KR20140105797A - Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 함유하는 폼 팽창제 조성물, 및 폴리우레탄 및 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼의 제조에 있어서 그의 용도 - Google Patents

Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 함유하는 폼 팽창제 조성물, 및 폴리우레탄 및 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼의 제조에 있어서 그의 용도 Download PDF

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Abstract

Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 주어진 온도에서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 k-인자보다 더 작은 k-인자를 갖는 폼을 생성시키기에 충분한 유효량으로 존재하는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 포함하는 폼 팽창제 조성물이 개시된다. 본 개시의 폼 팽창제 조성물 및 2개 이상의 활성 수소를 갖는 활성 수소-함유 화합물을 포함하는 폼-형성 조성물 또한 개시된다. 유효량의 본 개시의 폼-형성 조성물과 적합한 폴리아이소시아네이트의 반응으로부터 제조되는 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼 또한 개시된다. 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 생성시키는 공정 또한 개시된다. 본 공정은 유효량의 본 개시의 폼-형성 조성물과 적합한 폴리아이소시아네이트를 반응시키는 단계를 포함한다.

Description

Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 함유하는 폼 팽창제 조성물, 및 폴리우레탄 및 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼의 제조에 있어서 그의 용도 {Foam expansion agent compositions containing Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene and their uses in the preparation of polyurethane and polyisocyanurate polymer foams}
본 명세서의 개시는 폼 팽창제, 및 폴리우레탄 및 폴리아이소시아누레이트 폼의 제조에 있어서 그의 용도에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 명세서의 개시는 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐(또한 Z-FC-1336mzz 또는 Z-FO-1336mzz로서 공지됨) 및 저온에서 생성되는 폼의 k-인자를 낮추기에 충분한 양의 하나 이상의 고비등점 팽창제를 포함하는 폼 팽창제 조성물, 이러한 폼 팽창제 조성물을 함유하는 폼-형성 조성물, 이러한 폼-형성 조성물을 사용하는 폴리우레탄 및 폴리아이소시아누레이트 폼의 제조, 및 그렇게 제조된 폴리우레탄 및 폴리아이소시아누레이트 폼의 용도에 관한 것이다.
폐쇄-셀 폴리우레탄 및 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼은, 예를 들어, 빌딩 건축 및 에너지 효율적 전기 기기의 제조에 절연 목적으로 널리 사용된다. 건설 산업에서, 폴리우레탄/폴리아이소시아누레이트 보드 스톡(board stock)은 절연과 하중 지지 능력을 위해 지붕 재료(roofing)와 외장용 자재(siding)에서 사용된다. 주입(Poured) 및 분무(sprayed) 폴리우레탄 폼은, 지붕의 절연, 저장 탱크와 같은 대형 구조물의 절연, 냉장고 및 냉동고와 같은 기기의 절연, 냉장 트럭 및 궤도차 등의 절연을 포함하는 다양한 응용에 널리 사용된다. 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼의 절연 성능은 주로 셀 가스의 열 전도성에 의해 결정된다.
산업계에서, 중합체 폼의 절연 성능은 열 저항의 측정값인 R-값, 열 전도성의 측정값인 k-인자에 의해 나타내어진다. ㎡-h-℃/J(ft2·h·℉/Btu)의 단위로 측정되는 더 높은 R-값은 양호한 절연체를 나타내는 반면, 낮은 R-값은 불량한 절연체를 나타낸다. 역으로, J-cm/㎡-h-℃(Btu·in/ ft2·h·℉)의 단위로 측정되는 더 낮은 k-인자를 갖는 절연물은, 더 높은 k-인자를 갖는 더 좋은 절연체인 절연물보다 더 양호한 절연체이다. 주어진 두께의 평면 절연물의 경우, k-인자는 R-값에 반비례한다.
이들 다양한 유형의 폴리우레탄/폴리아이소시아누레이트 폼 전부는 그의 제조에 있어서 폼 팽창제(또한 발포제로서 공지됨)를 필요로 한다. 중합체를 발포시키기 위해서 뿐만 아니라, 주로 절연 값의 매우 중요한 특징인 그들의 낮은 증기 열 전도성을 위해, 절연 폼은 할로카본 폼 팽창제의 사용에 의존한다. 예를 들어, 폴리우레탄 폼을 위한 폼 팽창제로서 하이드로플루오로카본(HFC: hydrofluorocarbon)을 채용해 왔다. 이러한 용도로 채용된 HFC의 일 예는 HFC-245fa(1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판)이다. 그러나, HFC는 "온실 효과"에 대한 그들의 기여로 인해(즉, 그들이 지구 온난화에 기여함) 우려되고 있다. 지구 온난화에 대한 그들의 기여 결과, HFC는 감시 하에 있게 되었으며, 그들의 광범위한 사용이 또한 미래에는 제한될 수 있다.
하이드로카본 또한 폼 팽창제로서 제안되어 왔다. 그러나, 이들 화합물은 가연성이며, 다수가 광화학적으로 반응성이며, 그 결과 지표면 오존(즉, 스모그)의 생성에 기여한다. 그러한 화합물은 전형적으로 휘발성 유기 화합물(VOC)로 불리며 환경 규제를 받게 된다.
폼 팽창제의 비등점은 생성되는 중합체 폼의 절연 성능에 영향을 줄 수 있다. 고비등점 폼 팽창제는 저온에서 셀 내에 응축되어 그의 절연 효율성을 상실할 수 있다. 통상적으로, 고비등점을 가진 폼 팽창제는 저온에서 더 심하게 응축되어 저온 응용에서 중합체 폼의 더 불량한 절연 성능(즉, 더 낮은 R-값 또는 더 높은 k-인자)을 유발한다
Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐은 폴리우레탄 폼 또는 폴리아이소시아누레이트 폼에 폼 팽창제로서 사용될 경우에 바람직한 k-인자를 갖는 폼을 생성시킨다. Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐은 33℃(91.4℉)의 정상 비등점을 갖는다. 도 1에 나타낸 바와 같이, k-인자는 극소점을 나타내며 더 높은 온도 및 더 낮은 온도 양자 모두에서 증가한다.
예를 들어, 냉장고 또는 냉동고에서와 같이 상대적으로 저온에서 절연 폼을 사용할 경우, 응축 효과를 경감시키는 양호한 절연체인 폼 팽창제 조성물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 저온에서 더 낮은 k-인자를 유지하는 폼을 생성시키기 위해 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
본 개시는, (a) Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐; 및 (b) 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 포함하며, 여기서 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제는 15℃ 초과의 비등점을 갖고, 여기서 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제는 주어진 온도에서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 k-인자보다 더 낮은 k-인자를 갖는 폼을 생성시키기에 충분한 유효량으로 존재하는, 폼 팽창제 조성물을 제공한다.
본 개시는 또한, 본 개시의 폼 팽창제 조성물 및 2개 이상의 활성 수소를 갖는 활성 수소-함유 화합물을 포함하는 폼-형성 조성물을 제공한다.
본 개시는 또한, 유효량의 본 개시의 폼-형성 조성물과 적합한 폴리아이소시아네이트의 반응으로부터 제조되는 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 제공한다.
본 개시는 또한, 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 생성시키는 공정을 제공한다. 본 공정은 유효량의 본 개시의 폼-형성 조성물과 적합한 폴리아이소시아네이트를 반응시키는 단계를 포함한다.
<도 1>
도 1은, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐(Z-FC-1336mzz) 또는 사이클로펜탄(CP)을 유일한 폼 팽창제로서 포함하는 폼의 k-인자를 온도의 함수로서 도식적으로 표현한다.
<도 2>
도 2는, 본 개시의 몇몇 실시 형태에 따라 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하여 제조한 폼의 k-인자를 온도의 함수로서 도식적으로 표현한다.
<도 3>
도 3은, 폼 팽창제로서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 사이클로펜탄을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 최저 k-인자에 비교하여 주어진 온도에서 k-인자의 백분율 변화를 도식적으로 표현한다.
전기의 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 단지 예시적이고 설명적이며, 첨부된 특허청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명을 제한하지 않는다. 실시양태들 중 임의의 하나 이상의 기타 특징 및 이익이 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 특허청구범위로부터 명백해질 것이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하는 폼 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하는 폼의 k-인자를 낮추기 위한 유효량의 하나 이상의 고비등 폼 팽창제", Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 제조한 폼의 k-인자를 낮추기 위한 유효량의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제", 및 그의 변형은, 폼 팽창제 조성물이 동일한 온도, 예를 들어, -7℃(20℉)의 온도에서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 형성시킨 폼 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하는 폼보다 더 낮은 k-인자를 갖는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폼을 제조하기에 충분한 양의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 포함한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 5 중량%의 사이클로펜탄은 최대 2℃(35℉)의 온도에서 고비등점을 갖는 유효량의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제일 수 있다. 마찬가지로, 2℃(35℉) 미만의 온도에서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제로서의 사이클로펜탄의 유효량은 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 또는 25 중량%와 같은 양을 포함할 수 있다. 따라서, 도 2에 나타낸 실시예의 경우, "Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하는 폼 및 단독으로 사용할 경우의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 사용하는 폼의 k-인자를 낮추기 위한 유효량의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제"는 단독으로 사용된 개별적인 폼 팽창제 양자 모두에 대한 곡선 아래에 있는 k-인자를 갖는 폼을 생성시키는 임의의 양의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "소정 온도에서의 k-인자" 및 그의 변형은, 표준 관행을 사용하여 평균 온도에서 측정한 k-인자를 지칭한다. 예를 들어, -7℃(20℉)에서의 폼의 k-인자는, 열 전달을 측정하는 장치 내에서 -7℃(20℉)의 평균 온도, 예를 들어, 각각 -19℃(-3℉) 및 6℃(43℉)에서 유지되는 2개의 온도 조절된 플레이트 사이의 평균 온도에서 측정된 폼의 k-인자를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "유효량의 폼-형성 조성물" 및 그의 변형은, 적합한 폴리아이소시아네이트와 반응할 경우에 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 생성시키는 양의 폼-형성 조성물을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "적합한 폴리아이소시아네이트" 및 그의 변형은, 본 개시의 폼-형성 조성물과 반응하여 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 형성할 수 있는 폴리아이소시아네이트를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "폼 팽창제의 총 중량" 및 그 안의 변형은, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 폼 팽창제 조성물 내에 존재하는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제의 총 중량을 의미한다. 마찬가지로, 어구 "폼 팽창제 전부"는, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 폼 팽창제 조성물 내에 존재하는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "고비등점 폼 팽창제"는, 약 15℃ 초과의 정상 비등점을 갖는 폼 팽창제를 지칭한다. 본 개시의 일부 실시 형태에서, 고비등점 발포제는 17℃, 20℃, 25℃, 35℃, 45℃, 또는 50℃ 초과의 비등점을 가질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 고비등점 발포제는 심지어 더 높은 비등점을 가질 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "정상 비등점"은, 증기압이 1 기압과 동일한, 액체의 비등 온도를 의미한다.
상기 나타낸 바와 같이 본 개시는, (a) Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 (b) Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼 및 단독으로 사용할 경우의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 사용하여 생성시킨 형상의 동일한 온도에서의 k-인자를 낮추기 위한 유효량의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 포함하는 폼 팽창제 조성물을 제공한다. 하나 이상의 실시 형태에서, 폼은 폴리우레탄 폼 또는 폴리아이소시아누레이트 폼이다.
1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, CF3CH=CHCF3은 공지 화합물이며, 그의 제조 방법은, 예를 들어, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 공개 제2009-0012335-A1호에 개시되어 있다. 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐의 Z-이성체는, 예를 들어, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 공개 제2008-0269532-A1호에 개시되어 있다. 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 출원 제13/081570호는, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 물을 포함하는 발포 조성물을 개시한다.
본 개시의 폼 팽창제 조성물은, 목적하는 분량의 각각의 성분을 단순히 칭량하는 단계, 및 그 후에 적절한 용기 내에서 적절한 온도 및 압력에서 그들을 조합하는 단계, 또는 폼 제조 중에 그들을 원위치에서 혼합하는 단계를 포함하는, 당업자에게 편리한 임의의 방식으로 제조할 수 있다.
본 개시의 하나 이상의 실시 형태에서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제는 메틸 포르메이트, 펜탄, 아이소펜탄, HFC-365mfc, 트랜스-1,2-다이클로로에틸렌, HFC-245fa, 다이메톡시메탄, 사이클로펜탄, 및 그의 조합으로부터 선택될 수 있다. 하기의 실시예 및 실시 형태는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제로서 사이클로펜탄을 사용하여 기술되나, 다른 개시된 폼 팽창제 및 그의 조합을 사용할 수 있다. 폼 팽창제 조성물의 개별적인 성분을 사용하는 폼의 k-인자, 및 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폼의 k-인자를 기준으로 본 개시의 교시 및 실시예에 의해 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제의 적절한 양을 결정하는 방법을, 당업자는 인식하고 이해할 것이다.
의외로, 본 명세서에 개시된 고비등점 폼 팽창제는, 상대적으로 저온에서, 예를 들어, 대략 10℃(50℉) 미만의 온도에서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 제조한 폼보다 더 작은 k-인자를 갖는 폼을 생성시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 도 2는, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 제조한 폼, 사이클로펜탄을 단독으로 사용하여 제조한 폼, 및 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 사이클로펜탄을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 폼의 k-인자의 도식적 표현을 나타낸다.
하나 이상의 실시 형태에 따라, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제는 사이클로펜탄을 포함한다. 하나 이상의 실시 형태에서, 폼 팽창제 조성물은 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제의 총 중량에 대해 약 1 중량% 내지 약 99 중량% 사이클로펜탄 범위의 양으로 사이클로펜탄을 포함한다. 하나 이상의 추가의 실시 형태에 따라, 폼 팽창제 조성물은 폼 팽창제 조성물 내에 존재하는 폼 팽창제의 총 중량에 대해 약 1 중량% 내지 약 80 중량% 사이클로펜탄, 예를 들어, 약 1 중량% 내지 약 60 중량% 사이클로펜탄, 약 1 중량% 내지 약 40 중량% 사이클로펜탄, 약 5 중량% 내지 약 40 중량% 사이클로펜탄, 또는 약 5 중량% 내지 약 20 중량% 사이클로펜탄 범위의 양으로 사이클로펜탄을 포함한다. 하나 이상의 실시 형태에서, 폼 팽창제 조성물은 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제의 총 중량에 대해 약 10 중량% 사이클로펜탄을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 폼 팽창제 조성물은 폼 팽창제 조성물 내의 폼 팽창제의 총 중량에 대해 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 범위의 양으로 사이클로펜탄을 포함할 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 폼 팽창제 조성물은 폼 팽창제 조성물 내의 폼 팽창제의 총 중량에 대해 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 범위의 양으로 사이클로펜탄을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 폼 팽창제 조성물은 폼 팽창제 조성물 내의 폼 팽창제의 총 중량에 대해 약 35 중량% 내지 약 80 중량% 범위의 양으로 사이클로펜탄을 포함할 수 있다.
본 개시는 또한, (a) 본 개시에 기재된 바와 같이 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 포함하는 폼 팽창제 조성물, 및 (b) 2개 이상의 활성 수소를 갖는 활성 수소-함유 화합물을 포함하는 폼-형성 조성물을 제공한다. 폼-형성 조성물의 폼 팽창제 조성물은 상기 실시 형태 중 어느 하나에 기재된 폼 팽창제 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 폼-형성 조성물은 (a) 본 개시에 기재된 바와 같이 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 포함하는 폼 팽창제 조성물, 및 (b) 2개 이상의 활성 수소를 갖는 활성 수소-함유 화합물을 포함한다. 본 발명의 일부 실시 형태에서, 이들 활성 수소는 하이드록실 기의 형태이다.
본 개시의 활성 수소-함유 화합물은, 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제4,394,491호에 개시된 것과 같은, 아이소시아네이트 기와 반응성인 활성 수소 원자를 함유하는 2개 이상의 기를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 그러한 화합물의 예는 분자당 적어도 두 개의 하이드록실 기를 가지며, 더 구체적으로는 폴리에테르 또는 폴리에스테르 폴리올과 같은 폴리올을 포함한다. 그러한 폴리올의 예는 당량이 약 50 내지 약 700, 일반적으로는 약 70 내지 약 300, 더욱 전형적으로는 약 90 내지 약 270이고 적어도 2개의 하이드록실 기, 보통 3 내지 8개의 그러한 기를 보유한 것이다.
적합한 폴리올의 예는 방향족 폴리에스테르 폴리올과 같은 폴리에스테르 폴리올, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 스크랩을 다이에틸렌 글리콜과 같은 글리콜로 트랜스에스테르화시켜 제조하거나 또는 프탈산 무수물을 글리콜과 반응시켜 제조한 것들을 포함한다. 생성되는 폴리에스테르 폴리올은 에틸렌 및/또는 프로필렌 옥사이드와 추가로 반응하여 추가의 내부 알킬렌옥시 기를 함유하는 연장된 폴리에스테르 폴리올을 형성할 수 있다. 적합한 폴리에스테르 폴리올의 비제한적인 예는 스테판 컴퍼니(Stepan Co.)로부터의 스테판폴(STEPANPOL)(등록상표) PS-2502이다.
적합한 폴리올의 예는 또한 특히 폴리에테르 폴리올, 예를 들어, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 말단 하이드록실 기를 갖는 혼합 폴리에틸렌-프로필렌 옥사이드를 포함한다. 다른 적합한 폴리올은 에틸렌 및/또는 프로필렌 옥사이드를, 예를 들어 글리세롤, 펜타에리트리톨 및 탄수화물, 예를 들어, 소르비톨, 글루코스, 수크로스 및 유사한 폴리하이드록시 화합물로 존재하는 것과 같은 2 내지 16개의, 일반적으로 3 내지 8개의 하이드록실 기를 갖는 개시제와 반응시켜 제조할 수 있다. 적합한 폴리에테르 폴리올은 또한 지방족 또는 방향족 아민계 폴리올을 포함할 수 있다. 폴리에테르 폴리올의 비제한적인 예는, 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Co.)로부터의 수크로스/글리세린 개시 폴리에테르 폴리올인 보라놀(VORANOL)(등록상표) 490, 및 다우 케미칼 컴퍼니로부터의 아민 개시 방향족 폴리에테르인 보라놀(등록상표) 391을 포함한다.
본 개시의 폼-형성 조성물은, 목적하는 분량의 각각의 성분을 단순히 칭량하는 단계, 및 그 후에 적절한 용기 내에서 적절한 온도 및 압력에서 그들을 조합하는 단계를 포함하는, 당업자에게 편리한 임의의 방식으로 제조할 수 있다.
본 개시는 또한, 유효량의 본 개시의 폼-형성 조성물을 적합한 폴리아이소시아네이트와 반응시키는 단계를 포함하는, 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 생성시키는 공정을 제공한다.
전형적으로, 적합한 폴리아이소시아네이트와 반응시키기 전에, 활성 수소-함유 화합물 및 임의로 다른 첨가제를 폼 팽창제 조성물과 혼합하여 폼-형성 조성물을 형성시킨다. 이러한 폼-형성 조성물은 전형적으로 아이소시아네이트-반응성 프리블렌드(preblend), 또는 B-사이드 조성물(B-side composition)로서 당업계에 공지되어 있다.
폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 제조할 경우, 폴리아이소시아네이트 반응물은 통상적으로 아이소시아네이트 기의 당량 대 활성 수소 기의 당량의 비, 즉, 폼 지수(foam index)가 약 0.9 내지 약 10, 그리고 대부분의 경우에는 약 1 내지 약 4가 되도록 하는, 활성 수소-함유 화합물에 대한 비율로 선택된다.
임의의 적합한 폴리아이소시아네이트가 본 공정에 채용될 수 있지만, 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 폼의 제조에 유용한 적합한 폴리아이소시아네이트의 예는 특히 방향족, 지방족, 및 지환족 폴리아이소시아네이트 중 하나 이상을 포함한다. 이들 화합물의 대표적인 구성원은 특히 다이아이소시아네이트, 예를 들어, 메타- 또는 파라페닐렌 다이아이소시아네이트, 톨루엔-2,4-다이아이소시아네이트, 톨루엔-2,6-다이아이소시아네이트, 헥사메틸렌-1,6-다이아이소시아네이트, 테트라메틸렌-1,4-다이아이소시아네이트, 사이클로헥산-1,4-다이아이소시아네이트, 헥사하이드로톨루엔 다이아이소시아네이트(및 이성체), 나프틸렌-1,5-다이아이소시아네이트, 1-메틸페닐-2,4-페닐다이아이소시아네이트, 다이페닐메탄-4,4-다이아이소시아네이트, 다이페닐메탄-2,4-다이아이소시아네이트, 4,4-바이페닐렌다이아이소시아네이트 및 3,3-다이메티옥시-4,4 바이페닐렌다이아이소시아네이트 및 3,3-다이메틸다이페닐프로판-4,4-다이아이소시아네이트; 트라이아이소시아네이트, 예를 들어, 톨루엔-2,4,6-트라이아이소시아네이트 및 폴리아이소시아네이트, 예를 들어, 4,4-다이메틸다이페닐메탄-2,2,5,5-테트라아이소시아네이트 및 다양한 폴리메틸렌폴리-페닐로폴리아이소시아네이트, 이들의 혼합물을 포함한다. 예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니로부터의 폴리메틸렌 폴리페닐 아이소시아네이트인 PAPI 27을 본 개시에 따라 사용할 수 있다.
톨루엔 다이아민을 포함하는 혼합물을 포스겐화시켜 얻은 조 톨루엔 다이아이소시아네이트, 또는 조 다이페닐메탄다이아민을 포스겐화시켜 얻은 조 다이페닐메탄 다이아이소시아네이트와 같은 조 폴리아이소시아네이트가 또한 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 그러한 화합물의 구체적인 예는 폴리우레탄을 가교결합시키는 그의 능력으로 인하여 메틸렌-브릿지된 폴리페닐폴리아이소시아네이트를 포함한다.
폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼의 제조에 소량의 첨가제를 채용하는 것이 종종 바람직하다. 이들 첨가제 중에서, 당업계에 주지된 다른 것들 중에서 촉매, 계면활성제, 난연제, 방부제, 착색제, 산화방지제, 보강제, 충전제, 대전방지제로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 구성원을 포함한다.
조성물에 따라, 경화 동안 발포 반응 혼합물을 안정화시키기 위하여 계면활성제를 채용할 수 있다. 그러한 계면활성제는 일반적으로 액체 또는 고체 유기실리콘 화합물(organosilicone compound)을 포함한다. 계면활성제는, 발포 반응 혼합물을 붕괴로부터 안정화시키고, 크고 고르지 못한 셀의 형성을 방지하기에 충분한 양으로 채용할 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서는, 모든 발포 성분(즉, 폼 팽창제 조성물 + 활성 수소-함유 화합물 + 폴리아이소시아네이트 + 첨가제)의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 계면활성제가 사용된다. 본 발명의 다른 실시 형태에서는, 모든 발포 성분의 총 중량을 기준으로 약 1.5 중량% 내지 약 3 중량%의 계면활성제가 사용된다. 본 개시에 따라 사용할 수 있는 일 계면활성제의 예는, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials)로부터 입수가능한 60 내지 90% 실록산 폴리알킬렌옥사이드 공중합체 및 10 내지 30% 폴리알킬렌 옥사이드를 포함하는 계면활성제인 NIAX 실리콘(NIAX Silicone) L-6900을 포함한다.
활성 수소-함유 화합물, 예를 들어 폴리올과, 폴리아이소시아네이트의 반응을 위한 하나 이상의 촉매가 또한 채용될 수 있다. 임의의 적합한 우레탄 촉매를 채용할 수 있지만, 특정 촉매는 3차 아민 화합물 및 유기금속 화합물을 포함할 수 있다. 예시적인 촉매는, 예를 들어, 그의 개시가 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제5,164,419호에 개시되어 있다. 예를 들어, 알칼리 금속 알콕사이드, 알칼리 금속 카르복실레이트, 또는 4차 아민 화합물과 같은 폴리아이소시아네이트의 삼량체화를 위한 촉매가 또한 선택적으로 본 발명에 채용될 수 있다. 그러한 촉매는 폴리아이소시아네이트의 반응 속도를 적당하게 증가시키는 양으로 사용된다. 촉매의 전형적인 양은 모든 발포 성분의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%이다. 촉매의 비제한적인 예는, 에어 프로덕츠 인코포레이티드(Air Products Inc.)로부터의 N,N-다이메틸사이클로헥실아민인 폴리캐트(POLYCAT)(등록상표) 8, 에어 프로덕츠 인코포레이티드로부터의 펜타메틸다이에틸렌트라이아민인 폴리캐트(등록상표) 5, 및 에어 프로덕츠 인코포레이티드로부터의 2-메틸(n-메틸 아미노 b-소듐 아세테이트 노닐 페놀)인 큐리탄(CURITHANE)(등록상표) 52를 포함한다.
폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 제조하기 위한 본 발명의 공정에서는, 활성 수소-함유 화합물(예를 들어, 폴리올), 폴리아이소시아네이트, 폼 팽창제 조성물, 및 다른 성분들을 접촉시키고, 완전히 혼합하고, 셀룰라 중합체(cellular polymer)로 팽창 및 경화되도록 한다. 혼합 장치는 결정적이지 않으며, 다양한 관용적인 유형의 혼합 헤드 및 분무 장치를 사용할 수 있다. 관용적인 장치는, 플루오로트라이클로로메탄(CCl3F, CFC-11)과 같은 관용적인 폼 팽창제를 채용하는 폴리우레탄 및 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼의 제조에 관용적으로 채용되는 장치, 장비, 및 절차를 의미한다. 이러한 관용적인 장치는 문헌[ H. Boden et al., chapter 4 of the Polyurethane Handbook, edited by G. Oertel, Hanser Publishers, New York, 1985]; 문헌[Polyurethanes 92 from the Proceedings of the SPI 34th Annual Technical/Marketing Conference, October 21-October 24, 1992, New Orleans, Louisiana]에 공개된 논문[H. Grunbauer et al., "Fine Celled CFC-Free Rigid Foam - New Machinery with Low Boiling Blowing Agents"]; 및 문헌[Polyurethanes World Congress 1991 from the Proceedings of the SPI/ISOPA September 24-26, 1991, Acropolis, Nice, France]에 공개된 논문[M. Taverna et al., "Soluble or Insoluble Alternative Blowing Agents? Processing Technologies for Both Alternatives, Presented by the Equipment Manufacturer"]에 논의되어 있다. 이들 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명의 일부 실시 형태에서는, 폴리아이소시아네이트와 활성 수소-함유 성분을 반응시키기 전에 소정 원재료의 프리블렌드를 제조한다. 예를 들어, 폴리아이소시아네이트를 제외하고, 폴리올(들), 폼 팽창제 조성물, 계면활성제(들), 촉매(들), 및 기타 발포 성분을 블렌딩한 후, 이러한 블렌드를 폴리아이소시아네이트와 접촉시키는 것이 종종 유용하다. 대안적으로, 모든 발포 성분은 혼합 구역에 개별적으로 도입될 수 있는데, 이 혼합 구역에서 폴리아이소시아네이트와 폴리올(들)이 접촉될 수 있다. 폴리올(들)의 전부 또는 일부를 폴리아이소시아네이트와 사전 반응시켜 예비중합체(prepolymer)를 형성하는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 조성물 및 공정은, 예를 들어, 분무 절연, 현장 주입 기기 폼(pour-in-place appliance foam)을 포함하는, 모든 종류의 팽창된 폐쇄 셀 폴리우레탄 및 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼의 생성에, 또는 경성 절연판 스톡 및 적층체로서 응용가능하다.
본 개시는 또한, 유효량의 본 개시의 폼-형성 조성물과 적합한 폴리아이소시아네이트의 반응으로부터 제조되는 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 제공한다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 상기 제조된 이러한 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼은, 상기와 같이 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하는 폼보다 더 작은 k-인자를 갖는다(예를 들어, 288 J-cm/㎡-h-℃(0.005 Btu·in/ft2·h·℉) 이상 더 낮음). 하나 이상의 실시 형태에서, 상기 제조된 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼은, 상기와 같이 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하는 폼보다 577 J-cm/㎡-h-℃(0.01 Btu·in/ft2·h·℉) 이상 더 작은 k-인자를 갖는다. 하나 이상의 추가의 실시 형태에서, 상기 제조된 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼은, 상기와 같이 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하는 폼보다 865 J-cm/㎡-h-℃(0.015 Btu·in/ft2·h·℉) 이상 더 작은 k-인자를 갖는다.
도 1은, 그들 각각의 폼 내의 폼 팽창제로서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼, 및 사이클로펜탄을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 k-인자를 도식적으로 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 k-인자는 극소점을 나타내며, 온도가 극소점에서의 온도보다 더 높아지거나 낮아짐에 따라 증가한다. 폼 팽창제로서 사이클로펜탄을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼은, 약 -5℃(23℉) 미만의 온도에서 폼 팽창제로서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼보다 더 낮은 k-인자를 갖는다는 것 또한 언급된다. 본 발명에 따른 폼 팽창제 조성물은, 주어진 온도에서 폼 팽창제 조성물을 이루는 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하는 폼의 k-인자보다 더 작은 k-인자를 갖는 폼을 생성시킬 수 있는 것들이다. 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 사이클로펜탄으로 본질적으로 구성될 경우, 본 개시의 폼 팽창제 조성물은, 생성된 폼의 k-인자가 약 -5℃(23℉) 초과의 온도에서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 k-인자보다 더 작고 약 -5℃(23℉) 미만의 온도에서 사이클로펜탄을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 k-인자보다 더 작도록 선택된다. 본 개시의 폼 팽창제 조성물에 사용되는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제는, 생성되는 폼이 주어진 온도에서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하는 폼보다 더 낮고 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 사용하는 폼보다 더 낮은 k-인자를 갖도록 선택될 수 있음을, 당업자는 인식할 것이다.
도 2는, 본 개시에 따라 생성된 폼의 k-인자를 온도의 함수로서 도식적으로 표현한다. 폼을 생성시키기 위해 사용되는 폼 팽창제 조성물은 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 사이클로펜탄의 다양한 조성물을 포함하였다.
본 개시의 하나 이상의 실시 형태에서, 본 발명의 폼 팽창제 조성물로 제조된 폼은, 10℃(50℉) 이하, 35 ° 이하, 또는 -7℃(20℉) 이하와 같은 명시된 온도에서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 제조한 폼보다 1% 이상 더 작은 k-인자를 갖는다. 본 개시의 하나 이상의 추가의 실시 형태에 따라, 본 발명의 폼 팽창제 조성물로 제조된 폼은, 상기와 같이 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 제조한 폼보다 2% 이상 더 작은 k-인자를 갖는다. 추가의 실시 형태에서, 본 발명의 폼 팽창제 조성물로 제조된 폼은, 상기와 같이 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 제조한 폼보다 4% 이상, 5% 이상, 6% 이상, 또는 8% 이상 더 작은 k-인자를 갖는다.
도 3은, 본 개시에 따라 생성시킨 폼의 k-인자의 백분율 변화를, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 사이클로펜탄을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 최저 k-인자에 비교하여 도식적으로 표현한다. 예를 들어, 저온에서, 사이클로펜탄을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼은, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼보다 더 낮은 k-인자를 갖는다. 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제로서 사이클로펜탄을 포함하는 본 개시에 따른 폼 팽창제 조성물은, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 사이클로펜탄을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼에 비교하여 감소(즉, k-인자의 음성 변화)를 나타내는 것들이다.
냉장고, 냉동고, 냉장 트레일러, 대형 냉장실(walk-in cold-storage) 등에 사용되는 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼은 저온에 놓이게 된다. 이들 응용에서는, 폼 팽창제가 셀 내에 응축되어 그의 절연 효율성을 상실할 수 있다. Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 포함하는 폼 팽창제 조성물 내의, 예를 들어, 사이클로펜탄과 같은 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제의 존재는, 생성되는 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼의 k-인자를, 동일한 조건 하에 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제 단독으로 제조한 폼의 k-인자 미만으로 낮출 수 있다는 것이 실험을 통해 의외로 확인되었다. 예를 들어, 49℃(120℉)의 정상 비등점을 갖는 사이클로펜탄은, 약 -5℃(23℉) 초과의 온도에서, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 사용하여 생성시킨 폼에서보다 사이클로펜탄을 사용하여 생성시킨 폼에서 더 높은 k-인자를 갖는다. 의외로, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 폼 팽창제의 총 중량에 대해 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 사이클로펜탄으로 이루어진 폼 팽창제 조성물을 사용하여 제조한 폼은, 동일한 조건 하에 약 35℃ 미만의 온도에서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 또는 사이클로펜탄 단독으로 제조한 폼의 k-인자보다 더 낮은 k-인자를 갖는다. Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 사이클로펜탄 양자 모두를 함유하는 조성물에 의해 생성된 폼의 k-인자는 동일한 조건 하에 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 단독으로 제조한 폼 및 사이클로펜탄 단독으로 제조한 폼을 사용하여 제조한 폼들의 k-인자들 사이에 있는 값을 가진 k-인자를 가질 것임을 당업자는 예측할 것이므로, 감소된 k-인자는 예상을 벗어나는 것이다. 추가로, 사이클로펜탄의 정상 비등점보다 훨씬 아래의 온도인 약 10℃(50℉) 미만의 온도에서는 사이클로펜탄이 응축될 것으로 예상될 것이므로, 당업자는 저온 성능이 추가로 하락할 것으로 예상할 것이다.
많은 태양 및 실시양태가 위에서 설명되었으며, 이는 단지 예시적이며 제한하지 않는다. 본 명세서를 읽은 후에, 숙련자는 다른 태양 및 실시 형태가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 가능함을 이해한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "구성하다," "구성하는," "포함하다," "포함하는," "가지다," "갖는" 또는 임의의 이들의 기타 변형체는 비배타적인 포함 사항을 망라하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 용품, 또는 기구는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 용품, 또는 기구에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 더욱이, 명백히 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 '또는'을 말하며 배타적인 '또는'을 말하는 것은 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해 만족된다: A는 참(또는 존재함)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B는 참(또는 존재함), A 및 B가 모두가 참(또는 존재함).
또한, 부정관사("a"또는 "an")의 사용은 본 명세서에서 설명되는 요소 및 구성요소를 설명하기 위해 채용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범주의 일반적인 의미를 제공하기 위해 행해진다. 이러한 기술은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 파악되어야 하며, 단수형은 그 수가 명백하게 단수임을 의미하는 것이 아니라면 복수형을 또한 포함한다.
용어 "약" 및 "대략"의 사용은, 그들이 기재하는 값의 불확실성의 정도를 표시하기 위해 본 명세서에 사용된다. 불확실성의 정도는 실험 결과의 재현성, 측정 장비의 정확도, 및 언급된 값으로부터의 작은 편차를 생성시키는 다른 다양한 인자와 같은 정상적인 실험 가변성의 결과임을, 당업자는 인식할 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 등가인 방법 및 재료가 본 발명의 실시양태의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 후술된다. 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 및 다른 참조 문헌은 특정 구절이 인용되지 않으면 전체적으로 참고로 본 명세서에 통합된다. 상충되는 경우에는, 정의를 포함하여 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 재료, 방법, 및 실시예는 단지 예시적인 것이며 한정하고자 하는 것은 아니다.
실시예
본 명세서에 기재된 개념을 하기 실시예에 추가로 설명할 것인데, 하기 실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범주를 한정하지 않는다.
실시예 1(비교예)
비교예 1은, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 1.1에 나타낸다. 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 1.2에 나타낸다. 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 27.2 ㎏/㎥(1.7 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 1.1]
Figure pct00001
[표 1.2]
Figure pct00002
실시예 2(비교예)
비교예 2는, 비교예 1에 대해 상기한 바와 동일한 조건 하에 사이클로펜탄을 단독으로 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 2.1에 나타낸다. 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 2.2에 나타낸다. 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 27.2 ㎏/㎥(1.7 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 2.1]
Figure pct00003
[표 2.2]
Figure pct00004
실시예 3
실시예 3은, 비교예 1에 대해 상기한 바와 동일한 조건 하에, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 폼 팽창제의 총 중량에 대해 5 중량%의 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 3.1에 나타낸다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 3.2에 나타낸다. 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 27.2 ㎏/㎥(1.7 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 3.1]
Figure pct00005
[표 3.2]
Figure pct00006
실시예 4
실시예 4는, 비교예 1에 대해 상기한 바와 동일한 조건 하에, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 폼 팽창제의 총 중량에 대해 10 중량%의 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 4.1에 나타낸다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 4.2에 나타낸다. 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 27.2 ㎏/㎥(1.7 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 4.1]
Figure pct00007
[표 4.2]
Figure pct00008
실시예 5
실시예 5는, 비교예 1에 대해 상기한 바와 동일한 조건 하에, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 폼 팽창제의 총 중량에 대해 15 중량%의 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 5.1에 나타낸다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 5.2에 나타낸다. 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 27.2 ㎏/㎥(1.7 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 5.1]
Figure pct00009
[표 5.2]
Figure pct00010
실시예 6
실시예 6은, 비교예 1에 대해 상기한 바와 동일한 조건 하에, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 폼 팽창제의 총 중량에 대해 20 중량%의 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 6.1에 나타낸다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 6.2에 나타낸다. 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 언급된 경우를 제외하고는, 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 27.2 ㎏/㎥(1.7 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 6.1]
Figure pct00011
[표 6.2]
Figure pct00012
실시예 7
실시예 7은, 비교예 1에 대해 상기한 바와 동일한 조건 하에, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 폼 팽창제의 총 중량에 대해 25 중량%의 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 7.1에 나타낸다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 7.2에 나타낸다. 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 27.2 ㎏/㎥(1.7 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 7.1]
Figure pct00013
[표 7.2]
Figure pct00014
실시예 8
실시예 8은, 비교예 1에 대해 상기한 바와 동일한 조건 하에, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 폼 팽창제의 총 중량에 대해 40 중량%의 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 8.1에 나타낸다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 8.2에 나타낸다. 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 28.8 ㎏/㎥(1.8 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 8.1]
Figure pct00015
[표 8.2]
Figure pct00016
실시예 9
실시예 9는, 비교예 1에 대해 상기한 바와 동일한 조건 하에, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 폼 팽창제의 총 중량에 대해 60 중량%의 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 9.1에 나타낸다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 9.2에 나타낸다. 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 28.8 ㎏/㎥(1.8 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 9.1]
Figure pct00017
[표 9.2]
Figure pct00018
실시예 10
실시예 10은, 비교예 1에 대해 상기한 바와 동일한 조건 하에, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 및 폼 팽창제의 총 중량에 대해 80 중량%의 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물을 사용하는 폴리아이소시아누레이트 폼이다. 폼-형성 조성물을 표 10.1에 나타낸다 폼-형성 조성물은 0.256 몰의 폼 팽창제 조성물 및 0.094 몰의 물을 포함하였다. 생성된 폼의 다양한 온도에서의 k-인자를 표 10.2에 나타낸다. 폼의 생성 후 대략 1 일에 k-인자를 측정하였다. 폼은 양호한 치수 안정성 및 셀 구조를 나타냈으며, 27.2 ㎏/㎥(1.7 pcf)의 밀도를 가졌다.
[표 10.1]
Figure pct00019
[표 10.2]
Figure pct00020

Claims (27)

  1. (a) Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐; 및
    (b) 유효량의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제(foam expansion agent)를 포함하며,
    여기서 유효량의 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제는 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 생성시킨 폼보다 더 낮은 k-인자(k-factor)를 갖는 폼을 생성시키기에 충분하고,
    여기서 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제는 약 15℃ 초과의 비등점을 갖는, 폼 팽창제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 메틸 포르메이트, 펜탄, 아이소펜탄, HFC-365mfc, 트랜스-1,2-다이클로로에틸렌, HFC-245fa, 다이메톡시메탄, 사이클로펜탄, 및 그의 조합으로부터 선택되는 폼 팽창제 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 사이클로펜탄을 포함하는 폼 팽창제 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 사이클로펜탄이 폼 팽창제 조성물의 총 중량의 약 5 중량% 내지 약 80 중량%를 차지하는 폼 팽창제 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 사이클로펜탄이 폼 팽창제 조성물의 총 중량의 약 5 중량% 내지 약 60 중량%를 차지하는 폼 팽창제 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 사이클로펜탄이 폼 팽창제 조성물의 총 중량의 약 5 중량% 내지 약 40 중량%를 차지하는 폼 팽창제 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 사이클로펜탄이 폼 팽창제 조성물의 총 중량의 약 10 중량%를 차지하는 폼 팽창제 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가, 약 -18℃(0℉) 내지 약 7℃(45℉) 범위의 온도에서 Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 생성시킨 폼보다 더 낮은 k-인자를 갖는 폼을 생성시키기에 충분한 유효량으로 존재하는 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가, 약 7789 J-cm/㎡-h-℃(0.135 Btu·in/ft2·h·℉) 내지 약 8366 J-cm/㎡-h-℃(0.145 Btu·in/ft2·h·℉) 범위의 k-인자를 갖는 폼을 생성시키기에 충분한 유효량으로 존재하는 폼 팽창제 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가, 2℃(35℉) 미만의 온도에서 약 7962 J-cm/㎡-h-℃(0.138 Btu·in/ft2·h·℉) 이하의 k-인자를 갖는 폼을 생성시키기에 충분한 유효량으로 존재하는 폼 팽창제 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 단독으로 사용하여 생성시킨 폼 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 k-인자보다 288 J-cm/㎡-h-℃(0.005 Btu·in/ft2·h·℉) 이상 더 작은 k-인자를 갖는 폼을 생성시키기에 충분한 유효량으로 존재하는 폼 팽창제 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가, Z-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 사용하여 생성시킨 폼 및 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제를 단독으로 사용하여 생성시킨 폼의 k-인자보다 577 J-cm/㎡-h-℃(0.010 Btu·in/ft2·h·℉) 이상 더 작은 k-인자를 갖는 폼을 생성시키기에 충분한 유효량으로 존재하는 폼 팽창제 조성물.
  13. (a) 제1항의 폼 팽창제 조성물; 및
    (b) 2개 이상의 활성 수소를 갖는 활성 수소-함유 화합물을 포함하는 폼-형성 조성물(foam-forming composition).
  14. 제13항에 있어서, 상기 활성 수소-함유 화합물이 폴리올인 폼-형성 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 활성 수소-함유 화합물이 폴리에테르 폴리올인 폼-형성 조성물.
  16. 제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 메틸 포르메이트, 펜탄, 아이소펜탄, HFC-365mfc, 트랜스-1,2-다이클로로에틸렌, HFC-245fa, 다이메톡시메탄, 사이클로펜탄, 및 그의 조합으로부터 선택되는 폼-형성 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 상기 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 사이클로펜탄을 포함하는 폼-형성 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 총 폼 팽창제 조성물의 약 5 중량% 내지 약 60 중량%를 차지하는 폼-형성 조성물.
  19. 유효량의 제13항의 폼-형성 조성물과 적합한 폴리아이소시아네이트의 반응으로부터 제조된 폐쇄-셀(closed-cell) 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼.
  20. 제19항에 있어서, 약 10℃(50℉) 이하의 온도에서 약 8020 J-cm/㎡-h-℃(0.139 Btu·in/ft2·h·℉) 미만의 k-인자를 갖는 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼.
  21. 제20항에 있어서, 2℃ (35℉)에서 약 8020 J-cm/㎡-h-℃(0.139 Btu·in/ft2·h·℉) 이하의 k-인자를 갖는 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼.
  22. 제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 메틸 포르메이트, 펜탄, 아이소펜탄, HFC-365mfc, 트랜스-1,2-다이클로로에틸렌, HFC-245fa, 다이메톡시메탄, 사이클로펜탄, 및 그의 조합으로부터 선택되는 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼.
  23. 제22항에 있어서, 상기 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 사이클로펜탄을 포함하는 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼.
  24. 유효량의 제13항의 폼-형성 조성물을 적합한 폴리아이소시아네이트와 반응시키는 단계를 포함하는, 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 생성시키는 공정.
  25. 제24항에 있어서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 메틸 포르메이트, 펜탄, 아이소펜탄, HFC-365mfc, 트랜스-1,2-다이클로로에틸렌, HFC-245fa, 다이메톡시메탄, 사이클로펜탄, 및 그의 조합으로부터 선택되는, 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 생성시키는 공정.
  26. 제25항에 있어서, 하나 이상의 고비등점 폼 팽창제가 사이클로펜탄을 포함하는, 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 생성시키는 공정.
  27. 제26항에 있어서, 사이클로펜탄이 폼 팽창제 조성물의 총 중량의 약 5 중량% 내지 약 60 중량% 범위의 양으로 존재하는, 폐쇄-셀 폴리우레탄 또는 폴리아이소시아누레이트 중합체 폼을 생성시키는 공정.
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