KR20160138169A - 폴리우레탄 포움 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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주니어 요제프 제이. 본토리크
율리우스 파르카스
운경 정
케네스 에이치. 김
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Abstract

본원에서 기술되는 조성물은 적어도 하나의 폴리올, 적어도 하나의 이소시아네이트, 및 적어도 하나의 사슬 연장제의 반응 생성물로부터 제조된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 폴리우레탄이 (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다. 조성물은 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움이 (i) ASTM D2632에 의해 측정되는 경우, 적어도 30%의 수직 반등률; (ii) ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 25% 이하의 실온에서의 영구압축 변형률(compression set); (iii) ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 50% 이하의 50℃에서의 영구압축 변형률, 및 (iv) ASTM D2240에 의해 측정되는 경우, 40 내지 65의 아스커(Asker) C 경도를 갖는, 우수한 포움을 추가로 포함한다. 또한, 상기 포움을 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 물품을 제공한다.

Description

폴리우레탄 포움 및 이의 제조 방법 {POLYURETHANE FOAMS AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본원에서 기술되는 조성물은 적어도 하나의 폴리올, 적어도 하나의 이소시아네이트, 및 적어도 하나의 사슬 연장제의 반응 생성물로부터 제조된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 폴리우레탄이 (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다. 본 조성물은 가요성 폴리우레탄 사출 성형된 포움이 ASTM D2632에 의해 측정되는 경우, 적어도 30%의 수직 반등률(vertical rebound); ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 25% 이하의 실온에서의 영구압축 변형률(compression set); ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 50% 이하의 50℃에서의 영구압축 변형률, ASTM D2240에 의해 측정되는 경우, 30 내지 65, 또는 40 내지 65, 또는 44 내지 65의 아스커 C 경도(Asker C hardness)를 갖는 보다 우수한 포움을 추가로 포함한다. 또한, 상기 포움을 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 물품이 제공된다.
본 기술은 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움, 이를 제조하는 방법, 및 이로부터 제조된 물품에 관한 것이다.
가요성 폴리우레탄 포움은 널리 알려져 있는 상품이다. 가요성 폴리우레탄 포움은 쿠셔닝(cushioning)(예컨대, 매트리스, 베개 및 시트 쿠션)부터 단열 패키징에 이르는 매우 다양한 적용에서 사용된다. 폴리우레탄 포움은 다수의 다른 적용에서도 절연하고, 부유하고(float), 완충작용을 하고, 접착하고, 입히고, 소리를 흡수한다. 다수의 우레탄 결합을 갖는 고분자 물질로서 정의되는 폴리우레탄은 광범위한 성질 및 용도를 갖는, 폴리머의 큰 패밀리(family)이다. 폴리우레탄의 유형 및 성질은 매우 다양하기 때문에 폴리우레탄 산업 연맹(Alliance for the Polyurethanes Industry (Arlington, Va.))은 그것들에 플라스틱 산업의 "이렉터 세트(erector set)"라는 별칭을 붙였다. 폴리우레탄의 유형은 경질 및 가요성 포움; 열가소성 폴리우레탄; 및 그 밖의 기타 유형, 예컨대, 코팅, 접착제, 실런트(sealant) 및 엘라스토머를 포함한다. 가요성 포움(예를 들어, 대부분 자동차 시트 쿠션에서 발견되는)은 일반적으로 개방-셀 물질인 반면, 경질 포움(예를 들어, 건축 단열재)은 보통 높은 비율의 폐쇄 셀을 갖는다.
점점 더 증가하는 적용 범위에서 가요성 폴리우레탄 포움을 사용하는 것에 관심이 증가하고 있지만, 잘 발포(foaming)되는 폴리우레탄을 찾는 것이 어려울 수 있고, 심지어 이러한 물질이 확인되더라도 발포되는 경우 특정 용도에 요구되는 물리적 성질을 제공하는 폴리우레탄 물질을 찾는 것은 매우 어려울 수 있다.
따라서, 허용가능한 포움 가공 성질, 및 일부 구체예에서, 수직 반등률, 실온에서의 영구압축 변형률, 승온에서의 영구압축 변형률 및 경도의 성질들 간에 허용되는 균형을 갖는 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움이 요구된다.
요약
기재되는 기술은 반응 시스템의 반응 생성물을 포함하는 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 반응 시스템이 (i) 적어도 하나의 폴리올, (ii) 적어도 하나의 이소시아네이트, 및 (iii) 적어도 하나의 사슬 연장제를 포함하고; 폴리우레탄이 (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다. 기술된 반응 시스템에 의해 형성되고, 기술된 성질들을 갖는 폴리우레탄은 가요성 폴리우레탄 포움으로 가공되기에 아주 적합하다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 포움이 (i) DSC에 의해 측정되는 경우, 40℃ 내지 205℃의 결정화 피크 온도; (ii) DSC에 의해 측정되는 경우, 106℃ 내지 206℃의 용융 피크 온도; (iii) 각각 DSC에 의해 측정되는 경우, 1도 내지 137도의 용융 피크 온도와 결정화 피크 온도 간의 차; 및 (iv) 레오텐(Rheoten)에 의해 측정되는 경우, 0.003 내지 0.6 N의 용융 강도를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 포움이 (i) ASTM D2632에 의해 측정되는 경우, 적어도 30%의 수직 반등률; (ii) ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 25% 이하의 실온에서의 영구압축 변형률; (iii) ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 50% 이하의 50℃에서의 영구압축 변형률, (iv) ASTM D2240에 의해 측정되는 경우, 30 내지 65, 또는 40 내지 65, 또는 44 내지 65의 아스커 C 경도를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다. 기술된 반응 시스템에 의해 형성되고, 기술된 성질들을 갖는 폴리우레탄은 가요성 폴리우레탄 포움으로 가공되기에 아주 적합하고, 우수한 성능 성질을 갖는 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 반응 시스템이 하나 이상의 발포제, 하나 이상의 셀 개방 계면활성제, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움 반응 시스템이 발포제 및/또는 셀 개방 계면활성제를 추가로 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다. 즉, 발포제 및/또는 셀 개방 계면활성제가 반응 시스템으로부터 생성된 폴리우레탄 조성물의 형성 후에 첨가될 수 있다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 상기 발포제가 물을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 발포제가 선형, 분지형 또는 고리형 C1-C6 탄화수소; 선형, 분지형 또는 고리형 C1-C6 (하이드로)플루오로카본; N2; O2; 아르곤; CO2; 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 셀 개방 계면활성제가 하나 이상의 실리콘, 실록산 코폴리머, 비실록산(non-siloxane) 코폴리머, 비실리콘(non-silicones), 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 폴리우레탄이 23.5 내지 45.0 중량 퍼센트의 경질 세그먼트 함량을 갖고, 폴리올 성분이 폴리에테르 폴리올을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 폴리우레탄이 24 내지 30 중량 퍼센트의 경질 세그먼트 함량을 갖고, 폴리올 성분이 폴리에스테르 폴리올을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 폴리우레탄이 30 중량 퍼센트 초과의 경질 세그먼트 함량을 갖고, 폴리올 성분이 폴리카프롤락톤 폴리올을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 사슬 연장제가 1,4-부탄디올, 벤젠 글리콜, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 폴리올이 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
또한, 기재되는 기술은 본원에서 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움 중 어느 하나를 제조하는 공정을 제공한다. 기재되는 공정은 (I) (i) 적어도 하나의 폴리올, (ii) 적어도 하나의 이소시아네이트, (iii) 적어도 하나의 사슬 연장제, (iv) 발포제, 및 임의로 (v) 하나 이상의 가교제를 혼합하여 반응 시스템을 형성시키는 단계; 및 (II) 성분들이 상호작용하여 포움을 형성하는 방식으로 혼합물을 사출 성형시키는 단계를 포함하고, 폴리우레탄은 (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 갖는다.
또한, 기재되는 기술은 본원에서 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움 중 어느 하나를 제조하는 공정으로서, 공정이 (I) (i) 적어도 하나의 폴리올, (ii) 적어도 하나의 이소시아네이트, (iii) 적어도 하나의 사슬 연장제, 및 임의로 (iv) 하나 이상의 가교제를 혼합하여 폴리우레탄 조성물을 제공하는 반응 시스템을 형성시키는 단계; (II) 폴리우레탄 조성물 및 발포제를 혼합하여 발포 혼합물을 형성시키는 단계; 및 (III) 성분들이 상호작용하여 포움을 형성하는 방식으로 발포 혼합물을 사출 성형시키는 단계를 포함하고, 폴리우레탄은 (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 갖는 공정을 제공한다. 또한, 발포제 및/또는 셀 개방 계면활성제가 반응 시스템으로부터 생성된 폴리우레탄 조성물의 형성 후에 첨가될 수 있다.
기재되는 기술은 기술된 공정으로서, 반응 시스템을 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로 사출(및 임의로 경화)시키는 단계가 몰드(mold)에서 일어나는 공정을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 공정으로서, 반응 시스템이 자유-상승 발포되는 공정을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 공정으로서, 반응 시스템이 폐쇄 몰드 발포되는 공정을 제공한다.
상세한 설명
다양한 바람직한 특징 및 구체예가 비제한적 예시에 의해 하기에서 기술될 것이다.
기재되는 기술은 반응 시스템의 반응 생성물을 포함하는 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 반응 시스템이 (i) 적어도 하나의 폴리올, (ii) 적어도 하나의 이소시아네이트, 및 (iii) 적어도 하나의 사슬 연장제를 포함하고; 폴리우레탄이 (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
기술된 반응 시스템에 의해 형성되고, 기술된 성질들을 갖는 폴리우레탄은 가요성 폴리우레탄 포움으로 가공되기에 아주 적합하다. 많은 폴리우레탄이 그다지 적합하지 않으며, 불량한 포움을 형성하거나, 심지어 포움을 전혀 형성하지 못한다. 몇몇 구체예에서, 본원에서 기술되는 가요성 폴리우레탄 포움은 둘 이상의 반응 시스템으로부터 제조된 둘 이상의 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 기술된 반응 시스템 및 이에 의한 폴리우레탄은 단지 이러한 시스템에 존재하는 폴리우레탄 중 어느 하나에 적용될 수 있음은 물론이지만, 몇몇 구체예에서 이들은 독립적으로 둘 모두에 적용될 수 있다. 추가로, 가교제 및 유사한 물질이 본원에서 기술되는 폴리우레탄과 함께 사용될 수 있으나, 중량 평균 분자량 및 분산도를 포함하는 폴리우레탄의 성질은 다르게 명시되지 않는 한, 어떠한 가교제 또는 유사한 물질이 적용되기 전의 물질에 관한 것임이 주지되어야 한다.
기재되는 기술은 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로서, 포움이 (i) 결정화 피크 온도, DSC에 의해 측정되는 경우, 40℃ 내지 205℃, 또는 심지어 42 내지 204, 70 내지 120, 78 내지 100, 또는 심지어 79 내지 100℃의 결정화 피크 온도; DSC에 의해 측정되는 경우, 106℃ 내지 206℃, 또는 심지어 132 내지 206, 135 내지 206, 138 내지 182, 또는 심지어 138 내지 168℃의 용융 피크 온도; (iii) 각각 DSC에 의해 측정되는 경우, 1도 내지 137 도, 또는 심지어 1.9 내지 105, 24 내지 104, 또는 심지어 48 내지 70도의 용융 피크 온도와 결정화 피크 온도 간의 차; (iv) 레오텐에 의해 측정되는 경우, 0.003 내지 0.6 N, 또는 심지어 0.003 내지 0.6, 0.004 내지 0.6, 0.04 내지 0.5, 또는 심지어 0.04 내지 0.2 N의 용융 강도를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제공한다.
몇몇 구체예에서, 본원에서 기술되는 가요성 폴리우레탄 사출 성형된 포움은 ASTM D2632에 의해 측정되는 경우, 적어도 30%의 수직 반등률; ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 25% 이하의 실온에서의 영구압축 변형률; ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 50% 이하의 50℃에서의 영구압축 변형률, ASTM D2240에 의해 측정되는 경우, 30 내지 65, 또는 40 내지 65 또는 44 내지 65의 아스커 C 경도를 갖는다.
추가의 구체예에서, 본원에서 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움 중 일부는 23.5 내지 45.0 중량 퍼센트 또는 23.9 내지 43.3, 또는 23.9 내지 40.3 또는 심지어 23.9 내지 27.8의 경질 세그먼트 함량을 갖고; 폴리올 성분은 폴리에테르 폴리올을 포함하며, 몇몇 구체예에서 PTMEG를 포함한다. 폴리우레탄의 경질 세그먼트 함량은 일반적으로 폴리우레탄을 형성하는 반응에 관여하지 않는 어떠한 성분들을 제외하고, 폴리우레탄을 제조하는데 사용되는 사슬 연장제 및 이소시아네이트의 총 중량 퍼센트 함량이다.
추가의 구체예에서, 본원에서 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움 중 일부는 24 내지 30 중량 퍼센트의 경질 세그먼트 함량을 갖고, 폴리올 성분은 폴리에스테르 폴리올을 포함한다.
추가의 구체예에서, 본원에서 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움중 일부는 30 중량 퍼센트 초과 또는 심지어 30 내지 50 또는 40 내지 50 중량 퍼센트의 경질 세그먼트 함량을 갖고; 폴리올 성분은 폴리카프롤락톤 폴리올을 포함한다.
상기 기술된 것들과 같은 이러한 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움은 우수한 포움 가공 성질 뿐만 아니라 물리적 성질들의 우수한 균형을 제공하여 이것들을 신발 밑창, 중창(mid sole) 및 특히 밑창을 포함하나, 이로 제한되는 것은 아닌 다양한 적용에 특히 매우 적합하다.
폴리올 성분
가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움은 폴리올을 포함하는 반응 시스템을 사용하여 제조된다. 적합한 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리실록산 폴리올, 및 이들의 조합물을 포함한다.
존재하는 경우, 또한 하이드록실 종결된 중간체로서 기술될 수 있는 적합한 폴리올은, 하나 이상의 하이드록실 종결된 폴리에스테르, 하나 이상의 하이드록실 종결된 폴리에테르, 하나 이상의 하이드록실 종결된 폴리카보네이트, 하나 이상의 하이드록실 종결된 폴리실록산, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 적합한 폴리올은 또한 아민 종결된 폴리올을 포함할 수 있다.
적합한 하이드록실 종결된 폴리에스테르 중간체는 약 500 내지 약 10,000, 약 700 내지 약 5,000, 또는 약 700 내지 약 4,000의 수평균 분자량 (Mn)을 갖는 선형 폴리에스테르를 포함하고, 일반적으로 1.3 미만 또는 0.5 미만의 산가를 갖는다. 분자량은 말단 작용기의 분석에 의해 결정되며, 수평균 분자량에 대한 것이다. 폴리에스테르 중간체는 (1) 하나 이상의 글리콜과 하나 이상의 디카복실산 또는 무수물의 에스테르화 반응에 의해 또는 (2) 에스테르교환 반응, 즉, 하나 이상의 글리콜과 디카복실산의 에스테르의 반응에 의해 생성될 수 있다. 말단 하이드록실기가 우세한 선형 사슬을 얻기 위해서 산에 대해 1몰 초과 과량의 글리콜의 몰비가 일반적으로 바람직하다. 적합한 폴리에스테르 중간체는 또한 다양한 락톤, 예컨대 전형적으로 ε-카프롤락톤 및 이작용성 개시제, 예컨대 디에틸렌 글리콜로부터 제조된 폴리카프롤락톤을 포함한다. 요망하는 폴리에스테르의 디카복실산은 지방족, 지환족, 방향족 또는 이들의 조합물일 수 있다. 단독으로 또는 혼합물로 사용될 수 있는 적합한 디카복실산은 일반적으로 총 4 내지 15개의 탄소 원자를 가지며, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디오산, 이소프탈산, 테레프탈산, 사이클로헥산 디카복실산, 다이어(C36 다이머 산) 등을 포함한다. 상기 디카복실산의 무수물, 예컨대 프탈산 무수물, 테트라하이드로파탈산 무수물 등이 또한 사용될 수 있다. 아디프산이 바람직한 산이다. 반응하여 바람직한 폴리에스테르 중간체를 형성하는 글리콜은 사슬 연장 부분에 상기 기술된 글리콜 중 어느 하나를 포함하는, 지방족, 방향족, 또는 이들의 조합물일 수 있으며, 총 2 내지 20개 또는 2 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다. 적합한 예는 에틸렌 글리콜 (EG), 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올(BDO), 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올 (HDO), 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 데카메틸렌 글리콜, 도데카메틸렌 글리콜, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
폴리올 성분은 또한 하나 이상의 폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다. 본원에서 기술된 기술에 유용한 폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올은 카프롤락톤 모노머로부터 유래된 폴리에스테르 디올을 포함한다. 폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올은 일차 하이드록실 기에 의해 종결된다. 적합한 폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올은 ε-카프롤락톤 및 이작용성 개시제, 예컨대 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 또는 본원에 열거된 다른 글리콜 및/또는 디올 중 어느 하나로부터 제조될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올은 카프롤락톤 모노머(CAPA)로부터 유래된 선형 폴리에스테르 디올이다.
유용한 예는 2000 수평균 분자량 (Mn) 선형 폴리에스테르 디올인 CAPA™ 2202A, 및 3000 Mn 선형 폴리에스테르 디올인 CAPA™ 2302A를 포함하며, 이 둘 모두 Perstorp Polyols Inc.로부터 상업적으로 입수가능하다. 또한, 이들 물질은 2-옥세파논 및 1,4-부탄디올의 폴리머로서 기술될 수 있다.
폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올은 2-옥세파논 및 디올로부터 제조될 수 있으며, 디올은 1,4-부탄디올, 디에틸렌 글리콜,모노에틸렌 글리콜, 1,6-헥산디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 또는 이들의 어떠한 조합물일 수 있다. 몇몇 구체예에서는 폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올을 제조하는데 사용되는 디올은 선형 이다. 몇몇 구체예에서, 폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올은 1,4-부탄디올로부터 제조된다. 몇몇 구체예에서, 폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올은 500 내지 10,000, 또는 500 내지 5,000, 또는 1,000 또는 심지어 2,000 내지 4,000 또는 심지어 3000의 수평균 분자량을 갖는다.
적합한 하이드록실 종결된 폴리에테르 중간체는 총 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 디올 또는 폴리올로부터 유래된 폴리에테르 폴리올, 몇몇 구체예에서 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드, 전형적으로 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 에테르와 반응하는 알킬 디올 또는 글리콜을 포함한다. 예를 들어, 하이드록실 작용성 폴리에테르는 먼저 프로필렌 글리콜을 프로필렌 옥사이드와 반응시킨 후 에틸렌 옥사이드와의 후속 반응에 의해 생성될 수 있다. 에틸렌 옥사이드로부터 형성된 일차 하이드록실 기는 2차 하이드록실 기보다 반응성이 더 크고, 이에 따라 바람직하다. 유용한 상업적 폴리에테르 폴리올은 에틸렌 옥사이드가 에틸렌 글리콜과 반응하는 것을 포함하는 폴리(에틸렌 글리콜), 프로필렌 옥사이드가 프로필렌 글리콜과 반응하는 것을 포함하는 폴리(프로필렌 글리콜), 중합된 테트라하이드로푸란으로 기술될 수도 있으며, 보통 PTMEG로서 지칭되는, 물이 테트라하이드로푸란과 반응하는 것을 포함하는 폴리(테트라메틸렌 에테르 글리콜)을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 폴리에테르 중간체는 PTMEG를 포함한다. 또한, 적합한 폴리에테르 폴리올은 알킬렌 옥사이드의 폴리아미드 부가물을 포함하고, 예를 들어, 에틸렌디아민 및 프로필렌 옥사이드의 반응 생성물을 포함하는 에틸렌디아민 부가물, 디에틸렌트리아민과프로필렌 옥사이드의 반응 생성물을 포함하는 디에틸렌트리아민 부가물, 및 유사한 폴리아미드 타입 폴리에테르 폴리올을 포함할 수 있다. 코폴리에테르 또한 기술된 조성물에 사용될 수 있다. 전형적인 코폴리에테르는 THF와 에틸렌 옥사이드의, 또는 THF와 프로필렌 옥사이드의 반응 생성물을 포함한다. 이들은 블록 코폴리머인 PolyTHF® B, 및 랜덤 코폴리머인 poly THF® R로서 BASF로부터 입수가능하다. 다양한 폴리에테르 중간체는 일반적으로 말단 작용기의 분석에 의해 측정되는 바와 같이, 약 700 초과, 예컨대 약 700 내지 약 10,000, 약 1,000 내지 약 5,000, 또는 약 1,000 내지 약 2,500의 평균 분자량인, 수평균 분자량 (Mn)을 갖는다. 몇몇 구체예에서, 폴리에테르 중간체는 둘 이상의 상이한 분자량 폴리에테르의 블렌드(blend), 예컨대 2,000 Mn 및 1000 Mn PTMEG의 블렌드를 포함한다.
적합한 하이드록실 종결된 폴리카보네이트는 글리콜과 카보네이트의 반응에 의해 제조된 것들을 포함한다. 미국 특허 제4,131,731호는 하이드록실 종결된 폴리카보네이트 및 이의 제조에 대한 개시 내용이 참고로 본원에 포함된다. 이러한 폴리카보네이트는 선형이고, 다른 말단기는 필수적으로 배제된 말단 하이드록실기를 갖는다. 필수 반응물은 글리콜 및 카보네이트이다. 적합한 글리콜은 4 내지 40개, 및/또는 심지어 4 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 지환족 및 지방족 디올로부터, 및 분자당 2 내지 20개의 알콕시기를 함유하고 각 알콕시기는 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 폴리옥시알킬렌 글리콜로부터 선택된다. 적합한 디올은 4 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 디올, 예컨대 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산디올, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산디올, 1,10-데칸디올, 수소화 디리놀레일글리콜, 수소화 디올레일글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올; 및 지환족 디올, 예컨대 1,3-사이클로헥산디올, 1,4-디메틸올사이클로헥산, 1,4-사이클로헥산디올-, 1,3-디메틸올사이클로헥산-, 1,4-엔도메틸렌-2-하이드록시-5-하이드록시메틸 사이클로헥산, 및 폴리알킬렌 글리콜을 포함한다. 반응에 사용되는 디올은 최종 생성물에서 요망되는 성질에 의거하여 단독 디올이거나 디올의 혼합물일 수 있다. 하이드록실 종결된 폴리카보네이트 중간체는 일반적으로 당해 및 문헌에 공지되어 있는 것들이다. 적합한 카보네이트는 5 내지 7원 고리로 이루어진 알킬렌 카보네이트로부터 선택된다. 본원에 사용하기에 적합한 카보네이트는 에틸렌 카보네이트, 트리메틸렌 카보네이트, 테트라메틸렌 카보네이트, 1,2-프로필렌 카보네이트, 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-에틸렌 카보네이트, 1,3-펜틸렌 카보네이트, 1,4-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 및 2,4-펜틸렌 카보네이트를 포함한다. 또한, 본원에서는 디알킬카보네이트, 지환족 카보네이트, 및 디아릴카보네이트가 적합하다. 디알킬카보네이트는 각 알킬기에 2 내지 5개의 탄소 원자를 함유할 수 있고, 이의 특정 예는 디에틸카보네이트 및 디프로필카보네이트이다. 지환족 카보네이트, 특히 디지환족 카보네이트는, 각각의 환형 구조에 4 내지 7개의 탄소 원자를 함유할 수 있으며, 하나 또는 두 개의 이러한 구조가 존재할 수 있다. 하나의 기가 지환족인 경우, 나머지는 알킬 또는 아릴일 수 있다. 다른 한편, 하나의 기가 아릴인 경우, 나머지는 알킬 또는 지환족일 수 있다. 각 아릴기에 6 내지 20개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 적합한 디아릴카보네이트의 예는 디페닐카보네이트, 디톨릴카보네이트, 및 디나프틸카보네이트이다.
적합한 폴리실록산 폴리올은 알파-오메가-하이드록실 또는 아민 또는 카복실산 또는 티올 또는 에폭시 종결된 폴리실록산을 포함한다. 예는 하이드록실 또는 아민 또는 카복실산 또는 티올 또는 에폭시기로 종결된 폴리(디메티실록산)을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 폴리실록산 폴리올은 하이드록실 종결된 폴리실록산이다. 몇몇 구체예에서, 폴리실록산 폴리올은 300 내지 5,000, 또는 400 내지 3,000 범위의 수-평균 분자량을 갖는다.
폴리실록산 폴리올은 알코올성 하이드록시 기를 폴리실록산 골격에 도입시키기 위해 폴리실록산 하이드라이드와 지방족 다가 알코올 또는 폴리옥시알킬렌 알코올 간의 탈수소화 반응에 의해 얻어질 수 있다.
몇몇 구체예에서, 폴리실록산은 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 화합물로 나타낼 수 있다:
Figure pct00001
상기 식에서, 각각의 R1 및 R2은 독립적으로 1 내지 4개의 탄소 원자의 알킬기, 벤질, 또는 페닐 기이고; 각각의 E는 OH 또는 NHR3(여기서, R3는 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자의 알킬기, 또는 5 내지 8개의 탄소 원자의 사이클로-알킬기이고; a 및 b는 각각 독립적으로 2 내지 8의 정수이고; c는 3 내지 50의 정수임)이다. 아미노-함유 폴리실록산에서, E 기 중 적어도 하나는 NHR3이다. 하이드록실-함유 폴리실록산에서, E 기중 적어도 하나는 OH이다. 몇몇 구체예에서, R1 및 R2 둘 모두는 메틸기이다.
적합한 예는 알파-오메가-하이드록시프로필 종결된 폴리(디메티실록산) 및 알파-오메가-아미노 프로필 종결된 폴리(디메티실록산)을 포함하고, 이 둘 모두는 상업적으로 입수가능한 물질이다. 추가의 예는 폴리(디메티실록산) 물질과 폴리(알킬렌 옥사이드)의 코폴리머를 포함한다.
폴리올 성분은, 존재하는 경우, 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(테트라메틸렌 에테르 글리콜), 폴리(트리메틸렌 옥사이드), 에틸렌 옥사이드 캡핑된(capped) 폴리(프로필렌 글리콜), 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(에틸렌 아디페이트), 폴리(헥사메틸렌 아디페이트), 폴리(테트라메틸렌-코-헥사메틸렌 아디페이트), 폴리(3-메틸-1,5-펜타메틸렌 아디페이트), 폴리카프롤락톤 디올, 폴리(헥사메틸렌 카보네이트) 글리콜, 폴리(펜타메틸렌 카보네이트) 글리콜, 폴리(트리메틸렌 카보네이트) 글리콜, 다이머 지방산 기반 폴리에스테르 폴리올, 식물성 오일 기반 폴리올, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함할 수 있다. 다이머 산으로부터 제조된, 적합한 다이머레이트 또한 적합하다.
적합한 폴리에스테르 폴리올을 제조하는데 사용될 수 있는 다이머 지방산의 예는 Croda로부터 상업적으로 입수가능한 Priplast™ 폴리에스테르 글리콜/폴리올 및 Oleon으로부터 상업적으로 입수가능한 Radia® 폴리에스테르 글리콜을 포함한다.
몇몇 구체예에서, 폴리올 성분은 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프롤락톤 폴리올, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함한다.
몇몇 구체예에서, 폴리올 성분은 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 폴리올 성분은 폴리에스테르 폴리올을 본질적으로 함유하지 않거나 심지어 완전히 함유하지 않는다. 몇몇 구체예에서, TPU를 제조하는데 사용되는 폴리올 성분은 폴리실록산을 실질적으로 함유하지 않거나 심지어 완전히 함유하지 않는다.
몇몇 구체예에서, 폴리올 성분은 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드, 스티렌 옥사이드, 폴리(테트라메틸렌 에테르 글리콜), 폴리(프로필렌 글리콜), 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(에틸렌 글리콜)와 폴리(프로필렌 글리콜)의 코폴리머, 에피클로로하이드린, 등, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 폴리올 성분은 폴리(테트라메틸렌 에테르 글리콜)을 포함한다.
몇몇 구체예에서, 폴리올은 적어도 900의 수평균 분자량을 갖는다. 그 밖의 구체예에서, 폴리올은 적어도 900, 1,000, 1,500, 1,750의 수평균 분자량 및/또는 최대 5,000, 4,000, 3,000, 2,500, 또는 심지어 2,000의 수평균 분자량을 갖는다.
몇몇 구체예에서, 폴리올 성분은 폴리에테르 폴리올을 포함하고, 몇몇 구체예에서 그러한 폴리에테르 폴리올은 또한 PTMEG로서 지칭되는 폴리(테트라메틸렌 에테르 글리콜)이다.
몇몇 구체예에서, 폴리올 성분은 폴리에스테르 폴리올을 포함하며, 몇몇 구체예에서 그러한 폴리에스테르 폴리올은 알킬 아디페이트를 형성시키기 위한 디올과 아디프산의 반응물이다. 몇몇 구체예에서, 폴리에스테르 폴리올은 폴리부틸렌 아디페이트, 폴리에틸렌 글리콜 아디페이트, 부탄디올과 에틸렌 글리콜의 혼합물로부터 제조된 아디페이트, 또는 이들의 조합물이다.
몇몇 구체예에서, 폴리올 성분은 폴리카프롤락톤 폴리올을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 폴리카프롤락톤 폴리에스테르 폴리올은 카프롤락톤 모노머로부터 유래된 선형 폴리에스테르 디올이다.
폴리이소시아네이트
가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움은 이소시아네이트를 포함하는 반응 시스템을 사용하여 제조된다. 적합한 이소시아네이트 폴리이소시아네이트는 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 포함할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 폴리이소시아네이트 성분은 하나 이상의 디이소시아네이트를 포함한다.
적합한 폴리이소시아네이트는 방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 폴리이소시아네이트 성분은 하나 이상의 방향족 디이소시아네이트를 포함한다. 몇몇 구체예에서, 폴리이소시아네이트 성분은 지방족 디이소시아네이트를 본질적으로 함유하지 않거나, 심지어 완전히 함유하지 않는다.
유용한 폴리이소시아네이트 예는 방향족 디이소시아네이트, 예컨대 4,4'-메틸렌비스(페닐 이소시아네이트) (MDI), m-자일렌 디이소시아네이트 (XDI), 페닐렌-1,4-디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트, 및 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI); 뿐만 아니라 지방족 디이소시아네이트, 예컨대 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 1,4-사이클로헥실 디이소시아네이트 (CHDI), 데칸-1,10-디이소시아네이트, 라이신 디이소시아네이트 (LDI), 1,4-부탄 디이소시아네이트 (BDI), 이소포론 디이소시아네이트 (PDI), 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트 (TODI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트 (NDI), 및 디사이클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트 (H12MDI)를 포함한다. 둘 이상의 폴리이소시아네이트의 혼합물이 사용될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 폴리이소시아네이트는 MDI 및/또는 H12MDI이다. 몇몇 구체예에서, 폴리이소시아네이트는 MDI를 포함한다. 몇몇 구체예에서, 폴리이소시아네이트는 H12MDI를 포함할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 폴리이소시아네이트 성분은 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI)를 본질적으로 함유하지 않거나, 심지어 완전히 함유하지 않는다.
몇몇 구체예에서, 열가소성 폴리우레탄은 MDI를 포함하는 폴리이소시아네이트 성분으로 제조된다. 몇몇 구체예에서, 열가소성 폴리우레탄은 필수성분으로 MDI를 포함하는 폴리이소시아네이트 성분으로 제조된다. 몇몇 구체예에서, 열가소성 폴리우레탄은 MDI로 구성된 폴리이소시아네이트 성분으로 제조된다.
몇몇 구체예에서, 열가소성 폴리우레탄은 MDI, 및 H12MDI, HDI, TDI, IPDI, LDI, BDI, PDI, CHDI, TODI, 및 NDI 중 적어도 하나를 포함하는(또는 필수성분으로 포함하거나, 심지어 이들로 구성된) 폴리이소시아네이트 성분으로 제조된다. 몇몇 구체예에서, 폴리이소시아네이트는 MDI, H12MDI, HDI, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함한다.
사슬 연장제
가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움은 사슬 연장제를 포함하는 반응 시스템을 사용하여 제조된다. 적합한 사슬 연장제는 디올, 디아민, 및 이들의 조합물을 포함한다.
적합한 사슬 연장제는 비교적 작은 폴리하이드록시 화합물, 예를 들어, 2 내지 20, 또는 2 내지 12, 또는 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 저급 지방족 또는 단쇄 글리콜을 포함한다. 적합한 예는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올 (BDO), 1,6-헥산디올 (HDO), 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올 (CHDM), 2,2-비스[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]프로판 (HEPP), 헥사메틸렌디올, 헵탄디올, 노난디올, 도데칸디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 에틸렌디아민, 부탄디아민, 헥사메틸렌디아민, 및 하이드록시에틸 레소르시놀 (HER), 등, 뿐만 아니라 이들의 혼합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 사슬 연장제는 BDO, HDO, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 사슬 연장제는 BDO을 포함한다. 그 밖의 글리콜, 예컨대 방향족 글리콜이 사용될 수 있지만, 몇몇 구체예에서, 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로서 또한 기술될 수 있는 본원에서 기재되는 폴리우레탄은 이러한 물질을 본질적으로 함유하지 않거나 심지어 완전히 함유하지 않는다.
몇몇 구체예에서, TPU를 제조하는데 사용되는 사슬 연장제는 1,6-헥산디올을 실질적으로 함유하지 않거나 심지어 완전히 함유하지 않는다. 몇몇 구체예에서, TPU를 제조하는데 사용되는 사슬 연장제는 고리형 사슬 연장제를 포함한다. 적합한 예는 CHDM, HEPP, HER, 및 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, TPU를 제조하는데 사용되는 사슬 연장제는 방향족 고리형 사슬 연장제, 예를 들어 HEPP, HER, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, TPU를 제조하는데 사용되는 사슬 연장제는 지방족 고리형 사슬 연장제, 예를 들어, CHDM을 포함한다. 몇몇 구체예에서, TPU를 제조하는데 사용되는 사슬 연장제는 방향족 사슬 연장제, 예를 들어, 방향족 고리형 사슬 연장제를 실질적으로 함유하지 않거나 심지어 완전히 함유하지 않는다. 몇몇 구체예에서, TPU를 제조하는데 사용되는 사슬 연장제는 폴리실록산을 실질적으로 함유하지 않거나, 심지어 완전히 함유하지 않는다.
몇몇 구체예에서, 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2,2,4-트리메틸 펜탄-1,3-디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산 디메틸올, 1,3-프로판디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 부틸 에틸 프로판 디올 (BEPD) 또는 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올 또는 이들의 조합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄디올을 포함한다.
몇몇 구체예에서, 사슬 연장제 성분은 선형 알킬렌 디올을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄디올, 디프로필렌 글리콜, 또는 이둘의 조합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄디올을 포함한다.
몇몇 구체예에서, 방향족 글리콜은 사슬 연장제로서 사용되고, 종종 고열 적용을 위해 선택된다. 벤젠 글리콜 (HQEE) 및 자일릴렌 글리콜이 적합한 사슬 연장제이다. 자일릴렌 글리콜은 1,4-디(하이드록시메틸)벤젠과 1,2-디(하이드록시메틸)벤젠의 혼합물이다. 벤젠 글리콜은 하나의 적합한 방향족 사슬 연장제이고, 구체적으로 하이드로퀴논, 즉, 1,4-디(2-하이드록시에톡시)벤젠으로서도 알려져 있는 비스(베타-하이드록시에틸)에테르; 레소르시놀, 즉, 1,3-디(2-하이드록시에틸)벤젠으로서도 알려져 있는, 비스(베타-하이드록시에틸)에테르; 카테콜, 즉 1,2-디(2-하이드록시에톡시)벤젠으로서도 알려져 있는 비스(베타-하이드록시에틸)에테르; 및 이들의 조합물을 포함한다.
적합한 사슬 연장제는 또한 디아민 사슬 연장제를 포함한다. 적합한 디아민 사슬 연장제는 성질상 지방족 또는 방향족, 예컨대 1-30개의 탄소 원자의 알킬렌디아민 (예를 들어, 에틸렌디아민, 부탄디아민, 헥사메틸렌디아민)일 수 있다.
몇몇 구체예에서, 폴리올에 대한 사슬 연장제의 몰비는 1.5 초과이다. 그 밖의 구체예에서, 폴리올에 대한 사슬 연장제의 몰비는 적어도 (또는 초과) 1.5, 2.0, 3.5, 3.7, 또는 심지어 3.8이고/거나 폴리올에 대한 사슬 연장제의 몰비는 5.0, 또는 심지어 4.0까지 올라갈 수 있다.
몇몇 구체예에서, 사슬 연장제 성분은 HQEE, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1-12-도데칸디올, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 사슬 연장제 성분은 HQEE, 1,4-부탄디올, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함한다.
추가 항목
기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제조하는데 사용되는 반응 시스템 및/또는 폴리우레탄 조성물은 발포제 및/또는 셀 개방 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 하나 이상의 다른 물질 및/또는 첨가제가 또한 반응 시스템에 존재할 수 있고/거나 반응 시스템에 의해 생성된 폴리우레탄과 혼합될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 발포제는 물을 포함한다. 적합한 발포제는 선형, 분지형 또는 고리형 C1-C6 탄화수소; 선형, 분지형 또는 고리형 C1-C6 (하이드로)플루오로카본; N2; O2; 아르곤; CO2; 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함한다.
적합한 셀 개방 계면활성제는 하나 이상의 실리콘, 실록산 코폴리머, 비-실록산 코폴리머, 비-실리콘, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함한다.
적합한 발포제는 클로로플루오로카본(CFC), 하이드로클로로플루오로카본 (HCFC), 하이드로플루오로카본(HFC), 하이드로플루오로 에테르(HFE), 하이드로플루오로 올레핀(HFO), 메틸렌 클로라이드, 탄화수소, 알킬 알카노에이트, 또는 그 밖의 유기 화합물을 포함한다.
포움 및/또는 반응 시스템 중 발포제(들)의 농도는 약 0.5중량% 내지 약 15 중량%, 또는 약 0.5 중량% 약 12 중량%, 또는 심지어 약 2 중량% 내지 약 10 중량%일 수 있다. 계면활성제는 포움 및/또는 반응 시스템의 약 4 중량%, 또는 0.75 중량% 미만을 구성할 수 있다.
셀 개방 계면활성제는 포움의 셀 개방을 촉진시키고, 적어도 50% 개방 셀인 포움을 형성한다. 셀 개방 계면활성제의 예는 실리콘 및 실록산 코폴리머, 예컨대 Niax L-6164, DC-5160, DC-5125, DC 5241, B-8021, L-620, L-6202 (Degussa/Goldschmidt Chemical Corp.; Mapleton, Ill.); L-620 (Union Carbide; Houston, Tex.); L-6202 및 Y-10390 (Air Products; Allentown, Pa.) 또는 비-실록산 코폴리머, 예컨대 Ortegol® 500 또는 Ortegol® 501 및 비-실리콘을 포함한다.
조성물은 셀 폐쇄를 촉진시키는 계면활성제는 추가로 포함할 수 있다. 셀 폐쇄 계면활성제의 예는 실리콘 및 실록산 코폴리머, 예컨대 B8404, DC-193, DC-5598, L5440, L6900 및 Silstab 2000, 및 비-실리콘을 포함한다.
포움 및/또는 반응 시스템에서 셀 개방 계면활성제의 농도는 약 0.10 중량% 내지 약 4.0 중량%, 또는 약 0.10 중량% 내지 약 1.0 중량%, 또는 심지어 약 0.20 중량% 내지 약 0.70 중량일 수 있다. 셀 폐쇄 계면활성제가 존재하는 경우, 그것은 전형적으로 약 0.10 중량% 내지 약 4.0 중량%, 또는 약 0.50 중량% 내지 약 3.0 중량%를 구성한다. 당업자들은 형성되는 포움의 요망하는 밀도, 압축 강도, 및 부력(buoyancy)을 얻기 위해 셀 개방 계면활성제 및 셀 폐쇄 계면활성제의 농도를 조절할 수 있다.
기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제조하기 위해 사용되는 반응 시스템은 핵형성제(nucleating agent)를 추가로 포함할 수 있다. 핵형성제는 주로 포움의 셀 갯수를 증가시키고, 셀 크기를 감소시키는 역할을 하며, 수지 100 중량부 당 약 0.1 내지 약 10 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 적합한 핵형성제는 탈크, 중탄산나트륨-시트르산 혼합물, 칼슘 실리케이트, 이산화탄소, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함한다.
상기 주지되는 바와 같이, 기술된 포움 조성물에 사용될 수 있는 발포제 및/또는 셀 개방 계면활성제는 반응 시스템에 첨가되어 폴리우레탄을 형성하는 반응 동안에 존재할 수 있거나, 반응 시스템을 형성하는 폴리우레탄에 첨가될 수 있다. 이러한 구체예에서, 폴리우레탄은 별개의 단계로 형성될 수 있다. 발포제 및/또는 셀 개방 계면활성제가 폴리우레탄에 첨가될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 상기 작용제 및/또는 셀 개방 계면활성제는 몰드에 주입되기 직전에 용융된 폴리우레탄에 첨가된다. 다르게 명시되지 않는 한, 하기에서 기술되는 추가 성분이 또한 반응 시스템에 또는 반응 시스템으로부터 형성되는 폴리우레탄에 첨가될 수 있다.
본원에서 기술되는 포움 조성물은 하나 이상의 추가 성분을 함유할 수 있다. 이들 추가 성분은 본원에서 기재되는 TPU와 배합될 수 있는 그 밖의 고분자 물질을 포함한다. 이들 추가 성분은 폴리머 조성물 또는 블렌드에 첨가되어 조성물의 성질에 영향을 미칠 수 있는 하나 이상의 첨가제를 포함한다.
본원에서 기술되는 포움 및/또는 폴리우레탄은 또한 하나 이상의 다른 폴리머와 배합될 수 있다. 본원에서 기재되는 TPU가 배합될 수 있는 폴리머는 지나치게 제한되지 않는다. 몇몇 구체예에서, 기재되는 조성물은 둘 이상의 기재된 TPU 물질을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 조성물은 기재된 TPU 물질 중 적어도 하나 및 기재된 TPU 물질 중 어느 하나가 아닌 적어도 하나의 다른 폴리머를 포함한다.
또한, 본원에서 기재된 TPU 물질과 함께 사용될 수 있는 폴리머는 보다 통상적인 TPU 물질, 예컨대 비-카프롤락톤 폴리에스테르-기반 TPU, 폴리에테르-기반 TPU, 또는 비-카프롤락톤 폴리에스테르기 및 폴리에테르기 둘 모두를 함유하는 TPU를 포함한다. 본원에서 기재된 TPU 물질과 배합될 수 있는 그 밖의 적합한 물질은 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 스티렌계 폴리머, 아크릴 폴리머, 폴리옥시메틸렌 폴리머, 폴리아미드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리비닐클로라이드, 염소화 폴리비닐클로라이드, 폴리락트산, 또는 이들의 조합물을 포함한다.
본원에 기재되는 블렌드에 사용하기 위한 폴리머는 호모폴리머 및 코폴리머를 포함한다. 적합한 예는 (i) 폴리올레핀 (PO), 예컨대 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리부텐, 에틸렌 프로필렌 러버(rubber) (EPR), 폴리옥시에틸렌 (POE), 고리형 올레핀 코폴리머 (COC), 또는 이들의 조합물; (ii) 스티렌계, 예컨대 폴리스티렌 (PS), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS), 스티렌 아크릴로니트릴 (SAN), 스티렌 부타디엔 러버 (SBR 또는 HIPS), 폴리알파메틸스티렌, 스티렌 말레산 무수물 (SMA), 스티렌-부타디엔 코폴리머 (SBC) (예컨대, 스티렌-부타디엔-스티렌 코폴리머 (SBS) 및 스티렌-에틸렌/부타디엔-스티렌 코폴리머 (SEBS)), 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 코폴리머 (SEPS), 스티렌 부타디엔 라텍스 (SBL), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머 (EPDM) 및/또는 아크릴 엘라스토머로 개질된 SAN (예를 들어, PS-SBR 코폴리머), 또는 이들의 조합물; (iii) 상기 기재된 것들 이외의 열가소성 폴리우레탄 (TPU); (iv) 폴리아미드, 예컨대 Nylon™, 예로 폴리아미드 6,6 (PA66), 폴리아미드 1,1 (PA11), 폴리아미드 1,2 (PA12), 코폴리아미드 (COPA), 또는 이들의 조합물; (v) 아크릴 폴리머, 예컨대 폴리에틸 아크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 스티렌 (MS) 코폴리머, 또는 이들의 조합물; (vi) 폴리비닐클로라이드 (PVC), 염소화 폴리비닐클로라이드 (CPVC), 또는 이들의 조합물; (vii) 폴리옥시메틸렌, 예컨대 폴리아세탈; (viii) 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 코폴리에스테르 및/또는 폴리에스테르 엘라스토머(COPE), 예로 폴리에테르-에스테르 블록 코폴리머, 예컨대 글리콜 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETG), 폴리락트산 (PLA), 폴리글리콜산 (PGA), PLA과 PGA의 코폴리머, 또는 이들의 조합물; (ix) 폴리카보네이트 (PC), 폴리페닐렌 설파이드 (PPS), 폴리페닐렌 옥사이드 (PPO), 또는 이들의 조합물; 또는 이들의 조합물을 포함한다.
몇몇 구체예에서, 이들 블렌드는 그룹 (i), (iii), (vii), (viii), 또는 이들의 일부 조합물로부터 선택된 하나 이상의 추가의 고분자 물질을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 이들 블렌드는 그룹 (i)로부터 선택된 하나 이상의 추가의 고분자 물질을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 이들 블렌드는 그룹 (iii)로부터 선택된 하나 이상의 추가의 고분자 물질을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 이들 블렌드는 그룹 (vii)로부터 선택된 하나 이상의 추가의 고분자 물질을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 이들 블렌드는 그룹 (viii)로부터 선택된 하나 이상의 추가의 고분자 물질을 포함한다.
본원에서 기재되는 TPU 조성물에 사용하기에 적합한 이들 추가의 첨가제는 지나치게 제한되지 않는다. 적합한 첨가제는 안료, UV 안정화제, UV 흡수제, 산화방지제, 윤활제, 열안정화제, 가수분해 안정화제, 가교 활성화제, 방염제, 층상 실리케이트, 충전제, 착색제, 보강제, 접착 매개제(adhesion mediator), 충격 강도 개질제, 항미생물제, 및 이들의 어떠한 조합물을 포함한다.
몇몇 구체예에서, 추가 성분은 방염제이다. 적합한 방염제는 지나치게 제한되지 않으며, 보론 포스페이트 방염제, 마그네슘 옥사이드, 디펜타에리트리톨, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 폴리머, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 이러한 방염제는 보론 포스페이트 방염제, 마그네슘 옥사이드, 디펜타에리트리톨, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함할 수 있다. 보론 포스페이트 방염제의 적합한 예는 Budenheim USA, Inc.로부터 상업적으로 입수할 수 있는 DIT 326이다. 존재하는 경우, 방염제 성분은 전체 TPU 조성물의 0 내지 10 중량 퍼센트, 그 밖의 구체예에서 전체 TPU 조성물의 0.5 내지 10, 또는 1 내지 10, 또는 0.5 또는 1 내지 5, 또는 0.5 내지 3, 또는 심지어 1 내지 3 중량 퍼센트의 양으로 존재할 수 있다.
본원에서 기재되는 TPU 조성물은 또한 안정화제로서 언급될 수 있는 추가의 첨가제를 포함할 수 있다. 안정화제는 산화방지제, 예컨대 페놀계, 포스파이트, 티오에스테르, 및 아민, 광 안정화제, 예컨대 장애된 아민 광 안정화제 및 벤조티아졸 UV 흡수제, 및 그 밖의 공정 안정화제 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 바람직한 안정화제는 BASF로부터의 Irganox® 1010 및 Chemtura로부터의 Naugard® 445이다. 안정화제는 TPU 조성물의 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 5 중량 퍼센트, 또 다른 구체예에서 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 3 중량 퍼센트, 그리고 또 다른 구체예에서 약 0.5 중량 퍼센트 내지 약 1.5 중량 퍼센트의 양으로 사용된다.
또한, 여러 통상적인 무기 방염제 성분이 TPU 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 무기 방염제는 당업자들에게 알려져 있는 것들 중 어느 하나, 예컨대 금속 옥사이드, 금속 옥사이드 하이드레이트, 금속 카보네이트, 암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 칼슘 카보네이트, 안티몬 옥사이드, 점토, 미네랄 점토, 예로 탈크, 카올린, 규회석, 나노점토, 종종 나노-점토로 지칭되는 몬트모릴로나이트(montmorillonite) 점토, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일 구체예에서, 방염제 패키지(package)는 탈크를 포함한다. 방염제 패키지에서 탈크는 높은 한계 산소 지수 (LOI)의 성질을 촉진시킨다. 무기 방염제는 TPU 조성물의 총 중량의 0 내지 약 30 중량 퍼센트, 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 20 중량 퍼센트, 또 다른 구체예에서 약 0.5 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트의 양으로 사용될 수 있다.
추가의 선택적 첨가제가 본원에서 기재되는 TPU 조성물에 사용될 수 있다. 그러한 첨가제는 착색제, 산화방지제 (페놀계, 포스파이트, 티오에스테르, 및/또는 아민 포함), 오존방지제, 안정화제, 불활성 충전제, 윤활제, 억제제, 가수분해 안정화제, 광 안정화제, 장애된 아민 광 안정화제, 벤조트리아졸 UV 흡수제, 열안정화제, 변색 방지를 위한 안정화제, 염료, 안료, 무기 및 유기 충전제, 보강제 및 이들의 조합물을 포함한다.
상기 기재된 모든 첨가제는 이들 물질에 대해 통상적인 유효량으로 사용될 수 있다. 방염제가 아닌 첨가제는 TPU 조성물의 총 중량의, 약 0 내지 약 30 중량 퍼센트, 일 구체예에서 약 0.1 내지 약 25 중량 퍼센트, 그리고 또 다른 구체예에서 약 0.1 내지 약 20 중량 퍼센트의 양으로 사용될 수 있다.
이들 추가의 첨가제는 TPU 포움의 제조 성분에, 또는 TPU 포움을 제조하기 위한 반응 혼합물에, 또는 TPU 포움을 제조한 후에 혼입될 수 있다.
또한, 기재되는 기술은 본원에서 기술된 가요성 폴리우레탄 포움 중 어느 하나를 제조하는 공정을 제공한다. 기재되는 공정은 (I) (i) 적어도 하나의 폴리올, (ii) 적어도 하나의 이소시아네이트, (iii) 적어도 하나의 사슬 연장제, (iv) 발포제, 및 임의로 (v) 하나 이상의 가교제를 혼합하여 반응 시스템을 형성시키는 단계; 및 (II) 성분들이 상호작용하여 포움을 형성하는 방식으로 혼합물을 경화시키는 단계를 포함한다.
기재되는 기술은 기술된 공정으로서, 반응 시스템을 가요성 폴리우레탄 포움으로 경화시키는 단계가 몰드에서 일어나는 공정을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 공정으로서, 반응 시스템이 자유-상승 발포되는 공정을 제공한다.
기재되는 기술은 기술된 공정으로서, 반응 시스템이 폐쇄 몰드 발포되는 공정을 제공한다.
기재되는 기술은 다른 TPU의 포움 가공 성질과 비교하여 물질의 포움 가공을 개선시키기 위해, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 생성하기 위한 상기 기술된 하나 이상의 TPU의 용도를 추가로 제공한다. 기재되는 기술은 다른 TPU로부터 제조된 포움과 비교하여 형성되는 포움의 성질을 개선시키기 위해, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 생성하기 위한 상기 기술된 하나 이상의 TPU의 용도를 추가로 제공한다.
산업상 적용
본원에서 기술된 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움은 많은 적용 및/또는 물품에 사용될 수 있다. 예로는 본원에서 기술되는 가요성 폴리우레탄 포움이 신발 밑창에 사용될 수 있는 신발 적용을 포함하나, 이로 제한되는 것이 아니고, 뿐만 아니라 개인 보호 장비, 스포츠 보호 장비, 단열 적용, 방음/방진 적용, 자동차 인테리어 적용, 패키징 적용, 또는 포움 물질이 현재 사용되는 어떠한 그 밖의 많은 적용에 사용된다.
기재되는 각각의 화학적 성분의 양은 다르게 명시되지 않는 한, 관례적으로 통상적인 물질로 존재할 수 있는 어떠한 용매 또는 희석제 오일은 배제하고, 즉, 활성 화학물질 기반으로 제시된다. 그러나, 다르게 명시되지 않는 한, 본원에서 지칭되는 각각의 화학물질 또는 조성물은 이성질체, 부산물, 유도체, 및 일반적으로 상업적 등급에서 존재하는 것으로 이해되는 그 밖의 그러한 물질을 함유할 수 있는 상업적 등급의 물질인 것으로 해석되어야 한다. 다르게 명시되지 않는 한, 모든 분자량 값은 중량 평균 분자량이고, GPC에 의해 측정될 수 있다.
상기 기술된 물질 중 일부는 최종 포뮬레이션에서 상호작용할 수 있음으로써 최종 포뮬레이션의 성분이 초기에 첨가되는 것들과 상이할 수 있는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 금속 이온(예를 들어, 방염제)은 다른 분자의 다른 산성 또는 음이온성 자리로 이동할 수 있다. 본원에서 기재되는 기술의 조성물을 그것의 의도된 용도로 사용할 때 형성되는 생성물을 포함하는, 이로써 형성된 생성물은 쉽게 서술하지 못할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 모든 변형 및 반응 생성물은 본원에서 기재되는 기술의 범위 내에 포함되며; 본원에서 기재되는 기술은 상기 기재된 성분을 혼합함으로써 제조된 조성물을 포함한다.
실시예
본원에서 기재되는 기술은 하기 비제한적 실시예를 참조하여 보다 잘 이해될 수 있다.
일련의 폴리우레탄을 제조한 후, 발포시켜 이들의 포움 가공 성질을 평가하였다. 이후, 형성된 포움 샘플을, 이들의 물리적 성질, 및 이들이 여러 최종 용도 적용에 얼마나 적합한 지, 즉, 우수한 포움 가공 성질과 우수한 물리적 성질 간의 균형을 평가하기 위해 추가로 시험하였다.
하기 표는 시험된 폴리우레탄의 포뮬레이션을 요약한 것이다.
표 1
Figure pct00002
실시예 E는 기준 물질로서 포함된다. 본 실시예는 사출 성형 포움을 제조하는데 사용하기 위한 상업적으로 입수가능한 대표적인 TPU이다. 본 발명의 포움은 이러한 유형의 TPU로부터 제조된 포움의 가공 이점 뿐만 아니라 형성되는 포움의 개선된 성능 성질을 제공한다.
상기 표 1에 기술된 각각의 폴리우레탄은 가열된 배럴(barrel)에 의해, 그리고 배럴 내 스크류 회전에 의해 제공되는 전단 에너지에 의해 가소화된다. 폴리우레탄이 배널 내에서 완전히 가소화되면, 물리적 발포제가 우수한 임계 유체 상태로 배럴 내로 직접 주입되고 가소화된 폴리우레탄으로 가용화된다. 주입된 물리적 발포제 및 용융된 폴리우레탄이 특수 설계된 혼합 섹션을 지닌 스크류의 회전을 통해 균질화된다. 이후, 설정된 용적의 균질화된 발포제 및 폴리우레탄 혼합물은 국한된 몰드내로 주입된다. 주입 단계 동안, 발포제 및 폴리우레탄 혼합물은 그것의 개시 발포 공정을 시작한다. 주입이 완료되면, 몰드의 압력이 해제되고, 2차 발포가 일어나 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 형성한다.
각각의 폴리우레탄 물질이 발포됨에 따라, 그것의 포움 가공 성질에 대해 평가된다. 이들 평가의 요약이 하기 표에 제시되며, 등급은 0 내지 10의 범위이고, 0은 시험불가 성능을 나타내고, 10은 가능한 최상의 성능을 나타낸다. 샘플이 평가되는 분야는 물질의 샷 투 샷 컨시스턴시(shot to shot consistency), 샘플 균일성, 형성되는 포움의 표면 질, 물질의 팽창능, 공극의 균일성 및 큰 공극의 결여에 역점을 둔 포움 구조를 포함하였다.
표 2
Figure pct00003
상기 결과는 본 발명의 폴리우레탄 물질이 다른 폴리우레탄 물질과 비교하여 매우 우수한 포움 가공 성질을 가짐을 보여준다. 다시 말해, 본 발명의 실시예는 평가되는 다른 분야에서 적어도 필적할 만한 등급을 가지면서 하나 이상의 분야에서 비교 실시예보다 더욱 우수한 전체 등급을 갖는다. 일부 실시예는 평가되는 모든 분야에 걸쳐 보다 우수한 등급을 갖는다. 적어도 하나의 폴리올, 적어도 하나의 이소시아네이트, 및 적어도 하나의 사슬 연장제를 포함하는 반응 시스템으로부터 제조되며, 폴리우레탄이 (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 갖는 가요성 폴리우레탄 포움은, 다른 물질과 비교하여, 특히 기준 물질과 비교하여 포움 가공 성질에 있어서 보다 우수한 전체 등급을 나타낸다.
이후, 가요성 폴리우레탄 포움으로 가공될 수 있는 각각의 폴리우레탄 물질은 이의 물리적 성질을 평가하기 위해 시험된다. 이들 결과의 요약이 하기 표에 제시되며, 표는 모두 DSC에 의해 측정되는, TPU의 용융 온도인, Tm, TPU의 결정화 온도인, Tc, 및 두 값 간의 차인, 델타 (Tm-Tc), 및 ASTM D395에 의한 실온(RT) 및 50℃에서의 영구압축 변형률 (CS)을 포함한다.
표 3
Figure pct00004
상기 결과는, 본 발명의 많은 폴리우레탄 물질이 다른 폴리우레탄 물질과 비교하여 우수한 포움 가공 성질 및 우수한 물리적 성질의 매우 우수한 균형을 가짐을 보여준다. N/A는 샘플이 발포될 수 없었고, 추가로 Tc가 비교 실시예 C에 대해 측정될 수 없었음을 나타낸다. 특히, (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 가지며, 및 이후 또한 23.5 내지 45.0 중량 퍼센트의 경질 세그먼트 함량을 가지고; 폴리올 성분이 폴리에테르 폴리올을 포함하며, 몇몇 구체예에서는 PTMEG를 포함하는, 폴리우레탄 물질이 특히 우수한 균형을 제공한다. 또한, (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도를 가지며, 이후 또한 24 내지 30 중량 퍼센트의 경질 세그먼트 함량을 가지고, 폴리올 성분이 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 폴리우레탄은, (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및 (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 가지며, 이후 또한 30 중량 퍼센트 초과 또는 심지어 30 내지 50 또는 40 내지 50 중량 퍼센트의 경질 세그먼트 함량을 가지며; 폴리올 성분이 폴리카프롤락톤 폴리올을 포함하는 폴리우레탄과 마찬가지로 우수한 균형을 제공한다.
상기에 언급된 문헌들 각각은 구체적으로 상기에 기재되거나 기재되어 있지 않거나 간에, 그로부터 우선권이 주장되는 어떠한 선행 출원을 포함하여 참고로 본원에 포함된다. 어떠한 문헌에 대한 언급이 이러한 문헌이 종래 기술로서 자격을 부여하거나 어떠한 관찰권에서 당업자들의 일반적인 지식을 이룬다는 인정은 아니다. 실시예를 제외하거나, 달리 명확하게 지시되지 않는 경우에, 물질의 양, 반응 조건, 분자량, 탄소 원자의 수 등을 명시하는 본 명세서에서 모든 수치들은 단어 "약"에 의해 수정되는 것으로 이해될 것이다. 본원에서 언급된 양, 범위 및 비의 상한 및 하한은 독립적으로 조합될 수 있다. 유사하게, 본 발명의 각 요소의 범위 및 양은 다른 요소중 어느 하나에 대한 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다.
"포함하는(including)", "함유하는(containing)" 또는 "에 의해 특징되는"과 동의어인 본원에서 사용되는 통상적인 용어 "포함하는(comprising)"은 포괄적이거나 개방형(open-ended)이고, 추가의 인용되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 그러나, 본원에서 "포함하는"의 각 언급에서, 상기 용어는 또한 대안의 구체예로서, 구 "필수적으로 포함하는" 및 "구성되는"을 포함하며, "구성되는"은 명시되지 않은 어떠한 요소 또는 단계를 배제하며, "필수적으로 포함하는"은 고려되는 조성물 또는 방법의 기본적이고 신규한 특징들에 실질적으로 영향을 미치지 않는 추가의 인용되지 않은 요소 또는 단계의 포함을 허용하는 것으로 의도된다. 즉, "필수적으로 포함하는"은 고려되는 조성물의 기본 및 신규 특징에 실질적으로 영향을 미치지 않는 물질의 포함을 허용한다.
특정 예시적인 구체예 및 상세 사항이 본원에서 기재되는 본 기술을 예시할 목적으로 기재되었지만, 당업자들에게는 다양한 변경 및 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 그 안에서 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 이와 관련하여, 본원에서 기재되는 기술의 범위는 하기 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (15)

  1. 반응 시스템의 반응 생성물을 포함하는 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움(flexible polyurethane injection molded foam)으로서, 반응 시스템이
    (i) 하나 이상의 폴리올,
    (ii) 하나 이상의 이소시아네이트, 및
    (iii) 하나 이상의 사슬 연장제를 포함하는 반응 생성물을 포함하고,
    폴리우레탄이
    (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및
    (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  2. 제1항에 있어서, 가요성 폴리우레탄 포움이
    (i) DSC에 의해 측정되는 경우, 40℃ 내지 205℃의 결정화 피크 온도;
    (ii) DSC에 의해 측정되는 경우, 106℃ 내지 206℃의 용융 피크 온도;
    (iii) 각각 DSC에 의해 측정되는 경우, 1도 내지 137도의 용융 피크 온도와 결정화 피크 온도 간의 차; 및
    (iv) 레오텐(Rheoten)에 의해 측정되는 경우, 0.003 내지 0.6 N의 용융 강도를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가요성 폴리우레탄 포움이
    (i) ASTM D2632에 의해 측정되는 경우, 30% 이상의 수직 반등률(vertical rebound);
    (ii) ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 25% 이하의 실온에서의 영구압축 변형률(compression set);
    (iii) ASTM D395에 의해 측정되는 경우, 50% 이하의 50℃에서의 영구압축 변형률, 및
    (iv) ASTM D2240에 의해 측정되는 경우, 30 내지 65의 아스커(Asker) C 경도를 갖는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움 반응 시스템이 발포제, 및/또는 셀 개방 계면활성제를 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포제가 물을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 발포제가 선형, 분지형 또는 고리형 C1-C6 탄화수소; 선형, 분지형 또는 고리형 C1-C6 (하이드로)플루오로카본; N2; O2; 아르곤; CO2; 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 셀 개방 계면활성제가 하나 이상의 실리콘, 실록산 코폴리머, 비-실록산(non-siloxane) 코폴리머, 비-실리콘(non-silicone), 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리우레탄이 23.5 내지 45.0 중량 퍼센트의 경질 세그먼트 함량을 갖고, 폴리올 성분이 폴리에테르 폴리올을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리우레탄이 24 내지 30 중량 퍼센트의 경질 세그먼트 함량을 갖고, 폴리올 성분이 폴리에스테르 폴리올을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리우레탄이 30 중량 퍼센트 초과의 경질 세그먼트 함량을 갖고, 폴리올 성분이 폴리카프롤락톤 폴리올을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 사슬 연장제가 1,4-부탄디올, 벤젠 글리콜, 또는 이들의 어떠한 조합물을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리올이 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜을 포함하는, 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움.
  13. 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움을 제조하는 방법으로서,
    (I) (i) 하나 이상의 폴리올, (ii) 하나 이상의 이소시아네이트, (iii) 하나 이상의 사슬 연장제, 및 임의로 (iv) 하나 이상의 가교제를 혼합하여 폴리우레탄 조성물을 제공하는 반응 시스템을 형성시키는 단계;
    (II) 폴리우레탄 조성물 및 발포제를 혼합하여 발포(foaming) 혼합물을 형성시키는 단계; 및
    (II) 성분들이 상호작용하여 포움을 형성하는 방식으로 발포 혼합물을 사출 성형시키는 단계를 포함하고,
    폴리우레탄은
    (a) 120,000 내지 500,000의 중량 평균 분자량, 및
    (b) 1.85 내지 2.51의 분산도(Mw/Mn)를 갖는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 반응 시스템을 가요성 폴리우레탄 사출 성형 포움으로 사출 성형시키는 단계가 몰드(mold)에서 일어나는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 반응 시스템이 폐쇄 몰드 발포되는 방법.
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