TR201810716T4 - Aromatik polyesterler, aynısına sahip poliol karışımları ve bunlardan elde edilen ürünler. - Google Patents

Abstract

Bu buluş, poliüretan ve poliizosiyanürat ürünleri elde etmek için diğer polioller veya polyester poliolleri ile karşılıklı olarak uyumlu diğer malzemeler ile harmanlamaya uygun düşük viskoziteli aromatik polyester poliolleri açıklar. Özellikle mevcut buluş, A) % 80 mol veya daha fazla tereftalik asit içeren bir aromatik bileşen; B) 150 ila 1000 arasında bir moleküler ağırlığa sahip olan polietilen glikol; ve C) B) 'nin glikolünden farklı bir glikolün rekasiyonunu içeren polyester poliolü açıklar, burada A, B ve C, ağırlıkça yüzde 20 ila 60 A); ağırlıkça yüzde 40 ila 75 B); ve ağırlıkça yüzde 0 ila 40 C) ağırlık yüzdesi bazında reaksiyonda bulunur.

Description

TARIFNAME AROMATIK POLYESTERLER, AYNISINA SAHIP POLIOL KARISIMLARI VE BUNLARDAN ELDE EDILEN ÜRÜNLER Bu bulus genel olarak poliüretan ve poliizosiyanürat ürünleri elde etmek için polyester poliolleri ile karsilikli olarak uyumlu olan diger polioller veya diger malzemeler ile harmanlamak için uygun olan bazi polyester poliolleri ile ilgilidir.

BULUS UN ARKA PLANI Bir poliolün poliüretanlarin hazirlanmasinda bir poliolün bir katalizörün varliginda bir poliizosiyanat ile reaksiyona sokulmasi ve belki baska katki maddelerinin kullanilmasi bilinmektedir. Aromatik polyester polioller poliüretan ve poliüretan- poliizosiyanürat köpük ve reçinelerin üretiminde yaygin olarak kullanilmaktadir.

Aromatik polyester polioller, maliyet açisindan düsük olma egilimi gösterdikleri için çekici olmakla birlikte, pek çok son kullanim uygulamasi için mükemmel özelliklere ve adapte edilebilen çok çesitli hücresel köpükler üretmek için kullanilabilir. Ticari olarak kullanilan bir sinif aromatik polyester poliolleri, ftalik asit veya ftalik asit anhidrürün, örnegin dietilen glikol gibi bir alifatik polihidrik alkol ile esterlestirilmesiyle üretilen poliol ürünleridir. Bu tip poliester poliol, örnegin, çekme mukavemeti, yapisma ve asinma direnci gibi mükemmel özelliklere sahip olabilen kaplamalar, yapistiricilar, sizdirmazlik malzemeleri ve elastomerler ("CASE malzemeleri") üretmek için organik izosiyanatlarla reaksiyona girebilir. Bu tür aromatik polyester polioller, sert poliüretan veya poliizosiyanürat köpük üretimi için de kullanilabilir.

Istenen yüksek bir aromatik halka muhtevasina sahip olan aromatik poliester polyoller kullanildiginda genel olarak karsilasilan bir problem, dinamik Viskozitede genellikle karakteristik olarak yüksek olmasi ve bu da muamelenin çok zor hale getirilmesidir. Çogunlukla, aromatik poliester polioller, bir sertlestirici veya çapraz baglama maddesiyle karistirildiktan sonra düsük viskoziteli, kolay uygulanabilen kaplama bilesimlerinin üretilmesini saglamak için nispeten büyük miktarlarda uygun bir çözücü içinde seyreltilmeli veya çözülmelidir.

Ideal olarak, bir aromatik polyester poliol, çözücülerin veya baska viskozite degistirici katki maddelerinin kullanilmasina gerek kalmadan pompalama ve karistirmanin kolaylasmasina izin verecek kadar düsük bir dinamik viskoziteye sahiptir. Çok büyük bir dinamik viskoziteye sahip olan bir aromatik polyester poliol, örnegin depolamadan reaktöre veya nihai üründen ürünün nihai uygulamasina kadar malzemenin aktarilmasinda zorluklara neden olabilir. Asiri dinamik viskozite, bir izosiyanat gibi diger CASE malzeme bilesenleriyle etkili bir sekilde karistirilmasinin önünde ciddi bir engel olabilir.

Bu nedenle, üretilmesi ekonomik olan ve mükemmel özelliklere sahip hücresel köpüklere ve diger CASE malzemelerine dönüstürülebilen düsük viskoziteli aromatik polyester poliollere ihtiyaç duyulmaktadir. Ayrica, düsük bir viskoziteye sahip olan ve ayrica alev geciktirme için gerekli olan ihtiyaçlari karsilayabilen bir aromatik polyester poliolü olmasi da arzu edilir.

BULUSUN ÖZETI Bu bulus, bir poliizosiyonatin bir poliol bilesimi ile reaksiyona sokulma asamasini içeren bir sert köpügün yapilmasi için bir isleme iliskindir; buradaki poliol bilesimi agirlikça yüzde 10 ilâ 90 oraninda polyester poliol içerir ve bu polyester poliol: A) % 80 mol veya daha fazla tereftalik asit içeren bir aromatik bilesen; B) 160 ila 1000 arasinda bir moleküler agirliga sahip olan polietilen glikol; ve C) B) 'nin glikolünden farkli bir glikolün reaksiyon ürününü içerir, burada A, B ve C, agirlikça yüzde 20 ila 60 A); agirlikça yüzde 40 ila 75 B); ve reaksiyonda bulunur, burada ikinci poliol, 2 ila 8 arasinda bir islevsellige ve 100 ila ,000 arasinda bir moleküler agirliga sahip olan ve 2 ila 6 arasinda bir islevsellige ve 200 ila 1.200 bir hidroksil sayisina sahip en az bir poliol içeren bir polieter polioldür.

Bulus ayrica, bu tür aromatik polyester polioller kullanilarak yapilan selüler poliüretan ve poliüretan / poliizosiyanürat köpükler ile ilgilidir. Poliester poliolleri, su, hidrokarbon, kloroflorokarbon ve klorofiorokarbon sisirici maddeler dahil olmak üzere çok çesitli üfleme maddeler ile kullanilabilir.

Aromatik poliester polioller, önceki teknige ait polioller ile ve ayrica reçine Ön- polimer karisimlarinin formülasyonunda geleneksel olarak kullanilan çesitli katki maddeleri ile kolaylikla karistirilabilir. Bulusa ait aromatik poliester polioller, geleneksel kimyasal isleme ekipmani için basit, güvenilir ve iyi adapte edilmis bir ara-esterlestirme islemiyle hazirlanir.

Poliol karisimlari, sert sprey köpük uygulamalari için poliol formülasyonlarinda özellikle yararlidir. Bu karisimlar, agirlikça % 10 ila % 90 oraninda bir aromatik poliester poliol içerir ve geri kalan en az bir ikinci poliol olup, burada ikinci polioller, olan bir polieter polioldür.

Tercihen, sert bir köpük yapmak için püskürtülebilir harman, üretan birimleri içerir.

Tercihen, püskürtülebilir bir poliol hannanindan yapilan sert köpük, bir poliizosiyanatin ve bir poliol harmaninin reaksiyon ürünüdür, burada poliol harmani, bu bulusun bir aromatik poliester poliolünün agirlikça yüzde 30 ila 60'ini ve 2 ila 6 arasinda bir islevsellige ve 200'den 1200'e kadar bir hidroksil sayisina sahip en az bir adet ikincipoliol içerir. Bu sert köpüklerin hazirlanmasinda izosiyanat indeksi tercihen 90 ila 400`dür.

Bu bulus, ayrica, bu bulusun aromatik polyester poliollerinin, özellikle sert köpük üretmek için püskürtülebilir poliol formülasyonlari için, poliol formülasyonlari için bir viskozite kesicisi olarak kullanilmasini da saglamaktadir.

Asagidakileri içeren bir poliol bilesimi içeren bir sert köpük üretmek için bir reaksiyon sistemi saglanmistir: 1) asagidakilerin reaksiyon ürünü olan bir poliol: A) % 80 mol veya daha fazla tereftalik asit içeren bir aromatik bilesen; B) 160 ila 1000 arasinda bir moleküler agirliga sahip olan polietilen glikol; ve C) B) 'nin glikolünden farkli bir glikol; Burada A, B ve C, agirlikça yüzde 20 ila 60 A); agirlikça yüzde 40 ila 75 B); ve agirlikça yüzde 5 ila 35 C) agirlik yüzdesi bazinda reaksiyonda bulunur, 2) bir poliizosiyanat ve 3) istege bagli olarak bilinen katki maddeleri ve yardimcilar. Bu tip istege bagli katki maddeleri veya yardimci maddeler, boyalar, pigmentler, iç kalip ayirici maddeler, fiziksel üfleme maddeleri, kimyasal üfleme maddeler, yangin geciktiriciler, dolgu maddeleri, takviyeler, plastiklestiriciler, duman gidericiler, kokular, antistatik maddeler, biyositler, anti- oksidanlar, isik stabilizatörleri, yapisma promotorlari ve bunlarin kombinasyonu içeren gruptan seçilir.

TERCIH EDILEN DÜZENLEMENIN DETAYLI TARIFI Aromatik polyester polioller, A) tereftalik asit ve B) en az bir polietilen glikol içeren bir reaksiyon karisimindan hazirlanir. Bir baska düzenlemede, reaksiyon karisimi, polietilen glikolden baska bir glikol olan baska bir glikol, bilesen C) içerebilir. Bu tür polioller genel olarak 2 fonksiyonel degerine sahiptir. Aromatik esasli poliester poliollerin özelliklerini dengelemek için, ticari uygulamalarda kolay akisa imkan vermek için düsük viskoziteli bir malzemeye sahip olmak ve polyesterde arzu edilen seviyede bir aromatik içerige sahip olmak arzu edilir. Bu bulus, tereftalik asitli bir polietilen glikol bilesiminin, düsük bir viskoziteye sahip bir aromatik poliester saglarken, nihai üretilen malzemenin kabul edilebilir özelliklerini muhafaza etmek için, polyesterde kabul edilebilir bir aromatik muhteviyati temin eder.

Tereftalik asit genellikle son poliüretan ürününe karsi diger ftalik asit izomerlerine karsi arttirilmis alev geciktirici özellikler verirken, tereftalik asit kullanimi genellikle polyesterin viskozitesini arttirir. Aromatik poliester poliolleri üretmek için yaygin olarak kullanilan dietilen glikol yerine polietilen glikol kullanimi, beklenmedik sekilde düsük viskoziteli bir poliol saglar. Düsük viskoziteli polyester polioller çesitli son kullanim uygulamalarinda tereftalik esasli malzemelerin kullanilmasina izin verir.

Mevcut poliester poliollerin aromatik bileseni (bilesen A), tereftalik asitten türetilmistir. Tereftalik asit bileseni genellikle % 80 veya daha fazla aromatik içerige sahip olacaktir. Baska düzenlemelerde, tereftalik asit, % 85 mol veya daha fazla aromatik bilesen içerecektir. Baska bir düzenlemede, tereftalik asit, aromatik poliester poliolün yapilmasi için % 90 mol veya daha fazla aromatik bilesen içerecektir. Bir baska düzenlemede, aromatik muhtevasi yüzde 95 mol'den daha fazlasini içeren, tereftalik asitten türetilir. Bir baska düzenlemede, aromatik içerik esas olarak tereftalik asitten türetilir. Poliester poliolleri esas olarak saf tereftalik asitten hazirlanabilirken, tereftalik asit imalatindan elde edilen yan-akis, atik ya da hurda kalintilari gibi daha karmasik bilesenler kullanilabilir. Polietilen tereftalatin sindirim ürünleri gibi tereftalik asit ve dietilen glikole ayrilabilen geri dönüstürülmüs malzemeler kullanilabilir.

Bilesen A) genellikle reaksiyon karisiminin agirlikça % 20 ila 60'mi olusturur. Bir baska düzenlemede, bilesen A), reaksiyon karisiminin agirlikça % 25 veya daha fazlasini içerir. Bir baska düzenlemede, bilesen A), reaksiyon karisiminin agirlikça % Polietilen glikol, bilesen B, etilen glikolün bir polimeridir ve genellikle 160 ila 1,000 arasinda bir moleküler agirliga sahiptir. Bir düzenlemede, moleküler agirlik 800'den daha az, 600'den daha az ya da 500'den daha azdir. Bir baska düzenlemede, molekül agirligi 400'den daha azdir.

Polietilen glikol genellikle agirlikça yüzde 40 ila 75 reaksiyon karisimindan olusur.

Baska bir düzenlemede, polietilen glikol, agirlikça yüzde 70 veya daha az reaksiyon karisimini içerecektir.

Polietilen glikoller, ticari olarak temin edilebilir veya etilen oksidin, 2 fonksiyonel baslaticiya, teknikte iyi bilinen islemlerle eklenmesiyle üretilebilir.

Bilesen B, bir polietilen glikol açisindan tarif edilirken, Z'den fazla karbon atomu içeren glikollere dayanan poliglikoller, bu tür poliglikoller, B bileseni için verilmis olan molekül agirligi içinde oldugu sürece kullanilabilir. Ayrica, sekonder hidroksil gruplari içeren glikollerin kullanilmasi da mümkün olabilir. Kullanirken sekonder hidroksil gruplarina sahip bu tür glikoller, genellikle bu tür poliolleri kaplamak için bir birincil hidroksil, yani, poliglikolün % 75'ten fazla birincil hidroksil ihtiva etmesi için etilen oksit ile kapaklama saglamak için tercih edilir.

A) aromatik bileseni ve B) polietilen bilesenine ek olarak, reaksiyon karisimi B) 'den farkli olan bir glikol (bilesen C) içerebilir. Kullanildiginda, böyle bir glikol veya glikol karisimi, genellikle 2 ila 3 arasinda bir nominal islevsellige sahip olacaktir. C) bileseni, malzemenin viskozitesinde bir artistan kaçinmak için, 3'ten daha büyük bir islevsellige sahip bir glikole sahip olabilirken, genellikle C) bilesenini içeren bu tür bir glikol karisiminin islevsel olarak tercih edilmesi 3 veya daha az olacaktir.

Bir düzenlemede, C) bileseninin glikolü, asagidaki formüle sahip bir etilen glikol, dietilen glikol veya bir oksialkilen glikol olabilir: Formül burada R hidrojen ya da 1 ila 4 karbon atomlu bir alt alkildir ve n, R kisimlarinin en az yüzde lO'unun bir düsük alkil grubu olmasi sartiyla 1 ila 5 arasindadir. Baska bir düzenlemede n 4 veya daha azdir. Baska bir düzenlemede n 3 veya daha azdir. Baska bir düzenlemede, tüm R gruplari düsük bir alkil olacaktir. Baska bir düzenekte R, bir metil grubudur. Bu tür alkilen glikollerin örnekleri arasinda propilen glikol ve di- propilen glikol bulunur. Bir baska düzenlemede, C) glikol bileseni, genel ortalama moleküler agirligin 180 veya daha azina sahip olacaktir. Üç fonksiyonel glikolün örnekleri arasinda gliserin ve trimetiyolpropan bulunur.

Mevcut oldugunda, C) bileseni genel olarak agirlikça yüzde 5 veya daha yüksek bilesen C) ve tercihen agirlikça en az yüzde 10 C bileseni içerir. Genellikle mevcut oldugunda, C bileseni agirlikça yüzde 35'ten az olacaktir. Baska bir düzenlemede, C bileseni, reaksiyon karisiminin agirlikça yüzde 30'undan az olacaktir.

Bilesen C) mevcut oldugunda, malzemelerin ham bir harmanini içeren ticari ürünler B) ve C) bilesenlerini saglamak için kullanilabilir. Örnekler için, üretim prosesi, agirlikça yüzde 15-20 dietilen glikol ve geri kalan trietilen ve daha yüksek glikoller ihtiva eden ham glikoller saglayabilir.

Polyesterin yapiminda kullanilan bilesenlere dayanarak, polyesterin nominal islevselligi iki olacaktir. Bilesen C) mevcut oldugunda ve 3 veya daha fazla hidroksil grubuna sahip bir glikol içerdiginde, aromatik polyester Z'den daha büyük bir nominal islevsellige sahip olabilir. Bu gibi durumlarda, islevsellik genellikle 2.3'den daha az olacaktir. Polyesterin yapiminda kullanilan malzeme miktari genellikle 200 ila 400 arasinda bir hidroksil sayisina sahip bir polyester saglar. Baska düzenlemelerde, poliesterin hidroksil numarasi 350`den daha azdir ve bir baska düzenlemede 300'den daha azdir.

Belirli bir miktarda polietilen glikolün eklenmesiyle ve eger istenirse, aromatik bilesen ile birlikte yukarida belirtildigi gibi bir ikinci glikol elde edilen poliesterin viskozitesi, 25 ° C`de 2.500 mPa * S'den daha düsüktür. Diger düzenlemelerde viskozite 2000 mPa * s veya daha azdir. Uygulanabilir kimyasal sinirlamalar ve son kullanim uygulamalarindan ötürü, mümkün oldugunca düsük bir viskoziteye sahip bir poliol olmasi arzu edilirken, poliolün viskozitesi genellikle 350 mPa * s'den daha büyük olacaktir.

Bulusa ait aromatik bir poliester poliol, poliester poliolün hazirlanmasindan sonra kalan herhangi bir küçük miktarlarda reaksiyona girmemis glikol içerebilir.

Istenmemesine ragmen, aromatik polyester poliol agirlikça yaklasik yüzde 40'a kadar serbest dio] içerebilir. Bulusa ait aromatik poliester poliollerin serbest glikol muhtevasi, genellikle poliester poliol bi1eseninin toplam agirligina göre agirlikça yaklasik yüzde 0 ila yaklasik yüzde 30 ve genellikle agirlikça yüzde 1 ila yaklasik yüzde 25`tir. Poliester poliol ayrica küçük miktarlarda artik, ara estersiz aromatik bilesen içerebilir. Tipik olarak, ara-esterlenmemis malzemeler, bulusun aromatik poliester poliollerini olusturmak için bir araya getirilen bilesenlerin toplam agirligina göre agirlikça yüzde 25`ten daha az bir miktarda mevcut olacaktir.

Poliester poliolleri, A / B bileseninin polikondensasyon / transesterifikasyonu ve polimerizasyonu ve eger C bileseni mevcutsa teknikte iyi bilinen kosullar altinda olusturulmaktadir. Bkz. Örnek G. Oertel, Poliüretan El Kitabi, Carl Hanser Verlag, Münih, Almanya 1985, s. 54-62 ve Mihail Ionescu, Polyurethanes için Poliollerin bir sicaklikta yapilir. Baska bir düzenlemede reaksiyon, 215 ° C veya daha yüksek bir sicaklikta yapilir. Baska bir düzenlemede, transesterifikasyon 260 ° C veya daha düsük bir sicaklikta yapilir.

Reaksiyon azaltilmis veya arttirilmis basinç altinda gerçeklesebilirken, reaksiyon genellikle atmosferik basinç kosullarina yakin olarak gerçeklestirilir.

Reaksiyon, bir katalizör olmadan gerçeklestirilebilirken, esterlestirme / transesterifikasyon / polimerizasyon reaksiyonunu destekleyen katalizörler kullanilabilir. Bu tür katalizörlerin örnekleri arasinda tetrabuttitanat, dibütil kalay oksit, potasyum metoksit veya çinko, kursun veya antimon oksitleri; titanyum (IV) izopropoksit ve titanyum asetilasetonat gibi titanyum bilesikleri. Kullanildiginda, bu tür katalizör toplam karisimin yüzde 0.05 ila l'i oraninda kullanilir. Baska düzenlemelerde katalizör, toplam karisimin agirlikça yüzde 0.1 ila 0.75'i miktarinda Reaksiyonun uçucu ürünü (ürünleri), örnegin su ve / veya metanol, genellikle islemin içine alinir ve ester degistirme reaksiyonunu tamamlamaya zorlar.

Reaksiyon genellikle bir ila bes saat sürer. Gerekli sürenin gerçek uzunlugu, elbette degisir; Katalizör konsantrasyonu, sicaklik vb. ile genel olarak, hem ekonomik nedenlerle hem de polimerizasyon çevriminin çok uzun olmasi durumunda termal bozunmanin meydana gelebilmesi için çok uzun bir polimerizasyon döngüsüne sahip olmamak istenir.

Bu bulusun poliesterleri, çesitli poliüretan veya poliizosiyanürat ürünleri yapmak için bir poliol formülasyonunun bir parçasi olarak kullanilabilir. Bir izosiyanat bileseni ile birlikte izosiyanat-reaktif bilesen olarak da adlandirilan polyol, bir poliüretan veya poliizosiyanürat üretmeye yönelik bir sistem olusturur. Poliesterler, bir poliüretan yapmak için bir formülasyonun bir parçasi olarak kullanilabilir ve özellikle sert köpük, sprey köpük uygulamasi, cihaz yalitimi, elastomer olusumu ve çesitli kaplamalar, yapistiricilar ve dolgu macunu formülasyonu üretmek için formülasyonlarda uygulanabilir.

Poliesterler, poliol karisimlari üretmek için bilinen diger poliollerle harmanlanmaktadir. Uygulamaya bagli olarak, polyester genel olarak toplam poliol formülasyonunun agirlikça % 10 ila 90'1 arasinda degisecektir. Özel uygulamalar için kullanilabilen poliester poliollerin miktari, teknikte uzman kisilerce kolaylikla belirlenebilir. Örnekler için, sert köpük uygulamalarindaki formülasyonlar için, polyester genellikle poliol formülasyonunun agirlikça yüzde 30 ila 80'ini olusturabilir.

Bu gibi baska uygulamalarda, polyester, poliol formülasyonunun agirlikça yüzde 70`inden daha azini içerecektir. Sert köpük uygulamalari için sprey formülasyonlarinda, polyester genellikle poliol harmaninin agirlikça yüzde 60'1 veya daha azi olacaktir. Elastomer uygulamalari için formülasyon hazirlanirken, bu tür formülasyonlarda kullanilan polyester miktari toplam formülasyonun agirlikça yüzde ila yaklasik yüzde 30'u olabilir.

Temsili polioller, polieter poliolleri, bu bulusun poliesterinden farkli poliester poliolleri, polihidroksi-sonlu asetal reçineleri ve hidroksil ile sonlandirilmis aminleri içerir. Kullanilabilecek alternatif polioller arasinda polialkilen karbonat bazli polioller ve polifosfat bazli polioller bulunur. Tercih edilenler polieter veya poliester poliollerdir. Etilen oksit, propilen oksit, bütilen oksit veya bunlarin bir kombinasyonu gibi bir alkilen oksit ilave edilerek 2 ila 8 aktif hidrojen atomuna sahip olan bir baslaticiya polieter polioller hazirlanir. Bir formülasyonda kullanilan poliol (ler) in islevselligi, teknikte uzman kisilerce bilinen son kullanim uygulamasina bagli olacaktir. Örnegin, sert poliüretanlari hazirlamak için uygun olan polioller, ortalama polioller, avantajli olarak, molekül basina en az 2, tercihen 3 ve 8 ila 8, tercihen 6 hidrojen hidrojenin islevselligine sahiptir. Sert köpükler için kullanilan polioller 800 arasinda bir hidroksil sayisina sahiptir.

Poliüretan elastomerin üretimi için, polio] veya poliol karisiminin islevselligi genellikle 1.8 ila 2.2'dir. Poliol harmaninin ortalama islevselligi, bir formülasyona dahil edilebilecek herhangi bir zincir genisletici veya çapraz baglayici içermez.

Elastomer üretmek için poliol veya poliol harmaninin ortalama esdeger agirligi arasindadir.

Polieter poliolleri, teknikte bilinen islemlerle hazirlanir. Alkilen oksidin bu polimerizasyonu için kataliz, ya KOH, CsOH, bor trifluorür gibi katalizörler ya da çinko hekzasiyanobalbalit ya da kuaterner fosfazenium bilesigi gibi bir çift siyanür kompleks (DMC) katalizörü ile anyonik ya da katyonik olabilir.

Bitkisel yaglar veya hayvansal yaglar gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilen polioller, ek polioller olarak da kullanilabilir. Bu tür poliollerin örnekleri arasinda kastor yagi, hidroksimetile poliesterler, 4,423,162 sayili ABD Patentinde anlatilan Poliüretan ürünleri üretmek için uygun poliizosiyanatlar arasinda aromatik, sikloalifatik ve alifatik izosiyanatlar bulunur. Bu gibi izosiyanatlar teknikte iyi bilinmektedir.

Uygun aromatik izosiyanatlarin örnekleri arasinda 4,4'-, 2,4 've 2,2'-difenilmetan diizodiyante (MDI) izomerleri, bunlarin harmanlari ve polimerik ve monomerik MDI harmanlari, tolüen- m- ve p-fenilenendisiyanat, klorofenilen-2,4-diizosiyanat, difenilen-4,4'-diizosiyanat, 4,4'-diizosiyanat-3,3'- dimehtyldifenil, 3- metildifenil-metan-4,4'-diizosiyanat ve difenileterizosiyanat ve 2,4,6-triizosiyanato-tolüen ve 2,4,4'-triizosiyanatodifenileter bulunmaktadir.

Bir ham poliizosiyanat ayni zamanda, bu bulusun uygulamasinda, örnegin, toluen diamin veya ham metilen difenilaminin fosgenasyonu ile elde edilen ham difenilmetan diizosiyanatin bir karisiminin fosgenasyonuyla elde edilen ham tolüen diizosiyanat da kullanilabilir. Bir düzenlemede, TDI / MDI karisimlari kullanilir.

Alifatik poliizosiyanatlarin örnekleri arasinda, etilen diizosiyanat, 1,6-heksametilen diizosiyanat, 1,3- ve / veya 1,4-bis (izosiyanatometil) siklohekzan (her ikisinin cis- veya trans-izomerleri dahil), izoforon diizosiyanat (IPDI) tetrametilen-1,4- diizosiyanat, metilen bis (sikloheksanizosiyanat) (H12MDI), sikloheksan 1,4- diizosiyanat, 4,4'-disikloheksilmetan diizosiyanat, yukarida belirtilen aromatik izosiyanatlarin doymus benzerleri ve bunlarin karisimlari bulunur.

Yukarida bahsedilen poliizosiyanat gruplarinin herhangi birinin biüre, üre, karbodiimid, allofonat içeren türevleri ve/ veya izosiyanürat gruplari da kullanilabilir.

Bu türevler çogunlukla artan izosiyanat islevselliklerine sahiptir ve daha yüksek oranda çapraz baglanmis bir ürün istendiginde kullanilir.

Sert poliüretan veya poliizosiyanat malzemelerin üretimi için, poliizosiyanat genellikle bir difenilmetan-4,4'-diizosiyanat, difenilmetan-2,4'-diizosiyanat, polimerler veya bunlarin türevleri veya bunlarin bir karisimidir. Tercih edilen bir düzenlemede, izosiyanatla sonlandirilmis ön polimerler, 4,4'-MDI veya önemli bir kisim veya yukarida tarif edildigi gibi modifiye edilen 4.4`-izomeri veya MDI içeren diger MDI karisimlari ile hazirlanir. Tercihen MDI, 4,4'-izomerinin agirlikça yüzde 45 ila 95`ini içerir.

Izosiyanat bileseni, bu bulusun poliesterini içeren bir poliol veya poliester ile bir izosiyanatin fazla bir miktarinin reaksiyonu ile olusturulan izosiyanat ile sonlandirilmis prepolimerler formunda olabilir.

Izosiyanat bileseni, bu bulusun poliesterini içeren bir poliol veya poliester ile bir izosiyanatin fazla bir miktarinin reaksiyonu ile olusturulan izosiyanat ile sonlandirilmis prepolimerler formunda olabilir.

Poliesterler, bir fazla polyesterin bir izosiyanat ile reaksiyonuyla olusturulan hidroksil ile sonlandirilmis prepolimerlerin üretimi için kullanilabilir.

Poliizosiyanat, 80 ila 600 arasinda bir izosiyanat indeksi saglamak için yeterli bir miktarda kullanilir. Izosiyanat indeksi, poliizosiyanat bileseni tarafindan temin edilen reaktif izosiyanat gruplarinin sayisi olarak, poliüretan-olusturucu bilesimdeki (su gibi izosiyanat-reaktif üfleme maddeler içerenler dahil) izosiyanat-reaktif gruplarin sayisina bölünerek ve 100 ile çarpilarak hesaplanmaktadir. Su, izosiyanat indeksinin hesaplanmasi amaciyla molekül basina iki izosiyanat-reaktif gruba sahip oldugu düsünülür. Tercih edilen bir izosiyanat indeksi, 90 ila 400 arasindadir. Sert köpük ve elastomer uygulamalari için, izosiyanat indeksi genellikle 100 ila 150 arasindadir.

Poliüretan-poliizosiyanürat ürünleri için, izosiyanat indeksi genellikle 150'den daha büyük olacaktir.

Poliüretan ürünlerinin üretimi için formülasyonda bir veya daha fazla zincir genisleticinin kullanilmasi da mümkündür. Bir zincir uzatma maddesinin varligi, elde edilen polimerin istenen fiziksel özelliklerini saglar. Zincir uzaticilar, poliol bileseni ile karistirilabilir veya poliüretan polimerinin olusumu sirasinda ayri bir akim olarak mevcut olabilir. Bir zincir genisletici, molekül basina iki izosiyanat-reaktif gruba ve izosiyanat-reaktif grup basina esdeger bir agirliga sahip olan bir malzemedir. Çapraz baglayicilar, mevcut bulusun poliüretan polimerlerinin üretimi için formülasyonlara da dahil edilebilir. "Çapraz baglayicilar", molekül basina üç veya daha fazla izosiyanat-reaktif gruba ve 400'den daha az izosiyanat-reaktif grup basina esdeger agirliga sahip olan malzemelerdir. Çapraz baglayicilar tercihen molekül basina 3-8, özellikle 3-4 hidroksil, birincil amin veya ikincil amin gruplari içerir ve 30 ila 200, özellikle 50-125 esdeger agirliga sahiptir.

Poliüretan esasli bir elastomerin üretilmesi için, genellikle kullanilan çapraz baglayicilarin miktari agirlikça yaklasik 100 kisim poliol basina agirlikça yaklasik 0.1 ila yaklasik 1 kisim, özellikle agirlikça yaklasik 0.25 ila yaklasik 0.5 kisimdir.

Yeterli sertlesme oranlarini elde etmek için, poliol bileseni içine bir katalizör dahil edilebilir. Uygun katalizörler arasinda, ABD Patenti No. 4.495.081'de tarif edilenler gibi tersiyer amin ve organometalik bilesikler bulunur. Bir amin katalizörü kullanildiginda, avantajli olarak, toplam agirlikça poliol ve istege bagli zincir uzatma maddesi ile agirlikça % 0.1 ila 3, tercihen 0.1 ila 1 ve daha tercihen agirlikça % 0.4 ila 0.8 arasinda bulunur. Katalizör bir organometalik katalizör oldugunda, avantajli tercihen agirlikça % 0.01 ila 0.05 arasinda ve istege bagli zincir uzatma maddesi bulunur. Özellikle faydali katalizörler arasinda, amin katalizörleri söz konusu oldugunda; trietilenediamin, bis (N, N-dimetilaminoetil) eter ve di (N, N- dimetilaminoe-til) amin ve organometalik katalizörler durumunda; stanoz oktoat, dibütiltin dilaurat ve dibütiltin diasetat bulunur. Amin ve organometalik katalizör kombinasyonlari avantajli olarak kullanilabilir.

Bu bulusun poliesterleri, aromatik içerik tarafindan saglanan alev geciktirici özelliklere sahip olmak istendigi uygulamalarda kullanilmak için özellikle uygundur.

Poliollerin düsük viskozitesi, bunlari sert sprey yalitim köpügü içinde kullanima uygun hale getirir. Düsük viskozite, düsük viskozitenin arzu edildigi izosiyanatla sonlandirilmis prepolimerlerin üretilmesi için de uygundur. Polioller, geleneksel poliol formülasyonlarinda bir viskozite azaltici katki maddesi olarak da kullanilabilir.

Poliüretan-Olusturucu bilesimde kullanilan üfleme ajanlari teknikte bilinmektedir ve bir hidrokarbon, hidroflorokarbon, hidrokloroflorokarbon, florokarbon, dialkil eter ya da Ilorin-alt-doymus dialkil eterler gibi fiziksel sisirme ajanlarini ya da bunlarin iki ya da daha fazlasinin bir karisimini içerir. Genel olarak, üfleme maddeye ek olarak, formülasyonda su ilave etmek tercih edilir. Birçok poliol formülasyonunda, bir fiziksel üfleme bir viskozite kesicisi olarak islev görebilir. Bu bulusun düsük viskoziteli poliesterinin bir avantaji, sistem viskozitesini degistirmek için fiziksel sismeye dayanma ihtiyacinin azalmasi nedeniyle, poliol formülasyonlarinda daha fazla çesitlilige olanak saglayabilir.

Genellikle kullanilan sisirici madde (maddeler), agirlikça 100 kisim poliol (ler) için agirlikça yaklasik 10 ila yaklasik 40, tercihen yaklasik 12 ila yaklasik 35 kisim arasinda degisen bir miktarda kullanilir. Su, genisleyen bir gaz olarak hareket eden karbon dioksit üretmek için izosiyanat gruplari ile reaksiyona girer. Su, agirlikça 100 kisim poliol (ler) için agirlikça 0.5 ila 7.5, tercihen 1.5 ila 5.0 kisim araliginda bir miktarda kullanilir. Baska düzenlemelerde, su miktari, agirlikça 100 kisim poliol (ler) için agirlikça 1.5 ila 3.5 kisim olacaktir.

Yukaridaki bilesenlere ek olarak, poliüretan Olusturucu bilesim, yüzey aktif maddeler, dolgu maddeleri, renklendiriciler, koku maskeleri, alev geciktiriciler, biyositler, antioksidanlar, UV stabilizatörleri, antistatik maddeler, viskozite degistiricileri ve teknikde bilindigi gibi çesitli yardimci bilesenler içerebilir.

Uygun alev geciktiricilerin örnekleri arasinda fosfor bilesikleri, halojen içeren bilesikler ve melamin bulunmaktadir.

Dolgu maddelerinin ve pigmentlerin örnekleri arasinda kalsiyum karbonat, titanyum dioksit, demir oksit, krom oksit, azo / diazo boyalar, ftalosiyaninler, dioksazinler, geri dönüstürülmüs sert poliüretan köpük ve karbon siyahi bulunur.

UV stabilizatörlerinin örnekleri arasinda hidroksibenzotriazoller, çinko dibütil tiyokarbamat, 2,6-ditertriarybütil katot, hidroksibenzofenonlar, engellenmis aminler ve fosfitler bulunmaktadir.

Dolgu maddeleri haricinde, yukaridaki katki maddeleri genellikle poliüretan formülasyonunun agirlikça her biri yüzde 0.01 ila yüzde 3 gibi küçük miktarlarda kullanilir. Dolgu maddeleri, poliüretan formülasyonunun agirlikça % 50'si kadar yüksek miktarlarda kullanilabilir.

Poliüretan Olusturucu bilesim, çesitli bilesenlerin, poliol (ler) ve izosiyanat (lar) in reaksiyona girecegi, sisirici maddenin bir gaz üretecegi ve bilesimin genisledigi ve sertlestigi kosullar altinda bir araya getirilerek hazirlanir. Poliizosiyanat haricindeki tüm bilesenler (veya bunlarin herhangi bir alt-kombinasyonu), eger istenirse, daha sonra köpügün hazirlanacagi zaman poliizosiyanat ile karistirilmis olan, formüle edilmis bir poliol bilesimine önceden karistirilabilir.

Kati veya mikroselüler poliüretan polimerlerin hazirlanmasi için, bu tür bir polimer tipik olarak polimer, reaksiyon bilesenlerini oda sicaklikta veya kisa bir süre için hafif yüksek bir sicaklikta iyice karistirarak ve ardindan olusan karisimi açik bir kaliba dökerek veya sonuçta meydana gelen karisimi kapali kaliba enjekte ederek hazirlanir.

Reaksiyona giren karisim, önceden tanimlanmis bir yapiya sahip bir poliüretan polimeri üretmek için kalibin seklini alir ve bu, yeterince sertlestiginde, kaliptan çikarildiginda, amaçlanan nihai uygulama için izin verilenden daha büyük bir deformasyon riskiyle minimum bir miktarda çikarilabilir.

Mevcut tarifnamenin sadece açiklama amaçli oldugu ve bu bulusun kapsamini herhangi bir sekilde sinirlayacak sekilde yorumlanmamasi gerektigi anlasilmalidir.

Böylelikle, teknikte uzman kisiler, mevcut bulusun amaçlanan ruhundan ve kapsamindan ayrilmadan, bu tarifnamede açiklanan düzenlemelere yönelik çesitli modifikasyonlarin ve degisikliklerin yapilabilecegini takdir edeceklerdir. Mevcut bulusun ek avantajlari ve detaylari, asagidaki örneklerin ve ekteki istemlerin incelenmesiyle belirgindir.

Asagidaki örnekler bulusu açiklamak için sunulmustur, ancak bunlarin kapsamini sinirlandirmasi amaçlanmamistir. Aksi belirtilmedikçe tüm parçalar ve yüzdeler agirlikçadir. Ömeklerde kullanilan hammaddelerin bir tarifi asagidaki gibidir.

VORANOL * CP 450, moleküler agirligi yaklasik 450 olan bir gliserinle baslatilan polioksipropilen polioldür.

VORANOL CP-l42l, VORANOL CP-l42l ticari ismi altinda The Dow Chemical Company'den temin edilebilen yaklasik 33 poliol içeren bir polioksietilen- polioksipropilen karisik yem poliolüdür.

VORANOL RH 360, Voranol RH 360 ticari ismi altinda The Dow Chemical Company'den temin edilebilen, yaklasik 4.6 ve hidroksil sayisi yaklasik 360 olan bir sucorse / gliserin baslatmali polioksipropilen polioldür.

VORANOL PlOlO, yaklasik 1000 olan bir moleküler agirliga sahip olan bir gliserin tarafindan baslatilan polioksipropilen polioldur.

VORANOL P400, yaklasik 400 molekül agirligina sahip olan bir gliserin baslatilmis polioksietilen polioldür.

DABCO DC 5598, Air Products'dan temin edilebilen bir silikon yüzey aktif maddedir. (DABCO, Air Products Corporation'in bir ticari markasidir).

Empilan NP-9, iyonik olmayan bir etoksilatli nonil fenol yüzey aktif cismidir.

Simulsol TOGE, Seppic Inc.'den elde edilen, rapor edilen hidroksil degeri 900 olan ve islevselligi 3 olan bir polieter polioldür.

TERCAROL * 5902, ticari olarak TERCAROL 5902 markasi altinda The Dow Chemical Company'den temin edilebilen, yaklasik 3.5 islevsellige sahip hidroksil sayisi 340 ila 400 olan aromatik bir diamin baslatilmis polieter polioksipropilen- polioksietilen (% 36) polioldür.

* VORAN OL ve TERCAROL, The Dow Chemical Company'nin ticari markalaridir. ve 2 islevselligine sahip bir dietilen glikol-ftalik anhidrit esasli polyester polioldür.

DMEA dimetilfnamolamindir (amin katalizör?).

DMCHA, N, N-Dimetilsikloheksilamindir tereftalik asit (910.5 g), bir azot giris borusu, pnömatik karistirici, termometre ve kondenser ile donatilmis 5000 ml`lik bir cam siseye yüklenir. Isi uygulanmis ve sise içerigi 230-235 ° C'ye yükseltilmistir. 220 O C'lik bir sicaklikta bir titanyum asetilasetonat katalizörü (Du Pont'dan Tyzor AA-105) yüklenir (0.15 g) ve az miktarda nitrojen akisi uygulanir. Karisim 5 saat 230-235 ° C'de tutulur. Bu noktada poliester poliol, 0.5 mg KOH / g'nin altinda bir asit No.'a sahiptir. Sisenin içerigi atmosferik kosullar altinda oda sicakligina kadar sogutulur.

Referans Polyester. Polyester 1 için tarif edilen aparat içine dietilen glikol (1820 g) ve tereftalik asit (1680 g) eklenir. Kontrol poliesterinin üretim prosesi, Polyester 1`in üretimi için verildigi gibidir.

Polyester 1 ve kontrol polyesterinin özellikleri Tablo 1'de verilmistir.

Polyester özellikleri Polyester 1 Kontrol Asit degeri (mgKOH / g) 0.4 240 241 ° C'de 1 hafta sonra fiziksel durum Sivi Kati Sonuçlar, polietilen glikol kullanilarak hazirlanan poliesterin, dietilen glikol kullanilarak hazirlanan kontrol poliesterinden daha düsük bir viskoziteye sahip oldugunu göstermektedir.

Yukarida tarif edildigi gibi hazirlanan polyester l, yüksek basinçli bir makine (Cannon A40) kullanilarak süreksiz paneller için sert poliizosiyanürat yalitimi hazirlamak için formülasyonlarda kullanilir. Bir kontrol formülasyonu, yaklasik 205 m hidroksil sayisina ve yaklasik 2500 mPa * s @ 25 ° C viskoziteye sahip olan aromatik bir polyester poliol olan Terate 4026 polyester poliol (Invista'dan) kullanir.

Formüle edilmis polioller, Tablo 1'de verilmistir.

Voranol CP- 1 421 Tercarol 5902 Polyester 1 TCPP (Tris kloroizopropil fosfat) TEP (trietil fosfatlar) Dietil etil fosfonatlar Enpilan NP-9 DC 5598 silikon 8.2 8.2 11,6 11,6 .2 10.2 6.8 6.8 .8 5.8 0.3 0.3 2.3 2.3 1.7 1.7 0.3 0.3 100 100 Formüle edilmis polioller, Tablo 3'te verilen diger katki maddeleri ve izosiyanat M- 600 ile birlestirilir. M-600, Dow Chemical Company'den temin edilebilen, yaklasik % .3'lük bir izosiyanat içerigine ve 2.85'1ik bir ortalama islevsellige sahip olan bir polimetilen polifenilizosiyandur.

Formüle edilmis poliol Katalizör M-600 Izosiyanat indeksi 100 100 3.2 3.2 .5 5.5 9.7 9.7 225 225 1.9 1.9 * Potasyum asetat içeren katalizör sistemi (Air Products'dan DABCO K 2097) ** Formik asit formülasyonu Köpürme isleminin özellikleri ve elde edilen köpük Tablo 4'te verilmistir.

Tepkisellik* Cl 1 Tack Bos Zaman (s) 37,1 37,8 GREEN COMP DAYANIM2 3 dk (Kpa) 106.3 156 4 dak (Kpa) 123,5 164,8 dk (Kpa) 136,1 177,5 Köpük yogunlugu, 45 ° C'de Jumbo kalip Yogmnuk(Kg/nß)4 4L7 426 Ufalanirlik3 (nihai agirlik-baslangiç agirligi) Vbaslangiç ag X % 100 DIN 4102 B2 çekirdekli Ortalama (mm) 7 6 * CT ve GT, sirasiyla, krem Süresi ve saniye cinsinden ölçülen jel zamanidir. FRD 2 Basinç dayanimi UN I6350'ye göre ölçülür. 3 Ufalanirlik, ASTM C421'e göre ölçülür. 4 Yogunluk ASTM D 1622”e göre ölçülür.

Veriler, bu bulusun poliesterleri ile üretilen köpügün B2 testini karsilayabildigini göstermektedir.

Polyester 1, Tablo 5'de verildigi gibi elastomerlerin üretimi için formülasyonlarda kullanilir. Üretim elastomerleri için, yüksek sicakliklarda deformasyon / stresi önlemek için genellikle nihai elastomerin yüksek bir Tg'sine sahip olmasi tercih edilir.

Karsilastirma, aromatik polyester Stepanpol PS 3152'yi kullanir.

Hammaddeler/ Örnekler C2 2 3 Stephan Pol PS 3152 34.5 - - Polyester 1 - 34,5 47,5 Voranol CP 450 8.5 8.5 13 Voranol RH 360 8.5 8.5 6.5 Tercarol 5902 10 10 8 Voranol RA 640 6 6 6 Simulsol TOGE 2 2 3 Toplam 100 100 100 Tg, TA Instrument DSC Q analizi ile ölçülür. Deney sartlari: 10 ° C / dak'da 25 ° C'den 180 ° C'ye kadar sicaklik artisi; azot atmosferi akisi 50 ml / dak'da; tava Alüminyum TZero Hermetik.

Numuneler 10 ° C / dak'da 25 ° C'ye sogutulur ve daha sonra 10 ° C / dakikalik bir Sonuçlar, bu bulusun poliesterini, düsük Viskoziteye bagli olarak, polyesterden daha düsük bir aromatik içerige sahip olmakla birlikte, bir kontrol benzeri Tg özelliklerine sahip bir ürün veren formülasyonlarda daha yüksek seviyelerde kullanilabilecegini gösterdi.

Bulusun diger düzenlemeleri, teknikte uzman kisilerce, bu tarifnamede ya da bu tarifnamede anlatilan bulusun uygulanmasi dikkate alinarak açiklanacaktir.

Claims (11)

ISTEMLER

1. Bir poliizosiyanatin bir poliol bilesimi ile reaksiyona sokulma adimini içeren, sert bir köpük yapmak için bir islem olup, buradaki poliol bilesimi agirlikça yüzde 10 ilâ 90 oraninda polyester poliol içerir ve bu polyester poliol: A) % 80 mol veya daha fazla tereftalik asit içeren bir aromatik bilesen; B) 160 ila 1000 arasinda bir moleküler agirliga sahip olan polietilen glikol; ve C) B) 'nin glikolünden farkli bir glikolün reaksiyon ürününü içerir, burada A, B ve C, agirlikça yüzde 20 ila 60 A); agirlikça yüzde 40 ila 75 B); ve agirlikça yüzde 5 ila 35 C) ve poliol bilesiminin geri kalani en az bir ikinci poliol olan reaksiyonda bulunur, burada ikinci poliol, 2 ila 8 arasinda bir islevsellige ve 100 ila 10,000 arasinda bir moleküler agirliga sahip olan ve 2 ila 6 arasinda bir islevsellige ve 200 ila 1.200 bir hidroksil sayisina sahip en az bir poliol içeren bir polieter polioldür.

2. Istem l'in islemi olup, bu islemde, aromatik içerik,% 85 mol ya da daha fazla tereftalik asit içermektedir.

3. Istem 2'ye göre bir islem olup, burada aromatik içerik % 95 mol veya daha fazla tereftalik asit içerir.

4. Istemler 1 ila 3'ten herhangi birine göre bir islem olup, burada polietilen glikol, 500`den daha az bir moleküler agirliga sahiptir.

5. Istem 4'ün islemi olup, buradaki C) bileseni, reaksiyon karisiminin agirlikça yüzde 5`inden azina kadar bir miktarda mevcuttur.

6. Istem 1 veya istem 5'e göre bir islem olup, burada C) bileseni etilen glikol, dietilen glikol veya asagidaki formüle sahip bir oksialkilen glikoldur: HO-(CHz-CHR-O)n-H (Formül 1) burada R hidrojen ya da 1 ila 4 karbon atomlu bir alt alkildir ve n, R kisimlarinin en az yüzde lO'unun bir düsük alkil grubu olmasi sartiyla 1 ila 5 arasindadir.

7. Istem 6'nin islemi olup, buradaki C bileseni, etilen glikol veya dietilen glikoldur.

8. Istem 1 'in islemi olup, buradaki polyester poliol, UNI EN ISO 3219 ile ölçüldügü hidroksil sayisina sahiptir.

9. Istem 8'in islemi olup, bu islemde, poliol, 2000 mPa * 8 ya da daha düsük bir viskoziteye sahiptir.

10. Istem 9'un islemi olup, bu islemde, polyesterin % 80 ya da daha fazla aromatik muhtevasi, tereftalik asitten türetilmektedir.

11. Istem l'in islemi olup, bu islemde, izosiyanat, difenilmetan-4,4'-diizosiyanat serilerindedir.