KR20020074058A - 하이드로 플루오로 카본 발포포움 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄과 이들의 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로 플루오로카본을 포함하여 구성되는 발포제로 제조된 폴리우레탄 및 폴리이소시-아누레이트 폐쇄-셀 포움재의 예비 혼합물에서의 증기압감소. k-값개선, 발포제의 용해도 증진 및/또는 공정특성을 개선시키기 위해 α-메틸스티렌, 이소부탄올 및/또는 이소프로판올을 첨가하는 것에 관한 것이다.

Description

하이드로 플루오로 카본 발포포움 및 그 제조방법{IMPROVED HYDROFLUOROCARBON BLOWN FOAM AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF}
저밀도 강성 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움으로 알려진 종류의포움재(foam)는 루핑시스템, 빌딩패널, 냉동 및 냉각분야에서 다양한 절연재로 사용되고 있다.
폴리우레탄과 폴리이소시아누레이트 포움재를 제조하는 방법은 잘알려져 있으며, 일반적으로 휘발성 발포제의 존재하에 유기 폴리이소시아네이트와 폴리올 또는 폴리올 혼합물의 반응으로 이루어지며 이는 이소시아네이트 또는 이소시아누레이트와 폴리올의 반응동안 유리된 열에 의해 야기된다.
이 반응은 아민 및/또는 다른 촉매 뿐만 아니라 계면활성제의 사용으로 증진 될 수 있다.
촉매는 포움의 정확한 경화를 확고히 하며, 반면 계면활성제는 셀 크기를 조절한다.
포움재산업에서는 역사적으로 공정조건의 용이함으로 인해 트리클로로플루오로에탄(CFC-11) 과 1,1-디클로로-1-플루오로에탄(HCFC-141b)과 같은 액상 플루오로카본 발포제를 사용하여 왔다.
플루오로카본은 그 휘발성에 의한 발포제로서의 역활 뿐만 아니라 강성 포움의 폐쇄된 셀구조내에 캡슐화되거나 포획되어 그 강성 우레탄 포움의 열전도성을 저하시키데 주 역할을 한다.
그러나 특정 플루오로카본, 특히 클로로플루오로카본의 대기로의 방출은 성층권 오존층을 파괴하고 지구온난화에 기여하는 것으로 알려졌다.
클로로 플루오로카본 발포제의 이같은 환경적우려에서 클로로 플루오로카본 보다는 하이드로클로로플루오로카본(HCFCs) 혹은 하이드로 플루오로카본(HFCs)를 사용하는 것이 보다 바람직하다는 것이 수긍되고 있다.
폴리우레탄과 폴리이소시아누레이트 포움제조에서 발포제로 사용하기에 적당한 하이드로 플루오로카본의 예로서는 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 및 1,1,2,2-테트라플루오로에탄(이들은 각각 HFC-245fa, HFC-134a 및 HFC-134로 알려져 있다)을 들수 있다.
그러나 이들 물질들은 종래의 물질보다 낯은 비점(b.p)과 높은 증기압을 갖는다.
이같은 차이는 HFC-245fa, HFC-134a, 혹은 HFC-134중 어느것이 저압컨테이너로 운송되거나 저압컨테이너로 부터 직접 사용된 포움배합물의 B-사이드에 편입될때 특히 현저하게 된다.
절연 포움재 적용처에서 바람직한 산업적 팽창 또는 발포제로서의 플루오로카본의 사용은 부분적으로 제조된 포움과 관련된 k-값을 기초로한다.
k-값(factor)은 재료의 2 표면을 수직으로 가로질러 1℉차이가 있는 1인치두께의 균질재료의 1ft2을 통해 1시간내에 전도되는 열에너지의 전달속도로서 정의된다.
이분야에서 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 제조시 포움재의 셀가스조성은 보관하거나 상당히 사용한 후의 평형가스 조성에 반드시 일치하지는 않는다.
폐쇄된 셀 포움내의 가스는 흔히 열전도도증대나 절연값손실(이들 모두 k-값으로 측정됨)및 열노화와 같은 알려진 현상으로 발전되는 포움 노화에 대해 조성변화를 나타낸다.
폐쇄된-셀 폴리우레탄형 포움재의 유용성은 부분적으로 그 열절연성에 달려있기 때문에, 포움의 k-값을 낮추고 시간에 따른 포움의 열노화를 감쇄시키는 물질을 발견하는 것이 이익적일 것이다.
폴리우레탄 포움의 k-값(k-factor) 및/또는 열노화 현상을 개선시키는 방법이 미국특허 5,696,306 및 5,837,742에 개시되어 있다. 그러나 이 역시 HFC-245fa, HFC-134a, HFC-134 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로플루오로카본으로 구성되는 발포제로 제조된 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트는 여전히 공정성, k-값 및/또는 열노화특성을 개선시킬 필요가 있는 것이다.
본 발명은 HFC-245fa와 HFC-134a의 증기압을 감소시키고 그리고/또는 이들 하이드로플루오로카본을 포함하는 발포제로부터 제조된 포움재의 k-값을 감소시키는 첨가제를 제공함으로서 상기한 바와같은 필요성에 부응한다.
본 발명은 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 폐쇄-셀포움에 관한 것이다.
보다 상세히는, 본 발명은 1,1,1,3,3-펜타 하이드로프로판(HFC-245fa), 1,1,1,2-테트라 플루오로에탄(HFC-134a), 1,1,2,2-테트라 플루오로에탄(HFC-134) 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로 플루오로카본을 포함하는 발포제로 제조되는 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 폐쇄-셀 포움의 공정특성을 개선시키고 그리고/또는 증기압을 감소시키고, k-상수를 개선시키고, 예비혼합물에서의 발포제의 용해도를 증진시키기 위해-메틸스티렌, 이소부탄올 및/또는 이소프로판올을 첨가하는 것에 관한 것이다.
1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로플루오로카본을 포함하는 발포제를 포함한 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움배합물의 B-사이드에-메틸스티렌, 이소부탄올 및 이소프로판올중 하나이상을 첨가하면 증기압이 감소되고, k-값이 개선되며, 발포제의 용해도가 향상되고 그리고/또는 포움의 공정특성이 개선된다는 것을 발견하였다.
포움배합물에-메틸스티렌을 첨가하면 열전도도(k-값)및 열노화 특성이 개선되게 된다.
열전도도에 관하여, 특히 "개선되었다"란 포움재의 k-값이 감소되었음을 의미한다.
따라서 본 발명은 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 포움재 조성물 제조방법에 관한 것이며, 이 방법은,폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움을 형성하기 위해 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄과 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로플루오로카본을 포함하는 발포제 및-메틸스티렌, 이소부탄올, 이소프로판올 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 유효량의 첨가제 , 바람직하게는 상기 발포제의 량기준으로 0.02∼10중량%의 존재하에 반응성분을 반응시키고 발포시킴을 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판과-메틸스티렌, 바람직하게는 발포제의 량 기준으로 0.02∼5중량%-메틸스티렌, 의 존재하에 반응하여 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움재를 형성하는 성분 혼합물을 반응시키고 발포시키는 단계를 포함하는 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 포움 조성물 제조방법을 제공한다.
나아가 본 발명은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로 플루오로카본 발포제 및-메틸스티렌, 이소부탄올, 이소프로판올 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 유효량, 바람직하게는 발포제의 량 중심으로 0.02∼10중량%,의 첨가제를 함유한 중합체 포움배합물로 부터 제조된 폐쇄 셀 포움재(closed cell foam)에 관한 것이다.
일실시예에서, 본 발명은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판을 포함하는 발포제와-메틸스티렌, 바람직하게는 발포제의 량기준으로 0.02∼5중량%-메틸스티렌을 포함하는 중합체 포움재 배합물로부터 제조된 폐쇄 셀포움재를 제공한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로 플루오로카본을 포함하는 발포제와-메틸스티렌, 이소부탄올, 이소프로판올 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된, 바람직하게는 발포제의 량기준으로 0.02~10중량%, 첨가제를 포함하는 셀기체(cell gas)를 함유한 폐쇄 셀포움재를 제공한다. 일실시예에서 본 발명은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판을 포함하는 발포제와 바람직하게는 발포제의 량기준으로 0.02~5중량% 량의-메틸스티렌을 포함한 셀가스(cell gas)를 함유한 폐쇄 셀포움재를 제공한다.
나아가 본 발명은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로플루오로카본과-메틸스티렌, 이소부탄올, 이소프로판올 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택되며 발포제의 량기준으로 바람직하게는 0.02~10중량%의 첨가제,를 포함하는 발포제 조성물에 관한 것이다. 일실시예에서 본 발명은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판과-메틸스티렌, 바람직하게는 발포제의 량기준으로 0.02~5중량%-메틸스티렌,을 포함하는 발포제 조성물을 제공한다.
여기서 사용되는 특히 "효과적인 량의 첨가제"란 포움배합물 B-사이드의 증기압을 첨가제없이 제조된 상응하는 포움의 증기압이하로 낮추는 량으로서 발포제의 량을 기준으로 한다.
일반적으로, 효과적인(유효) 량은 발포제의 량기준으로 0.02~10중량%을 가르킨다.
-메틸스티렌은 바람직하게는 발포제의 량기준으로 0.5~2중량%량으로 첨가되는 것이 좋다.
여기서 사용되는 용어 발포제 조성물(blowing agent comgosition)이란 HFC-245fa 또는 HFC-134a를 단독으로 또는 예를들어 디플루오로메탄(HFC-32), 디플루오로에탄(HFC-152), 트리플루오로에탄(HFC-143), 펜타플루오로프로판(HFC-245), 헥사플루오로프로판(HFC-236), 헵타플루오로프로판(HFC-227) 같은 다른 하이드로플루오로카본; 예르들어 부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 헥산 및 이소헥산 같은 탄화수소; 공기, 질소, 이산화탄소, 같은 불활성 기체; 및 물같은 비-오존파괴 발포제를 폴리올 100부당 0.5~2부의 량으로 함께 사용한 것을 의미한다.
상기 하이드로 플루오로카본에 대한 이성체가 가능하면 각각의 이성체를 단독으로 혹은 혼합물 형태로 사용할 수 있다.
HFC-245fa는 공지의 물질이며 WO94/14736, WO94/29251, WO94/29252 및 미국특허 5,574,192에 개시된 바와같은 방법으로 제조 가능하다. 디플루오로에탄, 트리플루오로에탄, 테트라플루오로에탄, 헵타플루오로프로판 및 헥사플루오로프로판은 뉴저지주 Morristown의 AllideSignal Inc. 으로부터 구입가능하고-메틸스티렌, 이소부탄올 및 이소프로판올 성분들 역시 상업적으로 구입가능하다.
1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판 혹은 1,1,1,2-테트라플루오로에탄을 포함하는발포제를 이용하여 경성 또는 연성 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 포움재를 제조하는 방법은 이 분야에서 널리 알려져 있다.
Saunders 및 Frisch의 Volume Ⅰ과Ⅱ, Polyurethanes Chemistry and Technology(1962)를 참조하면 된다.
일반적으로, 폴리우레탄과 폴리이소시아누레이트 포움재는 적절한 조건하에서 이소시아네이트(혹은 이소시아누레이트), 폴리올 또는 폴리올 혼합물, 발포제와 발포제 혼합물 및 기타 촉매, 계면활성제와 임의 성분으로서 방염제, 착색제 및 기타 첨가제들을 혼합하여 제조된다.
여러 적용처에서는, 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 포움을 위한 성분들을 예비 혼합된 포움배합물 형태로 제공하는 것이 편리하다. 가장 전형적으로 상기 포움배합물은 2 성분으로 예비-혼합된 것이다.
상기 이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트 조성물은 제1성분(주로 'A'성분 또는 'A-사이드'라 한다)을 포함한다.
폴리올, 또는 폴리올혼합물, 계면활성제, 촉매, 발포제, 방염제, 물 및 기타 이소시아네이트 반응성 성분은 제 2성분을 구성하며 'B'성분 또는 B-사이드라 한다.
상기 계면활성제와 플루오로카본 발포제는 보통은 폴리올 사이드에 두나, 이들은 어느 하나의 사이드에 두거나, 일부는 어느 사이드에 일부는 다른 사이드에 둘수 있다.
따라서, A 및 B 사이드 성분을 소규모를 위하여는 손으로 혼합하거나, 바람직하게는 기계적 방법으로 혼합하여 블록, 슬라브, 라미네이트, 푸어-인-플레이스 패널(pour-in-place-panel) 및 기타 제품, 스프레이 적용 포움, 프로스(froth) 등으로 풀리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움재를 쉽게 제조할 수 있다.
선택적으로, 방염제, 착색제, 보조발포제, 물 및 다른 폴리올 같은 기타성분들은 제 3공급물로서 혼합헤드나 반응기에 첨가될수 있다.
그러나 가장 편리한 것은 이들 모두를 하나의 B성분으로 첨가되는 것이다.
본 발명의-메틸스티렌, 이소부탄올 및 이소프로판올 첨가제는 포움배합물의 B-사이드에 첨가되거나 혹은 발포제에 혹은 이분야에서 알려진 어떠한 방법으로 첨가 될 수 있다.
방향족 및 지방족 폴리이소시아네이트를 포함하여 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움 합성에는 어떠한 종류의 유기 폴리이소시아네이트를 사용할 수 있다.
바람직한 종류는 방향족 폴리이소시아네이트이다.
경성 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움 합성을 위해 바람직한 폴리이소시아네이트는 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트, 특히 메틸렌 비스(페닐이소시아네이트) 30~85중량% 및 나머지 퍼어센트가 관능기가 2 이상인 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트인 혼합물이다.
연성 폴리우레탄 포움 합성에 바람직한 폴리이소시아네이트는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트 및 이들의 혼합물 같은 톨루엔 디이소시아네이트들이다.
경성 폴리우레탄 포움재 제조에 사용되는 전형적은 폴리올은 예를들어 에틸렌 옥사이트 및/또는 프로필렌 옥사이드로 농후된 2,4-및 2,6-톨루엔디아민의 혼합물에 기초한 방향족 아미노-계 폴리에테르 폴리올이다.
이들 폴리올은 푸어-인-플레이스(pour-in-place)성형포움에 사용된다. 다른 예로서는 에톡실화 또는/그리고 프로폭실화 아미노에틸화 노닐페놀 유도체에 기초한 것과 같은 방향족 알킬아미노-계 폴리에테르 폴리올을 들 수 있다.
이들 폴리올은 일반적으로 스프레이 적용 폴리우레탄 포움에 사용된다.
다른 예는 수크로즈(sucrose)유도체 및/또는 수크로즈와 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌옥사이드 농후된 글리세린 유도체의 혼합물에 기초된것 같은 수크로즈계 폴리올을 들 수 있다.
연성 폴리우레탄 제조에 사용되는 전형적인 폴리올의 예로서는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌옥사이드 등으로 농후된 글리세롤, 에틸렌글리콜, 트리메틸롤 프로판, 에틸렌디아민, 펜타에리트리톨 등이다.
이들은 일반적으로 "폴리에테르 폴리올"이라고 불리운다.
다른 예는 비닐중합체가 폴리에테르 폴리올사슬에 그래프트된 통상의 폴리에테르 폴리올등을 포함한다.
다른 예로서는 폴리올내에 폴리우레아 입자가 분산된 통상의 폴리에테르 폴리올로 구성된 폴리우레아 변형 폴리올이다.
폴리우레탄 변형 폴리이소시아누레이트 포움에 사용되는 폴리올의 예로서는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 혹은 프로필렌글리블 같은 폴리올로 부터 형성된프탈레이트계 혹은 테레프탈레이트계 에스테르의 복합 혼합물에 기초한것 같은 방향족 폴리에스테르 폴리올을 들 수 있다. 이들 폴리올들은 경성 라미네이트 보드스톡에 사용되며, 수크로즈계 폴리올과 같은 다른 종류의 폴리올과 혼합될수 있으며, 그리고 폴리우레탄 포움 적용처에 사용된다.
폴리우레탄 포움제조에 사용되는 촉매의 예를들면 전형적으로 N-알킬모포린, N-알킬알카놀아민, N,N-디알킬시클로헥실아민 및 알킬아민을 포함한 3차아민들이며, 여기서 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 이들의 이성체들과 헤테로사이클릭 아민들을 포함한다.
전형적인 예로서는 트리에틸렌디아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 비스(2-디메틸아미노에틸)에테르, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리아밀아민, 피리딘, 퀴놀민, 디메틸피페라진, 피페라진, N,N-디메틸시클로헥실아민, N-에틸모포린, 2-메틸피페라진, N,N-디메틸에탄올아민, 테트라메틸프로판디아민, 메틸트리에틸렌디아민 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
선택적으로 비-아민계 폴리우레탄 촉매가 사용될 수 있다.
이같은 촉매의 전형적인 예로서는 납, 주석, 티타늄, 안티몬, 코발트, 알루미늄, 수은, 아연, 니켈, 구리, 망간, 지르코늄 및 이들의 혼합물의 유기금속 화합물들이다.
예시적인 촉매로서는 납 2-에틸헥소에이트, 납-벤조에이트, 염화 제2철(ferric chloride), 안티몬 트리클로라이드, 및 안티몬 글리콜레이트를 포함한다.
바람직한 유기-주석류로서는 스탠너스 옥토에이트(stannous octoate), 스탠너스 2-에틸헥소에이트, 스탠너스 라우레이트 등과 같은 카르복실산의 주석염 뿐만 아니라 디부틸 틴 디아세테이트, 디부틸 틴 디라우레이트, 디옥틸틴 디아세테이트 등과 같이 카복실산의 디알킬 주석염을 포함한다.
폴리이소시아누레이트 포움제조에 있어서는 과량 A성분과의 결합한 혼합물을 폴리이소시아누레이트-폴리우레탄 포움으로 변환시키기 위해 3합체화 촉매(trimerization catalyst)가 사용된다. 사용되는 촉매로는 예를들어 글리신염과 3차아민 3합체화 촉매, 알칼리금속 카복실산염 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
바람직한 것은 포타슘 아세테이트, 포타슘 옥토에이트, 및 N-(2-히드록시-5-노닐페닐)메틸-N-메틸글리시네이트들이다.
혼합물내에 역시 포함되는 것은 발포제(blowing agent)또는 발포제 혼합물이다.
일반적으로 혼합물내에 존재하고 발포제의 량은 최종 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움제품의 요구되는 포움밀도에 의해 좌우된다.
제조된 폴리우레탄 포움은 예를들어 밀도를범위로, 바람직하게는범위로, 가장 바람직하게는범위로 밀도를 변화시킬 수 있다.
얻어진 밀도는 A 및/또는 B성분내에 발포제 또는 발포제 혼합물이 얼마만큼 존재하는지 혹은 포움이 제조될 때에 첨가되는 발포제의 량의 함수이다.
발포제 또는 발포제 혼합물의 량은 폴리올 100부당 1~60부 범위이며, 바람직하게는 10~35부 범위이다.
분산제, 셀(cell)안정화제 및 계면활성제를 상기 발포제 혼합물내에 도입할 수 있다. 실리콘 오일로 보다 더 알려진 계면활성제가 첨가되어 셀 안정화제로서의 역활을 한다. 몇가지 대표적인 물질은 미국특허 2,834,748 ; 2,917,480 ; 및 2,846,458에 개시된 바와 같은, 일반적으로 폴리실록산 폴리옥시알킬렌 블록 공중합체인 상품명 DC-193, B-8404 및 L-5340 등이다.
발포제 혼합물을 위한 다른 임의의 첨가제로서는 트리스(2-클로로에틸)포스페이트, 트리스(2-클로로프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트, 트리스(1,3-디클로로프로필)포스페이트, 디암모늄 포스페이트, 여러가지 할로겐화 방향족 화합물, 안티몬옥사이드, 알루미늄트리하이드레이트, 폴리비닐클로라이드 등을 들 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예로서 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 부 혹은 퍼센트는 달리 언급하지 않는 한 중량을 기준으로한 것이다.
실시예 1
본 실시예에서는 발포제로 HFC-245fa를 사용하여 제조한 B-사이드의 증기압을 HFC-245fa와 HFC-245fa의 양을 기준으로 이소부탄올 8.69%(3.0pbw)로 제조된 B-사이드면와 비교하였다. 보다 낮은 증기압이 차등 증기압 장치(differential vaporpressure appratus)로 측정되었다. 장치는 바이패스 라인과 함께 차압 게이지(0.1 psi 분해능(resolution), -5 psi∼+ 5 psi 범위)의 두 유입구에 밸브로 연결된 두 Fisher-Porter 튜브로 구성된다. 하기 표 1에 상세히 나타낸 두 혼합물중 하나를 두 Fisher-Porter 튜브중 하나에 50g 그리고, 다른 혼합물 50g을 다른 튜브에 장입하였다. 그 후, 압력 측정을 방해할 수 있는 공기를 제거하기 위해 장치를 탈기하였다. 그 후 바이패스 라인을 열어서 차압 게이지가 0이 되도록 하였다. 게이지가 0인 되면, 바이패스 밸브를 닫고, Fisher-Porter 튜브의 두 밸브를 열어 차압 게이지를 측정하였다. 차압 게이지는 이소부탄올을 함유하지 않는 조성물에 비하여 이소부탄올을 함유하는 조성물이 1.9 psi 낮음을 나타내었다.(표 2 참조)
성분 wt% wt%
Thanlo R-470Xa 45.35 44.46
Terate 203b 13.39 13.13
SF-265a 5.13 5.03
글리세린 3.06 3.00
LK-443c 0.67 0.66
R-8020 1.20 1.18
Lead Nap-all 24%d 0.07 0.07
Fyrol PCFe 8.03 7.87
HFC-245fa 23.09 22.64
이소부탄올 0.00 1.97
인덱스 110 110
a Eastman Chemical의 폴리올
b Hoescht Celanese의 폴리올
c Air products의 계면활성제
d Mooney의 촉매
e AKZO의 첨가제
시험
이소부탄올 농도(발포제 wt%) 8.60
증기압 변화(psig) -1.9
실시예 2
본 실시예에서는 발포제로 HFC-245fa를 사용하여 제조한 B-면의 증기압을 실시예 1에 기술한 방법으로 측정하였으며, HFC-245fa와 HFC-245fa의 양을 기준으로 이소프로판올 8.60%로 제조된 B-면과 비교하였다. 발포체(foams) 제조에 사용된 배합을 표 3에 나타내었다. 표 4는 이소부탄올을 첨가한 결과, 증기압이 2.28 psig 감소됨을 나타내었다.
성분 wt% wt%
Thanlo R-470Xf 45.20 44.23
Terate 203g 13.35 13.06
SF-265f 5.11 5.00
글리세린 3.05 2.98
LK-443h 0.67 0.65
R-8020 1.20 1.17
Lead Nap-all 24%i 0.07 0.07
Fyrol PCFj 8.01 7.83
HFC-245fa 23.35 22.85
이소프로판올 0.00 2.15
인덱스 110 110
f Eastman Chemical의 폴리올
g Hoescht Celanese의 폴리올
h Air products의 계면활성제
i Mooney의 촉매
j AKZO의 첨가제
시험
이소프로판올 농도(발포제 wt%) 8.69
증기압 변화(psig) -2.28
실시예 3
본 실시예에서는 발포제로 HFC-245fa를 사용하여 제조한 B-면의 증기압을 실시예 1에 기술한 방법으로 측정하였으며, HFC-245fa와 HFC-245fa의 양을 기준으로 α-메틸 스티렌 2.0%(0.64 pbw) 및 0.5%(0.16 pbw)로 제조된 B-면의 증기압과 비교하였다. 이들 발포체는 발포제를 동일한 몰수로 함유하며, 밀도가 같은 일반적인 경성 폴리우레탄-타입의 발포 시스템으로 부터 제조되었다. 발포체 제조에 사용된 배합을 표 5에 나타내었다. 표 6은 α-메틸 스티렌을 2.0 및 0.5 중량%로 첨가한 결과, 증기압이 각각 1.2 및 0.7 psig 감소됨을 나타내었다.
배합 wt% wt% wt%
PHT4DIOLa 34.56 34.41 34.53
THANOL?R-575b 34.56 34.41 34.53
DC-193c 1.04 1.03 1.04
POLYCAT 8d 1.24 1.24 1.24
N-95e 6.91 6.88 6.91
α-메틸 스티렌 % 0.00 0.44 0.11
HFC-245fa 21.68 21.58 21.65
a Great Lakes Chemical의 폴리올
b Eastman Chemical의 폴리올
c Air Products and Chemicals의 계면활성제(실리콘 글리콜 공-중합체)
d Air Products의 아민 촉매
e Texaco Chemical Co의 비-이온성 계면활성제
시험
α-메틸스티렌 농도(발포제 wt%) 2.0 0.5
증기압 변화(psig) -1.2 -0.7
실시예 4
본 실시예에서는 발포제로 HFC-245fa를 사용하여 제조된 발포체의 k-factor를 HFC-245fa와 HFC-245fa의 양을 기준으로 α-메틸 스티렌 0.02%로 제조된 발포체와 비교하였다. 이들 발포체는 발포제를 동일한 몰수로 함유하며, 밀도가 같은 일반적인 경성 폴리우레탄-타입의 발포 시스템으로 부터 제조되었다. ASTM C-518에 따라 초기, 13일 및 26일 경과시에 발포체의 k-factor을 측정하여 비교하였다. 발포체 제조에 사용된 배합을 표 7에 나타내었다. 시험결과를 표 8에 요약하여 나타내었으며, HFC-245fa와 α-메틸 스티렌으로 제조된 발포체는 HFC-245fa단독으로 제조된 발포체에 비하여 우수한(낮은) k-factor를 나타내었다.
성분 wt% wt%
Thanlo R-470Xk 45.05 45.05
Terate 203l 13.30 13.30
SF-265a 5.09 5.09
글리세린 3.04 3.04
LK-443m 0.66 0.66
R-8020 1.20 1.20
Lead Nap-all 24%n 0.07 0.07
Fyrol PCFo 7.98 7.98
물 0.33 0.33
HFC-245fa 23.27 23.27
α-메틸 스티렌 0.00 0.01
인덱스 110 110
k Eastman Chemical의 폴리올
l Hoescht Celanese의 폴리올
m Air products의 계면활성제
n Mooney의 촉매
o AKZO의 첨가제
시험 시간(일)
k-Factor(BTU in/Hr Ft2℉) 초기 .150 .146
13일 .165 .160
28일 .172 .167
실시예 5
본 실시예에서는 발포제로 HFC-245fa를 사용하여 제조된 발포체의 k-factor를 HFC-245fa의 양을 기준으로 α-메틸 스티렌 0.5%로 제조된 발포체와 비교하였다.이들 발포체는 발포제를 동일한 몰수로 함유하며, 밀도가 같은 일반적인 경성 폴리우레탄-타입의 발포 시스템으로 부터 제조되었다. ASTM C-518에 따라 초기, 13일 및 26일 경과시에 발포체의 k-factor을 측정하여 비교하였다. 발포체 제조에 사용된 배합을 표 9에 나타내었다. 시험결과를 표 10에 요약하여 나타내었으며, HFC-245fa와 0.5% α-메틸 스티렌을 함유하는 다른 발포 배합물로 부터 제조된 발포체는 HFC-245fa 만으로 제조된 발포체에 비하여 우수한(낮은) k-factor를 나타내었다.
성분 PBW PBW
Thanlo R-470Xp 45.05 44.98
Terate 203q 13.30 13.28
SF-265f 5.09 5.09
글리세린 3.04 3.03
LK-443r 1.20 1.19
R-8020 0.07 0.07
Lead Nap-all 24%g 7.98 7.97
Fyrol PCFl 0.33 0.33
물 0.33 0.33
HFC-245fa 23.27 23.24
α-메틸 스티렌 0.00 0.15
인덱스 110 110
p Eastman Chemical의 폴리올
q Hoescht Celanese의 폴리올
r Air products의 계면활성제
s Mooney의 촉매
l AKZO의 첨가제
시험 시간(일)
k-Factor(BTU in/Hr Ft2℉) 초기 .150 .147
13일 .165 .160
28일 .172 .166
실시예 6
본 실시예에서는 발포제로 HFC-245fa를 사용하여 제조된 발포체의 k-factor를 HFC-245fa의 양을 기준으로 α-메틸 스티렌 2.0%로 제조된 발포체와 비교하였다. 이들 발포체는 발포제를 동일한 몰수로 함유하며, 밀도가 같은 일반적인 경성 폴리우레탄-타입의 발포 시스템으로 부터 제조되었다.
ASTM C-518에 따라 초기, 13일 및 26일 경과시에 발포체의 k-factor을 측정하여 비교하였다. 발포체 제조에 사용된 배합을 표 11에 나타내었다. 시험결과를 표 12에 요약하여 나타내었으며, HFC-245fa와 2.0% α-메틸 스티렌으로 부터 제조된 발포체는 HFC-245fa 만으로 제조된 발포체에 비하여 우수한(낮은) k-factor를 나타내었다.
성분 wt% wt%
Thanlo R-470Xu 45.05 44.84
Terate 203v 13.30 13.24
SF-265k 5.09 5.07
글리세린 3.04 3.02
LK-443w 1.20 1.19
R-8020 0.66 0.66
Lead Nap-all 24%k 0.07 0.07
Fyrol PCFy 7.98 7.98
물 0.33 0.33
HFC-245fa 23.27 23.16
α-메틸 스티렌 0.00 0.46
인덱스 110 110
u Eastman Chemical의 폴리올
v Hoescht Celanese의 폴리올
w Air products의 계면활성제
x Mooney의 촉매
y AKZO의 첨가제
시험 시간(일)
k-Factor(BTU in/Hr Ft2℉) 초기 .150 .148
13일 .165 .162
28일 .172 .162
실시예 7
본 실시예에서는 발포체를 발포제 몰이 같고, 밀도가 같은 표 13에 나타낸 전형적인 산업용 경성 폴리우레탄-타입의 발포 배합물로 부터 제조되었다. 발포제로 HFC-134a를 사용하여 제조된 발포체를 HFC-134a와 HFC-234a의 양을 기준으로 α-메틸 스티렌 0.02%로 제조된 발포체와 비교하였다. 각 발포체 B-면의 증기압을 실시예 1에 기술한 방법으로 측정하여 비교하였다. 결과물인 발포체의 k-factor을 ASTM C-518로 측정하여 비교하였다. α-메틸 스티렌을 함유하는 조성물의 B-면 증기압과 조성물의 k-factor 모두가 개선됨을 나타내었다.
성분 wt% wt%
Thanlo R-470Xz 67.76 45.05%
Terate 203aa 20.01 13.30%
SF-265a 7.66 5.09%
글리세린 4.57 3.04%
LK-443bb 1 0.66%
R-8020 1.8 1.20%
Lead Nap-all 24%cc 0.1 0.07%
Fyrol PCFdd 12 7.98%
물 0.5 0.33%
HFC-245fa 35 23.27%
α-메틸 스티렌 0 0.01%
인덱스 110 110
z Eastman Chemical의 폴리올
aa Hoescht Celanese의 폴리올
bb Air products의 계면활성제
cc Mooney의 촉매
dd AKZO의 첨가제

Claims (22)

1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄과 이들의 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로플루오로카본을 포함하여 구성되는 발포제, 및-메틸스티렌, 이소부탄올, 이소프로판올과 이들의 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 유효량의 첨가제;의 존재하에 반응하여 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 포움을 형성하는 성분 혼합물을 반응시키고 발포시키는 단계를 포함하는, 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 포움조성물 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 첨가제는 발포제의 중량기준으로 0.02~10%량으로 존재함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 첨가제는-메틸스티렌임을 특징으로 하는 방법
제3항에 있어서, 상기-메틸스티렌은 발포제의 중량기준으로 0.02~5%량으로 존재함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 발포제는 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판과 유효량의-메틸스티렌을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기-메틸스티렌은 발포제의 중량기준으로 0.02~5중량%량으로 존재함을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기-메틸스티렌은 발포제의 중량기준으로 0.02~2중량%량으로 존재함을 특징으로 하는 방법.
1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄과 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로 플루오로카본을 포함하여 구성되는 발포제, 및-메틸스티렌, 이소부탄올, 이소프로판올 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 유효량의 첨가제;를 함유한 중합체 포움 배합물로 부터 제조된 폐쇄셀 포움재(closed cell foam).
제8항에 있어서, 상기 첨가제는 발포제의 중량기준으로 0.02~10%량으로 존재함을 특징으로하는 포움재.
제8항에 있어서, 상기 첨가제는-메틸스티렌임을 특징으로하는 포움재.
제8항에 있어서, 상기-메틸스티렌은 발포제의 중량기준으로 0.02~5%량으로 존재함을 특징으로 하는 포움재.
제8항에 있어서, 상기 발포제는 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판과, 유효량의-메틸스티렌을 포함함을 특징으로하는 포움재.
제12항에 있어서, 상기-메틸스티렌은 발포제의 중량기준으로 0.02~5%량으로 존재함을 특징으로하는 포움재.
제12항에 있어서, 상기-메틸스티렌은 발포제의 중량기준으로 0.02~2%량으로 존재함을 특징으로 하는 포움재.
1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄과 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 하이드로플루오로카본 , 및-메틸스티렌, 이소부탄올, 이소프로판올과 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된 유효량의 첨가제를 포함한 발포제 조성물.
제15항에 있어서, 상기 첨가제는 발포제의 중량기준으로 0.02~10%량으로 존재함을 특징으로하는 발포제 조성물.
제15항에 있어서, 상기 첨가제는-메틸스티렌임을 특징으로 하는 발포제 조성물.
제17항에 있어서, 상기-메틸스티렌은 발포제의 중량기준으로 0.02~5중량%량으로 존재함을 특징으로 하는 발포제 조성물.
제15항에 있어서, 상기 발포제 조성물은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판과 유효량의-메틸스티렌을 포함하여 구성됨을 특징으로하는 발포제 조성물.
제19항에 있어서, 상기 α-메틸스티렌은 상기 발포제의 중량기준으로0.02~5%량으로 존재함을 특징으로하는 발포제 조성물.
제19항에 있어서, 상기 α-메틸스티렌은 상기 발포제의 중량기준으로0.02~2%량으로 존재함을 특징으로하는 발포제 조성물.
청구항 15에 기재된 바와같은 발포제를 포함하여 구성되는 셀가스를 함유한 폐쇄 셀 포움재.
KR1020017014666A 2000-03-16 2000-03-16 하이드로 플루오로 카본 발포포움 및 그 제조방법 KR100688630B1 (ko)

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