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JP2020504199A - ポリウレタンフォームの排出を低減する方法 - Google Patents

ポリウレタンフォームの排出を低減する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、以下:NC−CHR1−CONR12−X(I)、NC−CHR2−CONR3−アリール(II)、NC−CHR4−CO2H(III)、[NC−CHR5−CO2]mYm+(IV)〔式中、−XはNR6R7、OR8、CONR9R10、またはCOOR11を表し、−R1〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいされていてもよいC1−C8アルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、−Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ−mは1または2を表す〕からなる群より選択される1つ以上の化合物の存在下でイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物をジ−および/またはポリイソシアネートと反応させることによって、ポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。本発明はさらに、この方法から得ることが可能なポリウレタンに関し、そのようなポリウレタンの、例えば自動車の内装飾品での使用に関する。

Description

発明の背景
ポリウレタンフォームがアルデヒドを放出する可能性があることは先行技術から知られており、これらのアルデヒドの放出は一般的に望ましくない。これらの放出物は、例えばVDA275(フラスコ法、3時間60℃)またはVDA276(放出チャンバー試験、65℃)に従った測定において検出される。
欧州特許第2138520号と国際公開第2015082316号の両方には、ある特定のシアノアセトアミドがフォームからのホルムアルデヒドの放出を低減するのに適している可能性があることが記載されている。さらに、国際公開第2015082316号には、シアノ酢酸および3−オキソカルボン酸のある特定のエステルがそのために適している可能性があることが記載されている。
同様に、アセトヒドラジドなどのヒドラジドもホルムアルデヒドを減少させるのに適した添加剤として記載されている(欧州特許第1674515号)。ヒドラジンとイソシアネートの反応から得られるポリヒドラゾジカルボンアミドもこの目的に適している。しかし、これらは粒子の形態であり、フォームを硬くするという欠点がある。これは軟質フォームには望ましくない。同じ問題が、フォームからのホルムアルデヒド放出を減少させるために同様に適しているポリウレア分散液を使用するときにもあてはまる。
本発明の目的は、先行技術のポリウレタン/ポリウレタンフォームよりもさらに低いホルムアルデヒド放出を示すポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを提供することである。この目的は以下の方法で達成された。
本発明は、以下からなる群より選択される1つ以上の化合物の存在下で、イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物をジ−および/またはポリイソシアネートと反応させることによって、ポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法を提供する。
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)、
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよい置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕。
本発明はまた、記載の方法によって得られるポリウレタン/ポリウレタンフォームを提供する。
特に本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、ポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法を提供する。
A1 ≧15〜<260mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 任意で≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 水および/または物理的発泡剤、
A4 任意で、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤、
などの補助物質および添加物質、
A5
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−および/またはポリイソシアネート。
1kgの成分A1およびBに対する本発明の成分A5の使用量は、1〜100g、好ましくは5〜50gである(1kgの値はA1とBの和に関する)。
非常に特に好ましいのは(選択肢I)、以下を互いに反応させること含んでなる、ポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法である。
A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧15〜<260mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびBあたり1〜100g、好ましくは1kgの成分A1およびB(A1とBの和)あたり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
同様に、非常に特に好ましいのは(選択肢II)、以下を互いに反応させること含んでなる、ポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法である。
A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧15〜<260mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
d) 触媒、
e) 界面活性添加剤、
f) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびBあたり1〜100g、好ましくは1kgの成分A1およびB(A1とBの和)あたり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
発明の具体的説明
式(I)〜(IV)の化合物(成分A5)が、これまでに知られている化合物よりもアルデヒドスカベンジャーとして驚くほどより有効であることが見出された。したがって、本発明はさらに、ポリウレタン組成物における、またはそれから生じるポリウレタン/ポリウレタンフォームのホルムアルデヒド放出を低減するためのポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームの製造方法における式(I)〜(IV)の化合物の使用を提供する。
イソシアネート系フォームの製造はそれ自体公知であり、例えば、独国特許出願公開第1694142A号、独国特許出願公開第1694215A号、および独国特許出願公開第1720768A号、ならびにKunststoff-Handbuch volume VII, Polyurethanes、Vieweg and Hoechtlein編、Carl Hanser Verlag、ミュンヘン、1966年およびこの本の新版、G. Oertel編、Carl Hanser Verlag Munich、ウィーン、1993年に記載されている。
イソシアネート系フォームの製造には、以下により具体的に記載されている成分を使用することができる。
成分1
成分A1の出発成分は、≧15〜<260mg KOH/g、好ましくは≧20〜≦150mg KOH/g、特に好ましくは≧20〜≦50mg KOH/g、非常に特に好ましくは≧25〜≦40mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有する少なくとも2つのイソシアネート反応性水素原子を有する化合物である。これらには、例えば、ポリエーテルおよびポリエステル、ならびに均一ポリウレタンおよび多孔質ポリウレタンの製造についてそれ自体知られ、例えば欧州特許出願公開第0007502A号、8〜15ページに記載されているような少なくとも2つ、一般に2〜8つであるが好ましくは2〜6つのヒドロキシル基を含有するポリカーボネートおよびポリエステルアミドが含まれる。本発明によれば、少なくとも2つのヒドロキシル基を含有するポリエーテルおよびポリエステルが好ましい。少なくとも2つのヒドロキシル基を含有するポリエーテルが特に好ましい。
ポリエーテルポリオールの製造は、公知の方法、好ましくは活性水素原子を含有する多官能性出発化合物、例えばアルコールまたはアミンへのアルキレンオキシドの塩基触媒重付加によって行われる。例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、ビスフェノールA、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリトリトール、ソルビトール、スクロース、分解デンプン、水、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、アニリン、ベンジルアミン、o−およびp−トルイジン、α,β−ナフチルアミン、アンモニア、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,4−ブチレンジアミン、1,2−、1,3−、1,4−、1,5−、および/または1,6−ヘキサメチレンジアミン、o−、m−、およびp−フェニルエンジアミン、2,4−、2,6−トリレンジアミン、2,2’−、2,4−、および4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ならびにジエチレンジアミンが挙げられる。
アルキレンオキシドとして好ましく使用されるのは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、およびそれらの混合物である。アルコキシル化によるポリエーテル鎖の構築は、ただ1つのモノマーエポキシドを用いて、あるいは2つまたは3つの異なるモノマーエポキシドを用いてランダムまたはブロック様式で行うことができる。
そのようなポリエーテルポリオールを製造する方法は、「Kunststoffhandbuch、第7巻、ポリウレタン」、「Reaction Polymer」、および例えば、米国特許第1922451A号、米国特許第2674619A号、米国特許第1922459A号、米国特許第3190927A号、および米国特許第3346557A号に記載されている。
重付加は、例えばDMC触媒作用を用いて実施することもできる。DMC触媒およびポリエーテルポリオールを製造するためのその使用は、例えば米国特許第3404109号、米国特許第3829505号、米国特許第3941849号、米国特許第5158922号、米国特許第5470813号、欧州特許出願公開第700949A号、欧州特許第743093A号、欧州特許第761708A号、国際公開第97/40086A号、国際公開第98/16310A号、および国際公開第00/47649A号に記載されている。
特に好ましい実施態様では、成分A1は、少なくとも30重量%の、スターター、プロピレンオキシド、および任意でエチレンオキシドからなる少なくとも1つのポリオキシアルキルエンポリマーならびに任意でエチレンオキシドからなるエンドブロックを含有し、エンドブロックの総重量は、すべてのポリオキシアルキルエンポリマーの合計重量に対して、平均で3〜20重量%、好ましくは5〜15重量%、特に好ましくは6〜10重量%である。
記載の「単純な」ポリエーテルポリオールにくわえて、本発明による方法はポリエーテルカーボネートポリオールを使用してもよい。ポリエーテルカーボネートポリオールは、例えば、H官能性スターター物質の存在下でのエチレンオキシドとプロピレンオキシド、任意でさらなるアルキレンオキシドと二酸化炭素の触媒反応によって得ることができる(例えば欧州特許出願公開第2046861A号参照)。
ポリエステルポリオールを製造する方法は同様によく知られており、例えば2つの上記引用文献(「Kunststoffhandbuch、第7巻、ポリウレタン」、「Reaction Polymer」)に記載されているポリエステルポリオールは、とりわけ、多官能カルボン酸またはその誘導体、例えば酸塩化物または無水物と、多官能ヒドロキシル化合物との重縮合によって製造される。
使用可能な多官能性カルボン酸としては、例えばアジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、またはマレイン酸が挙げられる。
使用可能な多官能性ヒドロキシル化合物としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,12−ドデカンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパン、またはグリセロールが挙げられる。
さらに、ポリエステルポリオールの製造は、ジオールおよび/またはトリオールをスターターとしてラクトン(例えばカプロラクトン)を開環重合することによっても行うことができる。
成分A1の水酸基含有化合物として、ポリマーポリオール、PUDポリオール、およびPIPAポリオールも使用可能である。ポリマーポリオールは、ベースポリオール中のスチレンまたはアクリロニトリルなどの好適なモノマーのフリーラジカル重合によって製造された固体ポリマーを一部含有するポリオールである。PUD(ポリ尿素分散液、polyureadispersion)ポリオールは、例えば、ポリオール、好ましくはポリエーテルポリオール中で、イソシアネートまたはイソシアネート混合物と、ジアミンおよび/またはヒドラジンとのその場重合によって製造される。PUD分散液は、ポリエーテルポリオール、好ましくは三官能性スターター(例えばグリセロールおよび/またはトリメチロールプロパン)のアルコキシル化によって製造されるポリエーテルポリオールでの、75重量%〜85重量%の2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)と15〜25重量%の2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)のイソシアネート混合物と、ジアミンおよび/またはヒドラジンとの反応によって製造されるのが好ましい。PUD分散液を製造するための方法は、例えば米国特許第4,089,835号および米国特許第4,260,530号に記載されている。PIPAポリオールは、ポリイソシアネート−ポリ付加(polyisocyanate−polyaddition)によってアルカノールアミンで変性されたポリエーテルポリオールであり、ここで、ポリエーテルポリオールは、2.5〜4の官能性および≧3mg KOH/g〜≦112mg KOH/gのヒドロキシル価を有する(数平均分子量500〜18 000)。PIPAポリオールは、英国特許出願公開第2072204A号、独国特許出願公開第3103757A1号、および米国特許第4374209A号に詳細に記載されている。
成分A2
成分A2として任意で使用されるのは、少なくとも2つのイソシアネート反応性水素原子および≧260〜<4000mg KOH/g、好ましくは≧400〜≦3000mg KOH/g、特に好ましくは≧1000〜≦2000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有する化合物である。
これらには、ヒドロキシル基および任意でアミノ基、チオール基、またはカルボキシル基を有する化合物、好ましくはヒドロキシル基および任意でアミノ基を含有する化合物が含まれる。これらの化合物は、好ましくは2〜8つ、特に好ましくは2〜4つのイソシアネート反応性水素原子を有する。
これらは、例えば低分子量ジオール(例えば1,2−エタンジオール、1,3−もしくは1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール)、トリオール(例えばグリセロール、トリメチロールプロパン)、テトラオール(例えばペンタエリトリトール)、ヘキサオール(例えばソルビトール)、またはアミノアルコール(エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン)でありうる。
しかし、それらはまた、短鎖ポリエーテルポリオール、ポリエーテルカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエステルカーボネートポリオール、ポリチオエーテルポリオール、ポリアクリレートポリオール、またはポリカーボネートポリオールでもありうる。
これらのポリマーの製造(反応物、方法)については、A1に関して上記したことを参照されたい。
成分A2の化合物のさらなる例は、欧州特許出願公開第0007502A号の16〜17ページに記載されている。
成分A3
成分A3として使用されるのは、水および/または物理的発泡剤である。物理的発泡剤としては、例えば、発泡剤として二酸化炭素および/または揮発性有機物質が使用される。
成分A4
成分A4として使用されるのは、
a) 触媒(活性剤)、
b) 乳化剤やフォーム安定剤などの表面活性添加物質(界面活性剤)、特に、例えばTegostab(登録商標)LFシリーズの製品などの放出が少ないもの
c) 反応抑制剤(例えば、塩酸などの酸性物質または有機酸ハロゲン化物)、気泡調整剤(cell regulators)(例えば、パラフィンまたは脂肪族アルコールまたはジメチルポリシロキサン)、顔料、染料、難燃剤(例えば、リン酸トリクレジル)、エージングおよび風化作用に対する安定剤、可塑剤、静真菌性物質および静菌性物質、充填剤(例えば、硫酸バリウム、珪藻土、カーボンブラックチョーク、または沈降炭酸石灰)、ならびに離型剤などの添加物
などの補助物質および添加物質である。
任意の共使用のためのこれらの補助物質および添加物質は、例えば欧州特許出願公開第0000389A号の18〜21ページに記載されている。本発明による任意の共使用のための補助物質および添加物質のさらなる例、ならびにこれらの補助物質および添加物質の使用方法および機能に関する詳細は、Kunststoff-Handbuch、第VII巻、G. Oertel編、Carl-Hanser-Verlag、Munich、第3版、1993年、例えば104〜127ページに記載されている。
好ましい触媒は、脂肪族第三級アミン(例えばトリメチルアミン、テトラメチルブタンジアミン)、脂環式第三級アミン(例えば1,4−ジアザ[2.2.2]ビシクロオクタン)、脂肪族アミノエーテル(例えばジメチルアミノエチルエーテルやN,N,N−トリメチル−N−ヒドロキシエチルビスアミノエチルエーテル)、脂環式アミノエーテル(例えばN−エチルモルホリン)、脂肪族アミジン、脂環式アミジン、尿素、尿素の誘導体(例えばアミノアルキル尿素、例えば欧州特許出願公開第0176013A号を参照)、特に(3−ジメチルアミノプロピルアミン)尿素)、およびスズ触媒(例えば酸化ジブチルスズ、ジラウリン酸ジブチルスズ、オクチル酸スズ)である。
特に好ましい触媒は、a)尿素、尿素の誘導体、および/またはb)上記アミンおよびアミノエーテルであり、アミンおよびアミノエーテルは、イソシアネートと化学反応を起こす官能基を含むことを特徴とする。官能基は、ヒドロキシル基、または第一級もしくは第二級アミノ基であることが好ましい。これらの特に好ましい触媒は、強く減少した移動および放出特性を示すという利点を有する。特に好ましい触媒の例としては、(3−ジメチルアミノプロピルアミン)尿素、1,1’−((3−(ジメチルアミノ)プロピル)イミノ)ビス−2−プロパノール、N−[2−[2−(ジメチルアミノ)エトキシ]エチル]−N−メチル−1,3−プロパンジアミン、および3−ジメチルアミノプロピルアミンが挙げられる。
成分A5
成分A5は、次からなる群より選択される化合物を含んでなる:
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)、
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕。
好ましい変形では、ラジカルR1〜R12はそれぞれ互いに独立して、HまたはC−Cアルキル基を表す。特に好ましい変形では、ラジカルR1、R2、R4、およびR5は互いに独立してHを表し、ラジカルR3およびR6〜R12は互いに独立して、HまたはC−Cアルキル基を表す。
化合物(I)〜(IV)のうち、化合物(I)および(II)が本発明による方法での使用に好ましい。
成分B
成分Bとしては、例えばW. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie、562、75〜136ページによって記載されているような脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族、および複素環式ポリイソシアネート、例えば式(V)のものが使用される:
Q(NCO) (V)
〔式中、
n=2〜4、好ましくは2〜3、
および
Qは、2〜18個、好ましくは6〜10個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカル、4〜15個、好ましくは6〜13個の炭素原子を有する脂環式炭化水素ラジカル、または8〜15個、好ましくは8〜13個の炭素原子を有する芳香脂肪族炭化水素ラジカルである〕。
ここで懸念されるのは、例えば、欧州特許出願公開第0007502A号、7〜8ページに記載されているようなポリイソシアネートである。一般に、容易に工業的に入手可能なポリイソシアネート、例えば2,4−および2,6−トリレンジイソシアネートならびにこれらの異性体の任意の所望の混合物(「TDI」)、アニリン−ホルムアルデヒド縮合およびそれに続くホスゲン化によって調製されるポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「粗製MDI」)、ならびにカルボジイミド基、ウレタン基、アロファネート基、イソシアヌレート基、尿素基、またはビウレット基を含有するポリイソシアネート(「変性ポリイソシアネート」)、特に2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネートまたは4,4’−および/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートから誘導されるそれらの変性ポリイソシアネートが特に好ましい。成分Bとして好ましくは、2,4−および2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−および2,4’−および2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環式MDI」)からなる群から選択される少なくとも1つの化合物が使用される。
成分Bとして非常に特に好ましく使用されるのは、次からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物である。
a) 45重量%〜90重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 10重量%〜55重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 0重量%〜45重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン。
代替的に非常に特に好ましい実施態様において成分Bとして使用されるのは、次からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物である。
a) 35重量%〜45重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 1重量%〜5重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 50重量%〜64重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン。
ポリウレタンフォームを製造する方法の性能
反応成分は、多く場合機械的手段によって、例えば欧州特許出願公開第355000A号に記載されているものを用いて、それ自体知られている一段階法、プレポリマー法、またはセミプレポリマー法によって反応する。本発明に従ってやはり好適な加工装置の詳細は、Vieweg and Hoechtlen編、Carl-Hanser-Verlag、ミュンヘン、1993年、Kunststoff-Handbuch、第VII巻、例えば、139〜265ページに記載されている。
PURフォームは成型フォームとしてもスラブ材フォームとしても製造することができる。
成型フォームは、熱硬化または常温硬化(cold curing)によって製造することができる。
したがって本発明は、ポリウレタンフォームを製造する方法を提供し、この方法によって製造されたポリウレタンフォームを提供し、成型品またはスラブ材を製造するための前記フォームの使用を提供し、かつ成型品/スラブ材自体を提供する。
本発明に従って得られるポリウレタンフォームは、例えば家具クッション材、布地の挿入物(textile inserts)、マットレス、自動車の座席、ヘッドレスト、アームレスト、スポンジ、および構造要素、さらには座席および計器パネルのトリムに使用され、70〜130、好ましくは80から120の指数を有し、密度は4〜600kg/m、好ましくは60〜120kg/m(軟質フォーム)または好ましくは15〜55kg/m(半軟質フォーム)である。
指数(イソシアネート指数)は、化学量論的な、すなわち計算されたイソシアナート基(NCO)量に対する実際に使用されたイソシアネート量のパーセンテージ比を示す。
指数=[(使用イソシアネート量):(計算イソシアネート量)]・100 (VI)
第1の実施態様では、本発明は、以下からなる群より選択される1つ以上の化合物の存在下でイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物をジ−および/またはポリイソシアネートと反応させることによってポリウレタンを製造する方法に関する:
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)、
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕。
第2の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、ポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 ≧15〜<260mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 任意で、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 水および/または物理的発泡剤、
A4 任意で、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤、
などの補助物質および添加物質、
A5
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)、
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−および/またはポリイソシアネート。
本発明の第3の実施態様では、本発明は、 1kgのイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物ならびにジ−および/またはポリイソシアネートに対する化合物(I)〜(IV)の使用量は、1〜100g、好ましくは5〜50g(請求項1)、1kgの成分A1およびBに対する成分A5の使用量は1〜100g、好ましくは5〜50g(請求項2)である、実施態様1または2による方法に関する。
本発明の第4の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様2または3によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の≧15〜<260mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB当たり1〜100g、好ましくは1kgの成分A1およびB当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
本発明の第5の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様2または3によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧15〜<260mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびBあたり1〜100g、好ましくは1kgの成分A1およびB(A1とBの和)あたり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
本発明の第6の実施態様では、本発明は、ポリウレタン組成物における、またはポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法における、そこから生じるポリウレタン/ポリウレタンフォームのホルムアルデヒド放出を減少させるための以下からなる群より選択される1つ以上の化合物の使用に関する。
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)、
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕。
本発明の第7の実施態様では、本発明は、化合物(I)〜(IV)において、R1〜R12がそれぞれ互いに独立して、HまたはC−Cアルキル基を表す実施態様1〜6による方法または使用に関する。
本発明の第8の実施態様では、本発明は、R1、R2、R4、およびR5が互いに独立してHを表す請求項7に記載の方法または使用に関する。
本発明の第9の実施態様では、本発明は、イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物(成分A1)として、少なくとも2つの水酸基含有ポリエーテルが、任意で少なくとも2つの水酸基含有ポリエステルと混ざって使用される実施態様1〜5、7、または8のいずれかによる方法に関する。
本発明の第10の実施態様では、本発明は、イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物からなる成分(成分A1)が、少なくとも30重量%の、スターター、プロピレンオキシドおよびエチレンオキシドおよびエチレンオキシドからなるエンドブロックからなる少なくとも1つのポリオキシアルキレン共重合体を含有し、EOからなる前記エンドブロックの合計重量が、すべてのポリオキシアルキレン共重合体の合計重量に対して、平均で3〜20重量%、好ましくは5〜15重量%、特に好ましくは6〜10重量%である実施態様1〜5、7〜9のいずれかによる方法に関する。
本発明の第11の実施態様では、本発明は、ジ−および/またはポリイソシアネート成分(成分B)として、次からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される実施態様1〜5または7〜10のいずれかによる方法に関する。
a) 45重量%〜90重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 10重量%〜55重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 0重量%〜45重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン。
本発明の第12の実施態様では、本発明は、ジ−および/またはポリイソシアネート成分(成分B)として、以下からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される実施態様1〜5または7〜10のいずれかによる方法に関する。
a) 35重量%〜45重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 1重量%〜5重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 50重量%〜64重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン。
本発明の第13の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様4、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
本発明の第14の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様4、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、HまたはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
本発明の第15の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様4、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R、R、R、およびRはそれぞれ互いに独立してHを表し、RおよびR〜R12はそれぞれ互いに独立してHまたはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
本発明の第16の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様4、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、HまたはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化され、成分Bとして、
a) 45重量%〜90重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 10重量%〜55重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 0重量%〜45重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される。
本発明の第17の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様4、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、HまたはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化され、成分Bとして、
a) 35重量%〜45重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 1重量%〜5重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 50重量%〜64重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される。
本発明の第18の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様4、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R、R、R、およびRはそれぞれ互いに独立してHを表し、RおよびR〜R12はそれぞれ互いに独立してHまたはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化され、成分Bとして、
a) 45重量%〜90重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 10重量%〜55重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 0重量%〜45重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される。
本発明の第19の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様4、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R、R、R、およびRはそれぞれ互いに独立してHを表し、RおよびR〜R12はそれぞれ互いに独立してHまたはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化され、成分Bとして、
a) 35重量%〜45重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 1重量%〜5重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 50重量%〜64重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される。
本発明の第20の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様5、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
本発明の第21の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様5、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立してHを表し、またはそれぞれ互いに独立してHもしくはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
本発明の第22の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様5、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R、R、R、およびRはそれぞれ互いに独立してHを表し、RおよびR〜R12はそれぞれ互いに独立してHまたはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている。
本発明の第23の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様5、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立してHを表し、またはそれぞれ互いに独立してHもしくはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化され、成分Bとして、
a) 45重量%〜90重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 10重量%〜55重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 0重量%〜45重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される。
本発明の第24の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様5、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R〜R12はそれぞれ互いに独立してHを表し、またはそれぞれ互いに独立してHもしくはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化され、成分Bとして、
a) 35重量%〜45重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 1重量%〜5重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 50重量%〜64重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される。
本発明の第25の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様5、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質、
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R、R、R、およびRはそれぞれ互いに独立してHを表し、RおよびR〜R12はそれぞれ互いに独立してHまたはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化され、成分Bとして、
a) 45重量%〜90重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 10重量%〜55重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 0重量%〜45重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される。
本発明の第26の実施態様では、本発明は、以下を互いに反応させること含んでなる、実施態様5、9、または10によるポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法に関する。
A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧20〜≦150mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
a) 触媒、
b) 界面活性添加物質、
c) 顔料および/または難燃剤
などの補助物質および添加物質
A5 1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
NC−CHR−CONR12−X (I)、
NC−CHR−CONR−アリール (II)、
NC−CHR−COH (III)、
[NC−CHR−COm+ (IV)
〔式中、
− XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
− R、R、R、およびRはそれぞれ互いに独立してHを表し、RおよびR〜R12はそれぞれ互いに独立してHまたはC−Cアルキル基を表し、
− Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
− mは1または2を表す〕
からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
B ジ−またはポリイソシアネート。
ここで、組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化され、成分Bとして、
a) 35重量%〜45重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
b) 1重量%〜5重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
c) 50重量%〜64重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される。
本発明の第27の実施態様では、本発明は、実施態様1〜5または7〜26にいずれかによる方法によって得られるポリウレタン/ポリウレタンフォームに関する。
本発明の第28の実施態様では、本発明は、4〜600kg/m(軟質/半軟質ポリウレタンから(from))、好ましくは60〜120kg/m(軟質ポリウレタンフォーム)および好ましくは15〜55kg/m(半軟質フォーム)の密度を有する実施態様27によるポリウレタン/ポリウレタンフォームに関する。
本発明の第29の実施態様では、本発明は、家具クッション材、テキスタイルインレイ、マットレス、自動車の座席、ヘッドレスト、アームレスト、スポンジ、ヘッドライニング、ドアトリム、シートカバー、または構成要素を製造するための実施態様27または28によるポリウレタン/ポリウレタンフォームに関する。
試験方法
DIN EN ISO3386−1に従ってフォームの膨張方向(expansion direction)で、フォームの圧縮強さ、ダンピング、および見かけ密度を決定した。試験片は体積が5×5×5cmであった。2kPaの予荷重が確立された。前進速度は50mm/分であった。
ヒドロキシル価はDIN53240に従って測定した。
連続気泡含有量はAccuPyc1330ガス置換ピクノメーターで測定した。
報告されているガラス転移点は、DIN EN ISO6721−2B(ねじり振り子法)によるtanδの最大値である。
アルデヒド放出の測定
VDA275は、Verband der Automobilindustrie(VDA)組織の標準化された試験方法である。出願日現在のバージョンがここで使用されている。
a) 測定方法1(VDA275によるボトル法)
容量1リットルのガラスボトルに50ミリリットルの水を入れる。40×10×2cmの寸法を有するフォームシートは、フォームがボトルの底で水溶液と接触しないように蓋から自由に吊り下げて固定される。ボトルを閉じて再循環空気乾燥キャビネットに60℃で3時間保存する。ボトルを室温に冷やし、フォームを取り出す。水溶液のアリコートを、3mMリン酸酸性化アセトニトリル中の0.3mmol/リットルのジニトロフェニルヒドラジン(DNPH)の溶液と反応させる。水溶液の組成は、以下に記載されるアルデヒドのヒドラゾンについてのLC−MS/MSによって分析される。各フォーム品質について3本のボトルを分析する。各試験実行に対して、フォームのないさらなる3本のボトルを同時分析する。測定値から平均基準値を引く。フォーム1キログラム当たりのそれぞれのアルデヒドの放出はこれに基づいて推定される。これはフォームのkg当たりのアルデヒドのmgで報告されている。
b) 測定方法2(改変ボトル法)
容量1リットルのガラスボトルに、25ミリリットルの水と、3ミリモルのリン酸酸性化アセトニトリル中の0.3ミリモル/リットルのジニトロフェニルヒドラジン(DNPH)の25ミリリットルの溶液を入れる。DNPHの含有量はボトル当たり7.5μmolである。40×10×4cmの寸法を有するフォームシートは、フォームがボトルの底で水溶液と接触しないように蓋から自由に吊り下げて固定される。ボトルを閉じて再循環空気乾燥キャビネットに65℃で3時間保存する。ボトルを室温に冷やし、フォームを取り出し、水溶液の組成をLC/MS−MSによって下記のアルデヒドのヒドラゾンについて分析する。各フォーム品質について3本のボトルを分析する。各試験実行に対して、フォームのないさらなる3本のボトルを同時分析する。測定値から平均基準値を引く。フォーム1キログラム当たりのそれぞれのアルデヒドの放出はこれに基づいて推定される。これはフォームのkg当たりのアルデヒドのmgで報告されている。
試験の説明
ポリウレタンフォームの製造は、ポリオール配合物Aとイソシアネート成分Bとを混合することによって行われる。
報告されているOH価は、出願日現在のバージョンのDIN53240に従って得られる。
試験シリーズ1:例えば吸音用の軟質フォームの成型
原材料の説明
A1−1: 4.8kg/molのモル重量、35mg KOH/gのOH価、および<50重量%のエチレンオキシドの含有量を有するグリセロール開始ポリアルキレンオキシドと、4kg/molのモル重量および28mg KOH/gのOH価を有するプロピレングリコール開始ポリアルキレンオキシドとの、重量比が55:45のポリエーテル混合物
A2−1: トリエタノールアミン
A3−1: 水
A4−1: Isopur N黒色ペースト、から(from)市販
A4−2:Tegostab B8734 LF2フォーム安定剤、Evonik Nutrition & Care, Essenから市販
A4−3: 気泡開放剤(cell-opener)として使用される37mg KOH/gのOH価および≧50重量%のエチレンオキシド含有量を有するグリセロール開始ポリアルキレンオキシド
A4−4: Jeffcat(登録商標)DPA(Huntsmanから市販)とDabco(登録商標)NE300(Air Productsから市販)との、(重量による)比が6:1の触媒混合物
A5−1: DEG(ジエチレングリコール)中のシアノ酢酸67%
B−1: 1.24kg/lの密度、323g/kgのイソシアネート含有量、および0.05Pa*sの粘度を有するMDI異性体と同族体の混合物。4,4’−MDIの含有量は55重量%である。2,2’−MDI、2,4’−MDI、および4,4’−MDIの合計は70重量%である。
Figure 2020504199
フォームの製造
イソシアナート基のイソシアネート反応性基に対する比に100を乗じたものが、指数として記載されている。以下の試験は常に同じ指数を用いて製造されたフォームを比較する。2つの試験シリーズにおいて、100未満の指数(過剰のイソシアネート反応性基)および100を超える指数が確立された。
Figure 2020504199
Figure 2020504199
フォームを製造するために、必要量のポリオールを最初にシートメタル底部を有する厚紙ビーカー(容量:約850ml)に入れ、標準的な攪拌ディスク(d=64mm)を取り付けた攪拌手段(Pendraulik)を用いて4200rpmで45秒間空気を充填した。
イソシアネート/イソシアネート混合物/プレポリマーを好適なビーカーに量り取り、再び空にする(流出時間:3秒)。まだ湿った内壁を有するこのビーカーの風袋を測り、報告されているイソシアネート量で再充填する。イソシアネートをポリオール配合物に添加する(流出時間:3秒)。混合物を、攪拌手段(Pendraulik)を用いて5秒間激しく混合する。混合の開始時にストップウォッチを開始し、そこから特徴的な反応時間を読み取る。約93gの反応混合物を、1.6dmの体積および23℃の温度を有するテフロンフィルム裏打ちアルミニウムの箱型に注ぐ。その型を閉じてロックする。6分後、型のロックを解除し、減圧し、型の蓋が成型によって上げられた高さ[mm]によって型の圧力を定性的に評価する。離型されたフォームクッションを、反応の完全性および外被と細孔構造について定性的に評価する。
反応速度はビーカーに残った反応混合物を用いて決定する。
混合物の膨張が観察できたとき、クリームタイムが達成されている。
木のへらで軽くたたくことによって、上昇するフォームの表面からひも(string)を引くことができたとき、ファイバータイムが達成されている。代替的に、塊がスパチュラ上に形成する。
フォームが最終的に膨張しなくなったとき、ライズタイムが達成されている。ここで、いくつかの系は再び上昇する前にいくらかたるむ傾向があるということが留意されるべきである。
Figure 2020504199
フォームの調整
製造後、フォームはすべて、20〜23℃のドラフトチャンバーに7日間保存した。
一部のフォームはアルミホイルで包装し、アルデヒド放出を測定する前に90℃の循環空気乾燥キャビネットに保存した。これらのフォームは「エージングを経た(aged)」と記す。
フォームの機械的特性評価
圧縮強さは発泡方向に平行な40%圧縮で測定した。2kPaの予荷重が確立された。前進速度は50mm/分であった。
Figure 2020504199
Figure 2020504199
Figure 2020504199
アルデヒド放出
測定方法1(VDA275によるボトル法
Figure 2020504199
指数を大きくするとアルデヒド放出が減少するというよく知られた効果が見られる。同じ指数では、本発明によるフォームは中程度から著しく減少したアルデヒド放出を示す。
試験方法2(改変ボトル法)
Figure 2020504199
改変法はホルムアルデヒドの透明度(visibility)を上げる。驚くべきことに、エージングによって、初期の好ましい(positive)、高い指数の効果が反転する。
エージング前後のシアノ酢酸の添加はホルムアルデヒドの放出に良い効果をもたらす。
試験シリーズ2:例えば吸音用の半硬質スラブ材フォーム
(欧州特許第1674515号からのデリミテーション(delimitation))
原材料の説明
(A1/A2)−1: 1.8kg/molの当量および31mg KOH/gのOH価を有するグリセロール/ソルビトール共開始(co-started)ポリアルキレンオキシド、0.1kg/molの当量および560mg KOH/gのOH価を有するグリセロール開始ポリアルキレンオキシド、ならびに0.2kg/molの当量および280mg KOH/gのOH価を有するプロピレングリコール開始ポリアルキレンオキシドとの、重量比が38:50:12のポリエーテル混合物
A2−2: グリセロール
A3−1: 水
A4−5: ポリエーテル−ポリジメチルシリコーンフォーム安定剤
A4−6: 触媒:オレイン酸とジメチルアミノプロピルアミン(1:1モル)の反応生成物
A5−2: アセチルヒドラジド
A5−3: シアノアセトヒドラジド
A5−4: DHBH:ヒドラジン水和物と環状炭酸プロピレン(1:2モル)の反応生成物
A5−5: CMPA:2−シアノ−N−メチル−N−フェニルアセトアミド
A5−6: KCA:シアノ酢酸カリウム
B−2: 1.22kg/lの密度、322g/kgのイソシアネート含有量、および0.05Pa*sの粘度を有するMDI異性体と同族体の混合物。4,4’−MDIの含有量は47重量%である。2,2’−MDI、2,4’−MDI、および4,4’−MDIの合計は70%である。
Figure 2020504199
ポリオール配合物中の添加剤A5
Figure 2020504199
含有量は重量%で表示されている。DHBHはヒドラジン水和物と環状炭酸プロピレン(1:2モル)の反応生成物であり、KCAはシアノ酢酸カリウムK[NC−CH−COである。CMPAは2−シアノ−N−メチル−N−フェニルアセトアミドNC−CH−CO−N(CH)(C)である。
フォームはすべて、90の指数で製造されている。
フォームの機械的特性評価
Figure 2020504199
圧縮強さは発泡方向に平行な10%圧縮で測定した。
本発明の実施例は、アセチルヒドラジドの使用と比較してわずかに良好な弾性で幾分高い硬度を示す。これは自動車のヘッドライニングなどのサンドイッチ部品のコアプライ(core ply)として使用するのに有利である。
連続気泡含有量はAccuPyc1330ガス置換ピクノメーターで測定した。
Figure 2020504199
本発明の実施例は、アセチルヒドラジドの使用と比較して幾分高い連続気泡含有量を示す。これは吸音用途に使用するのに有利である。
試験方法2(改変ボトル法)による放出量
Figure 2020504199
結果は文献を裏付ける。アセチルヒドラジドは原則としてフォームからのホルムアルデヒド放出を減らすのに適している。しかし、シアノアセチル尿素および他のシアノ酢酸誘導体は有意により効果的である。
90Dおよび90Eの実験では、アセトアルデヒドの放出は0.6mg/kg(比較90V5)から、それぞれ0.5および0.3mg/kgに減少した。
試験シリーズ3:例えばヘッドライニング用半硬質スラブ材フォーム
(欧州特許第2138520号からのデリミテーション(delimitation))
原材料の説明
(A1/A2)−2: 1.8kg/molの当量および31mg KOH/gのOH価を有するグリセロール/ソルビトール共開始(co−started)ポリアルキレンオキシド、0.1kg/molの当量および560mg KOH/gのOH価を有するグリセロール開始ポリアルキレンオキシド、ならびに0.2kg/molの当量および280mg KOH/gのOH価を有するプロピレングリコール開始ポリアルキレンオキシドとの、重量比が39:49:12のポリエーテル混合物
A2−2: グリセロール
A3−1: 水
A4−5: シリコーンフォーム安定剤
A4−6: オレイン酸とジメチルアミノプロピルアミン(1:1モル)の反応生成物
A5−3: シアノアセトヒドラジド
A5−7: シアノアセトアミド
B2−2: 1.22kg/リットルの密度、322g/kgのイソシアネート含有量、および0.05Pa*sの粘度を有するMDI異性体と同族体の混合物。4,4’−MDIの含有量は47重量%である。2,2’−MDI、2,4’−MDI、および4,4’−MDIの合計は70%である。
Figure 2020504199
シアノアセトアミドは気泡開放剤として知られている。したがって、シアノアセトアミドを含有したフォームが不安定であり、ある場合には崩壊したことは驚くべきことではない。フォーム80V2、90V6、および100V2の場合、発泡剤含有量は0.5重量部増加し、1.5重量部のJeffcat DPAを添加してほぼ同等の見かけ密度を得た。
添加剤A5の使用量
比較試験80V1、90V6、110V1、および110V1では、添加剤を使用しなかった。
Figure 2020504199
フォームの速度論的特性評価
Figure 2020504199
Figure 2020504199
Figure 2020504199
シアノアセチルヒドラジドを添加剤として使用することを含んでなる試験は、100の指数においてフォームの崩壊という結果になる。指数が110の試験は行わなかった。
フォームの機械的特性評価
Figure 2020504199
Figure 2020504199
Figure 2020504199
Figure 2020504199
Figure 2020504199
ホルムアルデヒド放出量(量はすべて、mg/kgのフォーム)
Figure 2020504199
Figure 2020504199
Figure 2020504199
Figure 2020504199
ホルムアルデヒド減少量(量はすべて、ホルムアルデヒドのミリモル/モルの添加剤)
Figure 2020504199
Figure 2020504199
Figure 2020504199
Figure 2020504199
結果は文献を裏付ける。シアノアセトアミドはホルムアルデヒドの放出を減らすのに適している。
シアノアセチルヒドラジドがホルムアルデヒド放出を減らすのに同様に適しているだけではないことは明らかである。これは特にエージング後に当てはまる。
シアノアセチルヒドラジドの使用によって、より広い指数範囲でフォームを製造することも可能になる。フォームはより簡単に顧客の要求に合わせられるので、これは工業的使用にとって非常に有利である。
試験シリーズ4:軟質成型フォーム
(欧州特許第2138520号からのデリミテーション(delimitation))
原材料の説明
A1−2: 6.1kg/molのモル重量、28mg KOH/gのOH価、および<50重量%のエチレンオキシド含有量を有するグリセロール開始ポリアルキレンオキシド
A2−3: ジエタノールアミン
A3−1: 水
Evonik Nutrition & Care、Essenから市販のTegostab(登録商標)B8734 LF2フォーム安定剤
A4−3: 37mg KOH/gのOH価および≧50重量%のエチレンオキシド含有量を有するグリセロール開始ポリアルキレンオキシド(気泡開放剤)
A4−7: Jeffcat(登録商標)ZR50(Huntsmanから市販)とDabco(登録商標)NE300(Air Productsから市販)の(重量)比が4:1の触媒混合物
A5−3: シアノアセトヒドラジド
A5−7: シアノアセトアミド
B1−3: 1.24kg/リットルの密度、325g/kgのイソシアネート含有量、および0.03Pa*sの粘度を有するMDI異性体と同族体の混合物。4,4’−MDIの含有量は60重量%である。2,2’−MDI、2,4’−MDI、および4,4’−MDIの合計は83重量%である。
Figure 2020504199
2つの成分AとBが100の指数を反応させた。
シアノアセトアミドA5−7およびシアノアセトヒドラジドA5−3の使用量はそれぞれ7.1および6.0mmol/kgのフォームである。
例に記載された投入材料は、常温硬化(cold-cure)法における軟質成型ポリウレタンフォームの製造に慣用の加工方法で一段階過程において互いに反応させる。24℃の温度で反応混合物を、60℃に加熱し、予め離型剤(PURA E1429H NV(Chem−Trend))でコーティングされた金属型(容積9.7dm)に入れる。使用量は、所望の見かけ密度および型容量に応じて採用される。成型物を型から取り出し、4分後にしぼり出した。4時間後、成型物をアルミニウム複合フィルム中に密封した。
ホルムアルデヒド放出量を方法2に従って決定した。
Figure 2020504199
アセトアルデヒド放出は、添加剤なしで0.6mg/kgである。両添加剤はアセトアルデヒドの放出を0.3mg/kgの検出限界未満にまで減少させる。
ここでも、シアノアセトアミドがホルムアルデヒドの放出を減らすのに適していることが明らかである。
ここでも、シアナセチヒドラジドがさらにもっと効果的である。

Claims (15)

  1. イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物を、ジ−および/またはポリイソシアネートと、
    NC−CHR−CONR12−X (I)、
    NC−CHR−CONR−アリール (II)、
    NC−CHR−COH (III)、
    [NC−CHR−COm+ (IV)、
    〔式中、
    − XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
    − R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいていてもよいアリール基を表し、
    − Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
    − mは1または2を表す〕
    からなる群より選択される1つ以上の化合物の存在下で反応させることによって、ポリウレタンを製造する方法。
    置換されていてもよい置換されていてもよい
  2. ポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法であって、
    A1 ≧15〜<260mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
    A2 任意で、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
    A3 水および/または物理的発泡剤、
    A4 任意で、
    a)触媒、
    b)界面活性添加物質、
    c)顔料および/または難燃剤
    などの補助物質および添加物質、
    A5
    NC−CHR−CONR12−X (I)、
    NC−CHR−CONR−アリール (II)、
    NC−CHR−COH (III)、
    [NC−CHR−COm+ (IV)
    〔式中、
    − XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
    − R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいされていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
    − Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
    − mは1または2を表す〕
    からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
    B ジ−および/またはポリイソシアネート
    を互いに反応させること含んでなる、方法。
  3. 1kgの前記イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物ならびに前記ジ−および/またはポリイソシアネートに対する前記化合物(I)〜(IV)の使用量が1〜100g、好ましくは5〜50gであり(請求項1)、かつ1kgの前記成分A1およびBに対する前記成分A5の使用量が1〜100g、好ましくは5〜50g(請求項2)である、請求項1または2に記載の方法。
  4. A1 75〜99.0重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧15〜<260mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
    A2 0〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
    A3 0.5〜24.5重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
    A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
    a) 触媒、
    b) 界面活性添加物質、
    c) 顔料および/または難燃剤、
    などの補助物質および添加物質、
    A5 1kgの成分A1およびB当たり1〜100g、好ましくは1kgの成分A1およびB(A1とBの和)当たり5〜50gの、
    NC−CHR−CONR12−X (I)、
    NC−CHR−CONR−アリール (II)、
    NC−CHR−COH (III)、
    [NC−CHR−COm+ (IV)
    〔式中、
    − XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
    − R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいされていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
    − Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
    − mは1または2を表す〕
    からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
    B ジ−またはポリイソシアネート
    を互いに反応させること含んでなり、
    組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている、請求項2または3に記載のポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法。
  5. A1 25〜45重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧15〜<260mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
    A2 20〜74重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、≧260〜<4000mg KOH/gのDIN53240によるOH価を有するイソシアネート反応性水素原子を含有する化合物、
    A3 0.5〜25重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の水および/または物理的発泡剤、
    A4 0.5〜10重量部(成分A1〜A4の重量部の総和に対する)の、
    a) 触媒、
    b) 界面活性添加物質、
    c) 顔料および/または難燃剤
    などの補助物質および添加物質、
    A5 1kgの成分A1およびBあたり1〜100g、好ましくは1kgの成分A1およびB(A1とBの和)あたり5〜50gの、
    NC−CHR−CONR12−X (I)、
    NC−CHR−CONR−アリール (II)、
    NC−CHR−COH (III)、
    [NC−CHR−COm+ (IV)
    〔式中、
    − XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
    − R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいされていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
    − Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
    − mは1または2を表す〕
    からなる群より選択される1つ以上の化合物、ならびに
    B ジ−またはポリイソシアネート、
    を互いに反応させること含んでなり、
    組成物中の成分A1+A2+A3+A4の重量部の総和が合計で100になるように、成分A1〜A4の報告されているすべての重量部は正規化されている、請求項2または3に記載のポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法。
  6. ポリウレタン組成物における、またはポリウレタン、好ましくはポリウレタンフォームを製造する方法における、そこから生じるポリウレタン/ポリウレタンフォームのホルムアルデヒド放出を減少させるための、
    NC−CHR−CONR12−X (I)、
    NC−CHR−CONR−アリール (II)、
    NC−CHR−COH (III)、
    [NC−CHR−COm+ (IV)、
    〔式中、
    − XはNR、OR、CONR10、またはCOOR11を表し、
    − R〜R12はそれぞれ互いに独立して、H、置換されていてもよいC−Cアルキル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、
    − Yは一価または二価のカチオンを表し、かつ
    − mは1または2を表す〕
    からなる群より選択される1つ以上の化合物の使用。
  7. 前記化合物(I)〜(IV)において、R1〜R12がそれぞれ互いに独立して、HまたはC−Cアルキル基を表す、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法または使用。
  8. R1、R2、R4、およびR5が互いに独立してHを表す、請求項7に記載の方法または使用。
  9. 前記イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物(成分A1)として、少なくとも2つの水酸基含有ポリエーテルが、任意で少なくとも2つの水酸基含有ポリエステルと混ざって使用される、請求項1〜5、7および8のいずれか一項に記載の方法。
  10. イソシアネート反応性水素原子を含有する化合物からなる前記成分(成分A1)が、少なくとも30重量%の、スターター、プロピレンオキシドおよびエチレンオキシドおよびエチレンオキシドからなるエンドブロックからなる少なくとも1つのポリオキシアルキレン共重合体を含有し、エチレンオキシドからなる前記エンドブロックの合計重量が、すべてのポリオキシアルキレン共重合体の合計重量に対して、平均で3〜20重量%、好ましくは5〜15重量%、特に好ましくは6〜10重量%である、請求項1〜5および7〜9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記ジ−および/またはポリイソシアネート成分(成分B)として、
    a) 45重量%〜90重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
    b) 10重量%〜55重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
    c) 0重量%〜45重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
    からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される、請求項1〜5および7〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記ジ−および/またはポリイソシアネート成分(成分B)として、
    a) 35重量%〜45重量%の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
    b) 1重量%〜5重量%の2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/または2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ならびに
    c) 50重量%〜64重量%のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(「多環MDI」)、および/または2,2’−、2,4’−、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートをベースとする、および/もしくはpMDIをベースとするカルボジイミド、ウレトジオン、またはウレトジオンイミン
    からなるジフェニルメタンジイソシアネート混合物が使用される、請求項1〜5および7〜10のいずれか一項に記載の方法。
  13. 請求項1〜5および7〜12のいずれか一項に記載の方法によって得られる、ポリウレタン/ポリウレタンフォーム。
  14. 4〜600kg/m(軟質/半軟質ポリウレタンフォーム)、好ましくは60〜120kg/m(軟質ポリウレタンフォーム)、および好ましくは15〜55kg/m(半軟質フォーム)の密度を有する、請求項13に記載のポリウレタン/ポリウレタンフォーム。
  15. 家具クッション材、テキスタイルインレイ、マットレス、自動車の座席、ヘッドレスト、アームレスト、スポンジ、ヘッドライニング、ドアトリム、シートカバー、または構成要素を製造するための、請求項13または14に記載の前記ポリウレタン/ポリウレタンフォームの使用。
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