、メタン、ヘリウム及びアルゴンが含まれる。
適当な液化した気体は発泡塊の温度でまたはこれ以下て
気化する脂肪族及び環式脂肪族フッ化炭素が含まれる。
かかるガスは少なくとも一部フッ素化されており、また
さもなければハロゲン化されていてもよい。本発明の組
成物を発泡させる際に使用するために適するフッ化炭素
発泡剤にはトリクロルフルオルメタン、ジクロルジフル
オルメタン、1●1ージクロルー1−フルオルエタン、
1・1●1−トリフルオルー2−フルオルー3・3ージ
フルオルー4・4・4−トリフルオルブタン、ヘキサフ
ルオルシクロブタン及びオクタフルオルシクロブタンが
含まれる。発泡剤の他の有用な種類には加熱した際にガ
スを発生する熱安定性化合物、例えばN−N−ジメチル
ーN・N″ージニトロテレフタルアミド等が含まれる。
タワミ性のあるフォームを製造する際の一般的に好適な
発泡方法は水または水に加えたフッ化炭素発泡剤例えば
トリクロルモノフルオルメタンの組合せ物の使用である
。使用する発泡剤の量は発泡した生成物の所望の密度の
如き因子によつて変わるであろう。
しかしながら通常、ポリオール反応体100重量部当り
発泡剤約1〜約3唾量部が好ましい。フォーム密度は約
0.8〜約5ボンド/立方フィート(Pcf)の範囲内
であることができる。比較的低密度、例えば2pCf及
びこれ以下のポリウレタンフォームは通常、ポリオール
反応体100重量部当り少なくとも約3重量部の量の水
からなる発泡剤を用いて製造され、一方、これよりも高
い密度のフォームは補助フッ化炭素発泡剤と共にまたは
用いずに、上記よりも少ない量の水で得られる。しかし
ながら、これは一般に目安であること、所望のフォーム
密度特異性を得るために用いる発泡剤の特定の量の選定
は組成物毎に変わり、本発明に関する分野の技術内にあ
ることを理解すべきである。本発明のスルホラニルオキ
シアルキルー置換された共重合体で安定化されたウレタ
ンフォームを製造する際には使用し得る難燃剤は、使用
する他の物質の一つまたはそれ以上に(例えばポリオー
ルまたはポリイソシアナートに)化学的に結合すること
ができ、或いはフォーム組成物にそのまま加えた別個の
化学的化合物として使用することができる。
通常有機難燃剤はリンまたはハロゲン、リン及びノ田ゲ
ンの双方或いはリン及び窒素を含む。通常ハロゲンは、
これが存在する場合には塩素及び/または臭素である。
個々の化学的組合せの難燃剤には次のものが含まれる:
2・2−ビス(ブロムメチル)−1●3−プロパンジオ
ール(またジプロムネオペンチルグリコールとして公−
知);2●3ージブロムプロパノール;テトラブロムフ
タル酸無水物:臭素化されたフタル酸エステルジオール
例えばテトラブロムフタル酸無水物、プロピレンオキシ
ド及びプロピレングリコールから製造したもの;テトラ
ブロムビスフェノールA;2●4●6−トリブロムフェ
ノール;ペンタプロムフエノールニ臭素化したアニリン
及びジアニリン;ソルビトールのビス(2・3ージブロ
ムプロピル)エーテル;テトラク的レフタル酸無水物;
クロレンデイン酸(ChIOrendicacid)ク
ロレンデイン酸無水物:ジアリルクロレンダート;塩素
化したマレイン酸無水物;トリス(2ークロルエチル)
ホスフアート〔(CICI(2CH20)3P(0)〕
:トリス(2・3ージブロムプロピル)ホスフアート
;トリス(2・3ージクロルプロピル)ホスフアート;
トリス(1−ブロムー3−クロルイソプロピル)ホスフ
アート;ビス(2●3ージブロムプロピル)リン酸また
はその塩;オキシプロピル化したリン酸及びポリリン酸
;ポリオールホスファイト例えばトリス(ジプロピレン
グリコール)ホスファイト;ポリオールホスホナート例
えばビス(ジプロピレングリコール)ヒドロキシメチル
ホスホナート;ジーポリ(オキシエチレン)ヒドロキシ
メチルホスホナート;ジーポリ(オキシプロピレン)フ
ェニルホスホナート;ジーポリ(オキシプロピレン)ク
ロルメチルホスホナート;ジーポリ(オキシプロピレン
)ブチルホスホナート;並びにO・0−ジエチルーN−
N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノメチルホスホ
ナート。また式、を有する化合物を適しており、このも
のはモンサント●ケミカル●カンパニー(MOnsan
tO−ChemicalCOmpany)より、それぞ
れホスガード(PhOs?Rd)2XC−20及びホス
ガードC−22−Rの名称で入手し得る。
他の適当な難燃剤は含ハロゲン重合体状樹脂、例えば米
国特許第3075927号、同第3075928号、同
第3222305号及び同第35741相号に述べられ
た如き、三酸化アンチモン及び/または他の無機金属酸
化物と組合せたポリ塩化ビニル樹脂からなる。適当な無
機の含リン難燃剤の例はフオスチエツク(PhOsch
eck)P3Oの名称でモンサント・ケミカル・カンパ
ニーから入手し得るポリリン酸アンモニウムである。後
者はポリエステルウレタンフォームに対する難燃剤とし
て特に有用である。当分野において公知の他の難燃剤を
使用し得ること及び上記の化合物の個々にまたは相互に
組合せて使用し得ることを理解す.べきである。上記の
難燃剤の中で、ポリエーテルポリオールまたはポリエス
テルポリオールを製造する際の反応体として、ヒドロキ
シルまたはイソシアナト基と反応性である基を含む個々
の化学的化合物種のものを使用し得るか、或いは該難燃
剤を有機ポリイソシアナートと反応させて、化学的に結
合した難燃基を有する対応する変性されたポリオールま
たはポリイソシアナートを生成させることができる。
かかる変性されたポリオール及びポリイソシアナートは
また本発明の方法における反応体として有用である。か
かる場合には、生じたフォームの他の特性(例えばフレ
キシブルの程度)について化合物の官能性の可能な効果
を考慮する必要がある。難燃剤は本明細書に述べたフォ
ーム組成物中に、ポリオール反応体100重量部当り約
1〜約30重量部の量で存在することができる。
通常難燃剤をポリオール10鍾量部当り少なくとも約5
重量部の量で用いる。当分野に精通せる者にとつては明
らかな如く、用いる難燃剤の特定な量はポリウレタンフ
ォームの燃焼性を減じる際に与えられる試薬の効力に大
きく左右される。ポリウレタンフォームは当分野におい
て公知の加工方法のいずれかに従つて生成させることが
できる。
通常「ワン・ショット」法が用いられる。この方法にお
いては、ポリオール及びポリイソシアナート反応体をフ
ォーム生成反応混合物に独立に加え、−0H/−NCO
反応を発泡操作に伴い同時に行なわれる。本発明のスル
ホラニルオキシアルキルー置換されたポリシロキサン−
ポリオキシアルキレン共重合体からなるフォーム安定成
分を、一種またはそれ以上の発泡剤、ポリオール、アミ
ン触媒及び、使用する場合には、難燃剤との予備混合物
として反応混合物に加えることが、時には有利である。
発泡及びウレタン生成反応は外部加熱せずに生じる。度
々必要に応じて、生じたフォームを約100℃〜約15
0℃間の温度に約5〜約6紛間加熱して硬化させ、表面
の粘り気を除去する。加工条件及び取扱い段階における
変更を当分野において公知の如く用いることを理解すべ
きである。例えば反応混合物の種々な成分を混合し、発
泡反応混合物を型に注入するか、または種々な成分を混
合し、発泡反応混合物を型の中で発泡開始させ、そして
終了させることができる。フォーム生成反応混合物中に
存在する種々な成分の相対量は大して臨界的ではない。
ポリオール及びポリイソシアナートはフォーム生成組成
物中に大部分の量として存在する。これら二成分の相対
量はフォームのウレタン構造を生じるために必要な量で
あり、かかる相対量は当分野においてよく知られている
。発泡作用の原料物質、例えば水、補助発泡剤、触媒及
びフォーム安定剤は各々成分の機能を達成させるために
必要な少量で存在する。かくて発泡剤は反応混合物をフ
ォームにするために十分な少量で存在し、アミン触媒は
触媒量で存在し(即ち適度な速度でウレタンを生成させ
る反応を触媒するのに十分な量)、そして本発明のスル
ホラニルオキシアルキルー置換された共重合体はフォー
ムを安定化する量、即ちフォームを安定化するために十
分な量で存在する。これら種々な成分の好適量は上記の
通りである。必要に応じて、本発明の方法に従つてポリ
ウレタンフォームを生成させる際に、他の追加成分を少
量用いることができる。
かかる添加物の例は次のものである:交叉結合剤、例え
ばグリセリン、トリエタノールアミン及びそのオキシア
ルキレン付加生成物:圧縮ヒズミ添加物(例えばヘキシ
レ)ングリコール);気孔をあらくするために気孔構造
を調節し、これによつてフォームの分解傾向を減じる添
加物(例えばパラフィン油);充填剤;染料;顔料:殊
にポリエステルポリオールから誘導されるフォームにつ
いては、スコーチ防止剤7(Anti−ScOrch)
を含めた変色防止添加物及び酸化防止剤、例えばt−ブ
チル基で置換されたフェノール、例として2・6−ジー
t−ブチルー4−メチルフェノールσイオノール」)、
オキシランを含む化合物(例えばプロピレンオキシド)
、トクリオルガノー(例えばトリフェニルー)置換され
たホスファイト及びホスフィン、並びに当分野において
公知の他の変色防止添加物。本発明の方法に従つて製造
したフレキシブルなウレタンフォームは普通のポリエー
テル及びポリエステルウレタンフォームと同一分野に使
用することができ、難燃剤と共に生成させた生成物は燃
焼特性を減じることが有利な場合に特に有用である。
かくてこのフォーム生成物は織物用内張り材(Inte
rllners)、いす及びマットレスに対するクッシ
ョン材料、こわれやすい物体のバッキング、ガスケット
材料等として有用である。以下の実施例は単に本発明を
説明するものであり、その範囲について限定するもので
はない。
次のデータに示した式において、「Me」はメチル(−
CI(3)を示す。実施例に述べた平衡したQ一変性し
た及び未変性ポリメチルシロキサンヒドリドとして表わ
した際、これに含まれるMe(H)SiOの理論量の重
量%は、Me(H)SiOに起因する重量〔60(y+
z)〕を平衡した生成物の計算した分子量で割り、10
皓したものに相当する。
Me(H)SiOの実測した重量%は換算に従つて平衡
した生成物のSi−H分析から誘導される:但し、係数
373.7は100%Me(H)SiOからなる液体の
1y当り得られた水素の理論量のCc数(即ち水素22
400ccを単位分子量60で割つたもの)でノある。
実施例及び対照例のフォーム・データについて、次の語
及び略語は下記の意味を有する:略語「P.p.h.p
Jは総ポリオール反応体100重量部に対する重量部を
意味する。
「上昇」はフォームの高さを示し、表面活性剤の能力に
正比例する。
「通気性」はフォームの有孔性を示し、フォームの開い
た小室の数におおまかに比例し、ジヨーンズ(R.E.
JOnes)及びフエスマン(G.:,Fesman)
により、「JOur′RlalOfCeIIularP
lastics」(196岬1月)に記載されたNOP
CO通気性試験法に従つて測定した。
この試験に従い、通気性を次の如くして測定した:2X
2×1インチのフォーム片をパン(Burl)の中心近
傍から切4断した。NOpcOFOrmBreatha
billtyTesterlタイプGP−2型40GD
10を用いて、大気圧以下の水0.5インチの異なる圧
力下で、フォーム試料を通して空気を吸引する。空気流
は初期フォーム上昇の方向に平行である。フォームの開
孔度(またはフォーム呼吸性)をフォームを通る空気流
の速度によつて測定し、標準立方フィート/分(SCF
M)で記録した。
「CPI」は「インチ当りの気胞」、即ちフォームの直
線インチ当りの気胞数を表わす。
CPIは気胞構造の細かさに正比例する。「燃焼広さ」
は燃焼試験法ASTMD−1692−68に従つて測定
するが、但しフォームの試験片10片の代りに5片を用
いた。
燃焼広さはフォームの燃焼した長さ(インチ)を表わし
、フォームの種々な試験片によつて得られた結果の平均
として表わした。「燃焼時間」は特定の燃焼範囲を生じ
るのに要する平均時間(秒)を表わす。
以下の実施例1〜4に従い、本発明の実例である3−(
スルホランー3−イルオキシ)プロピルー変性したポリ
メチルシロキサンヒドリド、以下にQ一変性したSi−
H流動体1〜■と称する、を次の反応体(1)〜(4)
の酸一触媒された平衡化によつて製造した:反応体(1
):ヘキサメチルジシロキサン、Me3SiOSiMe
3、末端プロツキングトリメチルシロキシ単位、Me3
SiOll2の原料物質として。
反応体(2):環式ジメチルシロキサン四量体、〔Me
2SiO〕4、ジメチルシロキシ単位、Me2SiO2
l2の原料物質として。反応体(3):重合体状メチル
水素シロキサン、メチル水素シロキシ単位、Me(H)
SiO2l2の原料物質として。
反応体(4):3−(スルホランー3−イルオキシ)プ
ロピル−ヘプタメチルシクロテトラシロキサン、3−(
スルホランー3−イルオキシ)−プロピルーメチルシロ
キシ単位の原料物質及びジメチルシロキシ単位の追加の
原料物質として。
実施例1〜4に用いた如く、この反応体は下記の如くそ
れぞれ調製物A及び調製物Bで示した二つの調製物から
得られた。調製物A:トルエン(約40m1)と混合し
たヘプタメチルシクロテトラシロキサン(28.2f1
0.1モル)に、3−アリルオキシスルホラン(17。
6y,.0.1モル)及びトルエン約15mtを加えた
ジメトキシエタン中の塩化白金酸の4重量%溶液として
加えた白金触媒の存在下においてヒドロシル化反応を行
ない、一方最高温度118℃まで加熱した。最初の2紛
間の反応時間後に取り出した反応混合物試料の気相クロ
マトグラフ分析によれば、反応が50%よりも多く終了
していることを示した。約1時間の全反応時間中、加熱
を続けた。重炭酸ナトリウムで中和し、泊過した後、生
成物を蒸留し、トルエン、未反応の環式四量体(3.7
V)及び0.3T1nHgで128℃までに過熱沸騰す
る合計8.3Vを除去した。この調製において、反応体
(4)は残つた生成物(22.5y)であつた。調製物
B:ヘプタメチルシクロテトラシロキサン(141.0
y1約0.5モル)を110℃に加熱し、次いでジメト
キシエタン中の塩化白金酸の4重量%溶液として白金触
媒をこれに加えた。
総量78.7y(0.44モル)の3−アリルオキシス
ルホランを約2紛間にわたつて加え、この間、反応温度
は134℃より高くなかつた。添加終了後、反応混合物
の温度は118゜Cであつた。約1.5時間、148℃
〜140℃に加熱を続けた。次に生成物を重炭酸ナトリ
ウム、泊過助剤及び活性炭で処理した。一夜攪拌した後
、反応混合物を加圧?過し、そして真空蒸留した。未反
応の環式四量体(75.6g)及びオレフィン(約52
.8ダ)を回収した。この調製において、反応体(4)
、即ち3−(スルホランー3−イルオキシ)−プロピル
ーヘプタメチルシクロテトラシロキサンを約150℃/
0.8rnmHgで回収した。冷却後、生成物を活性炭
で再処理し、そして加圧ろ過した。この留出した生成物
の気相クロマトグラフ分析によれば、調製物Aとして上
に述べた残渣の生成物と同一であることがわかつた。実
施例1 Q一変性したSi−H流動体1の製造 本実施例により、下記量の上記反応体(1)〜(4)を
含む反応混合物の酸一触媒された平衡化によつて3−(
スルホランー3−イルオキシ)プロピルー変性したポリ
メチルシロキサンヒドリドを製造した:反応体(1):
0.7f(0.004モル)量のヘキサメチルジシロキ
サン、Me3SiOll2の0.0082モルに相当。
反応体(2):9.7y量の環式ジメチルシロキサン四
量体、Me2SlO2l2の0.131モルに相当。
反応体(3):1.5y量のポリメチルシロキサンヒド
リド、Me(H)SlO2l2の0.025モルに相当
。反応体(4):18.8y(0.041モル)量の3
−(スルホランー3−イルオキシ)プロピル−ヘプタメ
チルシクロテトラシロキサン(調製物Aによる)、Me
2SlO2l2の0.123モル及び3−(スルホラン
ー3−イルオキシ)プロピルーメチルシロキシ単位0.
041モルに相当。上記の反応混合物をトリフルオルメ
チルスルホン酸(2滴)の存在下において平衡させ、室
温てほぼ坐時間攪拌した。
次に平衡した生成物を重炭酸ナトリウムで中和し、活性
炭で処理し、加圧沖過し、真空ストリツピングし、トル
エンを加えて生成物の粘度を減じ、これによつてろ過を
促進させた。ゲル浸透クロマトグラフ分析の結果は平衡
化が起こつたことを示した。反応体(1)〜(4)の相
対割合に基ずき、Me3SiOll2の2モルを基準に
して、Q一変性したS1−H流動体1として示した3−
(スルホランー3−イルオキシ)プロピルー変性したポ
リメチルシロキサンヒドリドの平均組成は、
−であり、Me(H)
SiOの理論的含量は4.8種量%であつた。シラン性
水素に対するこの生成物の分析は16.9及び17.1
ccH21yを示し、これは4.55重量%の平均実測
Me(H)SiO含量に相当し、理論値と実質的に一致
した。実施例2 Q一変性したSi−H流動体■の製造 この製造においては、反応混合物は下記量の反応体(1
)〜(4)を含んでいる:反応体(1):1.6y(0
.01モル)量のヘキサメチルジシロキサン、Me3S
lOll2の0.02モルに相当。
反応体(2):38.8ダ量の環式ジメチルシロキサン
四量体、Me2SlO2l2の0.52モルに相当。反
応体(3):3.6y量のポリメチルシロキサンヒドリ
ド、Me(H)SlO2l2の0.06モルに相当。反
応体(4):22.9y(0.05モル)量の3−(ス
ルホランー3−イルオキシ)プロピルヘプタメチルシク
ロテトラシロキサン(調製物Bによる)、Me2SiO
2l2の0.15モル及び0.05モルに相当。
上記の反応混合物を室温で一夜攪拌しながら、トリフル
オルメチルスルホン酸(4滴)の存在下において平衡化
させた。
この平衡した生成物を約4時間攪拌しながら重炭酸ナト
リウムで中和し、最後の1時間中に活性炭を加えた。次
に粘性のある生成物を加圧沖過し、トルエンを加えて低
粘度にし、これによりろ過を促進させた。真空ストリツ
ピングした後、粘性のある生成物59.5qを回収した
。反応体(1)〜(4)の相対割合に基ずきMe3Si
Oll2の2モルを基準にして、Q一変性したSi−H
流動体■として示した3−(スルホランー3−イルオキ
シ)プロピルー変性したポリメチルシロキサンヒドリド
の平均組成は、であり、Me(H)SiOの理論含量は
5.41重量%であつた。
シラン性水素に対するQ一変性したSi一H流動体■の
分析は19.5及び19.4ccH21fを示し、これ
は5.21重量%の平均実測Me(H)SiO含量に相
当し、理論含量と実質的に一致した。実施例3Q一変性
したSi−H流動体■の製造 本実施例により、下記の反応体を含む反応混合物の平衡
化によつて3−(スルホランー3−イルォキシ)プロピ
ルー変性したポリメチルシロキサンヒドリドを製造した
:反応体(1):0.44y(0.0027モル)量の
ヘキサメチルジシロキサン、Me3SiOll2の0.
0054モルに相当。
反応体(2):2.4y量の環式ジメチルシロキサン四
量体、Me2SlO2l2の0.0324モルに相当。
反応体(3):0.97y量のポリメチルシロキサンヒ
ドリド、Me(H)SlO2l2の0.0162モルに
相当。反応体(4):18.6f(0.0406モル)
量の3−(スルホランー3−イルオキシ)プロピルーヘ
プタメチルシクロテトラシロキサン(調製物Bによる)
、Me2SlO2l2の0.122モル及び3−(スル
ホランー3−イルオキシ)プロピルメチルシロキシ単位
の0.0406モルに相当。上記反応体(1)〜(4)
を含む反応混合物をトリフルオルメチルスルホン酸(3
滴)の存在下において平衡させ、室温でほぼn時間攪拌
した。
次に平衡した生成物を重炭酸ナトリウム、ろ過助剤及び
活性炭で処理し、加圧ろ過し、真空ストリツピングし、
トルエンを加えて生成物の粘度を減じ、これによつて沖
過を促進させた。ゲル浸透クロマトグラフ分析は低重合
体含量及び高環式体含量を示した。従つて、粘性のある
生成物を、室温で約2叫間機械的に攪拌しながらトリフ
ルオルメチルスルホン酸触媒6〜10j1を用いて、再
平衡させた。再平衡した物質を過剰の重炭酸ナトリウム
と共に4時間攪拌し、トルエンを加えて粘度を減じた。
次に生成物を枦過助剤及び活性炭で処理し、加圧?過し
、真空ストリツピングした。反応体(1)〜(4)の相
対割合に基ずき、Me3SiOll2の2モルを基準に
して、Q一変性したSi−H流動体■で示した3−(ス
ルホランー3−イルオキシ)プロピルー変性したポリメ
チルシロキサンヒドリドの平均組成は、であり、Me(
H)SiOの理論含量は4.35重量%であつた。
この生成物のゲル浸透クロマトグラフ分析の結果は上記
の平均組成と一致した。実施例4 Q一変性したSi−H流動体■の製造 この製造に際し、反応混合物は下記量の反応体(1)〜
(4)を含んでいた:反応体(1):1.6f(0.0
1モル)量のヘキサメチルジシロキサン、Me3SlO
ll2O.O2モルに相当。
反応体(2):45.9y量の環式ジメチルシロキサン
四量体、Me2SlO2l2O.62モルに相当。反応
体(3):3.6V量のポリメチルシロキサンヒドリド
、Me(H)SlO2l2O.O6モルに相当。反応体
(4):11.5V(0.025モル)量の3−(スル
ホランー3−イルオキシ)プロピル−ヘプタメチルシク
ロテトラシロキサン(上記の調製物A及びBによる混合
物として使用)、Me2SlO2l2O.O75モル及
び3−(スルホランー3ーイルオキシ)プロピルーメチ
ルシロキシ単位0.025モルに相当。
上記の反応混合物を室温で約2橢間攪拌しながら、トリ
フルオルメチルスルホン酸(5滴)の存在下において平
衡させた。
次にこの反応混合物を重炭酸ナトリウムと共に約4時間
攪拌して中和し、洒過助剤及び活性炭で処理し、加圧ろ
過し、真空ストリツピングした。ゲル浸透クロマトグラ
フ分析は低重合体含量及び高環式体含量を示した。従つ
てこの粘性のある生成物を、室温で約20L時間機械的
に攪拌しながら、トリフルオルメチルスルホン酸触媒6
〜m滴を用いて再平衡させた。再平衡させた物質を過剰
の重炭酸ナトリウム上で4時間攪拌し、p過助剤及ひ活
性炭て処理し、次いで加圧?過し、真空ストリツピング
した。反応門体(1)〜(4)の相対割合に基ずき、M
e3SiOll2の2モルを基準にして、Q一変性した
Si−H流動体■として示した3−スルホラニルー3−
イルオキシ)プロピルー変性したポリメチルシロキサン
ヒドリドの平均組成は、であり、Me(H)SiOの理
論含量は5.8種量%であつた。
この生成物のゲル浸透クロマトグラフ分析の結果は示し
た構造式と一致した。以下の実施例5、12、15及び
16においては、本発明の相当する実例の3−(スルホ
ランー3−イルオキシ)プロピルポリメチルシロキサン
−ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)共重合体
を製造する際のヒドロシル化反応体として、上記のQ一
変性したSi−H流動体1〜■を用い、その生成物を表
面活性剤A−Dとしてそれぞれ示した。
この実施例においては、白金触媒は二つのタイプである
。一つはジメトキシメタン中の塩化白金酸六水和物の4
重量%溶液であつた。第二のものは、塩化白金酸六水和
物10y及びオクタノール100yを昇温下及び減圧下
で反応させて製造した。オクタノールを蒸留(45℃/
0.3TwtHg)によつて除去した後、残つた生成物
(35.3y)をトルエンに溶解した。実施例に使用し
た如き「環元した白金触媒」なる表現は塩化白金酸−オ
クタノール反応生成物の得られたトルエン溶媒を示し、
溶液1y当り白金約0.014yを含有し、これは実質
的に上記のジメトキシエタン中の塩化白金酸の4.重量
%溶液に相当する。実施例5 表面活性剤Aの製造 これを製造する際に、上記実施例1のQ一変性したSi
−H流動体1をアリルアルコールー開始し.たメチル−
キャップされたポリ(オキシエチレン−オキシプロピレ
ン)共重合体と反応させ、このものは分析した際に、ア
リル1.38重量%の存在を示した。
このアリル含量及びオキシエチレン約40重量%からな
るオキシアルキレン含量に基ずき、・ポリエーテル反応
体の平均組成は次の如きものとフみなした:CH2= ヒドロシル化反応は、加熱マントル、温度計、攪拌機及
び窒素流入管を備えた容量200mtの反応フーラスコ
中で行なつた。
該重合体(48y..0.0162モル)をトルエン(
約689)と合せ、約25m1が留出するまで(トルエ
ン及び微量の水)、加熱して脱水した。この混合物を約
100℃に冷却した際、トルエン約17y中の溶液とし
てMe(H)SiO約JO.Ol24モル当量に対応す
るQ一変性したSi−H流動体1を16.4g加えた。
ポリエーテルのこの量は、Q一変性したSi−H流動体
1のシラン性水素含量と完全に反応するために必要な化
学量論的量よりも約30モル%過剰に相当した。反応体
を混合した際、還元白金触媒溶液数滴を加え、この混合
物を105℃で約7紛間反応させ、この間に更に触媒を
加えた。この期間の終了時に、シラン性水素に対する標
準試験(KOH−C2H5OH−H2O)は、混合物の
残右51−H含量が試料0.5m1当り0.1mLH2
に減少したことを示した。この反応混合物を室温で一夜
攪拌し、その後に重炭酸ナトリウム、活性炭及び沖過助
剤で処理し、加圧ろ過し、真空ストリツピングした。透
明な暗色液体生成物(57.2y)は3−(スルホラン
ー3−イルオキシ)プロピルー置換されたポリメチルシ
ロキサン−ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)
共重合体からなり、このものはQ一変性したSi−H流
動体Iの平均組成を基準にして次の平均組成を示した:
本実施例の生成物は表面活性剤Aとして示す。
実施例6〜9(但し参考実施例)本実施例においては、
難燃剤を含むフォーム生成反応混合物のフォーム安定化
表面活性剤成分として表面活性剤Aを用いて、それぞれ
タワミ性のあるポリエーテルウレタンフォームを製造し
た。
使用した特定の反応混合物はフォーム組成物Aとして示
し、次の第]表に示した組成をもつていた。グリセリン
とプロピレンオキシドとを反 応させて製造したヒドロキシル価56を有するポリエー
テルポリオール 100トリレンジイソシア
ナート(指数105)(1)
49.73トリス(2−クロルエチル)ホスホナート
10水 4ジ
プロピレングリコール中の7鍾量%溶液として用いたビ
ス〔2−(N−N−ジ メチルアミ.ノ)エチル〕エーテル 0.1力
フリル酸第一スズ 0.35表面
活性剤A 変化させた<2)(1)こ
の成分は2・4−トリレンジイソシアナートの混合物で
ある。
指数105は用いた混合物の量がフォーム組成物中に存
在するポリオール及び水と反応するために必要な化学量
論的量の105%であることを意味する。(2)使用し
た特定の割合は第■表に示した。
本実施例のフォーム並びに以下に述べた他のポリエーテ
ルポリオールに基ずくウレタンフォームの製造は実質的
に次と同一方法で行なわれ、次の取扱い段階を伴う:ポ
リエーテルポリオールを容器(LilyCupNO.3
πN6)に入れた後、これに難燃剤(用いる場合には)
を加え、スパチユラでこの中に分散させた。次に注射器
により表面活性剤を加え、スパチユラでまた分散させた
。じやま板を挿入した後、アミン触媒及び発泡剤の混合
物を加えるが、しかし分散させなかつた。次に上記の混
合物を含む容器をドリルブレス下に置き、この混合物を
2000rpmで托秒間攪拌し、その後、注射器により
カプリル酸第一スズ補触媒を加えた。更に8秒間混合し
た後、ジイソシアナート反応体を速かに加え、攪拌を更
に7秒間続けた。この混合循環後、この混合物を木製の
型で支持した羊皮紙内張りした容器(12″″×12″
″×12″″)に注入した。フォームを少なくとも3分
間容器中に放置し、次に熱空気炉中にて125℃で、通
常8〜10分間、後一硬化させた。切断後、フォームの
上昇高・さを測定し、難燃剤を含むフォーム生成物の場
合には燃焼広さを含めて、種々な物理的特性の測定のた
めにフォーム試料を作つた。実施例6においては、表面
活性剤Aは0.6p.p.h.p.でフォーム組成物A
中に存在し、一方実施例7〜9においては、これよりも
低濃度を用いた。
実施例6のフォームと直接比較した如く、表面活性剤A
の代りに平均組成、を有する未変性のポリメチルシロキ
サン−ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)共重
合体を用いて、対照フォーム(実験K−1)の比較を行
なつた。
この共重合体は表面活性剤AAとして示す。実施例6〜
9及び対照例K−1の結果を次の第■表に示した。
第■表に示した実施例6及び対照例K−1の結果によつ
て示される如く、本発明のスルホラニルオキシプロピル
ー変性した表面活性剤Aで安定化した難燃剤を含むフォ
ームは、フレキシブルなポリエーテルウレタンフォーム
の顕著な安定剤である未変性の表面活性剤AAによつて
製造したフォームよりも、実質的に低い燃焼広さ(Ex
tent)を示す。
更に実施例7〜9の結果は、また対応する実質的に同一
の低燃焼広さ(約2インチ)のフォームが比較的低濃度
の表面活性剤Aで得られることを示している。実施例1
0及び11(但し参考実施例) 本実施例により、表面活剤Aの効力測定を行なつた。
表面活性剤に加えて、下記第■表に示した如くフォーム
生成反応混合物の他の成分は次のものであつた。グリセ
リン、ジプロピルグリコール、 プロピレンオキシド及びエチレンオキ シドから製造したヒドロキシル価約46 を有するポリエーテルポリオール 100トリレン
ジイソシアナート(1) 57発泡剤水
4.85トリクロル
フルオルメタン 15.1ジメチルエタノー
ルアミン 0.35力フリル酸第一スズ
0.3表面活性剤A
変化させた(2)(1)第1表の脚注(1)に定義し
た如きものである。
(2)使用した特定の割合に対しては第■表に示した。
上記の如く、フォーム組成物Bはポリオール反応体10
踵量部当り水4.85重量部を含んでいた。
この系は通常、これよりも少ない水を含有する更に普通
の組成物よりも安定にすることがより困難であり、かく
て表面活性剤効力の比較的敏感な試験を示す。対照フォ
ーム(対照例K−2)として、表面活性剤Aの代りにフ
ォーム組成物Bの表面活性剤成分として上記の未変性表
面活性剤AAを用いた。これらフォーム調製物の結果を
次の第■表に示した。1 本発明の表面活性剤ではない
2 実施例5に述べた如きもの。
3 第■表のフォーム組成物に含まれるポ りオールの
100重量部当ジ。
第■表のデータは、フォーム上昇高さ及び比較的低い上
面の欠陥の双方に影響を及ぼしたように、本発明のスル
ホラニルオキシプロピルー変性した表面活性剤Aはフレ
キシブルなポリエーテルウレタンフォームの有効な安定
剤である。
個々の表面活性剤濃度が0.6p.p.h.p.である
実施例10及び対照例K−2の結果の比較は、表面活性
剤Aの効力が、ポリシロキサン中軸がメチル基のみで置
換されている表面活性剤AAの効力と有利に匹敵するこ
とを示している。実施例12 表面活性剤Bの製造 これを製造する際に、上記実施例2のQ一変性したSi
−H流動体■を実質的に実施例5の表面活性剤Aの製造
に用いた同一の平均組成を有するポリエーテルと反応さ
せた。
ポリエーテル(74.3y..0.025モル)をまず
トルエン(100771L)と混合し、実施例5に述べ
た如くして脱水した。次にこの熱溶液に、更にトルエン
(25m1)に加えて、Me(H)SlOの0.02モ
ル当量に相当する22.2gのQ一変性したSi−H流
動体■及びジメトキシエタン中の塩化白金酸六水和物の
4重量%溶液約0.41n1を加えた。この反応混合物
は約2分間で透明になつた。加熱を約3紛間続けた後、
残右51−Hは約0.6ccH2/0.5m1試料であ
つた。この反応混合物を上記の塩化白金酸溶液0.3m
1並びに還元した白金触媒溶液で再び触媒した。全加熱
時間約3時間後、この混合物を周囲温度で一夜攪拌した
。この時間の終了時に、現?i−Hは0.25mtH2
/0.5nt試料であつた。重炭酸ナトリウム、泊過助
剤及び活性炭で処理し、加圧枦過し、真空ストリツピン
グした後、透明な暗色の液体生成物(87.2y)を回
収した。この生成物は3−(スルホランー3−イルオキ
シ)プロピルー置換されたポリメチルシロキサン−ポリ
(オキシエチレン−オキシプロピレン)共重合体からな
り、このものはQ一変性したSi−H流動体■の基準に
した平均組成に基ずき、次の平均組成である:本実施例
の生成物を表面活性剤Bとして示す。
実施例13(但し参考実施例)本実施例はフォーム組成
物A(第1表)のフォーム安定化成分として表面活性剤
Aの代りに表面活性剤Bを用いた。
また上記の表面活性剤AAで安定化した対照フォーム(
対照例K−3)もつくつた。両調製物において、フォー
ム組成物A中に存在するそれぞれの表面活性剤濃度は同
一量(0.6p.p.h.p.)であつた。結果を次の
第v表に示した。更に第■表の結果は、難燃剤を含むタ
ワミ性のあるポリウレタンフォームの安定化について、
本発明のスルホラニルオキシプロピルー変性した共重合
体はかかるフォームを安定化し得るばかりのみならず、
また更に顕著に燃焼範囲を減じるフォームを生成するこ
とを立証している。
実施例14(但し参考実施例) 本実施例により、フォーム組成物B(第■表)の表面活
性剤成分として表面活性剤Aの代りに表面活性剤Bを用
いて、その効力を評価した。
また上記の表面活性剤AAで安定化した対照フォーム(
対照例K−4)もつくつた。両調製物において、フォー
ム組成物Bに存在するそれぞれの表面活性剤の濃度は同
一量(イ).6p.p.h.p.)であつた。その結果
を第■表に示した。第■表のデータは、本発明の表面活
性剤Bが殊にフォームの上昇高さに良好な効力を及ぼす
ことを示している。
実施例15表面活性剤Cの製造 この製造に際し、上記実施例3のQ一変性したSl−H
流動体■を実施例5の表面活性剤Aの製造に用いた実質
的に同一のポリエーテル反応体の化学量論的過剰(約3
0モル%)と反応させた。
ポリエーテル(44.8y10.0151モル)を等容
量のトルエンと混合し、酢酸2滴を加えた後、水性トル
エン約3.0m1を留去して乾燥した。次にこの熱脱水
したポリエーテル溶液(95燥C)に、トルエン中のQ
一変性したSi−H流動体■(16.1y1即ちフMe
HSlO約0.0117モル)の溶液(総容量40m1
)を加え、次いで還元した白金触媒溶液約0.20m1
を加えた。反応を続け、残?i−Hが0.4m1H2/
0.5m1試料に減じるまで、ジメトキシエタン中の塩
化白金酸の4重量%溶液0.2m1で再触媒した。この
生成物を重炭酸ナトリウムで中和し、泪過助剤、活性炭
で処理し、減圧ろ過し、そして真空ストリツピングした
。液体生成物(52.6y)は3−(スルホランー3−
イルオキシ)プロピルー置換されたポリメチルシロキシ
ーポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)共重合体
からなり、Si−H流動体■のポリシロキサン中軸の平
均組成を基準にして、対応する平均組成、即ちである。
本実施例の生成物を表面活性剤Cとして示す。実施例1
6表面活性剤Dの製剤 これを製造する際に、上記実施例4のQ一変性したSI
−H流動体■を実施例5の表面活性剤の製造に用いた実
質的に同一のポリエーテル反応体と反応させた。
このポリエーテル(111.5f10.0375モル)
をトルエン110m1及び酢酸4滴と混合し、次にトル
エンー水25m1の共沸蒸留によつて乾燥した。乾燥し
たポリエーテル溶液が96にCの時に、これにSi−H
流動体■(27.0y..MeHS10約0.026モ
ルに相当);トルエン(約30mt);及び還元した白
金触媒溶液0.2m1を加えた。この反応混合物は速か
に透明になり、100℃に発熱した。約3時間加熱した
後、残在Si−Hに対する標準試験は0.7m1H2/
0.5m1試料を示した。加熱を止め、この混合物を重
炭酸ナトリウム、淵過助剤及び活性炭で処理した。加圧
沖過しそして真空ストリツピングした後、透明な暗色の
液体生成物(123.5f1)を得た。この生成物は3
−(スルホランー3−イルオキシ)プロピルー置換され
たポリメチルシロキサン−ポリ(オキシエチレン−オキ
シプロピレン)共重合体からなり、Q一変性したSi−
H流動体■に対する平均実験式を基準にして、次の平均
組成と推定した。本実施例の生成物は表面活性剤Dとし
て示す。
実施例17及び18(但し参考実施例)本実施例におい
ては、それぞれ実施例15及び16の表面活性剤C及び
Dを、難燃剤を含むフォーム組成物A(第1表)の表面
活性剤成分として、表面活性剤Aの代りに用いた。
対照フォーム(対照例K−5)として、未変性のポリメ
チルシロキサン−ポリ(オキシエチレンーオキシププロ
ピレン)共重合体である上記表面活性剤航を用いた。各
フォーム調製物において、それぞれの表面活性剤を同一
濃度で、即ち0.6P.P.h.pで用いた。その結果
を次の第■表に示した。第■表の結果は、明らかに燃焼
度合を減じた難燃剤を含むフレキシブルなウレタンフォ
ームを生成させる際に、本発明のスルホラニルをもつ共
重合体の顕著な特性を立証している。
実施例19及び20(但し参考実施例) 本実施例においては、本発明の表面活性剤C及びDの効
力を、難燃性にしてないフォーム組成物B(第■表)の
それぞれの表面活性剤成分として、表面活性剤Aの代り
に用いて評価した。
また上記の表面活性剤AAで安定化した対照フォーム(
対照例K−6)も示した。各フォーム調製物において、
フォーム組成物B中に存在するそれぞれの表面活性剤濃
度は同一量(0.6p.p.h.p.)であつた。その
結果を次の■表に示した。第■表の結果は、表面活性剤
Cの効力は価値があるが、フォーム上昇及びセットリン
グ(Settllng)の低度(上面の欠陥)の双方の
観点から表面活性剤Dの効力が殊に顕著であることを示
している。
実施例21〜24(但し参考実施例) 本実施例においては、上記の本発明の表面活性剤A,.
B..C及びDを、難燃剤としてトリス(2●3ージク
ロルプロピル)ホスフアートを含むフレキシブルポリエ
ーテルウレタンフォーム組成物のそれぞれのフォーム安
定化成分として用いた。
フォーム組成物Cとして示した反応混合物の成分及び相
対割合を次の第■表に示した。グリセリン、プロピレン
オキシド及びエチレンオキシドを反応させて製造したヒ ドロキシル価約46を有するポリエーテルポリオール
100トリレンジイソシア
ナート(指数105)0)
48.4水
4ジプロピレングリコール中7鍾量%溶液として用いた
ビス〔2−(N−N−ジメ チルアミノ)エチル〕エーテル 0.1力フ
リル酸第一スズ 0.25トリス
(2●3ージクロルプロピル)ホスフアート
12.5表面活成剤A..B.s
CまたはDO.6(1)第1表の脚注(1)と同一のも
の。
これらのフォーム調製物についての結果を次の第X表に
示した。
本実施例の結果に示された如く、難燃剤としてトリス(
2・3ージクロルプロピル)ホスフアートによつて製造
したフレキシブルなポリウレタンフォーム及び本発明の
スルホラニルオキシプロピルー変性した共重合体によつ
て安定化されたフォーム試料は4インチよりも小、約2
.1インチほどの低い燃焼広さをもつていた。
この一連のフォーム調製物について対照例としての実験
を行なつてないが、表面活成剤AAとして示した上記の
未変性ポリメチルシロキサン−ポリ(オキシエチレン−
オキシプロピレン)共重合体をポリオール100部当り
0.6部でフォーム組成物Cのフォーム安定化成分とし
て用いた場合、そのフォーム生成物試料は実質的により
高い平均燃焼広さ(例えば約6インチ)を有することを
付記する。実施例25 本実施例は、難燃剤と共に製造するフォームを含めてフ
レキシブルなポリエステルウレタンフォームを生成させ
る際に殊に利用性を有する表面活一性剤Eとして示す本
発明のスルホラニルオキシプロピルー変性したポリメチ
ルシロキサン−ポリオキシエチレン共重合体の実例を述
べる。
ASi−H反応体の製造 機械的攪拌機、温度計及び窒素流入管を備えた容量1e
の三つ口反応フラスコに、次の反応体及び触媒を加えた
:(1)64.95y(0.4モル)量のヘキサメチル
ジシロキサン、Me3SiOll2の0.8モルに相当
;(2)148.3y量の環式ジメチルシロキサン四量
体、Me2SiO2′2の2モルに相当;(3)288
.6y量の重合体状メチルシロキサンヒドリド、Me(
H)SlO2l2の4.8モルに相当;及び(4)6y
量の濃硫酸触媒。
この反応混合物を室温で2橢間攪拌した。次に平衡した
反応混合物を過剰の重炭酸ナトリウムで中和し、1時間
攪拌した後、生成物を加圧泊過した。反応体(1)〜(
3)の相対割合に基ずき、Me3SiOll2の2モル
を基準にして、平衡したポリメチルシロキサンヒドリド
の平均組成はであり、Me(H)SiOの理論含量は5
7.5重量%であつた。
シラン性水素に対する生成物の分析は212ccH21
yを示し、Me(H)SiOの実測含量56.鍾量%に
相当した。B表面活性剤Eの製造 これを製造する際に、機械的攪拌機、温度計、窒素流入
管、蒸留ヘッド及び受器を備えた反応フラスコに次のも
のを入れた:(1)本実施列の(4)に述べた如くして
製造した平衡したトリメチルシロキシー末端ブロックさ
れたポリメチルシロキサンヒドリド、20.9q(イ)
.017モル)量、Me(H)SiOの0.2モル当量
;(2)アリルオキシスルホラン、18.3g(0.1
04モル)量;及び(3)平均分子量418及び平均組
成CH2=CHCH2(0C2H4)7.80Meに基
ずくアリル含量9.踵量%を有するアリルアルコールー
出発したメチル−キャップしたポリオキシエチレンエー
テル、60.4y(約0.145モル)量。
反応体(2)及び(3)のそれぞれの量には所望の化学
量論的反応の約25モル%過剰が含まれ、これは(2)
及び(3)と反応体(1)のSi−H含量との反応をそ
れぞれ5:7のモル比で行なわせるためである。
トルエン(50m1)の添加後、反応混合物を攪拌し、
77℃に加熱し、次いで還元した白金触媒溶液0.2m
1を加えた。反応混合物を加熱し(93溶〜113℃)
、約3時間にわたり4回再触媒し、次に室温で一夜攪拌
した。この期間の終了時に、残在S1−Hは0.5cc
水素/0.5m1試料に減少していた。この反応生成物
を重炭酸ナトリウムで中和し、ろ過助剤及び活性炭で処
理し、続いて加圧ろ過しそして真空ストリツピングした
。この液体生成物(94.2g)は3−(スルホランー
3−イルオキシ)プロピルー置換されたポリオキシエチ
レン共重合体からなり、Si−H反応体(1)の平均組
成及び上記の所望の化学量論に基ずき、このものは平均
組成、と推定された。本実施例の生成物を表面活性剤E
として示す。実施例26(但し参考実施例) 本実施例により、フォーム安定剤として実施例,25の
表面活性剤Eを用いて、難燃剤を含むフレキシブルなポ
リエステルポリオールに基ずくウレタンフォームを製造
した。
ウレタン生成反応混合物(フォーム組成物D)の組成は
次のものであつた:(指数105)(2) トリス(2−クロルエチル)ホスフアート 7.0(1
)使用したポリエステルポリオールはアジピン酸、ジエ
チレングリコール及びトリメチロールプロパンのほぼ1
:1:0.2のモル比から製造した市販のポリエステル
樹脂である。
このポリエステルはヒドロキシル価約50〜5ePS分
子量約2000、酸価2よりも小及び約25℃で粘度約
17000センチストークをもつていた。この特定のポ
リエステルは「ウイトコ●フオムレツ(WitcOFO
mrez)NO.5O」WitcOChemicalC
OrpOratiOn)として公知である。
(2)第1表の脚注(1)に定義した如きもの。このフ
ォームは次の方法に従つて製造した:表面活性剤、アミ
ン触媒及び水を容量50m1のビーカー中で予備混合し
た。ポリエステルポリオール反応体を風袋を計つた容量
32オンスの容器中に秤量した。またこの容器中に難燃
剤〔トリス(2−クロルエチル)ホスフアート〕及びト
リレンジイソシアナート反応体も秤量し、均一になるま
でスパチユラで混合した。更に直径約3インチの二重3
枚羽の船舶タイプのプロペラを備えたドリルブレス上で
混合を行なつた。ドリルブレス中の混合は1000rp
mで8秒間で完了した。表面活性剤、触媒及び水の予備
混合物を加え、混合を更に7秒間続けた。この反応混合
物を12×12×12インチのボール紙の箱に注入し、
発泡させ、次に130℃で約30分間硬化させた。フォ
ーム生成物の試料を、物理的及び燃焼特性を測定するた
めに作つた。また対照フォーム(対照例K−7)を、フ
ォーム組成物Dの成分及び上記方法を用いて作つたが、
但し異なる点は本発明の表面活性剤Eの代りに、米国特
許第3793360号並びにその二つの分l割、即ち米
国特許第379330吋及び同第38335P号に記載
されたタイプのフォーム安定成分、表面活性剤βBとし
て示した、を用いたことである。
難燃剤と共に製造するフレキシブルなポリエステルウレ
タンフォームのすぐれた安定剤である表面活7性剤BB
は次のものからなる:(a)それぞれモル比1′:1:
0.9でMe3SiOll2、C6H5CH2O(C2
H4O)7.7C3H6Si(Me)0212及びSi
O4′2単位を含むオルガノシリコーン重合体5鍾量%
;(b)疎水性がCll〜15アルコールの混合物であ
り、そして親水性がエチレンオキシドであり、疎水性単
位置モル当りオキシエチレン単位の平均数9てある非イ
オン性有機表面活性剤10.4重量%:(c)トール(
TOll)油15.鍾量%;並びに(d)へキシレング
リコール21重量%、対照実験においては、フォーム組
成物Dの成分の相対割合は第■に示した如きものである
が、但し表面活性剤βBはポリエステルポリオール反応
体10呼量部当り1部の量で存在し、これはオルガノシ
リコーン重合体状成分(a)の0.5?に相当した。
これらフォーム調製物の結果を次の第■表に示した。
第■表のデータから、表面活性剤Eで示した本発明に包
含されるスルホラニルを有するポリメチルシロキサン−
ポリオキシエチレン共重合体は、対照表面活性剤BBの
場合の如く重合体系中に無機シリケート単位(SiO4
l2)を配合する必要なく、燃焼広さの少ない難燃剤を
含むフレキシブルなポリエステルウレタンフォームを生
成することが明らかである。
実施例27(但し参考実施例) 本実施例においては、下記の組成である難燃性にしてな
いフォーム組成物Eを用いて、表面活性剤Eの効力を測
定した。
”(1)第M表の脚注(1)に定義した如きもの。
(2)第1表の脚注(1)に定義した如きもの。また対
照フォーム(対照例K−8)を、上記の表面活性剤BB
をポリエステルポリオール1(1)部当り1重量部、そ
のオルガノシリコーン成分0.52pphpに相相当、
を用いて作つた。
このフォームを実質的に上記実施例26に述べた発泡方
法で製造したが、但し難燃剤は使用しなかつた。その結
果を次の第x■表に示した。(1)本発明の表面活性剤
ではない。
(2)実施例25に述べた如きもの。
第x■表の結果は本発明の表面活性剤Eが難燃性にして
ないポリエステルウレタンフォームの安定剤としてすぐ
れた効力を有することを示している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 平均組成、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Rは炭素原子1〜10個を有するアルキルであ
    り;E゜は水素またはポリオキシアルキレンブロックで
    あり;Qは式、▲数式、化学式、表等があります▼ を有するスルホラニルオキシアルキル基であり、ここに
    R′は炭素原子2〜8個の2価のアルキレンであり、R
    ^1、R^2、R^3及びR^4は独立に水素または炭
    素原子1〜4個のアルキルであり;xは0または約20
    0までの平均値を有する正数であり;yは約2〜約10
    0の平均値を有し;そしてzは約2〜約30の平均値を
    有する〕を有するスルホラニルオキシアルキル−置換さ
    れたオルガノシロキサン。 2 該スルホラニルオキシアルキル基(Q)の各々R^
    1、R^2、R^3及びR^4が水素である、特許請求
    の範囲第1項記載のオルガノシロキサン。 3 該スルホラニルオキシアルキル基(Q)の−R′−
    が炭素原子3〜6個を有する、特許請求の範囲第1項記
    載のオルガノシロキサン。 4 −R′−がトリメチレンである、特許請求の範囲第
    3項記載のオルガノシロキサン。 5 −R′−が−CH_2CH(CH_3)CH_2−
    である、特許請求の範囲第3項記載のオルガノシロキサ
    ン。 6 Qが3−(スルホラン−3−イルオキシ)プロピル
    である、特許請求の範囲第1項記載のオルガノシロキサ
    ン。 7 E゜が水素である、特許請求の範囲第1項記載のオ
    ルガノシロキサン。 8 E゜がポリオキシアルキレン・ブロックである、特
    許請求の範囲第1項記載のオルガノシロキサン。 9 xが0である、特許請求の範囲第1項記載のオルガ
    ノシロキサン。 10 xが正数である、特許請求の範囲第1項記載のオ
    ルガノシロキサン。 11 該オルガノシロキサンが、平均組成、▲数式、化
    学式、表等があります▼〔但し、Rは炭素原子1〜4個
    のアルキルであり;cは2〜8の値を有する整数であり
    ;xは0または約200までの平均値を有する正数であ
    り;yは約2〜約100の平均値を有し;そしてzは約
    2〜約30の平均値を有する〕を有するスルホラニルオ
    キシアルキル−置換されたポリアルキルシロキサンヒド
    リドであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のスルホラニルオキシアルキル−置換されたオルガノシ
    ロキサン。 12 Rがメチルである、特許請求の範囲第11項記載
    のスルホラニルオキシアルキル−置換されたオルガノシ
    ロキサン。 13 cが3〜4の整数である、特許請求の範囲第11
    項記載のスルホラニルオキシアルキル−置換されたオル
    ガノシロキサン。 14 該オルガノシロキサンが、平均組成、▲数式、化
    学式、表等があります▼〔式中、Meはメチルであり;
    xは0または約200までの平均値を有する正数であり
    ;yは約2〜約100の平均値を有し;そしてzは約2
    〜約30の平均値を有する〕を有するスルホラニルオキ
    シプロピル−置換されたポリメチルシロキサンヒドリド
    であることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の
    スルホラニルオキシアルキル−置換されたオルガノシロ
    キサン。 15 xが正数である、特許請求の範囲第14項記載の
    スルホラニルオキシアルキル−置換されたオルガノシロ
    キサン。 16 xが0である、特許請求の範囲第14項記載のス
    ルホラニルオキシアルキル−置換されたオルガノシロキ
    サン。 17 xが約20より大きくない平均値を有し、そして
    yが約20より大きくない平均値を有する、特許請求の
    範囲第14項記載のスルホラニルオキシアルキル−置換
    されたオルガノシロキサン。 18 xが約10より大きくない平均値を有し、yが約
    10より大きくない平均値を有し、そしてzが約15よ
    り大きくない平均値を有する、特許請求の範囲第14項
    に記載のスルホラニルオキシアルキル−置換されたオル
    ガノシロキサン。 19 xが少なくとも約10の平均値を有する、特許請
    求の範囲第14項記載のスルホラニルオキシアルキル−
    置換されたオルガノシロキサン。 20 xが約20〜約100の平均値を有し、yが約2
    〜約30の平均値を有し、そしてzが約10より大きく
    ない平均値を有する、特許請求の範囲第14項記載のス
    ルホラニルオキシアルキル−置換されたオルガノシロキ
    サン。 21 該オルガノシロキサンが、平均組成、▲数式、化
    学式、表等があります▼〔式中、Rは炭素原子1〜4個
    のアルキルであり;cは2〜8の値を有し;R゜は二価
    のアルキレン基からなり、その炭素原子はケイ素に結合
    している;rは0または1であり;Gは有機性キャップ
    であり;bは約3〜約100の平均値を有し;aは2〜
    4の値を有するが、但し−(OC_aH_2_a)_b
    −の少なくとも20重量%はオキシエチレンから構成さ
    れている;xは0または約200までの平均値を有する
    正数であり;yは約2〜約100の平均値を有し;そし
    てzは約2〜約30の平均値を有する〕を有するポリシ
    ロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスルホラニルオ
    キシアルキル−置換されたオルガノシロキサン。 22 該共重合体のxが少なくとも約10の平均値を有
    し、そして−(OC_aH_2_a)_b−のポリオキ
    シアルキレン平均含量がオキシエチレン約20〜約75
    重量%からなる、特許請求の範囲第21項記載のオルガ
    ノシロキサン。 23 該共重合体のxが約20より大きくない平均値を
    有し、yが約20より大きくない平均値を有し、bが約
    30より大きくない平均値を有し、そして−(OC_a
    H_2_a)_b−のポリオキシアルキレン含量が少な
    くとも平均75重量%のオキシエチレンからなる、特許
    請求の範囲第21項記載のオルガノシロキサン。 24 該共重合体のR基がメチルである、特許請求の範
    囲第21項記載のオルガノシロキサン。 25 該共重合体のrが0である、特許請求の範囲第2
    1項記載のオルガノシロキサン。 26 該共重合体のrが1である、特許請求の範囲第2
    1項記載のオルガノシロキサン。 27 該共重合体のGが炭素原子1〜12個を有する1
    価の炭化水素基である、特許請求の範囲第21項記載の
    オルガノシロキサン。 28 Gが炭素原子1〜4個のアルキルである、特許請
    求の範囲第27項記載のオルガノシロキサン。 29 Gがアリールである、特許請求の範囲第27項記
    載のオルガノシロキサン。 30 Gがアラルキルである、特許請求の範囲第27項
    記載のオルガノシロキサン。 31 GがR゜゜C(O)−であり、但しR゜゜は炭素
    原子1〜12個を有する1価の炭化水素基である、特許
    請求の範囲第21項記載のオルガノシロキサン。 32 GがR゜゜NHC(O)−であり、但しR゜゜は
    炭素原子1〜12個を有する1価の炭化水素基である、
    特許請求の範囲第21項記載のオルガノシロキサン。 33 該オルガノシロキサンが、平均組成、▲数式、化
    学式、表等があります▼〔式中、Meはメチルであり;
    Gは有機性キャップであり;eは2〜6の値を有し;c
    は2〜6の値を有し;xは約10〜約200の平均値を
    有し;yは約2〜約100の平均値を有し;zは約2〜
    約30の平均値を有し;aは2〜4の値を有するが、但
    し−(OC_aH_2_a)_b−の平均20〜約75
    重量%はオキシエチレン単位から構成され;そしてbは
    −(OC_aH_2_a)_b−の平均分子量が約10
    00〜約6000であるような平均値を有する〕を有す
    るポリメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合
    体であることを特徴とする特許請求の範囲第21項記載
    のスルホラニルオキシアルキル−置換されたオルガノシ
    ロキサン。 34 該オルガノシロキサンが、平均組成、▲数式、化
    学式、表等があります▼〔式中、Meはメチルであり;
    R゜゜は炭素原子1〜12個を有する1価の炭化水素基
    であり;xは約20〜約100の平均値を有し;yは約
    2〜約30の平均値を有し;zは約2〜約10の平均値
    を有し;そしてm及びnは正数であり、その平均値は鎖
    −(OC_2H_4)_n(OC_3H_6)_m−の
    平均分子量が約1000〜約6000であり且つ該鎖の
    オキシエチレン平均含量が約20〜約65重量%である
    ような値である〕を有するポリシロキサン−ポリオキシ
    アルキレン共重合体であることを特徴とする特許請求の
    範囲第33項記載のスルホラニルオキシアルキル−置換
    されたオルガノシロキサン。 35 該共重合体がR゜゜が炭素原子1〜4個のアルキ
    ルである、特許請求の範囲第34項記載のオルガノシロ
    キサン。 36 R゜゜がメチルである、特許請求の範囲第35項
    記載のオルガノシロキサン。 37 該オルガノシロキサンが、平均組成、▲数式、化
    学式、表等があります▼〔式中、Meはメチルであり;
    Gは有機性キャップであり;eは2〜6の値を有し;c
    は2〜6の値を有し;xは0または約20より大きくな
    い平均値を有する正数であり;yは約2〜約20の平均
    値を有し、zは約2〜約30の平均値を有し:bは約3
    〜約30の平均値を有し;そしてaは2〜4の値を有す
    るが、但しポリオキシアルキレン鎖、−(OC_aH_
    2_a)_b−の少なくとも平均75重量%はオキシエ
    チレン単位から構成されている〕を有するポリメチルシ
    ロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体であることを
    特徴とする特許請求の範囲第24項記載のスルホラニル
    オキシアルキル−置換されたオルガノシロキサン。 38 該オルガノシロキサンが、平均組成、▲数式、化
    学式、表等があります▼〔式中、Meはメチルであり;
    R゜゜は炭素原子1〜12個を有する1価の炭化水素基
    であり;xは0または約10より大きくない平均値を有
    する正数であり;yは約2〜約10の平均値を有し;z
    は約2〜約15の平均値を有し;そしてbは約4〜約1
    5の平均値を有する〕を有するポリメチルシロキサン−
    ポリオキシアルキレン共重合体であることを特徴とする
    特許請求の範囲第37項記載のスルホラニルオキシアル
    キル−置換されたオルガノシロキサン。 39 該共重合体のxが正数である、特許請求の範囲第
    38項記載のオルガノシロキサン。 40 該共重合体のxが0である、特許請求の範囲第3
    8項記載のオルガノシロキサン。 41 該共重合体のR゜゜が炭素原子1〜4個のアルキ
    ルである、特許請求の範囲第38項記載のオルガノシロ
    キサン。 42 R゜゜がメチルである、特許請求の範囲第41項
    記載のオルガノシロキサン。
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