KR20100041766A - 특정 알콕시실란-관능성 중합체를 기재로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조 방법 - Google Patents

특정 알콕시실란-관능성 중합체를 기재로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20100041766A
KR20100041766A KR1020107000457A KR20107000457A KR20100041766A KR 20100041766 A KR20100041766 A KR 20100041766A KR 1020107000457 A KR1020107000457 A KR 1020107000457A KR 20107000457 A KR20107000457 A KR 20107000457A KR 20100041766 A KR20100041766 A KR 20100041766A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
foam
weight
polyether
polyurethane
silane
Prior art date
Application number
KR1020107000457A
Other languages
English (en)
Inventor
마티아스 마트너
미하엘 마게르
미하엘 루데비크
Original Assignee
바이엘 머티리얼사이언스 아게
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 바이엘 머티리얼사이언스 아게 filed Critical 바이엘 머티리얼사이언스 아게
Publication of KR20100041766A publication Critical patent/KR20100041766A/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
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/71—Monoisocyanates or monoisothiocyanates
    • C08G18/718—Monoisocyanates or monoisothiocyanates containing silicon
    • 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
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2101/00—Manufacture of cellular products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016—Plasticisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/544—Silicon-containing compounds containing nitrogen
    • C08K5/5465—Silicon-containing compounds containing nitrogen containing at least one C=N bond
    • 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

Abstract

본 발명은 2000 내지 8000 g/mol의 평균 분자량 (Mn)을 가지며, 폴리프로필렌 옥사이드 주 성분 이외에도 10 내지 30 중량% 비율의 폴리에틸렌 옥사이드 또한 함유하는, 이소시아네이토실란으로 개질된 폴리에테르를 기재로 하는, 특히 용이하게 발포되고 신속히 경화되는 폴리우레탄 발포체의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

특정 알콕시실란-관능성 중합체를 기재로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조 방법{Process For Producing Polyurethane Foams Based On Specific Alkoxysilane-Functional Polymers}
본 발명은 2000 내지 8000 g/mol의 평균 분자량 (Mn)을 가지며, 폴리프로필렌 옥사이드 주 성분 이외에도 10 내지 35 중량%의 폴리에틸렌 옥사이드 또한 함유하는, 이소시아네이토실란으로 개질된 폴리에테르를 기재로 하는, 특히 용이하게 발포되고 신속히 경화되는 폴리우레탄 발포체의 제조 방법에 관한 것이다.
알콕시실란-말단형 예비중합체를 기재로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조는 공지되어 있다. 따라서, 예를 들어 EP 946 629 B1에는, 원칙적으로 결합제로서 실란 관능성 예비중합체를 함유하는 발포체 제형이 기재되어 있다. 그러나, 폴리프로필렌 옥사이드만을 기재로 하는 이러한 고분자량 예비중합체는 특히 발포시키기가 쉽지 않으며, 이를 위해서는 특정한 복잡한 적용 장비 (예를 들어, 노드손(Nordson)으로부터의 포움믹스(FoamMix®))가 필요하거나, 무엇보다도 상기 특허 명세서에 설명된 바와 같이, 상기 시스템의 점도를 상당히 감소시키는 수많은 첨가제를 갖는 복잡한 제형이 필요하다. 상기 특허 명세서에는 가능한 공급원료로서 에틸렌 옥사이드-함유 폴리에테르가 언급되어 있긴 하지만, 상기 원료 물질이 특히 적합한 것으로 인식되지는 않았다.
EP 1 098 920에는 확실히 낮은 분자량의 실란-말단형 폴리우레탄을 기재로 하는 유사한 시스템이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 유형의 저분자량 실란-말단형 예비중합체는 매우 고가의 관능성 실란을 다량 함유하고 있으며, 이는 또한 상당히 연장된 경화 속도 (실시예 2 및 3에 따르면 약 24시간)를 초래한다.
WO 2002/066532에서는, 이러한 낮은 경화 속도의 문제점을 알파-아미노- 또는 알파-이소시아네이토실란을 이용하여 제조되는 알콕시실란-말단형 폴리우레탄을 사용함으로써 다루었다. 그러나, 조기 경화 및 부반응을 피해야 한다는 측면에서, 실란과 관능기 사이의 C-1 스페이서로 인해 특히 반응성인 이들 빌딩 블록의 사용은 바로 이러한 높은 반응성 때문에 매우 복잡한데, 이는 제형 성분의 순도 및 물 무함유에 대한 요구를 높게 하고, 또한 특별한 고가의 첨가제가 필요하게 만든다. 이러한 개념의 변형예가 WO 2004/092259 및 WO 2004/104078에 기재되어 있다.
DE 2238741 뿐만 아니라 WO 2004/046218에는, 강직성 발포체의 제조에 적합한 실란-말단형 중합체 이소시아네이트가 기재되어 있다. 그러나, 경화가 매우 느리게 진행되게 만드는 고가의 관능성 실란이 상당량 필요하다는 것 또한 단점이다.
따라서, 본 발명의 목적은 신속하게 경화되고 특히 용이하게 발포되는 실란-가교 폴리우레탄 발포체를 제공하는 것이다.
EP 946 629 B1에서 출발하여, 놀랍게도, 폴리우레탄 발포체 제형을 위한 결합제로서, 2000 내지 8000 g/mol의 평균 분자량 (Mn)을 가지며 주 성분 폴리프로필렌 옥사이드 이외에 10 내지 30 중량%의 폴리에틸렌 옥사이드 또한 함유하는 폴리에테르를 기재로 하는, 이소시아네이토실란으로 개질된 폴리에테르를 사용함으로써 상기 목적의 달성이 가능해졌다.
따라서, 본 발명은
A) 폴리에테르에 함유된 모든 알킬렌 옥사이드 단위를 기준으로 10 내지 30 중량%의 에틸렌 옥사이드 (EO) 단위를 함유하는, 2000 내지 8000 g/mol의 평균 분자량 (Mn)을 갖는 하나 이상의 폴리에테르와
B) 하기 화학식 I의 하나 이상의 이소시아네이트 및 알콕시실란기-함유 화합물
을 반응시킴으로써 수득될 수 있는 하나 이상의 실란-말단형 폴리우레탄 예비중합체를 함유하는 조성물을 발포시키고,
임의로, 발포시키기 전에, 그 동안에 또는 그 후에 적합한 기판 상에 도포하고,
물의 존재하에 경화시키는 것인,
실란 축합에 의해 경화시켜 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법을 제공한다.
<화학식 I>
Figure pct00001
상기 식에서,
X, Y, Z는 서로 독립적으로 C1-C8 알킬 또는 C1-C8 알콕시 잔기이고, 상기 잔기 중 하나 이상은 C1-C8 알콕시기이고,
R은 적어도 이관능성인 임의의 유기 잔기, 바람직하게는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 라디칼이다.
추가로, 본 발명은 본 발명에 따른 방법에 의해 수득가능한 발포체를 제공한다.
본 발명에 따른 방법에 필요한 실란-말단형 폴리우레탄은 특정 폴리에테르 폴리올과 이소시아네이토실란을 반응시킴으로써 수득된다.
본 발명에서 폴리에테르 폴리올 A)의 선택이 핵심적이다. 적합한 폴리에테르 폴리올은 2000 g/mol 내지 8000 g/mol, 바람직하게는 3000 g/mol 내지 5000 g/mol의 분자량 (Mn)을 가지며, 프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드의 출발 분자에의 널리 공지된 부가 생성물이다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 이들 폴리에테르 폴리올은, 폴리에테르 중 알킬렌 옥사이드의 전체 비율을 기준으로 10 내지 30 중량%, 바람직하게는 10 내지 20 중량% 비율의, 중합에 의해 도입된 폴리에틸렌 옥사이드를 갖는다. 여기서, 에틸렌 옥사이드가 폴리에테르에 랜덤 분포로 함유되어 있건 블록 방식으로 함유되어 있건 상관 없으나, 블록 분포가 바람직하다. 에틸렌 옥사이드가 말단 블록으로서 폴리프로필렌 옥사이드에 중합되는 것이 특히 바람직하다.
에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드와의 알콕실화는 염기 촉매작용 또는 이중 금속 시아나이드 화합물 (DMC 화합물)를 이용하여 수행할 수 있다. 선행 기술에 따라 공지된 모든 화합물이 폴리에테르 폴리올의 제조를 위한 적합한 출발 분자로서 사용될 수 있으며, 예를 들어 물, 부틸 디글리콜, 글리세롤, 디에틸렌 글리콜, 트리메틸올프로판, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 에틸렌디아민, 트리에탄올아민, 1,4-부탄디올이 있다. 바람직한 출발 분자는 물, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 디에틸렌 글리콜 및 부틸 디글리콜이다.
원칙적으로, 140 g/mol 내지 500 g/mol의 분자량을 갖는 모든 알콕시실란기-함유 모노이소시아네이트가 이소시아네이트 및 알콕시실란기-함유 화합물 B)로서 적합하다. 이러한 하기 화학식 I의 분자에서,
<화학식 I>
Figure pct00002
X, Y 및 Z는 서로 독립적으로 C1-C8 알킬 또는 C1-C8 알콕시 잔기, 바람직하게는 C1-C4 알킬 또는 C1-C4 알콕시 잔기, 특히 바람직하게는 메틸 및 에틸 또는 메톡시 및 에톡시 잔기를 나타내고, 상기 잔기 중 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 두 개는 알콕시기이다. 그러나, X 및 Y가 디알콕시 잔기를 통해 서로 가교되어 있는 환형 알콕시실란을 사용하는 것 또한 가능하다.
R은 적어도 이관능성인 임의의 유기 잔기, 바람직하게는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 라디칼, 특히 바람직하게는 n-프로필 잔기를 나타낸다.
이러한 이소시아네이트-함유 디- 및/또는 트리알콕시실란은 원칙적으로 공지되어 있으며, 이소시아네이토메틸트리메톡시실란, 이소시아네이토메틸트리에톡시실란, (이소시아네이토메틸)메틸디메톡시실란, (이소시아네이토메틸)메틸디에톡시실란, 3-이소시아네이토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이토프로필메틸디메톡시실란, 3-이소시아네이토프로필트리에톡시실란 및 3-이소시아네이토프로필메틸디에톡시실란을 예로 들 수 있다. 본원에서는 3-이소시아네이토프로필트리메톡시실란을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법에 사용되는 실란-말단형 폴리우레탄 예비중합체를 우레탄화에 의해 제조하는데 있어서, 1 당량의 이소시아네이트 및 알콕시실란기-함유 화합물 (B)에 대해 1.0 내지 1.5 당량, 바람직하게는 1.0 내지 1.2 당량의 폴리에테르 (A)를 사용한다.
성분 A) 및 B)의 우레탄화는 임의로 촉매를 사용하여 수행할 수 있다. 이들 촉매 활성 화합물로서 당업자에게 널리 공지된 우레탄화 촉매, 예컨대 유기주석 화합물 또는 아민 촉매가 적합하다. 유기주석 화합물로서, 디부틸주석 디아세테이트, 디부틸주석 디라우레이트, 디부틸주석 비스아세토아세토네이트 및 주석 카르복실레이트, 예를 들어 주석 옥토에이트를 예로 들 수 있다. 상기 주석 촉매는 임의로 아민 촉매, 예컨대 아미노실란 또는 1,4-디아자바이시클로[2.2.2]옥탄과 함께 사용될 수 있다.
우레탄화 촉매로서 디부틸주석 디라우레이트가 특히 바람직하게 사용된다.
본 발명에 따른 방법에서, 촉매 성분 (사용되는 경우)은 공정 생성물의 고형분을 기준으로 0.001 내지 5.0 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.1 중량%, 특히 바람직하게는 0.005 내지 0.05 중량%의 양으로 사용된다.
성분 A) 및 B)의 우레탄화는 20 내지 200℃, 바람직하게는 40 내지 120℃, 특히 바람직하게는 60 내지 100℃에서 수행한다.
성분 B)의 화합물의 NCO 기가 완전히 전환될 때까지 계속 반응시킨다. 반응 과정은 반응 용기에 장착된 적합한 측정 장비에 의해 및/또는 취한 샘플의 분석을 이용하여 모니터링할 수 있다. 적합한 방법은 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들어, 점도 측정, NCO 함량 측정, 굴절률, OH 함량, 기체 크로마토그래피 (GC), 핵 자기 공명 분광법 (NMR), 적외선 분광법 (IR) 및 근적외선 분광법 (NIR)이 있다. 혼합물의 NCO 함량은 바람직하게는 적정에 의해 측정한다.
본 발명에 따른 방법을 위해, 결합제 이외에도, 일반적으로 다른 제형 성분, 예컨대 보조제, 촉매, 가소제, 발포제, 및 보조 물질 및 첨가제 또한 사용한다.
보조제는 비이온성, 음이온성, 양이온성 또는 양쪽이온성 계면활성제, 또는 이들 계면활성제의 혼합물이며, 이들은 발포체 제형, 발포체 안정성, 또는 생성된 폴리우레탄 발포체의 성질을 개선시키기 위해 본 발명에 따른 조성물에 사용된다. 바람직한 보조제는 비이온성 계면활성제, 특히 바람직하게는 폴리에테르 실록산을 기재로 하는 비이온성 계면활성제이다.
원칙적으로, 알콕시실란 또는 실란올기의 가수분해 및 축합을 촉매하는 것으로 실리콘 화학에서 널리 공지된 모든 물질이 촉매로서 첨가될 수 있다. 금속 염, 금속 복합체, 유기금속 화합물뿐 아니라, 산 및 염기를 예로 들 수 있다. 유기 및 무기 산 또는 염기를 사용하는 것이 바람직하고, 유기 또는 무기 산, 예를 들어 염산 또는 p-톨루엔술폰산을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
원칙적으로, 실록산 가교를 형성하는 실란-말단형 폴리우레탄 예비중합체의 알콕시실란기의 가교 반응은 대기 수분의 존재하에 이루어질 수 있지만, 본 발명에 따른 조성물에 물을 첨가하는 것이 바람직하다. 촉매를 추가로 사용하는 경우에는, 상기 촉매를 첨가되는 물 중의 용액으로 사용하는 것이 바람직하다.
발포제로서, 가장 간단하게는 공기 또는 질소를 사용할 수 있지만, 물론 폴리우레탄 화학에서 널리 공지된 다른 모든 발포제를 사용하여 본 발명에 따른 조성물을 발포시킬 수 있다. 예를 들어, n-부탄, i-부탄, 프로판 및 디메틸 에테르, 뿐만 아니라 이들의 혼합물을 들 수 있다.
보조 물질 및 첨가제로서, 예를 들어 증점제 또는 요변성제, 항산화제, 광 안정화제, 가소제, 안료, 충전제 및/또는 유동 조절제를 사용할 수 있다.
바람직한 보조 물질 및 첨가제는 충전제, 특히 바람직하게는 무기 충전제이며, 이는 본 발명에 따른 폴리우레탄 발포체의 기계적 성질을 개선시키는데 기여할 수 있다. 예를 들어, 백악 및 고분산 실리카, 특히 화염 열분해에 의해 제조된 실리카가 적합하다.
폴리우레탄 발포체와 충분히 양호한 상용성을 나타내는 모든 천연 또는 합성 물질을 가소제로서 사용할 수 있다. 적합한 가소제의 예는 캄포르, (지방족) 디카르복실산의 에스테르, 예를 들어 아디프산의 에스테르, 폴리에스테르, 특히 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올 또는 1,6-헥산디올과 축합된 아디프산, 세바크산, 아젤라산 및 프탈산을 기재로 하는 폴리에스테르 뿐만 아니라, 인산 에스테르, 지방산 에스테르 및 히드록시카르복실산 에스테르 (예를 들어, 시트르산, 타르타르산 또는 락트산을 기재로 하는 에스테르)이다.
본 발명에 따른 조성물은 전형적으로 건조 물질을 기준으로 30 내지 99.9 중량부의 실란-말단형 폴리우레탄 예비중합체, 0.1 내지 20 중량부의 (발포) 보조제, 및 0 내지 50 중량부의 기타 보조 물질 및 첨가제, 특히 충전제 및 가소제를 함유한다. 바람직하게는, 상기 조성물을 건조 물질을 기준으로 50 내지 99.9 중량부의 실란-말단형 폴리우레탄 예비중합체, 0.1 내지 15 중량부의 (발포) 보조제, 및 10 내지 40 중량부의 보조 물질 및 첨가제, 특히 충전제 및 가소제를 함유한다.
발포제 또는 발포제 혼합물은 전형적으로 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 20 중량%의 양으로 사용되며, 사용된 성분들의 합계는 100 중량%가 된다.
성분들의 혼합은 임의의 순서로 이루어질 수 있다.
전형적으로, 물은 알콕시실란기 대 물의 몰비가 1 또는 그 미만 (과량의 물)이 되도록 하는 양으로 첨가된다. 상기 몰비는 바람직하게는 0.75 또는 그 미만, 특히 바람직하게는 0.55 또는 그 미만이다.
본 발명에 따른 방법에서 발포는 조성물을 진탕시킴으로써, 기계적으로 고속 교반함으로써, 또는 발포 가스를 감압시킴으로써 이루어진다. 발포 이후 또는 그 동안에, 조성물의 경화가 일어나고, 그 후에 목적하는 폴리우레탄 발포체가 수득된다. 완전히 경화되기 전에, 즉 조성물이 여전히 유동할 수 있는 한, 이를 일반적인 도포 기술, 예컨대 붓기 또는 나이프 도포에 의해 적합한 기판에 도포할 수 있다.
기계적 발포는 임의의 기계적 교반, 혼합 및 분산 기술을 이용하여 이루어질 수 있다. 이 공정 동안에 일반적으로 공기를 도입시키지만, 이를 위해 질소 및 다른 가스 또한 사용될 수 있다.
이러한 방식으로 수득되는 발포체를 발포되는 동안 또는 발포 직후에 기판에 도포하거나 금형에 부어서 건조시킨다.
도포는 예를 들어 붓기 또는 나이프 도포에 의해 이루어질 수 있지만, 널리 공지된 다른 기술 또한 가능하다. 원칙적으로, 임의적인 중간 경화 단계를 이용하는 다층 도포 또한 가능하다.
발포체의 만족스러운 경화 속도는 20℃에서 이미 관찰되었다. 그러나, 발포체의 보다 신속한 경화 및 고정을 위해서는, 예를 들어 널리 공지된 가열 및 건조 장비, 예컨대 (순환 공기) 건조 캐비넷, 고온의 공기 또는 IR 램프의 도움에 의해, 바람직하게는 30℃가 넘는 더 높은 온도 또한 이용할 수 있다.
도포 및 경화는 각각 배치식 또는 연속식으로 수행할 수 있지만, 전체적으로 연속식인 공정이 바람직하다.
본 발명의 한 실시양태에서, 실란-말단형 폴리우레탄 예비중합체를 보조제 및 임의로 다른 보조 물질 및 첨가제와 혼합한다. 혼합물을 발포시킨 후 (이는 예를 들어 공기 또는 또다른 가스의 기계적 도입에 의해 이루어질 수 있음), 촉매를 첨가하고, (발포된) 혼합물을 적합한 기판에 도포하고, 최종적으로 대기 수분의 존재하에 경화시킨다. 발포된 혼합물의 경화를 가속시키기 위해, 추가로 물을 첨가할 수 있으며, 상기 첨가는 바람직하게는 (용해된) 촉매와 함께 이루어진다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 실란-말단형 폴리우레탄 예비중합체를 보조제 및 임의로 다른 보조 물질 및 첨가제와 혼합하고, 적합한 가압된 용기, 예를 들어 스프레이 캔에 옮긴다. 이어서, 발포제를 첨가하고, 혼합물을 적합한 기판에 도포하는 동안, 발포 및 대기 수분에 의한 경화가 일어난다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 실란-말단형 폴리우레탄 예비중합체를 보조제 및 임의로 다른 보조 물질 및 첨가제와 혼합하고, 적합한 가압된 용기, 예를 들어 2개 이상의 별도의 챔버를 갖는 스프레이 캔의 제1 챔버에 옮긴다. 바람직하게는 적합한 양의 물과 혼합된 촉매를 가압된 용기의 제2 챔버에 첨가한다. 보조 물질 및 첨가제 또한 제2 챔버에서 혼합될 수 있으나, 이는 덜 바람직하다. 이제, 발포제를 상기 챔버들 중 하나 또는 둘 다에 첨가하고, 최종적으로 2-성분 혼합물을 적합한 기판에 도포하고, 그와 동시에 발포 및 경화가 일어난다.
폴리우레탄 발포체가 경화되기 전에, 이들은 전형적으로 50 내지 800 g/리터, 바람직하게는 100 내지 500 g/리터, 특히 바람직하게는 100 내지 250 g/리터의 발포체 밀도 (발포체 부피 1 리터를 기준으로 한 모든 공급원료의 질량 [g])를 갖는다.
건조시킨 후, 폴리우레탄 발포체는 상호 소통되는 셀을 갖는, 미세다공성의, 적어도 부분적으로 개방된 공극 구조를 갖는다. 경화된 발포체의 밀도는 전형적으로 0.4 g/㎤ 미만, 바람직하게는 0.35 g/㎤ 미만, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.2 g/㎤이다.
상기 폴리우레탄 발포체는 양호한 기계적 강도 및 높은 탄성을 갖는다. 전형적으로, 최대 응력 값은 0.1 N/㎟ 초과이고, 최대 신장 값은 100％ 초과이다. 바람직하게는, 상기 신장 값은 200％ 초과이다 (DIN 53504에 따라 측정).
상기 폴리우레탄 발포체는 예를 들어 창문 및 문틀의 밀봉 또는 고정을 위한 현장(in-situ) 발포체 (어셈블리 발포체)로서 사용될 수 있고, 추가의 가공 단계에서 결합, 적층 또는 코팅될 수 있는 블록 발포체 또는 성형 발포체로서 경화될 수 있다. 샌드위치 패널을 제공하기 위해 두 기판 사이에 발포체를 도포하는 것 또한 가능하다. 또다른 적용 분야는 발포체를 현장 도포하여 발포된 밀봉을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은 현장 발포체, 블록 발포체 또는 성형 발포체로서 본 발명에 따른 발포체의 용도를 제공한다.
[실시예]
모든 백분율은 달리 명시하지 않는 한 중량 백분율을 나타낸다.
NCO 함량 (％)의 측정은 DIN EN ISO 11909에 기초하여 부틸아민과 반응시킨 후 염산 0.1 mol/ℓ로 역 적정함으로써 수행하였다.
시험을 수행하는 동안의 23℃의 주위 온도는 RT로 지칭된다.
사용된 약어 및 공급원료:
PO: 프로필렌 옥사이드
EO: 에틸렌 옥사이드
DBTL: 디부틸주석 디라우레이트
테고스탭(Tegostab®) B 1048: 폴리에테르 실록산 (데구사(Degussa), 독일 뒤셀도르프 소재)
에어로실(Aerosil®) 9200: 화염 열분해에 의해 제조된 고분산 실리카 (데구사, 독일 뒤셀도르프 소재)
메사몰(Mesamoll®): 알킬술폰산 에스테르를 기재로 하는 가소제 (란세스(Lanxess), 독일 레버쿠젠 소재)
실란 -말단형 예비중합체 1 ( STP 1, 본 발명에 따른 것임)의 제조:
이관능성 에틸렌 옥사이드-함유 폴리에테르 (OH가 28, 분자량 4000 g/mol, PO/EO 비 = 6.5, 13 중량% EO에 상응함) 2003.6 g, 3-이소시아네이토트리메톡시실란 214.3 g, 및 DBTL 133 ㎕의 혼합물을 NCO 함량이 0.0％가 될 때까지 교반하면서 60℃로 가열하였다.
실란 -말단형 예비중합체 2 ( STP 2, 본 발명에 따른 것이 아님)의 제조:
에틸렌 옥사이드를 함유하지 않는 이관능성 폴리에테르 (OH가 28, 분자량 4000 g/mol, 100％ PO) 2000 g, 3-이소시아네이토-트리메톡시실란 214.3 g, DBTL 133 ㎕의 혼합물을 NCO 함량이 0.0％가 될 때까지 교반하면서 60℃로 가열하였다.
실시예 1: 염기 촉매작용을 이용한 발포체의 제조
117.5 g의 STP 1 및 3.8 g의 테고스탭® B 1048을 핸드 믹서를 이용하여 플라스틱 비이커에서 블렌딩하고, 10분 내에 대략 300 ml의 부피로 발포시켰다. 이어서, 2.5 g의 수산화칼륨 용액 (1.25 mol/ℓ)을 첨가하였고, 그 후 20초 이내에 경화가 일어났다. 백색 발포체가 수득되었다.
실시예 2: 산 촉매작용을 이용한 발포체의 제조
a) 117.5 g의 STP 1 및 3.8 g의 테고스탭® B 1048을 핸드 믹서를 이용하여 플라스틱 비이커에서 블렌딩하고, 10분 내에 대략 300 ml의 부피로 발포시켰다. 이어서, p-톨루엔술폰산의 5％ 수용액 2.5 g을 첨가하였고, 그 후 100초 이내에 경화가 일어났다. 백색 발포체가 수득되었다.
b) p-톨루엔술폰산의 20％ 수용액 2 g을 이용하여 상기 a)에 기재된 시험을 수행하였고, 단지 50초 후에 백색 발포체로 경화되었다.
실시예 3: 충전제 및 가소제를 갖는 발포체
고속 믹서를 이용하여, 먼저 50 g의 에어로실® R 9200을 117.5 g의 STP 1에 분산시켰다 (거의 투명한 분산액). 이어서, 25 g의 메사몰® 및 3.8 g의 테고스탭® B 1048을 첨가하고, 최종적으로 상기 혼합물을 핸드 믹서를 이용하여 플라스틱 비이커에서 10분 이내에 대략 300 ml의 부피로 발포시켰다. p-톨루엔술폰산의 5％ 수용액 2.5 g을 첨가하였고, 그 후 20초 이내에 경화되어 백색 발포체가 형성되었다.
비교예 (본 발명에 따른 것이 아님): 발포체의 제조:
117.5 g의 STP 2 및 3.8 g의 테고스탭® B 1048을 실시예 2 및 3에서와 같이 핸드 믹서를 이용하여 플라스틱 비이커에서 블렌딩하였다. 상기 시험들과는 대조적으로, 안정한 발포체가 수득되지 않았다.

Claims (7)

  1. A) 폴리에테르에 함유된 모든 알킬렌 옥사이드 단위를 기준으로 10 내지 30 중량%의 에틸렌 옥사이드 (EO) 단위를 함유하는, 2000 내지 8000 g/mol의 평균 분자량 (Mn)을 갖는 하나 이상의 폴리에테르와
    B) 하기 화학식 I의 하나 이상의 이소시아네이트 및 알콕시실란기-함유 화합물
    을 반응시킴으로써 수득될 수 있는 하나 이상의 실란-말단형 폴리우레탄 예비중합체를 함유하는 조성물을 발포시키고,
    임의로, 발포시키기 전에, 그 동안에 또는 그 후에 적합한 기판 상에 도포하고,
    물의 존재하에 경화시키는 것인,
    실란 축합에 의해 경화시켜 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법.
    <화학식 I>
    Figure pct00003

    상기 식에서,
    X, Y, Z는 서로 독립적으로 C1-C8 알킬 또는 C1-C8 알콕시 잔기이고, 상기 잔기 중 하나 이상은 C1-C8 알콕시기이고,
    R은 적어도 이관능성인 임의의 유기 잔기, 바람직하게는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 라디칼이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르 A)가 3000 내지 5000 g/mol의 수-평균 분자량 (Mn)을 갖는 것을 특징으로 하는, 실란 축합에 의해 경화시켜 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리에테르 A)가 그에 함유된 전체 알킬렌 옥사이드를 기준으로 10 내지 20 중량%의 폴리에틸렌 옥사이드 및 80 내지 90 중량%의 폴리프로필렌 옥사이드를 함유하는 것을 특징으로 하는, 실란 축합에 의해 경화시켜 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, X, Y 및 Z 기가 메톡시 또는 에톡시기인 것을 특징으로 하는, 실란 축합에 의해 경화시켜 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학식 I의 이소시아네이트 및 알콕시실란기-함유 화합물이 이소시아네이토프로필트리메톡시실란 또는 이소시아네이토프로필트리에톡시실란인 것을 특징으로 하는, 실란 축합에 의해 경화시켜 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득가능한 폴리우레탄 발포체.
  7. 현장(in-situ) 발포체, 블록 발포체 또는 성형 발포체로서의 제6항에 따른 발포체의 용도.
KR1020107000457A 2007-07-11 2008-07-01 특정 알콕시실란-관능성 중합체를 기재로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조 방법 KR20100041766A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007032342A DE102007032342A1 (de) 2007-07-11 2007-07-11 Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Schäumen auf Basis von speziellen alkoxysilanfunktionellen Polymeren
DE102007032342.7 2007-07-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100041766A true KR20100041766A (ko) 2010-04-22

Family

ID=39744842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107000457A KR20100041766A (ko) 2007-07-11 2008-07-01 특정 알콕시실란-관능성 중합체를 기재로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조 방법

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8846775B2 (ko)
EP (1) EP2167562B1 (ko)
JP (1) JP5475656B2 (ko)
KR (1) KR20100041766A (ko)
CN (1) CN101687971B (ko)
AT (1) ATE528331T1 (ko)
CA (1) CA2693545C (ko)
DE (1) DE102007032342A1 (ko)
ES (1) ES2373825T3 (ko)
PL (1) PL2167562T3 (ko)
TW (1) TWI438243B (ko)
WO (1) WO2009007038A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220072083A (ko) 2020-11-24 2022-06-02 임창오 폴리우레탄 발포 복합체의 제조 방법

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2303941B1 (de) * 2008-07-22 2013-08-21 Henkel AG & Co. KGaA Schäumbare mischungen mit niedriger viskosität
DE102008034272A1 (de) * 2008-07-22 2010-01-28 Henkel Ag & Co. Kgaa Isocyanatfreie schäumbare Mischungen mit niedriger Viskosität
CN103347929B (zh) * 2010-11-24 2016-10-26 株式会社钟化 可固化组合物
WO2012101629A1 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 Elcam Medical Agricultural Cooperative Association Ltd. Injector
BR112014004369B1 (pt) 2011-08-31 2020-12-08 Dow Global Technologies Llc processo para preparar uma espuma de poliuretano flexível e espuma de poliuretano flexível
WO2013048999A1 (en) 2011-09-27 2013-04-04 Dow Global Technologies Llc Method for preparing flexible polyurethane foam with hydrolysable silane compounds
EP2725044B1 (de) 2012-10-24 2017-06-21 Covestro Deutschland AG Alkoxysilanterminiertes Präpolymer auf Basis von Polyethercarbonatpolyolen für Sprühschäume
EP2912116A1 (de) 2012-10-24 2015-09-02 Mölnlycke Health Care AB Mehrkomponentensystem zur herstellung von alkoxysilanbasierten sprühschäumen
EP2905296B1 (de) * 2014-02-10 2015-12-23 Evonik Degussa GmbH Copolymere aus Isocyanatoalkyltrialkoxysilanen und Urethandiolen
CA3045033A1 (en) * 2016-11-29 2018-06-07 Salvatore A. Diloreto Spray foam building insulation for exterior applications
CN106700009B (zh) * 2016-12-07 2022-08-23 中国铁道科学研究院金属及化学研究所 一种聚氨酯组合物、一种聚氨酯止水条及包括该止水条的钢边止水带
CN112469752A (zh) * 2018-07-23 2021-03-09 陶氏环球技术有限责任公司 泡沫组合物和由其制成的泡沫复合材料
WO2023210470A1 (ja) * 2022-04-26 2023-11-02 Ａｇｃ株式会社 化合物、組成物、表面処理剤、物品の製造方法、及び物品

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3627722A (en) * 1970-05-28 1971-12-14 Minnesota Mining & Mfg Polyurethane sealant containing trialkyloxysilane end groups
DE2238741A1 (de) 1972-08-05 1974-02-07 Bayer Ag Verfahren zur linearisierung vernetzter isocyanat-polyadditionsprodukte mit polyisocyanaten
US6013691A (en) * 1996-05-21 2000-01-11 Insta-Foam Products, Inc. Expansible sealant compositions and blowing agents
DE19653388A1 (de) * 1996-12-20 1998-06-25 Henkel Teroson Gmbh Druckelastisch, schäumbarer Dichtstoff auf Basis silanmodifizierter Polymerer
US5990257A (en) * 1998-01-22 1999-11-23 Witco Corporation Process for producing prepolymers which cure to improved sealants, and products formed thereby
DE19831285A1 (de) 1998-07-13 2000-01-20 Rathor Ag Appenzell Prepolymerabmischung mit Silan-terminierten Prepolymeren
CN1215101C (zh) * 2001-02-20 2005-08-17 电化学工业有限公司（国际） 具有高固化速度的不含异氰酸酯的发泡性混合物
DE10237271A1 (de) * 2002-08-14 2004-03-04 Consortium für elektrochemische Industrie GmbH Polymermassen auf Basis alkoxysilanterminierter Polymere mit regulierbarer Härtungsgeschwindigkeit
DE10352907A1 (de) 2002-11-15 2004-08-05 Henkel Kgaa Silylgruppen enthaltende Präpolymere, deren Herstellung und Verwendung in Montageschäumen
DE10317881A1 (de) * 2003-04-17 2004-11-11 Consortium für elektrochemische Industrie GmbH Isocyanatfreie schäumbare Mischungen mit verbessertem Brandverhalten
DE10323206A1 (de) 2003-05-22 2004-12-09 Consortium für elektrochemische Industrie GmbH Schäumbare Mischungen
DE10355318A1 (de) * 2003-11-27 2005-06-23 Wacker-Chemie Gmbh Verfahren zur Herstellung von organyloxysilylterminierten Polymeren
KR100716220B1 (ko) * 2004-11-05 2007-05-10 금호석유화학 주식회사 폴리머 폴리올 제조용 분산 안정제
DE102005041953A1 (de) * 2005-09-03 2007-03-08 Bayer Materialscience Ag Niedrigviskose alkoxysilangruppenaufweisende Prepolymere, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
US7435787B2 (en) * 2005-09-14 2008-10-14 Momentive Performance Materials Inc. Process for the continuous production of silylated resin
US7524915B2 (en) * 2005-10-27 2009-04-28 Momentive Performance Materials Inc. Process for making moisture-curable silylated resin composition, the resulting composition and moisture-curable products containing the composition
CN101583641B (zh) * 2006-08-07 2012-03-28 施敏打硬株式会社 固化性树脂及固化性组合物
EP2014314A1 (de) * 2007-07-10 2009-01-14 Bayer Innovation GmbH Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Schäumen für die Wundbehandlung
US20090030145A1 (en) * 2007-07-26 2009-01-29 Bayer Materialscience Llc Hydrophilic sealants

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220072083A (ko) 2020-11-24 2022-06-02 임창오 폴리우레탄 발포 복합체의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US8846775B2 (en) 2014-09-30
EP2167562A1 (de) 2010-03-31
EP2167562B1 (de) 2011-10-12
CN101687971B (zh) 2015-11-25
ATE528331T1 (de) 2011-10-15
PL2167562T3 (pl) 2012-03-30
US20090018228A1 (en) 2009-01-15
CA2693545C (en) 2015-05-12
CA2693545A1 (en) 2009-01-15
JP2010532799A (ja) 2010-10-14
TW200923013A (en) 2009-06-01
JP5475656B2 (ja) 2014-04-16
ES2373825T3 (es) 2012-02-09
WO2009007038A1 (de) 2009-01-15
CN101687971A (zh) 2010-03-31
DE102007032342A1 (de) 2009-01-15
TWI438243B (zh) 2014-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5475656B2 (ja) 特定のアルコキシシラン官能性ポリマーに基づくポリウレタンフォームの製造方法
JP6138785B2 (ja) オルガニルオキシシラン末端ポリマーに基づく架橋性材料
US5554709A (en) Moisture-curing alkoxysilane-terminated polyurethanes
CN102449033B (zh) 包含甲硅烷基的可固化组合物及其用途
US9334354B2 (en) Modified alkoxylation products which have alkoxysilyl groups and contain urethane groups, and their use
JP3887601B2 (ja) 高い硬化速度を有するイソシアネート不含の発泡性混合物
US5525654A (en) Polyurethane-based sealing and adhesive compositions containing special diurethane plasticizers
US8883932B2 (en) Modified alkoxylation products having at least one non-terminal alkoxysilyl group, with increased storage life and increased stretchability of the polymers prepared using them
KR101404118B1 (ko) 코팅, 접착제 및 실란트 응용을 위한 자유 폴리올들을포함하는 수분 경화성 실릴화 폴리머
CN1724576B (zh) 基于2，4&#39;-二苯甲烷二异氰酸酯的低粘度聚氨酯预聚物
JP5491391B2 (ja) 塗料接着付与剤を含有する硬化性シリル含有ポリマー組成物
US9340714B2 (en) Cross-linkable masses based on organyl-oxysilane-terminated polyurethanes
KR20130103421A (ko) １개 이상의 비-말단 알콕시실릴 기 및 복수의 우레탄 기를 갖는 개질된 알콕실화 생성물 및 그의 용도
CN103687914A (zh) 基于硅烷官能的聚合物的双组分组合物
CN102971352A (zh) 硅烷交联的组合物
JPH06500584A (ja) 特別な可塑剤を含む封止用および接着用コンパウンド
KR20120061960A (ko) 이소시아네이트 무함유 실란 가교 화합물
JP2007526356A (ja) 反応性シラン基を有する湿気硬化性ポリエーテルウレタン及びその使用
CA3080131A1 (en) Silane modified polymers and use of the same in adhesive compositions
JP2004512401A (ja) Ｍｄｉプレポリマー類ベースの高性能シーラント配合処方
US20140190369A1 (en) Polyurethane polymers
JP7477265B2 (ja) シラン官能性ポリウレタン架橋剤のスズフリー触媒反応
KR20240012582A (ko) 1,3-디옥솔란 코폴리머 빌딩 블록을 기반으로 하는 오르가닐옥시실릴-말단화된 폴리머
CN114634754A (zh) 一种硅烷改性单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application