NO841732L - Reaksjonsprodukt av umettet polyoksyalkylenaddukt og fumaratdiester og anvendelse av produktet til stabilisering av cellulare skummaterialer - Google Patents

Reaksjonsprodukt av umettet polyoksyalkylenaddukt og fumaratdiester og anvendelse av produktet til stabilisering av cellulare skummaterialer

Info

Publication number
NO841732L
NO841732L NO841732A NO841732A NO841732L NO 841732 L NO841732 L NO 841732L NO 841732 A NO841732 A NO 841732A NO 841732 A NO841732 A NO 841732A NO 841732 L NO841732 L NO 841732L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
unsaturated
adduct
mixture
diester
foam
Prior art date
Application number
NO841732A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael E Londrigan
Original Assignee
Walter Jim Resources Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Walter Jim Resources Inc filed Critical Walter Jim Resources Inc
Publication of NO841732L publication Critical patent/NO841732L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06Polymers provided for in subclass C08G
    • C08F290/062Polyethers
    • 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
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2603Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen
    • C08G65/2606Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups
    • C08G65/2609Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen containing hydroxyl groups containing aliphatic hydroxyl groups
    • 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
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2603Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen
    • C08G65/2615Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing oxygen the other compounds containing carboxylic acid, ester or anhydride groups
    • 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
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/331Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen
    • C08G65/332Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen containing carboxyl groups, or halides, or esters thereof
    • C08G65/3322Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen containing carboxyl groups, or halides, or esters thereof acyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K23/00Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
    • C09K23/34Higher-molecular-weight carboxylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2451/00Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31591Next to cellulosic
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31598Next to silicon-containing [silicone, cement, etc.] layer
    • Y10T428/31601Quartz or glass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31605Next to free metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår fremstilling av meget virksomme overflateaktive midler (surfaktanter) og deres anvendelse i fremstilling av cellulare skummaterialer, særlig isocyanurat-
og uretanskum. De overflateaktive midler kan fremstilles ved omsetting under friradikalpolymerisasjonsbetingelser av (1) et umettet polyoksyalkylenaddukt og (2) en forestret umettet dibasisk syre-ingrediens, idet den umettede diester-ingrediens (2) enten helt eller delvis omfatter en fumaratdiester,
Det er kjent i fremstillingen av cellulare polymere materialer å anvende små mengder forskjellige cellestabiliserende tilsetningsstoffer, f.eks. silikoner, for å forbedre skummets cellekvalitet. Skjønt overflateaktive midler i form av silikon bidrar til fremstillingen av skummede produkter som har en kombinasjon av ønskelige egenskaper, er silikonsurfaktanter forholdsvis kostbare materialer.
En annen tidligere kjent, meget effektiv stabilisator
for cellulare skum er det omleirede (capped) reaksjonsprodukt av et alkoksylert amin og en kopolymeriserbar blanding av dialkylmaleat og N-vinyl-2-pyrrolidinon eller N-vinylkapro-laktam som er beskrevet i US-PS 4.140.842. Denne skumstabilisator er imidlertid også forholdsvis kostbar og er funnet å bestå av en komplisert blanding hvis komponenter må separeres fra hinannen for å realisere deres særlig ønskelige stabili-ser ingsegenskaper for cellulare skum.
Videre er det nå kjent at der som forholdsvis rimelige erstatninger for silikonsurfaktanter kan anvendes reaksjons-produktene av polyoksyalkylen/umettet diester slik det er beskrevet i US-PS 4.365.024. Særlig nyttige surfaktanter i henhold til dette patentskrift er produkter fremstilt fra den friradikal-initierte reaksjon mellom omleirede og ikke-omleirede polyoksyalkylenaddukter og ditridecylmaleat. Skjønt disse produkter har vist seg å være meget tilfredsstillende når det gjelder å fremme stabiliseringen av mange skum, har de vært mindre virksomme i visse uretan- og isocyanuratskum som er vanskelige å stabilisere.
Det ville således være meget ønskelig å skaffe et forbedret overflateaktivt middel som er forholdsvis enkelt og rimelig å produsere og har gode skumstabiliseringsegenskaper selv for vanskelig stabiliserbare uretan- og isocyanuratskum.
Den foreliggende oppfinnelse angår forbedrede overflateaktive midler til bruk i fremstilling av skummater ia ler med fine, lukkede celler, særlig isocyanurat- og uretanskum,
og en fremgangsmåte til fremstilling av de overflateaktive midler samt en fremgangsmåte til fremstilling av skummene ved bruk av de overflateaktive midler.
Oppfinnelsen er også rettet på polymere skummaterialer med lukkede celler, hvilke materialer har høy kvalitet, samt laminære bygningsplater som anvender skummaterialene.
Den foreliggende oppfinnelse angår også skummaterialer med lukkede celler, hvilke materialer har høy termisk mot-standsevne og gode isolasjonsegenskaper og forholdsvis langsom økning i termisk konduktivitet med tiden.
Videre angår oppfinnelsen fremstillingen av polymere skummaterialer som oppviser et høy innhold av lukkede celler uten at det virker ugunstig inn på sprøheten, sammenpresnings-styrken og den lave brennbarhet av materialene.
Oppfinnelsen angår også fremstillingen av et forbedret polyisocyanuratskum som har forbedret klebeevne til kledningsplaten uten at dette virker ugunstig inn på andre fysiske og kjemiske egenskaper av skummet.
Nok en side ved oppfinnelsen angår polymere skummaterialer med lukkede celler, hvilke materialer kan anvendes i bygningsplater som er meget isolerende, termisk motstandsdyktige,
har lav sprøhet, er lydisolerende og selvbærende.
I henhold til oppfinnelsen er der skaffet et forbedret overflateaktivt middel for skummaterialer, særlig isocyanurat- og uretanskum, som er reaksjonsproduktet av (1) et umettet polyoksyalkylenaddukt og (2) en forestret umettet dibasisk syre eller syrer, hvor den umettede diesterkomponent (2) innbefatter fumaratdiester i en mengde som er virksom for å frembringe poding av mer enn 75, fortrinnsvis mer enn 90 vektprosent av umettet diesterkomponent (2) på det umettede polyoksyalkylenaddukt. Oppfinnelsen angår særlig en blanding som omfatter produktet av en podereaksjon mellom
(a) et umettet polyoksyalkylenaddukt med formelen
hvor R er et umettet organisk radikal og t er antallet poly-'oksyalkylenkjeder som ved reaksjon er knyttet til R, og b) minst én forestret umettet dibasisk syre med formelen
hvor u er 2 eller 3, T 1 og T 2 er identiske eller forskjellige
og representerer en rett eller forgrenet, mettet eller umettet hydrokarbonkjede, og den umettede diesterreaktant (b) omfatter fumaratdiester i en mengde som er virksom for å frembringe poding av mer enn 75 vektprosent av umettet diester-reaktant (b) på det umettede polyoksyalkylenaddukt i nærvær av en virksom mengde friradikal-initiator.
Nærmere bestemt omfatter skumsurfaktanten ifølge oppfinnelsen reaksjonsproduktet av en forestret umettet dibasisk syre inneholdende 4 eller 5 karbonatomer og et umettet polyoksyalkylenaddukt i nærvær av en friradikal-initiator, idet fra 40 til 100, fortrinnsvis fra 95 til 100 vektprosent av den umettede diester er en fumaratdiester. Den umettede diester kan fremstilles ved omsetting av en umettet dikarboksylsyre eller-syrederivat med en alkohol hvis hydrokarbonradikal kan være mettet eller umettet. Den umettede diester kan også fremstilles fra en blanding av alkoholer.
I den videste forstand kan den fumaratdiester-holdige forestrede umettede dibasiske syre omsettes med et hvilket som helst vanlig umettet polyoksyalkylenaddukt. Det umettede polyoksyalkylenaddukt kan representeres ved strukturformelen
hvor R er et umettet organisk radikal og t er antallet poly-oksyalkylenkjeder som ved reaksjon er knyttet til R-ryggraden.
Fortrinnsvis er R et umettet organisk radikal valgt fra aromatiske, alifatiske, cykloalifatiske og heterocykliske radikaler og kombinasjoner av disse, og t er et helt tall fra 1 til 50, fortrinnsvis 1 til 8, helst 1 til 4. Inkludert i de vanlige umettede polyoksyalkylenaddukter som kan anvendes som startmaterialer, er anioniske, kationiske og ikke-ioniske surfaktanter. Disse surfaktanter kan anvendes enten alene eller i blanding med hverandre. Surfaktanter av ikke-ionisk type foretrekkes.
Blant de vanlige umettede polyoksyalkylenaddukter som kan anvendes, er alkylenoksidadduktene av umettede organiske karboksylsyrer og av umettede hydroksylholdige triglycerider.
Adduktene fremstilles på kjent måte. Fortrinnsvis har alkylenoksidene som anvendes i adduktdannelsen, 2-4 karbonatomer, f.eks. etenoksid, 1,2-epoksypropan, epoksybutanene og blandinger derav. Blandede propenoksid/etenoksid-addukter kan også anvendes. I fremstillingen av de sistnevnte addukter blir etenoksidet og propenoksidet med fordel omsatt i et molforhold fra 10:90 til 90:10.
Det er funnet at molekylvekten og alkylenoksidinnholdet av de vanlige umettede polyoksyalkylenaddukter kan spille en viktig rolle i bestemmelsen av cellestabiliseringsevnen av de overflateaktive midler ifølge oppfinnelsen. Nærmere bestemt er visse addukter funnet å kreve et minimuminnhold av etenoksid eller propenoksid og en minimumsmolekylvekt for mer effektiv cellestabilisering. Disse krav kan variere for forskjellige umettede polyoksyalkylenaddukter og skumsystemer, men det er mulig å etablere de tilfredsstillende verdier for et hvilket som helst skum ved rutinemessige forsøk.
Eksempler av i handelen tilgjengelige umettede polyoksyalkylenaddukter som kan anvendes i den foreliggende oppfinnelse, innbefatter Flo Mo 36 C fra Sellers Chemical Corporation, Peganate CO 36 fra Borg-Warner Chemicals, Inc., Cypress CO 36 fra Cypress Chemical Co., Ethox CO-36 fra Ethox Chemicals, Inc. og Industrol CO-36 fra BASF Wyandotte Corporation.
I en fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen svarer esteren av den umettede dibasiske syre som anvendes i fremstilling av cellestabilisatorene ifølge oppfinnelsen til formelen:
hvor u er 2 eller 3 og T 1 og T 2 er identiske eller forskjellige og betyr en rett eller forgrenet, mettet eller umettet hydrokarbonkjede som fortrinnsvis inneholder 4-18, helst 8-18 karbonatomer og 40-100, fortrinnsvis 60-100, helst 95-100 vektprosent av den umettede diester omfatter en fumaratdiester. Fumaratdiesterens hydrokarbonkjede inneholder fortrinnsvis
8-18 karbonatomer. Typiske eksempler på fumaratdiestrene som kan anvendes, innbefatter dioktylfumarat, diisooktyl-fumarat, ditridecylfumarat og dioleylfumarat, fortrinnsvis dioleylfumarat, dioktylfumarat og ditridecylfumarat, helst ditridecylfumarat.
Det er tegn som tyder på at mekanismen ved hvilken umettet diester reagerer med polyoksyalkylenadduktet er poding,
dvs. reaksjonsproduktet er sammensatt av polyoksyalkylenaddukt-ryggraden, til hvilken er festet med mellomrom "podinger"
av den umettede diester. I lys av den kjente manglende evne av umettede diestere ifølge oppfinnelsen til å homopolymeri-seres, antas det at reaksjonsmekanismen kan omfatte addisjonen av enkelt-diesterenheter til polyoksyalkylen-ryggraden.
Analyse av pode-reaksjonsproduktet av etoksylert ricinusolje og ditridecylmaleat som er en foretrukket stabilisator beskrevet i US-PS 4.365.024, viser nærværet av umettet diester-startmateriale i reaksjonsproduktet. Den ikke-podede diester antas å bidra til en forminskning av reaksjonsproduktets cellestabiliserende evne, f.eks. i visse vanskelig stabiliserbare uretanresepter. Det er nå funnet at mengden av poding kan økes betraktelig og cellestabiliseringseffekten samtidig forbedres ved omsetting av et umettet polyoksyalkylenaddukt med en umettet diester-ingrediens som enten helt eller delvis omfatter en fumaratdiester. F.eks. danner den friradikal-initierte reaksjon av etoksylert ricinusolje med en umettet diester som omfatter en blanding av ditridecylmaleat og ditri-decylf umarat ,i et vektforhold, på. tilnærmet 40:60 en forbedret skumstabilisator som inneholder stort sett ikke noe resterende umettet diestermonomer. Når en fumaratdiester anvendes som den eneste diester i en reaksjon med det umettede polyoksyalkylenaddukt, gir podingen ikke bare et overflateaktivt middel som ikke inneholder noen restmonomer, men krever også langt mindre friradikal-initiator enn det som er nødvendig for å fremstille et overflateaktivt middel fra polyoksyalkylenaddukt- og maleatdiester-reaktantene ifølge US-PS 4.365.024. Videre er reaksjonsproduktet fra fumaratpoding et meget virksomt overflateaktivt middel og kan generere fincellet skum selv i uretanresepter som er vanskelige å skumme.
Surfaktantblandingene ifølge oppfinnelsen fremstilles
ved reaksjon mellom den umettede diester og det umettede polyoksyalkylenaddukt i nærvær av en virksom mengde av en hvilken som helst vanlig friradikal-initiator som er kjent for å være egnet til podepolymerisasjon av eten-umettede monomerer. Eksempler på initiatorer er de velkjente vinyl-polymerisasjonsinitiatorer av friradikal-typen, f.eks. perok-sidene, persulfåtene, perboratene, perkarbonatene, azofor-bindelsene etc. innbefattet hydrogenperoksid, 1,1-bis(t-butyl-peroksy)-cykloheksan, dibenzoylperoksid, acetylperoksid, benzoylhydroperoksid, t-butyl-perbenzoat, t-butyl-hydroperoksid, di-t-butyl-peroksid, lauroylperoksid, butyrylperoksid, diisopropylbenzen-hydroperoksid, kumen-hydroperoksid, paramen-tan-hydroperoksid, diacetylperoksid, di-alfa-kumyl-peroksid, dipropylperoksid, diisopropylperoksid, isopropyl-t-butyl-peroksid, butyl-t-butyl-peroksid, dilauroylperoksid, difuroyl-peroksid, ditrifenylmetyl-peroksid, bis-(p-metoksybenzoyl)-peroksid, p-monometoksybenzoyl-peroksid, rubrenperoksid, askaridol, t-butyl-peroksybenzoat, dietyl-peroksytereftalat, propyl-hydroperoksid, isopropyl-hydroperoksid, n-butyl-hydroperoksid, t-butyl-hydroperoksid, cykloheksyl-hydroperoksid, trans-dekalin-hydroperoksid, alfa-metylbenzyl-hydroperoksid, alfa-metyl-alfa-etyl-benzyl-hydroperoksid, tetralin-hydroperoksid, trifenylmetyl-hydroperoksid, difenylmetyl-hydroperoksid, alfa,alfa'-azo-2-metyl-butyronitril, alfa,alfa<1->2-metyl-heptonitril, 1,1'-azo-1-cykloheksan-karbonitril,
dimetyl-alfa,alfa'-azo-isobutyrat, 4,4<1->azo-4-cyanpentan-syre, azobisisobuyrnitril, persuccinsyre, diisopropyl-peroksy-dikarbonat, og lignende; en blanding av initiatorer kan også anvendes.
Virkningsfullheten av initiatoren avhenger av at den
er tilstrekkelig aktiv under de polymer isasjonsbetingelser som anvendes. Særlige betingelser som virker inn på initia-torens virkningsfullhet, er f.eks. reaksjonstemperaturen (i området 30-150°C) og beskaffenheten av adduktet eller adduktene som skal modifiseres, og der hvor en eller flere metallkatalysatorer anvendes, beskaffenheten av denne.
Skjønt virkningsfullheten av initiatoren er godtagbar
når den anvendes alene, kan en organo-overgangsmetall-katalysator tilsettes sammen med initiatoren for å akselerere reaksjonen. Den foretrukne metallkatalysator er ferrocen. Egnede organometallkatalysatorer er angitt i US-PS 4.438.018.
Den friradikal-initierte reaksjon ifølge oppfinnelsen
kan utføres under betingelser som er kjent for å være egnet for friradikal-polymerisasjoner ved anvendelse av f.eks. oppløsnings-, masse-, emulsjons- eller suspensjons-teknikker. Det er funnet særlig nyttig å utføre reaksjonen på de umettede diester- og polyoksyalkylenreaktanter alene i nærvær av initiatoren og valgfritt metallkatalysatoren.
Reaksjonen utføres med fordel ved blanding av reaktantene, en eller flere initiatorer og valgfritt en eller flere metallkatalysatorer ved temperaturer fra ca. 30 til ca. 150°C under inert atmosfære, f.eks. den som skaffes ved nitrogen og lignende inerte gasser til reaksjonen er fullstendig. Reaksjonen fortsettes inntil forbruket av den umettede diester opphører som observert ved vanlige analytiske metoder, f.eks. gass- eller væskekromatografi. Reaksjonstider på 1 time eller mer kan ventes. Eventuelt ureagert umettet diester kan fjernes fra det samlede reaksjonsprodukt ved vanlige metoder, f.eks. oppløsningsmiddel-ekstraksjon. I de tilfeller hvor mengden av poding er bare såvidt under 100%, oppviser imidlertid det samlede reaksjonsprodukt likevel en cellestabiliserende evne og kan med fordel anvendes slik det er. Reaksjonsproduktet ifølge oppfinnelsen omfatter både det samlede reaksjonsprodukt og reaksjonsproduktet minus ureagert diester.
Initiatoren eller initiatorene og valgfritt en eller flere metallkatalysatorer kan settes til ved begynnelsen av reakjonen eller kan tilsettes porsjonsvis med mellomrom i løpet av reaksjonen. På samme måte kan det umettede polyoksyalkylenaddukt og den forestrede umettede dibasiske syre bringes sammen ved begynnelsen av reaksjonen eller kan kombineres i porsjoner etter hvert som reaksjonen skrider frem, f.eks. ved gradvis tilsetting av diesteren til en harpikskjele som inneholder adduktet.
I en foretrukket u-t f ørelsesf orm av oppfinnelsen utgjør den umettede diester mellom 5 og 40, helst mellom 10 og 30 vektprosent av reaksjonsblandingen. Den umettede diester omfatter ca. 20 vektprosent av reaksjonsblandingen i en meget fordelaktig og foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen. Konsentrasjonen av initiator eller initiatorer i blandingen ligger fordelaktig innen området 1-30 vektprosent, fortrinnsvis 1,0-25 vektprosent regnet på den samlede vekt av diester eller diestere som foreligger. Bruken av store mengder initiator kan føre til en reduksjon i den resterende diestermonomer, men kan også føre til en stor økning i viskositeten av det overflateaktive middel (10.000 cP). Surfaktantens ytelse i uretanskum ble ikke funnet å være ugunstig påvirket av disse høyere viskositeter. Generelt anvendes den valgfrie metallkatalysator eller katalysatorer på et nivå av 0,001-
0,1 g/g initiator. Fortrinnsvis anvendes 0,001-0,06 g metall-katalyator eller katalysatorer pr. g initiator.
Molekylvekten av det vanlige umettede polyoksyalkylenaddukt som skal kopolymeriseres, kan variere over et vidt område. Dersom molekylvekten er for lav, vil imidlertid det skum som fremstilles med det deretter fremstilte kopolymeri-sasjonsprodukt gi grove celler. Ingen sammenlignbar begrensning er funnet i det tilfelle de vanlige umettede polyoksyalkylenaddukter har høy molekylvekt. De sistnevnte addukter kan anvendes med de høyeste molekylvekter som for tiden er tilgjengelige for å gi fincellede skum i henhold til oppfinnelsen.
Som tidligere angitt er den egnede molekylvekt og alkylenoksid-innholdet for et hvilket som helst spesielt addukt-
og skumsystem lett å bestemme for fagfolk. Generelt vil startmaterialet av alkoksylert addukt ha en molekylvekt på mer enn 1.000 og fordelaktig i området 2.000-12.000. Molekylvekten kan bestemmes fra ligningen
hvor
M.W. = molekylvekten av det umettede polyoksyalkylenaddukt,
f = funksjonaliteten, dvs. det midlere antall hydroksylgrupper pr. molekyl umettet polyoksyalkylenaddukt, og
OH = hydroksyltallet av det umettede polyoksyalkylenaddukt.
I visse skumsystemer er det ønskelig at det vanlige umettede polyoksyalkylenaddukt som anvendes i oppfinnelsen, behandles med et egnet middel for å omleire (cap) dets hydroksylgrupper.. Egnede omleiringsmidler er de organiske forbindelser som kan reagere med forbindelser inneholdende aktive hydrogen-grupper, f.eks. hydroksylgrupper, som bestemt ved Zerewitinoffs metode. Omleiringsmidlene omdanner hydroksylgruppene i det umettede polyoksyalkylenaddukt til grupper som er stort sett kjemisk inerte i blandingene som gir celleformet skum ifølge oppfinnelsen. Omleiringsreaksjonen finner sted under betingelser som er velkjent i faget, som f.eks. de som er beskrevet i Sandler, S. R. og Karow, "Organic Functional Group Pre-parations", Organic Chemistry, A Series of Monographs redigert av A. J. Blomquist, Academic Press, New York and London,
1968 Edition, pp 246-247, 1971 Edition, Vol. II, p. 223 og 1972 Edition, Vol. III, p. 13. Omleiringsbehandlingen kan finne sted enten før eller etter kopolymerisasjonen. Egnede omleiringsmidler omfatter organiske syrer, syreanhydrider, syreklorider og acyloksyklorider, f.eks. en laverealkyl-mono-karboksylsyre med 1-10 karbonatomer valgt fra gruppen
eddiksyre, propionsyre, smørsyre, heksansyre, oktansyre, dekansyre, isomerer av disse syrer, anhydrider av disse syrer, syrekloridderivater av disse syrer og blandinger derav. Eddiksyreanhydrid er lett tilgjengelig og enkelt å anvende. På samme måte kan aromatiske syrer, -anhydrider og -klorider anvendes. Benzoylklorid og substituerte produkter av det såsom 3,5-dinitrobenzoylklorid, er eksempler på disse. Alkyl-og aromatiske isocyanater kan også anvendes. Andre faktorer såsom oppløselighet i det umettede polyoksyalkylenaddukt som behandles og oppløseligheten av det omleirede overflateaktive middel i det harpikssystem som skal stabiliseres,
er betraktninger som utøveren må ha for øyet ved valg av det omleiringssystem som vil gi det ønskede stabiliserte skum med lukkede celler. Eksempler på egnede omleiringsmidler er eddiksyre, eddiksyreanhydrid, acetylklorid og 3,5-dinitrobenzoylklorid . Det foretrukne omleiringsmiddel er eddiksyreanhydrid. Omleiringsbehandlingen utføres typisk ved temperaturer på 50-140°C og utføres med fordel inntil det overflateaktive middel har et hydroksyltall på mindre enn 50 og fortrinnsvis mindre enn 10. Hydroksyltallet bestemmes ved ASTM-D 1638-forsøk. Det kan være meget fordelaktig i visse skumsystemer å strippe bort eventuell syre som dannes under omleiringsbehandlingen, f.eks. den eddiksyre som dannes ved bruk av eddiksyreanhydrid som omleiringsmiddel. Det omleirede reaksjonsprodukt i henhold til kravene innbefatter både det strippede og ustrippede produkt.
En av de foretrukne surfaktanter ifølge oppfinnelsen
er det omleirede eller ikke-omleirede produkt av reaksjonen mellom den umettede diester ifølge oppfinnelsen og en etoksylert ricinusolje. Sistnevnte materiale fremstilles ved etoksy-lering av hydroksygruppene på triesteren av ricinoleinsyre. For formål ifølge den foreliggende oppfinnelse er det fordelaktig at det resulterende etoksylerte produkt inneholder minst 25 mol etenoksid pr. mol ricinusolje. Etenoksidinnholdet er fortrinnsvis 25-60, helst 35-40 mol pr. mol olje.
Produktene som fås ved omsetting av et umettet polyoksyalkylenaddukt og umettet diester i henhold til oppfinnelsen, kan anvendes som stabil iseringssurfaktanter for cellulare skum. Med stabil iseringssurfaktanter for cellulare skum skal forstås de som hindrer skummet i å falle sammen og revne. Surfaktanter som fås i henhold til oppfinnelsen er funnet
å være særlig nyttige cellestabilisatorer i isocyanurat-
og uretanskum. De har evnen til å gi skum med fine celler og lav k-faktor.
Surfaktanten ifølge oppfinnelsen anvendes i en cellestabiliserende mengde i den skumdannende blanding ifølge oppfinnelsen. Generelt utgjør surfaktanten 0,05-10, og fortrinnsvis 0,1-6 vektprosent regnet på blandingen. For lite surfaktant gjør at skummet ikke stabiliseres og for meget surfaktant er uøkonomisk. De surfaktanter som er ikke-ioniske, er spesielt gode cellestabilisatorer. I visse skumsystemer, f.eks. de som omfatter polyisocyanuratpolymerer, foretrekkes den omleirede polyol.
Det cellulare produkt som dannes ved bruk av surfaktanten ifølge oppfinnelsen, har en ensartet, fincellet struktur. Celle-ensartethet bestemmes ved visuell og mikroskopisk under-søkelse. Denne egenskap til å produsere et fincellet skum undersøkes ved blanding av 0,1-5% av surfaktanten med den skumdannende blanding og fremstilling av et skum slik det her er beskrevet.
Den midlere cellediameter bør ideelt være mindre enn
0,2 mm og er fortrinnsvis mindre enn 0,1 mm (ASTM D-2842). Fincellede skum kan ved de fremgangsmåter som angitt i oppfinnelsen utføres som lukkede celler. Esemiddelet blir da innesluttet i cellene. En metode til å uttrykke at cellene holder på esemiddelet, er å bruke verdien for k-faktor-glidning. Ikke-belagte cellulare materialer inneholdende fluorkarbongass har opprinnelige k-faktorer i området 0,0144-0,0288 W/m K ved 24°C. Denne lave verdi øker over et tidsrom på noen måneder eller undertiden dager. Forandringen uttrykkes som k-faktor-glidning. k-faktoren måles ved en midlere temperatur på 24°C. Verdien blir bestemt på nytt fra tid til annen inntil ca. 1000 dager. Et materiale som oppviser hurtig k-glidning, vil nå en k-faktor på minst 0,0288 W/m K i løpet
av 25 dager. Et materiale med langsom k-glidning kan behøve mellom 200 dager og mer enn 2 år for å oppnå en verdi på 0,0288 W/m K. Et hvilket som helst materiale som har en k-verdi på under 0,0288 W/m K, vil. gi høy termisk motstand.
Det tør være åpenbart at jo lenger denne verdi eller en lavere verdi opprettholdes, jo bedre er virkningsfullheten.
Ball, Hurd og Walker har utgitt en omfattende drøftelse av forandringer i k-faktor som en funksjon av tiden. ("The Thermal Conductivity of Rigid Urethane Foams", J. Cellular Plastics, mars/april 1970, pp 66-78). F. Norton ("Thermal Conductivity and Life of Polymer Foams", J. Cellular Plastics, januar V967, pp 23-37) har vist at diffusjon av fluorkarbon-gasser ut fra ikke-belagte skum og infusjon av luft inn i skummet bevirker en økning i k-faktoren. Skum med langsom k-glidning er definert som et som oppnår en k-faktor ved 24°C på 0,0216-0,0274 W/m K etter 200-400 dager og deretter forblir ved en k-faktor på under 0,0288 W/m K i 5-10 år.
Til slutt diffunderer alt fluorkarbon fra skummet for å etterlate et materiale med lukkede celler som inneholder bare luft i cellene.
k-faktoren for skummet med lukkede celler inneholdende kun luft faller i området 0,0317-0,0374 W/m K ved 24°C for en tetthet i området 0,032-0,048 g/cm 3. Dersom et skum oppviser en k-faktor større enn 0,0288 W/m K etter et kort tidsrom (mindre enn 25 dager), har derfor stort sett alt fluorkarbon diffundert fra skummet og er blitt erstattet med luft. På
den annen side, dersom k-faktoren forblir under 0,0288 W/m K i minst 100 dager, så har en betydelig mengde fluorkarbongass forblitt i de lukkede celler av skummet til tross for infusjon av luft.
Det er funnet at bruken av surfaktanter ifølge oppfinnelsen resulterer i fincellede skum med et høyt innhold av lukkede celler, en lav opprinnelig k-faktor og en lav k-glidning-verdi.
Surfaktantene ifølge oppfinnelsen er særlig nyttige
i fremstillingen av polyuretanskum og polyisocyanuratskum.
Det overflateaktive middel omfatter generelt fra 0,05 til
4 og helst fra 0,1 til 2 vektprosent av den skumdannende blanding.
I den videste forstand av den foreliggende oppfinnelse kan et hvilket som helst organisk polyisocyanat anvendes i fremstillingen av skummene ifølge oppfinnelsen. De organiske polyisocyanater som kan anvendes omfatter aromatiske, alifatiske og cykloalifatiske polyisocyanater og kombinasjoner derav. Representative for disse typer er diisocyanatene såsom m-fenylendiisocyanat, toluen-2,4-diisocyanat, toluen-2,6-diisocyanat, blandinger av 2,4- og 2,6-toluen-diisocyanat, heksametylen-1,6-diisocyanat, tetrametylen-1,4-diisocyanat, cykloheksan-1,4-diisocyanat, heksahydrotoluen-2,4- og 2,6-diisocyanat, naftalen-1,5-diisocyanat, difenylmetan-4,4'-diisocyanat, 4,4<1->difenylendiisocyanat, 3,31-dimetoksy-4,41 - bi fenyldi isocyanat, 3,3'-dimetyl-4,41-bifenyldi isocyanat
og 3,3<1->dimetyldifenylmetan-4,4<1->diisocyanat; triisocyanatene såsom 4,4',4"-trifenylmetantriisocyanat, polymetylenpolyfenylisocyanat, toluen-2,4,6-triisocyanat og tetraisocyanatene såsom 4,4'-dimetyldifenylmetan-2,2',5,5'-tetraisocyanat. Særlig nyttige er polymetylenpolyfenylisocyanater. Disse isocyanater fremstilles ved vanlige metoder som er kjent i faget såsom fosgenering av det tilsvarende organiske amin.
De polyoler som kan anvendes i fremstillingen av skum-sammensetningene omfatter f.eks. monomere polyoler såsom etenglykol, oksyalkylenadduktene av polyolbaser hvor oksyal-kylendelen fås fra en monomer enhet såsom etenoksid, propenoksid, butenoksid og blandinger derav. Polyolinitiatorene omfatter etenglykol, 1,2-propenglykol, 1,3-propenglykol, 1,2-butandiol, 1,4-butandiol, heksantriol, glycerol, trimetylolpropan, trietylolpropan, péntaerytritol, sorbitol, sakkarose, toluendiamin og bisfenol-A, polyetere såsom polyetenetergly-koler, polypropeneterglykoler, polytetrametyleneterglykoler, og alkylenoksidaddukter av flerverdige alkoholer innbefattet dem som er angitt ovenfor, hydroksyavsluttede tertiære aminer med formelen hvor pJ er et alkylenradikal med minst 2-6 karbonatomer og E er en polyoksyalkylenkjede; aminbaserte polyetere med formelen
hvor E er en polyoksyalkylenkjede og Y er valgt fra gruppen alkyl, hydroksyalkyl og EH; alkylenoksidaddukter av syrer av fosfor såsom adduktene fremstilt ved reaksjonen mellom fosforsyre og etenoksid, fosforsyre og propenoksid, fosfor-syrling og propenoksid, fosfonsyre og etenoksid, fosfinsyre og butenoksid, polyfosforsyre og propenoksid, og fosfonsyre og styrenoksid.
Typiske polyeterpolyoler innbefatter polyoksyetenglykol, polyoksypropenglykol, polyoksybutenglykol, polytetrametylen-glykol, blokk-kopolymerer, f.eks. kombinasjoner av polyoksy-propen- og polyoksyetenglykoler, poly-1,2-oksybuten- og polyoksyetenglykoler og poly-1,4-oksybuten- og polyoksyetenglykoler og tilfeldige kopolymer-glykoler fremstilt fra blandinger eller fortløpende tilsetning av to eller flere alkylenoksider. Også addukter av de ovenfor nevnte forbindelser med trimetylolpropan, glycerol og heksantriol samt polyoksypropen-adduktene av høyere polyoler såsom pentaerytritol og sorbitol, kan anvendes. Således omfatter de polyeterpolyoler som kan anvendes i den foreliggende oppfinnelse oksyalkylenpolymerer som har et oksygen/karbon-atomforhold på 1:2-1:4, fortrinnsvis 1:2,8-1:4 og 2-6 endehydroksylgrupper, fortrinnsvis 2-4 endehydroksylgrupper.Polyeterpolyolene har generelt en midlere ekvivalentvekt på 80-10.000, fortrinnsvis 100-6000.. Polyoksypropenglykoler med molekylvekt på 200-4000 svarende til ekvivalentvekter på 100-2000 og blandinger derav, er særlig nyttige som polyolreaktanter. Polyolblandinger, f.eks. en blanding av høymolekylære polyeterpolyoler med lavmolekylære polyeterpolyoler eller monomere polyoler kan også anvendes.
En hvilken som helst egnet hydroksyavsluttet polyester kan også anvendes. Disse kan fås fra omsetting av polykarbok-sylsyrer med flerverdige alkoholer. Slike egnede polykarboksyl-syrer kan være oksalsyre, malonsyre, succinsyre, glutarsyre, adipinsyre, pimelinsyre, suberinsyre, azelainsyre, sebacinsyre, basillinsyre, tapsinsyre, maleinsyre, fumarsyre, glutakonsyre, isoftalsyre og tereftalsyre. Egnede flerverdige alkoholer innbefatter de følgende: etenglykol, 1,2-propenglykol, 1,3-propenglykol, 1,2-butenglykol, 1,3-butenglykol, 1,4-butenglykol, 1,3-pentandiol, 1,4-pentandiol, 1,5-pentandiol, 1,6-heksandiol, 1,4-heksandiol, glycerol, trimetylolpropan, tri-metyloletan, heksan-1,2,6-triol, a-metylglukosid, pentaerytritol, sorbitol, sakkarose og forbindelser avledet fra fenoler, f.eks. 2,2-bis-(4-hydroksyfenol)propan.
Foruten de ovenfor angitte hydroksyholdige forbindelser, kan andre forbindelser som anvendes innbefatte podede polyoler. Disse polyoler fremstilles ved in situ polymerisasjonsproduktet av en vinylmonomer i et reaktivt polyolmedium og i nærvær av en friradikal-initiator. Reaksjonen utføres generelt ved en temperatur i området 40-150°C.
Polyuretanskummene fremstilles ved omsetting av polyolen og polyisocyanatet på en ekvivalentbasis på stort sett 1:1-1:1,2. Det organiske polyisocyanat blandes sammen med den ønskede polyol, surfaktant, katalysator og esemiddel ved temperaturer i området 0-150°C.
Et hvilket som helst esemiddel som typisk anvendes i lignende, tidligere kjente skumprodukter inneholdende polyisocyanurat- og/eller polyuretanbindinger kan anvendes i blandingene ifølge oppfinnelsen. Generelt er disse esemidler væsker med et kokepunkt ved atmosfæretrykk på mellom minus 50 og pluss 100°C, og fortrinnsvis mellom 0 og 50°C. De foretrukne væsker er hydrokarboner eller halohydrokarboner. Eksempler på egnede esemidler innbefatter bl.a. klorerte og fluorerte hydrokarboner såsom triklorfluormetan, CC12FCC1F2, CC12FCF3, dietyleter, isopropyleter, n-pentan, cyklopentan og 2-metyl-butan. Esemidlene anvendes i en mengde som er tilstrekkelig til å gi det resulterende skum den ønskede romvekt som generelt ligger i området 8-160, fortrinnsvis 16-80 kg/m 3. Esemiddelet utgjør generelt 1-30, fortrinnsvis 5-20 vektprosent av blandingen. Når esemiddelet har et kokepunkt som ligger på eller under omgivelsestemperaturen, holdes det under trykk til det blandes med de andre bestanddeler. Alternativt kan det holdes på temperaturer lavere enn omgivelsestemperaturen til det blandes med de andre bestanddeler.
Hvilke som helst av katalysatorene som vanligvis anvendes til katalyse av reaksjonen av et isocyanat med en reaktiv hydrogenholdig forbindelse, kan anvendes i fremstilling av skum ifølge oppfinnelsén. Slike katalysatorer innbefatter organiske og uorganiske sure salter av og organiske derivater av vismut, bly, tinn, jern, antimon, uran, kadmium, kobolt, thorium, aluminium, kvikksølv, zink, nikkel, cerium, molybden, vanadium, kobber, mangan og zirkonium samt fosfiner og tertiære organiske aminer. Eksempler på slike katalysatorer er dibutyl-tinndilaurat, dibutyltinndiacetat, tinn(II)oktoat, blyoktoat, koboltnaftenat, trietylamin, triétendiamin, N,N,N',N'-tetra-metyletendiamin, 1,1,3,3-tetrametylguanidin, N,N,N',N'-tetra-metyl-1,3-butandiamin, N,N-dimetyletanolamin, N,N-dietyletanol-amin og lignende. Katalysatorene omfatter generelt 0,1-20
og fortrinnsvis 0,3-10 vektprosent regnet på den samlede blanding.
Andre tilsetningsstoffer kan også innlemmes i skum-reseptene. Innlemmet er flammeretarderende midler, såsom tris(2-kloretyl)-fosfat og ytterligere overflateaktive midler såsom silikonsurfaktantene, f.eks. alkylpolysiloksaner og polyalkylsiloksaner. Eksempler på slike ytterligere surfak-anter er polydimetylsiloksan-polyoksyalkylen-blokk-kopoly-merene tilgjengelige fra the Union Carbide Corporation under handelsnavnene "L-5410" og "L-5340" og fra Dow Corning Corporation under handelsnavnet "DC-193".
I et foretrukket stivt skum ifølge oppfinnelsen inneholdende polyisocyanuratbindinger er det organiske polyisocyanat polymetylenpolyfenylisocyanat. Polyrnetylenpolyfenylisocyanatene har helst en funksjonalitet på minst 2,1 og fortrinnsvis 2,5-3,8. Disse foretrukne polymetylenpolyfenylisocyanater har generelt en ekvivalentvekt på 120-180 og fortrinnsvis 130-145. Sprøheten av skum fremstilt med disse polyisocyanater er fortrinnsvis mindre enn 30%, helst mindre enn 20%.
En foretrukket underklasse av polymetylenpolyfenylisocyanater som er særlig nyttig i den foreliggende oppfinnelse,
er en blanding av forbindelser med den følgende formel V:
hvor n er et helt tall mellom 0 og 8 og blandingen har den ovenfor angitte ønskede funksjonalitet og ekvivalentvekt. Denne blanding bør ha en viskositet på 100-4000, fortrinnsvis 250-2500 cP. målt ved 25°C for å ha praktisk nytte i den foreliggende oppfinnelse.
Eksempler på egnede polymetylenpolyfenylisocyanater
som er nyttige i den foreliggende oppfinnelse, innbefatter dem som er angitt i formel V, hvor n er 1 samt blandinger hvor n kan ha en hvilken som helst verdi fra 0 til 8, så sant blandingen har den spesifiserte ekvivalentvekt. Én slik blanding har 40 vektprosent med n=0, 22 vektprosent med n=1, 12 vektprosent med n=2 og 26 vektprosent med n=3 til ca. 8. De foretrukne polymetylenpolyfenolisocyanater er beskrevet
i britisk patentskrift 1.433.641. Syntesen av polymetylen-polyf enylisocyanater er beskrevet i US-PS 2.683.730 og US-PS 3.526.652, spalte 3, linje 6-21. Det skal derfor forstås at de polymetylenpolyfenylisocyanater som er tilgjengelige på markedet under handelsnavnene PAPI-580 (Upjohn) og Mondur
MR 200 (Mobay), med hell kan anvendes innen oppfinnelsens omfang og ånd.
I den videste forstand av oppfinnelsen kan et hvilket
som helst diol med en ekvivalentvekt som generelt ligger mellom 30 og 250 og helst mellom 30 og 200, og som har to hydroksylgrupper og består Zerewitinoffs prøve, anvendes til reaksjon med polymetylenpolyfenylisocyanatene som beskrevet i de tre foregående avsnitt for fremstilling av foretrukne stive skum i henhold til oppfinnelsen. Trioler og høyere polyoler kan blandes med disse dioler i mindre mengder, generelt mindre enn 40% så sant ekvivalentvekten av blandingen ligger innen det angitte område. Egnede dioler innbefatter dem som har formelen VI:
hvor R 2 er valgt fra gruppen bestående av lavere alkylen og lavere alkoksyalkylen med minst to karbonatomer. Eksempler på slike dioler er etenglykol, 1,2-propandiol, 1,3-propandiol, 1,4-butandiol, dietenglykol, dipropenglykol, dimetyloldicyklo-pentadien, : 1,3-cykloheksandiol og 1,4-cykloheksandiol. Dietenglykol foretrekkes, da det er et forholdsvis rimelig materiale og gir en kjerne med lav sprøhet.
En foretrukket polyolblanding som kan anvendes i fremstillingen av polyisocyanuratskummene ifølge oppfinnelsen,
er fremstilt ved transforestringen med en glykol med molekylvekt på 60-400 av en rest som blir tilbake etter at dimetyltereftalat og metyl-p-toluat er blitt fjernet fra en reaksjons-produktrest av dimetyltereftalat-forestret oksidat, av hvilken størstedelen av den nevnte rest omfatter en blanding av metyl-og benzylestere av benzen og bifenyl-di- og trikarboksylsyrer. Denne rest er beskrevet i US-PS 3.647.759. To foretrukne transforestringsglykoler som kan omsettes med denne rest,
er etenglykol og dietenglykol, idet den siste er mer foretrukket. Eksempler på transforestrede rester som kan anvendes i henhold til oppfinnelsen, er de som leveres av Hercules. Inc., Wilmington, Del. under.handelsnavnet "Terate"-harpikser.
Et overskudd av den transforestrende glykol kan med fordel anvendes for omsetting av den ovenfor angitte rest. Mengden av dette foretrukne overskudd av transforestrende glykol som blir tilbake i den transforestrede polyolblanding, kan variere innen vide grenser, men ligger passende innen et område på 5-30 vektprosent regnet på polyolblandingen.
Egenskapene av de transforestrede polyolblandinger
som kan anvendes i henhold til oppfinnelsen, ligger innen temmelig vide grenser. Polyolblandingene er beskrevet i US-
PS 4.237.238. En foretrukket polyolblanding er kjennetegnet ved en viskositet i cP ved 25°C på 8.000-30.000, et fritt dietenglykol-innhold på 5-10 vektprosent regnet på blandingen, et hydroksyltall i området 247-363 og et syretall på 2-8.
En annen foretrukket polyolblanding som kan anvendes
i fremstilling av polyisocyanuratskummene ifølge oppfinnelsen er fremstilt ved transforestringen med en glykol med molekylvekt 60-400, av en biproduktfraksjon fra fremstillingen av dimetyltereftalat, idet hoveddelen av den nevnte fraksjon omfatter 15-70 vektprosent dimetyltereftalat, og 85-30 vektprosent av en blanding av.monometyltereftalat, biring-estere og polymere materialer. En særlig nyttig polyolblanding kan fremstilles ved transforestring av en biprodukt-fraksjon fra fremstillingen av dimetyltereftalat omfattende en blanding av
(a) 40-60 vektprosent dimetyltereftalat,
(b) 1-10 vektprosent monometyltereftalat,
(c) 1-2 vektprosent tereftalsyre,
(d) 10-25 vektprosent biring-estere,
(e) 5-12 vektprosent salter av organisk syre,
(f) 18-25 vektprosent polymere materialer, og
(g) 1-4 vektprosent aske.
Et overskudd av transforestrende glykol blir med fordel anvendt for omsetting med biprodukt-fraksjonen. To foretrukne glykoler for transforestring av biprodukt-fraksjonen er etenglykol og dietenglykol, idet den siste'er mer foretrukket. Et eksempel på en transforestret biprodukt-fraksjon ifølge oppfinnelsen
er det produkt som leveres av Jim Walter Resources, Inc.
under handelsbetegnelsen Foamol 250.
Egenskapene av polyolblandingen fremstilt ved transforestring av biprodukt-fraksjonen som angitt ovenfor, er beskrevet i US-PS 4.411.949. En foretrukket polyolblanding er kjennetegnet ved en viskositet i cP ved 25°C på 700-2500,
et fritt dietenglykol-innhold på 10-30 vektprosent regnet på blandingen, et hydroksyltall i området 350-468 og et syretall på 0,2-10.
Andre egnede polyoler til anvendelse i oppfinnelsen
er de som er beskrevet i US-PS 4.212.917 og US patentsøknad nr. 372.904.
For å sikre at reaksjonen fullføres, blir polymetylen-polyf enylisocyanatet og polyolen eller blandingen av polyoler generelt blandet i et ekvivalentforhold på 2:1-6:1 og fortrinnsvis 3:1-5:1. I områder utenfor disse forhold gir reaksjonen et produkt som har uønskede fysiske egenskaper. Ved høyere forhold har produktet en uønsket høy sprøhet. Ved lavere forhold har produktet en uønsket høy brennbarhet.
I fremstillingen av de stive polyisocyanuratskum kan
der anvendes en hvilken som helst katalysator som er kjent for å katalysere trimerisasjonen av isocyanater for dannelse av isocyanurater og katalysere reaksjonen av isocyanatgrupper med hydroksylgrupper for dannelse av polyuretaner. De foretrukne katalysatorer gir kremdanningstider (cream times)
på 15-30 sek. og stivnetider (firm times) på 25-80 sek. En foretrukket type katalysators, er en blanding av en tertiær aminofenol, f.eks. 2,4,6-tris(dimetylaminometyl)fenol og et alkalimetallkarboksylat, f.eks. kalium-2-etylheksoat; hvilken syntese og bruk er beskrevet i US-PS 4.169.921. Ekvivalentforholdet mellom tertiær aminofenol og alkalimetallkarboksylat i kokatalysatorblandingen er fortrinnsvis 0,4:1-2,5:1. Et annet katalysatorsystem er det som anvender et epoksid, et N-substituert aziridin og et tertiært amin. Syntesen og bruken av en slik katalysator er beskrevet i US-
PS 3.799.896. Katalysatoren utgjør generelt 0,1-20 og fortrinnsvis 0,3-10 vektprosent av den samlede blanding.
Fordelene ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå tydeligere ved henvisning til den foreliggende detaljerte beskrivelse og tegning, hvor:
Fig. 1 er et skjematisk diagram av et apparat egnet
til fremstilling av et celleformet skummateriale i henhold til oppfinnelsen.
Fig. 2 er et tverrsnitt av en laminert bygningsplate
som har én kledningsflate; og
fig. 3 er et tverrsnitt av en laminert bygningsplate
som har to kledningsflater.
Det henvises nå til tegningene, og særlig fig. 1, hvor der er vist skjematisk et apparat 10 egnet til bruk i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse. Apparatet 10 omfatter en isocyanattank 11, en polyoltank 12 og en katalysatortank 13 som hver er forbundet med utløpsledninger henholdsvis 14, 15 og 16. Ledningene 14, 15 og 16 danner innløpet til doseringspumper 17, 18 og 19. Pumpene 17, 18 og 19 mater gjennom ledninger henholdsvis 20, 21 og 22, som i tur er forbundet med fleksible rørledninger, henholdsvis 23, 24
og 25. De fleksible rørledninger 23, 24 og 25 har utløp til et blandehode 29. Apparatet 10 er også forsynt med en rull 30 av det undre bekledningsmateriale og en rull 31 av det øvre bekledningsmateriale. Apparatet 10 er også forsynt med doseringsvalser 32 og 33 og en ovn 35 forsynt med utstrømnings-organer 36 og 36' for blåsing av varm luft. Apparatet 10
er også forsynt med trekkvalser 38, 39 og avskjæringskniv 44.
I drift blir isocyanattanken 11 tilført det organiske polyisocyanat blandet med esemiddelet og det overflateaktive middel, og polyoltanken 12 blir tilført polyolen, og katalysa-tortanken 13 blir tilført katalysatorblandingen. Hastighetene på pumpene 17, 18 og 19 reguleres for å gi de ønskede forhold mellom ingrediensene i tankene 11, 12 og 13. Disse ingredienser passerer henholdsvis gjennom rørledninger 20, 21 og 22 samt rørledninger 23, 24 og 25, hvoretter de blandes i blandehodet 29 og slippes ut derfra. Alternativt kan rørledningene 21
og 22 kombineres før blandehodet. Trekkvalsene 38, 39 som hver har en bøyelig ytre kappe 40, 41, bringes til å rotere
i retningen vist ved pilene ved hjelp av en kraftkilde (ikke vist). På grunn av rotasjonen av trekkvalsene 38, 39 blir det nedre belegningsmateriale trukket fra rullen 30 mens det øvre belegningsmateriale blir trukket fra rullen 31. Belegningsmaterialet passerer over ledevalser 46 og 47, og føres mot åpningen mellom doseringsvalsene 32, 33. Blandehodet 29 bringes til å bevege seg frem og tilbake, dvs. utenfor papirplanet, fordi det er festet på en reversibel mekanisme 49. På denne måte kan en jevn mengde materiale opprettholdes på oppstrømssiden av åpningen mellom doseringsvalsene 32, 33. Den sammensatte konstruksjon som på dette punkt består av et undre belegningsmateriale 51 og et øvre belegningsmateriale 52 på hver side av en kjerne 53, passerer nå inn i ovnen 35. Inne i ovnen ekspanderer kjernen under påvirkning av varme tilført ved den varme luft fra utstrømningsorganene 36, 36', og på grunn av varmen som genereres i den eksoterme reaksjon mellom polyolen, diolen og isocyanatet i nærvær av katalysatoren. Temperaturen inne i ovnen reguleres ved å variere temperaturen av den varme luft fra utstrømnings-organene 36, 36' for å sikre at temperaturen inne i ovnen 35 holdes innen de angitte grenser. Den sammensatte konstruksjon 55 forlater deretter ovnen 35, passerer mellom åpningen av trekkvalsene 38, 39, og skjæres av kniven 44 til enkelt-paneler 57, 57'.
Tallrike modifikasjoner til apparatet 10 vil være åpen-bare for fagfolk. F.eks. kan tankene 11, 12 og 13 forsynes med kjøleorganer for å holde reaktantene på temperaturer som er lavere enn omgivelsestemperaturen.
Det henvises nå til fig. 2 på tegningen, hvor det er vist en laminert bygningsplate 60 ifølge oppfinnelsen. Byg-ningsplaten 60 består av en enkelt kledningsplate 61, hvorpå der er et celleformet materiale 62 ifølge oppfinnelsen.
Fig. 3 viser en bygningsplate 70 med to kledningsark 71 og 72 på hver side av et celleformet materiale 73.
En hvilken som helst type kledningsplate som tidligere er anvendt til fremstilling av bygningsplater, kan anvendes i oppfinnelsen. Eksempler på egnede kledningsplater omfatter bl.a. kraftpapir, aluminium og asfaltimpregnerte filtmaterialer samt laminater av to eller flere av disse.
Skummaterialene ifølge oppfinnelsen kan også anvendes
med eller uten kledningsmaterialer til isolasjon av rør-ledninger .
Skummaterialene ifølge oppfinnelsen kan inneholde forskjellige armeringsmaterialer, f.eks. glassfiber, som beskrevet i US-PS 4.118.533.
Oppfinnelsen skal nå belyses ytterligere ved de følgende eksempler, hvor alle deler og prosentdeler er regnet på vekt, med mindre noe annet er angitt.
Eksempel 1
Fremstilling av etoksylert ricinusolje/umettet diester- surfaktanter
Dette eksempel viser fremstillingen av en serie omleirede og ikke-omleirede etoksylerte ricinusolje/umettet diester-surfaktanter.
I fremstillingen av de omleirede surfaktanter ble 200 deler etoksylert ricinusolje og 27 deler eddiksyreanhydrid satt til en 500 ml's beholder utstyrt med en rører som raget ned i denne. En argonstrøm ble skaffet gjennom beholderen. Etter at disse ingredienser var varmet opp til 100°C i to timer, ble eddiksyren strippet bort i vakuum for å gi et flytende produkt med et syretall på mindre enn 2,0. I fremstillingen av de ikke-omleirede surfaktanter ble 200 deler etoksylert ricinusolje på samme måte satt til en 500 ml *s beholder utstyrt med en rører som raget ned i denne, men ingen omleiringsbehandling ble utført.
Til 200 deler av både det omleirede og det ikke-omleirede materiale ble der tilsatt 50 deler umettet diester og initiatoren 1,1-bis(t-butylperoksy)-cykloheksan i mengden vist i tabell I nedenunder. Blandingen ble deretter omsatt i 4 timer ved 110°C under argonatmosfære for å gi et viskøst flytende overflateaktivt middel.
Nivået av resterende diestermonomer og viskositeten
av hver surfaktant fremstilt i henhold til den ovenfor angitte
fremgangsmåte er vist i tabell I. Resultatene i tabellen viser at skjønt surfaktantene fremstilt med ditridecylmaleat hadde resterende monomerkonsentrasjoner >^6%, hadde de som var fremstilt med diesterblandingen av ditridecylmaleat (ca. 40%) og ditridecylfumarat (ca. 60%) meget lite eller ingen rest-monomer, hvilket indikerer at bruken av fumaratholdig blanding fører til stort sett fullstendig poding av diester på den etoksylerte ricinusolje. Tabell I viser også at surfaktantene fremstilt med den fumaratholdige blanding har en rimelig viskositet i området 2500-5000 cP.
Eksempel 2
Dette eksempel viser syntesen av polyisocyanuratskum ved anvendelse av surfaktant nr. 6-8 ifølge eksempel 1.
I hver skum-syntese ble de følgende mengder av de følgende ingredienser kombinert som angitt:
En stor sats med polymetylenpolyfenylisocyanat og CFCl-j
i forholdet henholdsvis 230:50 deler, ble fremstilt ved å blande sammen de to ingredienser og lagring av disse ved 0-15°C. I hver skumfremstilling ble 280 g av polymetylenpolyfenylisocyanat/CFCl^-blandingen, ved en temperatur på 15°C helt opp i reaksjonsbeholderen, 2,5 g av det overflateaktive middel (vist i tabell II) og 70 g av en aromatisk polyester-polyol-blanding levert av Hercules Inc. under varemerket "Terate 202" satt til beholderen, og alle ingredienser ble blandet ved en hastighet på 3600 o/min i 10 sek. Katalysatorblandingen (ca. 14 g) som beskrevet nedenunder ble deretter blandet inn i innholdet i beholderen i løpet av en periode på 5 sek. Alle ingredienser ble deretter blandet ved en hastighet på 3600 o/min i ytterligere 7-10 sek og deretter helt opp i en boks hvilket ga et polyisocyanuratskum.
Forskjellige egenskaper av de fremstilte skum er vist
i tabell II. Polyisocyanuratskummene hadde god kvalitet.
I de ovenfor angitte synteser er bestanddel A et poly-metylenpolyf enylisocyanat med en ekvivalentvekt på 138, en surhetsgrad på 0,03% HC1 og en viskositet på 2000 cP ved 25°C og er tilgjengelig fra Mobay Chemical Corporation, Pittsburgh, Pa. under handelsnavnet MONDUR MR-200.
Bestanddel C er den som leveres av Rohm&Haas Chemical Company under handelsnavnet DMP-30.
Bestanddel D anvendes i form av en 70 vektprosents oppløs-ning i polyoksyetylenglykol (bestanddel E) som selges av Union Carbide Corporation under handelsnavnet Carbowax 200.
Katalysatorblandingen av bestanddeler C, D og E som settes til i den ovenfor beskrevne skumfremstilling, er en blanding av DMP-30:kalium-2-etylheksoat:polyoksyetylenglykol i et vektforhold på 1:3:8.
Eksempel 3
Dette eksempel viser syntesen av polyuretanskum ved anvendelse av surfaktant nr. 3-5 i eksempel 1.
I hver skum-syntese ble de følgende mengder av de følgende ingredienser kombinert som angitt:
En stor sats polyol-forblanding ble fremstilt ved sammenblanding av bestanddeler B, C og D (ca. 3,8 1) og avkjøling av den resulterende blanding til 15°C. I skum-syntesen ble 199,9 g av polyol-forblanding ved en temperatur på 15°C helt opp i en reaksjonsbeholder. 2,0 g av bestanddel E, 2,0 g bestanddel F og 0,14 g bestanddel G ble deretter satt til beholderen, og alle ingredienser ble blandet ved en hastighet på 1000 o/min i ca. 10 sek. 174,8 g av bestanddel A ble deretter satt til beholderen, og alle ingredienser ble blandet ved en hastighet på 3500 o/min i 15 sek og deretter helt opp i en boks for å gi et stivt polyuretanskum.
I den ovenfor angitte syntese er bestanddel A et poly-metylenpolyf enylisocyanat med en viskositet på 700 cP ved 25°C og er tilgjengelig fra Upjohn Chemical Company, New Haven, Conn. under handelsnavnet PAPI 580.
Bestanddel B er den som leveres av Mobay Chemical Corporation under handelsnavnet Multranol E9221.
Bestanddel C er den som leveres av Stauffer Chemical Corporation under handelsnavnet Fyrol 6.
Bestanddel F er den som leveres av Abbott Laboratories under handelsnavnet Polycat 8.
Bestanddel G er den som leveres av Cincinnati Milacron under handelsnavnet Advastab TM 181.
Forskjellige egenskaper av polyuretanskummene som ble fremstilt, er vist i tabell III. Polyuretanskummene var av god kvalitet med fincellede strukturer.
Eksempel 4
Fremstilling av etoksylerte ricinusolje/umettet diester- surfaktanter
Dette eksempel viser fremstillingen av surfaktanter
ved omsetting av omleiret etoksylert ricinusolje med forskjellige mengder av diesterblandingen ifølge eksempel 1.
Hver surfaktantsyntese ble utført i henhold til fremgangsmåten i eksempel 1 for omleirede overflateaktive midler ved anvendelse av den omleirede etoksylerte ricinusolje, diesterblanding og initiator beskrevet i det nevnte eksempel i mengder som er vist i tabell IV.
Dataene angitt i tabell IV viser pode-effektiviteten
av den fumaratholdige diesterblanding ifølge oppfinnelsen. Surfaktanter nr. 9-11 fremstilt med henholdsvis 25, 30 og
35 vektprosent diesterblanding hadde akseptable viskositeter, og bare 2-3% restmonomer, hvilket er mindre enn halvparten av den mengde ureagert monomer som blir tilbake etter friradikal-initierte reaksjoner i eksempel 1 som omfattet podingen av bare 20 vektprosent av ditridecylmaleat.
Eksempel 5
Dette eksempel viser syntesen av polyisocyanuratskum ved anvendelse av surfaktant nr. 9-11 i eksempel 4.
I hver skum-syntese ble de følgende mengder av de følgende ingredienser kombinert som angitt:
En stor sats polymetylenpolyfenylisocyanat og CFCl^
i forholdet henholdsvis 277 deler:55 deler ble fremstilt ved sammenblanding av de to ingredienser og lagring av disse ved 0-15°C. I hver skumfremstilling ble 332 g av polymetylen-polyf enylisocyanat/CFCl-j-blandingen ved en temperatur på 15 C helt opp i reaksjonsblandingen, 2,5 g av surfaktanten (vist i tabell V) og 23 g dietenglykol ble deretter tilsatt beholderen og alle ingredienser ble blandet ved en hastighet på 3600 o/min i 5 sek. Katalysatorblandingen (ca. 14,5 g) beskrevet nedenunder ble deretteer blandet inn i innholdet
av beholderen over en periode på 5 sek. Alle ingredienser ble deretter blandet ved en hastighet på 3600 o/min i ytterligere 7 sek og deretter helt opp i en boks, hvilket ga et polyisocyanuratskum.
Forskjellige egenskaper av de fremstilte skum er vist
i tabell V. Polyisocyanuratskummene var av god kvalitet og oppviste bedre klebeevne til en asfaltbelagt glassplate enn hva skum som var fremstilt med en surfaktant produsert analogt med surfaktant nr. 6 i eksempel 1 gjorde.
I de ovenfor angitte synteser er bestanddel A et polymetylenpolyfenylisocyanat med en ekvivalentvekt på 138, en
surhet på 0,03% HC1 og en viskositet på 2000 cP ved 25°C
og er tilgjengelig fra Mobay Chemical Corporation, Pittsburgh, Pa. under handelsnavnet MONDUR MR-200.
Bestanddel C er den som leveres av Rohm & Haas Chemical Company under handelsnavnet DMP-30.
Bestanddel D anvendes i form av en 70 vektprosents opp-løsning i polyoksyetylenglykolen (bestanddel E) som selges av Union Carbide Corporation under handelsnavnet Carbowax 200.
Katalysatorblandingen av bestanddeler C, D og E som tilsettes i den ovenfor beskrevne skumfremstilling, er en blanding av DMP-30:kalium-2-etyl-heksoat:polyoksyetylenglykol i et vektforhold på henholdsvis 1:3:8.
Eksempel 6
Dette eksempel viser syntesen av polyuretanskum ved anvendelse av surfaktant nr. 9-11 i eksempel 4.
I hver skum-syntese ble de følgende mengder av de følgende ingredienser kombinert som angitt:
En stor sats polyol-forblanding ble fremstilt ved sammenblanding av bestanddeler B og C (ca. 3,8 1). I skum-syntesen ble 141,0 g av polyol-f.orblandingen ved en temperatur på
25°C helt opp i en reaksjonsbeholder. 2,0 g av bestanddel D og 3,0 g av bestanddel E ble deretter satt til beholderen, og alle ingredienser ble blandet ved 1000 o/min i ca. 10 sek. 129,0 g av bestanddel A ble deretter satt til beholderen og alle ingredienser ble blandet ved 3500 o/min i 15 sek
og deretter helt opp i en boks for å gi et stivt polyuretanskum.
I den ovenfor angitte syntese er bestanddel A et poly-metylenpolyf enylisocyanat med en viskositet på 150-250 cP
ved 25°C og er tilgjengelig fra Mobay Chemical Corporation, Pittsburgh, Pa. under handelsnavnet Mondur MR.
Bestanddel B er den som leveres av Mobay Chemical Corporation under handelsnavnet Multranol 4034.
Bestanddel E er den som leveres av Abbott Laboratories under handelsnavnet Polycat 8.
Polyuretanskummene som ble fremstilt ved bruk av surfaktanter nr. 9-11 var skum av god kvalitet med fincellede strukturer. Anvendelse av en surfaktant fremstilt analogt med surfaktant nr. 1 ifølge eksempel 1 i den samme uretanskum-resept ga grovcellet skum.
Eksempel 7
Fremstilling av etoksylert ricinusolje/
ditridecylfumarat- surfaktanter
Dette eksempel viser syntesen av ikke-omleirede surfaktanter fra etoksylert ricinusolje og ditridecylfumarat ved anvendelse av forskjellige nivåer initiator.
Hver surfaktantsyntese ble utført i henhold til fremgangsmåten i eksempel 1 for ikke-omleirede surfaktanter ved anvendelse av etoksylert ricinusolje og initiatoren 1,1-bis(t-butylperoksy)cykloheksan i de mengder som er vist i tabell VI, idet de umettede diestere i eksempel 1 ble erstattet
med ditridecylfumarat (DTDF) i de mengder som er vist i tabell
VI.
Resultatene i tabell VI viser at i fremstillingen av
det etoksylerte ricinusolje/ditridecylfumarat-reaksjonsprodukt kan nivået av initiator reduseres til ca. 6,0 vektprosent regnet på vekten av den anvendte diester, uten å etterlate ikke-podet diester etter reaksjonen (surfaktant nr. 16).
Total poding av fumaratdiesteren på den etoksylerte ricinusolje ble oppnådd med bare halvparten så meget initiator som den som ble anvendt i de friradikal-initierte reaksjoner i eksempel 1 som omfattet poding av ditridecylmaleat. Dataene i tabell VI viser også at reduksjon av nivået av initiator ved poding av fumaratdiesteren på det umettede polyoksyalkylenaddukt forårsaker en ledsagende gunstig reduksjon av viskositeten av den resulterende surfaktant.
Eksempel 8
Dette eksempel viser syntesen av polyuretanskum ved anvendelse av surfaktanter nr. 12-16, 18 og 21 i eksempel 7.
I hver skum-syntese ble de følgende mengder av de følgende ingredienser kombinert som angitt:
En stor sats polyol-forblanding ble fremstilt ved sammenblanding av bestanddeler B og C (ca. 3,8 1). I skumsyntesen ble 141,0 g av polyol-forblandingen ved en temperatur på 25°C helt opp i en reaksjonsbeholder. 2,0 g bestanddel D
og 3,0 g bestanddel E ble deretter satt til beholderen, og alle ingredienser ble blandet ved 1000 o/min i ca. 10 sek. 129,0 g bestanddel A ble deretter satt til beholderen, og alle ingredienser ble blandet ved 3500 o/min i 15 sek og deretter helt opp i en boks for å gi et stivt polyuretanskum.
I den ovenfor angitte syntese er bestanddel A et poly-metylenpolyf enylisocyanat med en viskositet på 150-250 cP ved 25°C og er tilgjengelig fra Mobay Chemical Corporation, Pittsburgh, Pa. under handelsnavnet Mondur MR.
Bestanddel B er den som leveres av Mobay Chemical Corporation under handelsnavnet Multranol 4034.
Bestanddel E er den som leveres av Abbott Laboratories under handelsnavnet Polycat 8.
Hvert polyuretanskum fremstilt med en etoksylert ricinusolje/ditridecylfumarat-surfaktant i henhold til den ovenfor angitte fremgangsmåte, var av bedre kvalitet enn det tilsvarende skum produsert med en surfaktant fremstilt analogt med surfaktant nr. 1 i eksempel 1. Surfaktanter nr. 12-16 gav cellulare skum av den beste kvalitet fremstilt i henhold til dette eksempel.
Eksempel 9
Dette eksempel viser syntesen av polyuretanskum, idet der anvendes som surfaktanter en oppfinnelsessurfaktant av etoksylert ricinusolje/ditridecylfumarat (surfaktant nr. 16 i eksempel 7) og en sammenligningssurfaktant (surfaktant nr. 22) fremstilt fra ikke-omleiret etoksylert ricinusolje og ditridecylmaleat ved en fremgangsmåte analog med den som ble brukt for fremstilling av surfaktant nr. 1 i eksempel 1.
A. URETANRESEPTER BRUKT I FREMSTILLING AV SKUM
Oppfinnelses- og sammenlignings-surfaktanter ble anvendt i fremstilling av skum fra fem forskjellige uretanresepter som er angitt i tabell VII.
B. SYNTESE AV POLYURETANSKUM
I hver skumfremstilling ble en polyol-forblanding av bestanddeler B, C og D ved 15°C i de mengder som er vist for de respektive uretanresepter i tabell VII helt opp i en reaksjonsbeholder. Bestanddeler E, F og G ved omgivelses-temperatur i de mengder som er angitt for de respektive re-septer ble deretter satt til beholderen, og alle ingredienser ble blandet ved 1000 o/min i ca. 10 sek. Til slutt ble den angitte mengde av bestanddel A ved 15°C satt til beholderen, og alle ingredienser ble blandet ved 3500 o/min i 15 sek og deretter helt opp i en boks for å gi et stivt polyuretanskum.
Forskjellige egenskaper av de fremstilte polyuretanskum er vist i tabell VIII. Dataene angitt i tabell VIII viser overlegenheten av oppfinnelsessurfaktanten fremstilt fra en fumaratdiester i forhold til sammenligningssurfaktanten fremstilt fra en maleatdiester. Polyuretanskum fremstilt med oppfinnelsessurfaktanten hadde lavere sprøhet, lavere opprinnelig k-faktor og lavere k-faktor etter eldning enn polyuretanskummene fremstilt med sammenligningssurfaktanten. Den betydelige overlegenhet av oppfinnelsessurfaktanten er spesielt fastslått med hensyn til dens evne til å stabilisere det skum som ble fremstilt fra uretanresept 5, idet bruk av sammenligningssurfaktanten i denne resept fører til sprøtt skum med en høy k-faktor.
Eksempel 10
Fremstilling av etoksylert ricinusolje/
umettet diester- surfaktanter
Dette eksempel viser syntesen av ikke-omleirede surfaktanter fra etoksylert ricinusolje og umettede diestere ved anvendelse av forskjellige fremgangsmåter for tilsetning av initiator. Surfaktant nr. 23 ifølge tabell IX ble fremstilt fra ikke-omleiret etoksylert ricinusolje og ditridecylmaleat (_> 95% rent) på samme måte som surfaktant nr. 1 i eksempel 1 ved anvendelse av nøyaktig samme fremgangsmåte ved tilførsel av hele mengden initiator til reaksjonsbeholderen ved starten av surfaktant-fremstillingen.
I fremstillingen av hver av surfaktantene nr. 24 og
25 i tabell IX ble 200 g etoksylert ricinusolje (Flo Mo 36C) og 50 g ditridecylmaleat (95% rent) satt til en 500 ml's beholder utstyrt; med en rører som raget ned i denne. En argon-strøm ble skaffet gjennom beholderen. Blandingen ble varmet opp til 110°C og holdt ved omrøring på denne temperatur mens initiatoren 1,1-bis(t-butylperoksy)cykloheksan i den mengde som er vist i tabell IX ble tilsatt dråpevis til beholderen over en periode på 4 h. Etter fullføring av initiatortil-setningen ble reaksjonsblandingen varmet opp ved 110°C i ytterligere 2 h for å gi en viskøs flytende surfaktant.
Nivået av resterende diestermonomer og viskositeten
av de fremstilte surfaktanter er vist i tabell IX. Sammenlign-bare data for en oppfinnelsessurfaktant fremstilt fra ditri-decylf umarat (surfaktant nr. 16 i eksempel 7) er inkludert i tabellen. Resultatene i tabell IX viser at dråpevis tilsetning av økede mengder initiator til reaksjonsblandingen inneholdende maleatdiesteren reduserer mengden av. rest-monomer, hvilket gir en økning i mengden av maleatdiester som podes på polyoksyalkylenadduktet. Uheldigvis er denne økning, i pode-effektivitet ledsaget av en uønsket økning i viskositeten av surfaktanten.
Tabell IX viser klart de viktige fordeler som oppnås
ved bruk av en fumaratdiester i fremstilling av surfaktanten ifølge oppfinnelsen. Bruken av fumaratdiesteren resulterer
i total poding av diesteren på polyoksyalkylenadduktet med mindre enn halvparten så meget initiator som anvendt i podingen av maleatdiesteren og uten nødvendigheten av å ty til den brysomme dråpevise tilsetning av initiator som ble anvendt ved poding av maleatdiesteren. Videre, fordi poding av fumaratdiesteren ikke krever økede nivåer initiator for å fremme podeeffektiviteten, blir viskositetøkningen som ledsager disse høye nivåer hva angår surfaktanter fremstilt fra maleatdiester, unngått, og den resulterende surfaktant ifølge oppfinnelsen har isteden en fordelaktig lav viskositet.

Claims (10)

1. Blanding omfattende produktet av en podereaksjon mellom(a) et umettet polyoksyalkylenaddukt med formelen
hvor R er et umettet organisk radikal og t er antallet poly-oksyalkylenk jeder som ved reaksjon er knyttet til R, og (b) minst én forestret umettet dibasisk syre med formelen
hvor u er 2 eller 3, T 1 og T 2er identiske eller forskjellige og representerer en rett eller forgrenet, mettet eller umettet hydrokarbonkjede, og den umettede diester-reaktant (b) omfatter fumaratdiester i en mengde som er virksom for å frembringe poding av mer enn 75 vektprosent av umettet diester-reaktant (b) på det umettede polyoksyalkylenaddukt, i nærvær av en virksom mengde friradikal-initiator.
2. Blanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at t er et helt tall fra 1 til 8, molekylvekten av det umettede polyoksyalkylenaddukt er større enn 1000, og polyoksyalkylenkjeden eller -kjedene av adduktet fås fra et alkylenoksid valgt fra gruppen etenoksid, 1,2-epoksypropan, et epoksybutan og blandinger derav.
3. Blanding som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at T 1 og T 2 er identiske og representerer en rett eller forgrenet, mettet eller umettet hydrokarbonkjede med 8-18 karbonatomer, og fumaratdiesteren fortrinnsvis er dioleylfumarat, dioktylfumarat eller ditri-decylf umarat .
4. Blanding som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at fumaratdiesteren omfatter 95-100 vektprosent av den forestrede umettede dibasiske syre.
5. Blanding som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den forestrede umettede dibasiske syre omfatter 5-40 vektprosent av den friradikal-initierte reaksjonsblanding, og initiatoren omfatter 1-30 vektprosent regnet på vekten av den forestrede umettede dibasiske syre.
6. Blanding som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det umettede polyoksyalkylenaddukt er etoksylert ricinusolje og fumaratdiesteren fortrinnsvis er ditridecylfumarat.
7. Blanding som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det umettede polyoksyalkylenaddukt er omleiret ved behandling enten før eller etter den friradikal-initierte reaksjon med et omleiringsmiddel som kan reagere med adduktets hydroksylgrupper, hvorved adduktets hydroksyltall reduseres til mindre enn 50.
8. Fremgangsmåte til fremstilling av en cellular skumstabilisator i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at det umettede polyoksyalkylenaddukt podes med den forestrede umettede dibasiske syre i nærvær av en virksom mengde av friradikal-initiatoren, og at det umettede polyoksyalkylenaddukt valgfritt omleires ved behandling enten før eller etter den friradikal-initierte reaksjon med et omleiringsmiddel som kan reagere med adduktets hydroksylgrupper, hvorved adduktets hydroksyltall reduseres til mindre enn 50.
9. Skummateriale, karakterisert ved at det omfatter reaksjonsproduktet av: A. polymerdannende reagenser bestående av reagenser som danner polyuretan- eller polyisocyanurat-polymer, B. et esemiddel, og C. et overflateaktivt middel i henhold til et av kravene 1-6 eller fremstilt i henhold til fremgangsmåten ifølge krav 8, og karakterisert ved at, i det tilfelle hvor skummaterialet fremstilles fra polymerdannende reagenser som danner polyisocyanurat, det umettede polyoksyalkylenaddukt behandles, enten før eller etter dets reaksjon med den forestrede umettede dibasiske syre, med et omleiringsmiddel som kan reagere med adduktets hydroksylgrupper for å redusere adduktets hydroksyltall til mindre enn 50.
10. Laminert konstruksjonsplate med minst en kledningsplate og et skummateriale som hefter ved kledningsplaten, karakterisert ved at skummaterialet er som angitt i krav 9, idet skummaterialet eventuelt kan være forsterket med glassfiber.
NO841732A 1983-05-02 1984-04-30 Reaksjonsprodukt av umettet polyoksyalkylenaddukt og fumaratdiester og anvendelse av produktet til stabilisering av cellulare skummaterialer NO841732L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/490,279 US4529745A (en) 1983-05-02 1983-05-02 Unsaturated polyoxyalkylene adduct/fumarate diester reaction product for cellular foam stabilization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO841732L true NO841732L (no) 1984-11-05

Family

ID=23947378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO841732A NO841732L (no) 1983-05-02 1984-04-30 Reaksjonsprodukt av umettet polyoksyalkylenaddukt og fumaratdiester og anvendelse av produktet til stabilisering av cellulare skummaterialer

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4529745A (no)
EP (1) EP0124111A3 (no)
JP (1) JPS59207912A (no)
DK (1) DK217084A (no)
ES (2) ES8602859A1 (no)
NO (1) NO841732L (no)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4729850A (en) * 1981-07-10 1988-03-08 The Celotex Corporation Polyoxyalkylene/unsaturated diester reaction product for cellular foam stabilization
US4572919A (en) * 1983-05-02 1986-02-25 Jim Walter Resources, Inc. Unsaturated polyoxyalkylene adduct/fumarate diester reaction product for cellular foam stabilization
DE3724717C1 (de) * 1987-07-25 1988-06-01 Goldschmidt Ag Th Verfahren zur Herstellung von Polyurethan- und/oder Polyisocyanurat-Hartschaeumen
US6420443B1 (en) 1999-09-09 2002-07-16 Crompton Corporation Additives for enhanced hydrocarbon compatibility in rigid polyurethane foam systems
DE10022370A1 (de) * 2000-05-08 2001-11-15 Bayer Ag Stabilisatoren für Polyurethanschäume
DE102005056246A1 (de) * 2005-11-25 2007-06-06 Goldschmidt Gmbh Gepfropfte Polyether-Copolymerisate und deren Verwendung zur Stabilisierung von Schaumstoffen
PL1984415T3 (pl) * 2006-02-15 2011-04-29 Stepan Co Surfaktanty homogenizujące dla polioli i żywic poliuretanowych
US20100087560A1 (en) * 2007-05-17 2010-04-08 Crain Steven P Polyisocyanurate foam for roof structures
EP2890592B1 (en) 2012-08-29 2020-01-15 Covestro LLC Blast barrier system
JP2014125516A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Kao Corp 硬質ポリウレタンフォーム製造用ポリオール混合物
KR20160106569A (ko) 2013-12-18 2016-09-12 코베스트로 엘엘씨 방탄성 구조적 절연 패널
EP3140487A1 (en) 2014-05-06 2017-03-15 Covestro LLC Polycarbonate based rapid deployment cover system
CN109970962B (zh) * 2018-12-28 2021-07-23 万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司 葡萄糖酸起始聚酯醚多元醇及其在聚氨酯硬泡中的应用

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1022434A (en) * 1961-11-28 1966-03-16 Union Carbide Corp Improvements in and relating to polymers
US3304273A (en) * 1963-02-06 1967-02-14 Stamberger Paul Method of preparing polyurethanes from liquid, stable, reactive, filmforming polymer/polyol mixtures formed by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in a polyol
DE1152536B (de) * 1962-03-30 1963-08-08 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung Urethangruppen enthaltender Schaumstoffe
DE1236183B (de) * 1964-12-17 1967-03-09 Dynamit Nobel Ag Verfahren zur Herstellung von Phenolharzschaumstoffen
US3546321A (en) * 1967-02-08 1970-12-08 Hercules Inc Polyether graft copolymers
US3823201A (en) * 1972-12-04 1974-07-09 Basf Wyandotte Corp Highly-stable graft copolymer dispersions in polyols containing unsaturation and polyurethanes prepared therefrom
US3950317A (en) * 1973-10-29 1976-04-13 Basf Wyandotte Corporation Process for the preparation of graft copolymer dispersions
US3914188A (en) * 1974-01-31 1975-10-21 Air Prod & Chem Method of preparing cellular foams using polymeric stabilizer of cyclic nitrogenous monomers
DE2739620A1 (de) * 1977-09-02 1979-03-08 Bayer Ag Stabile suspensionen anorganischer fuellstoffe in organischen polyhydroxylverbindungen
US4140842A (en) * 1977-09-29 1979-02-20 The Celotex Corporation Phenolic foam and surfactant useful therein
US4418158A (en) * 1981-07-10 1983-11-29 The Celotex Corporation Polyoxyalkylene/unsaturated diester reaction product for cellular foam stabilization
US4365024A (en) * 1981-07-10 1982-12-21 The Celotex Corporation Polyoxyalkylene/unsaturated diester reaction product for cellular foam stabilization
US4458038A (en) * 1982-04-01 1984-07-03 Basf Wyandotte Corporation Process for the preparation of white graft polymer dispersions and flame-retardant polyurethane foams

Also Published As

Publication number Publication date
DK217084A (da) 1984-11-03
EP0124111A2 (en) 1984-11-07
EP0124111A3 (en) 1986-05-21
ES532111A0 (es) 1985-12-01
ES544494A0 (es) 1986-01-01
US4529745A (en) 1985-07-16
ES8603923A1 (es) 1986-01-01
DK217084D0 (da) 1984-05-01
JPS59207912A (ja) 1984-11-26
ES8602859A1 (es) 1985-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0070419B1 (en) Process for preparing cellular foam stabilizer and foam material produced thereby
EP0086882B1 (en) Polymeric foams from transesterified by-product derived from manufacture of dimethyl terephthalate
NO841732L (no) Reaksjonsprodukt av umettet polyoksyalkylenaddukt og fumaratdiester og anvendelse av produktet til stabilisering av cellulare skummaterialer
US5660926A (en) High equivalent weight polyester polyols for closed cell, rigid foams
US4060439A (en) Polyurethane foam composition and method of making same
US4539341A (en) Digestion products of polyalkylene terephthalate polymers and polycarboxylic acid-containing polyols and polymeric foams obtained therefrom
US4758607A (en) Distilled products of polyethylene terephthalate polymers and polycarboxylic acid-containing polyols and polymeric foams obtained therefrom
US4652591A (en) Reaction products of terephthalic acid residues and polycarboxylic acid-containing polyols and polymeric foams obtained therefrom
JPS58201818A (ja) ポリイソシアヌレ−ト発泡体、その製造および該発泡体よりなる積層材
US4212917A (en) Polyisocyanurate foam laminate
US5668187A (en) Process for the preparation of rigid polyurethane foam
US3422165A (en) Isocyanate and isothiocyanate compositions and polyurethanes thereof
US4418158A (en) Polyoxyalkylene/unsaturated diester reaction product for cellular foam stabilization
US5482648A (en) Catalyst system for adherent rigid foam
US4873268A (en) Digestion products of polyalkylene terephthalate polymers and polycarboxylic acid-containing polyols and polymeric foams obtained therefrom
US4555442A (en) Polyoxyalkylene/unsaturated diester reaction product for cellular foam stabilization
US4572919A (en) Unsaturated polyoxyalkylene adduct/fumarate diester reaction product for cellular foam stabilization
NO872684L (no) Skumisoleringsplate belagt med et lag av polymer-fiberformig kompositt.
US4481307A (en) Polyoxyalkylene/unsaturated diester reaction product for cellular foam stabilization
US4729850A (en) Polyoxyalkylene/unsaturated diester reaction product for cellular foam stabilization
US4853419A (en) Distilled products of polyethylene terephthalate polymers and polycarboxylic acid-containing polyols and polymeric foams obtained therefrom
US4311801A (en) Polyisocyanurate foam and process therefor
US4021384A (en) Infused polymer containing polyols and polyurethane compositions based thereon
US4210727A (en) Graft copolymers from unsaturated monomers and peroxy di-ester polyols and polyurethanes prepared therefrom
US4520140A (en) Polyoxyalkylene/unsaturated diester reaction product for cellular foam stabilization