KR20150064011A - 복합 프로파일 형재 제조 방법 - Google Patents

복합 프로파일 형재 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150064011A
KR20150064011A KR1020157003561A KR20157003561A KR20150064011A KR 20150064011 A KR20150064011 A KR 20150064011A KR 1020157003561 A KR1020157003561 A KR 1020157003561A KR 20157003561 A KR20157003561 A KR 20157003561A KR 20150064011 A KR20150064011 A KR 20150064011A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyurethane foam
rigid polyurethane
component
weight
formic acid
Prior art date
Application number
KR1020157003561A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102162997B1 (ko
Inventor
미카엘 쾨스터스
기안파올로 토마시
라스 쇤
루드빅 빈델러
Original Assignee
바스프 에스이
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 바스프 에스이 filed Critical 바스프 에스이
Publication of KR20150064011A publication Critical patent/KR20150064011A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102162997B1 publication Critical patent/KR102162997B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/18—Filling preformed cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/1228—Joining preformed parts by the expanding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/20—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of indefinite length
    • B29C44/32—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. linings, inserts or reinforcements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/04—Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/263—Frames with special provision for insulation
    • E06B3/2632—Frames with special provision for insulation with arrangements reducing the heat transmission, other than an interruption in a metal section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2075/00—Use of PU, i.e. polyureas or polyurethanes or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • B29K2105/046—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous with closed cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2705/02—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/001—Profiled members, e.g. beams, sections
    • B29L2031/003—Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section
    • B29L2031/005—Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section for making window frames
    • B29L2031/006—Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section for making window frames and provided with a sealing element
    • 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
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0025—Foam properties rigid

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

본 발명은 열가소성 물질을 포함하는 스트럿(strut)에 의해 연결된 2 이상의 금속 외피(shell) 및 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 심재(core)를 포함하는 복합 프로파일 형재를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 금속 외피들에 의해 형성된 중공 공간 내로 경질 폴리우레탄 폼의 출발 성분들을 도입하여 경질 폴리우레탄 폼이 형성되는 단계, 및 분말 코팅 또는 베이킹 에나멜을 사용하여 복합 프로파일 형재의 외측 표면에 표면 코팅을 후속 적용하는 단계를 포함하고, 경질 폴리우레탄 폼은 하기 성분들:
A) 하나 이상의 폴리이소시아네이트,
B) 이소시아네이트에 대하여 반응성이 있는 하나 이상의 다작용성 화합물,
C) 적어도 포름산을 포함하는 하나 이상의 발포제,
D) 임의로 하나 이상의 난연제,
E) 임의로 하나 이상의 촉매 및
F) 임의로 추가 보조제 또는 첨가제
의 반응에 의해 수득되며,
경질 폴리우레탄 폼의 출발 성분들은 무기 충전제를 포함하지 않는다.

Description

복합 프로파일 형재 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING COMPOSITE PROFILES}
본 발명은, 예를 들어 창틀 및 문틀에 사용되는 것과 같은, 금속 외피(shell), 열가소성 물질을 포함하는 스트럿(strut) 및 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 심재(core)를 포함하는 복합 프로파일 형재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
경질 폴리우레탄 폼은 오랫동안 공지되어 왔으며 문헌에 널리 기술되어 있다. 이것은 예를 들어, 냉장 기기에서의 단열을 위해, 샌드위치 부재(element)로도 지칭되는 복합 부재의 제조를 위해, 그리고 또한 건설 및 건축에 사용된다.
경질 폴리우레탄 폼의 한 용도는, 특히 창틀 또는 문틀에 사용되는 복합 프로파일 형재의 제조이다. 여기서, 중공 프로파일 형재는, 예를 들어 알루미늄을 포함하는 2개의 금속 외피와, 예를 들어 폴리아미드를 포함하는 2개의 플라스틱 스트럿으로부터 제조되며, 경질 폴리우레탄 폼의 액체 출발 성분들은 그 안으로 도입되고 이후 성분들은 그곳에서 경화되어 폼을 형성한다. 폼의 경화 이후에, 표면 코팅이 복합 부재에 적용된다. 표면 코팅을 위해, 분말 코팅 또는 베이킹 에나멜을 사용하는 것이 통상적이다. 이 표면 코팅은 고온, 보통 200℃ 영역에서 수행되며, 이는 경질 폴리우레탄 폼에서의 가스 팽창 및 알루미늄과 경질 폴리우레탄 폼의 상이한 열 팽창으로 인한 복합 부재의 변형을 야기할 수 있다.
이러한 변형을 방지하기 위한 구상은 종래 기술에 공지되어 있다.
이와 같이, EP-A　1925417에서는 폼으로 완전히 충전되어 복합 부재의 변형이 일어나지 않으면서 고온에서 표면 코팅될 수 있는 복합 프로파일 형재를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 그러나, 복합 부재의 변형에 대응하기 위해 여기서 광물질 충전제가 첨가되어야 한다. 추가로, 종래 기술에서 사용되는 발포제는 지구 온난화 가능성을 가진다.
그러나, 충전제는 많은 용도에 있어서 단점을 가진다. 폼으로 완전히 충전된 중공 챔버 프로파일 형재의 절단(cutting) 또는 절삭(sawing) 중에, 이는 때때로 다량의 먼지를 야기한다. 이것은 취성을, 그리고 특히 0℃ 미만의 온도 범위에서의 가요성의 감소를 야기한다.
이러한 복합 부재의 제조 방법이 DE-A　10035649에 기술되어 있다. 프로파일 형재의 변형 문제는 금속 외피들 사이의 중공 공간 및 폴리아미드 스트럿이 폴리우레탄 폼으로 일부만 충전됨으로써 해결된다. 그러나, 프로파일 형재를 폴리우레탄 폼으로 불완전하게 충전하는 것은 프로파일 형재의 단열 특성의 열화를 야기하거나 폼으로 완전히 충전된 복합 부재의 변형을 야기할 수 있으며, 이는 특히 표면 코팅의 결과로서 그러하다.
본 발명의 목적은 상기 언급된 단점들을 방지하는 것이다. 특히, 고온에서 표면 코팅 적용시 변형을 나타내지 않고, 0℃ 미만의 온도에서조차 우수한 기계적 특성을 가지며, 먼지가 생성되지 않으면서 절단될 수 있는 프로파일 형재를 유도하는, 상기에서 언급된 유형의 복합 부재를 제조하는 방법이 밝혀져야 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 열가소성 물질을 포함하는 스트럿에 의해 연결된 2 이상의 금속 외피와 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 심재를 포함하는 복합 프로파일 형재를 제조하는 방법에 의해 달성되며, 상기 방법은 금속 외피들에 의해 형성된 중공 공간 내로 경질 폴리우레탄 폼의 출발 성분들을 도입하여 경질 폴리우레탄 폼이 형성되는 단계, 및 분말 코팅 또는 베이킹 에나멜을 사용하여 복합 프로파일 형재의 외측 표면에 표면 코팅을 후속 적용하는 단계를 포함하고, 경질 폴리우레탄 폼은 하기 성분들:
A) 하나 이상의 폴리이소시아네이트,
B) 이소시아네이트에 대하여 반응성이 있는 하나 이상의 다작용성 화합물,
C) 적어도 포름산을 포함하는 하나 이상의 발포제,
D) 임의로 하나 이상의 난연제,
E) 임의로 하나 이상의 촉매 및
F) 임의로 추가 보조제 또는 첨가제
의 반응에 의해 수득되며,
경질 폴리우레탄 폼의 출발 성분들은 무기 충전제를 포함하지 않는다.
본 발명의 목적에 있어서, 폴리우레탄 폼은 DIN　7726에 따른 폼이다. 본 발명에 따라 사용되는 경질 폴리우레탄 폼은 80　kPa 이상, 바람직하게는 150　kPa 이상, 특히 바람직하게는 180　kPa 이상의 10% 변형에서의 압축 응력을 가진다. 더 나아가, DIN　ISO　4590에 따른 경질 폴리우레탄 폼은 85% 초과, 바람직하게는 90% 초과의 독립형 기포(closed cell)의 비율을 가진다.
복합 프로파일 형재의 제조에 사용되는 금속 외피는 보통 스틸 또는 알루미늄으로 이루어진다. 상기 금속 외피는 보통 기계적 성형(mechanical shaping)에 의해 제조된다. 금속 외피의 크기는 창틀 및 문틀의 원하는 크기에 따른다. 보통 폴리아미드 또는 ASA로 제조되는, 삽입된 폴리머 스트럿이 금속 외피들 사이의 중공 공간을 형성하고, 그 안으로 폴리우레탄 폼이 도입되고 이어서 폐쇄된다.
성형 후에, 폴리우레탄 폼이 복합 프로파일 형재 내로 도입된다. 이것은 폴리이소시아네이트 A)를 성분 B) 내지 F)와 혼합한 후, 성분들이 경화되어 폼을 형성하는 곳인 복합 프로파일 형재 내로 혼합물을 도입시킴으로써 수행된다. 도입은 보통, 상기 기술된 바와 같이, 통상적인 계량기기, 보통 혼합 헤드(mixing head)를 사용하여 수행된다. 폼의 양은, 복합 프로파일 형재가 완전히 충전되지만, 복합 프로파일 형재가 파괴되거나 변형되는 정도까지 압력이 형성되지 않도록 하는 양이어야 한다.
경질 폴리우레탄 폼의 경화 후에, 표면 코팅이 본 발명에 따라 복합 프로파일 형재에 적용된다. 본 발명에 따라, 베이킹 에나멜 또는 분말 코팅이 표면 코팅에 사용된다. 이러한 유형의 표면 코팅은 높은 내스크래치성을 가진다.
베이킹 에나멜은 고온, 바람직하게는 100℃ 내지 250℃에서 경화하는 표면 코팅이다.
베이킹 에나멜은 보통 아크릴, 에폭시, 페놀, 멜라민, 우레아, 실리콘, 폴리우레탄 수지 기재의 표면 코팅이며, 이는 고온에서, 바람직하게는 100℃ 내지 250℃에서, 단독으로 또는 서로와의 또는 보통 블록 경화제(blocked hardener), 예를 들어 블록 폴리이소시아네이트와의 조합으로 경화된다. 경화는 이 화합물의 분자에 존재하는 이중 결합의 활성화에 의해 또는 서로와의 다양한 작용기의 반응에 의해 유발되는 가교결합 반응을 이용하여 일어난다. 예외적인 경우에서만 건조제가 또한 첨가된다. 실제로, 피가공재(workpiece) 상의 베이킹 에나멜은 특정 베이킹 조건 하에서 다양한 치수의 베이킹 오븐 또는 건조 오븐에서 경화된다. 전자기 유도에 기초하여 작동하는 적외선 방사체 또는 기기가 때때로 열 발생을 위해 사용된다.
베이킹 에나멜의 액체 출발 물질(이후 내용에서 편의를 위해 베이킹 에나멜로 지칭함)은 용매계 또는 수성 표면 코팅 조성물, 유색, 무색 또는 투명한 코팅 조성물일 수 있다. 베이킹 에나멜에서 바람직한 결합제는 가교결합제로서 멜라민 수지, 아민 또는 폴리이소시아네이트와의 조합인 알키드, 폴리에스테르, 아크릴 또는 에폭시 수지이다.
베이킹 에나멜은, 소량의 2-프로판올, 부탄올 또는 다른 알코올이 첨가된 물을 사용하여 또는 유기 용매를 사용하여 가공 점조도(processing consistency)로 조절된다.
본 발명의 목적에 있어서, 분말 코팅은, 용융 및 임의로 베이킹 후에 코팅을 제공하는 가루형(pulverulent) 무용매 코팅 물질이다. 가공을 위한 온도 범위는, 존재하는 시스템의 함수로서, 80℃ 내지 250℃이다. 분말 코팅은 대부분 금속 기판에 분말 형태로 적용된다. 분말 코팅은 보통 열경화성 수지 시스템(thermoset system)이다. 분말 코팅의 필름 형성 상(phase)은 결합제, 경화제로 또한 지칭되는 이 결합제의 반응 파트너(reaction partner), 충전제, 안료 및 첨가제로 구성된다. 사용되는 결합제 및 경화제는 분말 코팅의 일반적인 특성 및 따라서 또한 이의 바람직한 사용 분야를 본질적으로 결정한다.
분말 코팅은 보통 에폭시 수지, 에폭시 수지/폴리에스테르 혼합물, 폴리에스테르, 폴리에스테르/이소시아네이트 혼합물 및 아크릴레이트에 기초한다. 이로부터 제조된 분말 코팅은 에폭시 수지 분말 코팅, 에폭시 수지/폴리에스테르 분말 코팅, 폴리에스테르 분말 코팅, 폴리우레탄 분말 코팅 또는 아크릴레이트 분말 코팅으로 지칭된다.
본 발명에 따라 수득되는 복합 프로파일 형재는 창틀 또는 문틀에 유리하게 사용될 수 있다.
경질 폴리우레탄 폼의 제조 및 이 목적을 위해 사용되는 출발 화합물에 대하여, 하기 상세한 설명이 제공될 수 있다.
성분 A
본 발명의 목적에 있어서, 폴리이소시아네이트는 분자당 2 이상의 반응성 이소시아네이트 기를 함유하는, 즉 작용가가 2 이상인 유기 화합물이다. 사용되는 폴리이소시아네이트 또는 다수의 폴리이소시아네이트의 혼합물은 균일한 작용가를 갖지 않으며, 사용되는 성분 A)의 중량 평균 작용가는 2 이상이다.
가능한 폴리이소시아네이트 A)는 자체 공지된 지방족, 지환족, 방향지방족(araliphatic), 바람직하게는 방향족 다작용성 이소시아네이트이다. 이러한 다작용성 이소시아네이트는 자체 공지되어 있거나 자체 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 다작용성 이소시아네이트는 특히, 또한 혼합물로서 사용될 수 있고, 이 경우 성분 A)는 다양한 다작용성 이소시아네이트를 포함한다. 폴리이소시아네이트로서 논의되는 다작용성 이소시아네이트는 분자당 2 이소시아네이트 기(이후 내용에서 디이소시아네이트로 지칭됨) 또는 2 초과의 이소시아네이트 기를 가진다.
구체적인 예시로는, 특히, 알킬렌 라디칼에 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 디이소시아네이트, 예를 들어 도데칸 1,12-디이소시아네이트, 2-에틸테트라메틸렌 1,4-디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 테트라메틸렌 1,4-디이소시아네이트, 바람직하게는 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트; 지환족 디이소시아네이트, 예컨대 시클로헥산 1,3- 및 1,4-디이소시아네이트 및 이 이성질체들의 임의 혼합물, 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아나토메틸시클로헥산(IPDI), 헥사히드로톨릴렌 2,4- 및 2,6-디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 디시클로헥실메탄 4,4'-, 2,2'- 및 2,4'-디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 바람직하게는 방향족 폴리이소시아네이트, 예컨대 톨릴렌 2,4- 및 2,6-디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 디페닐메탄 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 디페닐메탄 4,4'- 및 2,2'-디이소시아네이트의 혼합물, 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트, 디페닐메탄 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디이소시아네이트 및 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트의 혼합물(조(crude) MDI) 및 조 MDI 및 톨릴렌 디이소시아네이트의 혼합물이 있다.
특히 적합한 폴리이소시아네이트는 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트(MDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(NDI), 톨릴렌 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트(TDI), 3,3'-디메틸디페닐 디이소시아네이트, 1,2-디페닐에탄 디이소시아네이트 및/또는 p-페닐렌 디이소시아네이트(PPDI), 트리메틸렌, 테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헥사메틸렌, 헵타메틸렌 및/또는 옥타메틸렌 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 2-에틸부틸렌 1,4-디이소시아네이트, 펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 부틸렌 1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아나토메틸시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 1,4- 및/또는 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산(HXDI), 시클로헥산 1,4-디이소시아네이트, 1-메틸시클로헥산 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트 및 디시클로헥실메탄 4,4'-, 2,4'- 및/또는 2,2'-디이소시아네이트이다.
변성 폴리이소시아네이트, 즉 유기 폴리이소시아네이트의 화학 반응에 의해 수득되고 분자당 2 이상의 반응성 이소시아네이트 기를 갖는 생성물이 또한 자주 사용된다. 에스테르, 우레아, 뷰렛, 알로파네이트, 카르보디이미드, 이소시아누레이트, 우레트디온, 카르바메이트 및/또는 우레탄 기를 포함하는 폴리이소시아네이트를 특별히 언급할 수 있다.
성분 A)의 폴리이소시아네이트로서, 하기 실시양태가 특히 바람직하다:
i) 톨릴렌 디이소시아네이트(TDI)계 다작용성 이소시아네이트, 특히 2,4-TDI 또는 2,6-TDI 또는 2,4- 및 2,6-TDI의 혼합물;
ii) 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)계 다작용성 이소시아네이트, 특히 2,2'-MDI 또는 2,4'-MDI 또는 4,4'-MDI 또는 폴리페닐폴리메틸렌 이소시아네이트로 또한 지칭되는 올리고머 MDI, 또는 상기 언급된 디페닐메탄 디이소시아네이트 중 2 또는 3 종의 혼합물, 또는 MDI 또는 MDI의 하나 이상의 올리고머 및 상기 언급된 저분자량 MDI 유도체 중 하나 이상의 유도체의 혼합물의 제조에서 수득되는 조 MDI;
iii) 실시양태 i)에 따른 하나 이상의 방향족 이소시아네이트 및 실시양태 ii)에 따른 하나 이상의 방향족 이소시아네이트의 혼합물.
폴리이소시아네이트로서, 폴리머 디페닐메탄 디이소시아네이트가 매우 특히 바람직하다. 폴리머 디페닐메탄 디이소시아네이트(이후 내용에서 폴리머 MDI로 지칭됨)은 2고리 MDI 및 올리고머 축합 생성물 및 따라서 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)의 유도체의 혼합물이다. 폴리이소시아네이트는 또한 바람직하게는 단량체 방향족 디이소시아네이트 및 폴리머 MDI의 혼합물로 구성될 수 있다.
폴리머 MDI는, 2고리 MDI 외에도, 2 초과, 특히 3, 4 또는 5의 작용가를 갖는 MDI의 하나 이상의 다중고리 축합 생성물을 포함한다. 폴리머 MDI는 공지되어 있고 흔히 폴리페닐폴리메틸렌 이소시아네이트 또는 올리고머 MDI로 지칭된다. 폴리머 MDI는 보통 다양한 작용가를 갖는 MDI계 이소시아네이트의 혼합물로 구성된다. 폴리머 MDI는 보통 단량체 MDI와의 혼합물로 사용된다.
폴리머 MDI를 포함하는 폴리이소시아네이트의 (중량 평균) 작용가는 약 2.2 내지 약 5, 특히 2.3 내지 4, 보다 특히 2.4 내지 3.5의 범위에서 달라질 수 있다. 상이한 작용가를 갖는 MDI계 다작용성 이소시아네이트의 이러한 혼합물 중 하나는, 특히 MDI의 제조에서 중간물로서 수득되는 조 MDI이다.
MDI계 다작용성 이소시아네이트 또는 다수의 다작용성 이소시아네이트의 혼합물은 공지되어 있고, 예를 들어 BASF Polyurethanes GmbH사에서 상표 Lupranat® 하에 시판된다.
성분 A)의 작용가는 바람직하게는 2 이상, 특히 2.2 이상, 특히 바람직하게는 2.4 이상이다. 성분 A)의 작용가는 바람직하게는 2.2 내지 4, 특히 바람직하게는 2.4 내지 3이다.
성분 A) 중 이소시아네이트 기의 함량은 바람직하게는 5 내지 10　mmol/g, 특히 6 내지 9　mmol/g, 특히 바람직하게는 7 내지 8.5　mmol/g이다. 당업자는 mmol/g 단위의 이소시아네이트 기의 함량과 g/당량(g/equivalent) 단위의 등가중량(equivalent weight)이 반비례하다는 것을 주지할 것이다. mmol/g 단위의 이소시아네이트 기의 함량은 ASTM　D-5155-96　A에 따라 중량% 단위의 함량으로부터 유도될 수 있다.
특히 바람직한 실시양태에서, 성분 A)는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트 및 올리고머 디페닐메탄 디이소시아네이트 중 선택된 하나 이상의 다작용성 이소시아네이트를 포함한다. 이 바람직한 실시양태에서, 성분 (a1)는 특히 바람직하게는 올리고머 디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하고 2.4 이상의 작용가를 가진다.
사용된 성분 A)의 점도는 넓은 범위 내에서 달라질 수 있다. 성분 A)는 바람직하게는 100 내지 3000　mPa*s, 특히 바람직하게는 200 내지 2500　mPa*s의 점도를 가진다.
성분 B
본 발명에 따라, 성분 B)는 이소시아네이트에 대하여 반응성이 있는 하나 이상의 다작용성 화합물을 포함한다. 이소시아네이트에 대하여 반응성이 있는 다작용성 화합물은, 이소시아네이트에 대하여 반응성이 있는 2개 이상의 수소 원자, 특히 이소시아네이트에 대하여 반응성이 있는 2 이상의 작용기를 갖는 화합물이다.
성분 B)에서 사용되는 화합물은 바람직하게는 2 내지 8, 특히 2 내지 6의 작용가를 가진다. 다수의 상이한 화합물이 성분 B)에서 사용되는 경우, 성분 B)의 중량 평균 작용가는 바람직하게는 2.2 내지 5, 특히 바람직하게는 2.4 내지 4, 매우 특히 바람직하게는 2.6 내지 3.8이다. 본 발명의 목적에 있어서, 중량 평균 작용가는 각 화합물 B)의 작용가가 성분 B)에서 이 화합물의 중량비에 따라 칭량되는 경우 도출되는 값이다.
폴리에테르 폴리올은 화합물 B)로서 바람직하다. 용어 "폴리에테르 폴리올"은 용어 "폴리에테롤"과 동의어로 사용되며 2 이상의 반응성 히드록시기를 갖는 알콕실화 화합물을 의미한다.
바람직한 폴리에테르 폴리올 B)는 2 내지 8의 작용가를 가지고 100　mg KOH/g 내지 1200　mg KOH/g, 바람직하게는 150　mg KOH/g 내지 800　mg KOH/g, 특히 200　mg KOH/g 내지 550　mg KOH/g의 수산가를 가진다. 본 발명의 내용에서 모든 수산가는 DIN　53240에 따라 측정된다.
일반적으로, 성분 B) 내지 F)의 총합을 기준으로 한 성분 B)의 비율은 40 내지 98 중량%, 바람직하게는 50 내지 97 중량%, 특히 바람직하게는 60 내지 95 중량%이다.
성분 B)에 대해 바람직한 폴리에테롤은 공지된 방법에 의해, 예를 들어, 결합된 형태로 2 내지 8개, 바람직하게는 2 내지 6개의 반응성 수소 원자를 포함하는 하나 이상의 출발 분자의 첨가와 함께 알칼리 금속 수산화물, 예컨대 수산화나트륨 또는 수산화칼륨, 알칼리 금속 알콕시화물, 예컨대 나트륨 메톡사이드, 나트륨 에톡사이드 또는 칼륨 에톡사이드 또는 칼륨 이소프로폭사이드, 또는 아민 알콕실화 촉매, 예컨대 디메틸에탄올아민(DMEOA), 이미다졸 및/또는 이미다졸 유도체를 사용하는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알킬렌 옥사이드의 음이온 중합에 의해, 또는 루이스 산, 예컨대 오염화안티몬, 보론 플루오라이드 이더레이트(boron fluoride etherate) 또는 표백토를 사용하는 양이온 중합에 의해 제조될 수 있다.
적합한 알킬렌 옥사이드는, 예를 들어 테트라히드로퓨란, 1,3-프로필렌 옥사이드, 1,2- 또는 2,3-부틸렌 옥사이드, 스티렌 옥사이드, 바람직하게는 에틸렌 옥사이드 및 1,2-프로필렌 옥사이드이다. 알킬렌 옥사이드는 개별적으로, 연속하여 교대로, 또는 혼합물로 사용될 수 있다. 특히 바람직한 알킬렌 옥사이드는 1,2-프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드이다.
성분 B)는 바람직하게는, 200 내지 400　mg KOH/g, 특히 230 내지 350　mg KOH/g의 수산가 및 2 내지 3의 작용가를 갖는 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 상기 언급된 범위는 반응성 폴리우레탄 혼합물의 우수한 유동 거동을 보장한다.
추가로, 성분 B)는 바람직하게는 300 내지 600　mg KOH/g, 특히 350 내지 550　mg KOH/g의 수산가 및 4 내지 8, 특히 4 내지 6의 작용가를 갖는 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 상기 언급된 범위는 반응성 폴리우레탄 혼합물의 우수한 화학 가교를 유도한다.
가능한 출발 분자는, 예를 들어 물, 유기 디카르복시산, 예컨대 숙신산, 아디프산, 프탈산 및 테레프탈산, 알킬 라디칼 중 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 지방족 및 방향족, 임의로 N-모노알킬-, N,N- 및 N,N'-디알킬-치환된 디아민, 예를 들어 임의로 모노알킬- 및 디알킬-치환된 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 1,3-프로필렌디아민, 1,3- 또는 1,4-부틸렌디아민, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- 및 1,6-헥사메틸렌디아민, 페닐렌디아민, 2,3-, 2,4- 및 2,6-톨루엔디아민 및 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디아미노디페닐메탄이다. 언급된 디1차(diprimary) 아민, 예를 들어 에틸렌디아민이 특히 바람직하다.
추가 가능한 출발 분자로는, 알칸올아민, 예컨대 에탄올아민, N-메틸에탄올아민 및 N-에틸에탄올아민, 디알칸올아민, 예컨대 디에탄올아민, N-메틸디에탄올아민 및 N-에틸디에탄올아민 및 트리알칸올아민, 예컨대 트리에탄올아민, 및 암모니아가 있다.
2가 또는 다가 알코올, 예컨대 에탄디올, 1,2- 및 1,3-프로판디올, 디에틸렌 글리콜(DEG), 디프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 소르비톨 및 수크로오스를 사용하는 것이 바람직하다.
추가로, 100 내지 1200　mg　KOH/g의 수산가를 갖는 폴리에스테르 알코올은 성분 B)에서의 화합물로서 가능하다.
바람직한 폴리에스테르 알코올은, 2 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 다작용성 알코올, 바람직하게는 디올과, 2 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 다작용성 카르복시산, 예를 들어 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 데칸디카르복시산, 말레산, 푸마르산, 바람직하게는 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산 및 이성질성 나프탈렌디카르복시산과의 축합에 의해 제조된다.
바람직한 성분 B)의 화합물은 또한, 임의로 부수적으로 사용되는 사슬 연장제 및 가교결합제를 포함한다. 이작용성 사슬 연장제, 삼작용성 및 고작용성 가교결합제 또는 임의로 이들의 혼합물의 첨가는 기계적 특성을 개질하는 데 유리한 것으로 증명될 수 있다. 사슬 연장제 및/또는 가교결합제로서, 알칸올아민, 특히 400 미만, 바람직하게는 60 내지 300의 분자량을 갖는 디올 및/또는 트리올을 사용하는 것이 바람직하다.
경우에 따라, 사슬 연장제, 가교결합제 또는 이들의 혼합물이 성분 B)의 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량%의 양으로 사용되는 것이 유리하다.
바람직한 폴리에테르 알코올 및 폴리에스테르 알코올 및 이의 제조에 대한 추가 정보는, 예를 들어 문헌[Kunststoffhandbuch, volume 7 "Polyurethane", edited by Guenter Oertel, Carl-Hanser-Verlag, Munich, 3rd edition, 1993]에서 찾을 수 있다.
성분 C
본 발명에 따라, 본 방법에서 사용되는 출발 성분들은 하나 이상의 발포제를 포함한다. 본 발명에 따라, 성분 C)는 적어도 포름산을 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 포름산뿐만 아니라 하나 이상의 추가 발포제, 특히 물이 또한 성분 C)에서 사용된다.
발포제 C)로서, 포름산 수용액이 특히 바람직하다. 50 내지 99 중량%, 특히 60 내지 95 중량%, 특히 바람직하게는 70 내지 90 중량%의 농도로 물에 용해된 포름산이 발포제 C)로서 특히 바람직하게 사용된다.
(수성) 포름산은 이소시아네이트 기와 반응하여 이산화탄소 및 일산화탄소를 생성한다. 포름산 및 물이 이소시아네이트 기와의 화학 반응을 이용하여 발포 기체(blowing gas)를 유리시키기 때문에, 이들은 화학적 발포제로서 지칭된다.
추가로, 저비점 탄화수소와 같은 물리적 발포제를 사용하는 것이 가능하다. 적합한 물리적 발포제는 특히, 폴리이소시아네이트 A)에 대하여 불활성이고 대기압에서 100℃ 미만, 바람직하게는 50℃ 미만의 비점을 가짐으로써 발열 다중첨가 반응의 작용 하에 기화하는 액체이다.
바람직하게는 부수적으로 사용되는 이러한 액체의 예로는 알칸, 예컨대 헵탄, 헥산, n-펜탄 및 이소펜탄, 바람직하게는 n-펜탄 및 이소펜탄의 산업적 혼합물, n-부탄 및 이소부탄 및 프로판, 시클로알칸, 예컨대 시클로펜탄 및/또는 시클로헥산, 에테르, 예컨대 퓨란, 디메틸 에테르 및 디에틸 에테르, 케톤, 예컨대 아세톤 및 메틸 에틸 케톤, 알킬 카르복실레이트, 예컨대 메틸 포르메이트, 디메틸 옥살레이트 및 에틸 아세테이트 및 할로겐화 탄화수소, 예컨대 메틸렌 클로라이드, 디클로로모노플루오로메탄, 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 디플루오로에탄, 테트라플루오로에탄, 클로로디플루오로에탄, 1,1-디클로로-2,2,2-트리플루오로에탄, 2,2-디클로로-2-플루오로에탄 및 헵타플루오로프로판이 있다. 이러한 저비점 액체의 서로와의 및/또는 다른 치환되거나 비치환된 탄화수소와의 혼합물이 또한 부수적으로 사용될 수 있다. 추가로 적합한 발포제는 유기 카르복시산, 예컨대 아세트산, 옥살산, 리시놀레산 및 카르복시-함유 화합물이다. 추가 발포제는 바람직하게는 알칸 및 4개 이상의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸, 디알킬 에테르, 에스테르, 케톤, 아세탈, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 플루오로알칸 및 알킬쇄에 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 테트라알킬실란, 특히 테트라메틸실란으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 추가로 적합한 발포제는 대류권에서 분해되어 오존 층을 손상시키지 않는 플루오로알칸, 예를 들어 트리플루오로메탄, 디플루오로메탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 디플루오로에탄 및 헵타플루오로프로판 및 또한 히드로플루오로올레핀(HFO)이다.
임의 할로겐화 탄화수소를 발포제로서 사용하지 않는 것이 바람직하다. 펜탄 또는 펜탄 이성질체의 혼합물이 성분 C)의 추가 구성성분으로서 바람직하게 사용된다.
발포제는 폴리올 성분(즉 B+C+D+E+F)에 완전히 또는 부분적으로 용해되거나 폴리올 성분의 폼 형성(foaming) 직전에 정적 믹서를 통해 도입된다. 포름산/물 혼합물 또는 포름산은 바람직하게는 폴리올 성분에 완전히 또는 부분적으로 용해된다. 물리적 발포제(예를 들어 펜탄) 및 임의로 일부의 화학적 발포제는 임의로 "온라인(on-line)"으로 계량된다.
사용되는 성분 C)의 양은 각 경우 성분 B) 내지 F)의 중량을 기준으로 1 내지 45 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 15 중량%이다.
포름산 또는 포름산/물 혼합물이 발포제로서만 작용하는 경우, 성분 B) 내지 F)의 중량 중 성분 C)의 비율은 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%, 특히 1 내지 8 중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 6 중량%이다.
포름산 및 임의로 물의 첨가는 기술된 다른 발포제의 사용과 조합으로 수행될 수 있다. 한 실시양태에서, 포름산 또는 포름산/물 혼합물은 펜탄, 특히 시클로펜탄 및/또는 n-펜탄의 조합으로 사용된다.
성분 D
경질 폴리우레탄 폼을 형성하는 반응은 바람직하게는 하나 이상의 난연제의 존재 하에 수행된다.
난연제 D)로서, 종래 기술로부터 공지된 난연제를 사용하는 것이 일반적으로 가능하다. 적합한 난연제는, 예를 들어 브롬화 에스테르, 브롬화 에테르(Ixol) 또는 브롬화 알코올, 예컨대 디브로모네오펜틸 알코올, 트리브로모네오펜틸 알코올 및 PHT-4-디올 및 또한 염화 포스페이트, 예컨대 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트, 트리스(2-클로로프로필) 포스페이트(TCPP), 트리스(1,3-디클로로프로필) 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트, 테트라키스(2-클로로에틸) 에틸렌디포스페이트, 디메틸 메탄포스포네이트, 디에틸 디에탄올아미노메틸포스포네이트 및 또한 시판 할로겐 함유 난연제 폴리올이다. 추가 포스페이트 또는 포스포네이트로서, 액체 난연제로서 디에틸 에탄포스포네이트(DEEP), 트리에틸 포스페이트(TEP), 디메틸 프로필포스포네이트(DMPP), 디페닐 크레실 포스페이트(DPC)를 사용하는 것이 가능하다.
상기 언급된 난연제 외에, 무기 또는 유기 난연제, 예컨대 적린, 적린 함유 조제물, 산화알루미늄 수화물, 삼산화안티몬, 산화비소, 암모늄 폴리포스페이트 및 황산칼슘, 팽창 흑연(expandable graphite) 또는 시아누르산 유도체, 예컨대 멜라민 또는 2 이상의 난연제의 혼합물, 예를 들어 암모늄 폴리포스페이트 및 멜라민 및 임의로 옥수수 전분 또는 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민, 팽창 흑연 및 임의로 경질 폴리우레탄 폼에 방염성을 부여하는 방향족 폴리에스테르를 사용하는 것이 또한 가능하다.
바람직한 난연제는 이소시아네이트 기에 대하여 반응성인 임의 기를 갖지 않는다. 난연제는 바람직하게는 실온에서 액체이다. TCPP, DEEP, TEP, DMPP 및 DPC이 특히 바람직하다.
본 발명의 목적에 있어서, 난연제는 성분 B) 내지 F)의 총 중량을 기준으로 0 내지 65 중량%, 바람직하게는 5 내지 60 중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 50 중량%, 보다 특히 6 내지 15 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하다.
성분 E
경질 폴리우레탄 폼을 형성하는 반응은 바람직하게는 하나 이상의 촉매의 존재 하에 수행된다.
경질 폴리우레탄 폼을 제조하기 위해 사용되는 촉매 E)는 특히, 성분 B) 내지 F)에서 반응성 수소 원자, 특히 히드록시기를 포함하는 화합물과 폴리이소시아네이트 A)와의 반응을 강하게 가속하는 화합물이다.
염기성 폴리우레탄 촉매, 예를 들어 3차 아민, 예컨대 트리에틸아민, 트리부틸아민, 디메틸벤질아민, 디시클로헥실메틸아민, 디메틸시클로헥실아민, 비스(N,N-디메틸아미노에틸) 에테르, 비스(디메틸아미노프로필)우레아, N-메틸모르폴린 또는 N-에틸모르폴린, N-시클로헥실모르폴린, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, N,N,N,N-테트라메틸부탄디아민, N,N,N,N-테트라메틸헥산-1,6-디아민, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 비스(2-디메틸아미노에틸) 에테르, 디메틸피페라진, N-디메틸아미노에틸피페리딘, 1,2-디메틸이미다졸, 1-아자비시클로[2.2.0]옥탄, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄(Dabco) 및 알칸올아민 화합물, 예컨대 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, N-메틸디에탄올아민 및 N-에틸디에탄올아민, 디메틸아미노에탄올, 2-(N,N-디메틸아미노에톡시)에탄올, N,N',N"-트리스(디알킬아미노알킬)헥사히드로트리아진, 예를 들어 N,N',N"-트리스(디메틸아미노프로필)-s-헥사히드로트리아진, 및 트리에틸렌디아민을 사용하는 것이 유리하다. 그러나, 금속 염, 예컨대 염화철(II), 염화아연, 옥트산 납(lead octoate), 바람직하게는 주석 염, 예컨대 주석 디옥토에이트, 주석 디에틸헥사노에이트 및 디부틸주석 디라우레이트, 특히 3차 아민과 유기 주석 염의 혼합물이 또한 적합하다.
추가 가능한 촉매로는, 아미딘, 예컨대 2,3-디메틸-3,4,5,6-테트라히드로피리미딘, 테트라알킬암모늄 히드록사이드, 예컨대 테트라메틸암모늄 히드록사이드, 알칼리 금속 히드록사이드, 예컨대 나트륨 히드록사이드 및 알칼리 금속 알콕사이드, 예컨대 나트륨 메톡사이드 및 칼륨 이소프로폭사이드, 알칼리 금속 카르복실레이트 및 또한 10 내지 20개의 탄소 원자 및 임의로 OH 측기를 갖는 장쇄 지방산의 알칼리 금속 염이 있다. 성분 B)의 100 중량부를 기준으로(즉 이에 대하여 계산하여) 0.001 내지 10 중량부의 촉매 또는 촉매 조합을 사용하는 것이 바람직하다. 반응이 촉매 작용 없이 진행되도록 하는 것이 또한 가능하다. 이 경우에, 아민 개시된 폴리올의 촉매 활성이 이용된다.
매우 과량의 폴리이소시아네이트가 폼 형성에 사용되는 경우, 과량의 NCO 기의 서로와의 삼량화 반응을 위한 추가 가능한 촉매로는, 단독 또는 3차 아민과의 조합인, 이소시아누레이트 기를 형성하는 촉매, 예를 들어 암모늄 염 또는 알칼리 금속 염, 특히 암모늄 또는 알칼리 금속 카르복실레이트가 있다. 이소시아누레이트 형성은 특히 방염 PIR 폼을 유도한다.
상기 언급된 것들과 추가 출발 물질에 대한 추가 정보는 전문 문헌, 예를 들어 문헌[Kunststoffhandbuch, volume VII, Polyurethane, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1st, 2nd and 3rd edition 1966, 1983 and 1993]에서 찾을 수 있다.
성분 F
본 반응은 추가 보조제 또는 첨가제를 사용하여 추가적으로 수행될 수 있다.
예시로서 표면 활성 물질, 폼 안정화제, 기포 조절제, 충전제, 염료, 안료, 가수분해 억제제, 정진균(fungistatic) 및 정세균(bacteriostatic) 물질을 언급할 수 있다.
가능한 표면 활성 물질은, 예를 들어, 출발 물질의 균질화(homogenization)를 보조하도록 작용하고 임의로 또한 폴리머의 기포 구조를 조절하기에 적합한 화합물이다. 예시로서 유화제, 예컨대 캐스터 오일 술페이트의 또는 지방산의 나트륨 염 및 또한 지방산의 아민과의 염, 예를 들어 디에틸아민 올레에이트, 디에탄올아민 스테아레이트, 디에탄올아민 리시놀레에이트, 술폰산의 염, 예를 들어 도데실벤젠술폰산 또는 디나프틸메탄디술폰산 및 리시놀레산의 알칼리 금속 또는 암모늄 염; 폼 안정화제, 예컨대 실록산-옥시알킬렌 코폴리머 및 다른 유기폴리실록산, 에톡시화 알킬페놀, 에톡시화 지방 알코올, 파라핀 오일, 캐스터 오일 에스테르 또는 리시놀레산 에스테르, 터키 레드 오일 및 피넛 오일, 및 기포 조절제, 예컨대 파라핀, 지방 알코올 및 디메틸폴리실록산이 언급될 수 있다. 측쇄로서 폴리옥시알킬렌 및 플루오로알칸 라디칼을 갖는 상기 언급된 올리고머 아크릴레이트가 또한 폼의 유화 작용, 기포 구조 및/또는 안정화를 향상시키기에 적합하다. 표면 활성 물질은 보통 성분 B)의 100 중량부를 기준으로(즉 이에 대하여 계산하여) 0.01 내지 10 중량부의 양으로 사용된다.
본 발명의 목적에 있어서, 충전제, 특히 보강 충전제는 통상적인 유기 충전제, 보강 물질, 증량제, 페인트, 코팅 조성물 등에서 마모 거동을 향상시키는 작용제이다. 가능한 유기 충전제는 예를 들어, 탄소, 멜라민, 로진, 시클로펜타디에닐 수지 및 그래프트 폴리머 및 또한 셀룰로오스 섬유 및 방향족 및/또는 지방족 디카르복시산 에스테르에 기초한 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리우레탄, 폴리에스테르 섬유, 특히 탄소 섬유이다.
천연 및 합성 섬유로 구성된 매트, 부직물 및 직물의 함량이 성분 A) 내지 F)의 중량을 기준으로 80 중량% 이하의 값에 도달할 수 있을지라도, 유기 충전제는 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있고, 성분 A) 내지 F)의 중량을 기준으로 0.5 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 40 중량%의 양으로 반응 혼합물에 유리하게 첨가된다.
상기 언급된 다른 통상적인 보조제 및 첨가제에 대한 추가 정보는 전문 문헌, 예를 들어 논문[J.H. Saunders and K.C. Frisch, "High Polymers" volume XVI, Polyurethanes, Parts 1 and 2, Interscience Publishers 1962 and 1964], 또는 문헌[Kunststoff-Handbuch, volume 7: "Polyurethane", Carl-Hanser-Verlag, Munich, 3rd edition, 1993]에서 찾을 수 있다.
경질 폴리우레탄 폼을 제조하기 위해, 폴리이소시아네이트 A) 및 폴리올 성분 B) 내지 F)는 바람직하게는 이소시아네이트 지수가 90 내지 700, 바람직하게는 100 내지 500 범위 내이도록 하는 양으로 반응된다.
본 발명에 따라 사용되는 경질 폴리우레탄 폼은 보통 2성분 공정에 의해 제조된다. 이 공정에서, 성분 B) 내지 F)는 혼합되어 폴리올 성분을 생성하고 이는 폴리이소시아네이트 A)와 반응된다.
출발 성분들은 보통 15℃ 내지 35℃, 바람직하게는 20℃ 내지 30℃의 온도에서 혼합된다. 반응 혼합물은 고압 또는 저압 계량 기계를 사용하여 복합 프로파일 형재 내로 도입될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해 사용되는 경질 폴리우레탄 폼은 놀랍게도 표면 코팅의 적용시 경질 폴리우레탄 폼의 블로팅(bloating)을 나타내지 않는다. 추가로, 상기 프로파일 형재는 용이하게 가공될 수 있고 영하의 온도에서조차 우수한 사용 특성을 나타낸다.
본 발명은 하기 실시예들에 의해 예시된다.
하기 폴리올들을 사용하였다:
폴리올 B-1: 출발 물질로서 프로필렌 옥사이드 및 소르비톨에 기초하고 490　mg KOH/g의 수산가를 갖는 폴리에테르 폴리올
폴리올 B-2: 출발 물질로서 프로필렌 옥사이드 및 프로필렌 글리콜에 기초하고 248　mg KOH/g의 수산가를 갖는 폴리에테르 폴리올
성분 C-1: 포름산 85%
성분 C-2: 물
화합물 D-1: 트리스(2-클로로이소프로필) 포스페이트
화합물 E-1: N,N-디메틸시클로헥실아민
화합물 F-1: 실리콘계 안정화제, Niax Silicone L- 6900
표 1에 나타낸 성분들을 혼합하여 폴리올 성분을 생성하였다.
실시예 1 실시예 2
성분 사용된 양 [중량%]
B-1 37.1 36.5
B-2 36.5 38.5
C-1 4.5 -
C-2 - 3.7
D-1 19.0 19.0
F-1 1.7 1.7
E-1 1.2 0.6
31.5%의 NCO 함량을 갖는 디페닐메탄 2,4'- 및 4,4'-디이소시아네이트와 고작용성 올리고머 및 이성질체의 혼합물(조 MDI)(BASF사제 IsoPMDI 92410)를 이소시아네이트 성분으로서 사용하였다. 실험실 규모의 폼 형성 실험을 115의 이소시아네이트 지수에서 수행하였다.
제조 실험에서, 폴리올 및 이소시아네이트 성분들을 115의 이소시아네이트 지수에서의 저압 플랜트에서 반응시키고 이를 이용하여 높이 70　mm 및 너비 250　mm인 알루미늄-폴리아미드 복합 프로파일 형재를 폼으로 충전하였다. 이후 이 프로파일 형재를 분말 코팅으로 후속 처리하였다.
뿐만 아니라, 기술한 경질 폴리우레탄 폼을 사용하여 높이 3　cm 및 너비 6　cm인 알루미늄-폴리아미드 복합 프로파일 형재를 제조하고 200℃에서 분말 코팅으로 처리하였다.
실시예 1의 경우에서, 프로파일 형재는 표면 코팅 이후에조차 임의 변형을 나타내지 않았다.
반면에, 알루미늄-폴리아미드 복합 프로파일 형재가 물을 발포제로서 사용하는 다양한 무-충전제 폼 포뮬레이션(formulation)으로 충전된 경우, 실험실 규모 및 생산 규모 양쪽에서 완전히 폼-충전된 복합 부재의 변형이, 특히 표면 코팅의 결과로서 관찰되었다(실시예 2).
더 나아가, 발포제로서 포름산을 포함하고 증가하는 양의 탄산칼슘(0-50 중량%의 탄산칼슘 함량)을 포함하는 포뮬레이션을 실험실 및 제조 실험에서 시험하였다. 여기서, 반응 혼합물 내로 미분된 충전제를 도입하는 것은 계량 펌프의 내마모성에 대한 과중한 요구를 유발하였다. 상응하는 포뮬레이션을 저온 가요성의 증가에 대해 시험하였다. 추가로, 많은 경우 완전히 폼-충전된 중공 챔버 프로파일 형재의 절단 또는 절삭 후의 먼지의 바람직하지 않은 증가가 제조 공정 중에 관찰되었다. 더 나아가, 최종 충전제 함유 폴리우레탄 폼의 밀도 증가는 많은 경우에서 불리하였다.

Claims (12)

  1. 열가소성 물질을 포함하는 스트럿(strut)에 의해 연결된 2 이상의 금속 외피(shell) 및 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 심재(core)를 포함하는 복합 프로파일 형재를 제조하는 방법으로서, 금속 외피들에 의해 형성된 중공 공간 내로 경질 폴리우레탄 폼의 출발 성분들을 도입하여 경질 폴리우레탄 폼이 형성되는 단계, 및 분말 코팅 또는 베이킹 에나멜을 사용하여 복합 프로파일 형재의 외측 표면에 표면 코팅을 후속 적용하는 단계를 포함하고, 경질 폴리우레탄 폼은 하기 성분들:
    A) 하나 이상의 폴리이소시아네이트,
    B) 이소시아네이트에 대하여 반응성이 있는 하나 이상의 다작용성 화합물,
    C) 적어도 포름산을 포함하는 하나 이상의 발포제,
    D) 임의로 하나 이상의 난연제,
    E) 임의로 하나 이상의 촉매 및
    F) 임의로 추가 보조제 또는 첨가제
    의 반응에 의해 수득되며,
    경질 폴리우레탄 폼의 출발 성분들은 무기 충전제를 포함하지 않는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 성분 C)는 포름산 수용액인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 성분 C)는 70 내지 95 중량%의 포름산 수용액인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 하나 이상의 항에 있어서, 포름산의 양은 성분 B) 내지 F)의 총 중량을 기준으로 2 내지 6 중량%인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 하나 이상의 항에 있어서, 성분 B)는, 프로필렌 옥사이드만을 이용하는 출발 물질의 알콕실화에 의해 수득되는 화합물만을 포함하는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 하나 이상의 항에 있어서, 성분 B)는 200 내지 400　mg KOH/g의 수산가(hydroxyl number) 및 2 내지 3의 작용가를 갖는 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함하는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 하나 이상의 항에 있어서, 성분 B)는 300 내지 600　mg KOH/g의 수산가 및 4 내지 8의 작용가를 갖는 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 하나 이상의 항에 있어서, 성분 B)의 중량 평균 작용가는 2.4 내지 5인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 하나 이상의 항에 있어서, 표면 코팅은 100 내지 250℃의 온도에서 수행되는 것인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 하나 이상의 항에 있어서, 경질 폴리우레탄 폼은 하기 성분들:
    A) 하나 이상의 폴리이소시아네이트,
    B) 이소시아네이트에 대하여 반응성이 있는 하나 이상의 다작용성 화합물,
    C) 적어도 포름산을 포함하는 하나 이상의 발포제,
    D) 하나 이상의 난연제,
    E) 하나 이상의 촉매 및
    F) 임의로 추가 보조제 또는 첨가제
    의 반응에 의해 수득되는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 하나 이상의 항에 따라 수득될 수 있는 복합 프로파일 형재.
  12. 창틀 또는 문틀로서의 제11항에 따른 복합 프로파일 형재의 용도.
KR1020157003561A 2012-09-28 2013-09-16 복합 프로파일 형재 제조 방법 KR102162997B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12186476 2012-09-28
EP12186476.3 2012-09-28
PCT/EP2013/069130 WO2014048785A1 (de) 2012-09-28 2013-09-16 Verfahren zur herstellung von verbundprofilen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150064011A true KR20150064011A (ko) 2015-06-10
KR102162997B1 KR102162997B1 (ko) 2020-10-07

Family

ID=47010295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157003561A KR102162997B1 (ko) 2012-09-28 2013-09-16 복합 프로파일 형재 제조 방법

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP2900445B1 (ko)
JP (1) JP6392231B2 (ko)
KR (1) KR102162997B1 (ko)
CN (1) CN104684704B (ko)
AU (1) AU2013322935A1 (ko)
BR (1) BR112015002086A2 (ko)
CA (1) CA2880780C (ko)
ES (1) ES2626486T3 (ko)
MX (1) MX358831B (ko)
PT (1) PT2900445T (ko)
RU (1) RU2015115754A (ko)
WO (1) WO2014048785A1 (ko)
ZA (1) ZA201502825B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3482904A1 (de) 2017-11-14 2019-05-15 Covestro Deutschland AG Variable vorrichtung und verfahren zum auftragen einer schäumbaren reaktionsmischung auf eine sich bewegende deckschicht

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61124547A (ja) * 1984-11-22 1986-06-12 Yoshida Kogyo Kk <Ykk> 曲げ加工性を改良したアルミニウムまたはアルミニウム合金建具材
KR20010109341A (ko) * 1999-03-30 2001-12-08 스타르크, 카르크 폴리이소시아네이트 중부가 생성물을 함유하는 복합재
KR200344648Y1 (ko) * 2003-12-13 2004-03-12 장재식 강판받침지지대와 버팀 지지대 및 단열재가 내장된샌드위치패널
EP1925417A1 (de) * 2006-11-27 2008-05-28 Basf Se Verfahren zur Herstellung von Verbundprofilen
JP2012512063A (ja) * 2008-12-17 2012-05-31 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 複合材料製の平面状構成要素

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4121161A1 (de) * 1991-06-27 1993-01-07 Basf Ag Verfahren zur herstellung von urethan- oder urethan- und isocyanuratgruppen enthaltenden hartschaumstoffen und treibmittel enthaltende emulsionen hierfuer
DE10035649A1 (de) 2000-07-20 2002-01-31 Bayer Ag Fensterprofil mit verbesserter Wärmeisolation und Maßhaltigkeit
JP3957141B2 (ja) * 2001-11-28 2007-08-15 株式会社ブリヂストン トナー供給ローラおよび画像形成装置
PT1773902T (pt) * 2004-08-04 2018-01-25 Foam Supplies Inc Desvio de reactividade e degradação de catalizador na espuma de poliuretano
JP4185115B2 (ja) * 2006-06-13 2008-11-26 住化バイエルウレタン株式会社 断熱サッシ用ポリウレタン樹脂
JP5520054B2 (ja) * 2007-02-28 2014-06-11 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア イソシアネートに基くフォームに基く複合素材の製造方法
US20110201716A1 (en) * 2008-10-15 2011-08-18 Basf Se Polyester polyols based on terephthalic acid
CN103153572B (zh) * 2010-09-22 2015-08-05 巴斯夫欧洲公司 真空隔热板在冷却装置中的固定

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61124547A (ja) * 1984-11-22 1986-06-12 Yoshida Kogyo Kk <Ykk> 曲げ加工性を改良したアルミニウムまたはアルミニウム合金建具材
KR20010109341A (ko) * 1999-03-30 2001-12-08 스타르크, 카르크 폴리이소시아네이트 중부가 생성물을 함유하는 복합재
KR200344648Y1 (ko) * 2003-12-13 2004-03-12 장재식 강판받침지지대와 버팀 지지대 및 단열재가 내장된샌드위치패널
EP1925417A1 (de) * 2006-11-27 2008-05-28 Basf Se Verfahren zur Herstellung von Verbundprofilen
JP2012512063A (ja) * 2008-12-17 2012-05-31 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 複合材料製の平面状構成要素

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201502825B (en) 2017-11-29
PT2900445T (pt) 2017-06-12
KR102162997B1 (ko) 2020-10-07
CA2880780C (en) 2021-06-22
RU2015115754A (ru) 2016-11-20
EP2900445A1 (de) 2015-08-05
JP2016500584A (ja) 2016-01-14
MX358831B (es) 2018-09-05
CN104684704A (zh) 2015-06-03
CA2880780A1 (en) 2014-04-03
CN104684704B (zh) 2017-03-08
WO2014048785A1 (de) 2014-04-03
MX2015004024A (es) 2015-07-06
EP2900445B1 (de) 2017-03-01
ES2626486T3 (es) 2017-07-25
JP6392231B2 (ja) 2018-09-19
BR112015002086A2 (pt) 2017-07-04
AU2013322935A1 (en) 2015-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3426707B1 (en) Rigid polyurethane foam
JP6577189B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォーム又は硬質ポリイソシアヌレートフォームの製造方法、硬質ポリウレタン又はポリイソシアヌレートフォーム及びその使用方法、ポリオール成分
JP6286368B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォーム、硬質ポリウレタンフォームの製造方法及びポリオール混合物
KR102116340B1 (ko) 지방산 변성된 폴리에테르 폴리올을 기초로 하는 경질 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 폼
KR20110139273A (ko) 경질 폴리우레탄 폼의 제조 방법
KR102243756B1 (ko) 지방산 개질 폴리에테르 폴리올을 주성분으로 하는 개선된 강성 폴리우레탄 및 강성 폴리이소시아누레이트 폼
US10472454B2 (en) Preparing rigid polyurethane foams
JP6324949B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォームの製造方法
US9353234B2 (en) Rigid polyurethane foams
US9757885B2 (en) Process for producing composite profiles
KR20140026487A (ko) 경질 폴리우레탄 발포체의 제조 방법
KR20140026488A (ko) 경질 폴리우레탄 발포체의 제조 방법
US20140094531A1 (en) Rigid polyurethane and polyisocyanurate foams based on fatty acid modified polyetherpolyols
CA2880780C (en) Process for producing composite profiles

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant