TWI717959B - 發泡組成物與發泡材料的形成方法 - Google Patents
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Abstract
此處提供之發泡材料的形成方法，包括：混合100重量份的環狀碳酸酯基的化合物與發泡劑以形成發泡組成物，其中發泡劑包含3至13重量份的胺基甲酸鹽與15至65重量份的胺基化合物；以及加熱發泡組成物到100℃至170℃，使胺基甲酸鹽分解成二氧化碳與胺基化合物，且胺基化合物與環狀碳酸酯基的化合物反應以形成發泡材料。
Description
本揭露關於發泡材料，更特別關於形成發泡材料的發泡組成物。
發泡材料具有相當廣泛的應用，其中由於聚氨酯發泡材料具有優良耐化性、抗溶劑性、抗磨性等，使其在生活上或工業上的應用相當廣泛，特別在傢具、床具、運輸、冷藏建築、隔熱等。由全球各種聚氨酯應用領域及產品分佈比例來看，輕質發泡產品佔所有聚氨酯市場約六成半，市場需求量十分驚人。一般發泡製程所使用發泡劑是指能在塑膠中形成泡孔結構，即製造泡沫結構而添加的一類助劑。它們能在某些條件下產生大量氣體，形成連續或不連續氣孔(即開孔或閉孔)的多孔結構材料。
目前常用的異氰酸酯類發泡組成物具有毒性，因此亟需新的發泡組成物取代異氰酸酯在發泡材料上的應用。
本揭露一實施例提供之發泡組成物，包括：100重量份的環狀碳酸酯基的化合物與發泡劑。發泡劑包含：3至13重量份的胺基甲酸鹽；以及15至65重量份的胺基化合物。
本揭露一實施例提供之發泡材料的形成方法，包括：混合100重量份的環狀碳酸酯基的化合物與發泡劑，以形成發泡組成物，其中發泡劑包括3至13重量份的胺基甲酸鹽、與15至65重量份的胺基化合物；以及加熱發泡組成物到100℃至170℃，使胺基甲酸鹽分解成二氧化碳與胺基化合物，且胺基化合物與環狀碳酸酯基的化合物反應以形成發泡材料。
本揭露一實施例提供之發泡組成物，包括：100重量份的環狀碳酸酯基的化合物與發泡劑。發泡劑包括3至13重量份的胺基甲酸鹽與15至65重量份的胺基化合物。若胺基甲酸鹽的比例過低，則發泡效果不足。若胺基甲酸鹽的比例過高，則易塌陷且沾黏。若胺基化合物的比例過低，則沾黏。若胺基化合物的比例過高，則亦會沾黏。在一些實施例中，環狀碳酸酯基的化合物包括脂肪族環狀碳酸酯基的化合物、脂環族環狀碳酸酯基的化合物、芳族環狀碳酸酯基的化合物或上述之組合。
舉例來說，環狀碳酸酯基的化合物其結構可為
，其中n為1至6的整數；R
1為脂肪族化合物、脂環族化合物、芳香族化合物、烷基取代芳香族化合物、聚醚寡聚物、聚酯寡聚物或上述之組合；以及R
2為H、脂肪族化合物、含環狀碳酸酯基之脂肪族化合物或上述之組合。
在一些實施例中，環狀碳酸酯基的化合物可為1,4-丁二醇縮水甘油醚環碳酸酯(BDCE)、二縮水甘油基間苯二酚醚環碳酸酯(RDCE)、雙酚A二醇縮水甘油醚環碳酸酯(DABCE)、聚丙二醇二縮水甘油醚環碳酸酯(PPGDCE)、環己烷-1,2二羧酸二缩水甘油酯環碳酸酯(DCCDC)、1,4-環己烷二甲醇二缩水甘油醚環碳酸酯(CDCE)、 三羥甲基丙烷三缩水甘油醚環碳酸酯(PE300C) ，其Mn=250至10000、環氧大豆油環碳酸酯(CSBO)或上述之組合。
在一些實施例中，胺基甲酸鹽係由胺基化合物與二氧化碳反應而成，其結構為
。R
3為C
1~C
12聚醚胺、烷基胺、環烷基胺、芳基胺或上述之組合。在一實施例中，胺基化合物包括聚醚胺、烷基胺、環烷基胺、芳基胺或上述之組合。舉例來說，胺基化合物包括 三乙烯四胺(Triethylenetetramine，TETA)、 三甲基六亞甲基二胺(Trimethylhexamethylenediamine，TMD)、聚乙烯亞胺(Polyethylenimine, branched，PEI300)、 1,3-雙甲基胺環己烷(1,3-Bis(aminomethyl)cyclohexane，1,3-BAC)、間苯二甲胺(m-Xylenediamine，mXDA)、聚丙烯醚胺二胺(Polyoxypropylenediamine，其Mn=200至4000)、聚醚胺(Polyetheramine，其Mn=100至200)、乙二胺(Ethylenediamine，EDA)或上述之組合。
在一些實施例中，發泡組成物更包括0.1至10重量份的環氧化合物，其結構可為
；其中m為1至6的整數；R
4為脂肪族化合物、脂環族化合物、芳香族化合物、烷基取代芳香族化合物、聚醚寡聚物、聚酯寡聚物或上述之組合；以及R
5為H、脂肪族化合物、含環狀碳酸酯基之脂肪族化合物或上述之組合。在一些實施例中，環氧化合物包括脂肪族環氧化合物、脂環族環氧化合物、芳族環氧化合物或上述之組合。環氧化合物有助於提高發泡材料的拉伸強度與撕裂強度。若環氧化合物的比例過高，則柔軟性下降。
舉例來說，環氧化合物包括: 1,4-丁二醇縮水甘油醚(1,4-Butanediol diglycidyl ether，BDGE)、 二縮水甘油基間苯二酚醚(Resorcinol diglycidyl ether，RDGE)、 雙酚A二醇縮水甘油醚(Bisphenol A diglycidyl ether，DABGE)、 聚丙二醇二縮水甘油醚(Polypropylene glycol diglycidyl ether，PPGDGE)、 環己烷-1,2二羧酸二缩水甘油酯(Diglycidyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate，DGCDC)、1,4-環己烷二甲醇二缩水甘油醚(1,4-cycloexanedimethanol diglycidylether，CDGE)、 三羥甲基丙烷三缩水甘油醚(Trimethylolpropane triglycidyl ether，PE300)、環氧大豆油(Epoxidized soybean oil，ESBO)或上述之組合。
在一些實施例中，發泡組成物更包括2至10重量份的填料，且填料包括中空微珠、蛭石或上述之組合，而微珠的材質可為塑料、陶瓷或玻璃。填料可以支撐發泡體防止塌陷。若填料的用量過高，則發泡密度過高。
本揭露一實施例提供之發泡材料的形成方法，包括：混合100重量份的環狀碳酸酯基的化合物與發泡劑以形成發泡組成物。發泡劑包含3至13重量份的胺基甲酸鹽、與15至65重量份的胺基化合物。發泡組成物的組成與比例如前述，在此不詳述。
接著加熱發泡組成物到100℃至170℃，使胺基甲酸鹽分解成二氧化碳與胺基化合物，且胺基化合物與環狀碳酸酯基的化合物反應以形成發泡材料。若加熱發泡組成物的溫度過低，則胺基甲酸鹽不會分解成二氧化碳與胺基化合物，因此不具發泡效果。若加熱發泡組成物的溫度過高，則發泡產物將嚴重破泡。
綜上所述，上述的胺基甲酸鹽可提供二氧化碳(以作為發泡劑)，並與環狀碳酸酯基進行開環反應。由於上述發泡組成物不含鹵素與異氰酸酯，符合環保與低毒性的需求。
為讓本揭露之上述內容和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
[ 實施例 ]
合成例1 (CA-TETA)
取TETA(150 g)置於2公升夾套式玻璃反應器，以機械攪拌反應液並且利用噴霧器通入二氧化碳(20 Kg/cm
2)，以循環冷卻水槽對反應器第一階段輸入冷水以保持反應液之溫度為30℃，通入二氧化碳反應1小時，升溫至60℃，持續通入二氧化碳反應2小時。反應後得到含胺基甲酸鹽的黏稠液體CA-TETA，秤重計算後得二氧化碳含量為15.19%；經熱重分析儀(Thermogravimetric analyzer，TGA)分析計算得二氧化碳含量為16.86%，即上述黏稠液體含16.86wt%的胺基甲酸鹽。經微示差掃描熱卡分析儀(Differential scanning calorimetry，DSC)分析可得最大發泡溫度為148.6℃。
合成例2 (CA-PEI300)
取PEI300 (150 g)置於2公升夾套式玻璃反應器，以機械攪拌反應液並且利用噴霧器通入二氧化碳(20 Kg/cm
2)，以循環冷卻水槽對反應器第一階段輸入冷水以保持反應液之溫度為30℃，通入二氧化碳反應1小時，升溫至60℃，持續通入二氧化碳反應2小時。反應後得到含胺基甲酸鹽的黏稠液體CA-PEI300，秤重計算後得二氧化碳的量為9.98%；經TGA分析計算得二氧化碳含量為9.78%，即上述黏稠液體含9.78wt%的胺基甲酸鹽。經DSC分析可得最大發泡溫度為155.7℃。
合成例3 (CA-TMD)
取TMD (150 g)置於2公升夾套式玻璃反應器，以機械攪拌反應液並且利用噴霧器通入二氧化碳(20 Kg/cm
2)，以循環冷卻水槽對反應器第一階段輸入冷水以保持反應液之溫度為30℃，通入二氧化碳反應1小時，升溫至60℃，持續通入二氧化碳反應2小時。反應後得到含胺基甲酸鹽的黏稠液體CA-TMD，秤重計算後得二氧化碳的量為14.23%；經TGA分析計算得二氧化碳含量為14.23 %，即上述黏稠液體含14.23wt%的胺基甲酸鹽。經DSC分析可得最大發泡溫度為130.2℃。
合成例4 (CA-BAC)
取BAC (150 g)置於2公升夾套式玻璃反應器，以機械攪拌反應液並且利用噴霧器通入二氧化碳(20 Kg/cm
2)，以循環冷卻水槽對反應器第一階段輸入冷水以保持反應液之溫度為30℃，通入二氧化碳反應1小時，升溫至60℃，持續通入二氧化碳反應2小時。反應後得到含胺基甲酸鹽的黏稠液體CA-BAC，秤重計算後得二氧化碳的量為11.96%；經TGA分析計算得二氧化碳含量為12.67%，即上述黏稠液體含12.67wt%的胺基甲酸鹽。經DSC分析可得最大發泡溫度為135.7℃。
合成例5 (CA-mXDA)
取mXDA (150 g)置於2公升夾套式玻璃反應器，以機械攪拌反應液並且利用噴霧器通入二氧化碳(20 Kg/cm
2)，以循環冷卻水槽對反應器第一階段輸入冷水以保持反應液之溫度為30℃，通入二氧化碳反應1小時，升溫至60℃，持續通入二氧化碳反應2小時。反應後得到含胺基甲酸鹽的黏稠液體CA-mXDA，秤重計算後得二氧化碳的量為12.75%；經TGA分析計算得二氧化碳含量為13.02%，即上述黏稠液體含13.02wt%的胺基甲酸鹽。經DSC分析可得最大發泡溫度為152.3℃。
合成例6 (CSBO)
取環氧大豆油(Epoxidized soybean oil，150 g)及觸媒TBAB (Tetrabutylammonium bromide，1.5 g，2 wt%)置於反應槽中，通入CO
2(20 Kg/cm
2)並升溫至140℃，持續攪拌反應24小時得CSBO，以
1H NMR光譜分析反應轉化率為99%。
實施例1
取CSBO(100重量份)與CA-TETA (36.4重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.1重量份的胺基甲酸鹽與30.3重量份的TETA)攪拌混合均勻後，置於130℃烘箱內20分鐘後取出，產物的性質如下：密度107Kg/m
3，拉伸強度0.11Kgf/cm
2，延伸率24.2%，撕裂強度0.33Kgf/cm。此實施例與下述實施例中，密度的量測方法為ASTM D3574，拉伸強度的量測方法為ASTM D3574，延伸率的量測方法為ASTM D3574，且撕裂強度的量測方法為ASTM D3574。
實施例2
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (36.4重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.1重量份的胺基甲酸鹽與30.3重量份的TETA)、與填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於130℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度103Kg/m
3，拉伸強度0.15Kgf/cm
2，延伸率36.7%，撕裂強度0.22Kgf/cm。
實施例3
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (36.4重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.1重量份的胺基甲酸鹽與30.3重量份的TETA)、與填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度95Kg/m
3，拉伸強度0.17Kgf/cm
2，延伸率31.8%，撕裂強度0.24Kgf/cm。
實施例4
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (36.9重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.2重量份的胺基甲酸鹽與30.7 重量份的TETA)、環氧樹脂BDGE (1.8重量份)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與BDGE之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於130℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度122Kg/m
3，拉伸強度0.15Kgf/cm
2，延伸率38.8%，撕裂強度0.21Kgf/cm。
實施例5
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (37.8重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.4重量份的胺基甲酸鹽與31.4重量份的TETA)、環氧樹脂BDGE (3.7重量份)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與BDGE之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於130℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度114Kg/m
3，拉伸強度0.57Kgf/cm
2，延伸率39.5%，撕裂強度0.45Kgf/cm。
實施例6
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (36.8重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.2重量份的胺基甲酸鹽與30.6 重量份的TETA)、環氧樹脂RDGE (2.1重量份)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與RDGE之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於130℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度106Kg/m
3，拉伸強度0.19Kgf/cm
2，延伸率35.5%，撕裂強度0.20Kgf/cm。
實施例7
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (37.6重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.3重量份的胺基甲酸鹽與31.3重量份的TETA)、環氧樹脂RDGE (4.3重量份)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與RDGE之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於130℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度97Kg/m
3，拉伸強度0.70Kgf/cm
2，延伸率40.3%，撕裂強度0.36Kgf/cm。
實施例8
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (36.8重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.2重量份的胺基甲酸鹽與30.6重量份的TETA)、環氧樹脂DABGE (3.2重量份)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與DABGE之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於130℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度96Kg/m
3，拉伸強度0.16Kgf/cm
2，延伸率38.3%，撕裂強度0.22Kgf/cm。
實施例9
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (37.7重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.4重量份的胺基甲酸鹽與31.3重量份的TETA)、環氧樹脂DABGE (6.6重量份)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與DABGE之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於130℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度101Kg/m
3，拉伸強度0.82Kgf/cm
2，延伸率31.1%，撕裂強度0.55Kgf/cm。
實施例10
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (36.4重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.1重量份的胺基甲酸鹽與30.3重量份的TETA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度82Kg/m
3，拉伸強度0.15Kgf/cm
2，延伸率32.2%，撕裂強度0.26Kgf/cm。
實施例11
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (36.4重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即6.1重量份的胺基甲酸鹽與30.3重量份的TETA)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度157Kg/m
3，拉伸強度0.39Kgf/cm
2，延伸率25.1%，撕裂強度0.40Kgf/cm。
表1
| 實施例 | 環狀碳酸酯基的化合物 | 環氧樹脂 | 發泡劑(胺基甲酸鹽/胺基化合物) | 密度 (Kg/m 3) | 拉伸強度 (Kgf/cm 2) | 延伸率 (%) | 撕裂強度 (Kgf/cm) |
| 1 | CSBO (100) | 無 | CA-TETA (6.1/30.3) | 107 | 0.11 | 24.2 | 0.33 |
| 2 | CSBO (100) | 無 | CA-TETA (6.1/30.3) | 103 | 0.15 | 36.7 | 0.22 |
| 3 | CSBO (100) | 無 | CA-TETA (6.1/30.3) | 95 | 0.17 | 31.8 | 0.24 |
| 4 | CSBO (100) | BDGE (1.8) | CA-TETA (6.2/30.7) | 122 | 0.15 | 38.8 | 0.21 |
| 5 | CSBO (100) | BDGE (3.7) | CA-TETA (6.4/31.4) | 114 | 0.57 | 39.5 | 0.45 |
| 6 | CSBO (100) | RDGE (2.1) | CA-TETA (6.2/30.6) | 106 | 0.19 | 35.5 | 0.20 |
| 7 | CSBO (100) | RDGE (4.3) | CA-TETA (6.3/31.3) | 97 | 0.70 | 40.3 | 0.36 |
| 8 | CSBO (100) | DABGE (3.2) | CA-TETA (6.2/30.6) | 96 | 0.16 | 38.3 | 0.22 |
| 9 | CSBO (100) | DABGE (6.6) | CA-TETA (6.4/31.3) | 101 | 0.82 | 31.1 | 0.55 |
| 10 | CSBO (100) | 無 | CA-TETA (6.1/30.3) | 82 | 0.15 | 32.2 | 0.26 |
| 11 | CSBO (100) | 無 | CA-TETA (6.1/30.3) | 157 | 0.39 | 25.1 | 0.40 |
由表1可知，添加環氧樹脂(作為交聯劑)有助提高發泡材料的拉伸強度及撕裂強度。
實施例12
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (18.2重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即3.1重量份的胺基甲酸鹽與15.1 重量份的TETA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內60分鐘後取出，產物的性質如下：密度92Kg/m
3，拉伸強度0.12Kgf/cm
2，延伸率75.6%。
實施例13
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (72.7重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即12.2重量份的胺基甲酸鹽與60.5重量份的TETA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內60分鐘後取出，產物的性質如下：密度80Kg/m
3，拉伸強度0.10Kgf/cm
2，延伸率94.7%。
實施例14
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (28.8重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即4.8重量份的胺基甲酸鹽與24.0重量份的TETA)、CA-TMD (7.6重量份，其含14.23wt%的胺基甲酸鹽，即1.1重量份的胺基甲酸鹽與6.5 重量份的TMD)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與CA-TMD之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與CA-TMD之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度109Kg/m
3，拉伸強度0.31Kgf/cm
2，延伸率67.2%，撕裂強度0.53Kgf/cm。
實施例15
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (28.9重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即4.9重量份的胺基甲酸鹽與24.0 重量份的TETA)、CA-BAC (6.8重量份，其含12.67wt%的胺基甲酸鹽，即0.8重量份的胺基甲酸鹽與6.0 重量份的BAC)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與CA-BAC之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與CA-BAC之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度112Kg/m
3，拉伸強度0.35Kgf/cm
2，延伸率47.1%，撕裂強度0.68Kgf/cm。
實施例16
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (28.9重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即4.9重量份的胺基甲酸鹽與24.0 重量份的TETA)、CA-PEI300 (6.8重量份，其含9.78wt%的胺基甲酸鹽，即0.7重量份的胺基甲酸鹽與6.1 重量份的PEI300)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與CA-PEI300之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與CA-PEI300之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度118Kg/m
3，拉伸強度0.44Kgf/cm
2，延伸率33.9%，撕裂強度0.46Kgf/cm。
實施例17
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (28.8重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即4.8重量份的胺基甲酸鹽與24.0 重量份的TETA)、CA-mXDA (8.2重量份，其含13.02%的胺基甲酸鹽，即1.1重量份的胺基甲酸鹽與7.1 重量份的mXDA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與CA-mXDA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CA-TETA、與CA-mXDA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度120Kg/m
3，拉伸強度0.47Kgf/cm
2，延伸率52.6%，撕裂強度0.51Kgf/cm。
表2
| 實施例 | 環狀碳酸酯基的化合物 | 發泡劑(胺基甲酸鹽/胺基化合物) | 密度 (Kg/m 3) | 拉伸強度 (kgf/cm 2) | 延伸率 (%) | 撕裂強度 (Kgf/cm) |
| 10 | CSBO (100) | CA-TETA (6.1/30.3) | 82 | 0.15 | 32.2 | 0.26 |
| 12 | CSBO (100) | CA-TETA (3.1/15.1) | 92 | 0.12 | 75.6 | 未測 |
| 13 | CSBO (100) | CA-TETA (12.2/60.5) | 80 | 0.10 | 94.7 | 未測 |
| 14 | CSBO (100) | CA-TETA (4.8/24.0) + CA-TMD (1.1/6.5) | 109 | 0.31 | 67.2 | 0.53 |
| 15 | CSBO (100) | CA-TETA (4.9/24.0) + CA-BAC (0.8/6.0) | 112 | 0.35 | 47.1 | 0.68 |
| 16 | CSBO (100) | CA-TETA (4.9/24.0) + CA-PEI300 (0.7/6.1) | 118 | 0.44 | 33.9 | 0.46 |
| 17 | CSBO (100) | CA-TETA (4.8/24.0) + CA-mXDA (1.1/7.1) | 120 | 0.47 | 52.6 | 0.51 |
由表2可知，調整發泡劑組成可提升發泡材拉伸強度並提高材料密度。
實施例18
取CDCE (100重量份)、CA-TETA (54.6重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即9.2重量份的胺基甲酸鹽與45.4 重量份的TETA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CDCE、與CA-TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CDCE、與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度139Kg/m
3，拉伸強度1.06Kgf/cm
2，延伸率8.2%。
實施例19
取PE300C (100重量份)、CA-TETA (59.7重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即10.1重量份的胺基甲酸鹽與49.6 重量份的TETA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，PE300C、與CA-TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，PE300C、與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度142Kg/m
3，拉伸強度0.88Kgf/cm
2，延伸率15.1%。
實施例20
取RDCE (100重量份)、CA-TETA (53.6重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即9.0重量份的胺基甲酸鹽與44.6 重量份的TETA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，RDCE與CA-TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，RDCE與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度138Kg/m
3，拉伸強度1.24Kgf/cm
2，延伸率9.5%。
實施例21
取CSBO (100重量份)、CDCE (28.6重量份)、CA-TETA (50.3重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即8.5重量份的胺基甲酸鹽與41.8 重量份的TETA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CDCE、與CA-TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、CDCE、與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度94Kg/m
3，拉伸強度0.51Kgf/cm
2，延伸率27.4%、撕裂強度0.45Kgf/cm。
實施例22
取CSBO (100重量份)、PE300C (36.1重量份)、CA-TETA (50.1重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即8.4重量份的胺基甲酸鹽與41.7 重量份的TETA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、PE300C、與CA-TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、PE300C、與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度93Kg/m
3，拉伸強度0.28Kgf/cm
2，延伸率35.9%、撕裂強度0.26Kgf/cm。
實施例23
取CSBO (100重量份)、RDCE (25.9重量份)、CA-TETA (50.2重量份，其含16.86%的胺基甲酸鹽，即8.5重量份的胺基甲酸鹽與41.7 重量份的TETA)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、RDCE、與CA-TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、RDCE、與CA-TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度99Kg/m
3，拉伸強度0.56Kgf/cm
2，延伸率25.5%、撕裂強度0.58Kgf/cm。
表3
| 實施例 | 環狀碳酸酯基的化合物 | 發泡劑(胺基甲酸鹽/胺基化合物) | 密度 (Kg/m 3) | 拉伸強度 (Kgf/cm 2) | 延伸率 (%) | 撕裂強度 (Kgf/cm) |
| 10 | CSBO (100) | CA-TETA (6.1/30.3) | 82 | 0.15 | 32.2 | 0.26 |
| 18 | CDCE (100) | CA-TETA (9.2/45.4) | 139 | 1.06 | 8.2 | 未測 |
| 19 | PE300C (100) | CA-TETA (10.1/49.6) | 142 | 0.88 | 15.1 | 未測 |
| 20 | RDCE (100) | CA-TETA (9.0/44.6) | 138 | 1.24 | 9.5 | 未測 |
| 21 | CSBO (100)/ CDCE (28.6) | CA-TETA (8.5/41.8) | 94 | 0.51 | 27.4 | 0.45 |
| 22 | CSBO (100)/ PE300C (36.1) | CA-TETA (8.4/41.7) | 93 | 0.28 | 35.9 | 0.26 |
| 23 | CSBO (100)/ RDCE (25.9) | CA-TETA (8.5/41.7) | 99 | 0.56 | 25.5 | 0.58 |
由表3可知，剛性結構的環狀碳酸酯基的化合物(如CDCE、RDCE)之發泡材具較高拉伸強度，其偏硬性質適合作硬質發泡體。
比較例1
取CSBO (100重量份)、TETA (30.4重量份)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與TETA之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、與TETA之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度572Kg/m
3，拉伸強度0.77Kgf/cm
2，延伸率28.9%、撕裂強度0.54Kgf/cm。上述產物明顯未發泡。
比較例2
取CSBO (100重量份)、TETA (15.3重量份)、TMD (16.5重量份)、填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、TETA、與TMD之總重的2.5%)、與填料920DU40 (購自AkzoNobel，CSBO、TETA、與TMD之總重的2.5%)攪拌混合均勻後，置於150℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度601Kg/m
3，拉伸強度1.49Kgf/cm
2，延伸率56.3%、撕裂強度0.75Kgf/cm。上述產物明顯未發泡。
表4
| 環狀碳酸酯基的化合物 | 發泡劑(胺基甲酸鹽/胺基化合物)或胺基化合物 | 密度 (Kg/m 3) | 拉伸強度 (kgf/cm 2) | 延伸率 (%) | 撕裂強度 (Kgf/cm) | |
| 實施例10 | CSBO (100) | CA-TETA (6.1/30.3) | 82 | 0.15 | 32.2 | 0.26 |
| 比較例1 | CSBO (100) | TETA (30.4) | 572 | 0.77 | 28.9 | 0.54 |
| 比較例2 | CSBO (100) | TETA (15.3) / TMD (16.5) | 601 | 1.49 | 56.3 | 0.75 |
由表4可知，未使用胺基甲酸鹽，無法獲得低密度的發泡產物。
比較例3
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (36.4重量份)、與填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於100℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度860Kg/m
3。上述產物明顯未發泡。
比較例4
取CSBO (100重量份)、CA-TETA (36.4重量份)、與填料031DU40 (購自AkzoNobel，CSBO與CA-TETA之總重的5%)攪拌混合均勻後，置於170℃烘箱內30分鐘後取出，產物的性質如下：密度320Kg/m
3。上述產物嚴重破泡。由比較例3與4可知，加熱發泡組成物的溫度過高或過低都或劣化發泡產物的性質。
雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
無。
無。
無。
Claims (12)
- 一種發泡組成物，包括： 100重量份的環狀碳酸酯基的化合物；以及 發泡劑， 其中發泡劑包含： 3至13重量份的胺基甲酸鹽；以及 15至65重量份的胺基化合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之發泡組成物，其中環狀碳酸酯基的化合物其結構為：； 其中n為1至6的整數；以及R 1為脂肪族化合物、脂環族化合物、芳香族化合物、烷基取代芳香族化合物、聚醚寡聚物、聚酯寡聚物或上述之組合；以及 R 2為H、脂肪族化合物、含環狀碳酸酯基之脂肪族化合物或上述之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之發泡組成物，其中胺基甲酸鹽係由胺基化合物與二氧化碳反應而成，其結構為； 其中R 3為C 1~C 12聚醚胺、烷基胺、環烷基胺、芳基胺或上述之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之發泡組成物，其中胺基化合物包括三乙烯四胺、三甲基六亞甲基二胺、聚乙烯亞胺、雙甲基胺環己烷、間苯二甲胺、聚丙烯醚胺二胺、聚醚胺、乙二胺或上述之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之發泡組成物，更包括0.1至10重量份的環氧化合物，其結構為：； 其中m為1至6的整數； R 4為脂肪族化合物、脂環族化合物、芳香族化合物、烷基取代芳香族化合物、聚醚寡聚物、聚酯寡聚物或上述之組合；以及 R 5為H、脂肪族化合物、含環狀碳酸酯基之脂肪族化合物或上述之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之發泡組成物，更包括2至10重量份的填料，且填料包括中空微珠、蛭石或上述之組合。
- 一種發泡材料的形成方法，包括： 混合100重量份的環狀碳酸酯基的化合物與發泡劑，以形成一發泡組成物，其中該發泡劑包括3至13重量份的胺基甲酸鹽、與15至65重量份的胺基化合物；以及 加熱該發泡組成物到100℃至170℃，使胺基甲酸鹽分解成二氧化碳與胺基化合物，且胺基化合物與環狀碳酸酯基的化合物反應以形成一發泡材料。
- 如申請專利範圍第7項所述之發泡材料的形成方法，其中環狀碳酸酯基的化合物其結構為：； 其中n為1至6的整數；以及R 1為脂肪族化合物、脂環族化合物、芳香族化合物、烷基取代芳香族化合物、聚醚寡聚物、聚酯寡聚物或上述之組合；以及 R 2為H、脂肪族化合物、含環狀碳酸酯基之脂肪族化合物或上述之組合。
- 如申請專利範圍第7項所述之發泡材料的形成方法，其中胺基甲酸鹽係由胺基化合物與二氧化碳反應而成，其結構為； 其中R 3為C 1~C 12聚醚胺、烷基胺、環烷基胺、芳基胺或上述之組合。
- 如申請專利範圍第7項所述之發泡材料的形成方法，其中胺基化合物包括三乙烯四胺、三甲基六亞甲基二胺、聚乙烯亞胺、雙甲基胺環己烷、間苯二甲胺、聚丙烯醚胺二胺、聚醚胺、乙二胺或上述之組合。
- 如申請專利範圍第7項所述之發泡材料的形成方法，其中該發泡組成物更包括0.1至10重量份的環氧化合物，其結構為：； 其中m為1至6的整數； R 4為脂肪族化合物、脂環族化合物、芳香族化合物、烷基取代芳香族化合物、聚醚寡聚物、聚酯寡聚物或上述之組合；以及 R 5為H、脂肪族化合物、含環狀碳酸酯基之脂肪族化合物或上述之組合。
- 如申請專利範圍第7項所述之發泡材料的形成方法，其中該發泡組成物更包括2至10重量份的填料，且填料包括中空微珠、蛭石或上述之組合。
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| CN1297461A (zh) * | 1998-04-17 | 2001-05-30 | 三洋化成工业株式会社 | 可固化组合物及其固化制品 |
| CN102408695A (zh) * | 2010-09-03 | 2012-04-11 | Sk新技术 | 用于片材的树脂组合物 |
| CN107522892A (zh) * | 2016-06-02 | 2017-12-29 | 山东理工大学 | 甲酸铵作为聚氨酯发泡剂的用途 |
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