KR20200079522A - 폴리우레탄 폼 시스템 - Google Patents

폴리우레탄 폼 시스템 Download PDF

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스테파노 카를로 이 그라시니
아드리안 제이. 버치
카트자 오스월드
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

(I) 아이소시아네이트-함유 재료; 및 (II) 하기로 이루어진 폴리올-함유 부가혼합물을 포함하는 반응성 폴리우레탄 폼-형성 조성물: (a) 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올; (b) 적어도 하나의 그라프트된 폴리올; (c) 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올; (d) 적어도 하나의 반응성 촉매; (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및 (f) 물; 및 상기 폼-형성 조성물의 제조 방법.

Description

폴리우레탄 폼 시스템
관련 출원의 참조
본 출원은 2017년 11월 10일에 출원된 미국 임시출원 제62/584,167호의 이익을 주장한다.
기술분야
본 발명은 정위 폼(foam-in-place) 폴리우레탄 폼 시스템 및 그러한 시스템으로부터 폼으로부터의 폼 제조 방법에 관한 것이다.
가요성 폴리우레탄 폼은 잘 알려진 상업 물품이며; 다양한 폴리우레탄 시스템이 쿠션, 시트, 침구, 가구, 운송 인테리어, 카펫 밑 깔개 및 포장 용도와 같은 광범위한 상업적 용도를 위한 가요성 폴리 우레탄 폼을 제조하는 것으로 공지되어 있다. 일반적으로, 폴리올, 폴리아이소시아네이트, 촉매 및/또는 다른 첨가제의 반응 혼합물은 가요성 폴리우레탄 폼을 제조하는 데 순차적으로 사용될 수 있는 폼-형성 폴리우레탄 반응 혼합물 조성물을 제조하는 데 사용된다. 그러나, 아이소시아네이트 화합물의 조성 특징에는 막대한 변화가 있고 하이드록실 화합물은 폴리우레탄 폼을 제조하는 데 사용되며; 아이소시아네이트 화합물의 아이소시아네이트기가 하이드록실 화합물의 하이드록실기와 반응하여 우레탄 연결을 형성할 경우, 다수의 폴리우레탄 폼 구조 및 성능 프로파일이 생성될 수 있다. 경질 폼, 가요성 폼 및 어쿠스틱(acoustic) 저밀도 폼은 산업에서 생산되는 폼 유형의 일부 예이다.
일부 폼 시스템에서, 시스템에 사용된 화합물의 농도의 약간의 변화조차도 상이한 구조를 갖고 다르게 수행되는 폼 시스템을 제공할 수 있다. 다른 폼 시스템에서, 폼 시스템에 사용되는 특정 성분의 변화는 또한 원하는 용도에 대해 적절하게 수행되거나 수행되지 않을 수 있는 다른 폼 제품을 제공할 수 있다. 따라서, 모든 폼 시스템 화합물 또는 투여량의 폼 시스템 화합물이 작동 가능한 폼 시스템을 제공하거나 특정 유형의 용도에 적합한 특성을 갖는 폼 제품을 제공하기 위해 유사하게 수행되는 것은 아니다.
예를 들어, 유럽 특허 EP2039713B1호는 아민-개시된 자기 촉매성 폴리올로 제조된 폼을 개시하고 있다. 일부 경우에, 상이한 자기 촉매성 폴리올을 자기 촉매성 폴리올로 대체하면 폼 시스템의 성능을 변화시킬 수 있다. 놀랍게도 모든 자기 촉매성 폴리올이 작동 가능한 폼 시스템을 제공하거나 적절한 특성을 갖는 폼 제품을 제공하기 위해 유사하게 수행되는 것은 아니라는 것이 밝혀졌다.
Grassini 등(대리인 사건 번호 80240)에 의해 2017년 1월 23일자로 출원된 발명의 명칭이 "가요성 폴리우레탄 폼 및 제조 방법"인 미국 임시 특허 출원 제62/449234호는 광범위한 아이소시아네이트 지수에 걸쳐 압축 변형에 매우 작은 변화를 나타내는 탄성 폴리우레탄 폼 제품을 개시한다. 상기 특허 출원은 RZETATM(Tosoh Corporation으로부터 입수 가능한 1,4-다이아자비시클로[2.2.2]옥탄-2-메탄올)와 같은 아민계 우레탄 겔화 촉매와 조합된 자기 촉매성 폴리올의 저 방출 폼 제품을 생산하기 위한 폼 시스템에의 용도를 추가로 개시하고 있다.
상기 공지된 폼 시스템의 사용에 직면하는 일부 단점은 예를 들어, 공지된 시스템으로 제조된 최종 발포체 생성물은 감소된 방출 거동을 여전히 유지하면서 빠른 반응성 및 빠른 탈형과 같은 유리한 가공 특성을 나타내지 않는 공지된 시스템으로 제조된 얻어진 폼 제품을 포함한다. 또한, 폼 시스템에서 저 방출 촉매를 사용하여 "빠른 반응성 및 빠른 탈형 정위 폼 폴리우레탄 폼"을 제조하는 것은 다른 용도에 사용되는 다른 폴리우레탄 폼 시스템에 비해 이러한 폼 시스템에 사용되는 데 요구되는 많은 양의 총 촉매로 인해 까다로운 것이다.
본 발명의 일 양태는 유리하게는 빠르게 반응하고, 빠르게 탈형되고, 우수한 가공성을 가지고, 넓은 경도 범위를 가지며 VDA 278 (2015) 방출 시험을 통과하는 감소된 방출을 나타내는 폴리 우레탄 폼 형성 반응 혼합물 조성물 또는 시스템에 관한 것이다. 일 실시형태에서, 본 발명의 폴리우레탄 폼-형성 반응 혼합물 조성물은 하기를 포함한다: (I) (α) 적어도 하나의 폴리아이소시아네이트 화합물 및/또는 (β) 적어도 하나의 아이소시아네이트기를 함유하는 적어도 하나의 예비중합체를 포함하는 유기 아이소시아네이트-함유 재료인 성분 (I); 및 (II) 하기로 이루어진 폴리올-함유 부가혼합물: (a) 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올; (b) 적어도 하나의 그라프트된(grafted) 폴리올; (c) 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올; (d) 적어도 하나의 반응성 촉매; (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및 (f) 물; 상기 폼-형성 조성물의 제조 공정; 및 상기 폴리우레탄 폼-형성 반응 혼합물 조성물로부터 제조된 폴리우레탄 폼.
본 발명의 다른 양태는 상기 폴리우레탄 폼-형성 반응 혼합물 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 일 실시형태에서, 폴리우레탄 폼-형성 조성물 또는 시스템은 (1) 빠른 탈형 시간, (2) 양호한 흐름 및 (3) VDA 278 (2015) 방출 시험에 따른 저 방출과 같은 유리한 가공 특성을 나타낸다.
본 발명의 다른 양태는 상기 폴리우레탄 폼-형성 반응 혼합물 조성물로부터 제조된 폴리우레탄 폼에 관한 것이다. 일 실시형태에서, 폴리우레탄 폼-형성 조성물은 폼 시스템이 초고속 탈형 시간(예를 들어, 최소 약 20 초)을 보이도록; 그리고, 동시에, 폼 시스템이 VDA 278(2015) 방출 시험을 통과하고 자가-분쇄 거동(오픈 셀 구조)을 보일 수 있도록 정위 폼(FIP) 공정을 통해 가요성 폴리우레탄 폼을 제조하는데 유용하다. 본 발명의 가요성 폴리우레탄 폼은 유리하게는 헤드레스트(headrest) 및 암레스트(armrest)와 같은 차량 구성 요소를 충진하는 데 사용될 수 있으며; 폼이 자체-개방성이기 때문에 폼 발열이 냉각된 후 생성된 폼의 수축이 차량 구성 요소에서 발생하지 않는다.
본 발명은 다양한 용도를 위해 특정한 일련의 충분한 가공성 특성을 나타내는 가요성 폴리우레탄 폼의 제조를 위한 폴리우레탄 폼 시스템을 제공한다. 예를 들어, 폼 시스템의 원하는 폼 특성 또는 성능은 (1) 빠른 반응성/빠른 탈형 시간, (2) 양호한 흐름, 및 (3) 저 방출을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 성분의 특정 선택, 조합 및 투여량은 상기 유리한 특성 및/또는 성능을 나타내고 FIP 가요성 폴리우레탄 폼을 제공하는 폴리우레탄 폼 시스템을 형성하는 데 사용된다. 일반적으로, 특정 자동차 용도를 위한 폼 시스템은 통상적으로 다양한 OEM 방출 시험, 예를 들어, 250 μg/g 미만(<)의 VOC 상한 최대 목표치 및 400 μg/g 미만의 FOG 상한 최대 목표치를 포함하는 VDA 278(2015)를 충족하기 위해 감소된 방출 거동을 나타내기 위해 필요하다. 본 발명의 발포체는 상기 목표치들을 유익하게 만족시킨다.
일반적으로, 본 발명의 폴리우레탄 폼-형성 반응성 조성물은 하나 이상의 폴리올을 하나 이상의 유기 아이소시아네이트와 조합하여 제조된다. 본 발명의 가요성 폴리우레탄 폼을 제조함에 있어서, A-측 재료와 B-측 재료는 함께 반응하며, 여기서 A-측 재료는 적어도 하나의 아이소시아네이트-함유 성분, 주로 블렌드 (α) 적어도 하나의 폴리아이소시아네이트 화합물 및/또는 (β) 적어도 하나의 아이소시아네이트기를 함유하는 적어도 하나의 예비중합체(본원에서 성분 (I))를 포함하며; B-측 재료는 적어도 하나의 폴리올-함유 성분, 주로 적어도 하나의 폴리올, 적어도 하나의 반응성 촉매, 적어도 하나의 계면활성제, 및 물(본원에서 성분 (II))의 블렌드를 포함한다. 하나의 광범위한 실시형태에서, 본 발명은 하기를 포함하는 반응성 폴리우레탄 폼-형성 반응 혼합물 조성물 또는 시스템을 포함한다: (I) 적어도 하나 이상의 유기 아이소시아네이트-함유 재료 및 다른 선택적 첨가제(A-측 재료); 및 (II) 하기로 이루어진 폴리올 함유-부가혼합물: (a) 적어도 하나 이상의 자기 촉매성 폴리올; (b) 적어도 하나 이상의 그라프트된 폴리올; (c) 적어도 하나 이상의 반응성 폴리에테르 폴리올; (d) 적어도 하나의 반응성 촉매; (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및 (f) 물 및 다른 선택적 첨가제(B-측 재료).
하나의 예시적인 실시형태에서, 본 발명의 폴리우레탄 폼 시스템은 하기를 포함하는 폴리우레탄 폼-형성 반응 혼합물 조성물을 포함한다: (I) ) 적어도 하나의 아이소시아네이트기를 함유하는 적어도 하나의 예비중합체; 및 (II) 하기로 이루어진 부가혼합물: (a) 약 1 중량 퍼센트(wt%) 내지 약 65 wt%의 자기 촉매성 폴리올; (b) 약 5 wt% 내지 약 50 wt%의 적어도 하나 이상의 그라프트된 폴리올; (c) 약 1 wt% 내지 약 40 wt%의 적어도 하나 이상의 반응성 폴리에테르 폴리올; (d) 약 0.1 wt% 내지 약 5 wt%의 적어도 하나의 반응성 촉매; (e) 약 0.1 wt% 내지 약 5 wt%의 계면활성제; 및 (f) 약 1 wt% 내지 약 15 wt%의 물.
본 발명에 유용한 유기 아이소시아네이트-함유 재료인 성분 (I)는 (α) 적어도 하나의 폴리아이소시아네이트 화합물 및/또는 (β) 적어도 하나의 아이소시아네이트기를 함유하는 적어도 하나의 예비중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 폼-형성 조성물의 제조에 유용하고 폼-형성 조성물의 제조 공정을 수행하는 데 유용한 적합한 유기 아이소시아네이트인 성분 (I)(α)는 폴리우레탄 폼의 제조를 위해 당해 업계에 공지된 임의의 유기 아이소시아네이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 사용될 수 있는 유기 아이소시아네이트는 지방족, 지환족, 아릴지방족 및 방향족 아이소시아네이트를 포함한다. 일 실시형태에서, 방향족 아이소시아네이트, 특히 방향족 폴리아이소시아네이트는 일반적으로 비용, 이용 가능성 및 방향족 폴리 아이소시아네이트가 생성물 폴리우레탄에 부여하는 특성에 기초하여 바람직하다.
본 발명의 폴리우레탄 폼을 제조하는데 유용한 방향족 폴리아이소시아네이트는 예를 들어, 메틸렌 다이페닐 다이아이소시아네이트("MDI") 및 톨루엔 다이아이소시아네이트("TDI")와 같은 방향족 다이아이소시아네이트뿐만 아니라 이들의 올리고머 또는 중합체를 포함할 수 있다. 본 발명에 유용한 구체적인 예시적 폴리아이소시아네이트는, 예를 들어, m-페닐렌 다이아이소시아네이트; 2,4- 및 2,6-톨루엔 다이아이소시아네이트; 4,4'-, 4,2' 및 2,2'-다이페닐 메탄 다이아이소시아네이트; 다이페닐 메탄 다이아이소시아네이트의 다양한 이성질체; MDI의 블렌드 및 중량체성 및 단량체성 MDI 블렌드b; MDI 및 TDI의 블렌드; 헥사메틸렌-1,6-다이아이소시아네이트; 테트라메틸렌-1,4-다이아이소시아네이트; 시클로헥산-1,4-다이아이소시아네이트; 헥사히드로 톨루엔 다이아이소시아네이트; 수소화 MDI (H12 MDI); 나프틸렌-1,5-다이아이소시아네이트; 메톡시페닐-2,4-다이아이소시아네이트; 4,4'-비페닐렌 다이아이소시아네이트; 3,3'-다이메톡시-4,4'-비페닐 다이아이소시아네이트; 3,3'-다이메틸다이페닐메탄-4,4'-다이아이소시아네이트; 4,4',4"-트라이페닐메탄 트라이-아이소시아네이트; 폴리메틸렌 폴리페닐아이소시아네이트 또는 이의 MDI(중합체성 MDI)와의 혼합물; 수소화 폴리메틸렌 폴리페닐아이소시아네이트; 톨루엔-2,4,6-트라이아이소시아네이트; 4,4'-다이메틸 다이페닐메탄-2,2',5,5'-테트라아이소시아네이트; 뷰렛 개질된 TDI, 중합된 아이소시아네이트, m- 및 p-페닐렌 다이아이소시아네이트, 클로로페닐렌-2,4-다이아이소시아네이트, 및 다이페닐에테르 다이아이소시아네이트 및 2,4,4′-트라이이소시아나토다이페닐에테르; 상기 방향족 아이소시아네이트의 포화 유사체; 이들의 혼합물; 등을 포함한다.
본 발명에 유용한 상기 폴리아이소시아네이트 중에서, TDI 및 이들의 유도체; MDI 및 이들의 유도체; 및 이들의 혼합물이 바람직하다. 예를 들어, 하나의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 가요성 폼-형성 폴리우레탄 조성물에 유용한 유기 아이소시아네이트는 2,4-톨루엔 다이아이소시아네이트, 2,6-톨루엔 다이아이소시아네이트, 2,4-톨루엔 다이아이소시아네이트 및 2,6-톨루엔 다이아이소시아네이트의 혼합물; 2,4'-다이페닐메탄 다이아이소시아네이트, 2,2'-다이페닐메탄 다이아이소시아네이트, 4,4'-다이페닐메탄 다이아이소시아네이트, 2,4'-다이페닐메탄 다이아이소시아네이트, 2,2'-다이페닐메탄 다이아이소시아네이트, 및 4,4'-다이페닐메탄 다이아이소시아네이트의 혼합물; 및 이들의 혼합물일 수 있다. 다른 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 폼-형성 조성물에 유용한 폴리아이소시아네이트는 뷰렛-개질된 "액체" MDI 생성물 및 중합체성 MDI와 같은 MDI의 유도체뿐만 아니라 TDI의 2, 4- 및 2, 6- 이성질체의 혼합물을 포함할 수 있다.
미정제 폴리아이소시아네이트는 또한 톨루엔 다이아민의 혼합물의 포스겐화에 의해 수득된 미정제 톨루엔 다이아이소시아네이트 또는 미정제 메틸렌 다이페닐아민의 포스겐화에 의해 수득된 미정제 다이페닐메탄 다이아이소시아네이트와 같이 본 발명의 실시에 사용될 수 있다.
본 발명의 폴리우레탄 폼을 제조하는 데 유용한 지환족 폴리아이소시아네이트는 예를 들어, 이소포론 다이아이소시아네이트; 시클로헥산 1,4-다이아이소시아네이트; 4,4′-다이시클로헥실메탄 다이아이소시아네이트; 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리우레탄 폼을 제조하는 데 유용한 지방족 폴리아이소시아네이트는 예를 들어, 에틸렌 다이아이소시아네이트; 1,6-헥사메틸렌 다이아이소시아네이트; 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
카르보다이이미드-개질된 폴리아이소시아네이트와 같은 개질된 폴리아이소시아네이트는 또한 본 발명의 폴리우레탄 폼의 제조에 유용하다.
본 발명에서 유용한 폴리아이소시아네이트의 또 다른 바람직한 실시형태는 예를 들어, VORANATETM M229와 같은 중합체성 MDI; 또는 TDI 이성질체와 MDI의 혼합물을 포함하며, 여기서 TDI 이성질체는 혼합물의 중량을 기준으로 약 60 wt% 내지 약 90 wt%를 구성하며, 2,4-TDI 이성질체는 VORANATETM TM-20와 같은 TDI 이성질체의 중량을 기준으로 적어도 약 70 wt%를 구성한다. 상기 VORANATETM 제품은 The Dow Chemical Company로부터 입수 가능하다.
본 발명의 폼-형성 조성물의 제조에 유용한 적합한 예비중합체인 성분(Iβ)는 폴리올을 상술한 폴리아이소시아네이트 중 임의의 것과 반응시켜 수득된 유리 아이소시아네이트-함유 예비중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, MDI 또는 TDI계 예비중합체가 사용될 수 있고, 하기 본원에 기재된 바와 같은 임의의 폴리올로 제조될 수 있다. 아이소시아네이트 말단 예비중합체는 과량의 폴리아이소시아네이트를 아민화 폴리올 또는 이의 이민/엔아민 또는 폴리아민을 포함하는 폴리올과 반응시킴으로써 제조된다. 본원에 기재된 임의의 MDI 예비중합체는 본 발명에 사용되는 바람직한 아이소시아네이트이다.
일 실시형태에서, 유기 아이소시아네이트-함유 재료 또는 이들의 혼합물은 일반적으로 분자 당 평균 약 1.8 이상의 아이소시아네이트기를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 아이소시아네이트 작용성은 또 다른 실시형태에서 약 1.9 내지 약 4, 약 1.9 내지 약 3.5, 및 또 다른 실시 형태에서 약 1.9 내지 약 2.7일 수 있다.
본 발명의 가요성 폼-형성 폴리우레탄 조성물에 사용될 수 있는 아이소시아네이트-함유 재료의 양은 일반적으로 일 실시형태에서 약 60 내지 약 125의 아이소시아네이트 지수를 제공하기에 충분한 양일 수 있다. 다른 실시형태에서, 아이소시아네이트 지수 범위는 약 70 내지 약 115일 수 있고, 또 다른 실시양태에서, 아이소시아네이트 지수 범위는 약 80 내지 약 105일 수 있다. 본원에서 "아이소시아네이트 지수"는 제형 중의 아이소시아네이트기 대 아이소시아네이트-반응성기의 비율의 100배이다.
폼-형성 폴리우레탄 조성물의, B-측 재료로도 지칭되는 성분(II)는 적어도 하나의 폴리올 화합물 및 일반적으로 둘 이상의 폴리올 화합물을 포함하는 성분의 블렌드 또는 부가혼합물이다. 일반적인 실시형태에서, 폼-형성 폴리우레탄 조성물을 제조하기 위하여, B-측 재료는 하기를 포함하는 폴리올-함유 부가혼합물 또는 블렌드를 포함한다: (a) 자기 촉매성 방향족 폴리올, (b) 그라프트된 폴리올, 및 (c) 반응성 폴리에테르 폴리올; 및 (d) 적어도 하나의 반응성 촉매를 포함하는 다른 첨가제(하기 본원에서 상세히 기재됨); (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및 (f) 물.
본 발명에서 유용한 폴리올 블렌드는 자기 촉매성 폴리올 화합물, 예컨대 미국 특허 제8,957,123호; 제7,361,695호; 제6,762,274호; 제6,924,321호; 및 제9,611,351호, 및 국제공개 WO2015/153316A1에 개시되어 있는 것을 포함할 수 있으며, 상기 특허 문헌 모두는 본원에 이들 전체가 참고로 포함된다. 일 실시형태에서, 자기 촉매성 폴리올 화합물은 약 1 내지 약 8, 바람직하게는 약 2 내지 약 8, 보다 바람직하게는 약 2 내지 약 6의 작용성 및 약 15 내지 약 200의 하이드록실가를 갖는 적어도 하나의 3차 아민기를 함유하는 폴리올이다. 본 발명에 사용될 수 있는 지방족 또는 방향족 아민계 폴리에테르 폴리올은 지방족 또는 방향족 아민과 하나 이상의 알킬렌 옥사이드의 반응으로부터 제조된 것을 포함한다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법에 유용한 자기 촉매성 폴리올은 약 2 내지 약 8 범위의 작용성 및 약 15 내지 약 200 범위의 하이드록실가를 갖는 자기 촉매성 폴리올 화합물이며, 여기서 상기 자기 촉매성 폴리올 화합물은 적어도 하나의 3차 아민기를 포함하고, 상기 자기 촉매성 폴리올은 3,3'-다이아미노-N-메틸다이프로필아민, 2,2'-다이아미노-N-메틸다이에틸아민, 2,3-다이아미노-N-메틸-에틸-프로필아민, 또는 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 개시제 분자의 알콕실화에 의해 수득된 아민 개시된 폴리올이다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 방법에 유용한 자기 촉매성 폴리올은 하기 화학식 (I)의 개시제에 기초한 자기 촉매성 폴리올 화합물이다:
Figure pct00001
화학식 (I)에서, n 및 p는 독립적으로 2 내지 6이고; 각각의 경우에 A는 독립적으로 산소, 질소 또는 수소이며, 단 하나의 A만이 한번에 수소일 수 있고; R은 C1 내지 C3 알킬기이며; m은 A가 수소일 때 0이고, A가 산소일 때 1이며, A가 질소일 때 2이다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 방법에 유용한 자기 촉매성 폴리올은 본원에 인용되어 포함되어 있는 미국 특허 제6,924,321호에 기재된 바와 같은 자기 촉매성 폴리올 화합물이다. 자기 촉매성 폴리올 화합물은 하기 화학식 (II)의 개시제의 알콕실화에 의해 수득될 수 있다:
Figure pct00002
화학식 (II)에서, n은 2 내지 12의 정수이며, R은 C1 내지 C3 알킬기이다.
화학식 (II)의 바람직한 일 실시형태에서, n은 2 내지 12, 바람직하게는 2 내지 6, 및 보다 바람직하게는 2 내지 4의 정수일 수 있다. 다른 바람직한 실시형태에서, R은 메틸일 수 있으며 n은 2 내지 4의 정수일 수 있다. 화학식 (II)의 화합물은 당해 업계에 공지된 표준 절차에 의해 제조될 수 있다. 화학식 II의 화합물의 예는 N-메틸-1,2-에탄다이아민 및 N-메틸-1,3-프로판다이아민을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 폴리에테르 폴리올 및 폴리우레탄 중합체는 본원에 인용되어 포함되어 있는 국제공개 WO2015/153316 A1호에 기재된 바와 같은 개시제 조성물을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 개시제 조성물은 다이하이드록시 3차 아민 및 폴리하이드록실 알코올의 반응 생성물일 수 있다. 바람직한 일 실시형태에서, 본 발명에 사용된 다이하이드록시 3차 아민은 화학식 (III)의 하기 구조를 갖는다:
Figure pct00003
상기 식에서 R1은 수소 또는 C1-C6 선형 또는 분지형 알킬기이며; R2 및 R3은 독립적으로 C1-C6 선형 또는 분지형 알킬기이다. 다른 바람직한 실시형태에서, 다이하이드록시 3차 아민은 N-메틸 다이에탄올아민(MDEA)일 수 있다.
본 발명에서 유용한 적합한 폴리하이드록시 알코올은 예를 들어, 2 내지 8개의 하이드록실기를 알코올을 포함할 수 있으며; C2 내지 Ci8 알킬, 아릴, 또는 알크아릴 화합물; 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 폴리하이드록시 알코올은 선형, 분지형, 또는 환형; 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 바람직한 일 실시형태에서, 폴리하이드록시 알코올은 메틸렌글리콜(MEG), 다이에틸렌글리콜(DEG), 메틸프로필렌글리콜(MPG), 다이프로필렌글리콜(DPG), 글리세롤, 트라이메틸올 프로판, (TMP), 펜타에리트리톨, 및 수크로스 및 소르비톨과 같은 당일 수 있다. 또 다른 바람직한 실시형태에서, 폴리하이드록시 알코올은 글리세린, 글리콜, 당, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
하기 반응식 (1)에 나타낸 바람직한 개시제 조성물은 MDEA 및 글리세린의 반응 생성물일 수 있다:
Figure pct00004
In 상기 반응식 (I)에서, x는 바람직하게는 1 내지 10의 정수이며 독립적으로 y는 바람직하게는 1 내지 10의 정수이다.
일 실시형태에서, 다이하이드록시 3차 아민 및 폴리하이드록시 알코올의 반응 생성물은 생성물의 혼합물뿐만 아니라 부분적으로 및/또는 완전히 미반응 3차 아민 및/또는 폴리하이드록시 알코올을 포함한다. 예를 들어, 바람직한 일 실시형태에서, 미반응 N-메틸 다이에탄올아민 및/또는 글리세린뿐만 아니라 N-메틸 다이에탄올 아민 및 글리세린의 반응은 본원에 인용되어 포함되어 있는 국제 공개 WO2015/153316 A1호에 기재된 바와 같은 생성물의 혼합물을 생성할 수 있다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 방법에서 유용한 자기 촉매성 폴리올은 폴리올 사슬 내에 알킬아민을 또는 폴리올 사슬에 펜던트된 다이-알킬일아미노(di-alkylylamino)기를 함유하는 자기 촉매성 폴리올 화합물이며, 여기서 폴리올 사슬은 알킬 아지리딘 또는 N, N-다이알킬 글리시딜아민을 함유하는 적어도 하나의 단량체와 적어도 하나의 알킬렌 옥사이드의 공중합에 의해 수득되며, 바람직하게는 아민의 알킬 또는 다이-알킬 모이어티는 C1 내지 C3 알킬이다.
유용한 방향족 아민계 폴리에테르 폴리올은 1,2-, 1,3- 및 1,4-페닐렌다이아민; 2,3-, 2,4-, 3,4- 및 2,6-톨루엔 다이아민(TDA); 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-다이아미노다이페닐메탄(DADPM); 및/또는 폴리페닐-폴리메틸렌-폴리아민 개시제; 및 이들의 혼합물에 기초한 것을 포함한다. 알콕실화된 방향족 아민 폴리올은 개시제 혼합물 중의 다른 성분으로부터 유래된 알콕실화 생성물을 함유할 수 있다. 대부분의 경우에, 이들은 저 분자량 디올 및 트리올, 예컨대 다이에틸렌 글리콜, 글리세린 및/또는 물의 알콕실화 생성물을 함유한다. 또한, 방향족 아민계 폴리에테르 폴리올은 저 분자량의 디올 및 트리올, 예컨대 다이에틸렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜 및/또는 글리세린을 함유할 수 있다. 방향족 아민계 폴리에테르 폴리올, 예컨대 TDA-계 폴리에테르 폴리올 및 다이아미노다이페닐메탄 또는 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리아민(DADPM)-계 폴리에테르 폴리올은 경질 폴리우레탄 폼에 적합한 아이소시아네이트-반응성 화합물로서 기재되어 있다(예를 들어, EP EP421269, EP617068, 및 EP708127; WO 94/25514; 및 미국 특허 제5,523,333호, 제5,523,332호 및 제5,523,334호 참고).
본 발명에 사용하기 위한 TDA-계 폴리에테르 폴리올은 일반적으로 약 350 내지 약 810, 바람직하게는 약 350 내지 약 470 mg KOH/g, 보다 바람직하게는 약 350 내지 약 430 mg KOH/g의 OH가를 가지며, 약 3.7 내지 약 4.0 범위, 바람직하게는 약 3.9의 작용성을 갖는다. TDA-계 폴리에테르 폴리올의 분자량은 일반적으로 약 280 g/mol 내지 약 640 g/mol 사이이다. 이 범위의 작용성 및 OH가를 갖는 TDA-계 폴리에테르 폴리올은 당해 업계에 잘 알려져 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 TDA-계 폴리에테르 폴리올은 알킬렌 옥사이드, 예컨대 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드를 톨루엔 다이아민의 다양한 이성질체, 예컨대 2,4-, 2,6-, 2,3- 및 3,4-TDA에 첨가하여 수득될 수 있다. 바람직하게는 2,3- 및/또는 3,4-TDA(오르소-TDA 또는 인접(vicinal) TDA)는 개시제로서 메타-TDA(2,4-및/또는 2,6-TDA)의 총 개시제의 25 wt% 이하로 사용될 수 있다. 인접 TDA는 순수한 이성질체 또는 이의 혼합물이며, 바람직하게는 약 20 wt% 내지 약 80 wt%의 2,3-TDA 및 약 80 wt% 내지 약 20 wt%의 3,4-TDA를 함유한다. 다른 공-개시제가 총 개시제의 약 60 wt% 이하, 바람직하게는 약 5 wt% 내지 약 10 wt%의 양으로 상기 개시제에 추가로 사용될 수 있다.
본 발명에 유용한 자기 촉매성 폴리올의 범위는 필요로 하는 바람직한 반응성 프로파일에 의존할 수 있다. 통상적으로, 하나 이상의 자기 촉매성 폴리올이 B-측 재료 내에 존재하며 사용된 자기 촉매성 폴리올(들)의 총량은 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 1 wt% 이상(≥), 바람직하게는 약 2 wt% 이상, 보다 바람직하게는 약 5 wt% 이상일 수 있다. B-측 재료 내에 존재하는 자기 촉매성 폴리올 화합물(들)의 총량은 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 65 wt% 이하, 바람직하게는 약 60 wt% 이하, 보다 바람직하게는 약 55 wt% 이하의 양일 수 있다. 바람직한 하나의 실시형태에서, 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올의 양은 약 1 wt% 내지 약 65 wt%일 수 있다.
본 발명에서 유용한 성분 (b)는 "개질된 폴리올" 또는 "PIPA(폴리 아이소시아네이트 폴리 첨가) 폴리올" 또는 "공중합체 폴리올"로도 지칭되는 그라프트된 폴리에테르 폴리올일 수 있다. 그러한 폴리에테르 폴리올은 선행 기술에 완전히 기재되어 있고 중합체성 폴리올, 예를 들어 폴리에테르 폴리올에서 하나 이상의 비닐 단량체, 예를 들어 스타이렌 및 아크릴로나이트릴의 원 위치 중합(in situ polymerization)에 의해, 또는 중합체성 폴리올에서 폴리아이소시아네이트와 아미노- 또는 하이드록시-작용성 화합물, 예를 들어 트라이에탄올아민의 원 위치 반응(in situ reaction)에 의해 수득된 생성물을 포함한다.
본 발명에 따라 특히 흥미로운 중합체 개질된 폴리올은 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 폴리올에서 스타이렌 및/또는 아크릴로나이트릴의 원 위치 중합에 의해 수득된 생성물 및 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 폴리올에서 폴리아이소시아네이트와 아미노 또는 하이드록시-작용성 화합물(예컨대, 트라이에탄올아민)의 원 위치 반응에 의해 수득된 생성물이다.
약 5 퍼센트 내지 약 50 퍼센트의 분산된 중합체를 함유하는 폴리옥시알킬렌 폴리올이 특히 유용하다. 50 마이크론 미만의 분산된 중합체의 입자 크기가 바람직하다. 이러한 아이소시아네이트-반응성 성분의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 가장 바람직하게는 1급, 2급 또는 3급 질소 원자를 포함하지 않는 폴리올이 사용된다.
그라프트된 폴리올은 통상적으로 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 5 wt% 이상, 바람직하게는 약 10 wt% 이상, 보다 바람직하게는 약 15 wt% 이상의 양으로 B-측 재료 내에 존재한다. 그라프트된 폴리올은 통상적으로 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 50 wt% 이하, 바람직하게는 약 45 wt% 이하, 보다 바람직하게는 약 40 wt% 이하의 양으로 B-측 재료 내에 존재한다. 바람직한 하나의 실시형태에서, 적어도 하나의 그라프트된 폴리올의 양은 약 5 wt% 내지 약 50 wt%일 수 있다.
B-측 재료는 또한 예를 들어, 고 EO-함유 폴리올 화합물을 포함하는 성분(c)로서 하나 이상의 반응성 폴리에테르 폴리올을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리올 블렌드는 글리세린-개시된 폴리에테르 폴리올을 포함할 수 있다. 본 발명에서 유용한 적합한 글리세린-개시된 폴리에테르 폴리올은 선행 기술에 완전히 기재되어 있으며, 알킬렌 옥사이드, 예를 들어 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 2 내지 8, 바람직하게는 3 내지 8의 작용성 및 바람직하게는 약 5 내지 100, 보다 바람직하게는 약 10 내지 80, 그리고 보다 바람직하게는 약 15 내지 약 60의 평균 하이드록실가를 갖는 개시제의 반응 생성물을 포함한다. 본 발명의 가요성 폴리우레탄 폼의 제조에 특히 중요한 것은 약 3 이상 내지 약 8 이하의 작용성을 갖는 폴리에테르 폴리올 및 폴리올 혼합물이다. 바람직하게는, 폴리올 또는 폴리올들은 약 100 내지 약 10 000; 보다 바람직하게는 약 200 내지 약 8,000의 평균 분자량을 갖는다.
본 발명에 적합한 개시제는: 폴리올, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 부탄 디올, 글리세롤, 트라이메틸올프로판, 트라이에탄올아민, 펜타에리트리톨, 소르비톨 및 수크로스; 폴리아민, 예를 들어 에틸렌 다이아민, 톨릴렌 다이아민, 다이아미노다이페닐메탄 및 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리아민; 및 아미노알코올, 예를 들어 에탄올아민 및 다이에탄올아민; 및 이러한 개시제의 혼합물을 포함한다. 다른 적합한 폴리올은 적합한 비율의 글리콜 및 더 높은 작용성 폴리올과 폴리카르복실산의 축합에 의해 수득된 폴리에스테르를 포함한다. 또 다른 적합한 폴리올은 하이드록실 말단 폴리티오에테르, 폴리아마이드, 폴리에스테르아마이드, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리올레핀, 폴리실록산, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 또 다른 적합한 아이소시아네이트-반응성 성분은 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 부탄 디올, 글리세롤, 트라이메틸올프로판, 에틸렌 다이아민, 에탄올아민, 다이에탄올아민, 트라이에탄올아민 및 상기한 다른 개시제를 포함한다. 이러한 아이소시아네이트-반응성 성분의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 바람직한 일 실시형태에서, 1급, 2급 또는 3급 질소 원자를 포함하지 않는 폴리올이 본 발명에 사용될 수 있다.
본 발명의 가요성 폴리우레탄 폼의 제조에 특히 중요한 것은 약 100 이하, 바람직하게는 약 80 이하, 보다 바람직하게는 약 60 이하의 하이드록실가를 갖는 폴리에테르 폴리올 및 폴리올 혼합물이다. 하이드록실가는 반응에 이용 가능한 반응성 하이드록실기의 수를 나타낸다. 이는 1 그램의 폴리올의 하이드록실 함량에 해당하는 포타슘 하이드록사이드의 밀리그램의 수로 나타내어진다.
가요성 폼의 제조에 특히 중요한 것은 알킬렌 옥사이드, 예를 들어 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 분자 당 2 내지 8개, 바람직하게는 3 내지 8개의 활성 수소 원자를 함유하는 개시제와의 반응 생성물이다. 적합한 개시제는: 폴리올, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 부탄 디올, 글리세롤, 트라이메틸올프로판, 트라이에탄올아민, 펜타에리트리톨 및 소르비톨; 폴리아민, 예를 들어 에틸렌 다이아민, 톨릴렌 다이아민, 다이아미노다이페닐메탄 및 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리아민; 및 아미노알코올, 예를 들어 에탄올아민 및 다이에탄올아민; 및 이러한 개시제의 혼합물을 포함한다. 다른 적합한 폴리올은 적합한 비율의 글리콜 및 더 높은 작용성 폴리올과 폴리카르복실산의 축합에 의해 수득된 폴리에스테르를 포함한다. 또 다른 적합한 폴리올은 하이드록실 말단 폴리티오에테르, 폴리아마이드, 폴리에스테르아마이드, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리올레핀, 폴리실록산, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 폴리올은 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드 유닛을 포함하는 폴리에테르 폴리올이고, 가장 바람직하게는 적어도 약 10 wt%; 바람직하게는 약 10 wt% 내지 약 85 wt%의 옥시에틸렌 함량을 갖는 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 폴리올이다. 바람직한 아이소시아네이트-반응성 성분은 에틸렌-옥사이드 캡핑된 폴리에테르 폴리올을 포함한다.
통상적으로, 반응성 폴리에테르 폴리올인 성분 (c)는 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 1 wt% 이상, 바람직하게는 약 1.5 wt% 이상, 보다 바람직하게는 약 2 wt% 이상의 양으로 B-측 재료 내에 존재할 수 있다. 반응성 폴리에테르 폴리올은 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 40 wt% 이하, 바람직하게는 약 30 wt% 이하, 보다 바람직하게는 25 wt% 이하, 가장 바람직하게는 20 wt% 이하의 양으로 B-측 재료 내에 존재할 수 있다. 바람직한 하나의 실시형태에서, 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올의 양은 약 1 wt% 내지 약 40 wt%일 수 있다.
폴리올의 블렌드에 이외에, 성분 (II)는 또한 (d) 적어도 하나의 반응성 촉매; (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및 (f) 물; 및 다른 선택적 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명의 B-측 재료에서 유용한 성분 (d)는 적어도 하나 이상의 반응성 촉매 화합물을 포함할 수 있다. 반응성 촉매는 예를 들어 (i) 반응성 블로우 촉매; (ii) 반응성 겔 촉매; (iii) 비-방출 아민 촉매; (iv) 저 방출 아민 촉매; 및 이들의 혼합물을 포함하는 폴리우레탄 폼의 제조에 유용한 임의의 수의 공지된 촉매로부터 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시형태에서, 본 발명의 폼-형성 조성물의 B-측 재료에서 유용한 촉매 성분은 임의의 유효 3차 아민으로부터 선택될 수 있는 적어도 하나의 3차 아민 촉매일 수 있다. 이러한 선택은 통상적으로 예를 들어 N-알킬모르폴린; N-알킬알칸올아민; 아미노알코올; N,N-다이알킬사이클로헥실아민; 알킬기가 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 이의 이성질체 형태인 알킬아민; 헤테로사이클릭 아민; 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이의 비제한적인 구체적인 예는 1-메틸이미다졸, 트라이에틸렌다이아민, 테트라메틸에틸렌다이아민, 비스(2-다이메틸-아미노에틸)에테르, 트라이에탄올아민, 트라이에틸아민, 트라이프로필아민, 트라이아아이소프로필아민, 트라이부틸아민, 트라이아밀아민, 피리딘, 퀴놀린, 다이메틸피페라진, N,N-다이메틸사이클로헥실-아민, N-에틸-모르폴린, 메틸트라이에틸렌-다이아민, N,N', N"-트리스(다이메틸아미노프로필)-sym-헥사하이드로트리아진 및 이들의 조합을 포함한다. 3차 아민의 바람직한 그룹은 1-메틸-이미다졸, 2-에틸-4-메틸-이미다졸, 2-에틸부틸다이아이소프로필아민, 트라이에틸렌다이아민, 트라이에틸아민, 트라이아이소프로필 아민 및 이들의 조합을 포함한다.
3차 아민 촉매는 폴리올과 유기 폴리아아이소시아네이트 사이의 반응에 대한 촉매 활성 및 적어도 하나의 3차 아민기를 갖는 임의의 화합물일 수 있다. 대표적인 3차 아민 촉매는 예를 들어 트라이메틸아민, 트라이에틸아민, 다이메틸에탄올아민, N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린, N,N-다이메틸-벤질아민, N,N-다이메틸에탄올아민, N,N,N',N'-테트라 메틸-1,4-부탄다이아민, N,N-다이메틸피페라진, 1,4-다이아조바이사이클로-2,2,2- 옥탄, 비스(다이메틸아미노에틸)에테르, 비스(2-다이메틸아미노에틸)에테르, 모르폴린, 4,4'-(옥시다이-2,1-에탄다이일)비스, 트라이에틸렌다이아민, 펜타메틸 다이에틸렌 트라이아민, 다이메틸 사이클로헥실 아민, N-아세틸 N,N-다이메틸 아민, N-코코-모르폴린, N,N-다이메틸 아미노메틸 N-메틸 에탄올 아민, N, N, N'-트라이메틸-N'-하이드록시에틸 비스(아미노에틸)에테르, N,N-비스(3-다이메틸-아미노프로필)N-아이소프로판올아민, (N,N-다이메틸)아미노-에톡시 에탄올, N, N, N', N'-테트라메틸 헥산 다이아민, 1,8-디아자바이사이클로-5,4,0-운데센-7, N,N-다이모르폴리노다이에틸 에테르, N-메틸 이미다졸, 다이메틸 아미노프로필 다이프로판올아민, 비스(다이메틸아미노프로필)아미노-2- 프로판올, 테트라메틸아미노 비스(프로필아민), (다이메틸(아미노에톡시에틸))((다이메틸 아민)에틸)에테르, 트리스(다이메틸아미노 프로필)아민, 다이사이클로헥실 메틸 아민, 비스(N,N-다이메틸-3-아미노프로필)아민, 및 1,2-에틸렌 피페리딘 및 메틸-하이드록시에틸 피페라진; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 3차 아민 촉매는 N,N,N'-트라이메틸-N'-하이드록시에틸- 비스아미노에틸에테르(예를 들어, Huntsman Corporation의 JEFFCATTM ZF-10 및 Tosoh Corporation의 TOYOCATTM RX10으로서 입수 가능한 촉매), N,N-비스(3-다이메틸아미노프로필)-N-아이소프로판올아민(JEFFCAT ZR-50), N-(3-다이메틸아미노프로필)-N,N-다이아이소프로판올아민(JEFFCAT DPA), 1,3-프로판다이아민, N'-(3-(다이메틸아미노)프로필)-N,N-다이메틸(JEFFCAT Z-130), N,N,N'-트라이메틸아미노에틸-에탄올아민(JEFFCAT Z-110), 비스(2-다이메틸아미노에틸)에테르(JEFFCAT ZF-20), N,N-다이메틸에탄올아민(DMEA), 벤질다이메틸아민(BDMA), N,N-다이메틸사이클로헥실아민(DMCHA), 펜타메틸다이에틸렌트라이아민(PMDETA), N,N,N',N'',N''-펜타메틸-다이프로필렌트라이아민(JEFFCAT ZR-40), 다이메틸아미노프로필 아민(DMAPA), (3-아미노프로필 다이메틸아민, 1,1'-[[3-(다이메틸아미노)프로필]-이미노]비스프로판-2-올)(JEFFCAT LE-310), NIAX EF 600, DABCO NE 1070; 및 이들의 혼합물 중 하나 이상이다.
바람직한 하나의 실시형태에서, 본 발명에서 유용한 반응성 촉매인 성분 (d)는 예를 들어 90% 초과의 N-[2-[2-(다이메틸아미노)에톡시]에틸]-N-메틸-1,3-프로판다이아민(Evonik에서 입수 가능한 DABCO NE 300); NIAX EF 100; N,N,N'-트라이메틸-N'-하이드록시에틸-비스아미노에틸에테르(Huntsman Corporation의 JEFFCATTM Zf-10로서 입수 가능함); N,N-비스(3-다이메틸아미노프로필)- N-아이소프로판올아민(JEFFCAT ZR 50); 및 이들의 혼합물과 같은 반응성 촉매를 포함할 수 있다.
3차 아민 촉매는 통상적으로 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 0.01 wt% 내지 약 5 wt%의 양으로 사용된다. 바람직하게는, 3급 아민 촉매는 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 0.01 wt% 이상, 바람직하게는 약 0.1 wt% 이상, 보다 바람직하게는 약 0.15 wt% 이상, 가장 바람직하게는 약 0.2 wt%의 양으로 B-측 재료 내에 존재할 수 있다. 바람직하게는, 3급 아민 촉매는 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 5 wt% 이하, 바람직하게는 약 4.5 wt% 이하, 보다 바람직하게는 약 4 wt% 이하, 가장 바람직하게는 약 3 wt% 이하의 양으로 B-측 재료 내에 존재할 수 있다.
본 발명에서 유용한 임의의 반응성 촉매 화합물은 성분 (d)(i) 반응성 블로우 촉매, 예컨대 DABCO NE 300; 성분 (d)(ii) 반응성 아민 겔 촉매, 예컨대 DABCO NE 1091; 성분 (d)(iii) 비-방출성 아민 촉매, 예컨대 DMAPA 및 DABCO NE 210; 및 성분 (d)(iv) 저 방출 반응성 아민 촉매, 예컨대 DABCO NE 300; 및 이들의 혼합물을 포함하는 상술한 화합물로부터 선택될 수 있다.
독립적으로 또는 조합하여 (총 촉매), 발포체 조성물 내에 존재하는 상기 반응성 촉매 성분 (d)(i) 내지 (d)(iv) 중 임의의 하나의 양은 일반적으로 일 실시형태에서 약 0.1 wt% 내지 약 5 wt%; 다른 실시형태에서 약 0.2 wt% 내지 약 3.5 wt%; 및 또 다른 실시형태에서 약 0.3 wt% 내지 약 3 wt%의 범위에 있을 수 있다.
상기 기재된 다량의 촉매 혼합물 및 상기 기재된 자기 촉매성 폴리올을 조합함으로써, 본 발명의 폼에 대한 빠른 반응 프로파일 (동시에 VDA 278 (2015)를 통과하면서) 및 원하는 가공성이 수득될 수 있다는 것을 놀랍게도 알게 되었다.
폴리우레탄 폼을 제조함에 있어서, 폼이 팽창하면서 혼합물이 경화될 때까지 발포 반응 혼합물을 안정화시키기 위한 양의 계면활성제인 성분 (e)를 사용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 폼 제형의 B-측 재료는 하나 이상의 계면활성제를 포함할 수 있다. 폼 제형에서 유용한 계면활성제의 예로는 비이온성 계면활성제 (또는 유기-개질된 폴리실록산) 및 습윤제, 예컨대 프로필렌 옥사이드 그리고 그 후에 에틸렌 옥사이드를 프로필렌 글리콜에 순차적으로 첨가하여 제조된 것, 고체 또는 액체 유기실리콘(organosilicone) 및 장쇄 알코올의 폴리에틸렌 글리콜 에테르; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이온성 계면활성제, 예컨대 장쇄 알킬산 황산 에스테르, 알킬술폰산 에스테르 및 알킬 아릴술폰산의 알칸올아민 염 또는 3차 아민; 및 이들의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 프로필렌 옥사이드 그리고 그 후에 에틸렌 옥사이드를 프로필렌 글리콜에 순차적으로 첨가하여 제조된 계면활성제는 고체 또는 액체 유기실리콘과 마찬가지로 바람직하다. 유용한 유기실리콘 계면활성제의 예는 폴리실록산/폴리에테르 공중합체, 예컨대, Evonki에서 입수 가능한 TegostabTM B-8729, B-8404, B-8736, B-8870, B 8715 LF2, B-8734LF2, B-8747LF2, B- 8761LF2, 및 B-8719LF; The Dow Chemical Company에서 입수 가능한 DABCOTM DC -198, Momentive Performance Materials에서 입수 가능한 Niax™ L2171 계면활성제; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 비-가수분해성 액체 유기실리콘이 보다 바람직하다.
각각의 계면활성제는 통상적으로 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 0.1 wt% 이상, 바람직하게는 약 0.2 wt% 이상, 보다 바람직하게는 0.5 wt% 이상의 양으로 폼 조성물 내에 존재한다. 각각의 계면활성제는 통상적으로 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 5 wt% 이하, 바람직하게는 약 2 wt% 이하, 보다 바람직하게는 약 1.3 wt% 이하의 양으로 폼 조성물 내에 존재한다. 바람직한 하나의 실시형태에서, 적어도 하나의 계면활성제의 양은 약 0.1 wt% 내지 약 5 wt%일 수 있다.
B-측 재료는 아이소시아네이트기와 반응하여 이산화탄소를 발생시키고 우레아 결합을 형성함으로써 발포 기능 및/또는 사슬 연장 기능 모두를 수행하는 성분 (f)인 물을 추가로 포함한다. 폼 제형 내에 물 이외에 보조 발포제를 포함하는 것이 가능하지만, 물이 바람직하게는 폼 제형 내의 유일한 발포제이다. 보조 발포제는 카바메이트와 같은 화학적 유형 또는 예를 들어 이산화탄소 또는 저-비점 탄화수소, 하이드로플루오로카본 또는 하이드로클로로플루오로카본과 같은 물리적 발포제일 수 있다. 물이 유일한 발포제인 바람직한 실시형태에서, 물의 양은 결과물인 폼의 밀도에 중요한 기여 인자이다.
물은 통상적으로 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 1 wt% 이상, 바람직하게는 약 2 wt% 이상, 보다 바람직하게는 3 wt% 이상의 양으로 폼 조성물 내에 존재한다. 물은 통상적으로 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 약 15 wt% 이하, 바람직하게는 약 10 wt% 이하, 보다 바람직하게는 약 5 wt% 이하의 양으로 폼 조성물 내에 존재한다. 바람직한 하나의 실시형태에서, 폼 조성물 내에 존재하는 물의 양은 약 1 wt% 내지 약 15 wt%일 수 있다.
임의의 특정 이론을 지지하지 않으면서, 유리한 특성을 갖는 본 발명의 저 방출 가요성 폴리우레탄 폼을 제조하는 능력은 상기 기재된 화합물의 특정한 독특한 조합에 기인할 수 있다고 이론화된다.
다른 추가적인 선택적 화합물 또는 첨가제인 성분 (g)가 A-측 재료 및/또는 B-측 재료에 원하는대로 첨가될 수 있다. 하나 이상의 추가 유형의 다른 선택적 재료를 사용하여 폼-형성 조성물을 제조하거나 생성된 폼에 원하는 특성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 선택적 재료는 촉매, 발포제, 셀 오프너, 계면활성제, 가교제, 사슬 연장제, 충진제, 착색제, 난연제, 안정화제, 안료, 정전기 방지제, 강화 섬유, 산화방지제, 향료, 냄새 차폐제, 보존제, 산 제거제, 알데히드 제거제 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
폼 조성물 내에 존재하는 선택적 성분 (g)의 양은 일반적으로 일 실시형태에서 0 wt% 내지 약 10 wt%; 다른 실시형태에서 약 0.1 wt% 내지 약 8 wt%; 및 또 다른 실시형태에서 약 0.2 wt% 내지 약 5 wt%의 범위에 있을 수 있다.
하나의 광범위한 실시형태에서, 본 발명의 반응성 폼-형성 조성물의 제조 방법은 A-측 재료를 B-측 재료와 부가혼합하는 단계, 즉, (I) 아이소시아네이트-함유 재료; 및 (II) 하기로 이루어진 폴리올-함유 부가혼합물을 함께 부가혼합하는 단계를 포함할 수 있다: (a) 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올; (b) 적어도 하나의 그라프트된 폴리올; (c) 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올; (d) 적어도 하나의 반응성 촉매; (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및 (f) 물.
바람직한 일 실시형태에서, 본 발명의 반응성 제조 방법은 (i) A-측 재료로서, (I) 유기 아이소시아네이트-함유 재료, 예를 들어 폴리아이소시아네이트, 예컨대 MDI, TDI 또는 이의 혼합물을 포함하고, 이로 필수적으로 구성되거나, 이로 구성된 A-측 재료를 (ii) B-측 재료로서, (II) 부가혼합물을 포함하고, 이로 필수적으로 구성되거나, 이로 구성되고, 부가 혼합물은: (a) 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올; (b) 적어도 하나의 그라프트된 폴리올; (c) 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올; (d) 적어도 하나의 반응성 촉매; (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및 (f) 물; 및 선택적으로 (g) 예를 들어, 촉매, 셀 오프너, 가교제, 사슬 연장제, 난연제, 충진제, 착색제, 안료, 정전기 방지제, 강화 섬유, 산화방지제, 보존제, 산 제거제, 및/또는 알데히드 제거제로부터 선택된 하나 이상의 추가적 성분을 포함하고, 이로 필수적으로 구성되거나, 또는 이로 구성되는 B-측 재료와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. A-측 재료 및 B-측 재료는 함께 혼합되어 일반적으로 일 실시형태에서 약 90℃ 이하; 다른 실시형태에서 약 10℃ 내지 약 90℃; 또 다른 실시형태에서 약 10℃ 내지 약 60℃; 및 또 다른 실시형태에서 약 10℃ 내지 약 40℃의 온도에서 반응성 블렌드를 형성한다.
A-측 재료 및 B-측 재료는 또한 원하는 비율로 함께 혼합된다. 예를 들어, A-측 재료 : B-측 재료 비율은 중량비 약 20:100 내지 약 80:100일 수 있다. 폴리올 및 다른 화합물을 함유하는 B-측 재료는 예비혼합될 수 있으며; 이후 프리믹스(B-측 재료) 및 유기 폴리 아이소시아네이트 성분(A-측 재료)은 임의의 공지된 우레탄 발포 장비에 의해 함께 혼합될 수 있다. A-측 재료와 B-측 재료를 함께 혼합하여 반응성 제형을 형성함으로써, 차례로 발포 반응이 일어나 최종적으로 경화된 가요성 폴리우레탄 폼을 형성하도록 한다. 일반적으로, 폴리우레탄-폼 형성 반응 혼합물의 성분은 임의의 편리한 방식으로, 예를 들어 폴리우레탄 생성물을 제조하기 위한 임의의 공지된 가공 및 혼합 장비를 사용하여 함께 혼합될 수 있다.
본 발명의 FIP 폴리우레탄 폼 시스템은 폼이 VDA 278 (2015) 방출 시험을 통과하도록 특정한 일련의 요구되는 특성, 예컨대 빠른 반응성 프로파일, 양호한 폼 흐름, 빠른 탈형 시간, 양호한 폼 품질, 및 저 방출 거동을 나타내는 가요성 폴리우레탄 폼을 제공한다. 일반적으로, 폼 시스템에 존재하는 자가 촉매성 폴리올의 블렌드와 같은 촉매 성분의 특정 선택 및 투여량은 상기 원하는 폼 특성 또는 성능을 나타내는 가요성 폴리우레탄 폼을 생성한다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 폼 시스템에 존재하는 적어도 하나의 아이소시아네이트기를 함유하는 (α) 적어도 하나의 폴리아이소시아네이트 화합물 및/또는 (β) 적어도 하나의 예비중합체의 선택 및 투여량은 또한 원하는 폼 특성 및 성능을 달성하는데 기여한다. 또한, 조성물 중의 성분의 반응 동안 상기 공정에 의해 제조된 본 발명의 폼-형성 조성물은 상이한 생산 라인 및 요건을 커버하기 위해 광범위한 경도를 만족시킬 수 있다.
폼-형성 조성물과 관련하여 "빠른 반응성"은 본원에서 조성물이 약 15 초 미만의 겔 타임 및 약 30 초 미만의 택 프리 시간을 나타내는 것을 의미한다.
폼-형성 조성물과 관련하여 "양호한 흐름"은 본원에서 조성물이 자유 상승 밀도의 약 60% 이하의 공동 밀도를 나타내는 것을 의미한다.
본원에서 "빠른 탈형"은 본 발명의 폼-형성 조성물을 사용하여 제조된 폼 부품이 주형으로부터 제거될 수 있고 주형으로의 폼 주입 개시 시간으로부터 최대 20 초 후에 조작될 수 있음을 의미한다.
또한, 본 발명의 폼-형성 조성물은 크림 시간, 겔 시간, 및 자유 상승 밀도를 포함하는 일부 향상된 특성을 보인다. 예를 들어, 특정한 예시적 공정에서, 폴리올-함유 성분 및 아이소시아네이트-함유 성분은 폴리우레탄 형성 반응이 진행됨에 따라 초기 처짐 저항성을 제공하기 위해 빠르게 발포되기 시작하는 것이 바람직하다. 발포의 신속성에 대한 하나의 측정치는 "크림 시간 (CT)"으로 알려져 있으며, 이는 아이소시아네이트-함유 성분과 폴리올-함유 성분의 분배와 결합된 성분이 육안 관찰로 검출됨에 따라 상승하기 시작하는 순간 사이의 경과 시간으로 정의된다. CT의 다른 설명은 육안 관찰에 의해 검출된 바와 같이 반응 혼합물에서 기포가 형성되기 시작하는 시간의 측정치이다. 발포 공정 동안, 본원에 기재된 본 발명의 폼-형성 제형 또는 조성물 및 공정은 일반적으로 0.5 초 내지 약 10 초, 바람직하게는 1 초 내지 약 7 초, 보다 바람직하게는 2 초 내지 약 5 초인 CT를 갖는 폼을 생성할 것이다.
특정한 예시적 공정에서, 폴리올-함유 성분 및 폴리아이소시아네이트-함유 성분은 폼이 주형 내에 또는 관심있는 기재 상에 실질적으로 함유된 상태를 유지하도록 신속하게 반응하고 겔화하는 것이 바람직하다. 폼 특성화에 유용한 한 가지 측정치는 "겔 시간 (GT)"으로 알려져 있다. 본원에서 GT는 거시적 가교된 네트워크가 반응 혼합물의 반응 동안 형성하기 시작하는 시간의 측정치를 의미한다. GT를 측정하는 하나의 예시적인 방법은 고정된 질량(예를 들어, 60 g)의 폼을 종이 컵에 분배하는 단계를 포함한다. 분배 단계 직후에, 깨끗한 목재 텅(tongue) 억압기의 에지가 팽창 폼 표면과 반복적으로 접촉된다. 조합된 폴리아이소시아네이트 성분 및 폴리올 함유 성분으로부터 일련의 재료가 형성되면, 경과 시간이 기록된다. 공정은 바람직하게는 수회 반복되며, GT는 폴리아이소시아네이트-함유 성분 및 폴리올-함유 성분의 분배와 조합된 성분으로부터의 일련의 재료의 형성 사이의 평균 경과 시간으로서 계산된다. 본원에 기재된 방식으로 제조된 본 발명의 폼-형성 조성물은 일반적으로 약 8 초 내지 약 20 초, 바람직하게는 약 9 초 내지 약 18 초, 보다 바람직하게는 약 10 초 내지 약 15 초인 GT를 나타낸다.
특정한 예시적 공정에서, 폴리올-함유 성분 및 폴리아이소시아네이트-함유 성분은 짧은 시간 내에 최대 폼 팽창에 도달하기 위해 빠르게 반응하는 것이 바람직하다. 폼 특성화에 유용한 한 가지 측정치는 "상승 시간 (RT)"으로 알려져 있다. 본원에서 RT는 폼 높이가 개방형 컵 발포 공정에서 폼에 의해 도달된 최대 높이의 98%에 도달한 시간의 측정치를 의미한다.
일반적으로, 본원에 기재된 방식으로 제조된 본 발명의 폼-형성 조성물의 RT는 약 15 초 내지 약 35 초, 바람직하게는 약 18 초 내지 약 30 초, 보다 바람직하게는 약 20 초 내지 약 28 초일 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 폴리우레탄 폼은 "자유 상승 밀도(FRD)"로 알려진 밀도 측정을 특징으로 할 수 있다. 본원에서 FRD는 개방형 주형에서 최소 방해 상승의 자연 밀도의 측정치를 의미한다. 특정한 예시적인 실시형태에서, 본 발명의 폼-형성 조성물은 일반적으로 약 30 kg/m3 내지 약 50 kg/m3, 바람직하게는 약 33 kg/m3 내지 약 47 kg/m3, 보다 바람직하게는 약 37 kg/m3 내지 약 43 kg/m3의 FRD를 보인다.
자유 상승 밀도는 소정의 부피의 컵(예를 들어, 16 유체 온스 컵 또는 32 유체 온스 컵)을 계량하고 컵을 폼으로 과충진하여 컵의 테두리 위로 상승하는 크라운을 생성함으로써 측정될 수 있다. 그 후, 발포체는 약 15 분 동안 완전히 경화되고, 크라운이 절단되어 폼이 컵 부피에 밀접하게 정합되도록 한다. 컵은 컵 내의 폼으로 다시 계량되고, 폼의 중량은 발포된 컵의 중량과 발포 전 컵의 중량 사이의 차이를 계산함으로써 측정된다. 그 후, 폼 중량을 컵 부피로 나누어 자유 상승 부피를 측정한다. 상기 방법의 정확성을 개선하기 위해 동일한 모델의 컵을 사전 계량하고 1 g/cm3의 밀도를 갖는 물로 컵의 테두리까지 채울 수 있다. 이후, 컵을 재계량할 수 있다. 이후, 입방 센티미터 단위의 컵의 실제 부피는 물이 채워진 컵의 중량에서 미리 계량된 컵의 중량을 차감하여 측정될 수 있다. 이후, 미리 계산된 폼 중량을 실제 컵 부피로 나누어 폼의 FRD를 얻을 수 있다.
하나의 광범위한 실시형태에서, 본 발명의 폼 생성물의 제조 방법은 하기 단계를 포함할 수 있다: (a) A-측 재료 및 B-측 재료를 포함하는 반응성 제형을 제공하는 단계; 및 (b) A-측 재료 및 B-측 재료를 혼합하여 반응성 블렌드 폼-형성 조성물을 형성하는 단계; 및 이후 (c) 반응성 블렌드를 반응성 블렌드를 경화시키기에 충분한 공정 조건에 적용하여 가요성 폴리우레탄 폼을 형성하는 단계.
바람직한 일 실시형태에서, 본 발명의 폼-형성 조성물은 상기 기재된 바와 같이 제조된 후 폼-형성 조성물을 경화 온도와 같은 공정에 적용하여 폼 생성물을 형성한다. 예를 들어, 성형 공정에서, 반응 혼합물이 형성된 후 경화가 발생하는 폐쇄형 주형으로 분배된다. 충분한 양의 반응 혼합물을 주형에 충전하여 혼합물이 팽창하여 주형을 채우고 상기 밀도를 갖는 폼을 생성한다. 주형은 예컨대 약 20℃ 내지 약 80℃의 온도로 예열될 수 있다. 채워진 주형은 예를 들어 채워진 주형을 오븐에 넣음으로써 추가로 가열되어 폼을 경화시킬 수 있다. 이러한 공정은 일반적으로 "열 성형(hot molding)" 공정으로 알려져 있다. 바람직한 공정에서, 폼 제형은 추가 가열없이 주형 내에서 경화된다("냉간 성형(cold mold)" 공정). 혼합물은 경화된 혼합물이 손상이나 영구적 변형없이 제거될 수 있을 때까지 주형에서 경화된다. 탈형된 폼은 원한다면 후 경화될 수 있다.
갓 제조된 폴리우레탄 폼은 많은 경우 통상적인 아민 냄새를 나타내며 휘발성 유기 화합물(VOC)의 안개 및 방출을 증가시킨다. 자동차 내부 용도 분야의 경우, 예를 들어, 폴리우레탄 폼의 아민 방출은 바람직하지 않으며 일부 자동차 제조업체는 모든 VOC를 현저하게 감소될 것을 요구한다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 가요성 폴리우레탄 폼 제품은 VDA 278 (2015)에 따라 측정된 바와 같이, 예를 들어 VOC 및 FOG의 감소를 포함하여 공지된 폼에 비해 몇 가지 이점을 갖는다. 본 발명의 다른 장점은 발포체가 저 방출 및 광범위한 가공성과 관련된 빠른 탈형 시간을 나타낸다는 것이다.
일 실시형태에서, 본 발명에 따라 제조된 폼은 250 μg/g 미만(<)의 VOC 상한 최대 목표치 및 400 μg/g 미만의 FOG 상한 최대 목표치를 포함하는 VDA 278 (2015) 방출 시험을 충족시키기에 충분한 저 방출 거동을 갖는다.
다른 실시형태에서, 본 발명에 따라 제조된 폼은 약 20 초 이하의 탈형 시간(빠른 탈형)을 갖는다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 폼은 탄성 가용성 유형이며 유리하게는 약 35 kg/m3 내지 약 70 kg/m3, 바람직하게는 약 40 kg/m3 내지 약 60 kg/m3, 보다 바람직하게는 약 45 kg/m3 내지 약 55 kg/m3, 가장 바람직하게는 약 47 kg/m3 내지 약 53 kg/m3 범위의 코어 밀도를 갖는다. 밀도는 ISO 3386-1에 기재된 절차에 따라 용이하게 측정된다.
본 발명의 다른 장점은 폼은 폼이 낮은 압축 변형을 나타낸다는 것이다. 더 낮은 압축 변형은 "건식"및 "습식" 압축 변형 테스트 모두에서 볼 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점은 폼이 넓은 혼합비(Iso index) 범위 내에서 가공함으로써 달성되는 넓은 경도 범위를 나타낸다는 것이다. 이를 통해 둘 이상의 OEM 사양 요건(예를 들어, 둘 이상의 생산 라인에 사용하기에 적합한 다목적 시스템)을 충족시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점은, 예를 들어, 적절한 경화 및 가장 낮은 탈형 시간(예를 들어, 20 초)에서도 탈형 후 변형의 부재를 포함하여 상기 기재된 바와 같이 자기 촉매성 폴리올 및 저 방출 촉매의 조합을 사용할 때 폼이 일부 유리한 물리적 특성을 나타낸다는 것이다.
하나의 일반적인 실시형태에서, 본 발명의 폴리우레탄 폼-형성 조성물은 충진, 강화, 밀봉 및/또는 어쿠스틱 감쇠 용도에 유용할 수 있는 폼을 제조하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 폼-형성 조성물은 자동차 내부 헤드레스트 및 암레스트 용도를 위한 폼을 제조하는 데 사용될 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 폼은 또한 다양한 포장, 좌석 및 기타 쿠션 용도, 예컨대 매트리스, 운송 가구 및 트림(trim), 가구용 쿠션, 자동차 좌석, 범퍼 패드, 스포츠 및 의료 장비, 헬멧 라이너, 조종석, 귀마개 및 다양한 소음 및 진동 감쇠 용도에 유용하다. 본 발명의 폴리우레탄 폼이 사용되는 용도를 위해, 폼은 빠른 탈형, 가공성 및 저 방출 이점을 제공한다.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 더 상세하게 설명하기 위해 제공되지만 청구 범위의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 달리 언급되지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량에 의한다.
실시예에서 사용된 다양한 용어 및 명칭이 이하에 설명된다.
VOC는 휘발성 유기 화합물을 나타낸다.
SPECFLEX* NC 138은 약 2040의 당량, 약 3.0의 명목상 작용성(nominal functionality), 약 15%의 폴리옥시에틸렌 캡핑된 퍼센트 및 약 28의 하이드록실가를 갖는 글리세린-개시된, 폴리옥시에틸렌-캡핑된 폴리옥시프로필렌 폴리올이며, The Dow Chemical Company에서 입수 가능하다.
SPECFLEX NC 701은 OH 수가 19 내지 25 mg KOH/g인, 공중합된 스타이렌 및 아크릴로나이트릴을 함유하는 그라프트된 폴리에테르 폴리올이며; The Dow Chemical Company에서 입수 가능하다.
SPECFLEX ACTIV 2306은 약 4의 명목상 작용성 및 31.0 내지 40.0의 하이드록실가를 갖는 아민-개시된, 자기 촉매성 폴리에테르 폴리올이며; The Dow Chemical Company에서 입수 가능하다.
SPECFLEX NC 632은 약 1725의 당량, 약 4.7의 명목상 작용성, 약 15%의 폴리옥시에틸렌 캡핑된 퍼센트 및 약 32의 하이드록실가를 갖는 글리세린-개시된, 폴리옥시에틸렌-캡핑된 폴리옥시프로필렌 폴리올이며; The Dow Chemical Company에서 입수 가능하다.
SPECFLEX NE 1150E, SPECFLEX NE 434, SPECFLEX NE 371은 MDI계 예비중합체이며; The Dow Chemical Company에서 입수 가능하다.
VORANOL VORACTIV* VM 779은 약 1,700의 당량, 약 4의 명목상 작용성, 약 17.5%의 폴리옥시에틸렌 캡핑된 퍼센트 및 약 33의 하이드록실가를 갖는 아민-개시된, 자기 촉매성 폴리옥시에틸렌-캡핑된 폴리옥시프로필렌 폴리올이며; The Dow Chemical Company에서 입수 가능하다.
VORANOL* CP 1421은 약 1675의 당량, 약 3.0의 명목상 작용성, 약 80%의 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 캡핑된 퍼센트 및 약 33의 하이드록실가를 갖는 글리세린-개시된, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌-캡핑된 폴리옥시프로필렌 폴리올이며; The Dow Chemical Company에서 입수 가능하다.
DEOA는 Aldrich에서 입수 가능한 가교제인 다이에탄올아민을 나타낸다.
DMAPA는 Huntsman Corporation에서 입수 가능한 반응성 아민 촉매인 디메틸아미노프로필아민을 나타낸다.
DABCO NE 210은 균형잡힌 반응성 비-방출성 아민 촉매이고; Evonik에서 입수 가능하다.
TOYOCAT RX20은 Tosoh Corporation에서 입수 가능한 아민 방출이 없는 촉매이다.
DABCO NE 1091은 반응성 아민 겔 촉매이며; Air Products에서 입수 가능하다.
DABCO NE 300은 저 방출 (주로 발포) 반응성 아민 촉매이며; Evonik에서 입수 가능한다.
TEGOSTAB B 8715 LF2는 계면활성제이며; Evonik에서 입수 가능하다.
시험 방법
겔 시간 시험, 크림 시간 시험, 상승 시간 시험, 및 자유 상승 밀도 시험을 각각 상기 본원에 기재된 절차에 따라 수행하였다. VOC 방출 시험 및 FOG 방출 시험을 VDA 278 (2015)에 기재된 절차에 따라 수행하였다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 A
표 1에 기재된 실시예는 MDI와 반응된 제형화된 폴리올 블렌드를 포함한다. MDI는 표 I에 기재된 바와 같이 아이소시아네이트 함량을 갖는다. 폴리올 블렌드(B-측 재료)와 중합체성 MDI(A-측 재료)를 폴리우레탄 분배기에서 혼합한다. 이 분배기는 예를 들어 Henneke, Krauss Maffei 및 Cannon과 같은 장비 공급업체에서 시판하는 표준 기계이다. 표 I에 기재된 바와 같이 제조된 실시예에서, 제형은 하기 처리 조건에 적용되었다:
분배기는 아이소시아네이트 대 폴리올의 주어진 비율에서 주어진 폼-형성 시스템을 혼합할 수 있다. 비율은 펌프/모터 크기에 의해 조절된다. 재료의 분배 온도는 일반적으로 약 15℃ 내지 약 50℃의 범위이다. 실시예에서, 중합체 T (폴리)의 온도는 20℃였고, 아이소시아네이트 T (아이소)의 온도는 20℃였다.
20℃의 재료 온도에서 분배 압력은 일반적으로 약 100 bar 내지 200 bar 범위이다. 실시예에서, 중합체의 압력은 170 bar였고 아이소시아네이트의 압력은 170 bar였다.
일반적으로, 재료 분배 유량(flow rate)은 믹스-헤드에서 약 50 g/s 내지 약 800 g/s 범위이다. 실시예에서, 출력 유량은 150 g/s였다.
샷(shot) 중량은 230 g이었다.
각각의 실시예에 대한 폴리올 혼합물 (폴리) 대 예비중합체 아이소시아네이트 (아이소)의 중량비는 표 1에 기재되어있다.
표 I에 기재된 실시예에 대해, 제형화된 A-측 재료(아이소시아네이트 및 다른 첨가제를 포함함) 및 B-측 재료(폴리올 블렌드 및 기타 첨가제를 포함함)는 표 I에 기재된 성분으로부터 제조된다. 양은 각각 A-측 재료 또는 B-측 재료의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로 제공된다.
비교예 A는 고객 플랜트에서 시험되었고 비교예 A의 폼 시스템은 열악하게 수행되었다. 즉, 폼은 빠른 탈형 시간을 나타내었지만 폼은 저 방출을 나타내지 않았다. 고객 플랜트 시험에서 직면한 또 다른 문제는 연속 생산을 위한 폼 시스템이 요구되는 특성에 상당한 차이가 있기 때문에 비교예 A의 폼 시스템의 재료를 새로운 저 방출 생산에 사용할 수 없다는 점이다, 따라서 폼 시스템 제품은 "다목적"일 필요가 있다. 표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 4의 제형은 반응성 프로파일 (즉, 겔 시간, 상승 시간 및 탈형 시간), 방출 거동 및 실시예 4와 시험된 모든 생산 라인의 경도 요건을 포함하기 위한 적합성을 포함하는 특정 용도 요건을 충족시켰다.
실시예 4 및 비교예 A의 시스템에 대한 폴리올 혼합물, 예비중합체 및 폴리올 혼합물 : 예비중합체의 비는 상당히 상이하다. 비교예 A의 시스템에 의해 나타나는 가공성 문제를 해결하기 위해 실시예 4의 시스템에서 하기 조성 변화를 구현하였다: (1) DABCO NE 300이 도입되었고 그 양이 조정되어 크림화가 빨라지고 차례로 주입점에서 역류를 감소하였다; (2) DMAPA/DABCO NE 210의 양이 조정되어 차례로 보다 규칙적인 경화 프로파일이 가능해졌다; (3) DABCO NE 1091이 도입되었고 그 양이 조정되어 차례로 보다 규칙적인 경화 프로파일이 가능해졌다; (4) 실리콘의 양이 감소되었고, 감소와 함께, 예비중합체 변화(SPECFLEX NE 371)와 결합하였고
Figure pct00005
Figure pct00006
후 경화 수축이 감소되었다; (5) 물의 양이 조정되어 차례로 저 방출 및 연속/종래 생산 요건을 모두 다루기 위해 원하는 밀도를 달성하는데 보조하였다; 그리고 (6) SPECFLEX ACTIV 2306을 다른 자기 촉매성 폴리올과 함께 도입하여 원하는 특성 및 성능을 달성하였다.
빠른 탈형 시간은 본 발명의 폼 시스템의 주요 특징이며; 비교예 A 및 실시예 4에 대한 탈형 시간은 양쪽 모두 20 초였다. 그러나, 비교예 A의 경우, 비교예 A의 조성물을 사용하여 저 방출 요건을 충족시킬 수 없었다. 반면, 실시예 4에 대한 경화, 탈형 시간 및 저 방출은 모두 충분히 적절하였다.
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
상기 표에서, "VOC"는 휘발성 유기 화합물을 나타내며; "FOG"는 포그 테스트에 따른 폼 제형화에 대한 포깅(fogging) 값을 의미한다.

Claims (14)

  1. 하기를 포함하는 폴리우레탄 폼-형성 반응 혼합물 조성물로서,
    (I) 아이소네이트-함유 재료; 및
    (II) 하기로 이루어진 폴리올-함유 부가혼합물:
    (a) 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올;
    (b) 적어도 하나의 그라프트된(grafted) 폴리올;
    (c) 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올
    (d) 적어도 하나의 반응성 촉매;
    (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및
    (f) 물;
    상기 폼-형성 반응 혼합물 조성물은 반응시 약 20 초 이하의 탈형 시간 및 VDA 278 (2015)에 정의된 목표치를 충족시키는 저 방출 값을 갖는 폼을 제공하는 것인, 폴리우레탄 폼-형성 반응 혼합물 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자기 촉매성 폴리올은 아민-개시된, 자기 촉매성 폴리옥시에틸렌-캡핑된 폴리옥시프로필렌 폴리올인, 폼-형성 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 그라프트된 폴리올은 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 폴리올에서 스타이렌 및/또는 아크릴로나이트릴의 원 위치 중합(in situ polymerization)의 결과인, 폴리우레탄 폼-형성 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반응성 폴리에테르 폴리올은 폴리옥시에틸렌-캡핑된 폴리옥시프로필렌 폴리올인, 폼-형성 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 반응성 블로잉 촉매는 90% 초과의 N-[2-[2-(다이메틸아미노)에톡시]에틸]-N-메틸-1,3-프로판다이아민인, 폼-형성 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 유기개질된 폴리실록산 계면활성제인, 폼-형성 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 하기 성분: 다이에탄올아민 가교제; 다이메틸아미노프로필아민 반응성 촉매; 비-방출성 아민 촉매; 및 아민 겔 촉매 중 하나 이상을 포함하는, 폼-형성 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올의 양은 약 1 중량 퍼센트 내지 약 65 중량 퍼센트이고; 상기 적어도 하나의 그라프트된 폴리올의 양은 약 5 중량 퍼센트 내지 약 50 중량 퍼센트이고; 상기 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올의 양은 약 1 중량 퍼센트 내지 약 40 중량 퍼센트이고; 상기 적어도 하나의 반응성 촉매의 양은 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 5 중량 퍼센트이고; 상기 적어도 하나의 계면활성제의 양은 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 5 중량 퍼센트이며; 물의 양은 약 1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트인, 폼-형성 조성물.
  9. 하기를 부가혼합하는 단계를 포함하는, 폼-형성 반응 혼합물 조성물의 제조 방법으로서:
    (I) 아이소네이트-함유 재료; 및
    (II) 하기로 이루어진 폴리올-함유 부가혼합물:
    (a) 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올;
    (b) 적어도 하나의 그라프트된(grafted) 폴리올;
    (c) 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올;
    (d) 적어도 하나의 반응성 촉매;
    (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및
    (f) 물;
    상기 폼-형성 반응 혼합물 조성물은 반응시 약 20 초 이하의 탈형 시간 및 VDA 278 (2015)에 정의된 목표치를 충족시키는 저 방출 값을 갖는 폼을 제공하는 것인, 방법.
  10. 하기를 포함하는 폼-형성 반응 혼합물의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 폼 물품:
    (I) 아이소네이트-함유 재료; 및
    (II) 하기로 이루어진 폴리올-함유 부가혼합물:
    (a) 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올;
    (b) 적어도 하나의 그라프트된(grafted) 폴리올;
    (c) 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올;
    (d) 적어도 하나의 반응성 촉매;
    (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및
    (f) 물;
    상기 폼-형성 반응 혼합물 조성물은 반응시 약 20 초 이하의 탈형 시간 및 VDA 278 (2015)에 정의된 목표치를 충족시키는 저 방출 값을 갖는 폼을 제공하는 것인, 폴리우레탄 폼 물품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼은 ISO 3386-1에 따라 23℃에서 측정된 약 35 kg/m3 내지 약 70 kg/m3의 밀도를 갖는 폼 물품.
  12. 제1항에 있어서, 자동차 인테리어 물품을 포함하는 폼 물품.
  13. 하기 단계를 포함하는, 가요성 폴리우레탄 폼의 제조 방법:
    (i) 하기를 부가혼합하는 단계로서:
    (I) 아이소네이트-함유 재료; 및
    (II) 하기로 이루어진 폴리올-함유 부가혼합물:
    (a) 적어도 하나의 자기 촉매성 폴리올;
    (b) 적어도 하나의 그라프트된(grafted) 폴리올;
    (c) 적어도 하나의 반응성 폴리에테르 폴리올;
    (d) 적어도 하나의 반응성 촉매;
    (e) 적어도 하나의 계면활성제; 및
    (f) 물; 반응성 폼-형성 조성물이 형성되는 단계; 및
    (ii) 상기 단계 (i)로부터 얻어진 반응성 폼-형성 조성물을 상기 반응성 폼 조성물을 경화하기에 충분한 조건에 적용하여 가요성 폴리우레탄 폼을 형성하는 단계, 상기 폼-형성 반응 혼합물 조성물은 반응시 약 20 초 이하의 탈형 시간 및 VDA 278 (2015)에 정의된 목표치를 충족시키는 저 방출 값을 갖는 폼을 제공하는 것인, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 단계 (i) 및/또는 단계 (ii)는 약 10℃ 내지 약 90℃의 온도에서 수행되는 방법.
KR1020207015204A 2017-11-10 2018-10-17 폴리우레탄 폼 시스템 KR20200079522A (ko)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210015269A1 (en) * 2019-07-19 2021-01-21 Evonik Operations Gmbh Shaped pu foam articles
CN113322684B (zh) * 2021-04-25 2022-11-22 佛山市高明尚昂科技有限公司 一种可直接压纹的人造革及其制备方法
WO2024020776A1 (en) 2022-07-26 2024-02-01 Dow Global Technologies Llc Low odor silicone polyether type surfactants and their use in polyurethane compositions

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3933335C2 (de) 1989-10-06 1998-08-06 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen mit geringer Wärmeleitfähigkeit und ihre Verwendung
DE4309691A1 (de) 1993-03-25 1994-09-29 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Urethan- und gegebenenfalls Isocyanuratgruppen aufweisenden Hartschaumstoffen und ihre Verwendung als Wärmedämmaterialien
GB9403334D0 (en) 1993-04-23 1994-04-13 Ici Plc Process for rigid polyurethane foams
GB2292386A (en) 1994-08-17 1996-02-21 Basf Corp Polyol compositions and rigid polyisocyanate based foams containing 2-chloropr opane and aliphatic hydrocarbon blowing agents
DE4437859A1 (de) 1994-10-22 1996-04-25 Elastogran Gmbh Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen mit einer verminderten Wärmeleitfähigkeit und ihre Verwendung
US5470501A (en) 1995-05-08 1995-11-28 Basf Corporation Processability of hydrocarbon blown, polyisocyanate based foams through use of a compatibilizing agent
US5523334A (en) 1995-11-01 1996-06-04 Basf Corporation Insulating rigid polyurethane foams
US5852065A (en) * 1998-01-15 1998-12-22 Air Products And Chemicals, Inc. Low emission, cell opening surfactants for polyurethane flexible and rigid foams
AU3477601A (en) 2000-02-10 2001-08-20 Dow Chemical Co Low emission polyurethane polymers made with autocatalytic polyols
US6762274B2 (en) 2000-02-10 2004-07-13 Dow Global Technologies Inc. Low emission polyurethane polymers made with autocatalytic polyols
AU2001284971A1 (en) * 2000-09-13 2002-03-26 Dow Global Technologies Inc. Polyols with autocatalytic characteristics and polyurethane products made therefrom
TW592813B (en) 2001-08-15 2004-06-21 Dow Global Technologies Inc Process to manufacture polyurethane products
US6924321B2 (en) 2001-08-16 2005-08-02 Dow Global Technologies Inc. Polyols with autocatalytic characteristics and polyurethane products made therefrom
WO2003029320A1 (en) * 2001-10-01 2003-04-10 Dow Global Technologies Inc. Autocatalytic polyols with gelling characteristics and polyurethane products made therefrom
JP2005514470A (ja) * 2001-12-21 2005-05-19 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド 第三アミン改質ポリオール及びそれから製造されるポリウレタン製品
JP2006524744A (ja) * 2003-04-25 2006-11-02 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド 植物油系ポリオール及びそれから製造したポリウレタン
CA2548321A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-14 Dow Global Technologies Inc. Process for producing polyurethane products autocatalytic using tertiary amine capped polyether polyols
MX2007005825A (es) * 2004-11-17 2007-07-20 Dow Global Technologies Inc Polioles autocataliticos, basados en aminas, bloqueados con acido y espumas de poliuretano hechas a partir de los mismos.
BRPI0804752A2 (pt) * 2007-09-19 2009-09-15 Air Prod & Chem composição de poliol polimérico, formulação de poliol, método de fabricação de um poliuretano, composição, método para preparação de uma espuma de poliuretano, e artigo de manufatura
US8367870B2 (en) 2007-09-19 2013-02-05 Air Products And Chemicals, Inc. Autocatalytic polyols
WO2012044338A1 (en) 2010-10-01 2012-04-05 Dow Global Technologies Llc Process for making low density high resiliency flexible polyurethane foam
WO2012112445A1 (en) * 2011-02-14 2012-08-23 Dow Brasil Sudeste Industrial Ltda. Low density polyurethane foams
EP2797903B1 (en) 2011-12-29 2017-05-17 Dow Global Technologies LLC Amine polyether polyols and polyurethane foam compositions made from cyclic amine compounds
CN106103521B (zh) * 2014-04-01 2019-12-10 陶氏环球技术有限责任公司 为由其制备的聚氨基甲酸酯产品提供良好的发泡-凝胶平衡的聚醚多元醇
JP6470707B2 (ja) 2015-12-28 2019-02-13 三洋化成工業株式会社 軟質ポリウレタンモールドフォームの製造方法
EP3571239B1 (en) * 2017-01-23 2022-06-01 Dow Global Technologies LLC Flexible polyurethane foam and process to make

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