KR20030003765A - 슬랩용 발포체에 사용되는 저급 불포화 폴리에테르 폴리올 - Google Patents

슬랩용 발포체에 사용되는 저급 불포화 폴리에테르 폴리올 Download PDF

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롤랜드 잔 튄맨
토마스 엘. 피쉬백
커티스 존 레이첼
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Abstract

본 발명은 발포체의 다른 물리적 특성은 유지하면서 실질적으로 개선된 압입하중치 및 복원 특성을 갖는 가요성 슬랩용 폴리우레탄 발포체의 제조 방법을 개시한다. 이 방법은 옥시알킬렌 단량체로부터 제조된 다수의 내부 블록을 가지며, 이 다수의 내부 블록에 부착된 에틸렌 옥시드를 포함하는 다수의 말단 캡을 갖는 트리올 폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올 (여기서, 상기 내부 블록은 내부 블록내에 포함된 모든 옥시알킬렌의 총 중량을 기준으로 프로필렌 옥시드를 80 중량％ 이상 포함하고, 말단 캡에서 에틸렌 옥시드의 양은 폴리올의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량％이고, 상기 폴리올의 불포화도는 0.015 meq/g KOH 이하임)을 폴리이소시아네이트 성분과, 촉매, 및 발포제로서 3 내지 7 중량％의 수준의 물의 존재하에 반응시키는 것을 포함한다.

Description

슬랩용 발포체에 사용되는 저급 불포화 폴리에테르 폴리올 {USE OF LOW UNSATURATED POLYETHER POLYOLS IN SLABSTOCK FOAM APPLICATIONS}
본 발명은 슬랩용 (slabstock) 폴리우레탄 발포체의 제조 방법, 보다 구체적으로는 매우 저급의 불포화 폴리에테르 폴리올을 사용하여 슬랩용 폴리우레탄 발포체를 제조하는 것에 관한 것이다.
일반적으로 폴리올은 다수의 히드록실기를 포함하는 화합물로 정의된다. 2개 이상의 이소시아네이트-반응성 수소 원자를 갖는 폴리올, 특히 폴리에테르 폴리올은 폴리이소시아네이트와 배합하여 폴리우레탄을 제조하는 경우에 유용하다. 촉매 및 발포제 (blowing agent)의 존재하에 폴리올을 폴리이소시아네이트와 배합하여 강직성 또는 가요성 발포체를 제조할 수 있다. 가요성 폴리우레탄 발포체는 강직성 발포체와는 구별된다. 가요성 발포체는 가해지는 하중에 대하여 제한된 저항성을 가지고, 공기에 대해 투과성인 개방-셀 구조이며, 가역적으로 변형된다. 가요성 발포체는 비연속 성형 공정으로 또는 연속 슬랩용 발포체 공정을 통해 제조될 수 있다. 연속 슬랩용 발포체 공정에서는 통상적으로 성분들이 빠르게 함께 혼합되어 이동층 반응기상에서 압출되는데, 이 때 발포체는 그의 최종적인 높이로 자유롭게 부풀어 오르게 된다. 발포체가 완전히 부풀어 오른 다음에는, 그를 원하는 최종 치수로 가공한다. 가요성 발포체는 좌석 용도, 카페트 재료, 및 발포체의 가역적 변형을 필요로 하는 다른 용도에 있어서 특히 유용하다.
가요성 슬랩용 발포체의 두가지 중요한 특성은 그의 압입하중치 (indentation force deflection) 및 복원성이다. 현재의 많은 가요성 슬랩용 발포체 조성물은 압입하중치 및 복원 특성에 있어서 결코 이상적이지 못하다. 개선된 압입하중치 및 복원 특성을 지닌 가요성 슬랩용 조성물을 제공하는 것이 이로울 것이다.
일반적으로, 본 발명은 매우 저급의 불포화 폴리에테르 폴리올을 이용하여 가요성 슬랩용 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법에 의해 제조된 발포체는 더 높은 불포화 수준을 갖는 폴리올로 제조된 발포체에 비해 발포체의 다른 물리적 특성은 유지하면서 실질적으로 개선된 압입하중치 및 복원 특성을 갖는다. 이러한 개선된 특성은 발포체의 하중 유지 특성을 크게 증가시킨다.
한 실시양태에서, 본 발명은
옥시알킬렌 단량체로부터 제조된 다수의 내부 블록을 가지며, 이 다수의 내부 블록에 부착된 에틸렌 옥시드를 포함하는 다수의 말단 캡을 갖는 트리올 폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올을 제공하는 단계 (여기서, 상기 내부 블록은 내부 블록내의 모든 옥시알킬렌의 총 중량을 기준으로 프로필렌 옥시드를 80 중량％ 이상 포함하고, 말단 캡에서 에틸렌 옥시드의 양은 폴리올의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량％이고, 상기 폴리올의 불포화도는 0.015 meq/g KOH 이하임);
톨루엔 디이소시아네이트 성분을 제공하는 단계;
촉매를 제공하는 단계;
발포제로서 물을 3 내지 7 중량％의 수준으로 제공하는 단계; 및
상기 폴리올을 톨루엔 디이소시아네이트 성분과, 촉매 및 물의 존재하에 반응시켜 슬랩용 폴리우레탄 발포체를 제조하는 단계
를 포함하는, 슬랩용 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법을 제공한다.
다른 실시양태에서, 본 발명은
촉매, 발포제로서 3 내지 7 중량％ 수준의 물, 및 임의로 1종 이상의 계면활성제의 존재하에, 옥시알킬렌 단량체로부터 제조된 다수의 내부 블록을 가지며, 이 다수의 내부 블록에 부착된 에틸렌 옥시드를 포함하는 다수의 말단 캡을 갖는 트리올 폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올 (여기서, 상기 내부 블록은 내부 블록내의 모든 옥시알킬렌의 총 중량을 기준으로 프로필렌 옥시드를 80 중량％ 이상 포함하고, 말단 캡에서 에틸렌 옥시드의 양은 폴리올의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량％이며, 상기 폴리올의 불포화도는 0.015 meq/g KOH 이하임)을 톨루엔 디이소시아네이트 성분과 반응시켜 얻은 생성물을 포함하는 슬랩용 폴리우레탄 발포체에 관한 것이다.
본 발명의 방법을 이용하여 제조된 폴리우레탄 발포체는 더 높은 불포화도를 갖는 유사한 폴리올을 사용하여 제조된 발포체에 비해 실질적으로 개선된 압입하중치 및 복원성을 갖는다. 이러한 개선된 특성은 다른 물리적인 특징을 변화시키지 않고도 유지된다.
본 발명의 이러한 특징과 다른 특징 및 이점은 하기에 제시된 본 발명의 바람직한 실시양태에 대한 상세한 설명으로부터 당업자에게 보다 명백해질 것이다.
촉매, 및 발포제로서 물의 존재하에 매우 저급의 불포화 폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올을 톨루엔 디이소시아네이트 성분과 배합하여 본 발명의 가요성 슬랩용 폴리우레탄 발포체를 제조한다. 발포체는 예를 들어 쇄 연장제/가교제, 표면활성 물질, 방염제 및 충전제와 같은 기타 첨가제를 임의로 포함한다.
폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올의 제조 방법은 잘 알려져 있으며, 예를 들어 염기로 촉매화된 반응에 의해 반응성 수소를 포함하는 개시 분자, 예를 들어 다가수소 알콜에 알킬렌 옥시드를 부가한다. 본 발명의 한 실시양태에서, 개시 분자는 트리올이다. 이러한 개시제의 예로는 글리세롤; 1,1,1-트리메틸롤프로판; 1,1,1-트리메틸롤에탄; 1,2,6-헥산트리올; 펜타에리쓰리톨; 및 소르비톨을 들 수 있다. 다른 적합한 개시제로는 지방족 및 방향족 둘 다, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,2-펜탄디올, 1,4-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올 및 1,7-헵탄디올을 들 수 있다. 또한, "다가 알콜"이라는 용어에는 페놀로부터 유도된 화합물, 통상적으로 비스페놀 A로 알려진 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판이 포함된다. 폴리에테르 폴리올은 임의의 공지된 방법, 예를 들어 문헌 (Wurtz in 1859, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 7, pp. 257-262, Published by Interscience Publishers, Inc. (1951)) 또는 미국 특허 제1,922,459호에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다.
유용한 알킬렌 옥시드의 예로는 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 부틸렌 옥시드, 아밀렌 옥시드, 이들의 혼합물, 테트라히드로푸란, 알킬렌 옥시드-테트라히드로푸란 혼합물, 에피할로히드린, 및 아랄킬렌 스티렌을 들 수 있다. 알킬렌 옥시드가 개시제 분자에 첨가되며, 쇄 연장은 촉매의 존재하에 음이온 중합 또는 양이온 중합에 의해 수행된다.
바람직한 촉매로는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨의 알콜레이트, 수산화나트륨의 알콜레이트, 세슘 촉매, 아민, 루이스산 촉매, 또는 이중 금속 착물 촉매가 있으며, 이들 모두는 당업계에 공지되어 있다.
본 발명에 유용한 폴리올은 바람직하게는 개시제 분자에 부착된 옥시알킬렌 단량체로부터 제조된 다수의 내부 블록 구조를 갖는 트리올 폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 내부 블록은 상기 언급된 옥시알킬렌 중 어떤 것을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 내부 블록 중 모든 옥시알킬렌의 총 중량을 기준으로 내부 블록의 80 중량％ 이상이 프로필렌 옥시드를 포함한다. 다수의 에틸렌 옥시드 말단 캡이 다수의 내부 블록에 부착되어 있다. 말단 캡은 폴리올의 총 중량을 기준으로 에틸렌 옥시드를 5 내지 25 중량％의 양으로 포함한다. 또한, 본 발명에 사용되는 폴리올은 매우 낮은 불포화도, 즉 0.015 meq/g KOH 이하의 불포화도를 갖는다. 본 발명에 사용되는 폴리올은 1,000 달톤 이상의 히드록시 당량을 갖는 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명에 사용되는 폴리올은 40 내지 250 mg/ KOH/g의 히드록실 수를 갖는 것이 바람직하다.
이소시아네이트 성분은 바람직하게는, 2개 이상의 이소시아네이트 관능기를 갖는 것으로 본원에 정의된 폴리이소시아네이트이며, 이들의 예로는 통상의 지방족, 시클로지방족, 및 바람직하게는 방향족 이소시아네이트를 들 수 있다. 구체적인 예로는 알킬렌 라디칼 중에 4,2,12 탄소를 갖는 알킬렌 디이소시아네이트, 예를 들어 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 2-에틸-1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 2-메틸-1,5-펜타메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트 및 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트; 시클로지방족 디이소시아네이트, 예를 들어 1,3- 및 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트 및 이들 아이소머의 임의의 혼합물, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산 (이소포론 디이소시아네이트), 2,4- 및 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트 및 상응하는 아이소머 혼합물, 4,4'-2,2'- 및 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 상응하는 아이소머 혼합물, 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트 및 폴리이소시아네이트, 예를 들어 2,4- 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이트 및 상응하는 아이소머 혼합물, 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 상응하는 아이소머 혼합물, 4,4'-, 2,4'-, 및 2,2-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물, 및 폴리페닐렌 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트 (조 MDI)를 들 수 있다. 한 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 톨루엔 디이소시아네이트이다. 이소시아네이트 성분은 임의의 적합한 톨루엔 디이소시아네이트를 포함할 수 있으며, 이들의 예로는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 특히 적합한 혼합물은 약 65 내지 약 80％의 2,4-톨루엔 디이소시아네이트 및 밸런스 2,6-톨루엔 디이소시아네이트를 포함하는 것이다. 2,4-톨루엔 디이소시아네이트 약 80％와 2,6-톨루엔 디이소시아네이트 약 20％를 포함하는 시판되는 혼합물이 가장 바람직하다. 일반적으로, 이소시아네이트와 폴리올 수지는 90 내지 120의 이소시아네이트 지수로 배합된다.
슬랩용 폴리우레탄 발포체의 제조에 사용되는 촉매는 특히, 폴리올의 히드록실기와 톨루엔 디이소시아네이트 성분과의 반응을 강하게 촉진시키는 화합물이다. 적합한 촉매는 유기 금속 화합물, 바람직하게는 유기 주석 화합물, 예를 들어 유기 카르복실산의 주석 (II) 염, 예컨대 주석 (II) 아세테이트, 주석 (II) 옥토에이트, 주석 (II) 에틸헥사네이트 및 주석 (II) 라우레이트, 및 유기 카르복실산의 디알킬틴 (IV) 염, 예컨대 디부틸틴 디아세테이트, 디부틸틴 디라우레이트, 디부틸틴 말레에이트, 및 디옥틸틴 디아세테이트이다. 유기 금속 화합물은 단독으로 사용되거나, 바람직하게는 강 염기성 아민과 함께 사용된다. 언급될 수 있는 예로는 아민, 예를 들어 2,3-디메틸-3,4,5,6-테트라히드로피리미딘 또는 3급 아민, 예를 들어 트리에틸아민, 트리부틸아민; 디멘틸벤질아민; N-메틸모르폴린; N-에틸모르폴린; N-시클로헥실모르폴린; N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민; N,N,N',N'-테트라메틸부탄디아민; N,N,N',N'-테트라메틸헥산-1,6-디아민; 펜타메틸디에틸렌트리아민; 비스(디메틸아미노에틸)에테르; 비스(디메틸아미노프로필)우레아; 디메틸피페라진; 1,2-디메틸이미다졸; 1-아자비시클로[3.3.0]옥탄 및 바람직하게는 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄이 있다. 또한, 알칸올아민 화합물, 예를 들어 트리에탄올아민; 트리이소프로판올아민; N-메틸디에탄올아민 및 N-에틸디에탄올아민 및 디메틸에탄올아민을 사용할 수 있다.
다른 적합한 촉매로는 트리스(디알킬아미노알킬)-s-헥사히드로트리아진, 특히 트리스(N,N-디메틸아미노프로필)-s-헥사히드로트리아진; 테트라알킬암모늄 히드록시드, 예를 들어 테트라메틸암모늄 히드록시드; 알칼리 금속 수산화물, 예를 들어 수산화나트륨 및 알칼리 금속 알콕시드, 예를 들어 메톡시화나트륨 및 이소프로폭시화칼륨, 및 유기 금속 화합물 및 강 염기성 아민의 조합으로서 10 내지 20개의 탄소원자 및 경우에 따라 측면 OH 기를 갖는 장쇄 지방산의 알칼리 금속 염을 들 수 있다. 폴리올의 중량을 기준으로 0.001 내지 5 중량％, 특히 0.05 내지 2 중량％의 촉매 또는 촉매 조합을 사용하는 것이 바람직하다.
특히 바람직한 첨가제의 하나는 규소 원자 및 폴리에테르 쇄를 포함하는 화합물이다. 이들 첨가제는 폴리올의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 0.5 내지 5 중량％의 양으로 사용된다. 이러한 화합물은 실리콘-폴리에테르 공중합체이다. 생성물은 약 8,000의 평균 분자량을 가지며, 분자량 분포는 비교적 넓다. 실록산 쇄는 약 40 (CH3)2SiO 유닛의 평균 길이를 가지며, 그에 연결된 평균 5개의 폴리에테르 쇄를 갖는다. 폴리에테르 쇄는 바람직하게는 에틸렌옥시드 및 프로필렌옥시드를 1:1의 비율로 포함하며, 말단에 히드록실기를 갖는다. 폴리에테르 쇄의 분자량은 약 1,500이다. 이러한 생성물은 시판되며, 예를 들어 테고스탭 (Tegostab, 등록상표) (Goldschmidt A.G. 제조)이라는 이름으로 판매된다.
첨가될 수 있는 적합한 표면-활성 물질로는 예를 들어, 출발 물질의 균질화를 보조하는 역할을 하고 셀 구조를 조절하는 데 적합할 수도 있는 화합물이 포함된다. 언급될 수 있는 예로는 유화제, 예를 들어 캐스터 오일 술페이트 또는 지방산의 나트륨 염, 및 지방산의 아민 염, 예를 들어 디에틸아민 올레에이트, 디에틸아민 스테아레이트, 디에틸아민 리시놀레에이트, 술폰산의 염, 예를 들어 도데실벤젠- 또는 디나프틸메탄디술폰산 및 리시놀리에산의 알칼리 금속 또는 암모늄 염; 발포체 안정화제, 예를 들어 실록산-옥시알킬렌 공중합체 및 기타 오르가노폴리실록산, 에톡실화 알킬페놀, 에톡실화 지방 알콜, 파라핀 오일, 캐스터 오일 또는 리시놀리에산 에스테르, 터키 레드 오일 및 땅콩 오일이 있다. 첨가제는 셀 조절제, 예를 들어 파라핀, 지방 알콜, 디메틸폴리실록산을 포함할 수도 있다. 측면 기로서 폴리옥시알칸 및 플루오로알칸 라디칼을 갖는 올리고머 폴리아크릴레이트는 또한 유화 작용, 셀 구조를 개선하고(하거나) 발포체를 안정화하는 데 적합하다. 표면 활성 물질은 이소시아네이트 성분 이외의 성분들 100 중량부를 기준으로 일반적으로 0.01 내지 5 중량부의 양으로 사용된다.
사용될 수 있는 적합한 쇄 연장제/가교제는 약 400 미만의 분자량을 갖는 디올 및(또는) 트리올을 포함한다. 적합한 쇄 연장제/가교제의 예로는 탄소원자수 2 내지 14, 바람직하게는 탄소원자수 4 내지 10의 지방족, 시클로지방족 및(또는) 방향족 디올, 예를 들어 에틸렌 글리콜; 1,3-프로판디올; 1,10-데칸디올; o-, m-, p-디히드록시시클로헥산; 디에틸렌 글리콜; 디프로필렌 글리콜, 및 바람직하게는 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 및 비스(2-히드록시에틸)히드로퀴논, 트리올, 예를 들어 1,2,4- 및 1,3,5-트리히드록시시클로헥산, 및 개시제 분자로서 상기 언급된 디올 및(또는) 트리올 중 에틸렌 옥시드 및(또는) 1,2-프로필렌 옥시드를 기초로 한 저분자량 히드록실-함유 폴리알킬렌 옥시드가 있다. 이러한 화합물은 폴리올의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 0 내지 20 중량％의 양으로 사용된다.
사용될 수 있는 방염제로는 펜타브로모디페닐 옥시드; 디브로모프로판올; 트리스(β-클로로프로필)포스페이트; 2,2-비스(브로모에틸)-1,3-프로판디올; 테트라키스(2-클로로에틸)에틸렌 디포스페이트; 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트; 트리스(β-클로로에틸)포스페이트; 트리스(1,2-디클로로프로필)포스페이트; 비스-(2-클로로에틸)-2-클로로에틸포스포네이트; 몰리베눔트리옥시드; 암모늄 몰리브데이트; 암모늄 포스페이트; 펜타브로모디페닐옥시드; 트리크레실 포스페이트; 헥사브로모시클로도데칸; 멜라민; 및 디브로모에틸디브로모시클로헥산을 들 수 있다. 사용될 수 있는 방염제 화합물의 농도는 폴리올 100부 당 25 내지 50부이다.
발포체는 충전제, 예를 들어 유기, 무기 및 보강 충전체를 추가로 포함할 수 있다. 구체적인 예로는 실리카 함유 미네랄과 같은 무기 충전제, 예를 들어 안티고리트, 세르펜틴, 혼블렌드, 앰피볼, 크리소틸, 제올라이트, 탈크와 같은 쉬이트 실리케이트; 금속 산화물, 예를 들어 카올린, 산화알루미늄, 산화티탄 및 산화철, 메타 염, 예를 들어 초크, 중정석 (barite), 알루미늄 실리케이트 및 무기 안료, 예를 들어 카드뮴 술피드, 아연 술피드, 및 유리 입자를 들 수 있다. 유기 충전제의 예로는 카본 블랙, 멜라민, 로진, 시클로펜타디에닐 수지가 있다. 유기 및 무기 충전제는 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있으며, 폴리올 및 이소시아네이트 성분의 중량을 기준으로 0.5 내지 50 중량％의 양으로 반응 혼합물 중에 포함시키는 것이 이롭다.
본 발명의 발포체를 제조하기 위해, 폴리올, 촉매, 물 및 임의의 다른 추가의 성분을 미리 혼합하여 수지를 제조한다. 수지가 형성된 직후에, 수지를 톨루엔 디이소시아네이트 성분과 함께 믹서 헤드에서 배합하고, 혼합물을 이동층 반응기상으로 압출한다. 발포체가 이동층 반응기 아래로 이동함에 따라, 발포체는 부풀어 오르고 경화된다. 이어서 경화된 발포체를 필요에 따라 가공한다. 슬랩용 발포체를 제조하는 방법은 당업자에게 공지되어 있다.
<비교예 1 및 테스트 샘플 1>
성분 중량부비교예 1 테스트 샘플 1
폴리올 A 100 0
폴리올 B 0 100
T10 0.5 0.2
다브코 (DABCO) 33 LV 0.25 0.25
A-1 0.04 0.04
테고스탭 (등록상표) BF-2370 1.2 1.2
물 5.6 5.6
톨루엔 디이소시아네이트 66.4 66.4
이소시아네이트 지수 105 105
폴리올 A는 불포화도가 0.025이고 분자량이 3,000인, 트리올 글리세린 개시된 폴리올이며, 랜덤하게 중합된 에틸렌 옥시드 및 80％ 이상의 프로필렌 옥시드를 갖는 프로필렌 옥시드 폴리올이다.
폴리올 B는 불포화도가 0.012이고 분자량이 3,000인, 트리올 글리세린 개시된 폴리올이다. 폴리올은 80％ 이상의 프로필렌 옥시드 및 에틸렌 옥시드 말단 캡을 갖는, 랜덤하게 중합된 프로필렌 옥시드 및 에틸렌 옥시드의 내부 블록을 갖는다.
T10은 디옥틸프탈레이트 중 제1 주석 옥토에이트의 50％ 혼합물이다.
다브코 (DABCO) 33 LV는 33％ 트리에틸렌디아민을 포함하는 디프로필렌 글리콜 용액이다.
A-1은 디프로필렌 글리콜 중 비스-(디메틸아미노에틸)에테르의 70％ 용액이다.
테고스탭 (등록상표) BF-2370은 골드슈미트 (GoldSchmidt)사에서 판매하는 실리콘 계면활성제이다.
톨루엔 디이소시아네이트는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트와 2,6-톨루엔 디이소시아네이트의 80:20 혼합물이었다. 각 발포체의 톨루엔 디이소시아네이트를 제외한 모든 성분을 예비 혼합하고, 이어서 성분들을 톨루엔 디이소시아네이트와 함께 혼합하였으며, 발포체가 부풀어 올라 경화되게 하였다.
측정된 인자 비교예 1 테스트 샘플 1
코어 밀도 (pcf) 1.16 1.23
초기 25％ 압입하중치 (IFD),lbs 38.5 43.3
초기 65％ IFD, lbs 68.3 74.5
초기 25％ RT IFD, lbs 23.1 27.0
처짐 (Sag) 인자 1.77 1.72
회복 비율 60.0 62.3
프레서 풋 사이즈 50 50
공기 흐름, cfm 4.9 4.2
초기 피크 신장, psi 13.4 14.8
초기 파단 신장 비율 107.7 102.0
열 노화된 피크 신장 15.5 13.2
낙하하는 공의 복원성 39 45
압축 하중치50％ 초기 습윤 노화 0.57 0.53
압축 하중치50％ 습윤 노화 0.53 0.47
압축 하중치초기의 50％ 습윤 노화 비율 91.5 88.1
압축 하중치50％ 초기 가열 노화 0.59 0.55
압축 하중치50％ 가열 노화 0.55 0.59
압축 하중치초기의 50％ 가열 노화 비율 92.7 106.7
압축 세트 초기 50％ 6.2 9.9
압축 세트 초기 90％ 6.0 7.0
압축 세트 습윤 노화 50％ 10.3 22.2
압축 세트 습윤 노화 90％ 8.5 20.5
상기 데이타는 매우 저급의 불포화 폴리에테르 폴리올을 사용하는 것의 이점을 분명하게 보여준다. 매우 저급의 불포화 폴리에테르 폴리올을 사용하여 제조된 발포체는 25％, 65％ 및 25％ RT IFD에서 상당히 개선된 IFD 수치를 갖는다. 또한, 테스트 샘플은 상당히 개선된 복원성을 갖는다. 또한, 상기 표는 샘플 1의 다른 물리적인 특성이 비교예 1의 것과 크게 다르지 않다는 것을 입증한다. 따라서, 이러한 매우 저급의 불포화 폴리에테르 폴리올을 포함시키는 것은 통상적으로 사용되는 폴리올을 사용하여 제조된 발포체의 여러 물리적 특성을 갖지만, 개선된 압입하중치 및 복원 특성을 갖는 발포체를 제공한다.
본 발명은 관련된 법적 기준에 따라 기술되었으며, 따라서 상기 기재는 본래 한정하려는 것보다는 설명을 위한 것이다. 개시된 실시양태에 대한 변화 및 변형은 당업자에게 분명할 것이며, 본 발명의 범위내에 든다. 따라서, 하기 청구의 범위는 단지 본 발명에 의한 법적인 보호 범위를 결정하는 것뿐이다.

Claims (18)

  1. (a) 옥시알킬렌 단량체로부터 형성된 다수의 내부 블록을 가지며, 이 다수의 내부 블록에 부착된 에틸렌 옥시드를 포함하는 다수의 말단 캡을 갖는 트리올 폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올을 제공하는 단계 (여기서, 상기 내부 블록은 내부 블록내의 모든 옥시알킬렌의 총 중량을 기준으로 프로필렌 옥시드를 80 중량％ 이상 포함하고, 말단 캡에서 에틸렌 옥시드의 양은 폴리올의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량％이고, 상기 폴리올의 불포화도는 0.015 meq/g KOH 이하임);
    (b) 폴리이소시아네이트 성분을 제공하는 단계;
    (c) 촉매를 제공하는 단계;
    (d) 발포제로서 물을 3 내지 7 중량％의 수준으로 제공하는 단계; 및
    (e) 촉매 및 물의 존재하에 상기 폴리올과 폴리이소시아네이트 성분을 반응시켜 슬랩용 (slabstock) 폴리우레탄 발포체를 제조하는 단계
    를 포함하는, 슬랩용 폴리우레탄 발포체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 (e)가 폴리올과 폴리이소시아네이트 성분을 90 내지 120의 이소시아네이트 지수로 반응시키는 것을 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 단계 (e)가 폴리올과 폴리이소시아네이트 성분을 100 내지 115의 이소시아네이트 지수로 반응시키는 것을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 단계 (a)가 1,000 달톤 이상의 히드록시 당량 분자량을 갖는 트리올 폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올을 제공하는 것을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 단계 (e)가 촉매 및 물의 존재하에 폴리올과 폴리이소시아네이트 성분을 반응시켜 입방 피트 당 1.1 내지 2.0 파운드의 코어 밀도를 갖는 슬랩용 폴리우레탄 발포체를 제조하는 것을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 단계 (b)가 폴리이소시아네이트 성분으로서 톨루엔 디이소시아네이트 또는 톨루엔 디이소시아네이트의 혼합물을 제공하는 것을 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 단계 (b)가 2,4-톨루엔 디이소시아네이트와 2,6-톨루엔 디이소시아네이트의 80/20 혼합물로 이루어진 톨루엔 디이소시아네이트 혼합물을 제공하는 것을 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 1종 이상의 계면활성제를 폴리올과 혼합한 다음, 촉매 및 물의 존재하에 이 혼합물을 폴리이소시아네이트 성분과 반응시켜 슬랩용 폴리우레탄 발포체를 제조하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 실리콘 계면활성제를 폴리올과 혼합한 다음, 촉매 및 물의 존재하에 이 혼합물을 폴리이소시아네이트 성분과 반응시켜 슬랩용 폴리우레탄 발포체를 제조하는 것을 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 단계 (a)가 옥시알킬렌 단량체로부터 형성된 다수의 내부 블록을 가지며, 이 다수의 내부 블록에 부착된 에틸렌 옥시드를 포함하는 다수의 말단 캡을 갖는 트리올 폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올을 제공하는 단계 (여기서, 상기 내부 블록은 내부 블록내의 에틸렌 옥시드와 프로필렌 옥시드로 된 이종의 랜덤 혼합물을 포함하는데 내부 블록내에 포함된 모든 옥시알킬렌의 총 중량을 기준으로 프로필렌 옥시드를 80 중량％ 이상 포함하고, 말단 캡에서 에틸렌 옥시드의 양은 폴리올의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량％이고, 상기 폴리올의 불포화도는 0.015 meq/g KOH 이하임)인 것인 방법.
  11. (a) 옥시알킬렌 단량체로부터 제조된 다수의 내부 블록과, 이 다수의 내부 블록에 부착되며 에틸렌 옥시드를 포함하는 다수의 말단 캡을 함께 포함하는 트리올 폴리옥시알킬렌 폴리에테르 폴리올 (여기서, 상기 내부 블록은 모든 옥시알킬렌의 총 중량을 기준으로 프로필렌 옥시드를 80 중량％ 이상 포함하고, 말단 캡에서 에틸렌 옥시드의 양은 폴리올의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량％이고, 상기 폴리올의 불포화도는 0.015 meq/g KOH 이하임)을
    (b) 폴리이소시아네이트 성분과,
    (c) 촉매,
    (d) 발포제로서 3 내지 7 중량％의 수준의 물, 및
    (e) 임의로 1종 이상의 계면활성제의 존재하에
    반응시켜 얻은 생성물을 포함하는 슬랩용 폴리우레탄 발포체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 다수의 내부 블록이 프로필렌 옥시드와 에틸렌 옥시드로 된 이종의 랜덤 혼합물을 포함하며, 내부 블록내의 상기 모든 옥시알킬렌의 총 중량을 기준으로 프로필렌 옥시드를 80 중량% 이상 포함하는 것인 슬랩용 폴리우레탄 발포체.
  13. 제11항에 있어서, 상기 폴리올 및 상기 폴리이소시아네이트 성분을 90 내지 120의 이소시아네이트 지수로 반응시킨 슬랩용 폴리우레탄 발포체.
  14. 제11항에 있어서, 상기 폴리올이 1,000 달톤 이상의 히드록시 당량 분자량을 갖는 것인 슬랩용 폴리우레탄 발포체.
  15. 제11항에 있어서, 입방 피트 당 1.1 내지 2.0 파운드의 코어 밀도를 갖는 슬랩용 폴리우레탄 발포체.
  16. 제11항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트 성분이 톨루엔 디이소시아네이트또는 톨루엔 디이소시아네이트의 혼합물을 포함하는 것인 슬랩용 발포체.
  17. 제11항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트 성분이 2,4-톨루엔 디이소시아네이트와 2,6-톨루엔 디이소시아네이트의 80/20 혼합물로 이루어진 것인 슬랩용 발포체.
  18. 제11항에 있어서, 실리콘 계면활성제를 포함하는 슬랩용 발포체.
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