KR820001053B1 - Process for preparing rigid polyurethane foams using latent catalysts - Google Patents

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KR820001053B1
KR820001053B1 KR7801409A KR780001409A KR820001053B1 KR 820001053 B1 KR820001053 B1 KR 820001053B1 KR 7801409 A KR7801409 A KR 7801409A KR 780001409 A KR780001409 A KR 780001409A KR 820001053 B1 KR820001053 B1 KR 820001053B1
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프랭클린 케너 제임스
트리드웰 케네스
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윌리암 에취. 브류스터
엠 앤드 티이 케미칼스 인코포레이티드
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
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Abstract

Diorganotin S compds. are latent catalysts for prepn. of polyurethane foams, allowing sufficient cream and rise times for the compn. to completely fill the mold. The ter-amine (I; R3, R4, R5 = C1-20 alkyl, C2-4 hydroxyalkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl) are also used in catalyst. Thus, 32.8 parts of a mixt. of sorbitol-based polyol 100, surfactant 1.5, and blowing agent 30 parts was combined with polymethylenepolyphenylene polyisocyanate 30.5, diethanolamine 0.15, and dibutyltin sulfide 0.1 part to give cream time 78 sec and rise time 156 sec compared with 35 sec and 113 sec, resp., for a compn. contg. dibutyltin bis (lauryl mercaptide).

Description

경질 폴리우레탄 폼의 제조방법Process for producing rigid polyurethane foam

본 발명은 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법에 관한 것으로, 특히 중합반응의 개시를 지연시키기 위하여 겔촉매로서 어떤 디올가노주석화합물을 제3급 아민과 조합하여 사용하는 경질 폴리우레탄 폼의 제조에 관한 것이다. 이렇게 지연시키면 많은 용도에 유익하게 적용시킬 수 있는 것이다.The present invention relates to a process for the production of rigid polyurethane foams, and more particularly to the production of rigid polyurethane foams in which certain diorganotin compounds are used in combination with tertiary amines as gel catalysts in order to delay the initiation of the polymerization reaction. This delay can be beneficial for many applications.

경질 경질폴리우레탄 폼은 잘알려진 여러가지 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 때에 따라서는 이 폼은 이를 사용할 장소에서 제조하는 것이 좋을 때가 있다. 경질 폴리우레탄 폼은 절연효과를 얻기 위해 저장탱크의 외면에, 또는 건축물의 지붕이나 건축물의 내벽과 외벽사이에 사용할 수 있으며, 이러한 목적으로 폴리우레탄 폼은 분사시켜 사용할 수 있다. 현장에서 직접 분사시키는 폴리우레탄 폼은 분사시기기가 쉽기 때문에 경제적으로 아주 유익하다.Rigid rigid polyurethane foams can be prepared using a variety of well known methods. In some cases, it may be desirable to manufacture this foam where it will be used. The rigid polyurethane foam can be used on the outer surface of the storage tank or between the roof of the building or the inner and outer walls of the building to achieve an insulation effect, and the polyurethane foam can be sprayed for this purpose. Polyurethane foam, which is directly sprayed on site, is very economically advantageous because it is easy to spray.

이렇게 사용하기 위해서는 2개의 성분을 이용하는 것이 가장 바람직한데 하나는 폴리우레탄 폴리페닐이소시아네이트와 같은 다관능가 이소시아네이트이고 제2성분은 폴리올, 겔화촉매 및 발포제를 변성제나 첨가제와 혼합하는 것이다. 최종 품에 균일한 기포구조를 나타내게 하기 위하여 통상 실록산중합체와 같은 계면활성제도 포함시킨다. 제2의 성분은 이소시아네이트와 반응시키기 수주 또는 수개월전에 제조되는 예비혼합물로서 사용된다.For this use, it is most preferable to use two components, one is polyfunctional isocyanate such as polyurethane polyphenylisocyanate and the second component is to mix polyol, gelling catalyst and blowing agent with denaturing agent or additive. Surfactants, such as siloxane polymers, are also typically included to give a uniform bubble structure to the final product. The second component is used as a premix prepared weeks or months before reacting with isocyanates.

올가노주석화합물은 이소시아네이트와 폴리올의 반응에 사용하는 대표적인 고활성 촉매이다. 이 반응은 보통 아주 신속하게 진행되므로, 폼의 제조에 사용된 액상조성물은 이를 주입한 금형이나 다른 용기의 모든 부분에 유입되지 않을 정도의 점도를 갖는다. 금형의 불완전한 충전이 일어나면, 최종 폼의 형상은 그 형성에 사용된 금형 또는 기타 용기의 형상과 일치하지 않기 때문에 폼제품은 불합격으로 된다. 절연제로서의 경질 폴리우레탄 폼의 가치는 전열을 억제하므로서 저장된 고체나 액체의 온도를 유지시키기 위하여 사용된 용기나 건축물의 내벽과 외벽의 공간을 완전히 채우지 않으면 현저하게 감소되는 것이다.Organotin compounds are representative of high activity catalysts for the reaction of isocyanates with polyols. This reaction usually proceeds very quickly, so that the liquid composition used to make the foam has a viscosity such that it does not enter all parts of the mold or other container into which it is injected. If incomplete filling of the mold occurs, the foam product will fail because the shape of the final foam does not match the shape of the mold or other container used to form it. The value of rigid polyurethane foams as insulation is significantly reduced if the space of the inner and outer walls of the container or building used to maintain the temperature of the stored solid or liquid while suppressing heat transfer is not completely filled.

본 발명의 목적은 4가의 올가노주석화합물과 제3급 아민의 혼합물을 겔화촉매로서 사용하여 제조하는 경질 폴리우레탄 폼의 크림시간을 지연시키는데 있다. 놀랍게도 본 목적은 겔화촉매의 한성분으로서 유황을 함유하는 디올가노주석화합물은 사용하여 성취할 수 있다는 것은 알 수 있다.An object of the present invention is to delay the cream time of a rigid polyurethane foam prepared by using a mixture of a tetravalent organotin compound and a tertiary amine as a gelling catalyst. Surprisingly, it can be seen that this object can be achieved by using sulfur-containing diorganotin compounds as one component of the gelling catalyst.

따라서 본 발명은 제레비치노프법에 의하여 측정된 최소한 2개의 활성수소원자를 갖는 폴리올을 다관능가 이소시아네이트와 발포제, 계면활성제 및 겔화촉매의 존재하에 반응시키므로서 경질 폴리우레탄 폼을 제조할 때, 이 겔화촉매로서, 식 : R1R2SnSx, R1R2n(SCN)2, (R1R2SnSCN)2Sx 및 (R1R2SnSCN)2O로 표시되는 디올가노주석화합물 및 식 : R3R4R5N의 제3급 아민이나 복소환식 제3급 아민으로 구성된 잠복성촉매를 사용하므로서, 경질 폴리우레탄폼을 제조할때의 크림시간을 연장시킴을 특징으로하는 경질 폴리우레탄 폼의 제조법을 제공한다.Therefore, the present invention relates to a polyol having at least two active hydrogen atoms measured by the Jerevynov method in the production of rigid polyurethane foams by reacting polyols with isocyanates in the presence of blowing agents, surfactants and gelling catalysts. As a catalyst, a diorganotin compound represented by the formula: R 1 R 2 SnSx, R 1 R 2 n (SCN) 2 , (R 1 R 2 SnSCN) 2 Sx and (R 1 R 2 SnSCN) 2 O and a formula: R By using a latent catalyst composed of tertiary amine of 3 R 4 R 5 N or heterocyclic tertiary amine, it is possible to extend the cream time when preparing the rigid polyurethane foam. Provide the recipe.

(상기식에서 R1과 R2는 각각 1-20개의 탄화수를 갖는 알킬기, 시클로알킬, 아릴, 알알킬 및 알카릴기를 나타내고, R3, R4및 R5는 각각 1-20개의 탄소수를 갖는 알킬기, 2-4개의 탄소수를 갖는 하이드록시 알킬기, 시클로알킬, 아릴, 알알킬 및 알카릴기이고, x는 1-4의 정수이다)Wherein R 1 and R 2 each represent an alkyl group having 1-20 carbon atoms, cycloalkyl, aryl, alalkyl and an alkali group, and R 3 , R 4 and R 5 each having 1-20 carbon atoms Alkyl group, hydroxy alkyl group having 2-4 carbon atoms, cycloalkyl, aryl, alalkyl and alkaryl group, x is an integer of 1-4)

본 발명에서 사용된 촉매중 한성분인 디올가노주석화합물은 디올가노주석설파이드, 디올가노주석디치오시아네이트, 비스(티오시아나토 디올가노주석) 설파이드 또는 비(티오시아나토디올가노주석)옥사이드이다.Diorganotin compounds which are one of the catalysts used in the present invention are diorganotin sulfides, diorganotin dithiocyanates, bis (thiocyanato diorganotin) sulfides or bi (thiocyanatodiorganotin) oxides.

디올가노주석화합물에서 R1과 R2로 표시된 2개의 탄화수소기는 탄소수가 1-20개인 알킬기, 시클로알킬, 아릴(특히 페닐), 알알킬 또는 알카릴이고, 이 알알킬 및 알카릴기중의 알킬기는 1-12개의 탄소수로 되어있고, 아릴기는 페닐인 것이 바람직하다. 가장 이용하기 좋은 유기주석화합물은 상기식에서 R1과 R2가 모두 메틸, 부틸, 옥틸 또는 페닐인 것인데, 이런 화합물은 본 발명에서 사용하기에 좋은 것이다. 여기서 R1과 R2는 서로 같거나 다를 수 있다. 디올가노주석화합물의 최적농도는 폴리올과 이소 시아네이트의 반응성 및 원하는 크림시간이나 증가시간등 여러 인자에 의하여 측정하지만, 바람직하기로는 폴리올 100중당부량 0.1-10중량부, 가장 바람직하기로는 0.1-5.0부이다. 디올 가노주석화합물은 경질 우레탄폼중에서 겔화촉매로서 사용되는 제3급 아민과 결합하여 사용된다. 적당한 아민류로는 디메틸 에탄올 아민, N-에틸 모르폴린 및 트리에틸렌 디아민이다. 제3급 아민의 농도는 폴리올 100부당 0.1-4중량부가 바람직하다.In the diorgano tin compound, two hydrocarbon groups represented by R 1 and R 2 are alkyl groups having 1-20 carbon atoms, cycloalkyl, aryl (particularly phenyl), alalkyl or alkaryl, and the alkyl group in the alalkyl and alkaryl group is 1 -12 carbon atoms, and an aryl group is preferably phenyl. The most suitable organotin compounds are those wherein R 1 and R 2 are both methyl, butyl, octyl or phenyl, and such compounds are good for use in the present invention. Wherein R 1 and R 2 may be the same or different. The optimal concentration of the diorgano tin compound is determined by various factors such as the reactivity of the polyol and isocyanate and the desired cream time or increase time, but preferably 0.1-10 parts by weight, and most preferably 0.1-5.0 parts by weight of 100 polyols. to be. Diol organotin compounds are used in combination with tertiary amines used as gelling catalysts in hard urethane foams. Suitable amines are dimethyl ethanol amine, N-ethyl morpholine and triethylene diamine. The concentration of the tertiary amine is preferably 0.1 to 4 parts by weight per 100 parts of polyol.

상술한 바와 같이, 제3급 아민성분은 질소원자에 결합된 3개의 1가 탄화수소기 R3, R4및 R5를 갖는다. 또한 질소원자에 결합된 2개의 탄소원자는 일반적으로 5-6원의 복소환올 나타내는 2가의 탄화수소기를 형성한다. 이 복소환은 산소, 질소, 유황같은 다른 이종원자를 함유할 수 있다. 또한 이 환에는 예를들어 피리딘과 같이 하나 또는 그이상의 이중결합을 가질 수 있다. 복소환식 제3급 아민의 일종인 N-에틸모르폴린은 4개의 탄소원자와 1개의 산소원자 및 질소원자로된 6원환이고, 이런 경우 환에는 불포화결합이 없다. 경질 폴리우레탄 폼 제조용 촉매도 보통 쓰이고 있는 제3급 아민은 트리에틸아민, 디에틸에탄올아민, 비스(디메틸아미노에틸)에테르, 테트라메틸부탄, 디아민테트라메틸에틸렌아민, 디메틸피페라진, 트리메틸아미노 에틸피페라진, N-메틸디시클로헥실아민, N-시클로헥실모르폴린, N-(2-하이드록시에틸) 시클로 헥실아민, N-(2-시아노에틸) 시클로 헥실아민, N-(3-아미노프로필) 시클로 헥실아민 및 N-페닐시클로 헥실아민등이 있다.As mentioned above, the tertiary amine component has three monovalent hydrocarbon groups R 3 , R 4 and R 5 bonded to a nitrogen atom. Also, two carbon atoms bonded to a nitrogen atom generally form a divalent hydrocarbon group representing a 5-6 membered heterocyclic ring. This heterocycle may contain other heteroatoms such as oxygen, nitrogen and sulfur. The ring may also have one or more double bonds, for example pyridine. N-ethylmorpholine, a kind of heterocyclic tertiary amine, is a 6-membered ring of 4 carbon atoms, 1 oxygen atom and nitrogen atom, in which case there is no unsaturated bond in the ring. Tertiary amines that are also commonly used as catalysts for the production of rigid polyurethane foams include triethylamine, diethylethanolamine, bis (dimethylaminoethyl) ether, tetramethylbutane, diaminetetramethylethyleneamine, dimethylpiperazine, trimethylaminoethylpipe Razine, N-methyldicyclohexylamine, N-cyclohexylmorpholine, N- (2-hydroxyethyl) cyclohexylamine, N- (2-cyanoethyl) cyclohexylamine, N- (3-aminopropyl ) Cyclohexylamine and N-phenylcyclohexylamine.

본 발명의 폴리올 디올가노주석화합물과 제3급 아민외에 프리커서조성물은 통상 폴리올과 이소시아네이트 반응시에 생긴 상승온도에서 비등하거나 분해되어 반응하는 폴리올-이소시아네이트 혼합물내부에 내포하는 기포를 형성하는 가스상 생성물을 나타내는 발포제 및 계면활성제를 함유한다. 바람직한 발포제는 비점 약 35-90°의 염소함유 플루오로카본이 있다. 계면활성제는 실록산-알킬렌옥사이드 공중합체가 바람직하고, 이는 폴리올 100부당 약 1-5중량 부의 양이 존재한다.In addition to the polyol diorganotin compounds and tertiary amines of the present invention, precursor compositions typically exhibit gaseous products that form bubbles within the polyol-isocyanate mixtures that react or boil or decompose at elevated temperatures resulting from polyol and isocyanate reactions. Blowing agent and surfactant. Preferred blowing agents are chlorine-containing fluorocarbons having a boiling point of about 35-90 °. The surfactant is preferably a siloxane-alkylene oxide copolymer, which is present in an amount of about 1-5 parts by weight per 100 parts of polyol.

본 발명의 잠복성 겔화촉매는 경질 폴리우레탄 폼을 제조할때 보통 사용되는 실제로 모든 공지의 폴리우레탄 알킬렌 폴리올이나 다관능가 이소시아네이트류를 사용하기에 적합하다. 적당한 폴리알킬렌 폴이올은 일반적으로 평균분자량이 500-5000인 액상화합물이고, 그 예로는 하이드록실 함유폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리아마이드, 알킬글리콜, 폴리에르캅탄 및 폴리아민이 있다. 이 폴리알킬렌 폴리올은 제1급 또는 제2급의 활성하이드록실기를 갖는다. 하이드록실 함유 폴리에테르나 폴리에스테르를 예를들면 피마자유, 수소화 피마자유 및 천연유와 같은 하이드록실가가 50-75인 지방산 글리세리드가 있다. 폴리알킬렌 폴리올의 바람직한 형인 하이드록실말단기 함유 폴리에테르는 폴리에틸렌글리콜과 폴리프로필렌 글리콜과 같은 폴리알킬렌 글리콜이 있다. 이러한 화합물의 분자량은 200-500인 것이 바람직하다.The latent gelling catalyst of the present invention is suitable for use with virtually all known polyurethane alkylene polyols or polyfunctional isocyanates commonly used in making rigid polyurethane foams. Suitable polyalkylene polyols are generally liquid compounds with an average molecular weight of 500-5000, for example hydroxyl-containing polyethers, polyesters, polyamides, alkylglycols, polycapcaptans and polyamines. This polyalkylene polyol has a primary or secondary active hydroxyl group. Examples of hydroxyl-containing polyethers or polyesters are fatty acid glycerides having hydroxyl values of 50-75, such as castor oil, hydrogenated castor oil and natural oils. The hydroxyl terminal group-containing polyethers, which are a preferred type of polyalkylene polyols, include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol. The molecular weight of these compounds is preferably 200-500.

특히 바람직한 폴리에테르는 프로필렌옥사이드를 서당 또는 최소한 3개의 하이드록실기를 갖는 다른 화합물의 존재하에서 중합시켜 얻는다. 얻은 생성물은 경질 폴리우레탄 폼의 가교결합특성을 얻기 위해 필요한 다관능가를 나타낸다. 폴리알킬렌 폴리올의 제2의 형인 하이드록실말단기 함유 폴리에스테르는 지방족 2염기성 카르복실산과 글리콜, 트리올 또는 이의 화합물과를 중합체 쇄의 대부분 또는 모두가 하이드록실기를 함유하는 비율로 에스테르화 축합반응시켜 제조할 수 있다. 폴리에스테르 제조에 적합한 2염기성 카르복실산에는 아디핀산, 푸말산, 세바신산 및 프탈산 이성체와 같은 지방족 및 방향족산이 있다. 이산은 에틸렌글, 리콜디에틸렌글리콜이나 트리메틸을 프로판등과 같은 폴리하이드록실화 화합물과 반응시킨다. 경질 폴리우레탄 폼의 제조에 사용되는 다관능가 이소시아 네이트는 폴리이소시아네이트와 폴리이소티오네이트의 양쪽을 포함한다.Particularly preferred polyethers are obtained by polymerizing propylene oxide in the presence of sucrose or other compound having at least three hydroxyl groups. The obtained product exhibits the multifunctionality necessary to obtain the crosslinking properties of the rigid polyurethane foam. Hydroxyl end group-containing polyesters, the second type of polyalkylene polyols, are esterified condensations of aliphatic dibasic carboxylic acids with glycols, triols or compounds thereof in proportions where most or all of the polymer chains contain hydroxyl groups. Can be prepared by reaction. Dibasic carboxylic acids suitable for polyester production include aliphatic and aromatic acids such as adipic acid, fumaric acid, sebacic acid and phthalic acid isomers. Diacid reacts ethylene glycol, recalled diethylene glycol or trimethyl with polyhydroxylated compounds such as propane. Multifunctional isocyanates used in the manufacture of rigid polyurethane foams include both polyisocyanates and polyisothionates.

본 발명에서는 특히 어떤 종류의 다관능가 이소시아네이트의 반응에 대해서만 기술되어 있지만 일반적으로 2개 이상의 -N=C=G기(여기서 G는 산소나 유황이다)를 함유한 임의의 화합물의 반응에도 적용할 수 있다. 이러한 조건을 갖는 화합물은 식 R(NCG)x을 가진 폴리이소시아네이트와 폴리이소티오시아네이트가 있으며, 상기식에서 x의 평균치는 2보다 큰수이고 바람직하기로는 2.1-3.0인 것이고, R는 알킬렌, 치환알킬렌, 아릴렌, 치환아릴렌이나 1개 또는 그 이상의 아릴-NCG결합과 1개 또는 그 이상의 알킬-NCG 결합을 함유하는 다른 다가탄화수소기이다.Although the invention specifically describes only the reaction of any kind of polyfunctional isocyanate, it is generally applicable to the reaction of any compound containing two or more -N = C = G groups, where G is oxygen or sulfur. have. Compounds having such conditions include polyisocyanates and polyisothiocyanates having the formula R (NCG) x , where the average value of x is greater than 2, preferably 2.1-3.0, and R is alkylene, substituted Alkylene, arylene, substituted arylene or other polyvalent hydrocarbon groups containing one or more aryl-NCG bonds and one or more alkyl-NCG bonds.

적당한 이소시아네이트는 폴릴렌 디이소시아네이트 이성체의 제조시에 얻어지는 다관능가 부산물을 포함하며, 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트는 이러한 부산물의 예이다. 예를들어 폴릴렌 디이소시아네이트 3몰과 헥산트리올 1몰로 얻어지는 반응생성물처럼 트리올 1몰과 아릴렌디이소시아네이트 3몰을 반응시켜 얻어지는 트리이소시아 네이트도 적합하다. 일반식(RNCG)x와 [R(NCG)x]y(여기서 x와 y는 2.1-10이다)의 올리고마상 및 중합체상이소시아네이트도 일반식 M(NCG)x(여기서 x는 2보다 큰수이고 M은 2관능가 또는 다관능가의 원자나 기이다)의 화합물도 유용하다.Suitable isocyanates include polyfunctional by-products obtained in the preparation of polyylene diisocyanate isomers, and polymethylene polyphenyl isocyanate is an example of such by-products. For example, triisocyanate obtained by reacting 1 mol of triol and 3 mol of arylene diisocyanate is also suitable as a reaction product obtained by 3 mol of polyylene diisocyanate and 1 mol of hexane triol. Oligomeric and polymeric isocyanates of the general formula (RNCG) x and [R (NCG) x ] y (where x and y are 2.1-10) are also of the general formula M (NCG) x where x is a number greater than 2 Is a difunctional or polyfunctional atom or group).

이소시아네이트의 사용량은 보통 폴리올 및 존재하는 물에 의해 생기는 활성수호와 반응에 필요한 화학양톤양보다 과량으로하고, 중합체 쇄중에 우레탄결합

Figure kpo00001
과 요소결합
Figure kpo00002
이 형성된다. 형성된 우레탄폼의 원하는 밀도와 가교결합도에 따라 이소시아네이트대 활성수소의 당량비는 0.8-1.2이고, 바람직하기는 0.9-1.1일 때이다. 이소시아네이트이외의 모든 성분을 함유하는 프리커서는 경질유레탄폼을 사용할 장소에서 제조하는 경우에 바람직하다. 이것은 해당 프리커서의 각 성분을 개량하여 균일하게 혼합하는 시설이 없는 현장에서 행한다. 이때 프리커서조성물과 다관능가 이소시아네이트의 예비계량양을 표의 제조직전에 혼합한다. 얻은 혼합물을 각 용도에 따라 물체의 표면에 분사시키거나 용기에 주입시켜 반응시켜서 경질 폼을 생성시킨다.The amount of isocyanate is usually used in excess of the stoichiometric amount required for the reaction with the active water generated by the polyol and the water present, and the urethane bond in the polymer chain.
Figure kpo00001
And element bonding
Figure kpo00002
Is formed. The equivalent ratio of isocyanate to active hydrogen is 0.8-1.2, preferably 0.9-1.1, depending on the desired density and degree of crosslinking of the urethane foam formed. Precursors containing all components other than isocyanate are preferable when produced at the place where the hard urethane foam is to be used. This is done at the site where there is no facility to improve and uniformly mix each component of the precursor. At this time, the preliminary amounts of the precursor composition and the polyfunctional isocyanate are mixed immediately before the preparation of the table. The resulting mixture is sprayed onto the surface of the object or injected into a container for reaction to produce a rigid foam.

다음의 실시예는 본 발명의 사용된 겔화촉매에 특유의 잠복성을 명백히 하는 이의 활성을 동일한 아민 촉매를 사용한 공지의 유기주석촉매의 활성과 비교한 것이다. 실시예에는 대표적인 유황함유 디올 가노주석화합물을 예를 들었고, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 실시예중 여기에서 사용된 부나%는 중량에 의한 것이다.The following example compares its activity which clarifies the latentness peculiar to the gelling catalyst used of the present invention with that of a known organotin catalyst using the same amine catalyst. Examples include representative sulfur-containing diol organotin compounds, and do not limit the scope of the invention. The parts or percentages used herein in the examples are by weight.

폼의 제조에 사용된 다관능가 이소시아네이트와 다른 성분과를 혼합시킬때부터 중합반응이 개시될때까지의 시간을 크림시간이라고 칭한다. 중합반응의 개시는 반응혼합물의 점도의 상승 및 처음의 맑은 반응 혼합물로부털 불투명한 혼합물로의 변화를 수반한다. 모든 시약의 혼합할 때로부터 발포반응의 환결까지의 시간을 증가시간이라 칭한다.The time from the mixing of the polyfunctional isocyanate and other components used in the preparation of the foam to the initiation of the polymerization reaction is called the cream time. Initiation of the polymerization involves an increase in the viscosity of the reaction mixture and a change from the first clear reaction mixture to an opaque mixture. The time from the mixing of all the reagents to the rounding of the foaming reaction is called the increase time.

[실시예 1]Example 1

경질 폴리우레탄폼을 제조하기 위한 프리키서나 마스터배치를 폴리올, 계면활성제 및 발포제를 하기의 비율로 혼합하여 제조했다. 이 폴리올은 유니온 카바이드 화학회사에서 LS-490로 시판되고 있는 하이드록시가가 490인 폴리하이드록시 함유 프로필렌옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 공중합체이다. 계면활성제는 유니온 카바이드 화학회사의 LS-5340으로 시판되고 있는 실록산-옥시에틸렌-옥시프로필렌 공중합체이다.A precursor or masterbatch for producing rigid polyurethane foams was prepared by mixing polyols, surfactants and blowing agents in the following proportions. This polyol is a copolymer of polyhydroxy containing propylene oxide and ethylene oxide with a hydroxy value of 490, which is commercially available as LS-490 from Union Carbide Chemicals. The surfactant is a siloxane-oxyethylene-oxypropylene copolymer sold by Union Carbide Chemical Company LS-5340.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

이 프리커서 32.8부를 이소시아네이트 당량이 133부인 폴리메틸렌 폴리페닐이소서아네이트 30.5부와 몰 0.3부, 디메틸에탄올아민 0.15부 및 유기주석화합물 약 0.1부와 혼합했다. 생성된 혼합물을 수초간 교반하고 적당한 용기에 주입하여 발포시켰다. 평가한 유기주석화합물과 각조성물의 크림시간 및 라이즈시간과 함께 다음표에 표시했다.32.8 parts of this precursor were mixed with 30.5 parts of polymethylene polyphenyl isocyanate having an isocyanate equivalent of 133 parts, 0.3 part of mole, 0.15 part of dimethylethanolamine, and about 0.1 part of organotin compound. The resulting mixture was stirred for a few seconds and poured into a suitable vessel to foam. The cream tin and rise times of the evaluated organic tin compounds and the respective compositions are shown in the following table.

Figure kpo00004
Figure kpo00004

상기표에서 얻는 데이타는 본 발명의 디올가노주석 촉매는 경질 폴리우레탄폼에 대한 활성의 잠복성에 있어서 특이함을 실증해준다.The data obtained in the table above demonstrate that the diorganotin catalyst of the present invention is specific in the latentness of activity on rigid polyurethane foams.

3종류의 대조화합물은 실제로 더 짧은 크림시간을 나타낸다. 이들 대조화합물의 주석과 유황의 결합을 갖는 것은 중합의 개시에 필요한 시간이 더 짧아지므로서 가장 반응성이 큰 것임을 알 수 있다.Three control compounds actually exhibit shorter cream times. It can be seen that the tin and sulfur bonds of these control compounds are the most reactive as the time required for initiation of the polymerization is shorter.

[실시예 2]Example 2

본 실시예는 상업적규모의 경질 폴리우레탄 폼 제조장치를 사용하므로서 본 발명에 의한 촉매, 실시예 1에서와 같은 프리커서 32.8부를 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 30.5부와 혼합하고, 마틴-스웨프발포기를 사용하여 용기내에 처리했다.This example mixes 32.8 parts of the catalyst according to the invention, 32.8 parts of the precursor as in Example 1 with 30.5 parts of polymethylene polyphenyl isocyanate and uses a Martin-swapp foamer, using a commercial scale rigid polyurethane foam production apparatus. Was processed in a container.

이 장치는 일정한 온도를 유지시키고자 하는 절연건축물이나 탱크와 같은 큰 건조물용 폼을 제조하기 위해 사용되는 대표적인 장치이다. 본 발명에서 사용한 2종의 디올가노주석 촉매와 두종의 공지 촉매를 함유한 조성물에 의하여 표시된 크림시간과 라이즈시간은 다음표와 같다.This device is a representative device used to make foams for large buildings such as insulated buildings or tanks to maintain a constant temperature. The cream time and rise time indicated by the composition containing two diorganotin catalysts and two known catalysts used in the present invention are shown in the following table.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

상기 데이타는 본 발명의 디올가노주석화합물을 사용했을 때 공지의 올가로주석 촉매를 사용한 것에 비해 크림시간이 20-60% 증가했음을 실증한다. 중합반응에 의한 급속한 점도상승에 의하여 유동의 방해가 일어나기전에 이 조성물을 균일하게 금형이나 다른 용기에 주입하거나, 폼을 제거하거나 분사시켜서 균일하게 하는데 더 많은 시간이 소요된다. 금형에 충전하는데 필요한 시간이 비교적 적게증가하므로, 금형에 발포제를 완전히 충전하지 못하면 제품을 배기시켜야하는 경우에 생기는 시간과 에너지 및 재료의 손실을 피할 수 있다.The data demonstrate that the cream time was increased by 20-60% when using the diorganotin compound of the present invention compared to the use of the known organotin catalyst. It takes more time to uniformly inject this composition into a mold or other container, or to remove or spray the foam, before the flow can be disrupted by rapid rise in viscosity due to the polymerization reaction. Since the time required to fill the mold is increased relatively little, a complete failure of filling the foam with the blowing agent avoids the loss of time and energy and material that would otherwise be required to evacuate the product.

본 발명에 의한 디올가노주석화합물을 제3급 아민과 혼합하여 사용하였을 때 얻어지는 크림시간은 종래의 촉매에 비하여 현저하게 길고, 대부분의 경우 라이즈시간도 일정하다는 것을 알아야한다. 이것은 연속적 발포제 제조조작에 아주 유익하다는 것을 의미한다. 그러한 조작에서 중요한 것은 시약들을 혼합하는 것에서부터 발포제를 형성시키는 금형이나 콘베이어에서 발포제를 취출할 수 있는 시간을 최소한으로 할 수 있다.It should be noted that the cream time obtained when the diorganotin compound according to the present invention is used in combination with a tertiary amine is significantly longer than the conventional catalyst, and in most cases, the rise time is also constant. This means that it is very beneficial for continuous blowing agent manufacturing operations. Important for such an operation can minimize the time for mixing the reagents to remove the blowing agent from the mold or conveyor forming the blowing agent.

Claims (1)

제레비티노프법에 의하여 측정된 최소한 2개의 활성수소원자를 갖는 폴리올과 다관능가 이소시아네이트를 발포제, 계면활성제 및 겔화촉매의 존재하에 반응시키므로서 경질 폴리우레탄 폼을 제조함에 있어서, 상기 겔화촉매로서 식 R1R2SnS|x, R1R2Sn(SCN)2, (R1R2SnSON)|2Sx또는 (R1R2SnSCN)2O로 표시되는 디올가노주석화합물 및 식 : R3R4R5N의 제3급 아민 또는 복소환식 제3급 아민으로된 촉매를 사용하므로서, 폴리올과 이소시아네이트를 혼합하여 양자의 반응이 개시될때까지의 시간은 연장시켜 제조함을 특징으로하는 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법.In preparing a rigid polyurethane foam by reacting a polyol having at least two active hydrogen atoms and a polyfunctional isocyanate measured by the Zerevinov method in the presence of a blowing agent, a surfactant, and a gelling catalyst, the formula R as the gelling catalyst 1 R 2 S n S | x , R 1 R 2 S n (SCN) 2 , (R 1 R 2 S n SON) | By using a diorganotin compound represented by 2 S x or (R 1 R 2 S n SCN) 2 O and a catalyst of a tertiary amine or a heterocyclic tertiary amine of R 3 R 4 R 5 N, A method for producing a rigid polyurethane foam, characterized in that the time until the reaction of both by mixing the polyol and isocyanate is prolonged. (상기식에서 R1과 R2는 각각 1-20개의 탄소수를 갖는 알킬기, 시클로알킬, 아릴, 알알킬 및 알카릴기를 나타내고, R3, R4및 R5는 각각 1-20개의 탄소수를 갖는 알킬기, 2-4개의 탄소를 갖는 하이드록시 알킬기, 시클로알킬, 아릴, 알알킬 및 알카릴기이고, x는 1-4개의 정수이다)Wherein R 1 and R 2 each represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl, an aryl, an alalkyl and an alkali group, and R 3 , R 4 and R 5 each represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms , Hydroxy alkyl group having 2-4 carbons, cycloalkyl, aryl, alalkyl and alkaryl group, x is 1-4 integer)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113831495A (en) * 2021-09-07 2021-12-24 苏州意耐实业有限公司 Polyurethane material with controllable foaming time

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