(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2015-0035746
(43) 공개일자 2015년04월07일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
C08G 18/10 (2006.01) C08G 18/12 (2006.01)
C08G 18/48 (2006.01) C08G 18/80 (2006.01)
C08G 101/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2014-7036242
(22) 출원일자(국제) 2013년06월21일
심사청구일자 없음
(85) 번역문제출일자 2014년12월24일
(86) 국제출원번호 PCT/EP2013/063049
(87) 국제공개번호 WO 2014/005863
국제공개일자 2014년01월09일
(30) 우선권주장
12174938.6 2012년07월04일
유럽특허청(EPO)(EP)
12183484.0 2012년09월07일
유럽특허청(EPO)(EP)
(71) 출원인
바스프 에스이
독일 루드빅샤펜, 칼-보쉬-스트라쎄 38 (우:
67056)
(72) 발명자
그리서-슈미츠 크리스토프
독일 49088 오스나브뤽 리히토펜베그 43
토마시 기안파올로
독일 49356 디에폴츠 잔스트라쎄 26
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
김성기, 김진회
전체 청구항 수 : 총 13 항
(54) 발명의 명칭 개선된 특성을 갖는 폼의 제조
(57) 요 약
본 발명은, 성분 A로서의, 분자량이 1700 g/몰 이상인 1 이상의 폴리올 및 1 이상의 발포제, 및 성분 B로서의, 1
이상의 폴리이소시아네이트를 포함하는, 경질 폴리우레탄 폼 제조용 조성물로서, 상기 1 이상의 폴리이소시아네
이트 B는 11~39.5 중량%의, OH가가 100 mg KOH/g 이상인 1 이상의 폴리에테르 폴리올에 기초한 폴리이소시아네이
트 프리폴리머를 포함하는 조성물, 이 조성물을 반응시켜 얻을 수 있는 경질 폴리우레탄 폼, 이러한 경질 폴리우
레탄 폼의 제조 방법, 절연, 특히 파이프 절연을 위한 이러한 경질 폴리우레탄 폼의 용도, 및 또한 절연 파이프
의 제조 방법에 관한 것이다.
공개특허 10-2015-0035746
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(72) 발명자
빈델러 루드빅
독일 49448 마를 하게베더스트라쎄 67
포포브 알렉스
독일 49448 렘풰르데 반츠버거 베그 5
엘러식 카르스텐
독일 49525 렌게리히 테오도르-스톰-스트라쎄 5
할베-보멜만 아니카
독일 32369 라덴 - 발 안 덴 리헨 8
공개특허 10-2015-0035746
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명 세 서
청구범위
청구항 1
(A) 성분 A로서의, 분자량이 1700 g/몰 이상인 1 이상의 폴리올 및 1 이상의 발포제, 및
(B) 성분 B로서의, 1 이상의 폴리이소시아네이트
를 적어도 포함하는, 경질 폴리우레탄 폼 제조용 조성물로서,
상기 1 이상의 폴리이소시아네이트 B는 11~39.5 중량%의, OH가(OH number)가 100 mg KOH/g 이상인 1 이상의 폴
리에테르 폴리올에 기초한 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 포함하는 조성물.
청구항 2
제1항에 있어서, 성분 A는 알콜, 당 화합물, 아민, 1 이상의 아민, 1 이상의 방향족 화합물 및 포름알데히드의
축합 생성물, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물에 기초한 1 이상의 폴리올을 포함하는
조성물.
청구항 3
제1항 또는 제2항에 있어서, 발포제는 시클로펜탄 또는 시클로펜탄 포함 혼합물인 조성물.
청구항 4
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 A는 1 이상의 3가 알콜에 기초한 1 이상의 폴리에테롤 a1, 및
1 이상의 아민에 기초한 1 이상의 폴리에테롤 a2를 포함하는 폴리에테롤 혼합물을 포함하는 조성물.
청구항 5
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 A는 1 이상의 3가 알콜에 기초한 1 이상의 폴리에테롤 a1, 1
이상의 아민에 기초한 1 이상의 폴리에테롤 a2, 및 1 이상의 당 화합물을 기초로 한 1 이상의 폴리에테롤 a3을
포함하는 폴리에테롤 혼합물을 포함하는 조성물.
청구항 6
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리이소시아네이트 지수는 80~150 범위에 있는 조성물.
청구항 7
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 A는 사슬 연장제, 가교제, 안정화제, 촉매, 계면 활성 물질,
폼 안정화제, 셀 조절제(cell regulator), 충전제, 염료, 안료, 난연제, 대전 방지제, 가수분해 제어제 및/또는
정진균 및 정균 활성 물질(fungistatically and bacteriostatically active substance) 및 이의 혼합물로 이루
어진 군에서 선택되는 1 이상의 첨가제를 더 포함하는 조성물.
청구항 8
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 반응시켜 얻을 수 있는 경질 폴리우레탄 폼.
청구항 9
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 조성물로부터 제8항에 따른 경질 폴리우레탄 폼을 제조하는
방법으로서,
(1) 성분 A 및 B를 접촉시켜 반응 생성물을 얻는 단계, 및
(2) 단계 (1)에서 얻어진 반응 생성물을 발포시키는 단계
를 적어도 포함하는 제조 방법.
공개특허 10-2015-0035746
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청구항 10
절연을 위한, 제8항에 따른 경질 폴리우레탄 폼의 용도.
청구항 11
제10항에 있어서, 파이프 절연을 포함하는 용도.
청구항 12
제8항에 따른 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 절연 파이프.
청구항 13
1 이상의 제8항에 따른 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 절연 파이프의 제조 방법으로서, 제1항 내지 제7항 중
어느 한 항에 따른, 경질 폴리우레탄 폼을 제조하기 위한, 성분 A 및 B를 포함하는 조성물을, 충전될 환형 갭을
갖는 매개 파이프(media pipe)를 둘러싸는 관형 예비 성형 필름에 충전시켜, 성분 A 및 B를 서로 반응시키고 반
응 생성물을 발포시켜 경질 폴리우레탄 폼을 형성하고, 필름으로 둘러싸인 경질 폴리우레탄 폼을 압출기로 보내
고, 열가소성 물질을 필름 상에 압출하는 제조 방법.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은, 성분 A로서의, 분자량이 1700 g/몰 이상인 1 이상의 폴리올 및 1 이상의 발포제, 및 성분 B로서의,[0001]
1 이상의 폴리이소시아네이트를 포함하는, 경질 폴리우레탄 폼 제조용 조성물로서, 상기 1 이상의 폴리이소시아
네이트 B는 11~39.5 중량%의, OH가가 100 mg KOH/g 이상인 1 이상의 폴리에테르 폴리올에 기초한 폴리이소시아
네이트 프리폴리머를 포함하는 조성물, 이 조성물을 반응시켜 얻을 수 있는 경질 폴리우레탄 폼, 이러한 경질
폴리우레탄 폼의 제조 방법, 절연, 특히 파이프 절연을 위한 이러한 경질 폴리우레탄 폼의 용도, 경질 폴리우레
탄 폼을 포함하는 절연 파이프, 및 또한 절연 파이프의 제조 방법에 관한 것이다.
배 경 기 술
폴리우레탄 폼(들) 제조용 조성물은 종래 기술로부터 이미 공지되어 있다.[0002]
WO 01/18087 A1은 반가용성 경질 폴리우레탄 폼을 제조하기 위한 다양한 폴리올의 특정 혼합물을 포함하는 폴리[0003]
올 조성물을 개시한다. 이들 폴리우레탄 폼에 유용한 폴리이소시아네이트 성분은 일반 상식의 폴리이소시아네이
트, 예컨대 2,4-톨일렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 중합체 4,4'-디페닐메탄 디이
소시아네이트 및 또한 이의 이성체 및 혼합물을 포함한다.
EP 0 906 354 B2는 폴리이소시아네이트를 이소시아네이트 반응성 화합물과 반응시키는 것에 의한 경질 폴리우레[0004]
탄 폼의 제조 방법을 개시한다. 유용한 이소시아네이트 반응성 성분은 다작용성 알콜 및/또는 아민에 기초한 다
양한 폴리올을 포함한다. 유용한 폴리이소시아네이트 성분도 통상적인 디페닐메탄 디이소시아네이트와 같은 폴
리이소시아네이트를 포함한다.
DE 698 03 793 T2는 폴리우레탄 폼의 제조를 위한 폴리올 제제를 개시한다. 이 문헌에 의한 폴리올 제제는 특히[0005]
분자량이 상이한 2종의 상이한 폴리올의 특정 혼합물을 포함한다. 경질 폴리우레탄 폼을 형성하기 위한 이 폴리
올 혼합물과의 반응에 유용한 폴리이소시아네이트 성분은 공지된 폴리이소시아네이트, 예컨대 2,4-톨일렌 디이
소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 중합체 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 또한 이의
이성체 및 혼합물을 포함한다.
EP 0 320 134 A1은 폴리우레탄 폼의 제조를 위한 폴리이소시아네이트 조성물을 개시한다. 구체적인 폴리이소시[0006]
아네이트 조성물은 3~27 중량%의 디페닐메탄 디이소시아네이트의 프리폴리머, 및 분자량이 1000 g/몰 이하인, 2
이상의 이소시아네이트 반응성 기를 포함하는 화합물을 포함한다.
DE 101 08 443 A1은 탄성 폼의 제조를 위한, 반응 생성물을 포함하는 가압 용기를 개시한다. 반응 생성물은 적[0007]
어도 이소시아네이트 및 폴리에테르 폴리올의 혼합물을 포함한다. 유용한 이소시아네이트 성분은 통상적인 이소
시아네이트, 예컨대 2,4-톨일렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 중합체 4,4'-디페닐메
공개특허 10-2015-0035746
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탄 디이소시아네이트 및 또한 이의 이성체 및 혼합물, 및 또한 1 이상의 이소시아네이트 반응성 화합물과 1 이
상의 디이소시아네이트 및/또는 폴리이소시아네이트의 반응 생성물, 소위 프리폴리머를 포함한다고 한다. 인용
문헌에 개시된 것은 가요성 및 비경질인 폴리우레탄 폼이다.
DE 196 10 262 A1은 탄화수소 발포 경질 폴리우레탄 폼의 제조 방법을 개시한다. 발포제 뿐 아니라 폴리올 및[0008]
폴리이소시아네이트를 포함하는 조성물을 반응시키고, 발포시킨다. 폴리올 성분은 발포제로서의 이소- 및/또는
n-펜탄 뿐 아니라, 60~100%의 폴리에테르 및/또는 분자량이 250~1500 g/몰이고 2 이상의 히드록실기를 갖는 폴
리에스테르를 포함한다.
종래 기술의 경질 폴리우레탄 폼은 가요성의 측면에서 개선이 필요하다. 바람직하게는, 절연 파이프의 연속 제[0009]
조는, 제조된 파이프를 수송을 위해 롤에 권취하는 것이 요구된다. 절연체로서 사용되는 경질 폴리우레탄 폼은
권취 동안 부서지지 않을 정도로 충분히 가요성이 있어야 한다.
발명의 내용
해결하려는 과제
따라서, 본 발명의 목적은 특히 양호한 절연 특성, 및 연속 제조된 절연 파이프를 연속적으로 권취할 수 있을[0010]
정도의 충분히 높은 가요성을 갖는 경질 폴리우레탄 폼을 제공하는 것이다. 따라서 본 발명의 더욱 구체적인 목
적은 이러한 경질 폴리우레탄 폼 제조용 조성물, 경질 폴리우레탄 폼, 이의 제조 방법, 및 또한 절연을 목적으
로 하는, 얻어진 경질 폴리우레탄 폼의 용도를 제공하는 것이다.
과제의 해결 수단
이들 목적은[0011]
(A) 성분 A로서의, 분자량이 1700 g/몰 이상인 1 이상의 폴리올 및 1 이상의 발포제, 및[0012]
(B) 성분 B로서의, 1 이상의 폴리이소시아네이트[0013]
를 적어도 포함하는, 경질 폴리우레탄 폼 제조용 조성물로서,[0014]
상기 1 이상의 폴리이소시아네이트 B는 11~39.5 중량%의, OH가가 100 이상인 1 이상의 폴리에테르 폴리올에 기[0015]
초한 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 포함하는 조성물에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
추가의 구체예에서, 본 발명은[0016]
(A) 성분 A로서의, 분자량이 1700 g/몰 이상인 1 이상의 폴리올 및 1 이상의 발포제, 및[0017]
(B) 성분 B로서의, 1 이상의 폴리이소시아네이트[0018]
를 적어도 포함하는, 경질 폴리우레탄 폼 제조용 조성물로서,[0019]
상기 1 이상의 폴리이소시아네이트는 40~100 중량%의 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 포함하는 조성물에 관한[0020]
것이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
본 발명은 경질 폴리우레탄 폼 제조용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 목적을 위한 용어 "경질 폴리우레탄[0021]
폼"은 적어도 폴리우레탄을 포함하는 폼에 관한 것이며; 본 발명의 경질 폴리우레탄 폼은 폴리우레탄으로 이루
어지는 것이 더욱 바람직하다.
용어 "경질 폼"은 당업자에게 잘 알려져 있으며, 일반적으로 경질의 밀집 메쉬(close-mesh)의 가교된 중합체 구[0022]
조를 갖는 폼을 기술한다. 경질 폼은 중합체 매트릭스에 의해 서로 분리된 폼에 불연속(discrete) 셀을 갖는 폐
쇄 셀(closed-cell) 폼이다. 이는 양호한 열 절연 성능이 주목된다.
본 발명의 경질 폴리우레탄 폼은 바람직하게는 10% 상대 변형에서 50 kPa 이상, 더욱 바람직하게는 100 kPa 이[0023]
상, 매우 바람직하게는 150 kPa 이상의 압축 응력(compressive stress)을 갖는다. 또한, 본 발명의 경질 폴리우
레탄 폼은 바람직하게는 적어도 70%, 더욱 바람직하게는 85% 초과의 DIN ISO 4590 폐쇄 셀 함량을 갖는다. 본
발명의 경질 폴리우레탄 폼에 관한 추가의 상세는 문헌("Kunststoffhandbuch, vel. 7, Polyurethane", Carl
Hanser Verlag, 3rd edition 1993, chapter 6)에 나와 있다. DIN 7726도 폴리우레탄 폼에 대해 언급될 수
공개특허 10-2015-0035746
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있다.
본 발명에 따른 조성물의 개별 성분을 이제 상세히 설명할 것이다:[0024]
성분 A:[0025]
본 발명의 경질 폴리우레탄 폼 제조용 조성물은 분자량이 1700 g/몰 이상인 1 이상의 폴리올 및 1 이상의 발포[0026]
제를 포함하는 성분 A를 포함한다.
일반적으로, 경질 폴리우레탄 폼의 제조에 적절한 임의의 폴리올을 본 발명의 목적을 위해 사용할 수 있다. 본[0027]
발명은 분자량이 1700 g/몰 이상, 바람직하게는 2500 g/몰 이상, 더욱 바람직하게는 4000 g/몰 이상, 예컨대
4350 g/몰인 1 이상의 폴리올을 사용한다. 1 이상의 폴리올의 분자량에 대한 상한은 일반적으로 8000 g/몰, 바
람직하게는 7000 g/몰, 더욱 바람직하게는 6000 g/몰이다.
본 발명의 목적에 유용한 폴리올은 일반적으로 2 이상의 이소시아네이트 반응성 기를 갖는, 즉, 이소시아네이트[0028]
기와 반응성이 있는 2 이상의 수소 원자를 갖는 폴리올을 포함한다. 이의 예는 OH기, SH기, NH기 및/또는 NH2기
를 갖는 화합물이다.
본 발명의 목적에 바람직한 폴리올은 폴리에스테롤 또는 폴리에테롤, 바람직하게는 폴리에테롤에 기초한 화합물[0029]
이다. 폴리에테롤 및/또는 폴리에스테롤 작용가(functionality)는 일반적으로 1.5~8 범위, 바람직하게는 1.7~7
범위, 더욱 바람직하게는 1.9~6 범위에 있다.
상기 폴리올은 히드록실가(OH가)가 일반적으로 10 mg KOH/g 초과, 바람직하게는 15 mg KOH/g 초과, 더욱 바람직[0030]
하게는 20 mg KOH/g 초과이다. 히드록실가에 대한 상한은 일반적으로 1000 mg KOH/g, 바람직하게는 900 mg
KOH/g, 특히 700 mg KOH/g이다.
본 발명의 목적을 위해, 성분 A에 존재하는 1 이상의 폴리올은 예컨대 1종, 2종, 3종, 4종 또는 그 이상의 상이[0031]
한 폴리올, 예컨대 폴리에테롤 및/또는 폴리에스테롤, 바람직하게는 폴리에테롤을 포함하는 폴리올의 혼합물을
사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적에 바람직한 바와 같이 폴리올 혼합물을 사용시, 상기 기재된 OH가는 총 폴리올 혼합물에 기초한[0032]
것으로, 혼합물을 구성하는 개별 성분이 더 높거나 더 낮은 값을 가질 가능성을 배제하지 않는다. 예컨대, 본
발명의 목적을 위해, 혼합물 중에 히드록실가가 10~80 mg KOH/g, 바람직하게는 15~60 mg KOH/g인 1 이상의 폴리
올이 존재하는 것이 바람직하다.
성분 A는 바람직하게는 공지된 방법에 의해, 예컨대 촉매로서의 알칼리 금속 수산화물, 예컨대 수산화나트륨 또[0033]
는 수산화칼륨, 또는 알칼리 금속 알콕시드, 예컨대 나트륨 메톡시드, 나트륨 에톡시드, 칼륨 에톡시드 또는 칼
륨 이소프로폭시드의 음이온 중합에 의해, 그리고 결합된 형태의 2~8개, 바람직하게는 3~8개의 반응성 수소 원
자를 포함하는 1 이상의 스타터 분자를 첨가하여, 또는 루이스산, 예컨대 알킬렌 모이어티에 2~4개의 탄소 원자
를 갖는 1 이상의 알킬렌 산화물로부터의 촉매로서의 풀러토(fuller's earth), 오염화안티몬 또는 그 중에서도
에테르산플루오르화붕소의 양이온 중합에 의해 얻어진 폴리에테르 폴리올을 포함한다.
유용한 알킬렌 산화물은 예컨대 테트라히드로푸란, 1,3-산화프로필렌, 1,2-산화부틸렌, 2,3-산화부틸렌, 산화스[0034]
티렌, 바람직하게는 산화에틸렌 및 1,2-산화프로필렌을 포함한다. 알킬렌 산화물은 단독으로, 연속 교대로 또는
혼합물로서 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물에서 폴리올에 유용한 스타터 화합물은 알콜, 당 화합물, 아민, 1 이상의 아민, 1 이상의 방향[0035]
족 화합물 및 포름알데히드의 축합 생성물, 및 이의 혼합물을 포함한다.
따라서, 본 발명은 성분 A가 알콜, 당 화합물, 아민, 1 이상의 아민, 1 이상의 방향족 화합물 및 포름알데히드[0036]
의 축합 생성물, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물에 기초한 1 이상의 폴리올을 포함하는 본
발명의 조성물에 대한 선호에 관한 것이다.
유용한 스타터 분자는 알콜, 예컨대 글리세롤, 트리메틸올프로판(TMP), 펜타에리스리톨, 디에틸렌 글리콜, 당[0037]
화합물, 예컨대 수크로오스, 소르비톨, 및 또한 아민, 예컨대 메틸아민, 에틸아민, 이소프로필아민, 부틸아민,
벤질아민, 아닐린, 톨루이딘, 톨일렌디아민(TDA), 나프틸렌아민, 에틸렌디아민(EDA), 디에틸렌트리아민, 4,4'-
메틸렌디아닐린, 1,3-프로판디아민, 1,6-헥산디아민, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등을
포함한다.
공개특허 10-2015-0035746
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유용한 스타터 분자는 1 이상의 아민, 1 이상의 방향족 화합물 및 포름알데히드의 축합 생성물, 특히 포름알데[0038]
히드, 페놀 및 디에탄올아민/에탄올아민; 포름알데히드, 알킬페놀 및 디에탄올아민/에탄올아민; 포름알데히드,
비스페놀 A 및 디에탄올아민/에탄올아민; 포름알데히드, 아닐린 및 디에탄올아민/에탄올아민; 포름알데히드, 크
레솔 및 디에탄올아민/에탄올아민; 포름알데히드, 톨루이딘 및 디에탄올아민/에탄올아민; 및 포름알데히드, 톨
일렌디아민(TDA) 및 디에탄올아민/에탄올아민의 축합 생성물 등을 더 포함한다.
글리세롤, 톨일렌디아민(TDA), 수크로오스, 펜타에리스리톨, 디에틸렌 글리콜, 트리메틸올프로판(TMP), 에틸렌[0039]
디아민, 소르비톨 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 스타터 분자를 사용하는 것이 매우 특히 바람직
하다.
본 발명에 따른 조성물의 성분 A는 2 이상의 폴리올, 가장 바람직하게는 3종의 폴리올, 특히 폴리에테롤의 혼합[0040]
물을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
특히 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 조성물의 성분 A는 2종의 상이한 폴리에테롤 a1 및 a2를 포함한다.[0041]
따라서, 본 발명은, 성분 A가 1 이상의 3가 알콜에 기초한 1 이상의 폴리에테롤 a1, 특히 글리세롤, 1 이상의[0042]
아민에 기초한 1 이상의 폴리에테롤 a2, 특히 톨일렌디아민(TDA)을 포함하는 폴리에테롤 혼합물을 포함하는 본
발명에 따른 조성물에 관한 것인 것이 특히 바람직하다. 추가의 특히 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 조
성물의 성분 A는 3종의 상이한 폴리에테롤 a1, a2 및 a3을 포함한다.
따라서, 추가의 특히 바람직한 구체예에서, 본 발명은, 성분 A1가 1 이상의 3가 알콜에 기초한 1 이상의 폴리에[0043]
테롤 a1, 특히 글리세롤, 1 이상의 아민에 기초한 1 이상의 폴리에테롤 a2, 특히 톨일렌디아민(TDA), 및 1 이상
의 당 화합물에 기초한, 특히 수크로오스, 펜타에리스리톨 및 디에틸렌 글리콜을 포함하는 혼합물에 기초한, 1
이상의 폴리에테롤 a3을 포함하는 폴리에테롤 혼합물을 포함하는 본 발명에 따른 조성물에 관한 것이다.
바람직한 폴리에테롤 a1은 1 이상의 3가 알콜, 특히 글리세롤에 기초한다.[0044]
폴리에테롤 a1이 1 이상의 알킬렌 산화물, 바람직하게는 산화프로필렌 및/또는 산화에틸렌, 바람직하게는 산화[0045]
프로필렌 및 산화에틸렌으로 알콕시화되는 것이 추가로 바람직하다.
본 발명의 목적을 위해, 폴리에테롤 a1이 1700 g/몰 이상의 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 폴리에테롤 a1의[0046]
분자량은 예컨대 1700~8000 g/몰 범위, 바람직하게는 2200~7000 g/몰 범위, 더욱 바람직하게는 3000~6000 g/몰
범위에 있으며, 예컨대 4350 g/몰이다.
폴리에테롤 a1의 히드록실가(OH가)는 예컨대 10~80 mg KOH/g 범위, 바람직하게는 15~60 mg KOH/g 범위, 더욱[0047]
바람직하게는 25~45 mg KOH/g 범위에 있다.
폴리에테롤 a1의 작용가는 예컨대 1.5~6 범위, 바람직하게는 1.7~5 범위, 더욱 바람직하게는 1.9~4.5 범위에 있[0048]
다.
바람직한 폴리에테르 폴리올 a1은 당업자에게 공지되고 상기 언급된 하기 방법에 의해 얻을 수 있다.[0049]
바람직한 폴리에테롤 a2는 1 이상의 아민, 특히 톨일렌디아민(TDA)에 기초한다.[0050]
폴리에테롤 a2가 1 이상의 알킬렌 산화물, 바람직하게는 산화프로필렌 및/또는 산화에틸렌, 바람직하게는 산화[0051]
프로필렌 및 산화에틸렌으로 알콕시화되는 것이 추가로 바람직하다.
폴리에테롤 a2의 분자량은 예컨대 200~2000 g/몰 범위, 바람직하게는 250~1500 g/몰 범위, 더욱 바람직하게는[0052]
300~1000 g/몰 범위에 있으며, 예컨대 530 g/몰이다.
폴리에테롤 a2의 히드록실가(OH가)는 예컨대 100~600 mg KOH/g 범위, 바람직하게는 120~500 mg KOH/g 범위, 더[0053]
욱 바람직하게는 150~450 mg KOH/g 범위에 있다.
폴리에테롤 a2의 작용가는 예컨대 2.0~5.0 범위, 바람직하게는 2.5~4.5 범위, 더욱 바람직하게는 3.0~4.2 범위[0054]
에 있다.
바람직한 폴리에테르 폴리올 a2는 당업자에게 공지되고 상기 언급된 하기 방법에 의해 얻을 수 있다.[0055]
바람직한 폴리에테롤 a3은 바람직하게는 수크로오스, 펜타에리스리톨, 디에틸렌 글리콜을 포함하는 혼합물에 기[0056]
초한다.
폴리에테롤 a3은 1 이상의 알킬렌 산화물, 바람직하게는 산화프로필렌 및/또는 산화에틸렌, 바람직하게는 산화[0057]
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프로필렌으로 알콕시화되는 것이 추가로 바람직하다.
폴리에테롤 a3의 분자량은 예컨대 200~2000 g/몰 범위, 바람직하게는 300~1500 g/몰 범위, 더욱 바람직하게는[0058]
400~1000 g/몰 범위에 있으며, 예컨대 545 g/몰이다.
폴리에테롤 a3의 히드록실가(OH가)는 예컨대 100~600 mg KOH/g 범위, 바람직하게는 200~500 mg KOH/g 범위, 더[0059]
욱 바람직하게는 300~450 mg KOH/g 범위에 있다.
폴리에테롤 a3의 작용가는 예컨대 2.0~6.0 범위, 바람직하게는 2.5~5.5 범위, 더욱 바람직하게는 3.0~5.2 범위[0060]
에 있다.
바람직한 폴리에테르 폴리올 a3은 당업자에게 공지되고 상기 언급된 하기 방법에 의해 얻을 수 있다.[0061]
본 발명에 따라 바람직하게 사용되는, 기재된 폴리에테르 폴리올 a1, a2 및 a3의 혼합물 중 폴리에테르 폴리롤[0062]
a1의 양은 모두 a1, a2 및 a3을 포함하는 혼합물을 기준으로, 예컨대 30~60 중량% 범위, 바람직하게는 35~50 중
량% 범위, 더욱 바람직하게는 38~45 중량% 범위에 있다.
본 발명에 따라 바람직하게 사용되는, 기재된 폴리에테르 폴리올 a1, a2 및 a3의 혼합물 중 폴리에테르 폴리롤[0063]
a2의 양은 모두 a1, a2 및 a3을 포함하는 혼합물을 기준으로, 예컨대 10~40 중량% 범위, 바람직하게는 20~40 중
량% 범위, 더욱 바람직하게는 25~35 중량% 범위에 있다.
본 발명에 따라 바람직하게 사용되는, 기재된 폴리에테르 폴리올 a1, a2 및 a3의 혼합물 중 폴리에테르 폴리롤[0064]
a3의 양은 모두 a1, a2 및 a3을 포함하는 혼합물을 기준으로, 예컨대 10~40 중량% 범위, 바람직하게는 20~40 중
량% 범위, 더욱 바람직하게는 22~35 중량% 범위에 있다.
소정량의 a1, a2, a3 및 임의의 안정화제 및/또는 물을 본 발명에 따르면 100 중량%까지 첨가한다.[0065]
본 발명의 추가의 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 조성물의 성분 A는 사슬 연장제, 안정화제, 물, 촉매,[0066]
계면 활성 물질, 폼 안정화제, 셀 조절제, 충전제, 염료, 안료, 난연제, 대전 방지제, 가수분해 제어제 및/또는
정진균 및 정균 활성 물질 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 첨가제를 포함한다.
본 발명의 목적을 위해, 당업자에게 공지되고 상기 언급한 기능을 달성할 수 있는 임의의 화학적 실체를 일반적[0067]
으로 첨가제로서 사용할 수 있다.
본 발명의 목적을 위해 임의로 존재하는 안정화제는 폼 형성의 과정에서 규칙적인 셀 구조의 성장을 추가로 돕[0068]
는다.
예는 실리콘 함유 폼 안정화제, 예컨대 실록산-옥시알킬렌 공중합체 및 다른 오르가노폴리실록산을 포함한다.[0069]
또한 지방 알콜의 알콕시화 생성물, 옥소법(oxoprocess) 알콜, 지방 아민, 알킬페놀, 디알킬페놀, 알킬크레졸,
알킬레조르시놀, 나프톨, 알킬나프톨, 나프틸아민, 아닐린, 알킬아닐린, 톨루이딘, 비스페놀 A, 알킬화 비스페
놀 A, 폴리비닐 알콜, 및 또한 포름알데히드 및 알킬페놀; 포름알데히드 및 디알킬페놀; 포름알데히드 및 알킬
크레솔; 포름알데히드 및 알킬레조르시놀; 포름알데히드 및 아닐린; 포름알데히드 및 톨루이딘; 포름알데히드
및 나프톨; 포름알데히드 및 알킬나프톨; 및 포름알데히드 및 비스페놀 A; 또는 이의 2 이상의 혼합물로부터 형
성된 축합 생성물의 알콕시화 생성물을 포함한다.
1 이상의 안정화제의 사용량은 일반적으로 모두 1 이상의 폴리올, 안정화제 및 임의로 물의 총 중량을 기준으로[0070]
0.2~5 중량% 범위, 바람직하게는 0.5~4 중량% 범위에 있다.
본 발명에 따라 임의로 존재하는 사슬 연장제는 일반적으로 분자량이 60~400 g/몰이고 2개의 이소시아네이트 반[0071]
응성 수소 원자를 갖는 화합물이다. 이의 예는 부탄디올, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 및 에틸렌 글리
콜이다.
임의로 존재하는 사슬 연장제는 일반적으로 1 이상의 폴리올 및 임의로 존재하는 안정화제 및/또는 물의 총 중[0072]
량을 기준으로 0~20 중량%, 바람직하게는 2~15 중량%의 양으로 사용된다.
본 발명에 따라 임의로 존재하는 가교제는 예컨대 가교 밀도를 증가시키는 역할을 한다. 가교제는 일반적으로[0073]
분자량이 60~400 g/몰이고 2개 초과, 예컨대 3개의 이소시아네이트 반응성 수소 원자를 갖는 화합물이다. 글리
세롤이 예이다.
임의로 존재하는 가교제는 일반적으로 1 이상의 폴리올 및 임의로 존재하는 안정화제 및/또는 물의 총 중량을[0074]
기준으로 0~20 중량%, 바람직하게는 2~15 중량%의 양으로 사용된다. 임의로 존재하는 난연제는 할로겐화 또는
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할로겐 무함유 난연제일 수 있다. 바람직한 할로겐 무함유 난연제는 예컨대 폴리인산암모늄, 수산화알루미늄,
이소시아누레이트 유도체 및 알칼리 토금속의 탄산염을 포함한다. 인산염, 예컨대 트리에틸 포스페이트, 포스포
네이트, 예컨대 디에틸 N,N-디{2-히드록시에틸)아미노메틸포스포네이트, 멜라민, 멜라민 유도체, 예컨대, 멜라
민 시아누레이트 및/또는 멜라민 및 팽창성 그래파이트의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 폼은
또한 바람직하게 사용되는 할로겐 무함유 난연제 외에 추가로 폴리우레탄 화학에서 공지된 할로겐화 난연제, 예
컨대 트리크레실 포스페이트, 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트, 트리스(2-클로로프로필) 포스페이트, 테트라키
스(2-클로로에틸)에틸렌 디포스페이트, 디메틸메탄 포스포네이트, 디에틸 디에탄올아미노메틸포스포네이트 및
또한 상업적으로 입수 가능한 할로겐화 난연제 폴리올을 사용/공동 사용시 얻어질 수 있다. 이미 언급한 할로겐
치환 인산염 외에, 추가의 유기 또는 무기 난연제, 예컨대 적린, 산화알루미늄 수화물, 삼산화아티몬,
산화비소, 황산칼슘, 옥수수 전분 및/또는 임의로, 폴리이소시아네이트 중부가 생성물을 내화성으로 만드는 방
향족 폴리에스테르도 사용할 수 있다.
할로겐화 난연제, 예컨대 브롬화 에테르(lxol), 브롬화 알콜, 예컨대 디브로모네오펜틸 알콜, 트리브로모네오펜[0075]
틸 알콜 및 PHT-4-디올 및 또한 염소화 포스페이트, 예컨대 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트, 트리스(2-클로로
이소프로필) 포스페이트(TCPP), 트리스(1,3-디클로로이소프로필) 포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필) 포스
페이트 및 테트라키스(2-클로로에틸)에틸렌 디포스페이트는 일반적으로 종래 기술로부터 공지된 난연제이다.
난연제는 일반적으로 모두 1 이상의 폴리올 및 임의로 존재하는 안정화제 및/또는 물의 총 중량을 기준으로 0[0076]
중량%~60 중량%, 바람직하게는 0 중량%~50 중량%, 더욱 바람직하게는 0 중량%~40 중량%의 양으로 사용된다.
바람직한 구체예에서, 성분 A는 1 이상의 촉매를 포함한다.[0077]
성분 A에 촉매로서 사용하고 폼을 제조하기 위해 특히 반응성 수소 원자, 특히 1 이상의 폴리올의 히드록실 포[0078]
함 화합물과 1 이상의 폴리이소시아네이트의 반응에 실질적인 가속 효과를 갖는 화합물이 바람직하다.
유용한 촉매는 예컨대 유기 금속 화합물, 바람직하게는 유기 주석 화합물, 예컨대 유기 카르복실산의 주석(II)[0079]
염, 예컨대 유기 카르복실산의 아세트산주석(II), 옥토산주석(II), 에틸헥산산주석(II) 및 라우르산주석(II) 및
디알킬주석(IV) 염, 예컨대 디아세트산디부틸주석, 디라우르산디부틸주석, 말레산디부틸주석 및 디아세트산디옥
틸주석을 포함한다. 유기 금속 화합물을 단독으로 또는 강염기 아민과 함께 사용할 수 있다. 예는 2,3-디메틸-
3,4,5,6-테트라히드로피리딘과 같은 아미딘, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 디메틸벤질아민, N-메틸모르폴린, N-
에틸모르폴린, N-시클로헥실모르폴린, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸부탄디아민,
N,N,N',N'-테트라메틸헥산-1,6-디아민, 비스(디메틸디에틸아미노에틸) 에테르, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 테트
라메틸디아미노에틸 에테르, 비스(디메틸아미노프로필)우레아, 디메틸피페라진, 1,2-디메틸이미다졸, 1-아자비
시클로-[3.3.0]옥탄, 및 아미노알칸올 화합물, 예컨대 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, N-메틸디에탄올
아민, 및 N-에틸디에탄올아민 및 디메틸에탄올아민과 같이 겔 반응 외에 특히 이소시아네이트와 물의 반응을 돕
는 발포 촉매의 역할을 하는 3급 아민을 포함한다. 디아자비시클로운데칸, 1,4-디아자비시클로-[2.2.2]옥탄
(Dabco), 1-메틸이미다졸, 바람직하게는 디메틸시클로헥실아민이 겔 촉매로서 사용된다.
본 발명은 또한 폴리이소시아누레이트 반응을 증가시키는 일반 상식의 촉매(즉, PIR 촉매)를 사용할 수 있으며,[0080]
이 경우 폴리우레탄이 본 발명에 따라 형성된다. 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속 화합물, 특히 알칼리 금속
염, 예컨대 아세트산칼륨, 옥탄산칼륨 및 포름산칼륨이 예컨대 사용된다. 아세트산칼륨의 사용이 바람직하다.
본 발명에 따라 사용되는 추가의 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속 화합물은 알칼리 금속 수산화물, 예컨대
수산화나트륨, 및 알칼리 금속 알콕시드, 예컨대 나트륨 메톡시드 및 나트륨 이소프로폭시드, 및 또한 10~20개
의 탄소 원자 및 임의로 측면 OH기를 갖는 장쇄 지방산의 알칼리 금속 염을 포함한다. 다른 공지된 PIR 촉매,
예컨대 트리스(디알킬아미노알킬)-s-헥사히드로트리아진, 특히 트리스(N,N-디메틸아미노프로필)-s-헥사히드로트
리아진, 수산화테트라알킬암모늄, 예컨대 수산화테트라메틸암모늄도 가능하다.
촉매로서 디메틸시클로헥실아민을 사용하는 것이 특히 바람직하다.[0081]
임의로 존재하는 1 이상의 촉매는 1 이상의 폴리올 및 임의로 존재하는 안정화제 및/또는 물을 총 중량을 기준[0082]
으로 일반적으로 0.1~10 중량%, 바람직하게는 0.5~5 중량%의 양으로 사용된다.
본 발명의 경질 폴리우레탄 폼 제조용 조성물은 또한 성분 A로서 분자량이 1700 g/몰 이상인 1 이상의 폴리올[0083]
외에 1 이상의 발포제를 포함한다.
화학적 및/또는 물리적 발포제가 본 발명의 조성물에 존재할 수 있다.[0084]
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바람직한 화학적 발포제는 물 또는 카르복실산, 특히 포름산이다. 화학적 발포제는 1 이상의 폴리올 및 임의로[0085]
존재하는 안정화제 및/또는 물의 총 중량을 기준으로 일반적으로 0.1~10 중량%, 특히 0.5~7 중량%의 양으로 사
용된다.
1 이상의 물리적 발포제를 본 발명에 사용하는 것이 바람직하다. 물리적 발포제는 본 발명의 조성물에 용해 또[0086]
는 유화된 상태로 존재하며 폴리우레탄 형성의 조건 하에서는 기화하는 화합물이다. 이는 예컨대 탄화수소, 예
컨대 시클로펜탄 또는 시클로펜탄 포함 혼합물, 할로겐화 탄화수소, 및 다른 화합물, 예컨대 퍼플루오르화
알칸, 예컨대 퍼플루오로헥산, 클로로플루오로카본, 및 또한 에테르, 에스테르, 케톤 및/또는 아세탈을 포함한
다. 이는 1 이상의 폴리올 및 임의로 존재하는 안정화제 및/또는 물의 총 중량을 기준으로 통상적으로 1~30 중
량%, 바람직하게는 2~25 중량%, 더욱 바람직하게는 3~20 중량%의 양으로 사용된다.
따라서 본 발명은 발포제가 시클로펜탄 또는 시클로펜탄 포함 혼합물인 본 발명에 따른 조성물에 대한 선호에[0087]
관한 것이다. 예컨대, 시클로펜탄 및 물의 혼합물을 본 발명에서 발포제로서 사용할 수 있다.
성분 B:[0088]
본 발명이 조성물은 성분 B로서 1 이상의 폴리이소시아네이트를 포함하며, 상기 1 이상의 폴리이소시아네이트 B[0089]
는 11~39.5 중량%의, OH가가 100 mg KOH/g 이상인 1 이상의 폴리에테르 폴리올에 기초한 폴리이소시아네이트 프
리폴리머를 포함한다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "폴리이소시아네이트"는 2 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 의미하는 것[0090]
으로 이해되어야 한다. 유용한 유기 폴리이소시아네이트는 예컨대 지방족, 지환족 및 특히 방향족 디- 또는 폴
리이소시아네이트를 포함한다. 구체적인 예는 지방족 디이소시아네이트, 예컨대 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이
트, 2-메틸-1,5-펜타메틸렌 디이소시아네이트, 2-에틸-1,4-부틸렌 디이소시아네이트 또는 상기 C6-알킬렌 디이
소시아네이트, 1,5-펜타메틸렌 디이소시아네이트 및 1,4-부틸렌 디이소시아네이트 중 2 이상의 혼합물, 지환족
디이소시아네이트, 예컨대 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산(이소포론 디이소
시아네이트), 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4- 및 -2,6-시클로헥산 디이소시아네이트 및 또한 상
응하는 이성체 혼합물, 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 또한 상응하는 이성체 혼
합물 및 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트, 예컨대 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트(1,5-NDI), 2,4- 및
2,6-톨일렌 디이소시아네이트(TDI) 및 또한 이의 혼합물, 2,4'-, 2,2'-, 바람직하게는 4,4'-디페닐메탄 디이소
시아네이트(mMDI) 및 또한 이들 이성체 중 2 이상의 혼합물, 2 이상의 방향족 계를 갖는 폴리페닐 폴리메틸렌
폴리이소시아네이트(중합체 MDI, pMDI), 2,4'-, 2,2'- 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리페닐 폴리
메틸렌 폴리이소시아네이트(미정제 MDI)의 혼합물, 미정제 MDI 및 톨일렌 디이소시아네이트의 혼합물, 폴리페닐
폴리이소시아네이트, 카르보디이미드 개질 액체 4,4'- 및/또는 2,4-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 4,4'-디이
소시아네이토-1,2-디페닐에탄을 포함한다. 25℃에서 액체인 이소시아네이트를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
폴리이소시아네이트 성분 B가 11~39.5 중량%, 바람직하게는 12~35 중량%, 더욱 바람직하게는 12.5~33 중량%의,[0091]
OH가가 100 mg KOH/g 이상인 1 이상의 폴리에테르 폴리올에 기초한 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 포함하는
것이 본 발명의 필수 측면이다.
다른 구체예에서, 폴리이소시아네이트 성분 B는 40~100 중량%, 바람직하게는 45~100 중량%, 더욱 바람직하게는[0092]
50~100 중량%, 가장 바람직하게는 100 중량%의 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 포함한다.
폴리이소시아네이트 프리폴리머는 그 자체로 종래 기술로부터 공지되어 있다. 이는 예컨대 약 80℃의 온도에서[0093]
상기 기재된 폴리이소시아네이트를 이소시아네이트 반응성 수소 원자를 갖는 화합물, 바람직하게는 폴리올과 반
응시켜 폴리이소시아네이트 폴리올을 형성시킴으로써 공지된 방식으로 제조된다. 폴리올-폴리이소시아네이트 비
는 바람직하게는, 프리폴리머의 NCO 함량이 8~35% 범위, 바람직하게는 15~30% 범위, 더욱 바람직하게는 20~30%
범위에 있도록 선택된다.
폴리이소시아네이트 프리폴리머를 제조하기에 유용한 폴리올은 원칙적으로 성분 A에 대해 상기 언급된 폴리올,[0094]
즉 OH가가 100 mg KOH/g 이상인 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 본 발명에 따라 사용되는 프리폴리머는 예컨대
스타터 화합물로서 산화에틸렌 및/또는 산화프로필렌으로 알콕시화된, 글리세롤에 기초한 폴리에테르 폴리올을
사용하여 제조된다. 폴리이소시아네이트 프리폴리머는 바람직하게는 디프로필렌 글리콜 및/또는 폴리프로필렌
글리콜을 사용하여 제조된다.
본 발명에 따르면, 성분 B는 OH가가 100 mg KOH/g 이상인 폴리에테르 폴리올을 사용한다. 폴리에테르 폴리올의[0095]
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히드록실가(OH가)는 바람직하게는 예컨대 100~600 mg KOH/g 범위 또는 바람직하게는 150~500 mg KOH/g 범위,
더더욱 바람직하게는 200~450 mg KOH/g 범위에 있다.
성분 B에 사용되는 폴리에테롤의 작용가는 예컨대 1.5~6 범위, 바람직하게는 1.7~5 범위, 더욱 바람직하게는[0096]
1.9~4.5 범위에 있다.
추가의 구체예에서, 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 제조하는 데에 사용되는 폴리올은 원칙적으로 성분 A에[0097]
대해 상기 언급된 폴리올, 즉 폴리에테롤 및/또는 폴리에스테롤일 수 있다. 본 발명의 바람직한 프리폴리머는
이들 폴리에테롤을 적절한 디이소시아네이트 및/또는 폴리이소시아네이트와 반응시켜 제조된다. 바람직하게는
4,4'-mMDI, pMDI 또는 이의 혼합물을 적절한 폴리올, 바람직하게는 폴리프로필렌 글리콜과 반응시킨다.
본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 폴리이소시아네이트 프리폴리머는 작용가가 예컨대 1.0~4.0, 바람직하게는[0098]
2.0~3.0이다.
본 발명에 따라 바람직한 추가의 구체예에서, 성분 B는 상기 언급된 프리폴리머 함량을 갖는 1 이상의 폴리이소[0099]
시아네이트 프리폴리머 및 1 이상의 폴리이소시아네이트의 혼합물을 사용한다. 바람직한 혼합물은 폴리이소시아
네이트 프리폴리머 외에 예컨대 pMDI 및/또는 mMDI를 포함한다.
본 발명의 매우 특히 바람직한 구체예에서, 성분 B는 [0100]
임의로[0101]
NCO 함량이 31.5%이고 평균 작용가가 약 2.7인, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트와 고작용성 올리고머 및 이[0102]
성체의 혼합물과 같은 추가의 폴리이소시아네이트와 임의로 혼합된
NCO 함량이 22.9%이고 평균 작용가가 2.05인, 4,4'-mMDI, 디프로필렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜(OH가 250[0103]
mg KOH/g)의 프리폴리머(프리폴리머 함량은 31%),
또는[0104]
NCO 함량이 28.5%이고 평균 작용가가 2.4인, 4,4'-mMDI, pMDI 및 폴리프로필렌 글리콜(OH가 250 mg KOH/g)의[0105]
프리폴리머(프리폴리머 함량은 13%),
또는[0106]
NCO 함량이 29.5%이고 평균 작용가가 약 2.2인 카르보디이미드 개질 4,4'-mMDI를 포함한다. 본 발명의 조성물은[0107]
일반적으로 성분 A 및 B를, 이소시아네이트 지수가 일반적으로 50~175 범위, 바람직하게는 80~160 범위, 더욱
바람직하게는 100~150, 예컨대 120±1 범위에 있도록 하는 양으로 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명의 조성물을 반응시켜 얻을 수 있는 경질 폴리우레탄 폼에 관한 것이다.[0108]
본 발명은 또한[0109]
(1) 성분 A 및 B를 접촉시켜 반응 생성물을 얻는 단계, 및[0110]
(2) 단계 (1)에서 얻어진 반응 생성물을 발포시키는 단계[0111]
를 적어도 포함하는, 본 발명의 조성물로부터 본 발명의 경질 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법에 관한 것이다.[0112]
바람직하게는 본 발명에 따르면 그리고 당업자에게 공지된 방식에서, 단계 (1) 및 (2)를 동시에 수행한다. 즉,[0113]
성분 A 및 B를 서로 반응시키고, 형성된 반응 생성물이 발화를 거치게 한다. 반응의 완료 후에 반응 생성물의
발포를 계속시키는 것도 물론 가능하다.
본 발명의 경질 폼은 유리하게는 예컨대 고압 또는 저압 기술을 이용하여 원샷 공정으로 제조된다. 성분 A 및 B[0114]
를 접촉시키기 위해(단계 1) 2 성분 공정을 이용하는 것이 특히 유리한 것으로 밝혀졌다.
성분 A 및 B는 통상적으로 혼합되고, 15~80℃, 바람직하게는 20~60℃, 특히 20~30℃의 온도에서 임의로 승압[0115]
(elevated pressure) 하에 반응된다. 혼합은 교반기를 이용하여, 교반 스크류를 이용하여, 또는 노즐 또는 믹스
헤드에서 고압 혼합에 의해 기계적으로 실시할 수 있다.
본 발명의 단계 (2)에 따른 발포는 이어서 기재된 반응 조건 하에서 혼입된 발포제를 팽창시켜 실시된다. 발포[0116]
는, 본 발명의 경질 폴리우레탄 폼을 상응하는 기하학적 형상으로 얻기 위해 적당한 주형에서 실시할 수 있다.
공개특허 10-2015-0035746
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본 발명의 경질 폴리우레탄 폼의 밀도는 바람직하게는 20~200 kg/m
3
범위, 더욱 바람직하게는 30~100 kg/m
3
범[0117]
위, 특히 35~80 kg/m
3
범위에 있다.
본 발명의 경질 폴리우레탄 폼은 바람직하게는 압축 강도가 0.10 N/mm
2
초과이고 열 전도도가 23℃ 평균 온도에[0118]
서 27 mW/m
*
K 미만이다.
본 발명의 경질 폴리우레탄 폼은 바람직하게는 절연체, 바람직하게는 파이프 절연체로서 본 발명에 사용된다.[0119]
따라서 본 발명은 추가로 절연, 바람직하게는 파이프 절연을 위한 본 발명의 경질 폴리우레탄 폼의 용도에 관한[0120]
것이다.
본 발명은 또한 본 발명의 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 절연 파이프에 관한 것이다.[0121]
절연 파이프의 제조는 일반적으로 당업자에게 친숙하다. 가능한 공정의 예에서, 경질 폴리우레탄 폼을 제조하기[0122]
위해 성분 A 및 B의 본 발명의 조성물을 충전될 환형 갭을 갖는 매개 파이프를 둘러싸는 관형의 예비 성형된,
임의로 여러겹의, 바람직하게는 확산 억제성 필름에 바람직하게는 연속적으로 충전시켜, 성분 A 및 B를 함께 반
응시키고 반응 생성물을 발포시켜 경질 폴리우레탄 폼을 형성하고, 필름으로 둘러싸인 경질 폴리우레탄 폼을 바
람직하게는 연속적으로 압출기, 바람직하게는 고리형 압출기로 보내고, 열가소성 물질을 필름 상에 압출한다.
그 다음 형성된 절연 파이프를 예컨대 냉각 수조에 통과시켜 냉각시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 추가로 본 발명의 1 이상의 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 절연 파이프, 바람직하게는 본 발[0123]
명의 절연 파이프의 제조 방법으로서, 경질 폴리우레탄 폼을 제조하기 위한, 성분 A 및 B를 포함하는 본 발명의
조성물을 충전될 환형 갭을 갖는 매개 파이프를 둘러싸는 관형의 예비 성형된, 임의로 여러겹의, 바람직하게는
확산 억제성 필름에 바람직하게는 연속적으로 충전시켜, 성분 A 및 B를 서로 반응시키고 반응 생성물을 발포시
켜 경질 폴리우레탄 폼을 형성하고, 필름으로 둘러싸인 경질 폴리우레탄 폼을 바람직하게는 연속적으로 압출기,
바람직하게는 고리형 압출기로 보내고, 열가소성 물질을 필름 상에 압출하는 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 경질 폴리우레탄 폼의 높은 가요성으로 인해 절연 파이프의 권취는 용이하게 가능하기 때문에, 바람[0124]
직하게는 연속적으로 제조되는 파이프를 연결시킬 필요가 없다. 따라서, 길이가 50 m 초과, 바람직하게는 200 m
초과, 특히 400 m 초과인 절연 파이프를 제조할 수 있다.
매개 파이프는 예컨대 하기 재료를 기초로 할 수 있다: 금속, 특히 구리, 스테인리스강, 비합금 강 및 알루미늄[0125]
및 또한 플라스틱, 특히 가교형 폴리에틸렌(PEX). 매개 파이프 벽 두께는 통상적으로 0.5 mm~25 mm 범위에 있을
수 있다. 매개 파이프 전체 직경은 일반적으로 25~1000 mm 범위, 바람직하게는 25~400 mm 범위에 있다. 상기 경
질 폴리우레탄 폼을 매개 파이프에 부착할 수 있다. 대안적으로, 통상적인 이형제를 매개 파이프의 외면에 도포
하여 매개 파이프에 대한 경질 폴리우레탄 폼의 부착을 방지할 수 있다.
피복 파이프(jacketing pipe)는 예컨대 하기 재료에 기초할 수 있다: 열가소성 물질, 특히 HDPE 및 LDPE, 및 금[0126]
속, 예컨대 와인드 앤드 폴디 시팅(wind-and-fold sheeting).
냉각 수조에 통과시킨 후, 절연 파이프를 직경 1 m 초과, 바람직하게는 1.5 m 초과, 가장 바람직하게는 2 m 초[0127]
과의 드럼에 권취할 수 있다. 이로써 본 발명의 경질 폴리우레탄 폼이 용이하게 견딜 수 있는 외면 상의 높은
인장 부하 및 내면 상의 높은 압축 부하가 생성된다. 본 발명의 경질 폴리우레탄 폼은 인장 부하를 견디는 충분
한 가요성 및 압축 부하를 견디는 충분한 압축 강도를 갖는다.
피복 파이프는 예컨대 임의로 확산 억제성의 임의로 상기 기재된 여러겹의 필름의 1 이상의 층, 및 추가로 바람[0128]
직하게는, 바람직하게는 열가소성 물질의 더 두꺼운 층으로 이루어질 수 있다. 적절한 경우 필름을 포함하는 피
복 파이프의 전체 벽 두께는 일반적으로 1 mm~25 mm 범위에 있다.
실시예:[0129]
본 발명의 경질 폴리우레탄 폼 1, 2, 3 및 4 및 비교 폼 V5, V6, V7 및 V8을 제조하였다. 이소시아네이트 및 이[0130]
소시아네이트 반응성 성분을 발포제, 촉매 및 모든 추가의 혼합물과 함께 120±1의 지수로 발포시켰다. 발포를
위해, 10 초 동안 분당 1400 회전의 속도의 비이커 내 실험실 교반기를 이용하였다. 이 비이커 시험을 이용하여
반응 시간 및 자유 상승 밀도(free rise density)를 측정하였다. 치수 200 x 200 x 70 mm
3
의 박스 주형에 비이
커에서 교반된 반응 혼합물을 부어서 얻어진 발포 구조물에 대해 추가의 매개 변수를 측정하였다.
공개특허 10-2015-0035746
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90±10 초의 파이버 시간(fiber time) 및 52±3 g/l의 자유 유동 밀도로 제제를 모두 조정하였다.[0131]
측정 방법[0132]
DIN 53421/DIN EN ISO 604에 따라 경질 폴리우레탄 폼에 대해 압축 강도 및 압축 탄성 계수를 측정하였다.[0133]
표준 조건 하에서 24 시간 보관 후 열 전도도를 측정하였다. 시험 견본의 치수는 200 x 200 x 30 mm
3
였다. 그[0134]
다음, Hesto A50 판형 열 유량 미터를 이용하여 23℃의 평균 온도에서 열 전도도를 측정하였다.
DIN EN ISO 4590에 따라 가스 변위 비중병(pyknometer)을 이용하여 폐쇄 셀 함량을 결정하였다.[0135]
DIN 53423에 따라 3 지점 굽힘 시험을 실시하였다. 휘어짐(deflection) 한계는 30 mm였다. 최대 힘(peak[0136]
force)에서 휨 강도를 산출하였다. 파단 휘어짐은 파단 순간의 시험 견본의 중간에서의 휘어짐이다.
제제 및 시험 결과를 하기 표 1에 나타냈다. 표는, 본 발명의 경질 폴리우레탄 폼 시스템을 이용시 휘어짐 편차[0137]
가 개선되므로 폼 가요성이 개선됨을 증명한다. 경질 폴리우레탄 폼 시스템의 가장 중요한 특성인 열 전도도 및
압축 강도의 희생 없이 이러한 향상된 가요성이 달성되었다.
표 1
[0138]
달리 기재되지 않는 한, 중량%로 값을 제공한다.[0139]
하기 성분을 사용하였다:[0140]
폴리에테롤 a1: 글리세롤로 출발됨, PO/EO로 알콕시화됨, OH가 35 mg KOH/g, 작용가 2.7, 평균 분자량 4350 g/[0141]
몰
폴리에테르 a2: TDA(톨일렌디아민)로 출발됨, EO 및 PO로 알콕시화됨, OH가 390 mg KOH/g, 작용가 3.8, 평균[0142]
분자량 530 g/몰
폴리에테르 a3: 수크로오스, 펜타에리스리톨 및 디에틸렌 글리콜로 출발됨, PO로 알콕시화됨, OH가 403 mg[0143]
공개특허 10-2015-0035746
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KOH/g, 작용가 3.9, 평균 분자량 545 g/몰
안정화제: 폴리실록산 안정화제(Momentive로부터의 L 6900)[0144]
DMCHA: 디메틸시클로헥실아민[0145]
이소시아네이트 1: BASF SE로부터의 IsoPMDI 92140, NCO 함량이 31.5%이고 평균 작용가가 약 2.7인, 4,4'-디페[0146]
닐메탄 디이소시아네이트와 고작용성 올리고머 및 이성체의 혼합물
이소시아네이트 2: NCO 함량이 29.5%이고 평균 작용가가 약 2.2인 카르보디이미드 개질 4,4'-mMDI[0147]
이소시아네이트 3: NCO 함량이 22.9%이고 평균 작용가가 2.05인, 4,4'-mMDI, 디프로필렌 글리콜 및 폴리프로필[0148]
렌 글리콜(OH가 250 mg KOH/g)의 준프리폴리머; 프리폴리머 함량 31%
이소시아네이트 4: NCO 함량이 28.5%이고 평균 작용가가 2.4인, 4,4'-mMDI, pMDI 및 폴리프로필렌 글리콜(OH가[0149]
250 mg KOH/g)의 프리폴리머; 프리폴리머 함량 13%
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