KR100407082B1 - 실리콘폴리에테르계면활성제 - Google Patents

실리콘폴리에테르계면활성제 Download PDF

Info

Publication number
KR100407082B1
KR100407082B1 KR1019960069845A KR19960069845A KR100407082B1 KR 100407082 B1 KR100407082 B1 KR 100407082B1 KR 1019960069845 A KR1019960069845 A KR 1019960069845A KR 19960069845 A KR19960069845 A KR 19960069845A KR 100407082 B1 KR100407082 B1 KR 100407082B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyether
molecular weight
average molecular
sio
surfactants
Prior art date
Application number
KR1019960069845A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19980050997A (ko
Inventor
마이클 알렌 스탄가
로버트 에드워드 스티븐스
케빈 데일 와어어즈
완다 웰스 라우스처
로버트 에이치 위트마쉬
빅키 수 코브
Original Assignee
다우 코닝 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다우 코닝 코포레이션 filed Critical 다우 코닝 코포레이션
Publication of KR19980050997A publication Critical patent/KR19980050997A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100407082B1 publication Critical patent/KR100407082B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/46—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing polyether sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0008—Foam properties flexible
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S516/00—Colloid systems and wetting agents; subcombinations thereof; processes of
    • Y10S516/905—Agent composition per se for colloid system making or stabilizing, e.g. foaming, emulsifying, dispersing, or gelling
    • Y10S516/906—The agent contains organic compound containing silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 다음의 화학식 1을 갖는 실록산-옥시알킬렌 공중합체 계면활성제에 관한 것이다.
[화학식 1]
MDxD'yM
상기 화학식에서,
M은 (CH)3SiO1/2또는 R(CH3)2SiO1/2를 나타내고,
D는 (CH3)2SiO2/2를 나타내며,
D'는 (CH)3RSiO2/2를 나타내고,
x+y값은 48 내지 220이며,
x/y비는 5 내지 15이고,
R은 (1) 평균 분자량 2300 내지 3400의 -CnH2nO(C2H4O)a(C3H6O)bR'(여기서, n은 3 내지 4이며 a/b비는 0.5 내지 1.3이고, R'은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 또는 -C(O)CH3이다) 및 (2) 평균 분자량 750 내지 1400의 -Cn'H2n'O(C2H4O)a'(C3H6O)b'R'(여기서, n'는 3 내지 4이고, a'는 에틸렌 옥사이드 잔기가 폴리에테르의 알킬렌 옥사이드 잔기의 30 내지 100중량%로 구성되게 하는 숫자이며, b'는 프로필렌 옥사이드 잔기가 폴리에테르의 알킬렌 옥사이드 잔기의 0 내지 70중량%로 구성되게 하는 숫자이며, R'은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 -C(O)CH3이다)으로 구성된 그룹에서 선택된 폴리에테르 함유 치환체이며, 조성물에서 전체 폴리에테르 함유 치환체 R의 혼합물 평균 분자량은 1500 내지 2200 범위에 있으며 전체 EO/PO 몰 비는 0.65 내지 1.2이다. 본 계면 활성제는 가요성 폴리우레탄 슬라브원료 발포물 제조에 유용하다.

Description

실리콘 폴리에테르 계면활성제
본 발명은 실록산 주쇄와 옥시알킬렌 펜단트 그룹을 가지는 실리콘 계면활성제에 관한 것이다. 본 발명의 계면활성제는 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조에 유용하다.
폴리우레탄 발포체 제조시에 중합체 형성 화학 반응이 충분히 완료되어서 발포체가 자체 지지되어 붕괴되지 않도록 발포체를 안정화시키기 위한 계면활성제가 필요하다.
상기 폴리우레탄 발포체 제조용 실리콘 폴리에테르 계면활성제는 대체로 실록산 주쇄와 폴리에테르 펜단트 그룹을 갖는 물질이다. 이들 계면활성제에는 두가지 종류, 즉 가수분해성 및 비가수분해성 계면활성제가 있다. 폴리에테르 펜단트 그룹이 Si-C 결합을 통해 실록산 주쇄에 결합되어 있는 비가수분해성 계면활성제는 일반적으로 효율은 높으나 가공범위가 협소하며, 폴리에테르 펜단트 그룹이Si-OC 결합을 통해 실록산 주쇄에 결합되어 있는 가수분해성 계면활성제는 일반적으로 폭 넓은 가공범위를 가지나 효율이 불량하다.
본 발명은 가요성 폴리우레탄 슬랩원료(slabstock) 발포체의 형성시, 특히 수분을 다량 함유하고 이소시아네이트 지수가 낮은 배합물에서 탁월한 유화능력, 효율 및 가공범위를 갖는 비가수분해성 실리콘 계면활성제를 제공한다. 게다가, 본 발명의 실리콘 계면활성제를 사용하여 제조한 발포체는 다른 계면활성제를 사용하여 제조한 발포체에 비해서 더 섬세한 셀 구조(cell structure)를 유지하면서도 더 우수한 기포 높이(foam height)를 나타낸다.
본 발명의 계면활성제는 다음 평균 화학식 1의 물질의 조성물이다.
[화학식 1]
MDxD'yM
위의 화학식 1에서,
M은 (CH3)3SiO1/2또는 R(CH3)2SiO1/2이고,
D는 (CH3)2SiO2/2이며,
D'는 (CH3)RSiO2/2이고,
x+y 값은 48 내지 220이며,
x/y 비는 5 내지 15이고,
R은 (1) 중량 평균 분자량이 2300 내지 3400인 -CnH2nO(C2H4O)a(C3H6O)bR' 잔기[여기서, n은 3 내지 4이며, a/b 비는 0.5 내지 1.3이고, R'는 수소, 탄소수 1내지 4의 알킬 그룹 또는 -C(O)CH3이다] 및 (2) 중량 평균 분자량이 750 내지 1400인 -Cn'H2n'O(C2H4O)a'(C3H6O)b'R' 잔기[여기서, n'는 3 내지 4이며, a'는, 에틸렌 옥사이드 잔기가 폴리에테르의 알킬렌 옥사이드 잔기의 30 내지 100중량%를 구성하도록 하는 수이고, b'는, 프로필렌 옥사이드 잔기가 폴리에테르의 알킬렌 옥사이드 잔기의 0 내지 70중량%를 구성하도록 하는 수이며, R'는 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬그룹 또는 -C(O)CH3이다]로 이루어진 그룹으로부터 선택된 폴리에테르 함유 치환체이다.
또한, 본 발명의 화학식 1의 계면활성제 조성물은 중량 평균 분자량이 2300 내지 3400인 폴리에테르 함유 치환체 R과 중량 평균 분자량이 750 내지 1400인 폴리에테르 함유 치환체 R을 함유하며, 화학식 1의 조성물에서 전체 폴리에테르 함유 치환체 R의 혼합물(blend) 평균 분자량은 1500 내지 2200이며 두 폴리에테르에서 프로필렌 옥사이드(PO) 잔기에 대한 에틸렌 옥사이드(EO) 잔기의 전체비, 즉 전체 EO/PO 몰 비는 0.65 내지 1.2이다.
광범위한 본 발명의 조성물중에 바람직한 다수의 물질이 있다. 바람직한 물질은 평균 화학식 MD44-63D'5.5-12.5M을 가진다. 이 부류 내에 있는 가장 바람직한 물질은 평균 화학식 MD60-62D'7-8M을 갖는다. 중량 평균 분자량이 2300 내지 3400인 폴리에테르 함유 치환체 R은 -C3H6O(C2H4O)a(C3H6O)bR' 잔기가 바람직하며 여기서 a/b비는 1.0이고 중량 평균 분자량은 약 3100이다. R'는 -C(O)CH3가 바람직하다.
중량 평균 분자량이 750 내지 1400인 폴리에테르 함유 치환체 R은 에틸렌 옥사이드 잔기를 약 43중량% 함유하고 중량 평균 분자량이 약 1250인 -C3H6O(C2H4O)a(C3H6O)bR' 잔기가 바람직하다. R'는 -C(O)CH3가 바람직하다.
본 발명의 화학식 1의 조성물에서 폴리에테르 함유 치환체 R의 혼합물 중량평균 분자량은 1650 내지 1900가 바람직하다. 전체 평균 EO/PO ahf 비는 약 1.0이 바람직하다.
폴리알킬렌 옥사이드 펜단트 그룹을 갖는 비가수분해성 계면활성제의 합성과정은 잘 알려져 있다. 대표적인 과정은 미국 특허 제4,147,847호 및 제4,855,379호에 상술되어 있다.
대표적으로, 본 발명의 계면활성제는 클로로플라틴산과 같은 하이드로실화 촉매의 존재하에 적절히 선택된 알릴 옥시알킬렌 폴리에테르 혼합물과 평균 화학식 M*DxD"yM*의 폴리하이드리도실록산을 반응시킴으로써 제조된다. 폴리하이드리도실록산에 대한 화학식에서 M*는 (CH3)2SiO1/2또는 (H)(CH3)2SiO1/2이며, D는 위에서 정의된 바와 같고, D"는 (CH3)(H)SiO2/2이다. 알릴 옥시알킬렌 폴리에테르는 말단 비닐 그룹을 가지며 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 이들 둘다로부터 유도된 여러 단위를 함유하는 폴리에테르이다. 반응물을 일반적으로 톨루엔 또는 이소프로판올(2-프로판올)과 같은 용매에서 혼합하고, 약 70 내지 85℃로 가열한 다음, 이후에 촉매를 첨가하며, 이때 약 10 내지 15℃의 온도 상승이 관찰되며, 마지막으로 혼합물에서 샘플을 취해서 알콜과 염기를 가하고 발생된 수소를 측정함으로써 SiH 그룹을 분석한다. 휘발성 용매가 사용된 경우 진공상태에서 제거된다.
평균 화학식 M*DxD"yM*의 폴리하이드리도실록산은 당해 분야에서 공지된 방식으로 제조된다. M*가 (CH3)3SiO1/2인 경우에 헥사메틸디실록산과 같은 알킬디실록산, 폴리하이드리도실록산 중합체 및 옥타메틸사이클로테트라실록산과 같은 알킬사이클로실록산은 황산과 같은 강산의 존재하에서 반응된다. M*가 (H)(CH3)2SiO1/2인 경우에 디하이드리도테트라메틸디실록산과 같은 하이드리도알킬디실록산, 폴리하이드리도실록산 중합체 및 옥타메틸사이클로테트라실록산과 같은 알킬사이클로실록산이 황산과 같은 강산의 존재하에서 반응된다.
폴리에테르로도 언급되는 알릴 옥시알킬렌 폴리에테르는 당해 분야에서 공지된 방식으로 유사하게 제조된다. 임의로 1번 위치나 2번 위치에 치환체가 있는 알릴 알콜은 염기 촉매의 존재하에서 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 이들 둘다와 배합되어서 말단 하이드록실 그룹을 갖는 목적하는 폴리에테르를 수득한다. 이것은 각각 메틸 할라이드 또는 아세트산 무수물과 같은 알킬화제 또는 아실화제와의 추가 반응에 의해 캡핑(capping)되어서 알콕시 또는 아세틸 말단 그룹을 수득할 수 있다. 수소, 알콕시 그룹 또는 알킬 또는 아릴 그룹을 포함하는 다른 말단캡(cap)이 사용될 수 있다.
본 발명의 계면활성제는 당해 분야에서 공지된 방식으로 가요성 폴리우레탄발포체의 제조에 사용된다. 본 발명의 계면활성제를 사용하여 폴리우레탄 발포체를 제조할 때 하나 이상의 폴리올, 바람직하게는 폴리알킬렌 에테르 폴리올이 우레탄 결합을 제공하기 위해서 폴리이소시아네이트와의 반응에 사용된다. 이러한 폴리올은 통상 분자당 평균 2.1 내지 3.5개의 하이드록실 그룹을 가진다. 폴리우레탄 조성물의 성분으로서 적합한 폴리올의 예는 폴리알킬렌 에테르와 폴리에스테르 폴리올이다. 바람직한 폴리알킬렌 에테르 폴리올은 폴리(에틸렌 옥사이드) 및 폴리(프로필렌 옥사이드) 중합체와 같은 폴리(알킬렌 옥사이드) 중합체, 및 디올 및 트리올을 포함하는 다가 화합물로부터 유도된 말단 하이드록실 그룹을 갖는 공중합체를 포함한다. 예를 들면, 이들 중에는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부탄 디올, 1,4-부탄 디올, 1,6-헥산 디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 글리세롤, 디글리세롤, 트리메틸올 프로판 및 저분자량의 폴리올이 있다.
본 발명을 실시함에 있어서, 단일 고분자량 폴리에테르 폴리올이 사용될 수 있다. 또한, 2관능성 및 3관능성 물질의 혼합물과 같은 고분자량의 폴리에테르 폴리올의 혼합물 및/또는 상이한 분자량 또는 상이한 화학 조성의 물질이 사용될 수 있다.
유용한 폴리에스테르 폴리올은 디카르복실산을 과량의 디올과 반응시킴으로써, 예를 들면, 아디프산을 에틸렌 글리콜이나 부탄디올과 반응시키거나 카프로락톤을 프로필렌 글리콜과 반응시키는 것과 같은 락톤을 과량의 디올과 반응시킴으로써 생성되는 것도 포함한다.
폴리에테르 및 폴리에스테르 폴리올 이외에도, 마스터배치 또는 예비 혼합(premix) 조성물이 중합체 폴리올을 함유하는 일이 종종 있다. 중합체 폴리올이 폴리우레탄 발포체에 사용되어 발포체의 변형에 대한 내성을 증가시킨다. 즉, 발포체의 하중에 대한 내성을 증가시킨다. 최근에 하중에 대한 내성을 향상시키기 위해서 두 가지 상이한 종류의 중합체 폴리올이 사용된다. 그래프트 폴리올로 기술되는 제1 형태는 비닐 단량체가 그래프트 공중합된 트리올로 구성된다. 스티렌 및 아크릴로니트릴이 유용한 단량체이다. 폴리우레아 변성 폴리올인 제2 형태는 디아민과 TDI의 반응에 의해 형성된 폴리우레아 분산액을 함유하는 폴리올이다. TDI는 과량으로 사용되기 때문에 일부 TDI는 폴리올과 폴리우레아 모두와 반응할 수 있다. 제2 형태의 중합체 폴리올은 폴리올내에서 TDI와 알칸올아민의 동일계 중합에 의해 형성된 PIPA 폴리올이라 불리는 변형태를 가진다. 하중에 대한 내성의 필요 조건에 따라 중합체 폴리올은 마스터배치의 폴리올 부분의 20 내지 80%를 차지할 수 있다.
폴리우레탄 생성물은, 예를 들면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트("TDI") 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트("MDI")를 포함한 당해 분야에서 널리 공지된 적합한 유기 폴리이소시아네이트를 사용하여 제조된다. 시판중인 혼합물로서 특히, 2,4- 및 2,6-TDI를 단독으로 또는 조합해서 사용하면 적합하다. 다른 적합한 이소시아네이트로는 고급 폴리이소시아네이트 이성체 및 동족체와 함께 약 60%의 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 함유하는 PAPI로서 알려지기도 한 "미정제 MDI"로 시중에 공지된 디이소시아네이트의 혼합물이 있다. 폴리이소시아네이트와 폴리에테르 또는 폴리에스테르 폴리올이 부분적으로 예비 반응된 혼합물을 포함하는 폴리이소시아네이트의 "예비중합체"가 또한 적합하다.
본 발명에서 유용한 적합한 우레탄 촉매는 당해 분야의 숙련자에게 잘 알려져 있으며 트리에틸렌 디아민, N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸에탄올아민 및 비스디메틸아미노디에틸에테르와 같은 3급 아민, 및 주석 옥토에이트, 주석 아세테이트, 주석 올레에이트, 주석 라우레이트, 디부틸주석 디라우레이트와 같은 유기 주석 화합물 및 기타 주석염을 포함한다.
가요성 폴리우레탄 발포체 배합물에서 발견될 수 있는 다른 전형적 제제는 에틸렌 글리콜 및 부탄디올과 같은 쇄연장제; 디에탄올아민, 디이소프로판올아민, 트리에탄올아민 및 트리프로판올아민과 같은 가교결합제; 및 특히 물, 액체 이산화탄소, 아세톤, 펜탄, 트리클로로에탄, 메틸렌 클로라이드, 트리클로로플루오로메탄 등과 같은 발포제를 포함한다.
발포체에 특정 특성을 부여하기 위해서 다른 첨가제가 사용될 수 있다. 예를 들면, 난연제, 착색제, 충전제 및 경도 개질제이다.
본 발명의 폴리우레탄 발포체는 당해 분야에 공지된 가공 기술중 하나, 특히 "원샷(one shot)" 기술에 의해서 형성될 수 있다. 이 방법에 따르면 발포물은 폴리이소시아네이트와 폴리올을 발포작업과 동시에 반응시킴으로써 획득된다. 하나이상의 발포제, 폴리올, 물 및 촉매 성분과의 예비 혼합물로서 반응 혼합물에 계면활성제를 첨가하는 것이 편리할 경우도 종종 있다.
발포체 배합물의 각종 성분의 상대량은 그다지 중요하지 않다. 폴리올과 폴리이소시아네이트는 발포체 생성 배합물에서 주성분이다. 혼합물에서 이들 두 성분의 상대량은 이 분야에서 널리 공지되어 있다. 발포제, 촉매 및 계면활성제는 반응 혼합물을 발포시키기에 충분한 정도의 소량으로 각각 존재한다. 촉매는 촉매량, 즉 상당한 속도로 우레탄과 우레아를 생성시키는 반응을 촉진시키는데 필요한 양으로 존재하며, 계면활성제는 목적하는 특성을 부여하고 반응하는 발포체를 안정화시키기에 충분한 양, 예컨대 0.4 내지 2pphpp로 존재한다.
전형적인 제조방법에서, 폴리올, 물, 계면활성제, 아민 촉매 및 임의의 발포제를 함께 혼합한 다음, 주석 촉매를 교반하면서 첨가하고 최종적으로 톨루엔 디이소시아네이트를 혼합하고 조성물을 발포 및 중합시킨다.
본 발명에 따라 제조된 가요성 폴리우레탄 발포체는 종래의 폴리우레탄 발포체와 같은 동일분야에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 발포체는 직물의 안심(interliner), 쿠션, 매트리스, 패딩, 카페트 밑깔개, 포장재, 개스킷, 밀폐장치 및 단열재 등의 제조에 유익하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 실리콘 계면활성제를 함유하는 일반적인 폴리우레탄 가요성 슬랩원료 발포체 배합물은 다음 성분을 중량부로 포함한다:
가요성 슬랩원료 발포체 배합물
폴리올 100
실리콘 계면활성제 0.4-2
물 2-7
보조 발포제 0-20
아민 우레탄 촉매 0.05-0.3
주석 우레탄 촉매 0.1-0.35
이소시아네이트 지수(바람직하게는, TDI) 85-120
4) 별도의 250mL들이 플라스틱 비이커에서 TDI(톨루엔 디이소시아네이트)를 계량한다.
5) DABCOTMT-10 촉매(제조원: Air Products and Chemicals, Inc.)를 예비 혼합물 컵에 첨가하고 2000rpm의 전자 혼합기로 10초 동안 혼합한다. DABCOTMT-10 촉매는 주석 옥토에이트 50% 희석액이다.
6) TDI 비이커의 내용물을 예비 혼합물 컵에 붓고 즉시 2000rpm의 전자 혼합기로 7초 동안 혼합한다.
7) 전자 혼합기가 예비 혼합물과 TDI를 함유한 컵의 내용물을 혼합하기 시작할 때 스톱워치가 개시된다.
8) 넘치는 것을 피하기 위해 가능한 용기의 바닥 가까이에 컵 뚜껑을 유지하면서 혼합물을 용기에 붓는다.
9) 컵내에 남아있는 물질을 계량한다.
10) 각 발포체에 대해서 다음 데이터를 수득한다:
완전 상승시간, 완전 상승높이 및 16시간후 완전 경화높이
11) 16시간 후에 발포체를 절단한다.
크기가 2 × 2 × 1inch(5.08 × 5.08 × 2.5cm)인 샘플을 공기 흐름 및 밀도 측정을 위해서 발포체의 상부와 하부에서 취한다. 하부는 발포체 바닥으로부터 1.5inch(3.81cm)이며 상부는 발포체 바닥으로부터 7.5inch(19.05cm)이다.
실시예 1
다음 계면활성제를 사용하여 상기 절차에 따라서 폴리우레탄 발포체를 제조한다. 이들 발포체는 상자를 사용하여 제조된다.
계면활성제 A와 B는 오시 스페셜티, 인코포레이티드(OSi Specialties, Inc.로)에서 시판하는 실리콘 계면활성제이다. 이들은 비교용으로 사용된다.
계면활성제 C와 D는 티에이취 골드슈미트 아게(Th Goldschmidt AG)에서 시판하는 실리콘 계면활성제이다. 이들은 비교용으로 사용된다.
계면활성제 E는 에어 프러덕츠 앤드 케미칼즈, 인코포레이티드(Air Products and Chemicals, Inc.)에서 시판하는 실리콘 계면활성제이다. 이들은 비교용으로 사용된다.
계면활성제 F는 본 발명의 실리콘 계면활성제로서 x+y가 68인 실리콘 주쇄를 가지며 x/y 비는 8이다. -C(O)CH3말단 그룹을 갖는 두 개의 폴리에테르 함유 치환체는 펜단트이다. 전체의 35중량%로 존재하는 치환체는 분자량이 약 3100이며 a/b비가 1.0이다. 전체의 65중량%로 존재하는 치환체는 분자량이 약 1250이며 a'/b'비가 1.0이다.
상기 계면활성제 각각을 사용하여 제조된 발포체의 성능은 표 1에 기술된다. 표 1에서, 용어들은 다음 의미를 가진다:
"완전 상승높이" = 발포체의 상승동안 수득된 최대높이(단위, mm)
"완전 경화높이" = 16 내지 24시간 동안 실온에서 경화시킨 후 발포체의 최대높이(단위, mm)
"상부 공기흐름" = 발포체의 상부에서 취한 크기가 2 × 2 × 1inch(5.08 × 5.08 × 2.54cm)인 발포체 샘플을 통과하는 0.5inch(12.7mm) 물의 배압(back pressure)에서 공기흐름(단위, ft3/min)
"하부 공기흐름" = 발포체 하부에서 취한 크기가 2 × 2 × 1inch(5.08 × 5.08 × 2.54cm)인 발포체 샘플을 통과하는 0.5inch(12.7mm) 물의 배압에서 공기흐름(단위, ft3/min)
"셀 카운트" = 발포체 샘플의 1inch(2.54cm)당 셀의 평균수
[표 1]
표 1은 계면활성제 A, D 및 E가 낮은 공기흐름과 큰 셀을 갖는 발포체를 제공한다는 것을 보여준다. 계면활성제 B와 C는 양호한 공기흐름 및 셀 구조를 제공하지만 낮은 높이의 발포체는 제공한다. 단지 본 발명의 계면활성제 F만이 미세한 셀 구조, 높은 공기흐름 및 높은 높이를 갖는 발포체를 제공하는데, 이는 전적으로 우수한 가요성 발포체 때문이다.
실시예 2
표 2에 기술된 계면활성제를 사용하여 위에서 기술된 절차에 따라서 폴리우레탄 발포체를 제조한다(이들 발포체는 버켓에서 제조된다). 계면활성제는 화학식 1의 화합물이며, 여기서, M은 (CH3)3SiO1/2이며, D는 (CH3)2SiO2/2이며, D'는 (CH3)RSiO2/2이며, R은 (1) 중량 평균 분자량이 약 3100인 -C3H6O(C2H4O)a(CaH6O)bC(O)CH3및 (2) 중량 평균 분자량이 약 1250인 -C3H6O(C2H4O)a'(CaH6O)b'C(O)CH3로 이루어진 그룹으로부터 선택된 폴리에테르 함유 치환체이다. x, y, a, b, a', b' 값과 조성물에서 폴리에테르 함유 치환체 R의 혼합물 평균 분자량 및 각 계면활성제에서 전체 EO/PO 몰 비는 표 2에 열거된다.
[표 2]
Mw=중량 평균 분자량
발포체 배합물에서 계면활성제 F 내지 W의 사용으로 모두 양호한 발포체를 만든다. 전체 EO/PO 몰 비가 1.4인 계면활성제 X는 조악한 셀과 낮은 공기흐름을가지는 발포체를 제공한다.
실시예 3
표 3에서 기술된 계면활성제를 사용하여 위에서 기술된 절차에 따라서 폴리우레탄 발포체를 제조한다. 계면활성제들은 표 2에서 사용된 것과 동일한 화학식을 가진다. x, y, a, b, a', b'값, 조상물에서 폴리에테르 함유 치환체 R의 혼합물 평균 분자량 및 각 계면 활성제에서 전체 EO/PO 몰 비는 표 3에 열거된다.
[표 3]
이후에 발포체의 완전 상승높이, 완전 경화높이, 진정%, 상부 공기흐름 및 하부 공기흐름이 위에서 기술된 절차에 따라서 측정된다. 측정결과는 표 4에 기록된다.
[표 4]
발포체 배합물에서 본 발명의 계면활성제를 사용하면 붕괴하거나 불량한 발포체 특성을 갖는 계면활성제 A' 내지 F'에 비해서 양호한 발포체가 생성된다.

Claims (1)

  1. 다음 화학식 1의 물질의 조성물.
    화학식 1
    MDxD'yM
    위의 화학식 1에서,
    M은 (CH3)3SiO1/2또는 R(CH3)2SiO1/2이고,
    D는 (CH3)2SiO2/2이며,
    D'는 (CH3)RSiO2/2이고,
    x+y 값은 48 내지 220이며,
    x/y 비는 5 내지 15이고,
    R은 (1) 중량 평균 분자량이 2300 내지 3400인 -CnH2nO(C2H4O)a(C3H6O)bR' 잔기[여기서, n은 3 내지 4이며, a/b 비는 0.5 내지 1.3이고, R'는 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 또는 -C(O)CH3이다] 및 (2) 중량 평균 분자량이 750 내지 1400인 -Cn'H2n'O(C2H4O)a'(C3H6O)b'R' 잔기[여기서, n'는 3 내지 4이며, a'는, 에틸렌 옥사이드 잔기가 폴리에테르의 알킬렌 옥사이드 잔기의 30 내지 100중량%를 구성하도록 하는 수이고, b'는, 프로필렌 옥사이드 잔기가 폴리에테르의 알킬렌 옥사이드 잔기의 0 내지 70중량%를 구성하도록 하는 수이며, R'는 수소, 탄소수 1 내지 4의알킬 그룹 또는 -C(O)CH3이다]로 이루어진 그룹으로부터 선택된 폴리에테르 함유 치환체이고, 조성물에서 폴리에테르 함유 치환체 R의 혼합물 평균 분자량은 1500 내지 2200이며, 전체 EO/PO 몰 비는 0.65 내지 1.2이다.
KR1019960069845A 1995-12-22 1996-12-21 실리콘폴리에테르계면활성제 KR100407082B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57758895A 1995-12-22 1995-12-22
US08/577,588 1995-12-22
US08/762,846 1996-12-10
US08/762,846 US5830970A (en) 1995-12-22 1996-12-10 Silicone polyether surfactants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980050997A KR19980050997A (ko) 1998-09-15
KR100407082B1 true KR100407082B1 (ko) 2004-04-03

Family

ID=27077285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960069845A KR100407082B1 (ko) 1995-12-22 1996-12-21 실리콘폴리에테르계면활성제

Country Status (7)

Country Link
US (2) US5830970A (ko)
EP (1) EP0780415B1 (ko)
JP (2) JPH09279038A (ko)
KR (1) KR100407082B1 (ko)
CN (1) CN1090987C (ko)
DE (1) DE69626368T2 (ko)
MX (1) MX9700178A (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69634528T2 (de) * 1995-10-06 2006-03-23 Mitsubishi Chemical Corp. Polyalkoxysiloxane und Verfahren zu deren Herstellung
US5830970A (en) * 1995-12-22 1998-11-03 Dow Corning Corporation Silicone polyether surfactants
CA2293172A1 (en) * 1999-01-05 2000-07-05 Fumio Kawakubo Method of producing reactive silicon group-containing polyether oligomers
US6245824B1 (en) * 1999-09-01 2001-06-12 Air Products And Chemicals, Inc. Silicone surfactants for making polyurethane flexible molded foams
DE19957747A1 (de) * 1999-12-01 2001-06-28 Goldschmidt Ag Th Verwendung von Siliconpolyether-Copolymeren bei der Herstellung von Polyurethan-Kaltschäumen
US6632778B1 (en) * 2000-05-02 2003-10-14 Schlumberger Technology Corporation Self-diverting resin systems for sand consolidation
US8133930B2 (en) * 2003-04-25 2012-03-13 Dow Global Technologies Llc Polyurethane foams made from hydroxymethyl-containing polyester polyols
CN1308372C (zh) * 2003-05-15 2007-04-04 广州市白云化工实业有限公司 一种非离子型活性硅表面活性剂及其制备方法
WO2006047433A1 (en) * 2004-10-25 2006-05-04 Dow Global Technologies, Inc. Polyurethanes made from hydroxy-methyl containing fatty acids or alkyl esters of such fatty acids
US7507775B2 (en) * 2005-10-13 2009-03-24 Momentive Performance Materials Inc. Hydrolysis resistant organomodified disiloxane surfactants
US7652072B2 (en) * 2005-10-13 2010-01-26 Momentive Performance Materials Inc. Hydrolysis resistant organomodified disiloxane surfactants
CN100366661C (zh) * 2006-02-17 2008-02-06 浙江大学 一种带有长链聚醚链段硅烷偶联剂的合成方法
CN101821319B (zh) * 2007-08-10 2013-01-30 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 用于聚氨酯泡沫的有机硅共聚物表面活性剂
EP2254894B1 (en) * 2008-03-26 2013-09-18 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. An aqueous solution for applying to a channel and applying method
US8044109B2 (en) * 2008-04-03 2011-10-25 Momentive Performance Materials Inc. Polyurethane foams containing silicone surfactants
DE102009028041A1 (de) * 2009-07-27 2011-02-03 Wacker Chemie Ag Entschäumerformulierungen
US8198361B2 (en) * 2010-01-27 2012-06-12 Momentive Performance Materials Inc. Silicon polyethers and a method of producing the same
US8198337B2 (en) * 2010-01-27 2012-06-12 Momentive Performance Materials Inc. Demulsifier compositions and methods for separating emulsions using the same
US9758619B2 (en) 2011-08-25 2017-09-12 Dow Global Technologies Llc Process for making polyether alcohols having oxyethylene units by polymerization of ethylene carbonate in the presence of double metal cyanide catalysts
WO2017180741A1 (en) * 2016-04-12 2017-10-19 Evonik Degussa Gmbh Siloxane-oxyalkylene copolymer surfactant compositions
CN109134808B (zh) * 2018-08-07 2020-11-03 苏州思德新材料科技有限公司 基于有机硅泡沫稳定剂的阻燃聚氨酯海绵的制备方法
US20230049261A1 (en) * 2021-07-28 2023-02-16 Momentive Performance Materials Inc. Flexible foams comprising additives for improving hardness

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4147847A (en) * 1973-11-14 1979-04-03 Dow Corning Corporation Method of preparing flexible flame retardant polyether based one-shot polyurethane foams and compositions therefore
US3980688A (en) * 1974-09-20 1976-09-14 Union Carbide Corporation Polysiloxane-polyoxyalkylene block copolymers
JPS5284289A (en) * 1976-01-01 1977-07-13 Union Carbide Corp Polysiloxaneepolyoxyalkylene blockkcopolymer
DE3338106C1 (de) * 1983-10-20 1985-02-14 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen Verfahren zur Herstellung von Polyurethanhartschaeumen
DE3508292C1 (de) * 1985-03-08 1986-06-19 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen Verfahren zur Herstellung von Polyurethanweichschaeumen
US4855379A (en) * 1988-03-08 1989-08-08 Union Carbide Corporation Silicone surfactants containing cyclic siloxane pendants
US5145879A (en) * 1990-12-31 1992-09-08 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Surfactants for manufacture of urethane foams
US5432206A (en) * 1994-07-29 1995-07-11 Dow Corning Corporation Polyether silicone surfactants for the manufacture of urethane foams
US5489617A (en) * 1994-11-17 1996-02-06 Osi Specialties, Inc. High viscosity surfactants for the manufacture of polyurethane foams
US5525640A (en) * 1995-09-13 1996-06-11 Osi Specialties, Inc. Silicone surfactants for use in inert gas blown polyurethane foams
US5830970A (en) * 1995-12-22 1998-11-03 Dow Corning Corporation Silicone polyether surfactants
DE69624206T2 (de) * 1995-12-22 2003-04-17 Air Prod & Chem Ein Verfahren zur Herstellung von weichen Polyurethanschäumen

Also Published As

Publication number Publication date
US5981613A (en) 1999-11-09
DE69626368T2 (de) 2003-10-16
US5830970A (en) 1998-11-03
JP2006283039A (ja) 2006-10-19
EP0780415A2 (en) 1997-06-25
CN1171293A (zh) 1998-01-28
MX9700178A (es) 1997-12-31
EP0780415A3 (en) 1997-11-12
EP0780415B1 (en) 2003-02-26
JPH09279038A (ja) 1997-10-28
CN1090987C (zh) 2002-09-18
DE69626368D1 (de) 2003-04-03
KR19980050997A (ko) 1998-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100223377B1 (ko) 가요성 폴리우레탄 포옴의 제조방법
KR100407082B1 (ko) 실리콘폴리에테르계면활성제
KR100193922B1 (ko) 폴리에테르 실리콘 계면 활성제를 사용한 폴리우레탄 포옴의 제조 방법
KR100279492B1 (ko) 폴리우레탄가요성포옴및경질포옴용의저방출성기포개방계면활성제
EP2183301B1 (en) Silicone copolymer surfactants for use in polyurethane foams
JP2010504399A (ja) 修正されたシリコーン界面活性剤を有するポリウレタン発泡体組成物
EP1095968A1 (en) Silicone surfactants for the production of open cell polyurethane flexible foams
US5130344A (en) Use of polysiloxane polyoxyalkylene block copolymers for the preparation of rigid polyurethane foams
US3272762A (en) Preparation of cellular polyurethanes in the presence of a siloxane-oxyalkylene copolymer
US6245824B1 (en) Silicone surfactants for making polyurethane flexible molded foams
US5908871A (en) Polyester polyurethane flexible slabstock foam made using reduced emission surfactant
JP4081235B2 (ja) ポリウレタン軟質成形フォームを製造するためのシリコーン界面活性剤
CN1069326C (zh) 制备柔性聚氨酯泡沫体的方法
KR20010057579A (ko) 폴리우레탄 연질 성형 발포체 제조용 실리콘 폴리에테르공중합체
JP2001106789A (ja) シリコーンポリエーテル共重合体及びそれらのポリウレタン軟質成形フォームにおける使用
MXPA97003173A (en) A method for preparing flexi polyurethane foams
MXPA96006623A (en) A method for preparing polyuretanoflexi foams

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131017

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141022

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151016

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161019

Year of fee payment: 14

EXPY Expiration of term