KR20010057579A - 폴리우레탄 연질 성형 발포체 제조용 실리콘 폴리에테르공중합체 - Google Patents

폴리우레탄 연질 성형 발포체 제조용 실리콘 폴리에테르공중합체 Download PDF

Info

Publication number
KR20010057579A
KR20010057579A KR1020000079757A KR20000079757A KR20010057579A KR 20010057579 A KR20010057579 A KR 20010057579A KR 1020000079757 A KR1020000079757 A KR 1020000079757A KR 20000079757 A KR20000079757 A KR 20000079757A KR 20010057579 A KR20010057579 A KR 20010057579A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
foam
group
silicone
formula
average value
Prior art date
Application number
KR1020000079757A
Other languages
English (en)
Inventor
아놀드2세앨런로버트
바티스데이비드로버트
프레이존허버트
Original Assignee
맥켈러 로버트 루이스
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 맥켈러 로버트 루이스, 다우 코닝 코포레이션 filed Critical 맥켈러 로버트 루이스
Publication of KR20010057579A publication Critical patent/KR20010057579A/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
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions 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; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/10—Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

본 발명은 유기 폴리이소시아네이트와 폴리올을 우레탄 촉매, 발포제로서의 물, 임의로 기포 개방제 및 화학식 1의 실리콘 계면활성제 기포 안정제의 존재하에 반응시킴으로써 폴리우레탄 연질 성형 발포체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
화학식 1
Me3Si(OSiMe2)x(OSiMeG)yOSiMe3
위의 화학식 1에서,
G는 화학식 -D(OR")mA의 그룹[여기서, D는 2가 유기 연결 라디칼이고, R"는 알킬렌 그룹이고, m은 평균 값이 1 내지 5이고, A는 -OR'" 또는 -OOCR'" 그룹(여기서, R'"는 메틸, 에틸 및 메틸과 에틸의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)이다]이고,
x는 평균 값이 1 내지 3이고,
y는 평균 값이 0.25 내지 1이고,
x/y의 값은 2.5 내지 5이고,
x+y의 값은 1.5 내지 3.5이다.

Description

폴리우레탄 연질 성형 발포체 제조용 실리콘 폴리에테르 공중합체{Silicone polyether copolymers useful for making polyurethane flexible molded foams}
본 발명은 기포 안정제로서 특정 실리콘 폴리에테르 공중합체를 사용하여 폴리우레탄 연질 성형 발포체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 표면 품질이 향상된 수 발포 폴리우레탄 연질 성형 발포체를 제조하는 방법을 제공한다.
폴리우레탄 발포체 제조방법은 다수의 액체 성분 또는 스트림으로 제조되는 수지 및 이소시아네이트 성분들을 혼합기로 계량 펌핑하여 격렬하게 혼합하고 분산시킴을 포함한다. 통상적인 제형은 이소시아네이트와 수지로 이루어진 2개의 스트림을 포함한다. 수지 스트림은 폴리올, 디에탄올아민(DEOA)과 같은 가교결합제, 계면활성제, 촉매, 물, 보조 발포제 및 기타 가능한 첨가제의 혼합물이다.
우수한 안정성을 나타내는 발포체는 보다 향상된 등방성 물리적 특성을 갖고 현존하는 장치를 사용하여 보다 쉽게 가공된다. 보다 구체적으로, 벌크, 벤트(vent) 및 전단 안정성이 우수한 성형 발포체는 발포체 내부 전체에 작고 균일한 기포 구조를 가짐을 특징으로 한다. 표면 안정화가 우수한 폴리우레탄 발포체는 발포체 외부 표면에 인접한 미세한 기포들의 층을 갖는다. 치수적으로 안정한 발포체, 통상적으로 연속 기포이기도 한 발포체는 금형으로부터 꺼낸 직후 감소된 수축 경향을 나타낸다. 비성형 연질 발포체는 우수한 벌크 안정화 및 치수 안정성이 요구되는데, 이러한 특성이 존재하지 않는 경우, 발포체 붕괴 및 치밀화를 야기한다. 연질 발포체 속의 첨가제를 덜 배출시킴으로써 자동차 전면 유리 내부에 대한 흐림을 감소시킬 수 있다.
과거에 벌크, 전단, 벤트, 표면 및 치수 안정성을 최적화하기 위해서 제형 변수를 선택하는 화학적 전략은 많은 적용에 있어서 매우 성공적이었다. 중요한 변수는 계면활성제와 촉매의 적절한 선택을 포함한다. 현재 발포체 산업은 이들의 전략을 발포체의 물리적 특성을 유지시키는 동시에 이의 원료 및/또는 가공 비용을 감소시키는 전략으로 바꾸었다. 접근법은 습윤 화학 약품을 덜 사용하거나 액체 이산화탄소를 주입함으로써 밀도를 감소시키고 비교적 고가의 그래프트 공중합체의 양을 감소시키고 TDI/MDI의 혼합물을 사용하고 이소시아네이트 말단 초기중합체를 혼입시킴을 포함한다. 이들 접근법은 모두 수반되는 첨가제에 대한 요구들이 증가하여 왔고, 이러한 요구가 공지된 선행 기술로는 완전히 충족시킬 수 없었다.
연질 폴리우레탄 발포체 제조용으로 사용되는 실리콘 계면활성제는 통상적으로 폴리디메틸실록산, 유기관능성 폴리디메틸실록산 또는 실록산 폴리에테르 공중합체이다.
미국 특허 제3,402,192호에는 폴리우레탄 발포체 제조에 유용한 폴리옥시알킬렌 실록산 측쇄 공중합체가 기재되어 있다.
미국 특허 제4,031,044호에는 폴리에테르계 고 탄성 연질 발포체를 제조하는 데 있어서 발포체 안정제로서 실록산옥시알킬렌 공중합체 계면활성제가 기재되어 있다. 미국 특허 제4,031,044호에는 매우 광범위한 부류의 구조가 교시되어 있지만, 본 발명과 밀접하게 관련되는 일반적인 부류는 화학식 Me3Si(OSiMe2)x(OSiMeG)yOSiMe3의 구조[여기서, G는 화학식 -D(OR")mA의 그룹(여기서, D는 알킬렌 그룹과 같은 2가 연결 그룹이고, R"는 에틸렌 및 부틸렌으로부터 선택된 그룹과 프로필렌 그룹으로 이루어지고, 여기서 에틸렌과 부틸렌의 양은 총 (OR") 그룹의 35중량% 미만이고, m은 평균 값이 1 내지 15이고, A는 -OR'-, -OOCR' 또는 OOCOOR' 그룹(여기서, R'는 탄화수소 및 하이드로카본옥시 그룹으로부터 선택된 지방족 불포화가 없는 그룹이다)이다)이고, x의 평균 값이 0 내지 7인 경우, y의 평균 값은 1 내지 5이고; x가 0인 경우, y는 1 내지 5이고; x가 1 또는 2인 경우, y는 1 내지 4이고; x가 3 또는 4인 경우, y는 1 내지 3이며; x가 5인 경우, y는 1 내지 2이고; x가 6 또는 7인 경우, y는 1이다]일 수 있다. 특정 양태에 대해서는 실시예 7을 참고한다.
미국 특허 제4,139,503호에는 고 탄성 연속 기포 폴리우레탄 발포체를 제조하는 데 있어서 폴리올 100g당 0.01 내지 2g의 특정 실록산 성분의 사용이 기재되어 있다. 당해 특허는 단지 폴리디메틸실리콘에 대한 예만 보여준다.
미국 특허 제4,347,330호에는 폴리실록산-폴리옥시알킬렌 공중합체, 폴리메틸실록산 및, 폴리에테르 폴리올의 80중량% 이상의 양으로 폴리옥시에틸렌 그룹을함유하는 폴리에테르 폴리올 기포 개질제로 이루어진 3개의 기포 개질제를 혼입시킴으로써 향상된 고 탄성 연속 기포 연질 성형 폴리우레탄 발포체가 기재되어 있다.
미국 특허 제4,690,955호에는, 연질 성형 발포체를 안정화시키기 위해서 하이드록시 알콕시 캡핑제와 혼합된 실록산 폴리에테르 공중합체 계면활성제가 기재되어 있다.
미국 특허 제5,633,292호에는 알콕시 치환체가 아닌 알킬 치환체를 함유하는 계면활성제를 사용하여 고 탄성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
본 발명은 연질 폴리우레탄 발포체 표면 품질을 향상시키는 특정 구조 범위에 속하는 좁은 부류의 실리콘 폴리에테르 공중합체의 용도를 포함한다.
본 발명은 특정 구조 범위에 속하는 특정 부류의 실리콘 폴리에테르 공중합체 계면활성제를 사용하여 폴리우레탄 연질 성형 발포체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 당해 방법은 유기 폴리이소시아네이트와 폴리올을 촉매 조성물, 발포제, 실리콘 폴리에테르 공중합체 계면활성제 기포 안정제 및 임의의 기포 개방제(cell opening agent)의 존재하에 반응시킴을 포함한다. 적합한 실리콘 폴리에테르 공중합체는 화학식 1의 화합물이다.
Me3Si(OSiMe2)x(OSiMeG)yOSiMe3
위의 화학식 1에서,
G는 화학식 -D(OR")mA의 그룹[여기서, D는 2가 유기 연결 라디칼이고, R"는 알킬렌 그룹이고, m은 평균 값이 1 내지 5이고, A는 -OR'" 또는 -OOCR'" 그룹(여기서, R'"는 메틸, 에틸 및 메틸과 에틸의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)이다]이고,
x는 평균 값이 1 내지 3이고,
y는 평균 값이 0.25 내지 1이고,
x/y의 값은 2.5 내지 5이고,
x+y의 값은 1.5 내지 3.5이다.
폴리우레탄 발포체는 통상적인 연질 폴리우레탄 발포체 제조방법 또는 "유사한-초기중합체" 성형된 연질 폴리우레탄 발포체 제조방법을 사용하여 제조할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 위에서 정의한 구조를 갖는 실리콘 폴리에테르 공중합체를 포함한다.
폴리우레탄 연질 성형 발포체를 제조하는 데 있어서 이들 특정 실리콘 폴리에테르 공중합체의 사용은 다음 잇점을 제공한다:
보다 큰 붕괴력(FTC) 없이 표면 품질을 향상시킴으로써 우수한 기포 구조 및 우수한 치수 안정성을 통해 발포체 품질에 유리하다.
연질 성형 발포체 제조에 사용되는 기포 안정제는 화학식 1의 실리콘 폴리에테르 공중합체를 포함한다.
화학식 1
Me3Si(OSiMe2)x(OSiMeG)yOSiMe3
위의 화학식 1에서,
x는 평균 값이 1 내지 3이고,
y는 평균 값이 0.25 내지 1이고,
x/y의 값은 2.5 내지 5, 바람직하게는 2.5 내지 3.5, 특히 3이고,
x+y의 값은 1.5 내지 3.5, 바람직하게는 1.5 내지 2.5, 특히 2이다.
G는 화학식 -D(OR")mA의 그룹[여기서, D는 2가 유기 연결 라디칼이고, R"는 알킬렌 그룹이다]이다. 2가 유기 연결 라디칼 D의 예는 탄소수 3 내지 5의 알킬렌 그룹이다. 특히 바람직하게는, D는 프로필렌이다. R"는 알킬렌 그룹이고 m은 평균 값이 1 내지 5, 바람직하게는 2 내지 3이다. 알킬렌 그룹 R"의 예는 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 또는 이들의 혼합물이지만, 프로필렌이 특히 바람직하다. 화학식 1에서, A는 -OR'" 그룹 또는 -OOCR'" 그룹(여기서, R'"는 메틸, 에틸 및 메틸과 에틸의 혼합물로부터 선택된다)이다. 바람직하게는 G는 화학식 -CH2CH2CH2(OCH(CH3)CH2)2OCH3의 그룹이다.
실리콘 폴리에테르 공중합체 계면활성제는 폴리올 100중량부당 0.01 내지 0.8, 바람직하게는 0.05 내지 0.4중량부(pphpp)의 양으로 사용된다.
이들 실리콘 폴리에테르 공중합체 계면활성제는 당해 기술분야에 공지되어 있는 기술, 예를 들면, 미국 특허 제4,031,044호에 교시되어 있는 기술에 따라서 제조될 수 있으며, 임의로 폴리우레탄 발포체 제조에 있어서 기포 안정제로서 공지되어 있는 기타 실리콘 계면활성제, 예를 들면, 폴리디메틸실록산 및 유기관능성 폴리디메틸실록산 및 기타 실리콘 폴리에테르 공중합체 및 예를 들면 미국 특허 제5,192,812호 및 제5,852,065호에 교시되어 있는 실리콘 기포 개방제와 함께 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 이렇게 혼합 사용되는 경우, 본 발명에 따르는 실리콘 기포 안정제는 총 실리콘 계면활성제 조성물의 5 내지 95중량%를 구성할 수 있다.
본 발명에 따르는 실리콘 폴리에테르 공중합체 계면활성제는 폴리에테르 및 폴리에스테르 연질 성형 폴리우레탄 발포체의 제조시에 당해 기술분야에 공지된 방법으로 사용된다. 이들 실리콘 계면활성제를 사용하여 폴리우레탄 발포체를 제조하는 데 있어서, 하나 이상의 폴리에테르 또는 폴리에스테르 폴리올을 폴리이소시아네이트와 반응시켜 우레탄 결합을 제공한다. 본 발명에 있어서, 폴리올 조성물은 이러한 폴리올을 하나 이상 포함할 수 있다.
폴리우레탄 조성물의 성분으로서 적합한 폴리올의 예는 폴리알킬렌 에테르 및 폴리에스테르 폴리올이다. 폴리알킬렌 에테르 폴리올에는 폴리(에틸렌 옥사이드) 및 폴리(프로필렌 옥사이드) 중합체와 같은 폴리(알킬렌 옥사이드) 중합체와,디올 및 트리올, 예를 들면, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 글리세롤, 디글리세롤, 트리메틸롤 프로판 및 저 분자량 폴리올을 포함하여 다가 화합물로부터 유도된 말단 하이드록실 그룹을 갖는 공중합체가 있다.
본 발명의 수행에 있어서, 단일 고분자량 폴리에테르 폴리올이 사용될 수 있다. 또한, 이관능성 물질 및 삼관능성 물질 및/또는 다른 분자량 또는 다른 화학 조성 물질의 혼합물과 같은 고분자량 폴리에테르 폴리올들의 혼합물이 사용될 수 있다.
유용한 폴리에스테르 폴리올에는, 예를 들면, 아디프산과 에틸렌 글리콜 또는 부탄디올을 반응시키는 것과 같이 디카복실산을 과량의 디올과 반응시키거나, 카프로락톤과 프로필렌 글리콜을 반응시키는 것과 같이 락톤과 과량의 디올을 반응시켜 생성되는 폴리에스테르 폴리올이 있다.
폴리에테르 및 폴리에스테르 폴리올 이외에, 마스터배치 또는 예비혼합 조성물은 종종 중합체 폴리올을 함유한다. 중합체 폴리올은 연질 폴리우레탄 발포체에 사용되어 발포체의 내변형성을 증가시킨다. 즉 발포체의 내력특성(load-bearing property)을 증가시킨다. 일반적으로, 내력특성을 향상시키기 위해서 2개의 상이한 유형의 중합체 폴리올이 사용된다. 그래프트 폴리올로서 기재되는 제1 유형은 비닐 단량체들이 그래프트 공중합된 트리올로 이루어진다. 스티렌 및 아크릴로니트릴이 통상적인 단량체로서 선택된다. 제2 유형인 폴리우레아 개질된 폴리올은디아민과 TDI를 반응시켜 형성된 폴리우레아 분산액을 함유하는 폴리올이다. TDI는 과량으로 사용되기 때문에 TDI의 일부는 폴리올과 폴리우레아 둘 다와 반응할 수 있다. 이러한 제2 유형의 중합체 폴리올은 폴리올 속에서 TDI와 알칸올아민의 동일 반응계내 중합에 의해 형성되는 PIPA 폴리올이라고 하는 변형체를 갖는다. 내력특성 요건에 따라 중합체 폴리올은 마스터배치의 폴리올 부분의 20 내지 80%를 구성할 수 있다.
폴리우레탄 생성물은, 예를 들면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 및 4,4'-디페닐-메탄 디이소시아네이트(MDI)를 포함하여 당해 기술분야에 공지되어 있는 적합한 유기 폴리이소시아네이트를 사용하여 제조된다. 특히 2,4- 및 2,6-TDI는 각각 단독으로 또는 시판되는 혼합물로서 둘 다가 특히 적합하다. 다른 적합한 이소시아네이트는 "조 MDI"로서 상업적으로 공지되어 있고 PAPI로서도 공지되어 있는 디이소시아네이트들의 혼합물인데, 이는 다른 이성체 및 유사한 고급 폴리이소시아네이트와 함께 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 약 60% 함유한다. 폴리이소시아네이트와 폴리에테르 또는 폴리에스테르 폴리올의 부분 예비반응 혼합물을 포함하는 이들 폴리이소시아네이트의 "초기중합체"가 또한 적합하다.
본 발명에 유용한 적합한 우레탄 촉매는 트리에틸렌-디아민, N-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 펜타메틸디프로필렌트리아민, 트리에탄올아민, 디메틸에탄올아민 및 비스디메틸아미노디에틸에테르와 같은 3급 아민 및 주석 옥토에이트, 주석 아세테이트, 주석 올레에이트, 주석 라우레이트, 디부틸주석 디라우레이트 및 이러한 기타 주석 염과 같은 유기주석을 포함하여 당해 기술분야의 숙련인들에게 공지되어 있는 촉매이다.
당해 폴리우레탄 발포체 제형에서 발견될 수 있는 다른 통상적인 제제에는 에틸렌 글리콜 및 부탄디올과 같은 연쇄연장제; 디에탄올아민, 디이소프로판올아민, 트리에탄올아민 및 트리프로판올아민과 같은 가교결합제; 실리콘과 같은 기포 개방제; 및 물, 액체 이산화탄소, 아세톤, 펜탄, HFC, HCFC, CFC, 메틸렌 클로라이드 등과 같은 발포제가 있다.
본 발명에 따라서 제조된 바람직한 폴리우레탄 연질 성형 발포체는 고 탄성 발포체이다.
밀도가 1 내지 3ℓb/ft3(16 내지 48kg/m3)(예: 자동차 시트)이고 본 발명에 따르는 실리콘 계면활성제 조성물을 함유하는 일반적인 폴리우레탄 연질 성형 발포체 제형은 다음 성분들을 중량부(pbw)로 포함한다.
연질 발포체 제형 pbw
폴리올 20 내지 100
중합체 폴리올 80 내지 0
기포 안정제 0.01 내지 0.8, 바람직하게는 0.05 내지 0.4
실리콘 기포 개방제 0 내지 3
발포제 2 내지 4.5
가교결합제 0.5 내지 2
촉매 조성물 0.3 내지 2
이소시아네이트 인덱스 70 내지 115
본 발명에 있어서, 연질 성형 발포체를 제조하는 데 바람직한 발포제는 폴리올 100부당 임의로 다른 발포제와 함께 물 1 내지 6부(pphpp), 특히 2 내지 4.5pphpp이다.
다른 첨가제도 물론 발포체에 특정 특성을 부여하기 위해서 사용될 수 있다. 이의 예는 난연제, 착색제, 충전제 및 경도 개선제와 같은 물질이다.
본 발명의 폴리우레탄 발포체는 당해 기술분야에 공지되어 있는 가공 기술, 특히 "원 숏(one shot)" 기술에 따라서 형성된다. 이러한 방법에 따라서, 발포 생성물은 폴리이소시아네이트와 폴리올을 반응시키면서 동시에 발포 공정을 수행하여 제공된다. 또 다른 양태에서, 연질 성형 발포체는 또한 미국 특허 제5,708,045호 및 제5,650,452호에 교시되어 있는 "유사 초기중합체 방법"으로 제조될 수 있다. 어느 한 경우에, 하나 이상의 발포제, 폴리올, 물 및 촉매 성분과의 예비혼합물로서 반응 혼합물에 실리콘 계면활성제(기포 개방제 및 기포 안정제)를 가하는 것이 때때로 편리하다.
발포체 제형의 각종 성분의 상대량은 부족하지 않을 정도인 것으로 이해되어야 한다. 폴리올과 폴리이소시아네이트가 주요량으로 발포체 생성 제형에 존재한다. 이들 2개 성분의 혼합물 속에서의 상대량은 당해 기술분야에 공지되어 있다. 발포체, 촉매 및 실리콘 계면활성제 기포 개방제 및 기포 안정제는 각각 반응 혼합물을 발포시키기에 충분한 소량으로 존재한다. 촉매는 촉매량으로, 즉 우레탄과 우레아를 생성시키는 반응을 적당한 속도로 촉매하는데 필요한 양으로 존재하고 계면활성제는 목적하는 특성을 부여하고 반응하는 발포체를 안정화시키기에 충분한 양, 예를 들면, 0.01 내지 0.8pphpp로 존재한다.
통상적인 제조에서, 폴리올, 물, 실리콘 계면활성제, 아민 촉매, 임의의 주석 촉매 및 임의의 기타 발포제를 함께 혼합하고 마지막으로 TDI를 혼합한 후, 조성물을 발포시키고 중합시킨다.
본 발명은 다음 특성을 갖는다:
실리콘 폴리에테르 공중합체 계면활성제는 x/y 값이 2.5 내지 5이고, x+y 값이 1.5 내지 3.5인 경우, 발포체를 붕괴시키는 데 필요한 힘을 증가시키지 않으면서 예기치않게도 우수한 표면 안정화 특성을 갖는다. 이는 가공 후에 수축율이 낮은 보다 많은 연속 기포를 제공한다. 보통, 표면 안정화의 향상은 발포체를 붕괴시키는 데 필요한 힘의 증가를 수반한다. 바람직한 구조는 x가 1.5이고 y가 0.5이며 R이 화학식 -CH2CH2CH2(OCH(CH3)CH2)2OCH3인 구조이다.
실리콘 계면활성제는 디메틸실리콘 유체, 기포 개방제, 기타 실리콘 폴리에테르 공중합체 또는 희석제와 혼합되어 추가의 잇점 및 최적화된 성능을 제공할 수 있다.
실시예 1
표 1b의 실리콘 폴리에테르 공중합체 계면활성제는 미국 특허 제4,031,044호에 기재된 방법에 따라서 화학식 Me3Si(OSiMe2)x(OSiMeH)yOSiMe3의 트리메틸실록시 말단차단된 폴리디메틸실록산-폴리메틸하이드로겐실록산 공중합체와 화학식 CH2=CHCH2[OCH(CH3)CH2]2OCH3의 불포화 폴리에테르를 하이드로실화 촉매의 존재하에 반응시켜 제조한다.
실리콘 폴리에테르 공중합체 계면활성제는 다음 방법으로 제조된다: 3구 환저 플라스크에 환류 냉각기, 공기 동력(air powered) 기계 교반기 및 열시계(thermowatch) 조절되는 온도계를 장착한다. 온도계 웰에는 조절된 질소 공급원에 맞춘 사이드 암 기체 유입 바브(barb)가 장착되어 있다. 위에서 기재한 트리메틸실록시 말단차단된 폴리디메틸실록산-폴리메틸-하이드로겐실록산 공중합체(x와 y의 값은 다음 표 1b에 기재되어 있다)와 위에서 기재한 불포화 폴리에테르를 다음 표 1a에 기재한 양으로 플라스크 속에 넣고 대기를 질소로 불활성화한다. 환류 냉각기의 상부로 디프로필렌 글리콜을 통해 질소 기체의 버블링을 모니터링함으로써 혼합물에 대해 소량의 질소를 유지시킨다. 속도를 대략 초당 1버블로 유지시킨다. 그 다음, 혼합물을 교반하고, 혼합물을 75℃로 가열한다. 그 다음, 혼합물을 0.1M 용액(염화백금산 0.5g/이소프로필 알콜(IPA) 10ml)으로 제조된 촉매 31.86㎕로 촉매한다. 그 다음, 온도를 최고 발열 온도(140 내지 160℃)에서 1시간 동안 유지시킨다. 생성물을 냉각시킨 다음, 100℃에서 120mmHg의 진공을 적용하여 스트립핑시키고, 1시간 동안 유지시켜 휘발성 물질을 제거한다. 생성물을 냉각시키고,FTIR, GPC 및 점도를 사용하여 특성화한다. 생성된 실리콘 폴리에테르를 표 1b에 기재한다.
실시예 실록산(g) 불포화 폴리에테르(g)
A 51.07 48.93
B 68.12 31.88
C 61.02 38.98
D 57.90 42.10
E 39.86 60.14
G1 52.89 47.12
Q 49.61 50.39
R 62.58 37.42
S 67.96 32.04
T 36.34 63.66
표 1b의 실리콘 폴리에테르 공중합체 계면활성제는 화학식 Me3Si(OSiMe2)x(OSiMeG)yOSiMe3의 화합물(여기서, G는 화학식 -CH2CH2CH2(OCH(CH3)CH2)2OCH3의 그룹이고, x와 y는 표 1b에 정의된 바와 같다)이다.
실리콘 계면활성제 X y x/y x+y
A* 1 1 1 2
B 1.5 0.5 3 2
C** 3 1 3 4
D 4.5 1.5 3 6
E 3 3 1 6
G1 2.7 1.3 2.1 4
Q 4.6 2.3 2 6.9
R*** 3 0.9 3.3 3.9
S 0.78 0.39 2 1.17
T 1.5 2.5 0.6 4
*는 미국 특허 제4,031,044호의 실시예 7의 계면활성제(3)에 상응한다.
**는 미국 특허 제4,031,044호의 실시예 7의 계면활성제(2)에 상응한다.
***는 미국 특허 제4,031,044호의 실시예 7의 계면활성제(2)에 대략적으로상응한다.
다음 실시예에서, 표 1b의 실리콘 계면활성제를 HR 연질 성형 발포체를 제조하는 데 통상적으로 사용되는 시판되는 실리콘 계면활성제와 비교한다. 실시예 및 표에서, 다음 물질들이 사용된다.
ARCOLRE 656: 폴리에테르 폴리올, 제조원: 라이온델[Lyondell (OH# = 35), Atlantic Richfield, Co., Los Angeles, California 90071]
ARCOLRE 688: SAN 폴리올, 제조원: 라이온델 (OH# = 24)
DABCOR33LVR: 촉매, 제조원: 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스 인코포레이티드[Air Products and Chemicals, Inc. (APCI), Allentown, Pennsylvania 18195]
DABCORBL-11: 촉매, 제조원 APCI
DABCORBL-17: 촉매, 제조원: APCI
DABCORDEOA-LF: 디에탄올아민/물(85/15), 제조원: APCI
POLYCATR77: 촉매, 제조원: APCI
PRC-798: 용액형 방출제, 제조원: 켐트렌드[ChemTrend]
SPECFLEXRNC630: 통상적인 트리올, 제조원: 다우 케미칼[Dow Chemical, Midland, Michigan 48674]
SPECFLEXRNC700: 중합체 폴리올, 제조원: 다우 케미칼
TDI 80/20, 제조원: 바이엘[Bayer]
표 1c는 실시예에서 사용되는 HR 연질 발포체 제형 A 및 B의 성분들을 활성 중량부(pbw)로 나타낸다.
제형 A B
ARCOLRE-656 50
ARCOLRE-688 50
SPECFLEXRNC630 60
SPECFLEXRNC700 40
물 3.8 3.15
DABCOR33LV 0.15 0.3
DABCORBL17 0.2
DABCORBL11 0.2
POLYCATR77 0.15
DABCORDEOA-LF 1.3
TDI 80/20 100 인덱스 100 인덱스
실시예 2
제형 B에 기재된 폴리올들을 미리 합하여 70 내지 73℉(21 내지 23℃)로 항온처리된 용기 속에 저장한다. 물, 가교결합제 및 아민 촉매의 별개의 혼합물을 또한 제조한다. 발포체는 통상적으로 3inch(7.6cm)의 디스크 혼합 블레이드를 갖는 서보다인(Servodyne) 분산기를 사용하여 6000rpm으로 20초 동안 1/2갤런(1890ml) 종이컵 속에서 폴리올과 계면활성제를 먼저 혼합함으로써 생성시킨다. 그 다음, 물-아민 혼합물을 동일한 종이컵에 도입시키고, 추가로 20초 동안6000rpm으로 혼합한다. 그 다음, TDI를 종이컵에 가하고, 5초 동안 혼합한다. 마지막으로, 컵 함유물 전체를 치수 12 x 12 x 4in(30 x 30 x 10cm)의 155℉(68℃) 5 벤트 알루미늄 금형으로 5초 동안 부어넣고 PRC-798 방출제로 예비처리한다. 금형을 즉시 닫는다. 330초 후, 발포체 패드를 금형으로부터 제거하고, 통기구 및 표면 관찰만을 위해서 금속 판을 사용하여 손으로 붕괴시킨다. 붕괴력(FTC)을 표면적이 50in2(323cm2)인 시험판을 사용하여 절대 파운드(Newton)로 측정한다. 경화된 발포체를 나중에 벌크, 벤트 및 표면 안정성을 관찰하기 위해서 inch(2.54cm) 단위 조각으로 절단한다. 안정성 및 표면 측정치들을, 발포체를 내부 표준에 매치시켜 등급화하는데, 두 특성에 대한 값이 높을수록 바람직하다.
표 2의 데이타는 2.5 이상의 x/y 값의 잇점을 보여준다.
실리콘계면활성제 x/y x+y 사용량(pphpp)* 초기 FTC(ℓb;N) 벌크 안정성 표면 품질
A 1 2 0.06 119;533 4.1 2
B 3 2 0.06 114;511 4.25 4
D 3 6 0.06 301;1349 4.5 4.5
E 1 6 0.06 226;1012 4.5 4.5
G1 2.08 4 0.06 210;941 4.5 4.25
Q 2 6.8 0.06 289;1295 4.5 4.5
R 3.41 4 0.06 236;1057 4.5 4
S 1.95 1.2 0.06 90;403 3.75 2.5
T 0.6 4 0.06 161;721 4.25 1.5
*: 실리콘 계면활성제
x+y 값이 큰 실리콘 계면활성제 D, E, G1, Q 및 R을 사용하여 제조된 발포체는 4 이상의 우수한 표면 값을 나타내지만, 이는 허용되지 않는 높은 FTC 값을 수반한다. 그러나, x/y값이 3인 실리콘 계면활성제 B는 표면이 우수하고 낮은 x+y값으로 인해 낮은 FTC의 발포체를 제공한다.
실시예 3
제형 B 대신 제형 A를 사용하여 실시예 2를 따른다.
실리콘계면활성제 x/y x+y 사용량(pphpp)* 초기 FTC(ℓb; N) 벌크안정성 표면 품질
A 1 2 0.06 142; 636 1.65 1
B 3 2 0.06 128; 573 1.65 1.5
B 3 2 0.4 104; 465 4.25 4.5
D 3 6 0.06 212; 950 4.25 4.5
E 1 6 0.06 129; 578 2 1.5
G1 2.08 4 0.06 122; 547 1.25 4
Q 2 6.8 0.06 222; 995 4.5 4.5
R 3.41 4 0.06 116; 520 1.1 3
S 1.95 1.2 0.06 62; 278 1.65 1
T 0.6 4 0.06 132; 591 3.25 1
*: 실리콘 계면활성제
실시예 3의 발포체 제형에 사용된 폴리올은 사용량 0.06pphpp의 표 2와 표 3의 각각의 계면활성제의 성능을 비교함으로써 관찰될 수 있는 바와 같이 훨씬 낮은 FTC 값을 제공한다. 폴리올 유형으로 인한 당해 실시예에서의 제형 A의 낮은 고유 안정성으로 인해, 표에서 다른 계면활성제에 비해 계면활성제 B의 잇점을 보여주기 위해서 많은 양의 계면활성제가 사용되어야 한다. 당해 실시예의 데이타에 대한 통계학적 분석이 선행 실시예에서와 동일한 일반적인 경향을 보여주지만(높은 x/y 및 낮은 x+y 값이 낮은 FTC 값과 우수한 벌크 및 표면 안정성을 제공한다), 이러한 경향은 표 3의 데이타를 사용량 0.06에서 조사했을 때는 분명하지 않다. 또한, 계면활성제 B가 높은 사용량 0.4로 사용되는 경우(표 3 참조), 벌크 안정성 및 표면품질이 우수하고 FTC 값이 비교적 낮음을 알 수 있다. 표 3에서 벌크 안정성 및 표면 품질 둘 다에 대해서 등급이 높은 다른 계면활성제들은 높은 FTC 값을 수반한다.
본 발명은 특정 구조 범위에 속하는 좁은 부류의 실리콘 폴리에테르 공중합체를 사용하여 연질 폴리우레탄 발포체의 표면 품질을 향상시킨다.

Claims (2)

  1. 화학식 1의 실리콘 폴리에테르 공중합체.
    화학식 1
    Me3Si(OSiMe2)x(OSiMeG)yOSiMe3
    위의 화학식 1에서,
    x는 평균 값이 1 내지 3이고,
    y는 평균 값이 0.25 내지 1이고,
    x/y의 값은 2.5 내지 5이고,
    x+y의 값은 1.5 내지 3.5이며,
    G는 화학식 -D(OR")mA의 그룹[여기서, D는 2가 유기 연결 라디칼이고, R"는 알킬렌 그룹이고, m은 평균 값이 1 내지 5이고, A는 -OR'" 그룹 또는 -OOCR'" 그룹(여기서, R'"는 메틸, 에틸 및 메틸과 에틸의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)이다]이다.
  2. 제1항에 있어서, G가 화학식 -CH2CH2CH2(OCH(CH3)CH2)2OCH3의 그룹인 공중합체.
KR1020000079757A 1999-12-23 2000-12-21 폴리우레탄 연질 성형 발포체 제조용 실리콘 폴리에테르공중합체 KR20010057579A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47155899A 1999-12-23 1999-12-23
US09/471,558 1999-12-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010057579A true KR20010057579A (ko) 2001-07-04

Family

ID=23872076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000079757A KR20010057579A (ko) 1999-12-23 2000-12-21 폴리우레탄 연질 성형 발포체 제조용 실리콘 폴리에테르공중합체

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2001181397A (ko)
KR (1) KR20010057579A (ko)
BR (1) BR0006267A (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4596211B2 (ja) * 2001-06-15 2010-12-08 ソニー株式会社 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム
JP4660980B2 (ja) * 2001-06-15 2011-03-30 ソニー株式会社 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム
JP4596213B2 (ja) * 2001-06-15 2010-12-08 ソニー株式会社 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム
JP4279115B2 (ja) * 2003-10-23 2009-06-17 日華化学株式会社 多孔性構造体の製造方法、人工皮革及び合成皮革

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001181397A (ja) 2001-07-03
BR0006267A (pt) 2001-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100358467B1 (ko) 연속 기포형 폴리우레탄 가요성 발포체의 생성용 실리콘계면활성제
US9856355B2 (en) Silanol-functionalized compounds for the preparation of polyurethane foams
KR100223377B1 (ko) 가요성 폴리우레탄 포옴의 제조방법
KR100279492B1 (ko) 폴리우레탄가요성포옴및경질포옴용의저방출성기포개방계면활성제
JP2006316286A (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
KR100407082B1 (ko) 실리콘폴리에테르계면활성제
KR100412529B1 (ko) 폴리우레탄 연질 성형 포움을 제조하기 위한 실리콘계면활성제
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
KR100796478B1 (ko) 폴리우레탄 폼의 제조를 위한 실라놀 작용성 화합물
MXPA00008510A (en) Silicone surfactants for making polyurethane flexible molded foams
MXPA00010394A (es) Tensioactivos de silicona para la produccion de espumas flexibles de poliuretano de celda abierta

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination