KR20090026242A - 입체장애 염으로부터의 신규 삼량화 촉매 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체장애 카르복시산염을 갖는 삼량화 촉매 조성물 및 상기 삼량화 촉매 조성물을 이용한 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼의 제조 방법을 제공한다.

Description

입체장애 염으로부터의 신규 삼량화 촉매{NEW TRIMERIZATION CATALYSTS FROM STERICALLY HINDERED SALTS}
본 발명은 일반적으로 촉매 시스템, 촉매 시스템을 포함하는 조성물, 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄(PIR/PUR) 폼(foam) 포뮬레이션, 및 PIR/PUR 폼 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄(PIR/PUR) 폼은 폴리올 및 폴리이소시아네이트를 촉매 존재 하에서 반응시켜 제조된다. 추가적인 첨가제들이 존재할 수 있다. PIR/PUR 폼 생성물은 뛰어난 열적 안정성 및 내연성을 갖는다. 이소시아누레이트는 약 160℃의 온도까지 이들의 강도를 보유하고, 대부분의 유기 용매, 산, 알칼리, 자외선, 및 습도에 저항성이 있다.
예를 들어, 일부 알칼리 금속 카르복시산염과 같은 일부 카르복시산염은 PIR/PUR 폼 제조에서 촉매로 사용되어 왔다. 그러나, 상업적으로 이용가능한 알칼리 금속 카르복시산염 촉매의 사용은 바람직하지 않은 폼의 제조 문제를 자주 일으키는데, 이는 연속발포공정에서 특히 심각하다. 폼의 증가 속도 프로파일을 측정하였을 때, 또는 시간에 대한 폼 높이를 플롯팅함으로써, 일반적으로 삼량 화(trimerization) 공정의 개시(onset)와 관련된, 구별되는“단계”가 관찰된다. 상기 삼량화 “단계”는 폼 증가 속도에 현저한 변화를 야기한다; 본질적으로, 발포 공정 동안 폼은 두 가지 다른 속도로 팽창한다. 연속적 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼 적층 공정에서, 폼 증가 속도 변화와 맞도록 생산 단위의 속도를 조절하는 것이 어렵다. 결과는 폼 오버팩킹(overpacking) 또는 폼 역류(back flow)이다. 폼 높이의 이러한 바람직하지 않은 급속한 증가는 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 포뮬레이션이 높은 이소시아네이트 지수에서 제조될 때에 특히 문제를 일으킨다. 즉, 폼 증가의 변화는 더 높은 이소시아네이트 지수에서 더욱 현저하다. 따라서, 상용되는 알칼리 금속 카르복시산염 촉매를 사용하였을 경우, 바람직한 낮은 연소성의 폼 생성물을 제조하는 것이 기술적 과제이다.
알칼리 금속 카르복시산염 촉매와 비교하여, 히드록시알킬암모늄 카르복시산 염에 기초한 상업적으로 이용가능한 폴리이소시아누레이트 삼량화 촉매는 연속공정에서 다른 가공성을 보인다. 이들은 증가 프로파일의 완만한 속도를 제공하고 덜 유의한 삼량화 “단계”를 갖는다. 즉, 더 높은 이소시아네이트 지수에서도 폼 증가율이 더욱 일정하다. 그러나, 히드록시알킬암모늄 카르복시산염 촉매는 약 100℃ 이상의 온도에서 휘발성 아민 부산물로 분해되어 불안정할 수 있다. 이러한 분해 과정은 휘발성 아민의 방출을 야기하여, 최종 폼 생성물에 바람직하지 않은 아민 향을 가져올 수 있다. PIR/PUR 폼을 제조하는 중합화 반응은 매우 발열성이어서, 자주 100℃를 초과하는 폼 제조 온도를 가져온다. 따라서, 히드록시알킬암모늄 카르복시산염 촉매는 더욱 예측가능한 폼 가공성을 제공할 수 있지만, 종종 바람직하지 않은 아민 향을 갖는 폼 생성물을 가져온다.
따라서, 연속적인 공정에서 PIR/PUR 폼 제조에 있어 완만한 증가 프로파일(시간에 대한 폼 높이)을 제공할 수 있는 촉매 조성물 및 폼 포뮬레이션에 대한 요구가 있다. 또한, 높은 이소시아네이트 지수로 폼 포뮬레이션이 잘 이루어지는 촉매 조성물에 대한 요구가 있다. 동시에, 이러한 촉매 조성물은 상업적으로 이용가능한 촉매 시스템에 비해 동등하거나 또는 더 빠른 표면 경화를 제공할 수 있어, 적층 폼 패널과 같은 최종 생성물이 제조되는 동안, 상기 촉매 조성물로 제조된 폼 생성물이 감소된 표면 파쇄도(surface friability) 및 강화된 표면 점착성을 가질 수 있어야 한다. 선택적으로, 촉매 성분의 선택에 따라, 촉매 조성물은 PIR/PUR 폼이 일반적으로 제조 과정에서 마주치게 되는 온도에서 열적으로 안정할 수 있고, 따라서 휘발성 아민 및/또는 아민 향이 없는 폼을 제조할 수 있다.
본 발명은 하기식을 갖는 하나 이상의 입체장애(sterically hindered) 카르복시산염을 포함하는 PIR/PUR 폼 제조를 위한 신규 촉매 조성물을 제공한다:
Figure 112008091118529-PAT00001
상기 식에서,
R1, R2, 및 R3는 치환 또는 비치환 C1-C18 알킬, 알케닐, 아릴, 또는 아랄킬로부터 독립적으로 선택되고;
n은 0 내지 10의 정수이고(0 및 10 포함); 그리고
M은 알칼리 금속 이온 또는 4차 암모늄 이온이다.
다른 태양에서, 본 발명은 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물, 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물, 및 하나 이상의 발포제(단, 하나 이상의 발포제가 클로로플루오로카본(CFC)이 아님)의 접촉 생성물을 포함하는 조성물을 개시한다. 또한, 본 발명은 하나 이상의 폴리이소이아네이트, 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물, 및 하나 이상의 발포제(단, 하나 이 상의 발포제가 클로로플루오로카본(CFC)이 아님)의 접촉 생성물을 포함하는 조성물을 개시한다. 클로로플루오로카본(CFC)이 성층권에서 오존을 파괴할 수 있다는 발견 때문에, 이러한 종류의 발포제는 본 발명에 사용되는 것이 바람직하지 않다.
본 발명은 또한 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄(PIR/PUR) 폼의 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법은 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 효과적인 양의 촉매 조성물 및 하나 이상의 발포제(단, 하나 이상의 발포제가 CFC가 아님)의 존재 하에서, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물과 접촉시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 촉매 조성물은 높은 이소시아네이트 지수에서도 시간에 대해 계속 일정한 폼 높이 증가를 제공하고, PIR/PUR 폼이 제조되는 동안 동등하거나 또는 더 빠른 표면 경화를 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 태양에서, 촉매 조성물은 표준 폼 제조 온도에서 열적으로 안정할 수 있어, 휘발성 아민 및/또는 아민 향이 없는 PIR/PUR 폼을 제조할 수 있다.
본 발명은 입체장애 카르복시산염을 갖는 삼량화 촉매 조성물 및 상기 삼량화 촉매 조성물을 이용한 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 촉매 조성물은 높은 이소시아네이트 지수에서도 시간에 대해 계속 일정한 폼 높이 증가를 제공하고, PIR/PUR 폼이 제조되는 동안 동등하거나 더 빠른 표면 경화를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 촉매 조성물은 표준 폼 제조 온도에 서 열적으로 안정할 수 있어, 휘발성 아민 및/또는 아민 향이 없는 PIR/PUR 폼을 제조할 수 있다.
하기 정의는 당업자들에게 본 발명의 상세한 설명을 이해하는데 도움을 주기 위해 제공된다.
PIR-폴리이소시아누레이트
PUR-폴리우레탄
이소시아네이트 지수-사용된 폴리이소시아네이트의 실제량을 반응 혼합물 내의 모든 활성 수소와의 반응에 필요한 폴리이소시아네이트의 이론적으로 요구되는 화학량으로 나누고, 100을 곱한 것. (NCO의 Eq/활성 수소의 Eq)x100으로도 공지됨.
pphp-폴리올 100 중량부에 대한 중량부.
Air Products and Chemicals, Inc.(APCI)의 DABCO® K15 촉매는 디에틸렌 글리콜 내의 알칼리 금속 카르복시산염, 칼륨 2-에틸헥사노에이트(칼륨 옥토에이트로도 공지됨)의 70% 용액이다.
APCI의 DABCO TMR® 촉매는 에틸렌 글리콜 내의 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트의 75% 용액이다.
APCI의 Polycat® 5 촉매는 펜타메틸디에틸렌트리아민으로서 화학적으로 알려진 우레탄 촉매이다.
본 발명은 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 신규 촉매 조성물 에 관한 것이다. 상기 신규 촉매 시스템은 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄(PIR/PUR) 폼 제조를 위한 폴리이소시아네이트 삼량화 촉매 시스템으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물, 하나 이상의 발포제, 및 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물의 접촉 생성물을 포함하는 신규 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 하나 이상의 폴리이소시아네이트, 하나 이상의 발포제, 및 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물의 접촉 생성물을 포함하는 신규 조성물에 관한 것이다. 이러한 신규 조성물들은 PIR/PUR 폼을 제조하기 위해 추가적 성분과 함께 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 발포제 및 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 효과적인 양의 촉매 조성물의 존재 하에서, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물과 접촉시키는 단계를 포함하는 PIR/PUR 폼 제조 방법을 제공한다. 또한, 견고한 PIR/PUR 폼은 당업계에 공지된 여러 방법에 의하여 본 발명의 신규 촉매 시스템 및 신규 조성물로 제조될 수 있다.
하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물은 이소시아누레이트를 제조하기 위해 이소시아네이트 삼량화에 사용될 수 있다. 일반적으로, 어떠한 양의 하나 이상의 입체장애 카르복시산염도 본 발명의 조성물에 사용될 수 있다. 실제 사용되는 바와 같이, PIR/PUR 폼을 위한 촉매 시스템은 일반적으로 예를 들어, 에틸렌 글리콜과 같은 희석제 내의 카르복시산염 용액을 포함한다. 본 발명의 촉매 조성물의 중량이 언급되는 경우에는, 그 양은 다른 언급이 없는 한 희석제의 효과를 배제한 것이다. 예로써, 에틸렌 글리콜 내의 칼륨 피발레이트 촉매의 50% 용액 10g이 주어진 적용에 사용되면, 칼륨 피발레이트염 촉매의 양은 5g과 같다. 따라서, 예를 들어 활성 수소 함유 화합물의 양 또는 폴리올의 양과 관련하여, 그 성분의 중량비를 계산하는 데 있어 5g의 촉매 성분이 사용되어야 한다.
출원인은 본 발명에서 여러 형태의 범위를 개시한다. 이는 온도의 범위; 원자 수의 범위; 폼 밀도의 범위; 이소시아네이트 지수의 범위; 및 발포제, 물, 계면활성제, 내연제, 우레탄 촉매, 및 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물의 pphp의 범위를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 출원인이 임의의 형태의 범위를 개시하거나 주장하는 경우, 출원인의 의도는 이러한 범위가 합리적으로 포괄할 수 있는, 뿐만 아니라 임의의 종속범위 및 종속범위의 조합이 포괄할 수 있는, 독립적으로 각각 가능한 수를 개시하거나 주장하는 것이다. 예를 들어, 출원인이 임의의 탄소 원자수를 갖는 화학적 부분을 개시하거나 주장한 경우에는, 출원인의 의도는 본 명세서에서 개시한 것과 일치되게 이러한 범위가 포괄할 수 있는 모든 가능한 수를 독립적으로 개시하거나 주장하는 것이다. 예를 들어, “R1”이 18개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 또는 다른 표현으로 본 명세서에서 사용된 바와 같은 C1-C18 알킬기일 수 있다는 개시는, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 또는 18개의 탄소 원자를 갖는 알킬기로부터 독립적으로 선택될 수 있는 “R1”기, 뿐만 아니라 이러한 두 숫자 사이의 임의의 범위(예를 들어, C1 내지 C8 알킬기)를 나타내고, 또한 이러한 두 숫자 사이 범위의 임의의 조합(예를 들어, C3 내지 C5 및 C7 내지 C10 알킬기)을 포함한다. 유사하게, 이는 본 명세서에서 개시된 다른 모든 탄소 범위, 예를 들어 R2 및 R3에서 C1내지 C18 범위; 10 이하의 탄소 원자를 갖는 알콕시기 등에도 적용된다.
유사하게, 다른 대표적인 예는 조성물 또는 폼 포뮬레이션에서 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물 100 중량부에 대한 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물의 중량부이다. 하나 이상의 수소 함유 화합물이 하나 이상의 폴리올이면, 폴리올 100 중량부에 대한 중량부는 pphp로 약식표기한다. 따라서, 예를 들어 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물이 약 0.05 내지 약 10 pphp의 양으로 존재한다는 개시에 의하여, 출원인은 pphp가 약 0.05, 약 0.06, 약 0.07, 약 0.08,약 0.09, 약 0.1, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.6, 약 0.7, 약 0.8, 약 0.9, 약 1, 약 2, 약 3, 약 4, 약 5, 약 6, 약 7, 약 8, 약 9, 또는 약 10으로부터 선택될 수 있다는 것을 나타내고자 한 것이다. 이와 마찬가지로, 본 명세서에서 개시되는 다른 범위도 모두 상기 두 예와 유사한 방식으로 해석되어야 한다.
개시한 전체 수치보다 좁게 청구범위를 선택하기 위하여, 예를 들어 출원인이 출원 시점에서는 알 수 없었던 선행 기술을 설명하기 위하여, 출원인은 범위에 따라 또는 비슷한 형태로 주장될 수 있는, 기(group) 내의 종속범위 또는 종속범위의 조합을 포함하여, 기의 개별적 요소를 배제하는 단서 조항을 남겨두고 있다. 또 한, 개시한 전체 수치보다 좁게 청구범위를 선택하기 위하여, 예를 들어 출원인이 출원 시점에서는 알 수 없었던 선행 기술을 설명하기 위하여, 출원인은 개별적인 치환체, 유사체, 화합물, 리간드, 구조, 또는 이들의 기, 또는 주장된 기의 임의의 요소를 배제하는 단서 조항을 남겨두고 있다.
필수적이지는 않지만, 본 발명의 다른 태양은 열적으로 안정한 촉매 시스템을 제공한다. 이러한 특성의 기술에 사용되는 경우, 주어진 온도에서 분해되지 않거나, 또는 휘발성 아민 및/또는 관련 아민 향을 방출하지 않는 경우에는, 주어진 온도에서 화합물이 열적으로 안정한 것으로 정의된다. DABCO TMR® 촉매와 같은 히드록시알킬암모늄염 촉매는 폼이 제조되는 동안 PIR/PUR 폼 온도가 약 100 ℃ 이상에 이르는 경우 불안정해질 수 있다. 이러한 상승된 온도에서, 4차 아민염의 성질 때문에, DABCO TMR® 촉매는 휘발성 아민 성분을 방출할 수 있다. 4차 암모늄염에 기초한 본 발명의 촉매 조성물은 이들이 4차 질소에 대하여 β-위치에서 탄소 원자에 작용기(예를 들어, 히드록실) 또는 수소를 갖지 않는다면 열적으로 안정하다.
따라서, 입체장애 카르복시산염과 알칼리 금속 이온, 예를 들어 리튬, 나트륨, 칼륨, 및 루비듐은 본 발명의 범위 내의 열적으로 안정한 촉매 조성물이다. 열적으로 안정한 4차 암모늄염은 테트라메틸암모늄 피발레이트, 테트라에틸암모늄 피발레이트, 테트라프로필암모늄 피발레이트, 테트라부틸암모늄 피발레이트, 테트라메틸암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라에틸암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라프로필암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라부틸암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라메 틸암모늄 네오헵타노에이트, 테트라에틸암모늄 네오헵타노에이트, 테트라프로필암모늄 네오헵타노에이트, 테트라부틸암모늄 네오헵타노에이트, 테트라메틸암모늄 네오옥타노에이트, 테트라에틸암모늄 네오옥타노에이트, 테트라프로필암모늄 네오옥타노에이트, 테트라부틸암모늄 네오옥타노에이트, 테트라메틸암모늄 네오데카노에이트, 테트라에틸암모늄 네오데카노에이트, 테트라프로필암모늄 네오데카노에이트, 테트라부틸암모늄 네오데카노에이트, 및 이의 유사체를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 염은 각각 또는 이들의 혼합물로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 태양에서, 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물은 약 150℃까지 열적 안정성을 갖는데, 휘발성 아민 화합물이 발산되지 않거나 실질적으로 발산되지 않는다. PIR/PUR 폼이 제조되는 동안의 발열 반응의 결과인 일반적인 폼 온도는 약 80℃ 내지 약 150℃의 범위일 수 있다. 다른 태양에서, 본 발명의 촉매 시스템은 약 175℃, 약 200℃, 약 220℃, 약 240℃, 또는 약 250℃까지 열적 안정성을 갖는다.
본 발명의 촉매 시스템의 입체장애 카르복시산염은 예를 들어, 유기산과 알칼리 히드록사이드와의 반응에 의해 제조가능하다. 본 발명의 다른 태양에서, 입체장애 카르복시산염은 유기산과 테트라알킬암모늄 히드록사이드와의 반응, 또는 유기산과 3차 아민과의 반응 후 에폭시 화합물과의 반응에 의해 제조가능하다. 에폭시와의 후자의 반응은 상승된 온도에서 불안정한 히드록시알킬 4차 화합물(예를 들어, 2-히드록시프로필트리메틸암모늄)을 생성한다. 그러나, 이러한 반응 생성물은 본 발명에 사용될 수 있다.
본 발명에 꼭 필요하지는 않지만, 본 발명의 촉매 시스템 또는 신규 조성물은 다른 촉매성 물질 또는 카르복시산염을 임의의 양으로 더욱 포함할 수 있다. 이들은 알칼리 금속 α,β-불포화 카르복시산염, 알칼리 토금속 α,β-불포화 카르복시산염, 4차 암모늄 α,β-불포화 카르복시산염, 알칼리 금속 카르복시산염, 알칼리 토금속 카르복시산염, 4차 암모늄 카르복시산염, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. α,β-불포화 카르복시산염의 설명에 도움이 되는 예는 칼륨 아크릴레이트, 테트라메틸암모늄 아크릴레이트, 테트라에틸암모늄 아크릴레이트, 테트라프로필암모늄 아크릴레이트, 테트라부틸암모늄 아크릴레이트, 칼륨 메타크릴레이트, 테트라메틸암모늄 메타크릴레이트, 테트라에틸암모늄 메타크릴레이트, 테트라프로필암모늄 메타크릴레이트, 테트라부틸암모늄 메타크릴레이트, 모노-칼륨 푸마레이트, 비스-칼륨 푸마레이트, 모노-테트라메틸암모늄 푸마레이트, 비스-테트라메틸암모늄 푸마레이트, 칼륨 테트라메틸암모늄 푸마레이트, 모노-테트라에틸암모늄 푸마레이트, 비스-테트라에틸암모늄 푸마레이트, 칼륨 테트라에틸암모늄 푸마레이트, 모노-테트라프로필암모늄 푸마레이트, 비스-테트라프로필암모늄 푸마레이트, 칼륨 테트라프로필암모늄 푸마레이트, 모노-테트라부틸암모늄 푸마레이트, 비스-테트라부틸암모늄 푸마레이트, 칼륨 테트라부틸암모늄 푸마레이트, 모노-칼륨 말레이트, 비스-칼륨 말레이트, 모노-테트라메틸암모늄 말레이트, 비스-테트라메틸암모늄 말레이트, 칼륨 테트라메틸암모늄 말레이트, 모노-테트라에틸암모늄 말레이트, 비스-테트라에틸암모늄 말레이트, 칼륨 테트라에틸암모늄 말레이트, 모노-테트라프로필암모늄 말레이트, 비스-테트라프로필암모늄 말레이트, 칼륨 테트 라프로필암모늄 말레이트, 모노-테트라부틸암모늄 말레이트, 비스-테트라부틸암모늄 말레이트, 칼륨 테트라부틸암모늄 말레이트, 트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄 아크릴레이트, 트리에틸(2-히드록시에틸)암모늄 아크릴레이트, 트리프로필(2-히드록시에틸)암모늄 아크릴레이트, 트리부틸(2-히드록시에틸)암모늄 아크릴레이트, 디메틸벤질(2-히드록시프로필)암모늄 아크릴레이트, 디메틸벤질(2-히드록시에틸)암모늄 아크릴레이트, 트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄 메타크릴레이트, 트리에틸(2-히드록시에틸)암모늄 메타크릴레이트, 트리프로필(2-히드록시에틸)암모늄 메타크릴레이트, 트리부틸(2-히드록시에틸)암모늄 메타크릴레이트, 디메틸벤질(2-히드록시프로필)암모늄 메타크릴레이트, 디메틸벤질(2-히드록시에틸)암모늄 메타크릴레이트, 비스-(트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄) 말레이트, 비스-(트리에틸(2-히드록시에틸)암모늄) 말레이트, 비스-(트리프로필(2-히드록시에틸)암모늄) 말레이트, 비스-(트리부틸(2-히드록시에틸)암모늄) 말레이트, 비스-(디메틸벤질(2-히드록시프로필)암모늄) 말레이트, 비스-(디메틸벤질(2-히드록시에틸)암모늄) 말레이트, 비스-(트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄) 푸마레이트, 비스-(트리에틸(2-히드록시에틸)암모늄) 푸마레이트, 비스-(트리프로필(2-히드록시에틸)암모늄) 푸마레이트, 비스-(트리부틸(2-히드록시에틸)암모늄) 푸마레이트, 비스-(디메틸벤질(2-히드록시프로필)암모늄) 푸마레이트, 비스-(디메틸벤질(2-히드록시에틸)암모늄) 푸마레이트, 및 이의 유사체, 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 4차 암모늄 카르복시산염의 설명에 도움이 되는 예는 를 칼륨 포르메이트, 칼륨 아세테이트, 칼륨 프로피오네이트, 칼륨 부타 노에이트, 칼륨 펜타노에이트, 칼륨 헥사노에이트, 칼륨 헵타노에이트, 칼륨 옥토에이트, 칼륨 2-에틸헥사노에이트, 칼륨 데카노에이트, 칼륨 부티레이트, 칼륨 이소부티레이트, 칼륨 노난트, 칼륨 스테아레이트, 나트륨 옥토에이트, 리튬 스테아레이트, 나트륨 카프리오에이트, 리튬 옥토에이트, 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트 용액, 및 이의 유사체, 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하나 이상의 입체장애 카르복시산염 혼합물 또는 조합을 포함하는 것은 또한 본 발명의 촉매 조성물의 범위 내이다. 또한, 본 발명의 촉매 시스템 또는 신규 조성물은 하나 이상의 우레탄 촉매를 더욱 포함할 수도 있다.
용어 “접촉 생성물”은 성분들이 임의의 순서, 임의의 방법, 및 임의의 시간 길이로 서로 접촉하는 조성물을 나타내는 것으로 본 명세서에서 사용되었다. 예를 들어, 성분들은 블렌딩 또는 믹싱에 의해서 접촉될 수 있다. 또한, 임의의 성분의 접촉은 본 명세서에 기재하는 조성물 또는 폼 포뮬레이션의 다른 성분의 존재 또는 부존재하에서 일어날 수 있다. 추가적인 촉매 성분의 결합은 당업자에게 공지된 방법에 의하여 일어날 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 태양에서, 촉매 조성물은 하나 이상의 입체장애 카르복시산염과 선택적 알칼리 금속 카르복시산염의 접촉 또는 결합에 의하여 제조 가능하다. 이것은 일반적으로 용액 형태에서 일어난다. 다른 태양에서, 촉매 조성물은 각각의 카르복시산을 먼저 믹싱하고 이어서 중화하여 상응하는 염을 생성하도록 제조가능하다.
조성물 및 방법이 다양한 성분 또는 단계를 “포함하는”의 용어로서 기재되 지만, 상기 조성물 및 방법은 또한 다양한 성분 또는 단계로 “필수적으로 이루어지는”또는“구성되는”것일 수도 있다.
입체장애 카르복시산염
본 발명의 촉매 조성물은 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함한다. 상기 하나 이상의 카르복시산염은 특히 PIR/PUR 폼의 제조에 유용하다. 또한, 본 발명의 범위 내의 촉매 조성물은 하기식을 갖는 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함할 수 있다:
Figure 112008091118529-PAT00002
상기 식에서,
R1, R2, 및 R3는 치환 또는 비치환 C1-C18 알킬, 알케닐, 아릴, 또는 아랄킬로부터 독립적으로 선택되고;
n은 0 내지 10의 정수이고(0 및 10 포함); 그리고
M은 알칼리 금속 이온 또는 4차 암모늄 이온이다.
다른 언급이 없는 한, 본 명세서에서 기술되는 알킬 및 알케닐기는 주어진 구조의 모든 구조 이성질체, 선형 또는 분지형을 포함하고자 한 것으로; 예를 들어, 모든 광학 이성질체 또는 모든 기하 이성질체가 상기 정의에 포함된다. 예로 써, 다른 언급이 없는 한, 프로필이란 용어는 n-프로필 및 이소-프로필을 포함하는 것을 의미하고, 부틸이란 용어는 n-부틸, 이소-부틸, t-부틸, sec-부틸 등을 포함하는 것을 의미한다. 유사하게, 본 명세서에 기술되는 치환 알킬, 알케닐, 아릴, 및 아랄킬기는 주어진 구조의 치환 유사체를 포함하고자 한 것이다. 예를 들어, 알킬, 알케닐, 아릴, 및 아랄킬기의 치환체는 할라이드; 히드록실기; 아미노기; 10 이하의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 알킬아미노, 또는 디알킬아미노기; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
하나 이상의 입체장애 카르복시산염에 존재할 수 있는 알킬기의 제한되지 않는 예는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 또는 데실, 및 이의 유사체를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위 내의 알케닐기의 예는 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 헵테닐, 옥테닐, 노네닐, 데세닐, 및 이의 유사체를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 아릴 및 아랄킬(아랄킬은 아릴-치환 알킬 또는 아릴알킬로 정의함)기는 페닐, 알킬-치환 페닐, 나프틸, 알킬-치환 나프틸, 및 이의 유사체를 포함한다. 예를 들어, 본 발명에 유용한 아릴 및 아랄킬기의 제한되지 않는 예는 페닐, 톨릴, 벤질, 디메틸페닐, 트리메틸페닐, 페닐에틸, 페닐프로필, 페닐부틸, 프로필-2-페닐에틸, 및 이의 유사체를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 태양에서, R1, R2, 및 R3는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 페닐, 톨릴, 및 벤질로부터 독립적으로 선택된다. 다른 태양에 서, R1, R2, 및 R3는 메틸, 에틸, 프로필, 및 부틸로부터 독립적으로 선택된다. 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 입체장애 구조의 R1, R2, 및 R3는 수소 원자가 아니다.
다른 태양에서, M은 리튬, 칼륨, 나트륨, 또는 루비듐 이온이다. 또 다른 태양에서, M은 칼륨 이온이다. 본 발명에 유용한 4차 암모늄 이온은 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라프로필암모늄, 테트라부틸암모늄, 디메틸디알릴암모늄, 트리메틸(2-히드록시프로필)암모늄, 트리에틸(2-히드록시프로필)암모늄, 트리프로필(2-히드록시프로필)암모늄, 트리부틸(2-히드록시프로필)암모늄, 트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄, 트리에틸(2-히드록시에틸)암모늄, 트리프로필(2-히드록시에틸)암모늄, 트리부틸(2-히드록시에틸)암모늄, 디메틸벤질(2-히드록시프로필)암모늄, 또는 디메틸벤질(2-히드록시에틸)암모늄, 및 이의 유사체, 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 또 다른 태양에서, M은 테트라메틸암모늄 이온 또는 디메틸디알릴암모늄 이온이다.
본 발명의 일 태양에서, 상기 식 내의 정수 n은 0 내지 10의 범위(0 및 10 포함)일 수 있다. 다른 태양에서, n은 0 내지 5의 범위(0 및 5 포함)일 수 있다. 또 다른 태양에서, n은 0이다. 예로써, R1, R2, 및 R3는 각각 메틸 그룹이고, M은 칼륨 이온이고, 그리고 n은 0인 경우, 상기 입체장애 카르복시산염은 칼륨 피발레이트이다.
본 발명의 다른 태양에서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염은 알칼 리 금속 카르복시산염 또는 4차 암모늄 카르복시산염, 또는 이들의 조합이다. 또 다른 태양에서, 본 발명의 범위 내의 입체장애 카르복시산염 및 산은 하나 이상의 4차 탄소 부분을 포함한다. 즉, 본 명세서에서 기술된 카르복시산염 및 카르복시산 구조 및 물질 내의 최소한 하나의 탄소 원자가 4차 탄소이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 4차 탄소는 4개의 다른 탄소 원자와 결합한 탄소로 정의된다. 이러한 4차 탄소 부분은 예를 들어, 하기 카르복시산염 및 산 종류에 의해 더욱 설명될 수 있다.
본 발명의 적절한 입체장애 카르복시산염은 칼륨 피발레이트, 테트라메틸암모늄 피발레이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 피발레이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 피발레이트, 테트라에틸암모늄 피발레이트, 테트라프로필암모늄 피발레이트, 테트라부틸암모늄 피발레이트, 디메틸디알릴암모늄 피발레이트, 칼륨 트리에틸아세테이트, 테트라메틸암모늄 트리에틸아세테이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 트리에틸아세테이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라에틸암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라프로필암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라부틸암모늄 트리에틸아세테이트, 칼륨 네오헵타노에이트, 테트라메틸암모늄 네오헵타노에이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 네오헵타노에이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 네오헵타노에이트, 테트라에틸암모늄 네오헵타노에이트, 테트라프로필암모늄 네오헵타노에이트, 테트라부틸암모늄네오헵타노에이트, 칼륨 네오옥타노에이트, 테트라메틸암모늄 네오옥타노에이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 네오옥타노에이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 네오옥타노에이트, 테트라에틸암모늄 네오옥타노에이트, 테트라프로필암모늄 네오옥타노에이트, 테트라부틸암모늄 네오옥타노에이트, 칼륨 네오데카노에이트, 테트라메틸암모늄 네오데카노에이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 네오데카노에이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 네오데카노에이트, 테트라에틸암모늄 네오데카노에이트, 테트라프로필암모늄 네오데카노에이트, 테트라부틸암모늄 네오데카노에이트, 및 이의 유사체, 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 태양에서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염은 테트라알킬암모늄 카르복시산염이다. 또 다른 태양에서, 하나 이상의 입체장애 카르복시산염은 테트라메틸암모늄 피발레이트, 디메틸디알릴암모늄 피발레이트, 칼륨 피발레이트, 칼륨 네오헵타노에이트, 칼륨 네오데카노에이트, 또는 이들의 조합이다. 또 다른 태양에서, 하나 이상의 입체장애 카르복시산염은 칼륨 피발레이트이다.
또 다른 태양에서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염은 카르복시산의 염, 예를 들어, 입체장애 카르복시산의 4차 암모늄염 또는 알칼리 금속염이다. 본 발명의 범위 내의 적절한 카르복시산은 피발산, 트리에틸아세트산, 네오헥사노산, 네오헵타노산, 네오옥타노산, 네오데카노산, 네오운데카노산, 네오도데카노산, 및 이의 유사체, 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리이소시아네이트
PIR/PUR 폼의 제조 방법에 유용한 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소 시아네이트(TDI), 디페닐 메탄 디이소시아네이트 이성질체(MDI), 수화된 MDI 및 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 2,4-TDI, 2,6-TDI, 및 이들의 혼합물이 본 발명에 바로 사용가능하다. 다른 적절한 디이소시아네이트의 혼합물은 다른 이성체 및 유사 고차 폴리이소시아네이트와 함께 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하는 크루드 MDI, 또는 PAPI로 당업계에서 공지된 것들을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 태양에서, 폴리이소시아네이트 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르 폴리올이 부분적으로 예비 반응된 혼합물을 포함하는 폴리이소시아네이트의 프리폴리머가 적당하다. 또 다른 태양에서, 상기 폴리이소시아네이트는 MDI를 포함하거나, 또는 MDI 또는 MDI의 혼합물로 필수적으로 이루어진다.
본 발명의 촉매 시스템, 조성물, 및 PIR/PUR 폼의 제조 방법은 다양한 형태의 폼을 제조하는데 사용할 수 있다. 이러한 촉매 시스템은, 예를 들어 일반적으로 높은 이소시아네이트 지수를 필요로 하는 견고하고 내연성인 적용을 위한 폼 생성물의 제조에 유용하다. 상기한 바와 같이, 이소시아네이트 지수는 사용된 폴리이소시아네이트의 실제량을 반응 혼합물에서 모든 활성 수소와의 반응에 필요한 폴리이소시아네이트의 이론적으로 필요한 화학량으로 나누고, 100을 곱한 것이다. 본 발명의 목적상, 이소시아네이트 지수는 하기식으로 나타낸다: 이소시아네이트 지수=(NCO의 Eq/활성 수소의 Eq)x100, 상기 식에서 NCO의 Eq는 폴리이소시아네이트에서 NCO 작용기의 수이고, 활성 수소의 Eq는 활성 수소 원자의 당량수이다.
이소시아네이트 지수 약 80 내지 약 800으로 제조된 폼 생성물은 본 발명의 범위 내이다. 본 발명의 다른 태양에 따라, 이소시아네이트 지수는 약 100 내지 약 700, 약 150 내지 약 650, 약 200 내지 약 600, 또는 약 250 내지 약 500의 범위이다.
폴리올
본 발명의 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼 생성에서 상기한 폴리이소시아네이트와 함께 사용되는 활성 수소 함유 화합물은 예를 들어, 폴리올과 같은 2 이상의 히드록실기를 갖는 임의의 유기 화합물일 수 있다. 일반적으로 PIR/PUR 폼 제조 방법에 사용되는 폴리올은 폴리알킬렌 에테르 및 폴리에스테르 폴리올을 포함한다. 상기 폴리알킬렌 에테르 폴리올은 디올 및 트리올을 포함하는 다가 화합물로부터 유래되는 말단 히드록실기를 갖는 공중합체 및 폴리(에틸렌옥사이드) 및 폴리(프로필렌옥사이드) 중합체와 같은 폴리(알킬렌옥사이드) 중합체를 포함한다. 이들은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부탄 디올, 1,4-부탄 디올, 1,6-헥산 디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 펜타에리스리톨, 글리세롤, 디글리세롤, 트리메틸올 프로판, 시클로헥산 디올, 및 수크로오스와 같은 당 및 유사 저분자량 폴리올을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
아민 폴리에테르 폴리올이 본 발명에 사용될 수 있다. 이는 아민, 예를 들어 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 톨릴렌디아민, 디페닐메탄디아민, 또는 트리에탄올아민이 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드와 반응하여 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 태양에서, 단일 고분자량 폴리에테르 폴리올, 또는 고분자량 폴리에테르 폴리올 혼합물, 예를 들어 다른 다기능성 물질 및/또는 다른 분자량 또는 다른 화학적 조성 물질의 혼합물이 사용가능하다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 디카르복시산이 과량의 디올과 반응하여 제조되는 것을 포함하여, 폴리에스테르 폴리올이 사용가능하다. 제한되지 않는 예는 아디핀산 또는 프탈산 또는 프탈산 무수물이 에틸렌 글리콜 또는 부탄디올과 반응하는 것을 포함한다. 본 발명에 유용한 폴리올은 락톤과 과량의 디올, 예를 들어 카르포락톤과 프로필렌 글리콜을 반응시켜 제조된다. 다른 태양에서, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올, 및 이들의 조합과 같은 활성 수소 함유 화합물이 본 발명에 유용하다.
발포제
본 발명의 범위 내의 조성물, 폼 포뮬레이션, 및 PIR/PUR 폼 제조 방법에 따라, 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있는 적절한 발포제는 물, 메틸렌 클로라이드, 아세톤, 히드로플루오로카본(HFC), 히드로클로로플루오로카본(HCFC), 및 탄화수소를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. HFC의 예는 HFC-245fa, HFC-134a, 및 HFC-365를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니고; HCFC의 설명에 도움이 되는 예는 HCFC-141b, HCFC-22, 및 HCFC-123을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 탄화수소의 예는 n-펜탄, 이소-펜탄, 시클로펜탄, 및 이의 유사체, 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 태양에서, 발포제 또는 발포제의 혼합물은 하나 이상의 탄화수소를 포함한다. 다른 태양에서, 발포제는 n- 펜탄을 포함한다. 또한, 본 발명의 또 다른 태양에서, 발포제는 n-펜탄 또는 n-펜탄과 하나 이상의 발포제와의 혼합물로 필수적으로 이루어진다.
클로로플루오로카본(CFC)이 성층권에서 오존을 파괴할 수 있다는 것이 발견되었기 때문에, 이러한 종류의 발포제는 본 발명에 사용되는 것이 바람직하지 않다. 클로로플루오로카본(CFC)은 모든 수소 원자가 염소 및 불소 원자로 치환된 알칸이다. CFC의 예는 트리클로로플루오로메탄 및 디클로로디플루오로메탄을 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물은 CFC 발포제가 아닌 것만을 포함한다.
사용되는 발포제의 양은 예를 들어, 폼 생성물의 의도된 용도 및 적용, 및 원하는 폼의 굳기 및 밀도에 따라 변화가능하다. 본 발명의 조성물, 폼 포뮬레이션 및 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼 제조 방법에서, 발포제는 하나 이상의 수소 함유 화합물 100 중량부에 대해 약 10 내지 약 80 중량부의 양으로 존재한다. 다른 태양에서, 발포제는 하나 이상의 수소 함유 화합물 100 중량부에 대해 약 12 내지 약 60, 약 14 내지 약 50, 또는 약 16 내지 약 40 중량부의 양으로 존재한다. 하나 이상의 수소 함유 화합물이 하나 이상의 폴리올인 경우, 발포제는 폴리올 100 중량부에 대해 약 10 내지 약 80 중량부(pphp), 약 12 내지 약 60 pphp, 약 14 내지 약 50 pphp, 또는 약 16 내지 약 40 pphp의 양으로 존재한다.
물이 포뮬레이션 내에 존재하는 경우, 발포제 등으로 사용하는데 있어, 물은 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물 100 중량부에 대해 약 15 중량부 이하의 양으로 존재한다. 유사하게, 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물이 하나 이상의 폴리올인 경우에, 물은 0 내지 15 pphp의 범위일 수 있다. 다른 태양에서, 물은 0 내지 약 10 pphp, 0 내지 약 8 pphp, 0 내지 약 6 pphp, 또는 0 내지 약 4 pphp 범위일 수 있다.
우레탄 촉매
우레탄 촉매는 폴리우레탄 제조 반응을 촉진하고, 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼을 제조하기 위한 본 발명의 조성물 및 촉매 시스템의 추가 성분으로 사용될 수 있다. 여기에 사용되는 적절한 우레탄 촉매는 금속염 촉매, 예를 들어 유기주석 및 아민 화합물, 예를 들어 트리에틸렌디아민(TEDA), N-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, N-메틸모르포린(DABCO® NMM 촉매로 상업적으로 구입가능), N-에틸모르포린(DABCO® NEM 촉매로 상업적으로 구입가능), 트리에틸아민(DABCO® TETN 촉매로 상업적으로 구입가능), N,N'-디메틸피페라진, 1,3,5-트리스(디메틸아미노프로필)헥사히드로트리아진(Polycat® 41 촉매로 상업적으로 구입가능), 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀(DABCO TMR® 30 촉매로 상업적으로 구입가능), N-메틸디시클로헥실아민(Polycat® 12 촉매로 상업적으로 구입가능), 펜타메틸디프로필렌 트리아민(Polycat® 77촉매로 상업적으로 구입가능), N-메틸-N'-(2-디메틸아미노)-에틸-피페라진, 트리부틸아민, 펜타메틸디에틸렌트리아민(Polycat® 5 촉매로 상업적으로 구입가능), 헥사메틸트리에틸렌테트라아민, 헵타메틸테트라에틸렌펜타민, 디메틸아 미노시클로헥실아민(Polycat® 8 촉매로 상업적으로 구입가능), 펜타메틸디프로필렌트리아민, 트리에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 비스(디메틸아미노에틸)에테르(DABCO® BL19 촉매로 상업적으로 구입가능), 트리스(3-디메틸아미노)프로필아민(Polycat® 9 촉매로 상업적으로 구입가능), 1,8-디아자바이시클로[5.4.0] 운데칸(DABCO® DBU 촉매로 상업적으로 구입가능) 또는 이의 산으로 봉쇄된(acid blocked) 유도체, 및 이의 유사체, 뿐만 아니라 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명과 관련된 폼 용도의 우레탄 촉매로서 특히 유용한 것은 화학적으로 펜타메틸디에틸렌트리아민으로 알려진 Polycat® 5 촉매이다.
본 발명의 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼 제조를 위해, 우레탄 촉매는 0 내지 약 10 pphp, 0 내지 약 8 pphp, 0 내지 약 6 pphp, 0 내지 약 4 pphp, 0 내지 약 2 pphp, 또는 0 내지 약 1 pphp로 포뮬레이션에 존재할 수 있다. 다른 태양에서, 우레탄 촉매는 0 내지 약 0.8 pphp, 0 내지 약 0.6 pphp, 0 내지 약 0.4 pphp, 또는 0 내지 약 0.2 pphp로 존재한다.
기타 첨가제
폼이 제조되는 동안 필요에 따라, 또는 폼 생성물의 최종 용도로의 적용을 위해, 특별한 특성을 조절하기 위해 다양한 첨가제가 PIR/PUR 폼 포뮬레이션에 사용될 수 있다. 이는 셀 안정화제, 내연제, 사슬 연장제, 에폭시 수지, 아크릴 수 지, 충전재, 안료, 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 당업계에서 공지된 다른 혼합물 또는 물질이 폼 포뮬레이션에 포함될 수 있고, 본 발명의 범위 내인 것으로 이해하여야 한다.
셀 안정화제는 유기폴리실록산과 같은 계면활성제를 포함한다. 실리콘 계면활성제는 약 0.5 내지 약 10 pphp, 약 0.6 내지 약 9 pphp, 약 0.7 내지 약 8 pphp, 약 0.8 내지 약 7 pphp, 약 0.9 내지 약 6 pphp, 약 1 내지 약 5 pphp, 또는 약 1.1 내지 약 4 pphp의 양으로 폼 포뮬레이션에 존재할 수 있다. 유용한 내연제는 할로겐화 유기인 화합물 및 비할로겐화 화합물을 포함한다. 할로겐화 내연제의 제한되지 않는 예는 트리클로로프로필포스페이트(TCPP)이다. 예를 들어, 트리에틸포스페이트 에스테르(TEP) 및 DMMP는 비할로겐화 내연제이다. 최종 용도로의 폼 적용에 따라서, 내연제는 0 내지 약 50 pphp, 0 내지 약 40 pphp, 0 내지 약 30 pphp, 또는 0 내지 약 20 pphp의 양으로 폼 포뮬레이션에 존재할 수 있다. 다른 태양에서, 내연제는 0 내지 약 15 pphp, 0 내지 약 10 pphp, 0 내지 약 7 pphp, 또는 0 내지 약 5 pphp로 존재한다. 에틸렌 글리콜 및 부탄 디올과 같은 사슬 연장제가 본 발명에 사용가능하다. 에틸렌 글리콜은 예를 들어 본 발명의 카르복시산염 촉매를 위한 희석제 또는 용매로서 포뮬레이션 내에 존재할 수 있다.
폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼 포뮬레이션 및 방법
본 발명의 일 태양은 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물, 하나 이상의 발포제, 및 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물의 접촉 생성물 을 포함하는 조성물을 제공한다. 다른 태양은 하나 이상의 폴리이소시아네이트, 하나 이상의 발포제, 및 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물의 접촉 생성물을 포함하는 조성물을 제공한다. 상기 두 조성물 모두에서, 상기 조성물은 하나 이상의 우레탄 촉매를 더욱 포함할 수 있다. 유사하게, 상기 조성물은 하나 이상의 셀 안정화제, 하나 이상의 내연제, 하나 이상의 사슬 연장제, 하나 이상의 에폭시 수지, 하나 이상의 아크릴 수지, 하나 이상의 충전재, 하나 이상의 안료, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 효과적인 양의 촉매 조성물 및 하나 이상의 발포제의 존재 하에서, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물과 접촉시키는 단계를 포함하는 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄(PIR/PUR) 폼의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 방법에 따라, PIR/PUR 폼은 약 20 kg/m3 내지 약 250 kg/m3 (약 1.25 lb/ft3 내지 약 15.5 lb/ft3 ), 또는 약 24 kg/m3 내지 약 60 kg/m3 (약 1.5 lb/ft3 내지 약 3.75 lb/ft3 )의 밀도를 갖도록 제조가능하다.
다른 태양에서, 본 발명의 방법은 연속발포공정에 매우 바람직한, 높은 이소시아네이트 지수에서도 시간에 대해 실질적으로 일정한 폼 높이 증가를 제공한다. 또한, 본 PIR/PUR 폼 제조 방법은 다른 상업적으로 구입가능한 촉매 시스템과 비교하여, 동일하거나 더 빠른 표면 경화를 또한 제공할 수 있어서, PIR/PUR 폼은 생성물이 적층 폼 패널과 같은 물품일 경우에 유용한, 강화된 표면 점착성을 갖는다.
선택적으로, 또 다른 태양에서, 본 발명의 방법은 바람직하지 않은 아민 향이 없거나 실질적으로 없는 PIR/PUR 폼을 제조할 수 있다. 특정의 하나 이상의 입체장애 카르복시산염의 선택에 따라, 이러한 방법은 높은 이소시아네이트 지수로 포뮬레이션화된 폼에서, PIR/PUR 폼이 제조되는 동안 일반적으로 마주치게 되는 온도에서 열적 안정성을 제공할 수 있다. 다른 태양에서, PIR/PUR 폼의 제조방법은 약 150℃, 또는 약 175℃, 또는 약 200℃, 또는 약 220℃, 또는 약 240℃, 또는 약 250℃까지 열적 안정성을 갖는다. 또 다른 태양에서, 본 발명의 방법은 실질적으로 휘발성 아민 및/또는 아민 향이 없는 PIR/PUR 폼을 생성한다.
하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물은 촉매적으로 효과가 있는 양으로 폼 포뮬레이션 내에 존재하여야 한다. 본 발명의 PIR/PUR 폼 포뮬레이션에서, 촉매 조성물은 촉매 시스템 희석제의 중량 기여도는 배제하고, 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물 100 중량부에 대해 약 0.05 내지 약 10 중량부의 양으로 존재한다. 다른 태양에서, 촉매 조성물은 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물 100 중량부에 대해 약 0.4 내지 약 9, 또는 약 0.8 내지 약 8 중량부의 양으로 존재한다. 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물이 하나 이상의 폴리올인 경우에는, 촉매 조성물은 폴리올 100 중량부에 대해 약 0.05 내지 약 10 중량부(pphp)의 양으로 존재한다. 다른 태양에서, 촉매 조성물은 약 0.2 내지 약 9.5 pphp, 약 0.4 내지 약 9 pphp, 약 0.6 내지 약 8.5 pphp, 또는 약 0.8 내지 약 8 pphp의 양으로 존재한다.
본 발명의 방법의 일 태양에 따라, 폼 포뮬레이션의 성분은 실질적으로 동시 에 접촉된다. 예를 들어, 하나 이상의 폴리이소시아네이트, 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물, 하나 이상의 발포제 및 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 효과적인 양의 촉매 조성물은 동시에 접촉된다. PIR/PUR 포뮬레이션에 사용되는 성분의 수에 따라, 상기 성분을 혼합하는 많은 다른 순서들이 있고, 당업자들은 상기 성분들의 첨가 순서를 변화하는 것이 본 발명의 범위 내에서 속한다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 폼 포뮬레이션의 상기한 성분을 혼합하는 각각의 다른 순서들에서, 본 발명의 폼 포뮬레이션은 하나 이상의 우레탄 촉매를 더욱 포함할 수 있다. 또한, PIR/PUR 폼 제조방법은 하나 이상의 셀 안정화제, 하나 이상의 내연제, 하나 이상의 사슬 연장제, 하나 이상의 에폭시 수지, 하나 이상의 아크릴 수지, 하나 이상의 충전재, 하나 이상의 안료, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제의 존재를 더욱 포함할 수 있다. 본 발명의 일 태양에서, 선택적 성분을 포함한 모든 성분은 실질적으로 동시에 접촉된다.
본 발명의 다른 태양에서, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 제외한 성분들의 프리믹스(premix)가 먼저 접촉되고, 이어서 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 첨가된다. 예를 들어, 본 발명의 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물, 하나 이상의 발포제, 및 촉매 조성물이 먼저 접촉되어 프리믹스를 형성된다. 상기 프리믹스는 그 후 하나 이상의 폴리이소시아네이트와 접촉되어 본 발명의 방법에 따른 PIR/PUR 폼이 제조된다. 본 발명의 다른 태양에서, 상기 프리믹스가 하나 이상의 우레탄 촉매를 더욱 포함하는 경우로서, 동일한 방법이 사용될 수 있다. 유사하게, 상기 프리믹스는 하나 이상의 셀 안정화제, 하나 이상의 내연제, 하나 이상의 사슬 연장 제, 하나 이상의 에폭시 수지, 하나 이상의 아크릴 수지, 하나 이상의 충전재, 하나 이상의 안료, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 일 태양은
(a) ⅰ) 하나 이상의 폴리올;
ⅱ) 폴리올 100 중량부에 대해 약 10 내지 약 80 중량부(pphp)의 발포제;
ⅲ) 약 0.5 내지 약 10 pphp의 실리콘 계면활성제;
ⅳ) 0 내지 약 10 pphp의 물;
ⅴ) 0 내지 약 50 pphp의 내연제;
ⅵ) 0 내지 약 10 pphp의 우레탄 촉매; 및
ⅶ) 약 0.05 내지 약 10 pphp의 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물을 포함하는 프리믹스를 형성하는 단계; 및
(b) 약 80 내지 약 800의 이소시아네이트 지수에서 상기 프리믹스를 하나 이상의 폴리이소시아네이트와 접촉시키는 단계
를 포함하는 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼의 제조 방법을 제공한다.
상기한 바와 같이, 상기 발포제는 클로로플루오로카본(CFC)이 아니다.
32-oz(951ml) 금속 컵에서 폴리올, 내연제(TCPP), 계면활성제, 우레탄 촉 매(Polycat® 5 촉매), 및 발포제(n-펜탄)의 프리믹스에 본 발명의 촉매를 첨가하여 실시예 1-7의 폼을 제조하였다. 상기 조성물을 2-인치(5.1cm) 지름의 교반 패들에 적합한 오버헤드 교반기를 사용하여 약 6000 RPM에서 약 10초 동안 혼합하였다. 충분한 이소시아네이트를 첨가하여 원하는 이소시아네이트 지수를 얻고, 같은 교반기를 사용하여 약 6000 RPM에서 약 6초 동안 상기 포뮬레이션을 잘 교반하였다. 32-oz 컵을 스탠드 위의 128-oz(3804ml) 종이 컵의 바닥의 구멍을 통해 떨어뜨렸다. 상기 구멍은 32-oz 컵의 가장자리에 적절하게 맞는 크기였다. 폼 컨테이너의 총 부피는 약 160 oz(4755ml)였다. 폼은 폼 제조 반응의 마지막에 이 부피에 근접하였다. 시간에 따른 폼 높이를 기록하였다. 스트링 겔 시간(string gel time) 및 택 프리 시간(tack free time)을 나무 막대(예를 들어, 목설압자 또는 하드아이스크림 막대) 및 크로노미터로 수동으로 측정하였다. 개시 시간 및 증가 시간을 자동화된 증가율 장치로 측정하였다.
실시예 1-7에서, 다양한 형태 및 양의 촉매가 본 발명의 PIR/PUR 폼 생산에 사용되었다. 각 촉매의 양은 이들 실시예에서 동일하지 않지만, 각 촉매량은 비슷한 스트링 겔 시간을 제공하기 위해 선택되었다. PIR/PUR 폼 특성을 동일한 스트링 겔 시간에서 일반적으로 비교하였다. 이러한 실시예에서, 다른 언급이 없는 한, pphp 값은 희석제의 추가 질량을 배제한 카르복시산염 촉매를 열거하는 것이다. 표 1은 이들 실시예에 사용되는 폼 포뮬레이션의 성분 및 각각의 pphp를 열거한다.
실시예 1-7에서의 폼 포뮬레이션(다양한 촉매)
성분 중량부
폴리에스테르 폴리올 100
TCPP 4.7
계면활성제 1.7
Polycat® 5 촉매 0.15
n-펜탄 17
삼량체 촉매 다양
이소시아네이트 지수 다양(250-500)
발명 실시예 1
기준 촉매와 칼륨 피발레이트 촉매의 비교
에틸렌 글리콜 내에 칼륨 히드록사이드를 용해하고, 이어서 동일한 양의 피발산을 첨가하여 중화함으로써 입체장애 카르복시산염 촉매 1을 제조하였다. 중화 후에, 진공 증류로 물을 제거하였다. 생성된 에틸렌 글리콜 내의 약 50%의 칼륨 피발레이트 용액(희석제를 배제하고, 약 2 pphp 또는 2g)이 발명 촉매 1을 구성하였다. 이소시아네이트 지수 약 500에서 표 1의 기준 포뮬레이션을 사용하여 폼을 제조하였다.
촉매 1을 두 가지 상업적 기준물, DABCO® K15 촉매(70% 칼륨 옥토에이트 용액) 및 DABCO TMR® 촉매(75% 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트 용액)와 비교하였다. 약 4.6 pphp의 DABCO® K15 촉매가 사용되었고; 희석제를 배제하고, 이는 약 3.2 pphp 또는 약 3.2g의 칼륨 옥토에이트가 된다. 약 4.8 pphp의 DABCO TMR® 촉매가 사용되었고; 희석제를 배제하고, 이는 약 3.6 pphp 또는 약 3.6g의 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트가 된다. 표 2는 발명 촉매 1 및 기준 촉매의 폼 파라미터, 예를 들어 개시 시간, 스트링 겔 시간, 스트링 겔 시간의 높이(HSG), 증가 시간 및 택 프리 시간을 나타낸다. 촉매 1에서 스트링 겔 시간은 기준 촉매보다 약 8초 더 길었다. 스트링 겔 시간을 단축시켜 기준 촉매와 일치시키기 위해 더 큰 pphp의 촉매 1이 사용되면, 택 프리 시간도 유사하게 단축될 것이다. 따라서, 촉매 1, DABCO TMR® 촉매, 및 DABCO® K15 촉매의 택 프리 시간은 실질적으로 동일하다(비슷한 표면 경화 시간을 나타냄).
도 1은 발명 촉매 1, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 폼 높이를 비교한 것이다. DABCO® K15 촉매 및 촉매 1은 모두 알칼리 금속 카르복시산염 촉매이나; 그러나, 촉매 1은 입체장애 알칼리 금속 카르복시산염이다. 촉매 1의 표준화된 폼 높이는 DABCO® K15 촉매에 비하여 더욱 균일한 기울기 및 덜 뚜렷한 평탄역을 갖는다. 이는 폼 높이 증가가 더욱 일정한 것으로 해석되고, DABCO® K15 촉매에 비하여 방법의 향상이 있는 것이다. 촉매 1은 DABCO TMR® 촉매(2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트)의 특징인 시간에 대한 폼 높이의 완만한 프로파일을 갖지는 않지만, DABCO® K15 촉매에 비해 향상된 것이다.
도 2는 촉매 1이 칼륨 옥토에이트(상기 DABCO® K15 촉매)와 비교하여 더 적은 삼량화 “단계”를 갖는 것을 보여준다. DABCO® K15 촉매는 두 피크 사이의 긴 밸리(valley)를 갖는데, 이는 상기 촉매를 사용한 폼 생성에 대하여 다른 폼 증가 속도를 나타낸다. 촉매 1은 이러한 점에서 DABCO® K15 촉매에 비해 향상된 것을 보인다. DABCO® K15 촉매, 촉매 1 모두 DABCO TMR® 촉매와 같은 피크 사이의 짧은 밸리를 갖지는 않는데; 이러한 짧은 밸리는 폼이 제조되는 동안의 더 적은 삼량화 단계 및 더욱 일정한 폼 증가 속도를 나타낸다.
그러나, DABCO TMR® 촉매는, PIR/PUR 폼 공정에서 종종 마주치게 되는 상승된 온도에서 열적으로 불안정하여, 휘발성 아민 부산물로 분해될 수 있다. 입체장애 카르복시산염 촉매 1은 150℃ 이상에서도 열적 안정성을 갖고, 실질적으로 휘발성 아민 및 아민 향이 없는 PIR/PUR 폼을 제조할 수 있다.
발명 실시예 2
기준 촉매와 디메틸디알릴암모늄 피발레이트 촉매의 비교
물 내의 약 65%의 디메틸디알릴암모늄 클로라이드 용액을 나트륨 히드록사이드와 혼합함으로써 입체장애 카르복시산염 촉매 2를 제조하였다. 생성된 디메틸디알릴암모늄 히드록사이드를 에틸렌 글리콜에 용해하고, 동일한 양의 피발산을 첨가하여 중화하였다. 중화 후에, 진공 증류로 물을 제거하였다. 생성된 에틸렌 글리콜 내의 약 50%의 디메틸디알릴암모늄 피발레이트 용액(희석제를 배제하고, 약 2.5 pphp 또는 2.5g)이 발명 촉매 2를 구성하였다. 이소시아네이트 지수 약 500에서 표 1의 기준 포뮬레이션을 사용하여 폼을 제조하였다.
촉매 2를 두 가지 상업적 기준물, DABCO® K15 촉매(70% 칼륨 옥토에이트 용액) 및 DABCO TMR® 촉매(75% 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트 용액)와 비교하였다. 약 4.6 pphp의 DABCO® K15 촉매가 사용되었고; 희석제를 배제하고, 이는 약 3.2 pphp 또는 약 3.2g의 칼륨 옥토에이트가 된다. 약 4.8 pphp의 DABCO TMR® 촉매가 사용되었고; 희석제를 배제하고, 이는 약 3.6 pphp 또는 약 3.6g의 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트가 된다.
표 2에서 나타내듯이, 조금 높은 스트링 겔 시간에서, 발명 촉매 2는 DABCO® K15 촉매 및 DABCO TMR® 촉매의 택 프리 시간과 실질적으로 동일한 약 61초의 택 프리 시간을 나타냈다. 따라서 발명 촉매 2는 적층 폼 패널과 같은 최종 생성물이 제조되는 동안 비슷하거나 약간 우수한 표면 경화율 및 표면 점착성을 갖는 폼 생성물을 제공한다.
도 3은 발명 촉매 2, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 폼 높이를 비교한 것이다. 촉매 2의 커브는 DABCO® K15 촉매에 비하여 더욱 균일하고, DABCO TMR® 촉매에 비하여 조금 낮은 기울기를 갖는다. 따라서, 발명 촉매 2로 제조된 폼은 DABCO® K15 촉매에 비하여 시간에 대해 더욱 일정한 폼 증가 또는 폼 확장 속도를 갖는다. 이는 적층 방법을 포함하는 공정과 같은 연속발포공정에서 바람직한 특성이다. 촉매 2의 성능은 DABCO TMR® 촉매와 관련하여 비슷한 폼 높이 증가 및 가공성을 갖지만, 촉매 2는 DABCO TMR® 촉매가 갖는 열적 불안정성 및 아민 향을 갖지는 않는다.
발명 실시예 3 및 4
기준 촉매와 칼륨 네오데카노에이트 촉매 및 칼륨 네오헵타노에이트 촉매의 비교
에틸렌 글리콜 내에 칼륨 히드록사이드를 용해하고, 이어서 동일한 양의 네오데카노산을 첨가하여 중화함으로써 입체장애 카르복시산염 촉매 3을 제조하였다. 중화 후에, 진공 증류로 물을 제거하였다. 생성된 에틸렌 글리콜 내의 약 71%의 칼륨 네오데카노에이트 용액(희석제를 배제하고, 약 3.5 pphp 또는 3.5g)이 발명 촉매 3을 구성하였다. 유사하게, 에틸렌 글리콜 내에 칼륨 히드록사이드를 용해하고, 이어서 동일한 양의 네오헵타노산을 첨가하여 중화함으로써 입체장애 카르복시산염 촉매 4를 제조하였다. 중화 후에, 진공 증류로 물을 제거하였다. 생성된 에틸렌 글리콜 내의 약 71%의 칼륨 네오헵타노에이트 용액(희석제를 배제하고, 약 2.8 pphp 또는 2.8g)이 발명 촉매 4를 구성하였다. 촉매 3 및 4를 이용한 폼을 이소시아네이트 지수 약 500에서 표 1의 기준 포뮬레이션을 사용하여 제조하였다.
촉매 3 및 4를 두 가지 상업적 기준물, DABCO® K15 촉매(70% 칼륨 옥토에이트 용액) 및 DABCO TMR® 촉매(75% 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트 용액)와 비교하였다. 약 4.6 pphp의 DABCO® K15 촉매가 사용되었고; 희석제를 배제하고, 이는 약 3.2 pphp 또는 약 3.2g의 칼륨 옥토에이트가 된다. 약 4.8 pphp의 DABCO TMR® 촉매가 사용되었고; 희석제를 배제하고, 이는 약 3.6 pphp 또는 약 3.6g의 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트가 된다.
표 2는 기준 촉매 및 발명 촉매 3 및 4의 폼 파라미터, 예를 들어 개시 시간, 스트링 겔 시간, 스트링 겔 시간의 높이(HSG), 증가 시간 및 택 프리 시간을 요약한다. 촉매 3에서 스트링 겔 시간은 기준 촉매보다 약 11초 더 길었지만, 일치시킨다고 하여도, 택 프리 시간이 기준 촉매와 유사해지지는 않을 것이다. 촉매 3은 고급 PIR/PUR 폼의 제조에 사용가능하지만, 이러한 특정 이소시아네이트 지수 및 폼 생성에서 기준 촉매만큼 촉매적으로 활성이 있지는 않다. 촉매 4에서 스트링 겔 시간은 기준 촉매보다 약 6초 더 길었다. 스트링 겔 시간을 단축시켜 기준 촉매와 일치시키기 위해 더 큰 pphp의 촉매 4가 사용되면, 택 프리 시간도 유사하게 단축될 것이다. 따라서, 촉매 4, DABCO TMR® 촉매, 및 DABCO® K15 촉매의 택 프리 시간은 실질적으로 동일하다(비슷한 표면 경화 시간을 나타냄).
이론에 의해 구속되고자 하는 것은 아니지만, 촉매 3에 대한 촉매 4의 택 프리 시간 및 표면 경화 성능은 카르복시산 부분에 부착된 탄소 사슬의 길이로 설명될 수 있다고 생각된다. 촉매 3(칼륨 네오데카노에이트)은 총 10개의 탄소 원자를 갖지만, 촉매 4(칼륨 네오헵타노에이트)는 총 7개의 탄소 원자를 갖는다. 이론에 의해 구속되고자 하는 것은 아니지만, 이러한 특정 PIR/PUR 폼 조건에서, 촉매 활성에 대한 입체장애의 효과는 탄소 사슬의 길이에 의한 영향으로 보인다.
도 4는 발명 촉매 3 및 4, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 폼 높이를 비교한 것이다. DABCO® K15 촉매 및 촉매 3 및 4는 모두 알칼리 금속 카르복시산염 촉매이나; 촉매 3 및 4는 다른 사슬 길이의 입체장애 알칼리 금속 카르복시산염이다. 촉매 3의 표준화된 폼 높이 커브는 DABCO® K15 촉매에 비하여 더욱 뚜렷한 평탄역을 갖는다. 택 프리 시간 및 표면 경화 데이터에서와 같이, 촉매 3은 이러한 특정 폼 포뮬레이션에서 기준촉매만큼 촉매적으로 활성이 있지는 않다. 그러나, 촉매 4는 DABCO® K15 촉매와 매우 비슷한 커브 형태 및 기울기를 갖는다. 따라서, 촉매 4는 DABCO® K15 촉매와 비교하여 비슷한 폼 증가 및 가공 특성을 제공할 것으로 기대된다. 도 4의 어떤 촉매도 DABCO TMR® 촉매(2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트)의 특징인 시간에 대한 폼 높이의 완만한 프로파일을 갖지는 않는다. 그러나, 입체장애 카르복시산염 촉매 3 및 4는 DABCO TMR® 촉매에 비해 열적 안정성의 장점을 갖는다. 촉매 3 및 4는 150℃ 이상에서도 열적 안정성을 갖고, 실질적으로 휘발성 아민 및 아민 향이 없는 PIR/PUR 폼을 제조할 수 있다.
기준 촉매에 대한 촉매 1-4의 폼 비교
촉매 개시 시간 스트링 겔 시간 HSG 증가 시간 택 프리 시간
[s] [s] [%] [s] [s]
a4.6 pphp DABCO® K15 13 44 90 61 61
b4.8 pphp DABCO TMR® 20 44 83 50 60
c2 pphp 촉매 1 22 52 83 70 69
c2.5 pphp 촉매 2 18 48 86 65 61
c3.5 pphp 촉매 3 14 55 80 85 100
c2.8 pphp 촉매 4 15 50 88 66 67
주:희석제를 포함하는 a4.6 pphp DABCO® K15 촉매는 희석제를 배제하고 약 3.2 pphp 의 칼륨 옥토에이트염 촉매로 된다. 희석제를 포함하는 b4.8 pphp DABCO TMR® 촉매는 희석제를 배제하고 약 3.6 pphp 의 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트 촉매로 된다. c촉매 1-4의 pphp 값은 희석제를 배제한다.
발명 실시예 5
기준 촉매와 테트라메틸암모늄 피발레이트 촉매의 비교
메탄올 내의 약 25%의 테트라메틸암모늄 히드록사이드 용액을 에틸렌 글리콜과 혼합하고, 이어서 동일한 양의 피발산을 첨가하여 중화함으로써 입체장애 카르복시산염 촉매 5를 제조하였다. 중화 후에, 진공 증류로 메탄올 및 물을 제거하였다. 생성된 에틸렌 글리콜 내의 약 50%의 테트라메틸암모늄 피발레이트 용액(희석제를 배제하고, 약 1.25 pphp 또는 1.25g)이 발명 촉매 5를 구성하였다. 이소시아네이트 지수 약 270에서 표 1의 기준 포뮬레이션을 사용하여 폼을 제조하였다.
촉매 5를 두 가지 상업적 기준물, DABCO® K15 촉매(70% 칼륨 옥토에이트 용액) 및 DABCO TMR® 촉매(75% 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트 용액)와 비교하였다. 약 2.1 pphp의 DABCO® K15 촉매가 사용되었고; 희석제를 배제하고, 이는 약 1.5 pphp 또는 약 1.5g의 칼륨 옥토에이트가 된다. 약 2.9 pphp의 DABCO TMR® 촉매가 사용되었고; 희석제를 배제하고, 이는 약 2.2 pphp 또는 약 2.2g의 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트가 된다.
표 3에서 나타내듯이, 비슷한 스트링 겔 시간에서, 발명 촉매 5는 DABCO® K15 촉매 또는 DABCO TMR® 촉매에서보다 훨씬 짧은 약 67초의 택 프리 시간을 갖는다. 이 때문에 촉매 5는 DABCO® K15 촉매 또는 DABCO TMR® 촉매보다 더 빠른 표면 경화, 더 낮은 표면 파쇄도, 및 이에 따라 더 우수한 점착 성능을 갖는 폼을 제조할 것이다.
도 5는 발명 촉매 5, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 폼 높이를 비교한 것이다. 촉매 5의 커브는 DABCO® K15 촉매 또는 DABCO TMR® 촉매보다 더욱 균일한 기울기를 갖는다. 따라서, 발명 촉매 5로 제조된 폼은 시간에 대하여 가장 일정한 폼 증가 또는 폼 확장 속도를 갖는다. 이는 적층 방법을 포함하는 것과 같은 연속적 PIR/PUR 폼 공정에서 유용한 특성이다.
발명 촉매 5로 삼량화 “단계”가 거의 부존재하게 된다는 것은 도 6의 두 피크 사이의 짧고 얕은 밸리에 의해 더욱 설명된다. 촉매 5는 긴 시간 간격 동안 실질적으로 일정한 폼 증가 속도를 제공한다. 이러한 특성은 PIR/PUR 폼 제조 공정에서 매우 바람직한 특성이다.
기준 촉매에 대한 촉매 5의 폼 비교
촉매 개시 시간 스트링 겔 시간 HSG 증가 시간 택 프리 시간
[S] [S] [%] [S] [S]
a2.1 pphp DABCO® K15 14 54 91 72 108
b2.9 pphp DABCO TMR® 16 49 91 65 77
c1.25 pphp 촉매 5 20 50 83 70 67
주:희석제를 포함하는 a2.1 pphp DABCO® K15 촉매는 희석제를 배제하고 약 1.5 pphp의 칼륨 옥토에이트염 촉매로 된다. 희석제를 포함하는 b2.9 pphp DABCO TMR® 촉매는 희석제를 배제하고 약 2.2 pphp의 2-히드록시프로필트리메틸암모늄 옥토에이트 촉매로 된다. c촉매 5의 pphp 값은 희석제를 배제한다.
발명 실시예 6
기준 DABCO® K15 칼륨 옥토에이트 촉매와 입체장애 카르복시산염 및 선택적알칼리 금속 카르복시산염(칼륨 옥토에이트)을 포함하는 발명 촉매 조성물의 비교
발명 촉매 조성물을 칼륨 피발레이트 용액(입체장애 카르복시산염; 촉매 1)과 알칼리 금속 카르복시산염 용액을 다양한 중량비로 혼합함으로써 제조하였다. 상기 알칼리 금속 카르복시산염은 DABCO® K15 촉매로서 용액으로 상업적으로 구입가능한 칼륨 옥토에이트였다. 약 250의 이소시아네이트 지수 및 총 프리믹스의 약 4.5 중량%의 촉매 로딩에서 표 1의 기준 포뮬레이션을 사용하여 폼을 제조하였다. 상기 프리믹스는 이소시아네이트 이외에 표 1의 폼 포뮬레이션의 성분을 포함한다.
희석제를 포함하는 약 3:1의 K15/촉매 1 중량비는 희석제를 배제하고 약 4.2:1로 된다. 유사하게, 희석제를 포함하는 약 1:1의 K15/촉매 1 중량비는 희석제를 배제하고 약 1.4:1로 된다.
도 7은 촉매 1에 대한 두 가지의 다른 중량비(희석제 포함)의 DABCO® K15 촉매, 및 100%로 사용된 촉매 1 및 100%로 사용된 DABCO® K15 촉매의 시간에 대한 폼 높이를 비교한 것이다. DABCO® K15 촉매(칼륨 옥토에이트)의 양에 대한 촉매 1(칼륨 피발레이트)의 양이 증가함에 따라, 시간에 대한 폼 높이의 완만한 프로파일이 얻어진다. 특히, 촉매 1의 양이 증가함에 따라, 시간에 대한 폼 높이의 커브가 더욱 균일한 기울기 및 덜 뚜렷한 평탄역을 갖는다. 도 7에서 촉매 1(100% 칼륨 피발레이트)의 커브는 시간에 대하여 가장 일정한 폼 증가를 갖는데, 이는 연속적 PIR/PUR 폼 공정에서 바람직하다.
도 8은 DABCO® K15 촉매에 촉매 1(칼륨 피발레이트)을 첨가하는 것이 피크 사이의 밸리 깊이 및 길이를 감소시킴을 보여주는데, 더욱 일정한 폼 증가 속도를 나타낸다. DABCO® K15 촉매와 비교하여, 촉매 1은 본질적으로 하나의 피크를 갖는다. 일반적으로 삼량화 “단계”와 관련되는 상기 피크는 더 큰 피크로 합쳐진다. 이러한 바람직한 동적 프로파일은 일반적으로 PUR 폼에서 관찰되지만, 일반적으로 PIR/PUR 폼에서는 나타나지 않는다.
발명 실시예 7
기준 혼합 카르복시산염 포뮬레이션으로부터 제조된 폼과 발명의 입체장애 카르복시산염을 사용하여 제조된 PIR/PUR 폼의 표면 파쇄도의 비교
약 4.8 pphp의 DABCO® K15 촉매(70% 칼륨 옥토에이트 용액)와 약 1.0 pphp의 Polycat® 46 촉매(30% 칼륨 아세테이트 용액)를 혼합하여 비교 촉매 6을 제조하였다. 희석제를 배제하고, 촉매 6은 약 3.4 pphp의 칼륨 옥토에이트 및 약 0.3 pphp의 칼륨 아세테이트를 포함한다. 비교 촉매 6은 PIR/PUR 폼의 상업적인 생산에 사용되는 기준 촉매 포뮬레이션이다. 발명 촉매 7은 약 5.8 pphp의 50% 테트라메틸암모늄 피발레이트 용액(희석제를 배제하고, 약 2.9 pphp)을 포함하였다. 테트라메틸암모늄 피발레이트 용액은 발명 실시예 5에서 상기한 대로 제조하였다. 발명 촉매 8은 약 5.8 pphp의 50% 칼륨 피발레이트 용액(희석제를 배제하고, 약 2.9 pphp)을 포함하였다. 칼륨 피발레이트 용액은 발명 실시예 1에서 상기한 대로 제조하였다. 약 250의 이소이아네이트 지수에서 표 1의 기준 포뮬레이션을 사용하여 폼을 제조하였다.
각 촉매로 제조된 최종 폼은 일반적으로 하기와 같이 요약되는 ASTM C421에 따라 표면 파쇄도를 테스트하였다. 표면 파쇄도 방법은 실험실적 텀블링 메커니즘에 의한 충격 및 마멸의 조합의 결과로서 미리 제조한 블럭 형태 폼의 중량 손실을 측정한다. 테스트 온도는 약 73℉로 유지하고, 습도는 약 50%의 상대 습도로 유지하였다. 폼 물질의 약 3/4”폭의 정육면체 12개를 먼저 측량하고, 그 후 특정 부피의 오크 박스에 넣고, 약 3/4” 폭의 오크 정육면체 24개를 채웠다. 박스의 뚜껑을 닫고, 상기 박스를 레볼루션 수치를 설정하기 위해(예를 들어, 총 600 레볼루션, 총 1200 레볼루션 등) 분당 약 60 레볼루션으로 회전하였다. 테스트의 마지막 단계로, 먼지 또는 작은 입자들을 제거하도록 정육면체가 가볍게 탭핑되는 약 3/8” 망사 스크린에 폼 성분들을 옮겼다. 12개의 폼 정육면체를 그 후 다시 측량하였다. 중량 손실은 처음의 중량과 마지막의 중량의 차이를 얻고, 이 차이를 처음의 중량으로 나누고, 100을 곱하여 중량 손실의 퍼센트에 이르는 것으로 정의된다.
ASTM C421의 중량 손실은 폼의 표면 파쇄도와 관련된다. 중량 손실이 높으면, 폼의 표면에서 중합체 및 가교된 폼 네트워크가 약하다. 즉, 표면은 매우 부서지기 쉽다. 표면의 작은 폼 입자들이 쉽게 부서져서, 적층된 구조에서 낮거나 약한 점착성을 초래한다. 반대로, 중량 손실이 낮으면, 폼 표면은 덜 부서진다. 이러한 폼은 강한 표면 네트워크(가교)를 갖고, 다른 기재에 대한 강한 점착성이 요구될 수 있는 적층과 같은 용도에 있어 매우 적절할 것이다.
표 4는 표면 입체장애 카르복시산염(발명 촉매 7 및 8)을 사용하여 제조한 폼과 기준 산업적 촉매 포뮬레이션(비교 촉매 6)을 사용하여 제조한 폼의 파쇄도를 비교한 것이다. 중량 손실 퍼센트는 약 600 및 약 1200 레볼루션(rev)에서 나타낸다. 비교 촉매 6으로부터 제조된 폼은 열악한 파쇄도 성능을 갖는다. 이러한 폼은 1200 레볼루션에서 28%를 넘는 현저한 중량 손실을 갖는데, 약하고 부서지기 쉬운 폼 표면을 나타낸다. 입체장애 카르복시산염 촉매 7 및 8로 제조한 폼은 현저히 낮은 중량 손실을 갖고, 따라서 더 강하고 덜 부서지는 표면을 갖는다. 결과적으로, 강한 표면 점착성이 요구되는 곳에서, 입체장애 카르복시산염 촉매를 사용한 적층된 폼에서 성능이 향상될 수 있다.
촉매 6-8을 사용하여 제조된 폼의 표면 파쇄도 비교
촉매 파쇄도 데이터 % 중량 손실 600 Rev 1200 Rev
6 15.9 28.5
7 4.7 11.3
8 2.2 9.4
발명 실시예 8
트리클로로플루오로메탄 발포제와 탄화수소 발포제의 비교
표 5는 PIR/PUR 폼 제조에 사용될 수 있는 비교 폼 포뮬레이션 9의 조성을 열거한다. 표 6은 발명 폼 포뮬레이션 10의 조성을 열거한다. 이 표에서 조성은 중량 퍼센트로 열거된다. 사용된 삼량체 촉매는 발명 실시예 1에서 상기한 바와 같이 제조된 발명 촉매 1, 칼륨 피발레이트이다.
비교 폼 포뮬레이션 9는 발포제로 트리클로로플루오로메탄을 사용하였다. 트리클로로플루오로메탄은 클로로플루오로카본(CFC)이다. 트리클로로플루오로메탄 발포제와 표 5의 폼 포뮬레이션 9를 사용하여 폼을 제조하였고; 이소시아네이트 지수는 약 340이었다. 표 6의 발명 폼 포뮬레이션 10은 폼 포뮬레이션 9와 실질적으로 동일한 폼 높이 및 폼 부피를 제공하기 위해 선택되었으나, 탄화수소 발포제, n-펜탄을 사용하였다. 실질적으로 동일한 폼 높이 및 폼 부피에서 비교하였을 때, 폼 포뮬레이션 10을 사용하여 제조한 폼은 약 280의 약간 낮은 이소시아네이트 지수를 사용하였다.
도 9는 비교 폼 포뮬레이션 9(트리클로로플루오로메탄 발포제 사용) 및 발명 폼 포뮬레이션 10(발포제로 n-펜탄 사용)의 시간에 대한 폼 높이를 비교한 것이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 트리클로로플루오로메탄 발포제는 n-펜탄에 비하여 폼 높이의 더 빠른 증가를 나타냈다.
도 10의 서로 구별되는 피크의 존재는 트리클로로플루오로메탄 발포제를 사용하여 제조한 폼의 증가 속도율이 일정하지 않음을 나타낸다. 폼은 시간에 따라 매우 다른 속도로 팽창한다. 이것은 라인의 속도가 폼 증가율의 급격한 변화를 보상하기 위해 조절될 수 없는 연속적 폼 생산 라인에서 특히 바람직하지 않다. 반대로, n-펜탄 발포제를 사용하여 제조된 폼은 상당 시간 동안 실질적으로 균일한 폼 증가 속도를 제공한다. 이것은 도 10에서 약 25 내지 약 45초의 시간 간격 동안, 약 10 mm/sec의 일정한 폼 증가율에서 실질적으로 수평적인 선으로 설명된다. 이러한 발명 촉매 1(입체장애 카르복시산염, 칼륨 피발레이트) 및 탄화수소 발포제(n-펜탄)의 조합은 상업적 PIR/PUR 폼 제조 공정에서 매우 바람직한 특성인 긴 시간 간격 동안 실질적으로 일정한 폼 증가 속도를 제공한다.
n-펜탄 발포제를 사용한 폼 포뮬레이션 10은 또한 물 및 Polycat® 5 촉매를 포함한다(표 6). 이어지는 폼 테스트는 이러한 물질들이 도 9 또는 도 10에서 설명되는 결과에 영향을 주는지 측정하기 위해 수행되었다. 물 및 Polycat® 5 촉매가 제거되었을 때에, 도 9 및 10의 커브 형태에 유의한 변화가 없었다. n-펜탄 발포제에서의 커브가 단지 오른쪽으로 약간 이동되었을 뿐이다(즉, 개시 시간의 증가).
비교 폼 포뮬레이션 9의 조성
성분 중량 퍼센트(%)
폴리에스테르 폴리올 24
TCPP 6.3
계면활성제 1.0
트리클로로플루오로메탄 12.6
촉매 1 1.3
MDI 54
발명 폼 포뮬레이션 10의 조성
성분 중량 퍼센트(%)
폴리에스테르 폴리올 30.1
TCPP 5
계면활성제 0.6
Polycat® 5 촉매 0.05
n-펜탄 12.6
물 0.15
촉매 1 0.9
MDI 55.2
도 1은 약 500의 이소시아네이트 지수에서, 입체장애 카르복시산염 촉매 1, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 표준화된 폼(foam) 높이의 플롯을 나타낸다.
도 2는 약 500의 이소시아네이트 지수에서, 입체장애 카르복시산염 촉매 1, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 폼 증가 속도율의 플롯을 나타낸다.
도 3은 약 500의 이소시아네이트 지수에서, 입체장애 카르복시산염 촉매 2, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 표준화된 폼 높이의 플롯을 나타낸다.
도 4는 약 500의 이소시아네이트 지수에서, 입체장애 카르복시산염 촉매 3 및 4, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 표준화된 폼 높이의 플롯을 나타낸다.
도 5는 약 270의 이소시아네이트 지수에서, 입체장애 카르복시산염 촉매 5, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 표준화된 폼 높이의 플롯을 나타낸다.
도 6은 약 270의 이소시아네이트 지수에서, 입체장애 카르복시산염 촉매 5, DABCO® K15 촉매, 및 DABCO TMR® 촉매의 시간에 대한 폼 증가 속도율의 플롯을 나타낸다.
도 7은 약 250의 이소시아네이트 지수에서, DABCO® K15 촉매 및 입체장애 카르복시산염 촉매 1의 발명 촉매 혼합물의 시간에 대한 표준화된 폼 높이의 플롯을 나타낸다.
도 8은 약 250의 이소시아네이트 지수에서, DABCO® K15 촉매 및 입체장애 카르복시산염 촉매 1의 발명 촉매 혼합물의 시간에 대한 폼 증가 속도율의 플롯을 나타낸다.
도 9는 트리클로로플루오로메탄 및 n-펜탄 발포제를 사용한 폼 포뮬레이션의 시간에 대한 폼 높이의 플롯을 나타낸다.
도 10은 트리클로로플루오로메탄 및 n-펜탄 발포제를 사용한 폼 포뮬레이션의 시간에 대한 폼 증가 속도율의 플롯을 나타낸다.

Claims (23)

  1. (a) 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물;
    (b) 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물;
    (c) 하나 이상의 발포제(단, 하나 이상의 발포제는 클로로플루오로카본이 아님); 및
    (d) 하나 이상의 폴리이소시아네이트의 접촉 생성물을 포함하고,
    이소시아네이트 지수가 150 내지 650인,
    밀도 20 내지 250 kg/㎥의 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼의 제조를 위한 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염이 하나 이상의 4차 탄소 부분을 포함하는 것인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염이 하기식을 갖는 것인 조성물:
    Figure 112008091118529-PAT00003
    상기 식에서,
    R1, R2, 및 R3는 치환 또는 비치환 C1-C18 알킬, 알케닐, 아릴, 또는 아랄킬로부터 독립적으로 선택되고;
    n은 0 내지 10의 정수이고(0 및 10 포함); 그리고
    M은 알칼리 금속 이온 또는 4차 암모늄 이온이다.
  4. 제3항에 있어서, R1, R2, 및 R3는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 페닐, 톨릴, 및 벤질로부터 독립적으로 선택되는 것인 조성물.
  5. 제3항에 있어서, R1, R2, 및 R3는 메틸, 에틸, 프로필, 및 부틸로부터 독립적으로 선택되는 것인 조성물.
  6. 제3항에 있어서, M이 리튬, 칼륨, 나트륨, 또는 루비듐 이온인 것인 조성물.
  7. 제3항에 있어서, M이 칼륨 이온인 것인 조성물.
  8. 제3항에 있어서, M이 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라프로필암모늄, 테트라부틸암모늄, 디메틸디알릴암모늄, 트리메틸(2-히드록시프로필)암모늄, 트리에틸(2-히드록시프로필)암모늄, 트리프로필(2-히드록시프로필)암모늄, 트리부 틸(2-히드록시프로필)암모늄, 트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄, 트리에틸(2-히드록시에틸)암모늄, 트리프로필(2-히드록시에틸)암모늄, 트리부틸(2-히드록시에틸)암모늄, 디메틸벤질(2-히드록시프로필)암모늄, 또는 디메틸벤질(2-히드록시에틸)암모늄인 것인 조성물.
  9. 제3항에 있어서, 상기 정수 n이 0 내지 5 범위(0 및 5 포함)인 것인 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염이 칼륨 피발레이트, 테트라메틸암모늄 피발레이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 피발레이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 피발레이트, 테트라에틸암모늄 피발레이트, 테트라프로필암모늄 피발레이트, 테트라부틸암모늄 피발레이트, 디메틸디알릴암모늄 피발레이트, 칼륨 트리에틸아세테이트, 테트라메틸암모늄 트리에틸아세테이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 트리에틸아세테이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라에틸암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라프로필암모늄 트리에틸아세테이트, 테트라부틸암모늄 트리에틸아세테이트, 칼륨 네오헵타노에이트, 테트라메틸암모늄 네오헵타노에이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 네오헵타노에이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 네오헵타노에이트, 테트라에틸암모늄 네오헵타노에이트, 테트라프로필암모늄 네오헵타노에이트, 테트라부틸암모늄 네오헵타노에이트, 칼륨 네오옥타노에이트, 테트라메틸암모늄 네오옥타노에이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 네오옥타노에이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 네오옥타노에이트, 테트라에틸암모늄 네오옥타노에이트, 테트라프로필암모늄 네오옥타노에이트, 테트라부틸암모늄 네오옥타노에이트, 칼륨 네오데카노에이트, 테트라메틸암모늄 네오데카노에이트, 2-히드록실프로필트리메틸암모늄 네오데카노에이트, 2-히드록실프로필트리에틸암모늄 네오데카노에이트, 테트라에틸암모늄 네오데카노에이트, 테트라프로필암모늄 네오데카노에이트, 테트라부틸암모늄 네오데카노에이트, 또는 이들의 조합인 것인 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염이 테트라메틸암모늄 피발레이트, 디메틸디알릴암모늄 피발레이트, 칼륨 피발레이트, 칼륨 네오헵타노에이트, 칼륨 네오데카노에이트, 또는 이들의 조합인 것인 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염이 피발산, 트리에틸아세트산, 네오헥사노산, 네오헵타노산, 네오옥타노산, 네오데카노산, 네오운데카노산, 또는 네오도데카노산의 염, 또는 이들의 조합인 것인 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 발포제가 물, 메틸렌 클로라이드, 아세톤, 탄화수소, 또는 이들의 조합인 것인 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 발포제가 n-펜탄, 이소-펜탄, 시클로펜탄, 또는 이들의 조합인 것인 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물이 하나 이상의 폴리에테르 폴리올, 하나 이상의 폴리에스테르 폴리올, 또는 이들의 조합인 것인 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 하나 이상의 알칼리 금속 α,β-불포화 카르복시산염, 하나 이상의 알칼리 금속 카르복시산염, 하나 이상의 알칼리 토금속 α,β-불포화 카르복시산염, 하나 이상의 알칼리 토금속 카르복시산염, 하나 이상의 4차 암모늄 α,β-불포화 카르복시산염, 또는 하나 이상의 4차 암모늄 카르복시산염, 또는 이들의 조합을 더욱 포함하는 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 하나 이상의 폴리우레탄 형성 반응을 촉진하는 우레탄 촉매를 더 포함하는 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물이 150℃까지의 온도에서 열적으로 안정한 것인 조성물.
  19. 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 효과적인 양의 촉매 조성물 및 하나 이상의 발포제의 존재 하에서(단, 하나 이상의 발포제는 클로로플루오로카본이 아님), 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 하나 이상의 활성 수소 함유 화합 물과 150 내지 650의 이소시아네이트 지수로 접촉시키는 단계를 포함하고,
    상기 효과적인 양의 촉매 조성물은 하나 이상의 활성 수소 함유 화합물 100 중량부에 대해 0.05 내지 10 중량부이고,
    밀도가 20 내지 250 kg/㎥인 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염이 하나 이상의 4차 탄소 부분을 포함하는 것인 방법.
  21. 제19항에 있어서, 하나 이상의 폴리우레탄 형성 반응을 촉진하는 우레탄 촉매의 존재를 더 포함하는 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 입체장애 카르복시산염이 하기식을 갖는 것인 방법:
    Figure 112008091118529-PAT00004
    상기 식에서,
    R1, R2, 및 R3는 치환 또는 비치환 C1-C18 알킬, 알케닐, 아릴, 또는 아랄킬로 부터 독립적으로 선택되고;
    n은 0 내지 10의 정수이고(0 및 10 포함); 그리고
    M은 알칼리 금속 이온 또는 4차 암모늄 이온이다.
  23. (a) ⅰ) 하나 이상의 폴리올;
    ⅱ) 폴리올 100 중량부에 대해 10 내지 80 중량부(pphp)의 발포제(단, 발포제가 클로로플루오로카본이 아님);
    ⅲ) 0.5 내지 10 pphp의 실리콘 계면활성제;
    ⅳ) 0 내지 10 pphp의 물;
    ⅴ) 0 내지 50 pphp의 내연제;
    ⅵ) 0 내지 10 pphp의 폴리우레탄 형성 반응을 촉진하는 우레탄 촉매; 및
    ⅶ) 0.05 내지 10 pphp의 하나 이상의 입체장애 카르복시산염을 포함하는 촉매 조성물을 포함하는 프리믹스(premix)를 형성하는 단계; 및
    (b) 150 내지 650의 이소시아네이트 지수에서 상기 프리믹스를 하나 이상의 폴리이소시아네이트와 접촉시키는 단계
    를 포함하는 밀도가 20 내지 250 kg/㎥인 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄 폼의 제조 방법.
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