KR970006709B1 - 낮은 오존 감손 효능을 지닌 폴리우레탄 인티그랄스킨포움의 제조 방법 및 그 방법에 의해 얻어지는 생성물 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

낮은 오존 감손 효능을 지닌 폴리우레탄 인티그랄스킨포움의 제조 방법 및 그 방법에 의해 얻어지는 생성물
본 발명은 낮은 감손 효능을 지닌 폴리우레탄 인티그랄 스킨포움의 제조 방법 밑 그 방법에 의해 얻어지는 생성물에 관한 것이다.
폴리우레탄(PU)인티그랄 스킨포움 생산의 전통적인 방법은, 자동차 부품 및 스포츠 상품, 예컨대, 계기판, 머리 및 손받침, 범퍼, 림, 핸들 및 오토바이 좌석에 사용되는 제품을 제공하기 위한 발포제로서 CFC-11을 사용함을 포함한다.
PU인티그랄스킨포움의 생산은 PVC합성 가죽 커버를 PU포움에 적용시키는 종래 방법에 대비하여 일-단계 방법이다. 종래 방법에서 PVC커버에 의해 제공된 매끄러운 표면 때문에 일-단계 방법에서 스킨의 외관 밑 물리적 성질은 매우 중요한 특징으로 남는다. PU의 포움 형성에 사용된 물과 같은 전통적인 화학 발포제는, 생성시에 심각한 스킨 단점이 발생하기 때문에 인티그랄 스킨 포움의 경우에 CFC-11과 같은 물리적 발포제를 완전하게 또는 부분적으로 대체할 수는 없다. 불행하게도, CFC-11 및 완전히 할로겐화된 클로로플루오로탄소들(CFCs)은 오존 층을 감손시켜 그들의 계속된 사용은 엄격히 제한되어 왔다.
따라서, 현행의 상업적 생성물에 필적하는 물리적 성질을 지닌 PU 인티그랄 스킨 포움의 생성을 위해 공해가 없는 기술을 사용하여, 상업적으로 적당한, 낮은 오존 감손 효능 생성물을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라서, 현행의 상업적 생성물에 필적하는 물리적 성질 밑 낮은 온존 감손 효능(ODP)을 갖는 폴리우레탄(PU)인티그랄 스킨포움이 HCFC-123 또는 HCFC-141b와 같은 이-탄수 수소-함유할로탄소를 사용하여 얻어질 수 있음이 알려져 왔다. 이들 물질은 1의 ODP를 갖는 CFC-11에 비하여 0.05의 ODP를 갖는다. 상기의 결과를 얻기 위하여, 폴리우레탄의 배합 밑 가공 조건은 신중하게 조절되어야만 한다. 상기 결과는, 엠. 제이. 카트멜. Developments in the Use of CFCs in polyurethane Foams. (European Isocyanate Producers Association (ISOPA), 250 Avenue Louise, Bte. 52, 1050 Brusels, Belgium)에 지적된 것과 같이, 성형 작업 동안에 성형 면에서 인티그랄 스킨 포움이 응축하여 셀프 스키닝포움을 생성하기 때문에(186, 192-193쪽), 모든 인티그랄 스킨 포움에서 CFC-11이 핵심 요소임이 광범위하게 알려져 왔으므로 특히 놀랍다. 또한 미합중국 특허 제4,927,863호는 HCFCs가 톡립 기포 PU포움내에 원하지 않는 수축을 야기함이 지적됐다.
CFCs의 오존 감손이 알려진 이래로, CFCs에 대한 대체물로서 HCFCs의 사용이 광범위하세 연구되어 온 한편, 인티그랄 시킨 PU포움에서 발포제의 성공적인 대체물은 찾기 어려웠다. 본 발명에 의해서, 출원인은 HCFCs가 CFC-11보다 크게 PU를 용해시키지만, HCFCs가 사용될 수 있음을 알게 되었다. 상기 목적을 달성하기 위하여는, HCFC발포제의 용해를 억제하는 배합물을 개발하기 위하여 선택된 연쇄연장제와 함께 선택된 폴리에테르 폴리올을 사용하는 것이 필수적이다. 발포제가 폴리우레탄을 용해하는 시스템은, 특히 생성물이 그내에 포획된 상기 발포제를 갖는 미세기포 포움인 경우 실용적인 생성물을 형성할 수 없음을 당업자들에게 이해될 것이다.
전술한 것이외에, 원하는 생성물을 형성하기 위하여, 단지, 선택된, 촉매 시스템만이 HCFC발포제와 함께 사용될 수 있음을 알게 되었다. 당업계에 잘 알려져 있지만, 폴리우레탄의 제조에 사용되는 많은 촉매의 단지 일부인 아민 및 유기주석 촉매가 특히 바람직하다. 부가적인 성분은, 미세스킨을 지닌 최종 생성물을 생성하기 위한 계면활성제 및 섬세한 인티그랄 스킨PU포움 기포를 만들기 위한 성핵제이다.
놀랍게도, 적당하게 선택된 주형 및 물질 온도와 성형시간과 함께 적당한 균형의 성분들이 사용될때, 일반적으로 사용되는 생성물들과 필적하는 생성물을 얻을 수 있다. 유리하게, 이들 가공조건은 일반적으로 사용되는 것과 유사하다. 자연히, 본 발명의 잇점을 성취하게 위하여 새로운 장비를 필요로 하지 않기 때문에, 본 발명의 새로운 배합물과 상기 가공조건을 사용하는 능력은 포움 생산자들에게 명료한 장점이 된다. 본 발명에서 사용되는 HCFCs와 비교되는 CFC-11의 현저하게 상이한 물리적 성질은 하기 표에 나타냈다.
상기 물질들을 차이나는 비점, 열 전도도 및 기화열을 가질 뿐만아니라 대기에 대한 현저히 다른 효과들도 갖는다. 대기중에서 CFC-11이 HCFCs보다 12-30배 오래 남아 있고 HCFCs의 상대 오존 감손 효능이 약 20배 더 좋다.
본 발명의 배합물의 성공에 필수적인 것은 밝혀진바, HCFCs내 폴리우레탄의 용해를 방지하는 폴리에테르폴리올의 사용이다.
다른 배합 성분은 연쇄연장제, 계면활성제, 아민-형 및 유기주석-형 촉매 및 성핵제이다. 연쇄 연장제는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1, 4부틸렌 글리콜, 및 디에틸렌글리콜을 포함한다. 계면활성제는 바람직하게 실리콘 글리콜 형이다. 아민촉매는 디메틸에탄올 아민(DMEA), 트리에틸렌 아민(TEA) 및 트리에틸렌 디아민(DABCO)를 포함한다. 바람직한 주석촉매는 디부틸주석디라우레이트(DBTDL) 및 옥토산 제일 주석을 포함한다. 바람직한 성핵제는 입자크기를 갖는 SiO2분말이다. 액체디이소시아네이트는 디이소시아네이트 디페닐메탄(MDI)이다.
본 발명의 배합물은 하기표에 광범위하게 나타냈다.
*pph=폴리올100당부
본 발명의 방법은 하기와 같이 설명될 수 있다:
폴리에테르 폴리올, 연쇄 연장제, 계면활성제 및 성핵제는, 적당한 비율로, 10분 동안 고속으로 교반되는 용기내로 공급했다. 20℃에서 혼합물의 온도를 유지하면서, 필수적인 아민 및 유기 주석촉매를 혼합물에 첨가시키고 다시 5분 동안 강력하게 교반시켰다. 그후 발포제를 (10℃로 유지)신속하게 첨가시키고 다시 5분동안 고속으로 교반시켰다. 형성된 블렌드는 하기에 폴리올 혼합물로서 언급된다.
폴리올 혼합물과 액체 디이소시아네이트 디페닐 메탄올 따로 따로 탱크에 저장시킨다. 포움을 형성하기 위하여, 액체들을 따로따로 개량형 펌프로 공급하고, 적당한 비율로 혼합 헤드에서 혼합시켜 균질한 배합물을 형성한다. 배합물을 선택된 성형 온도에서 유지되는 알루미늄 합금 주형(20cm×20cm×4cm)내로 주입시킨다. 상부 주형판을 닫고 배합물을 예정된성형시간동안 반응, 발포 및 경화시킨다. 마침내, 주형을 열고 생성물을 제거한다.
광범위한 범위의 가공조건이 사용될 수 있다. 이들 및 바람직한 범위를 표C에 나타냈다.
본 발명을 예증하기 위하여, 발포제로서 HCFC-123및/또는 HCFC-141b를 사용한 실시예를, 발포제로서 CFC-11을 사용한 전통적인 폴리우레탄 인티그랄스킨 포움과 비교했다.
실시예들에 있어서, 폴리에테르 폴리올은 Chiunglong Enterprise COrp., Ltd.로 부터; MDI는 ICI로부터 얻었다. 계면 활성제는 Dow Corning DC-5043이고 Sio2 Japan Silicam VN-3이다.
[실시예 1]
발포제 10pph를 사용한 이트그랄스킨 PU포움을 하기 배합물들을 사용하여 제조했다:
하기 표에 스킨의 물리적 성질을 나타냈다:
하기 표3에 포움의 물리적 성질을 나타냈다.
[실시예 2]
발포제 20PPH를 사용하는 인티그랄스킨 PU포움을 하기 배합물들을 사용하여 제조했다.
하기표에 스킨의 물리적 성질을 나타냈다.
포움의 물리적 성질을 하기 표6에 나타냈다.
[실시예 3]
발포제 5PPH를 사용하는 인티그랄스킨 PU포움을 하기 배합물들을 사용하여 제조했다:
하기표에 스킨의 물리적 성질을 나타냈다.
포움의 물리적 성질을 하기 표9에 나타냈다.
[실시예 4]
발포제 30PPH를 사용하는 인티그랄스킨 PU포움을 하기 배합물들을 사용하여 제조했다.
하기표에 스킨의 물리적 성질을 나타냈다.
하기표 12에 포움의 물리적 성질을 하기 표12에 나타냈다.
상기 언급된 실시예에서 발포제, 5, 10, 20 및 30 PPH를 사용했다.
완전하게 CFC-11을 HCFC-123 및/또는 HCFC-14b로 대체하기 위하여, HCFC-123 대 HCFC-141b의 비율은 각각 10/0, 7/3 및 5/5이다. 전통적인 상업적 생성물의 물리적 성질과 필적하는 PU인티그랄스킨포움의 물리적 성질을 얻기 위하여, 배합물에서 사용되는 연쇄 연장제, 아민 및 유기주석 촉매의 양은 신중하게 조정 되어야 한다. 가장 놀랍게도, 발포제로서 HCFC-123을 사용한 폴리우레탄 호움의 물리적 성질이 발포제로서 CFC-11을 사용한 전통 PU 포움의 물리적 성질보다 우수하다. 폴리우레탄의 포움 형성에서 HCFC-141b는 CFC-11을 완전하게 대체할 수는 없다. HCFC-141b는 전통적인 CFC-11 포움보다 열등하지 않은 생성물을 얻기 위하여 5/5 이상의 비율로HCFC-123과 혼합시켜야만 한다. 모든 경우에서, 본 발명에 공개된 방법은 오존 감손 및 온실 효과에 의해 야기되는 지구 공해 문제에 교훈을 준다.

Claims (12)

  1. 50 내지 100중량%의 HCFC-123 및 50 내지 0중량%의 HCFC-141b로 구성되는 발포제 1.0-30pph, 성핵제 0-3.0pph 아민 0.01-0.20pph 및 유기주석 촉매 0.01-0.20pph, 계면활성제 0.1-2.0pph, 연쇄연장제 5-50pph 및 폴리에테르 폴리올 100pph을 혼합시켜 폴리올 혼합물을 형성하고, ISO지수=0.95 내지 1.10을 갖는 이소시아네이트와 상기의 폴리올 혼합물을 블렌딩시키고 1내지 9분의 성형 시간동안 10 내지 90℃의 온도의 주형에서 0-70℃온도로 상기 블렌드를 반응시켜 폴리우레탄인티그랄스킨포움을 형성함으로 구성되는 낮은 오존 감손 효능을 지닌 폴리우레탄이티그랄 스킨 포움 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 연쇄연장제가 일반식 HO-R-OH를 (이때 R=C2-C4임)갖는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 연쇄연장제가 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 1, 4부틸렌글리콜, 또는 디에틸렌글리콜인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 계면활성제는 실리콘 글리콜인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 아민촉매가 디메틸에틴올 아민, 트리에틸렌 아민, 또는 트리에틸렌 디아민인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 유기주석 촉매는 디부틸 주석 디라우레이트 또는 옥토산 제일주석인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 성핵제는 입자크기의 SiO2분말인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 이소시아네이트는 디이소시아네이트 디페닐 메탄으로 구성되는 액체인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 주형 온도는 40-60℃의 범위내인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 물질 온도는 20-50℃의 범위내인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 성형시간은 3-7분의 범위내인 방법.
  12. 제1항의 방법에 위해 얻어진 생성물.
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