KR20240090556A - 폴리우레탄 조성물, 이를 사용하여 제조된 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼, 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

(A) 이소시아네이트 화합물; (B) 폴리올 화합물; 및 (C) (C1) 적어도 하나의 아민계 촉매 및 (C2) 화학식 (1) 또는 화학식 (2)로 표시되는 적어도 하나의 탈취제를 포함하는 아민계 촉매 시스템을 포함하는 폴리우레탄 조성물이 제공된다. 상기 폴리우레탄 조성물을 사용하여 제조된 폴리우레탄 폼은 극히 낮은 냄새 강도 및 우수한 성능 특성, 예를 들어, 발포도 및 기계적 강도를 나타낸다. 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼의 제조 방법이 또한 제공된다.

화학식 (1) 화학식 (2)

Description

폴리우레탄 조성물, 이를 사용하여 제조된 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼, 및 이의 제조 방법
본 개시내용은 폴리우레탄(PU) 조성물, 이를 사용하여 제조된 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼 및 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼의 제조 방법에 관한 것이다. 이 폴리우레탄 조성물은 양호한 발포 또는 기포(frothing) 반응성을 유지하면서 높은 탈취 효과를 나타내고, 이 폴리우레탄 조성물로 제조된 폴리우레탄 폼은 극히 낮은 냄새 강도 및 우수한 기계적 강도를 나타낸다.
폴리우레탄 폼은 소음, 진동 및 가혹성(NVH), 가정용 가구용 시트 재료, 침구 및 자동차 산업, 단열재, 신발 제조(예를 들어, 밑창) 등과 같은 다양한 사무실, 가정 및 차량 응용 분야에 널리 사용되어 왔다. 폴리우레탄 폼의 오래 지속되는 단점은 본질적으로 소분자 아민, 예를 들어, 이소시아네이트와 폴리올 원료 간의 반응을 촉매하기 위한 아민형 물질에서 유래하는 디메틸 아민(DMA), 트리메틸아민(TMA) 등의 방출로 인해 발생하는 불쾌하고 자극적인 냄새이다. 전 세계적으로 점점 더 엄격해지는 환경 규제와 고객의 빈번한 불만으로 인해, 냄새가 감소되거나 심지어 기본적으로 무취일 수 있는 폴리우레탄 폼을 개발하기 위한 방대하고 구체적인 연구가 수행되어 왔다. 그럼에도 불구하고 여전히 극복해야 할 과제는 많다. 예를 들어, 이 과제 중 하나는 DMA와 TMA에서 유래하는 냄새의 역치가 극히 낮다는 것이며, 예를 들어, 촉매의 분자 구조를 화학적으로 변형하거나 대체 촉매를 선택함으로써, 비린내를 완전히 제거하도록 DMA의 경우 0.047 ppm 미만, TMA의 경우 0.00021 ppm 미만 등 매우 낮은 수준으로 그 양을 줄여야 한다. 상기 화학적 변형은 불충분한 발포 반응성 또는 저하된 기계적 강도와 같은 폴리우레탄 조성물 또는 생성된 폴리우레탄 폼의 성능 특성에 추가적인 부정적인 영향을 가져올 수 있기 때문에 어려운 일이기도 하다.
상기 이유로 인하여, 폴리우레탄 폼 제조산업에서는 냄새를 효과적으로 제거하고, 우수한 발포 반응성과 기계적 특성을 갖는 폴리우레탄 조성물을 경제적인 방식으로 개발할 필요성이 여전히 존재한다. 지속적 탐구 끝에, 본 발명자들은 놀랍게도 상기 목표 달성할 수 있는 폴리우레탄 조성물을 개발하였다.
본 개시내용은 고유의 폴리우레탄 조성물, 조성물을 사용하여 제조된 폴리우레탄 폼 물품 또는 생성물, 폴리우레탄 폼 생성물의 제조 방법, 및 폴리우레탄 폼 생성물의 냄새 감소 방법을 제공한다.
본 개시내용의 제1 양태에서, 본 개시내용은 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼의 제조용 폴리우레탄 조성물을 제공하며, 폴리우레탄 조성물은 하기 (A) 내지 (C)를 포함한다:
(A) 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 적어도 하나의 이소시아네이트 화합물;
(B) 적어도 하나의 폴리올 화합물; 및
(C) 하기 (C1) 및 (C2)를 포함하는 아민계 촉매 시스템,
(C1) 지방족 디아민, 지방족 트리아민, 지환족 모노아민, 지환족 디아민, 지환족 트리아민, 아르지방족 모노아민, 아르지방족 디아민, 아르지방족 트리아민, 방향족 모노아민, 방향족 디아민, 방향족 트리아민, 헤테로사이클릭 모노아민, 헤테로사이클릭 디아민, 헤테로사이클릭 트리아민, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 아민계 촉매; 및
(C2) 화학식 (1) 또는 화학식 (2)로 표시되는 적어도 하나의 탈취제
화학식 (1) 화학식 (2)
상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 C1-C12 알킬, 하이드록시-치환된 C1-C12 알킬, 및 (메트)아크릴옥시(C1-C12 알킬렌)-O-(C1-C12) 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R3은 2가 C2-C12 알킬렌, 3가 C3-C12 알킬렌 및 4가 C4-C12 알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, n은 2 내지 4의 정수이다.
본 개시내용의 제2 양태에서, 본 개시내용은 본 개시내용의 폴리우레탄 조성물로 제조된 폴리우레탄 폼 물품을 제공하며, 폴리우레탄 폼 물품은 감소된 냄새를 갖는다.
본 개시내용의 제3 양태에서, 본 개시내용은 하기 단계를 포함하는, 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼의 생성 방법을 제공한다:
(i) 적어도 하나의 아민계 촉매를 적어도 하나의 탈취제와 조합하여 아민계 촉매 시스템을 형성하는 단계;
(ii) 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 적어도 하나의 이소시아네이트 화합물을 아민계 촉매 시스템의 존재 하에 적어도 하나의 폴리올 화합물과 반응시켜 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼을 생성하는 단계;
여기서, 아민계 촉매는 지방족 디아민, 지방족 트리아민, 지환족 모노아민, 지환족 디아민, 지환족 트리아민, 아르지방족 모노아민, 아르지방족 디아민, 아르지방족 트리아민, 방향족 모노아민, 방향족 디아민, 방향족 트리아민, 헤테로사이클릭 모노아민, 헤테로사이클릭 디아민, 헤테로사이클릭 트리아민, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
탈취제는 화학식 (1) 또는 화학식 (2)로 표시되는 분자 구조를 가지고
화학식 (1) 화학식 (2)
상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 C1-C12 알킬, 하이드록시-치환된 C1-C12 알킬, 및 (메트)아크릴옥시(C1-C12 알킬렌)-O-(C1-C12) 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R3은 2가 C2-C12 알킬렌, 3가 C3-C12 알킬렌 및 4가 C4-C12 알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, n은 2 내지 4의 정수이다.
본 개시내용의 제4 양태에서, 본 개시내용은 하기 단계를 포함하는, 폴리우레탄 폼의 냄새를 감소시키는 방법을 제공한다:
(i) 적어도 하나의 아민계 촉매를 적어도 하나의 탈취제와 조합하여 아민계 촉매 시스템을 형성하는 단계;
(ii) 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물 사이의 반응을 아민계 촉매 시스템으로 촉매화하여 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼을 생성하는 단계;
여기서, 아민계 촉매 및 탈취제는 상기에서 언급된 것을 지칭한다.
본 개시내용의 제5 양태에서, 본 개시내용은 상기 언급된 적어도 하나의 아민계 촉매를 상기 언급된 적어도 하나의 탈취제와 조합하여 폴리우레탄 폼 제조용 아민계 촉매 시스템을 형성하는 단계를 포함하는, 폴리우레탄 폼의 제조용 촉매 시스템의 냄새를 감소시키는 방법을 제공한다.
전술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명 둘 모두는 단지 예시적이고 설명하기 위한 것이며, 청구된 바와 같이 본 발명을 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 공통적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가진다. 또한, 본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 및 다른 참고 문헌은 참조로서 포함된다.
본원에서 개시된, "및/또는"은 "및, 또는 대안으로"를 의미한다. 모든 범위는 달리 제시되지 않는 한 종결점을 포함한다. 달리 나타내지 않는 한, 모든 백분율 및 비율은 중량을 기준으로 계산되고, 모든 분자량은 수 평균 분자량이다.
임의의 특이적인 이론에 제한되지 않고, 본 개시내용의 기술적 혁신은 주로 폴리우레탄 폼 제조를 위한 아민계 촉매 시스템의 특별히 설계된 제형에 있다. 특히, 화학식 (1) 또는 화학식 (2)로 표시되는 탈취제와 특별히 선택된 아민계 촉매를 조합하여 수득되는 아민계 촉매 시스템은 냄새 발생 물질, 특히 DMA 및/또는 TMA의 농도를 실질적으로 감소시키거나 줄이며, 상기 아민계 촉매 시스템을 사용하여 제조된 PU 폼은 감소된 냄새, 양호한 발포도 및 우수한 기계적 강도를 포함하는 성능 특성의 바람직한 조합을 성공적으로 달성할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 개시내용의 맥락에서, "냄새가 감소된 폴리우레탄 폼" 및 "감소된 냄새를 갖는 폴리우레탄 폼"이라는 용어는 상호교환적으로 사용되며, 감소된 양, 유의미하게 감소된 양, 또는 심지어 감지할 수 없는 양의 DMA 및/또는 TMA를 주변 환경에 방출하는 폴리우레탄 폼을 지칭한다. 예를 들어, 공기 중 DMA 및 TMA의 냄새 역치는 각각 0.047 ppm 및 0.00021 ppm으로 보고되어 있으므로, 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼에서 공기 중으로 방출되는 DMA 및/또는 TMA의 농도는 상기 역치에 근접하거나 더 낮을 수 있다. 게다가, "냄새가 감소된 폴리우레탄 폼"은 DMA의 경우 35 중량% 내지 100 중량% 및 TMA의 경우 40 내지 99 중량%(예를 들어, 50 내지 65 중량%)의 DMA 및/또는 TMA 방출 감소를 나타낼 것이다.
본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 아민계 촉매 시스템은 적어도 하나의 아민계 촉매 및 화학식 (1) 또는 화학식 (2)로 표시되는 적어도 하나의 탈취제를 포함하고, 선택적으로 하나 이상의 다른 구성 성분, 예컨대, 아민계 촉매 이외의 촉매, 조촉매, 촉진제, 억제제, 용매, 공용매, 희석제, pH 조절제, 완충제, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 아민계 촉매 이외의 촉매는 글리신염; 3차 포스핀, 예컨대 트리알킬포스핀 및 디알킬벤질포스핀; 다양한 금속의 킬레이트, 예컨대 아세틸아세톤, 벤조일아세톤, 트리플루오로아세틸 아세톤, 에틸 아세토아세테이트 등과 금속, 예컨대 Be, Mg, Zn, Cd, Pd, Ti, Zr, Sn, As, Bi, Cr, Mo, Mn, Fe, Co, 및 Ni로부터 수득될 수 있는 것들; 강산의 산성 금속 염, 예컨대 염화제2철 및 염화제2주석; 유기 산과 다양한 금속, 예컨대 알칼리 금속, 알칼리 토금속, Al, Sn, Pb, Mn, Co, Ni, 및 Cu의 염; 유기주석 화합물, 예컨대 유기 카르복실산의 주석(II) 염, 예를 들어 주석(II) 디아세테이트, 주석(II) 디옥타노에이트, 주석(II) 디에틸헥사노에이트, 및 주석(II) 디라우레이트, 및 유기 카르복실산의 디알킬주석(IV) 염, 예를 들어 디부틸주석 디아세테이트, 디부틸주석 디라우레이트, 디부틸주석 말레에이트, 및 디옥틸주석 디아세테이트; 유기 카르복실산의 비스무트 염, 예를 들어 비스무트 옥타노에이트; 3가 및 5가 As, Sb, 및 Bi의 유기금속 유도체, 및 철과 코발트의 금속 카르보닐; 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 하나의 실시형태에 따르면, 아민계 촉매 시스템은 상기 아민계 촉매만을 포함하고 다른 촉매를 포함하지 않는다. 본 개시내용의 또 다른 실시형태에 따르면, 아민계 촉매 시스템은 적어도 하나의 아민계 촉매 및 화학식 (1) 또는 화학식 (2)로 표시되는 적어도 하나의 탈취제로 구성되며, 상기 언급된 바와 같이, 임의의 다른 구성 성분을 포함하지 않는다. 본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 탈취제와 아민계 촉매의 중량비는 0.5:100 내지 15:100, 또는 1:100 내지 10:100, 또는 1:100 내지 5:100, 예컨대, 하기 비율 값 중 임의의 2개를 조합하여 얻어지는 수치 범위 내에 있다: 0.5:100, 0.8:100, 1:100, 1.2:100, 1.4:100, 1.5:100, 1.8:100, 2:100, 2.2:100, 2.5:100, 2.8:100, 3:100, 3.2:100, 3.5:100, 3.8:100, 4:100, 4.2:100, 4.5:100, 4.8:100, 5:100, 5.2:100, 5.5:100, 5.8:100, 6:100, 6.2:100, 6.5:100, 6.8:100, 7:100, 7.2:100, 7.5:100, 7.8:100, 8:100, 8.2:100, 8.5:100, 8.8:100, 9:100, 9.2:100, 9.5:100, 9.8:100, 10:100, 10.2:100, 10.5:100, 10.8:100, 11:100, 11.2:100, 11.5:100, 11.8:100, 12:100, 12.2:100, 12.5:100, 12.8:100, 13:100, 13.2:100, 13.5:100, 13.8:100, 14:100, 14.2:100, 14.5:100, 14.8:100 및 15:100.
본원에서 사용되는 용어 "아민계 촉매"는 이소시아네이트 화합물 중 이소시아네이트 기와 하이드록시 기 및 폴리올 화합물 중 임의의 다른 이소시아네이트 반응성 기의 반응을 가속할 수 있는 적어도 하나의 아민형 촉매를 지칭한다. 본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 아민계 촉매는 지방족 디아민, 지방족 트리아민, 지환족 모노아민, 지환족 디아민, 지환족 트리아민, 아르지방족 모노아민, 아르지방족 디아민, 아르지방족 트리아민, 방향족 모노아민, 방향족 디아민, 방향족 트리아민, 헤테로사이클릭 모노아민, 헤테로사이클릭 디아민, 헤테로사이클릭 트리아민, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 예시적인 아민계 촉매는 에틸렌 디아민, 프로필렌 디아민, 부틸렌 디아민, 펜틸렌 디아민, 네오펜틸렌디아민, 헥실렌 디아민, 헵틸렌 디아민, 네오헵틸렌 디아민, N,N-디메틸사이클로헥실아민, 비스(2-디메틸아미노에틸) 에테르, 메틸트리에틸렌디아민, 디메틸아미노프로필아민, 비스(N,N-디메틸-3-아미노-프로필)아민, 비스(2-디메틸아미노 에틸)에테르, 1,1'-((3-(디-메틸아미노)프로필)아잔디일) 비스(프로판-2-올), 2,4,6-트리디메틸아미노-메틸)페놀, N,N,N',N'-테트라-메틸-에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-프로필렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-부틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-펜틸렌 디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-헥실렌 디아민, N,N-디메틸벤질아민, 트리에틸렌 디아민, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 디에틸렌트리아민, N-메틸모르폴린, N-에틸 모르폴린, 2-메틸프로판디아민, N,N'-디에틸피페라진, N,N'-디메틸 피페라진, 피리딘, N,N'-디메틸 피리딘, 퀴놀린, N,N',N"-트리스(디메틸 아미노-프로필)심-헥사하이드로 트리아진, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 출원의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 아민계 촉매는 화학식 (3)으로 표시되는 분자 구조를 가질 수 있다:
화학식 (3)
상기 식에서 m은 2 내지 12, 예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12이고; R3 내지 R6의 각각은 H, C1-C12 알킬, 하이드록시 치환된 C1-C12 알킬, 아미노 치환된 C1-C12 알킬 및 아민 치환된 C1-C12 알킬로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. 예를 들어, R3 내지 R6의 각각은 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메틸올, 1-하이드록시-에틸, 2-하이드록시-에틸, 1-하이드록시-프로필, 2-하이드록시-프로필, 3-하이드록시-프로필, 1-메틸-2-하이드록시-에틸, 하이드록시부틸, 하이드록시펜틸, 하이드록시헥실, 1-아미노-에틸, 2-아미노-에틸, 1-아미노-프로필, 2-아미노-프로필, 3-아미노-프로필, 1-메틸-2-아미노-에틸, 아미노부틸, 아미노펜틸, 아미노헥실, N,N-디메틸-아미노-에틸, N,N-디메틸-아미노-프로필, N,N-디메틸-아미노부틸, N,N-디메틸-아미노펜틸, N,N-디메틸-아미노헥실, 및 이들의 이성질체 형태로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택될 수 있다. 본 출원의 다른 실시형태에 따르면, 아민계 촉매는 N,N-디메틸사이클로헥실아민, 비스(2-디메틸아미노 에틸l) 에테르, 디메틸아미노프로필아민, 비스(N,N-디메틸-3-아미노-프로필)아민, 1,1'-((3-(디-메틸 아미노)프로필)아잔디일)비스(프로판-2-올), 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 아민계 촉매는 특히, 내부에 의도적으로 혼입된 저분자 지방족 모노아민, 특히 트리메틸아민 및 디메틸아민을 제외한다. 예를 들어, 본 개시내용의 아민계 촉매는 순수하거나 본질적으로 순수한 지방족 모노아민, 예를 들어, 메틸아민, 디메틸아민(DMA), 트리메틸아민(TMA)을 포함하지 않으며, 아민계 촉매는 내부에 의도적으로 혼입된 상기 지방족 모노아민을 포함하지 않는다.
임의의 특정 이론에 제한되지 않으면서, 소량 또는 미량의 DMA 및 TMA가 상기 열거된 것과 같이 상업적으로 제조 및 구매된 다양한 아민형 촉매에 불가피하게 존재할 수 있으며, 원료의 불순물, 잔류 반응물 및 제조 공정의 부산물뿐만 아니라 상용화된 아민형 촉매의 저장 및 운송 중에서 내부에 유입되는 이성화 생성물, 분해 생성물 및 부수적인 오염 성분을 포함하는 다양한 공급원으로부터 유래될 수 있다고 여겨진다. 아민형 촉매 중 바람직하지 않은 DMA 및 TMA의 함량은 아민형 촉매의 특정 카테고리 및 공급원에 기초하여 달라질 수 있다. 본 출원의 하나의 실시형태에 따르면, 아민형 촉매는 아민형 촉매의 중량을 기준으로 최대 1 중량%, 또는 최대 0.1 중량%, 또는 0.1 ppm 내지 0.01 중량%, 또는 아민형 촉매의 중량을 기준으로 하기 종결점 값 중 임의의 2개를 조합하여 얻어지는 수치 범위 내의 DMA 함량을 가질 수 있다: 0.047 ppm, 0.05 ppm, 0.08 ppm, 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm, 0.6 ppm, 0.7 ppm, 0.8 ppm, 0.9 ppm, 1 ppm, 3 ppm, 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 50 ppm, 80 ppm, 100 ppm, 120 ppm, 150 ppm, 180 ppm, 200 ppm, 250 ppm, 300 ppm, 350 ppm, 400 ppm, 450 ppm, 500 ppm, 550 ppm, 600 ppm, 650 ppm, 700 ppm, 750 ppm, 800 ppm, 850 ppm, 900 ppm, 950 ppm, 1000 ppm, 1050 ppm, 1100 ppm, 1150 ppm, 1200 ppm, 1250 ppm, 1300 ppm, 1400 ppm, 1500 ppm, 1550 ppm, 1600 ppm, 1700 ppm, 1800 ppm, 1900 ppm, 2000 ppm, 2200 ppm, 2500 ppm, 2700 ppm, 2800 ppm, 2900 ppm, 3000 ppm, 3500 ppm, 3800 ppm, 4000 ppm, 4500 ppm, 4800 ppm, 5000 ppm, 5500 ppm, 6000 ppm, 6500 ppm, 7000 ppm, 7500 ppm, 8000 ppm, 8500 ppm, 9000 ppm, 9500 ppm 및 1 중량%. 본원의 다른 실시형태에 따르면, 아민형 촉매는 아민형 촉매의 중량을 기준으로 최대 1 중량%, 또는 최대 0.1 중량%, 또는 0.01 ppm 내지 0.01 중량%, 또는 아민형 촉매의 중량을 기준으로 하기 종결점 값 중 임의의 2개를 조합하여 얻어지는 수치 범위 내의 TMA 함량을 가질 수 있다: 0.00021 ppm, 0.00025 ppm, 0.0003 ppm, 0.0004 ppm, 0.0005 ppm, 0.0006 ppm, 0.0008 ppm, 0.0009 ppm, 0.001 ppm, 0.0015 ppm, 0.002 ppm, 0.003 ppm, 0.004 ppm, 0.005 ppm, 0.006 ppm, 0.008 ppm, 0.01 ppm, 0.02 ppm, 0.03 ppm, 0.04 ppm, 0.05 ppm, 0.08 ppm, 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm, 0.6 ppm, 0.7 ppm, 0.8 ppm, 0.9 ppm, 1 ppm, 3 ppm, 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 50 ppm, 80 ppm, 100 ppm, 120 ppm, 150 ppm, 180 ppm, 200 ppm, 250 ppm, 300 ppm, 350 ppm, 400 ppm, 450 ppm, 500 ppm, 550 ppm, 600 ppm, 650 ppm, 700 ppm, 750 ppm, 800 ppm, 850 ppm, 900 ppm, 950 ppm, 1000 ppm, 1050 ppm, 1100 ppm, 1150 ppm, 1200 ppm, 1250 ppm, 1300 ppm, 1400 ppm, 1500 ppm, 1550 ppm, 1600 ppm, 1700 ppm, 1800 ppm, 1900 ppm, 2000 ppm, 2200 ppm, 2500 ppm, 2700 ppm, 2800 ppm, 2900 ppm, 3000 ppm, 3500 ppm, 3800 ppm, 4000 ppm, 4500 ppm, 4800 ppm, 5000 ppm, 5500 ppm, 6000 ppm, 6500 ppm, 7000 ppm, 7500 ppm, 8000 ppm, 8500 ppm, 9000 ppm, 9500 ppm 및 1 중량%. 본 출원의 하나의 실시형태에 따르면, 아민형 촉매는 바람직하지 않은 불순물로서 DMA를 상기 양으로 포함하고, TMA를 포함하지 않는다. 본 출원의 다른 실시형태에 따르면, 아민형 촉매는 바람직하지 않은 불순물로서 TMA를 상기 양으로 포함하고, DMA를 포함하지 않는다. 본 출원의 다른 실시형태에 따르면, 아민형 촉매는 바람직하지 않은 불순물로서 TMA 및 DMA 둘 다를 상기 양으로 포함한다.
본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 아민계 촉매 중의 DMA 및 TMA를 저감시키는 탈취제는 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 표시되는 분자 구조를 갖는다:
화학식 (1) 화학식 (2)
상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 C1-C12 알킬, 하이드록시-치환된 C1-C12 알킬, 및 (메트)아크릴옥시(C1-C12 알킬렌)-O-(C1-C12) 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R3은 2가 C2-C12 알킬렌, 3가 C3-C12 알킬렌 및 4가 C4-C12 알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, n은 2 내지 4의 정수이다. 본 개시내용의 하나의 실시형태에 따르면, R1은 수소이고, R2는 C1-C12 알킬, 하이드록시-치환된 C1-C12 알킬 및 아크릴옥시(C1-C12 알킬렌)-O-(C1-C12) 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 하이드록시-치환된 C1-C12 알킬 중 하이드록시 기는 바람직하게는 알킬 기의 말단 탄소 원자에 부착되고, R3은 2가 C2-C12 알킬렌, 3가 C3-C12 알킬렌 및 4가 C4-C12 알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, n은 2 내지 4의 정수이다. 본 개시내용의 다른 실시형태에 따르면, 탈취제는 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트, 5-하이드록시펜틸 아크릴레이트, 6-하이드록시헥실 아크릴레이트, 글리시딜 디아크릴레이트, 에틸렌 디올 디아크릴레이트, 프로필렌 디올 디아크릴레이트, 부틸렌 디올 디아크릴레이트, 헥산 디올 디아크릴레이트, 글리세롤 트리아크릴레이트, 에리트리톨 테트라(아크릴레이트), 펜타에리트리톨 테트라(아크릴레이트) 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 출원의 하나의 실시형태에 따르면, 화학식 (1) 또는 화학식 (2)의 탈취제는 관련 환경 규제 또는 소비자의 요구사항에 따라 결정되는 저수준으로 감소된 DMA 및 TMA 함량을 갖는 아민계 촉매 시스템을 형성하도록 아민형 촉매와 조합되고, 상기 아민계 촉매 시스템으로 생성된 폴리우레탄 폼 물품은 소비자가 인지할 수 있는 냄새 역치보다 낮은 DMA 및 TMA 양을 갖는다. 본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 아민계 촉매 시스템은, 화학식 (1) 또는 화학식 (2)의 탈취제를 아민계 촉매와 블렌딩한 후, 블렌드를 0 내지 200℃의 온도와 0.01 내지 10 MPa의 압력에서 0.5 내지 100시간 동안 정치 또는 교반 하에 유지하는 것에 의해 형성될 수 있다. 상기 언급된 온도는 5 내지 180℃, 또는 10 내지 150℃, 또는 15 내지 120℃, 또는 20 내지 100℃, 또는 25 내지 80℃, 또는 25 내지 50℃일 수 있다. 상기 언급된 압력은 0.02 내지 8 Mpa, 또는 0.04 내지 7 Mpa, 또는 0.05 내지 5 Mpa, 또는 0.06 내지 4 Mpa, 또는 0.08 내지 2 Mpa, 또는 0.09 내지 1 Mpa, 또는 0.1 내지 0.5 Mpa일 수 있다. 상기 언급된 블렌드의 유지 기간은 0.5 내지 100시간, 또는 1 내지 90시간, 또는 2 내지 80시간, 또는 5 내지 70시간, 또는 6 내지 60시간, 또는 8 내지 48시간, 또는 10 내지 24시간일 수 있다. 본 개시내용의 하나의 실시형태에 따르면, 화학식 (1)의 탈취제와 아민형 촉매의 블렌드는 주위 온도 및 압력에서 밤새 정치되어 유지된다.
임의의 이론에 제한되지 않으면서, 이렇게 형성된 아민계 촉매 시스템은 아민계 촉매 시스템의 총 중량을 기준으로 최대 100 ppm, 또는 최대 80 ppm, 또는 최대 70 ppm, 또는 최대 60 ppm, 또는 최대 50 ppm, 또는 최대 40 ppm, 또는 최대 30 ppm, 또는 최대 20 ppm, 또는 최대 19 ppm, 또는 최대 16 ppm, 또는 최대 15 ppm, 또는 최대 13 ppm, 또는 최대 12 ppm, 또는 최대 10 ppm, 또는 최대 8 ppm, 또는 최대 6 ppm, 또는 최대 5 ppm, 또는 최대 3 ppm, 또는 최대 1 ppm, 또는 최대 0.5 ppm, 또는 최대 0.2 ppm, 또는 최대 0.1 ppm, 또는 최대 0.05 ppm, 또는 최대 0.01 ppm의 DMA 수준을 나타낸다. 본 개시내용의 다른 실시형태에 따르면, 아민계 촉매 시스템을 사용하여 제조된 폴리우레탄 폼, 폴리우레탄 폼 물품 또는 폴리우레탄 폼 생성물은 폴리우레탄 폼의 총 중량을 기준으로 최대 80 ppm, 또는 최대 70 ppm, 또는 최대 60 ppm, 또는 최대 50 ppm, 또는 최대 40 ppm, 또는 최대 30 ppm, 또는 최대 20 ppm, 또는 최대 19 ppm, 또는 최대 16 ppm, 또는 최대 15 ppm, 또는 최대 13 ppm, 또는 최대 12 ppm, 또는 최대 10 ppm, 또는 최대 8 ppm, 또는 최대 6 ppm, 또는 최대 5 ppm, 또는 최대 3 ppm, 또는 최대 1 ppm, 또는 최대 0.5 ppm, 또는 최대 0.2 ppm, 또는 최대 0.1 ppm, 또는 최대 0.05 ppm, 또는 최대 0.01 ppm, 또는 최대 0.005 ppm, 또는 최대 0.001 ppm의 DMA 수준을 나타낸다. 예를 들어, 화학식 (1)로 표시되는 탈취제의 첨가로 인해 아민계 촉매 시스템 또는 폴리우레탄 폼 내 DMA 함량은 아민형 촉매에 함유된 초기 양의 DMA와 비교하여 35 중량%, 또는 40 중량%, 또는 45 중량%, 또는 50 중량%, 또는 55 중량%, 또는 60 중량%, 또는 65 중량%, 또는 70 중량%, 또는 75 중량%, 또는 80 중량%, 또는 85 중량%, 또는 90 중량%, 또는 95 중량%, 또는 98 중량%, 또는 99 중량%, 또는 99.5 중량%, 또는 99.9 중량%, 또는 99.95 중량%, 또는 99.99 중량%, 또는 심지어 100 중량%까지 감소될 수 있다. 본 개시내용의 다른 실시형태에 따르면, 이렇게 형성된 아민계 촉매 시스템은 아민계 촉매 시스템의 총 중량을 기준으로 최대 100 ppm, 또는 최대 80 ppm, 또는 최대 70 ppm, 또는 최대 60 ppm, 또는 최대 50 ppm, 또는 최대 40 ppm, 또는 최대 30 ppm, 또는 최대 20 ppm, 또는 최대 19 ppm, 또는 최대 16 ppm, 또는 최대 15 ppm, 또는 최대 13 ppm, 또는 최대 12 ppm, 또는 최대 10 ppm, 또는 최대 8 ppm, 또는 최대 6 ppm, 또는 최대 5 ppm, 또는 최대 3 ppm, 또는 최대 1 ppm, 또는 최대 0.5 ppm, 또는 최대 0.2 ppm, 또는 최대 0.1 ppm, 또는 최대 0.05 ppm, 또는 최대 0.01 ppm의 TMA 수준을 나타낸다. 본 개시내용의 다른 실시형태에 따르면, 아민계 촉매 시스템을 사용하여 제조된 폴리우레탄 폼, 폴리우레탄 폼 물품 또는 폴리우레탄 폼 생성물은 폴리우레탄 폼의 총 중량을 기준으로 최대 70 ppm, 또는 최대 60 ppm, 또는 최대 50 ppm, 또는 최대 40 ppm, 또는 최대 30 ppm, 또는 최대 20 ppm, 또는 최대 19 ppm, 또는 최대 16 ppm, 또는 최대 15 ppm, 또는 최대 13 ppm, 또는 최대 12 ppm, 또는 최대 10 ppm, 또는 최대 8 ppm, 또는 최대 6 ppm, 또는 최대 5 ppm, 또는 최대 3 ppm, 또는 최대 1 ppm, 또는 최대 0.5 ppm, 또는 최대 0.2 ppm, 또는 최대 0.1 ppm, 또는 최대 0.05 ppm, 또는 최대 0.01 ppm, 또는 최대 0.005 ppm, 또는 최대 0.001 ppm의 TMA 수준을 나타낸다. 예를 들어, 화학식 (1)로 표시되는 탈취제의 첨가로 인해 아민계 촉매 시스템 또는 폴리우레탄 폼 내 TMA 함량은 아민형 촉매에 함유된 초기 양의 TMA와 비교하여 40 중량%, 또는 45 중량%, 또는 50 중량%, 또는 55 중량%, 또는 60 중량%, 또는 65 중량%, 또는 70 중량%, 또는 75 중량%, 또는 80 중량%, 또는 85 중량%, 또는 90 중량%, 또는 95 중량%, 또는 98 중량%, 또는 99 중량%까지 감소될 수 있다. 본 개시내용의 하나의 실시형태에 따르면, 아민계 촉매 시스템의 함량은 폴리우레탄 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.05 중량% 내지 4 중량%, 또는 0.08 중량% 내지 3.5 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 3 중량%, 또는 0.5 중량% 내지 2.5 중량%, 또는 0.8 중량% 내지 2 중량%, 또는 0.85 중량% 내지 1.5 중량%, 또는 0.9 중량% 내지 1.2 중량%, 또는 0.92 중량% 내지 1.0 중량%일 수 있다.
다양한 실시형태에서, 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 갖는 이소시아네이트 화합물은 폴리이소시아네이트 화합물로도 알려져 있으며, 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 갖는 지방족, 지환족, 방향족, 아르지방족 또는 헤테로아릴 화합물을 지칭한다. 이소시아네이트 화합물은 적어도 약 2.0, 예컨대, 약 2 내지 10, 또는 약 2 내지 약 8, 또는 약 2 내지 약 6의 평균 작용성을 갖는다. 예시적인 이소시아네이트 화합물은 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 C2-C12 지방족 이소시아네이트 화합물, 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 C6-C15 지환족 이소시아네이트 화합물, 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 C6-C15 방향족 이소시아네이트 화합물, 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 C7-C15 아르지방족 이소시아네이트 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 다른 실시형태에서, 이소시아네이트 화합물은 특히 m-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트 및/또는 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)의 다양한 이성질체, 메틸렌비스(사이클로헥실 이소시아네이트)(HMDI), 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트(HDI), 테트라메틸렌-1,4-디이소시아네이트, 사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 헥사하이드로톨루엔 디이소시아네이트, 수소화된 MDI, 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
본 개시내용의 다른 실시형태에 따르면, 이소시아네이트 화합물은 개질된 이소시아네이트 화합물, 즉 상기 이소시아네이트 화합물의 화학적 개질을 통해 수득되는 생성물일 수 있다. 예시적인 개질된 이소시아네이트 화합물은 에스테르, 우레아, 뷰렛, 이소시아누레이트, 알로파네이트, 카르보디이미드 또는 우레톤이민을 함유하는 폴리이소시아네이트, 예컨대 4,4'-카르보디이미드 개질된 MDI 생성물이다. 예를 들어, 카르보디이미드 기, 우레톤이민 기 또는 이소시아누레이트 고리를 함유하고 이소시아네이트 기(NCO) 함량이 10 내지 40 중량%, 예컨대, 20 내지 35 중량%인 액체 이소시아네이트 화합물이 사용될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 폴리이소시아네이트 화합물은 2 내지 10, 예컨대 2 내지 8, 또는 2 내지 6 범위의 NCO 작용성을 갖는 이소시아네이트 예비중합체를 포함할 수 있다. 이소시아네이트 예비중합체는 상기 언급된 단량체 이소시아네이트 화합물(들) 중 하나 이상을 적어도 2개의 하이드록시 기를 포함하는 C2-C16 지방족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록시 기를 포함하는 C5-C16 지환족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록시 기를 포함하는 C6-C16 방향족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록시 기를 포함하는 C7-C15 아르지방족 다가 알코올, 500 내지 5,000의 분자량을 갖는 폴리에스테르 폴리올, 200 내지 5,000의 분자량을 갖는 폴리카르보네이트 폴리올, 200 내지 5,000의 분자량을 갖는 폴리에테르 폴리올, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 이소시아네이트-반응성 화합물을 반응함으로써 수득될 수 있으며, 단, 이소시아네이트 예비중합체는 적어도 2개의 유리 이소시아네이트 기를 포함한다. 예를 들어, 상기 이소시아네이트 예비중합체를 제조하기 위한 이소시아네이트 반응성 화합물은 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,4-부탄디올, 4-부텐디올, 1,4-부틴디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 비스(하이드록시메틸)사이클로헥산, 예컨대 1,4-비스(하이드록시메틸)사이클로헥산, 2-메틸프로판-1,3-디올, 메틸펜탄디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 디부틸렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜, 비스하이드록시에틸-비스페놀 A, 비스하이드록시프로필-비스페놀 A, 사이클로헥산 디메탄올 및 비스하이드록시에틸 하이드로퀴논으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이소시아네이트 화합물로서 사용하기에 적합한 예비중합체는 2 내지 40 중량%, 예컨대 4 내지 30 중량%의 NCO 기 함량을 갖는 예비중합체이다. 이소시아네이트 화합물의 양은 폴리우레탄 폼의 실제 요구사항에 기초하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 실시형태로서, 이소시아네이트 화합물의 함량은 폴리우레탄 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 60 중량%, 예컨대 약 10 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 15 중량% 내지 약 45 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 38 중량%일 수 있다. 본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 이소시아네이트 화합물의 양은 폴리올 화합물, 촉매 시스템 및 임의의 추가 첨가제 또는 개질제에 포함된 이소시아네이트 반응성 기(예를 들어, 하이드록실 기 및 아미노기)의 전체 몰량에 대해 이소시아네이트 기가 화학양론적 당량 또는 약간 과량으로 존재하도록 적절하게 선택된다.
본 개시내용의 하나의 실시형태에 따르면, 폴리올 화합물은 적어도 2개의 하이드록실 기를 포함하는 C2-C16 지방족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록실 기를 포함하는 C6-C16 지환족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록실 기를 포함하는 C6-C16 방향족 다가 알코올, 적어도 2개의 수기를 포함하는 C7-C15 아르지방족 다가 알코올, 500 내지 12,000의 분자량을 갖는 폴리에스테르 폴리올, 200 내지 8,000의 분자량을 갖는 폴리카르보네이트 폴리올, 200 내지 8,000의 분자량을 갖는 폴리에테르 폴리올, 폴리올을 기반으로 하는 코어 상과 쉘 상을 갖는 코어-쉘 중합체 폴리올, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 코어-쉘 중합체 폴리올의 쉘 상은 적어도 하나의 폴리(C2-C10)알킬렌 글리콜 또는 이의 공중합체를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 쉘 상의 폴리올은 폴리에틸렌, (메톡시)폴리에틸렌 글리콜(MPEG), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리(프로필렌 글리콜), 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리(2-메틸-1,3-프로판 글리콜) 또는 1차 하이드록실 말단기 또는 2차 하이드록실 말단기를 갖는 에틸렌 에폭사이드 및 프로필렌 에폭사이드의 공중합체(폴리에틸렌 글리콜-프로필렌 글리콜)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 코어-쉘 중합체 폴리올의 코어 상은 마이크로 크기일 수 있으며 쉘 상과 상용성인 임의의 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어 상은 쉘 상의 것들과 (조성 또는 중합도에 있어서) 상이한 폴리스티렌, 폴리아크릴니트릴, 폴리에스테르, 폴리올레핀 또는 폴리에테르를 포함할 수 있다. 본 출원의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 폴리올은 코어-쉘 구조를 갖는 복합 미립자일 수 있으며, 여기서 코어는 SAN(스티렌 및 아크릴니트릴)으로 구성된 마이크로 크기의 코어이고, 쉘 상은 PO-EO 폴리올로 구성된다. 이러한 중합체 폴리올은 스티렌, 아크릴니트릴 및 에틸렌계 불포화 기를 포함하는 폴리(EO-PO) 폴리올의 라디칼 공중합에 의해 제조될 수 있다. 본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 폴리에테르 폴리올은 프로필렌 옥사이드(PO), 에틸렌 옥사이드(EO), 부틸렌 옥사이드, 테트라메틸렌 글리콜, 테트라하이드로푸란, 2-메틸-1,3-프로판 글리콜 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 선형 또는 사이클릭 알킬렌 옥사이드를 중합시킴으로써 제조될 수 있다. 예시적인 폴리에스테르 폴리올은 폴리올, 바람직하게는 디올과 폴리카르복실산 또는 이들의 무수물, 예컨대 디카르복실산 또는 디카르복실산 무수물의 반응 생성물을 포함한다. 폴리카르복실산 또는 무수물은 지방족, 지환족, 방향족 및/또는 헤테로사이클릭일 수 있으며, 예컨대 할로겐 원자로 치환될 수 있다. 폴리카르복실산은 불포화될 수 있다. 상기 폴리카르복실산의 예는 숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 이소프탈산, 트리멜리트산 무수물, 프탈산 무수물, 말레산, 말레산 무수물 및 푸마르산을 포함한다. 폴리에스테르 폴리올의 제조에 사용되는 폴리올은 바람직하게는 약 150 이하의 당량을 가지며, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,4-부탄 디올, 1,3-부탄 디올, 1,6-헥산 디올, 1,8-옥탄 디올, 네오펜틸 글리콜, 사이클로헥산 디메탄올, 2-메틸-1,3-프로판 디올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 1,2,6-헥산 트리올, 1,2,4-부탄 트리올, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨, 퀴니톨, 만니톨, 소르비톨, 메틸 글리코사이드, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디부틸렌 글리콜 등을 포함한다. 폴리올 화합물의 양은 폴리우레탄 폼의 실제 요구사항에 기초하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 실시형태로서, 폴리올 화합물의 함량은 폴리우레탄 조성물의 총 중량을 기준으로 약 30 중량% 내지 약 90 중량%, 예컨대, 약 40 중량% 내지 약 85 중량%, 또는 약 45 중량% 내지 약 80 중량%, 또는 약 50 중량% 내지 약 75 중량%, 또는 약 52 중량% 내지 약 70 중량%, 또는 약 55 중량% 내지 약 65 중량%, 또는 약 58 중량% 내지 약 60 중량%일 수 있다.
본 개시내용의 다양한 실시형태에서, 폴리우레탄 조성물은 계면활성제, 사슬 연장제, 가교결합제, 산화방지제, 발포제, 기포제, 발포 안정화제, 소포제, 점착부여제, 가소제, 레올로지 개질제, UV-흡수제, 광-안정화제, 조촉매, 충전제, 착색제, 안료, 물 소거제, 용매, 희석제, 난연제, 미끄럼 방지제, 대전 방지제, 방부제, 살생물제 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 이들 첨가제는 독립적 구성 성분으로서 전달 및 저장될 수 있으며, 이소시아네이트 화합물과 폴리올의 조합 직전에 또는 바로 전에 폴리우레탄 조성물 내에 혼입될 수 있다. 대안적으로, 이들 첨가제는 이소시아네이트 기 또는 이소시아네이트-반응성 기에 대해 화학적으로 불활성 또는 실질적으로 불활성일 때 이소시아네이트 화합물 및 폴리올 중 어느 하나 내에 함유될 수 있다.
적합한 계면활성제는 폼이 자립 가능하도록 충분히 경화될 때까지 발포 반응 동안 형성된 폼을 안정화시키는 물질이다. 폴리우레탄 폼의 제조에 통상적으로 사용되는 다양한 실리콘 계면활성제는 본 개시내용에 사용될 수 있다. 이러한 실리콘 계면활성제의 예는 상표명 Tegostab(Evonik Corporation), Niax(Momentive) 및 Dabco(Air Products and Chemicals)로서 상업적으로 이용가능하다. 계면활성제는 폴리우레탄 조성물의 총 중량을 기준으로 통상적으로 최대 5 중량%, 예컨대 0.1 내지 4 중량%, 또는 0.2 내지 3 중량%, 또는 0.3 내지 2 중량%, 또는 0.4 내지 1 중량%, 또는 0.5 내지 0.8 중량%의 양으로 존재한다.
하나 이상의 가교결합제는 또한 본 개시내용의 폴리우레탄 조성물에 존재할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, "가교결합제"는 분자당 3개 이상의 이소시아네이트-반응성 기 및 이소시아네이트-반응성 기당 300 미만, 예컨대 200 미만의 당량을 갖는 물질이다. 가교결합제는 바람직하게는 분자당 3 내지 8개, 특히 3 내지 4개의 하이드록실 기(1차 하이드록실, 2차 하이드록실 및 3차 하이드록실 기 포함), 1차 아민, 2차 아민, 또는 3차 아민 기를 함유하며, 30 내지 약 200, 특히 50 내지 125의 당량을 갖는다. 본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 가교결합제는 디에탄올 아민, 트리에탄올 아민, 디-(이소프로판올) 아민, 트리(이소프로판올) 아민, 글리세린, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨 및 이들의 임의의 조합; 예컨대, 디에탄올 아민과 트리에탄올 아민의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본 개시내용의 맥락에서, 가교결합제는 아민계 촉매와 상이한 분자 구조를 갖는다.
사슬 연장제는 분자당 2개 이상의 이소시아네이트-반응성 기 및 이소시아네이트-반응성 기당 300 미만, 예컨대 200 미만의 당량을 갖는 화합물질이다. 이소시아네이트 반응성 기는 하이드록실, 1차 지방족 또는 방향족 아미노, 또는 2차 지방족 또는 방향족 아미노 기이다. 대표적인 사슬 연장제로는 모노에틸렌 글리콜(MEG), 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 사이클로헥산 디메탄올, 에틸렌 디아민, 페닐렌 디아민, 비스(3-클로로-4-아미노페닐)메탄, 디메틸티오톨루엔디아민 또는 디에틸톨루엔디아민을 포함한다. 본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 사슬연장제는 이소시아네이트-반응성 기로서 하이드록실 기만을 포함하는 단쇄(예를 들어, C2 내지 C4) 폴리올, 예컨대 모노에틸렌 글리콜이다. 본 개시내용의 다른 실시형태에 따르면, 사슬 연장제는 2.0 내지 8.0, 예를 들어 3.0 내지 7.0, 또는 4.0 내지 6.0, 또는 5.0 내지 5.5의 하이드록실 작용성을 갖는 지방족 또는 지환족 C2-C12 폴리올이며, 에틸렌 글리콜, 프로판 디올, 부탄 디올, 펜탄 디올, 헥산 디올, 1,4-사이클로헥산 디메탄올, 및 이들의 이성질체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 사슬 연장제는 구성 성분 (B)의 일부로 함유될 수 있다.
사슬 연장제 및 가교결합제는 적합하게는 이러한 물질들 중 어느 하나의 양이 증가함에 따라 경도가 증가하기 때문에 소량으로 사용된다. 가교결합제는 폴리우레탄 조성물의 총 중량을 기준으로 통상적으로 최대 3 중량%, 예컨대 0.05 내지 3 중량%, 또는 0.1 내지 2.5 중량%, 0.2 내지 2 중량%, 또는 0.3 내지 1 중량%, 또는 0.4 내지 0.8 중량%, 또는 0.5 내지 0.6 중량%의 양으로 존재한다. 사슬 연장제의 함량은 폴리우레탄 조성물의 총 중량을 기준으로 최대 5 중량%, 예컨대 0 내지 3 중량%, 또는 0.01 내지 2.5 중량%, 또는 0.05 내지 2 중량%, 또는 0.1 내지 1 중량, 또는 0.4 내지 0.8 중량%, 또는 0.5 내지 0.6 중량%일 수 있다.
하나 이상의 충전제가 폴리우레탄 조성물 중에 존재할 수 있다. 충전제는 주로 비용을 줄이기 위해 포함된다. 미립자 고무상 물질이 특히 유용한 충전제이다. 충전제의 함량은 폴리우레탄 조성물 중량의 0 내지 50% 이상을 구성할 수 있다.
발포제는 화학적 (발열) 유형, 물리적 (흡열 유형) 또는 각 유형 중 적어도 하나의 혼합형일 수 있다. 화학적 유형은 통상적으로, 발포 반응의 조건 하에 반응 또는 분해되어, 이산화탄소 또는 질소 기체를 생성한다. 물 및 다양한 카르바메이트 화합물은 적합한 화학적 발포제의 예이다. 물리적 발포제는 이산화탄소, 다양한 저비점 탄화수소, 하이드로플루오로카본, 하이드로플루오로클로로카본, 에테르 등을 포함한다. 물은 그 자체로 또는 하나 이상의 물리적 발포제와의 조합으로 통상적인 발포제 중 하나이다.
본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 폴리우레탄 조성물은 하나 이상의 산화방지제를 포함하며, 예시적인 산화방지제는 치환 또는 비치환 페놀계 산화방지제, 티오카르복실레이트 에스테르 산화방지제, 포스파이트 산화방지제, 포스포나이트 산화방지제, 치환 또는 비치환 벤조푸라논, 치환 또는 비치환 인돌리논, 토코페놀, 하이드록실화 티오디페닐 에테르, O-, N- 및 S-벤질 화합물, 하이드록시벤질화 말로네이트 및 트리아진 화합물을 포함한다. 본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 항산화제의 양은 폴리우레탄 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 5 중량%, 예컨대 0.1 내지 4 중량%, 또는 0.5 내지 3 중량%, 또는 0.8 내지 2 중량%, 또는 1 내지 1.5 중량%이다.
폴리우레탄 폼의 제조 방법은 발포안정화제, 소포제, 점착부여제, 가소제, 레올로지 개질제, UV-흡수제, 광-안정화제, 조촉매, 충전제, 착색제, 안료, 물 소거제, 용매, 희석제, 난연제, 미끄럼 방지제, 대전 방지제, 방부제, 살생물제 및 이들의 조합과 같은 추가 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, (i) 적어도 하나의 아민계 촉매를 적어도 하나의 탈취제와 조합하여 아민계 촉매 시스템을 형성하는 단계; 및 (ii) 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 적어도 하나의 이소시아네이트 화합물을 아민계 촉매 시스템의 존재 하에 적어도 하나의 폴리올 화합물과 반응시키거나, 상기 이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물 사이의 반응을 아민계 촉매 시스템으로 촉매화하여, 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼을 생성하는 단계를 포함하는, 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼의 제조 방법 및 폴리우레탄 폼의 냄새를 감소/제거하는 방법이 제공된다.
본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 폴리우레탄 폼 생성물은 성분들을 블렌딩하여 반응 혼합물을 형성하고 이를 경화시켜 제조될 수 있다. 연속식 슬래브스톡(slabstock) 생성 기술과 같은 자유-상승 방법(free-rise process)이 사용될 수 있다. 대안적으로, 다양한 몰딩 방법이 또한 사용될 수 있다. 슬래브스톡 생성 및 성형 방법을 위한 가공장치 및 가공 매개변수는 당업계에 일반적으로 알려져 있다. 예를 들어, 다양한 성분은 개별적으로 또는 다양한 하위조합으로 혼합헤드 또는 다른 혼합 장치 내로 도입될 수 있으며, 여기서 이는 혼합되고 이들이 경화되는 영역(예컨대, 트로프(trough) 또는 다른 개방 용기, 또는 폐쇄 몰드) 내로 분배된다. 특히 성형된 폼의 제조 시 폴리올 화합물(들), 아민계 촉매 시스템, 가교결합제 및/또는 사슬 연장제(있는 경우), 계면활성제(들) 및 발포제(들)와 같은 임의의 다른 첨가제를 함유하는 제형화된 폴리올 구성 성분을 형성하는 것이 종종 편리하다. 이후, 이러한 제형화된 폴리올 구성 성분은 이소시아네이트 화합물(뿐만 아니라 제형화된 폴리올 구성 성분 내에 존재하지 않는 임의의 다른 성분)과 접촉되어 폼을 생성한다.
이를 혼합하여 반응 혼합물을 형성하기 전에 다양한 성분 및/또는 구성 성분 중 일부 또는 전부가 가열될 수 있다. 다른 경우, 성분 및/또는 구성 성분은 대략 주위 온도(예컨대, 15 내지 40℃)에서 혼합된다. 모든 성분이 혼합된 이후 반응 혼합물에 열이 가해질 수 있지만, 이는 흔히 불필요하다. 폴리우레탄 중합체의 경화를 촉진하기 위한 적합한 조건은 약 20℃ 내지 약 150℃의 온도를 포함한다. 일부 실시형태에서, 경화는 약 30℃ 내지 약 120℃의 온도에서 수행한다. 다른 실시형태에서, 경화는 약 35℃ 내지 약 110℃의 온도에서 수행한다. 다양한 실시형태에서, 경화를 위한 온도는 적어도 부분적으로 폴리우레탄 중합체가 해당 온도에서 겔화되는 데 필요한 지속 시간을 기준으로 선택될 수 있다. 경화 시간은 또한 예를 들어 특정 구성 성분(예를 들어, 촉매 및 이의 양), 및 제조되는 물품의 크기 및 형상을 포함하는 다른 인자에 따라 좌우될 것이다.
본 개시내용의 일 실시형태에 따르면, 경화 반응에 의해 형성된 폴리우레탄 폼 생성물은 가요성 또는 강성일 수 있으며, 특히 가요성 폴리우레탄 폼이다. 가요성 폴리우레탄 폼 생성물은 5 내지 200 kg/m3, 예컨대 8 내지 180 kg/m3, 또는 10 내지 160 kg/m3, 또는 12 내지 150 kg/m3, 또는 15 내지 140 kg/m3, 또는 18 내지 120 kg/m3, 또는 20 내지 100 kg/m3, 또는 24 내지 80 kg/m3, 또는 30 내지 60 kg/m3, 또는 40 내지 50 kg/m3, 또는 상기 언급된 종결점 값 중 임의의 2개를 결합하여 얻어지는 수치 범위의 밀도를 가질 수 있다. 가요성 폴리우레탄 폼은 ASTM 3574-H의 볼 반발 시험(ball rebound test)에서 적어도 50%의 탄력성을 가질 수 있다.
상기 설명은 일반적이도록 의도된 것이며, 본 발명의 모든 가능한 실시형태를 포함하도록 의도되지 않는다. 마찬가지로, 이하 실시예는 단지 예시를 위해 제공되며, 어떠한 방식으로도 본 발명을 정의하거나 제한하도록 의도되지 않는다. 당업자는 다른 실시형태가 청구범위의 범주 내에서 본원에 개시된 발명의 명세서 및/또는 실시를 고려하여 명백해질 것임을 충분히 인지할 것이다. 이러한 다른 실시형태는 특정 구성 성분 및 구성 요소, 및 이의 비율; 혼합 및 반응 조건, 용기, 배치 장치, 및 프로토콜; 성능 및 선택성; 생성물 및 부산물의 식별; 후속 가공 및 이의 용도 등의 선택을 포함할 수 있으며; 당업자는 이러한 것이 본원에 첨부된 청구범위의 범주 내에서 달라질 수 있음을 인식할 것이다.
실시예
본 발명의 일부 실시형태가 이제 하기 실시예에서 기재될 것이다. 그러나, 본 개시내용의 범위는 물론 이들 실시예에 제시된 제형으로 제한되지 않는다. 오히려, 실시예는 단지 본 개시내용의 발명일 뿐이다.
실시예에 사용된 원료의 정보는 하기 표 1에 열거되어 있다:
[표 1]
특성분석 기술
A. 비교예 및 발명예의 각 샘플에서 DMA 또는 TMA 농도를 하기 표 2와 같은 GC-FID 장치를 이용하여 측정하였다.
[표 2]
각 샘플을 0.100 g의 촉매 또는 아민계 촉매 시스템을 1.00 mL의 THF에 용해하여 제조한 후, 1 μL의 샘플을 오토샘플러에 주입하였다. THF 중 DMA 또는 TMA의 일련의 외부 표준 용액을 제조하고, 각 비교예 또는 본 발명예의 DMA/TMA 농도를 정량화하기 위해 이들 용액의 GC-FID 통합 피크 면적을 기초로 외부 표준 피팅 플롯을 수득하였다.
비교예 1 내지 3: 아민계 촉매에서 DMA의 자발적 생성.
비교예에서는 3종의 상용화된 통상적인 아민계 촉매인 비교예 1의 Polycat 15, 비교예 2의 DPA, 비교예 3의 DMAPA의 에이징 도중에 DMA의 존재 및 추가적인 자발적 생성을 특성분석하였다.
Polycat 15, DPA 및 DMAPA의 샘플을 시중에서 구매하고, 정제와 같은 임의의 전처리 없이 직접 사용하였다. 각 샘플에서 초기 DMA 농도를 GC-FID를 사용하여 결정하였다.
그런 다음, 각 샘플을 밀봉된 바이알에서 에이징하고 2주 동안 50℃의 일정한 온도로 유지되는 오븐에서 에이징한 다음 에이징된 샘플에서 DMA 농도를 GC-FID를 사용하여 추가로 측정하였다. 어떠한 이론에 제한되지 않으면서, 상기 에이징 공정은 주위 조건 하에서 이러한 아민계 촉매의 일반적인 저장/운송의 가속 모사 모델이다.
표 3의 실험 결과에서 알 수 있듯이, 시중에 판매되는 아민계 촉매 모두는 불순물로서 DMA를 불가피하게 포함하고 있으며, 에이징 후 DMA의 농도가 유의미하게 증가하였다. 모든 촉매는 불쾌한 비린내를 나타내며, 에이징된 샘플의 냄새가 훨씬 더 강하다.
[표 3]
발명예 1 내지 10 및 비교예 4 내지 8
발명예 1 내지 10에서, 표 4에 열거된 바와 같이, 다양한 양의 탈취제를 주위 온도에서 아민계 촉매와 직접 혼합하고 혼합물을 밤새 주위 온도 및 주위 압력에 방치하여 아민계 촉매 시스템을 제조하였으며, 탈취제 함량의 단위는 아민계 촉매의 100 중량%를 기준으로 하는 "중량 퍼센트(중량%)"이다. 각 샘플의 DMA 농도를 GC-FID를 사용하여 측정하였다. 측정 결과를 표 4에 요약하였다.
[표 4]
비교예 4 내지 8에서는 아민계 촉매 시스템의 제형을 하기 표 5에 나타낸 것으로 변경한 것을 제외하고는 상기 발명예 1 내지 10의 절차를 반복하였다.
[표 5]
상기 발명예 모두는 상업용 아민계 촉매에 함유된 DMA 불순물을 효과적으로 감소시키거나 심지어 완전히 제거할 수 있는 반면, 비교예 중 어느 것도 이러한 효과적인 개선을 달성할 수 없음을 알 수 있다.
발명예 11
본 발명예에서, 99 중량부의 DPA와 1 중량부의 HBA를 주위 온도에서 직접 혼합하고 혼합물을 밤새 주위 온도 및 압력에서 유지함으로써 아민계 촉매 시스템을 제조하였다. 아민계 촉매 시스템을 하기 표 6에 보인 바와 같이 폴리올, 가교결합제, 계면활성제 및 물과, 교반기를 이용하여 3000 RPM의 속도로 3분 동안, 완전히 혼합하여 폴리올 구성 성분을 형성하였다. 이어서, 제형화된 폴리올 구성 성분을 실온에서 12 내지 24시간 동안 저장하였다.
상기 제조된 100 g의 제형화된 폴리올의 분취량을 60 g의 NE 496K 이소시아네이트와 혼합했는데, 현저한 발포와 함께 폴리올과 이소시아네이트 사이의 반응이 일어났다. 반응이 끝나자 마자, 폼 생성물 샘플을 알루미늄 호일로 포장하고 주위 환경에서 7일 동안 저장하였다. 0.2 g의 폼 샘플을 20 mL 헤드스페이스를 갖는 바이알에 옮겼다. 바이알을 밀봉하고 80℃에서 2시간 동안 처리한 후 헤드스페이스 내의 가스를 샘플링하고 GC-FID를 사용하여 측정하여 폴리우레탄 폼에서 헤드스페이스로 방출되는 DMA 및 TMA의 농도를 분석했다.
또한, 자동차 업계의 VDA 270 방식에 기초하여 훈련된 패널리스트 6명이 관능 평가를 실시했다. 훈련된 인간 패널은 냄새 강도, 헤도닉(hedonics), 냄새 묘사 훈련에 관해 SGS. Co. Ltd.의 인증을 받은 6명의 사내 직원으로 구성된다. 상기 제조된 폴리우레탄 폼 샘플로부터 6 g 중량의 입방체 잉곳 6개를 절단하였다. 잉곳의 각각을 1 리터의 깨끗한 유리 바이알에 별도로 밀봉하고 80℃에서 2시간 동안 가열했다. 그런 다음, 관능 평가를 위해 바이알을 60℃까지 냉각했다. 냄새 강도 및 아민 냄새 강도 값은 하기 순위 기준에 따라 VDA 270을 기준으로 평가하고 점수를 매겼다: (1) 인지할 수 없음; (2) 인지할 수 있으나, 불쾌하지 않음; (3) 분명하게 인지할 수 있으나, 불쾌하지 않음; (4) 불쾌함; (5) 매우 불쾌함; (6) 참기 힘듦. 평균 점수를 최종 결과로 보고하였다.
상기 제조된 150 g의 폴리올 구성 성분의 분취량을 90 g의 NE 496K 이소시아네이트와, 3000 RPM 하에서 6 내지 8초 동안, 혼합하여 완전한 혼합을 확보한 후, 내용물을 상단 직경 17 cm, 바닥 직경 14 cm의 팝콘 통에 즉시 부었다. 현저한 발포와 함께 폴리올과 이소시아네이트 사이의 반응이 일어났다. 크림(cream) 시간은 폼이 팽창하기 시작하는 시간으로 정의하고, 상승 시간은 발포가 완전히 팽창하는 시간 또는 폼이 최고 높이까지 팽창하는 시간으로 정의한다. 폼 높이를 또한 센티미터(cm) 단위로 기록하였다. 크림 시간, 상승 시간 및 폼 높이를 촉매 시스템의 촉매 반응 활성 측정값으로 보고하였다.
본 실시예의 구체적인 제형 및 특성분석 결과를 하기 표 6에 요약하였으며, 이때 헤드스페이스 내 DMA 및 TMA의 함량을 비교예 4에서 측정된 해당 함량과 비교하여 백분율(%)로 표시하였다. 특히, 헤드스페이스 내의 DMA 수준이 너무 낮아 검출이 불가능하며, 헤드스페이스 내의 TMA 수준이 54.5%(100%에서 45.5%로) 감소했다.
발명예 12
본 발명예에서는 95 중량부의 DPA와 5 중량부의 HBA를 직접 혼합하고 혼합물을 실온에서 밤새 가열하여 아민계 촉매 시스템을 제조한 것을 제외하고는 실시예 11의 절차를 반복하였다. 본 실시예의 구체적인 제형 및 특성분석 결과는 하기 표 6에 요약되어 있다.
비교예 9
본 비교예에서는 Evonik에서 구매한 신선한 DPA를 HBA나 임의의 다른 탈취제를 첨가하지 않은 촉매로 직접 사용한 것을 제외하고는 발명예 11의 절차를 반복하였다. 본 비교예의 구체적인 제형 및 특성분석 결과는 하기 표 6에 요약되어 있다.
비교예 10
본 비교예에서는 비교예 2에서 제조한 에이징된 DPA를 촉매로 사용한 것을 제외하고는 비교예 9의 절차를 반복하였다. 본 비교예의 구체적인 제형 및 특성분석 결과는 하기 표 6에 요약되어 있다.
[표 6]
상기 표 6에서 알 수 있듯이, 본 발명의 촉매 시스템을 사용하여 제조된 폴리우레탄 폼은 DMA의 효과적인 제거와 TMA의 유의미한 제거를 보였으며, 촉매의 촉매 반응성에 대한 실질적 영향은 관찰되지 않았다.

Claims (10)

  1. 하기 (A) 내지 (C)를 포함하는 폴리우레탄 폼 제조용 폴리우레탄 조성물:
    (A) 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 적어도 하나의 이소시아네이트 화합물;
    (B) 적어도 하나의 폴리올 화합물; 및
    (C) 하기 (C1) 및 (C2)를 포함하는 아민계 촉매 시스템,
    (C1) 지방족 디아민, 지방족 트리아민, 지환족 모노아민, 지환족 디아민, 지환족 트리아민, 아르지방족 모노아민, 아르지방족 디아민, 아르지방족 트리아민, 방향족 모노아민, 방향족 디아민, 방향족 트리아민, 헤테로사이클릭 모노아민, 헤테로사이클릭 디아민, 헤테로사이클릭 트리아민, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 아민계 촉매; 및
    (C2) 화학식 (1) 또는 화학식 (2)로 표시되는 적어도 하나의 탈취제

    화학식 (1) 화학식 (2)
    상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 C1-C12 알킬, 하이드록시-치환된 C1-C12 알킬, 및 (메트)아크릴옥시(C1-C12 알킬렌)-O-(C1-C12) 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R3은 2가 C2-C12 알킬렌, 3가 C3-C12 알킬렌 및 4가 C4-C12 알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, n은 2 내지 4의 정수인, 폴리우레탄 조성물.
  2. 제1항에 있어서, R1은 수소이고, R2는 C1-C12 알킬, 하이드록시-치환된 C1-C12 알킬, 및 아크릴옥시(C1-C12 알킬렌)-O-(C1-C12) 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R3은 2가 C2-C6 알킬렌, 3가 C3-C6 알킬렌 및 4가 C4-C6 알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 폴리우레탄 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 탈취제는 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트, 5-하이드록시펜틸 아크릴레이트, 6-하이드록시헥실 아크릴레이트, 글리시딜 디아크릴레이트, 에틸렌 디올 디아크릴레이트, 프로필렌 디올 디아크릴레이트, 부틸렌 디올 디아크릴레이트, 헥산 디올 디아크릴레이트, 글리세롤 트리아크릴레이트, 에리트리톨 테트라(아크릴레이트), 펜타에리트리톨 테트라(아크릴레이트) 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 폴리우레탄 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 아민계 촉매는 에틸렌 디아민, 프로필렌 디아민, 부틸렌 디아민, 펜틸렌 디아민, 네오펜틸렌디아민, 헥실렌 디아민, 헵틸렌 디아민, 네오헵틸렌 디아민, N,N-디메틸사이클로헥실아민, 비스(2-디메틸아미노에틸) 에테르, 메틸트리에틸렌디아민, 디메틸아미노프로필아민, 비스(N,N-디메틸-3-아미노-프로필)아민, 비스(2-디메틸아미노에틸)에테르, 1,1'-((3-(디-메틸아미노)프로필)아잔디일) 비스(프로판-2-올), 2,4,6-트리디메틸아미노-메틸)페놀, N,N,N',N'-테트라-메틸-에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-프로필렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-부틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-펜틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-헥실렌디아민, N,N-디메틸벤질아민, 트리에틸렌디아민, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 디에틸렌트리아민, N-메틸모르폴린, N-에틸 모르폴린, 2-메틸프로판디아민, N,N'-디에틸피페라진, N,N'-디메틸 피페라진, 피리딘, N,N'-디메틸 피리딘, 퀴놀린, N,N',N"-트리스(디메틸 아미노-프로필)심-헥사하이드로 트리아진, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 폴리우레탄 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 아민계 촉매는 화학식 (3)으로 표시되며:
    화학식 (3)
    상기 식에서 m은 2 내지 12의 정수이고, R3 내지 R6의 각각은 H, C1-C12 알킬, 하이드록시-치환된 C1-C12 알킬, 아미노-치환된 C1-C12 알킬 및 아민-치환된 C1-C12 알킬로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는, 폴리우레탄 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 탈취제와 아민계 촉매 사이의 중량비는 0.5:100 내지 15:100인, 폴리우레탄 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 이소시아네이트 화합물은,
    a) 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 C2-C12 지방족 이소시아네이트 화합물, 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 C6-C15 지환족 화합물, 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 C6-C15 방향족 이소시아네이트 화합물, 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 C7-C15 아르지방족 이소시아네이트 화합물, 또는 이들의 조합; 및
    b) a)의 하나 이상의 이소시아네이트 화합물을 적어도 2개의 하이드록시 기를 포함하는 C2-C16 지방족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록시 기를 포함하는 C5-C16 지환족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록시 기를 포함하는 C6-C16 방향족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록시 기를 포함하는 C7-C15 아르지방족 다가 알코올, 500 내지 5,000의 분자량을 갖는 폴리에스테르 폴리올, 200 내지 5,000의 분자량을 갖는 폴리카르보네이트 폴리올, 200 내지 5,000의 분자량을 갖는 폴리에테르 폴리올, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 이소시아네이트-반응성 구성 성분과 반응시킴으로써 제조되는 이소시아네이트 예비중합체로서, 단, 이소시아네이트 예비중합체는 적어도 2개의 유리 이소시아네이트 기를 포함하는, 이소시아네이트 예비중합체로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    폴리올 화합물은 적어도 2개의 하이드록실 기를 포함하는 C2-C16 지방족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록실 기를 포함하는 C6-C16 지환족 다가 알코올, 적어도 2개의 하이드록실 기를 포함하는 C6-C16 방향족 다가 알코올, 적어도 2개의 수기를 포함하는 C7-C15 아르지방족 다가 알코올, 500 내지 12,000의 분자량을 갖는 폴리에스테르 폴리올, 200 내지 8,000의 분자량을 갖는 폴리카르보네이트 폴리올, 200 내지 8,000의 분자량을 갖는 폴리에테르 폴리올, 폴리올을 기반으로 하는 코어 상과 쉘 상을 갖는 코어-쉘 중합체 폴리올, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 폴리우레탄 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 계면활성제, 사슬 연장제, 가교결합제, 산화방지제, 발포제, 기포제(frothing agent), 발포 안정화제, 소포제, 점착부여제, 가소제, 레올로지 개질제, UV-흡수제, 광-안정화제, 조촉매, 충전제, 착색제, 안료, 물 소거제, 용매, 희석제, 난연제, 미끄럼 방지제, 대전 방지제, 방부제, 살생물제 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는, 폴리우레탄 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 폴리우레탄 조성물을 사용하여 제조된, 폴리우레탄 폼 물품.
  10. 폴리우레탄 폼의 생성 방법으로서,
    (i) 적어도 하나의 아민계 촉매를 적어도 하나의 탈취제와 조합하여 아민계 촉매 시스템을 형성하는 단계;
    (ii) 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 포함하는 적어도 하나의 이소시아네이트 화합물을 아민계 촉매 시스템의 존재 하에 적어도 하나의 폴리올 화합물과 반응시켜 폴리우레탄 폼을 생성하는 단계를 포함하며;
    아민계 촉매는 지방족 디아민, 지방족 트리아민, 지환족 모노아민, 지환족 디아민, 지환족 트리아민, 아르지방족 모노아민, 아르지방족 디아민, 아르지방족 트리아민, 방향족 모노아민, 방향족 디아민, 방향족 트리아민, 헤테로사이클릭 모노아민, 헤테로사이클릭 디아민, 헤테로사이클릭 트리아민, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    탈취제는 화학식 (1) 또는 화학식 (2)로 표시되는 분자 구조를 가지고

    화학식 (1) 화학식 (2)
    상기 식에서 R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, C1-C12 알킬, 하이드록시-치환된 C1-C12 알킬, 및 (메트)아크릴옥시(C1-C12 알킬렌)-O-(C1-C12) 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R3은 2가 C2-C12 알킬렌, 3가 C3-C12 알킬렌 및 4가 C4-C12 알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, n은 2 내지 4의 정수인, 폴리우레탄 폼의 생성 방법.
KR1020247016607A 2021-10-29 폴리우레탄 조성물, 이를 사용하여 제조된 냄새가 감소된 폴리우레탄 폼, 및 이의 제조 방법 KR20240090556A (ko)

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