KR20220121842A - 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄(pir/pur) 포함 물질에서의 화염, 연기 및/또는 독성 지연성을 개선시키기 위한 방법 - Google Patents

폴리이소시아누레이트/폴리우레탄(pir/pur) 포함 물질에서의 화염, 연기 및/또는 독성 지연성을 개선시키기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

개선된 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연성을 갖는 폴리이소시아누레이트 및/또는 폴리우레탄(PIR/PUR) 포함 물질 및 상기 PIR/PUR 포함 물질을 형성하기 위한 방법이 개시된다.
PIR/PUR 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의, < 160 g/mol의 수 평균 당량 중량 및 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 1 중량%의 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함한다.

Description

폴리이소시아누레이트/폴리우레탄(PIR/PUR) 포함 물질에서의 화염, 연기 및/또는 독성 지연성을 개선시키기 위한 방법
본 발명은 폴리이소시아누레이트 및/또는 폴리우레탄(PIR/PUR) 포함 물질에서 화염, 연기 및/또는 독성(Flame, Smoke and/or Toxicity)(FST) 지연성을 개선시키기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 추가로 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 상당한 양의 화합물을 포함하는 폴리이소시아누레이트 및/또는 폴리우레탄(PIR/PUR) 포함 물질에 관한 것이다.
보다 특히, 본 발명은 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 알릴 알코올 및/또는 말레산 및 그의 유도체의 상당한 양을 포함하는 폴리이소시아누레이트 및/또는 폴리우레탄(PIR/PUR) 포함 물질에 관한 것이다.
할로겐 함유 첨가제는 전통적으로 유기 수지에서 화재-지연제로서 사용되어 왔다. 즉, 첨가제 화합물은 플루오린, 염소 또는 브로민을 함유한다. 가장 통상적인 브로민화 수지는 강한 산화제이다. 열에 노출되는 경우, 브로민과 수지의 원자 구조의 나머지 사이의 약한 결합을 절단시켜 극도의 발열 산화 반응을 방해하는 브로민 라디칼을 형성하고, 결과적으로 화염을 억제한다. 이러한 반응은 브로민화 수지에 그의 화재-지연 특성을 제공하는 것이지만, 이러한 반응에 의해 제거되는 브로민은 이어서 수소와 반응하여 브로민화수소(HBr)를 형성한다. 브로민화 수지가 더 많은 및/또는 더 뜨거운 화염에 노출되는 경우, HBr 밀도는 증가할 수 있다. 생성된 연기는 비할로겐화 수지로부터의 연기보다 상당히 더 독성이다.
경질 폴리우레탄(PU) 발포체에서, 예를 들어, TCPP(트리클로로 프로필 포스페이트)가 널리 사용된다. 많은 PU 적용에서, 최근에는 캐나다와 같은 국가에 의해 가구 및 침구 적용에서의 사용에 대한 제한이 제안되었다. 유사하게, 미국 환경 보호청(U.S. Environmental Protection Agency)(EPA)에 의해 노력이 진행 중에 있다. 미국 소비자 제품 안전 위원회(US Consumer Product Safety Commission)(CPSC)는 잠재적 규제를 평가하고 있거나 또는 심지어 화재 지연제로서 유기-염소화 물질을 금지하는 것을 고려한다. 유럽 화학물질청(European Chemicals Agency)(ECHA)은 어린이 용품 및 주거용 가구에 대한 PU 가요성 발포체에서의 TCEP, TCPP 및 TDCP의 제한의 관점에서 공공 협의를 열었고, 이는 다른 적용으로 확장될 수 있다. 또한, "난연제 무함유 물품"을 촉진함으로써 난연제에 대한 압력이 증가하고 있다. 캘리포니아에서는, 예를 들어, 화재 지연제 무함유 절연판에 대한 압력이 있다.
최근 개발을 보면, 폴리이소시아누레이트(PIR) 및/또는 폴리우레탄(PUR) 포함 물질의 난연성 및 내연성을 개선시킬 뿐만 아니라 연기 및 독성을 감소시키는 새로운 해결책을 개발할 필요가 있다. 이러한 대안적 해결책 및/또는 화합물은 TCPP 또는 유기-할로겐 물질에 의존해서는 안되며, 폴리이소시아누레이트(PIR) 및/또는 폴리우레탄(PUR) 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 배합물에서 첨가제로서 사용하기에 적합해야 하고, 이는 최종 수득된 PIR 및/또는 PUR 포함 물질의 특성에 부정적인 영향을 미치지 않는다. 상기 화합물은 본원에서 화염, 연기 및 독성(FST) 감소 화합물로 지칭된다.
발명의 목적
본 발명의 목적은 화재에 노출될 때 효율적이고 개선된 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연성을 갖는 폴리이소시아누레이트(PIR) 및/또는 폴리우레탄(PUR) 포함 물질을 제공하는 것이다.
목적은 PIR/PUR 포함 물질 중 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 감소 화합물의 존재에 의해 달성된다.
놀랍게도, 본 발명자들은 경우에 따라 라디칼 개시제의 존재 하에 특정 에틸렌성 불포화 화합물이 화재에 노출될 때 PIR/PUR 포함 물질로부터 화염, 연기 및 독성 발생을 감소시키기 위해 상기 PIR/PUR 포함 물질에서 첨가제로서 사용될 수 있음을 발견하였다.
정의 및 용어
본 발명의 문맥에서, 하기 용어는 하기 의미를 갖는다:
1) 표현 "이소시아네이트 지수" 또는 "NCO 지수" 또는 "지수"는 백분율로서 주어진, 배합물에 존재하는 이소시아네이트-반응성 수소 원자에 대한 NCO-기의 비를 지칭한다:
Figure pct00001
다시 말해서, NCO-지수는 배합물에 사용된 이소시아네이트-반응성 수소의 양과 반응하는데 이론적으로 필요한 이소시아네이트의 양에 대한 배합물에 실제로 사용된 이소시아네이트의 백분율을 나타낸다.
본원에 사용된 바와 같은 이소시아네이트 지수는 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트-반응성 성분을 포함하는 물질을 제조하는 실제 중합 공정의 관점에서 고려된다는 것이 관찰되어야 한다. 개질된 폴리이소시아네이트(관련 기술분야에서 예비중합체로 지칭되는 이러한 이소시아네이트-유도체 포함)를 생산하기 위한 예비 단계에서 소모된 임의의 이소시아네이트 기 또는 예비 단계에서 소모된(예를 들어, 개질된 폴리올 또는 폴리아민을 생산하기 위해 이소시아네이트와 반응된) 임의의 활성 수소는 이소시아네이트 지수의 계산에서 고려되지 않는다. 실제 중합 단계에 존재하는 유리 이소시아네이트 기 및 유리 이소시아네이트-반응성 수소(사용되는 경우, 물의 수소 포함)만이 고려된다.
2) 이소시아네이트 지수 계산의 목적을 위해 본원에 사용된 표현 "이소시아네이트-반응성 화합물" 및 "이소시아네이트-반응성 수소 원자"는 이소시아네이트-반응성 화합물에 존재하는 히드록실 및 아민 기의 총 활성 수소 원자를 지칭하며; 이는 실제 중합 공정에서 이소시아네이트 지수 계산의 목적을 위해 1개의 히드록실 기가 1개의 반응성 수소를 포함하는 것으로 간주되고, 1개의 1차 아민 기가 1개의 반응성 수소를 포함하는 것으로 간주되고, 1개의 물 분자가 2개의 활성 수소를 포함하는 것으로 간주됨을 의미한다.
3) 용어 "OH가" 또는 "히드록실가"는 통상적으로 화학 물질 1 그램의 히드록실 함량과 등가인 밀리그램으로의 수산화칼륨(KOH)의 질량의 단위(mg KOH/g)로 표현되는, 화학 물질 중 유리 히드록실 기의 함량의 척도이다. 히드록실가를 측정하는데 사용되는 분석 방법은 전통적으로 피리딘 용매 중 아세트산 무수물을 사용한 물질의 유리 히드록실 기의 아세틸화를 포함한다. 반응의 완결 후, 물이 첨가되고, 남아있는 미반응 아세트산 무수물은 아세트산으로 전환되고, 수산화칼륨으로의 적정에 의해 측정된다.
4) 용어 "평균 공칭 히드록실 관능가"(또는 줄여서 "관능가")는 실제로는 일부 말단 불포화 때문에 종종 다소 적을 것이지만, 폴리올 또는 폴리올 조성물의 분자 당 히드록실 기의 수 평균이 그의 제조에 사용된 개시제(들)의 수 평균 관능가(분자 당 활성 수소 원자의 수)라는 가정 하에 이를 나타내기 위해 본원에 사용된다.
5) 단어 "평균"은 달리 나타내어지지 않는 한 수 평균을 지칭한다.
6) 본원에 사용된 "삼량체화 촉매" 또는 "PIR 촉매"는 폴리이소시아네이트로부터의 이소시아누레이트 기의 형성을 촉매(촉진)할 수 있는 촉매를 지칭한다. 이는 이소시아네이트가 서로 반응하여 이소시아누레이트 구조를 갖는 거대분자(폴리이소시아누레이트=PIR)를 형성할 수 있음을 의미한다.
7) 본원에 사용된 "폴리우레탄 촉매" 또는 "PU 촉매"는 이소시아네이트 기와 이소시아네이트 반응성 기의 반응, 예컨대, 그러나 비제한적으로 폴리이소시아네이트로부터의 폴리우레탄 기의 형성을 촉매(촉진)할 수 있는 촉매를 지칭한다.
8) 본원에 사용된 "폴리이소시아누레이트 포함 물질" 및 "PIR 포함 물질"은 50 중량% 초과, 바람직하게는 70 중량% 초과, 가장 바람직하게는 85 중량% 초과의 폴리이소시아누레이트를 포함하는 물질을 지칭한다. PIR 포함 물질은 전형적으로 180 초과, 바람직하게는 250 초과의 이소시아네이트 지수를 사용하여 제조된다.
9) 본원에 사용된 "폴리우레탄 포함 물질" 및 "PUR 포함 물질"은 50 중량% 초과, 바람직하게는 70 중량% 초과, 가장 바람직하게는 85 중량% 초과의 폴리우레탄을 포함하는 물질을 지칭한다. PUR 포함 물질은 전형적으로 180 미만의 이소시아네이트 지수를 사용하여, 바람직하게는 80-180 범위의 이소시아네이트 지수를 사용하여, 보다 바람직하게는 90-150 범위의 이소시아네이트 지수를 사용하여 제조된다.
10) "관능가"는 일반적으로 화합물 내의 관능기의 존재를 지칭한다. 단량체성 아크릴레이트 화합물의 경우, 이는 중합성 아크릴레이트 기의 양을 지칭한다. 이소시아네이트 반응성 화합물의 경우, 이는 이소-반응성 수소 원자를 함유하는 기의 양을 지칭한다.
11) 본 발명에 따른 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물(본원에서 에틸렌성 불포화 화합물로 또한 지칭된다)과 조합되어 개시된 경우에 "수 평균 당량 중량"은 화합물 내의 불포화 모이어티의 수로 나누어진 에틸렌성 불포화 화합물의 몰 질량을 지칭하고, g/mol 불포화 모이어티로 표현된다.
12) "자유 발포 밀도"는 ISO 845에 따라 (발포제의 존재 하에) 대기 조건 하에서 제조된 발포체 샘플에 대해 측정된 밀도를 지칭한다.
13) "에틸렌성 불포화 화합물" 또는 "에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물"은 (라디칼 개시제의 보조 하에 또는 보조 없이) 라디칼 중합이 대기압 하에서 50 ℃ 내지 160 ℃ 범위, 바람직하게는 90 ℃ 내지 160 ℃ 범위의 온도에서 일어나는 화합물(이로 제한된다)을 특징으로 한다.
14) "라디칼 개시제"는 온화한 조건 하에서(예를 들어, 열을 적용함으로써) 라디칼 종을 생산하고, 라디칼 반응, 예컨대 라디칼 중합 반응을 촉진할 수 있는 물질을 지칭한다. 이러한 물질은 일반적으로 낮은 결합 해리 에너지를 갖는 약한 결합을 보유한다. 전형적인 예는 아조 화합물, 퍼 옥소 화합물, 예컨대 tert-부틸 퍼옥시벤조에이트(TBPB) 및 퍼옥시드이다.
15) "활성화 온도", "개시 온도" 및 "T 개시 "는 에틸렌성 불포화 화합물의 단독중합(라디칼 중합)을 시작하는 온도를 지칭하며, 시차 주사 열량측정법(Differential Scanning Calorimetry)(DSC)에 의해 측정될 수 있다.
16) "라디칼 중합"은 광, 온도 또는 산화환원 반응에 의한 개시제의 분해를 통한 자유 라디칼의 형성을 수반하고, 그의 반응은 중합체 네트워크의 형성을 유도한다. 개시제는 에틸렌성 불포화 화합물 자체(자가중합)일 수 있거나 또는 경우에 따라 시스템에 첨가되는 또 다른 라디칼 형성 화합물(본원에서 라디칼 개시제로 지칭됨)일 수 있다. 본 발명의 문맥에서, 아크릴레이트의 라디칼 중합은 바람직하게는 온도, 예컨대 물질(예를 들어, 발포체)의 제작 공정 동안의 반응성 화합물의 발열 또는 화재에 대한 노출에 의해 개시되고, 경우에 따라 라디칼 개시제에 의해 추가로 활성화된다.
17) "반응 발열" 및 "T 반응 "은 반응의 발열을 통해 공정(예를 들어, 본 발명에 따른 PUR 및/또는 PIR 포함 발포체 형성을 위한 공정) 동안 생성되는 온도를 지칭한다.
18) "DIN 4102-1"은 건축 자재에 대한 화재 거동 등급을 정의하고 각각의 등급에 대한 요건 및 시험 방법을 명시하는 표준 시험을 지칭한다. 자재의 화재 거동이 표준에 따라 결정되는 경우, 이는 자재를 등급 A 및 등급 B 건축 자재로 나눈다:
Figure pct00002
19) "ISO 11925" 및 "EN ISO 11925-2"는 수직 배향된 시험 시편을 사용하여 0의 충격 방사조도(impressed irradiance) 하에서 직접적인 작은 화염 충돌에 의해 생성물의 발화성을 측정하기 위한 표준 시험을 지칭한다.
20) "클라인브레너(Kleinbrenner) 시험"(본원에서 B2 시험으로 또한 지칭된다)은 EN ISO 11925-2에 따라 (발포체) 샘플의 하단 가장자리에 대해 15초 동안 작은 화염이 위치되는 작은 화염 시험이다. 소정의 치수(예를 들어, 19 cm × 9 cm × 2.5 cm로 측정)를 갖는 샘플 조각(그림 1의 2 참조)이 절단되고, 절단으로부터의 모든 샘플 잔류물이 가압 공기를 사용하여 제거된다. 시험 시편이 수직으로 탑재된 시험 챔버 내부에서 시험을 수행한다. 일단 발포체가 금속 홀더에 위치되면(그림 1의 1 참조), 2 cm 화염이 발포체의 하단에 45˚ 각도로 위치되어(그림 1의 A 참조) 이를 점화시킨다.
Figure pct00003
그림 1
화염은 그곳에서 15초 동안 유지되어 샘플이 연소하는지 및 얼마나 많이 연소하는지를 관찰한다. 클라인브레너 시험 셋업은 또한 본원에서 난연성을 정량화하기 위한 화염 노출 후의 질량 손실을 계산하는데 사용되었다. 이상적으로 시험은 신뢰할 수 있는 평균 값을 수득하기 위해 추가로 5회 반복되어야 한다. 본 발명에 따른 난연성은 화염 노출 후의 (PIR/PUR) 물질의 중량 백분율 질량 손실로서 측정되고, 상기 중량 손실은 화염 노출 전의 (PIR/PUR) 물질의 총 중량에 대해 계산된다.
21) "콘 열량측정 시험"은 화재에 대한 물질 반응을 평가하기 위한 시험 방법을 지칭한다. 방법은 국제 표준 ISO 5660-1:1993(E)에 주어진 절차를 따른다. 추가로, 연기 생성 및 독성 가스 생성의 측정은 시험 동안 수행될 수 있다. 소정의 치수(예를 들어, 100 mm × 100 mm)를 갖는 시험 샘플(발포체)이 본원에서 특정 방사조도 수준에 적용된다. 샘플 두께는 50 mm를 초과하지 않아야 하며, 조사 수준은 전형적으로 25, 35 또는 50 mW로 설정된다. 샘플의 표면은 가열되고, 점화되는 열분해 기체를 방출하기 시작한다.
22) 용어 "실온"은 약 20 ℃의 온도를 지칭하며 이는 18 ℃ 내지 25 ℃ 범위의 온도를 지칭함을 의미한다. 이러한 온도는 18 ℃, 19 ℃, 20 ℃, 21 ℃, 22 ℃, 23 ℃, 24 ℃ 및 25 ℃를 포함할 것이다.
23) 달리 표현되지 않는 한, 조성물 중 성분의 중량 백분율(%중량 또는 중량%로 나타내어진다)은 그것이 존재하는 조성물의 총 중량에 대한 성분의 중량을 지칭하며, 백분율로 표현된다.
24) 용어 "연속-기포" 및 "연속 기포 함량"은 발포 물질의 연속-기포 함량을 지칭하고, ASTM D6226-10(피크노미터(Pycnometer)에 의한 연속-기포 함량)에 따라 측정되고 발포체의 총 부피에 대해 계산된 부피에 대한 %(부피%)로 표현된다.
상세한 설명
본 발명은 특정 실시양태와 관련하여 기재될 것이다.
청구범위에 사용된 용어 "포함하는"이 그 후에 열거된 수단으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다는 것이 주목되어야 하며; 이는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않는다. 따라서, 언급된 바와 같은 언급된 특징, 단계 또는 성분의 존재를 명시하는 것으로 해석되어야 하지만, 1개 이상의 다른 특징, 단계 또는 성분 또는 그의 군의 존재 또는 부가를 배제하지는 않는다. 따라서, 표현 "수단 A 및 B를 포함하는 장치"의 범위는 성분 A 및 B로만 이루어진 장치로 제한되지 않아야 한다. 이는 본 발명과 관련하여, 장치의 유일한 관련 성분이 A 및 B임을 의미한다.
본 명세서 전반에 걸쳐, "한 실시양태" 또는 "실시양태"에 대한 언급이 이루어진다. 이러한 언급은 실시양태와 관련하여 기재된 특정한 특징이 본 발명의 적어도 1개의 실시양태에 포함됨을 나타낸다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서의 어구 "한 실시양태에서" 또는 "실시양태에서"의 출현은 반드시 모두 동일한 실시양태를 지칭하는 것은 아니지만, 그럴 수는 있다. 또한, 특정한 특징 또는 특성은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 1개 이상의 실시양태에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
바람직한 실시양태 및/또는 물질이 본 발명에 따른 실시양태를 제공하기 위해 논의되었지만, 본 발명의 범위 및 취지로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변형 또는 변화가 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명은 개선된 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연성을 갖는 폴리이소시아누레이트 및/또는 폴리우레탄(PIR/PUR) 포함 물질을 제공하며, 이로써 최신 기술 유기 할로겐 화재 지연제의 사용을 회피하거나 또는 적어도 최소화한다.
놀랍게도, 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 잘-정의되고 선택된 화합물의 첨가가 PIR/PUR 포함 물질에서 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연제 화합물로서 매우 적합한 것으로 관찰되었다. 본 발명에 따르면, 이러한 잘-정의된 화합물은 PIR/PUR 포함 물질을 제조하기 위한 반응성 혼합물에 첨가된다.
따라서, 본 발명은 PIR/PUR 포함 물질에서 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연제 화합물로서 작용할 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 잘-정의된 종류의 화합물을 개시한다. 이러한 잘-정의된 종류의 화합물은, 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 이러한 화합물이 PIR/PUR 포함 물질 중에 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 상기 화합물로부터 유래하는 모든 화합물의 총 중량을 기준으로 적어도 10 중량%의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 유지하도록 선택된다. 이는 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가된 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 적어도 10 중량%가 여전히 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는다는 것을 의미한다.
실시양태에 따르면, 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 잘-정의된 종류는, PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가된 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 적어도 10 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 90 중량%, 보다 바람직하게는 20 중량% 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 30 중량% 내지 70 중량%가 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖도록 선택된다.
본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 잘-정의된 종류는 바람직하게는 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(반응 발열(T반응))보다 바람직하게는 2 ℃ 내지 40 ℃ 더 낮은 에틸렌성 불포화 화합물의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)를 갖는다.
에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물에 추가로 라디칼 개시제가 사용되는 경우, 라디칼 개시제(존재하는 경우)의 존재 하의 에틸렌성 불포화 화합물의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)는 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(반응 발열(T반응))보다 바람직하게는 2 ℃ 내지 40 ℃ 더 낮다.
실시양태에 따르면, 라디칼 개시제의 존재 또는 부재 하의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)는 PIR/PUR 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(반응 발열(T반응))보다 바람직하게는 2 ℃ 내지 40 ℃, 보다 바람직하게는 5 ℃ 내지 30 ℃, 가장 바람직하게는 5 ℃ 내지 15 ℃ 더 낮다. 라디칼 개시제의 존재 또는 부재 하의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)는 PIR/PUR 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도보다 5 ℃ - 10 ℃, 10 ℃ - 15 ℃, 15 ℃ - 20 ℃, 20 ℃ - 25 ℃, 25 ℃ - 30 ℃, 30 ℃ - 35 ℃ 더 낮을 수 있다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물에 첨가되는 본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 15 중량% 범위이다. 반응성 혼합물에 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 바람직한 양의 예는, PIR/PUR 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 11 중량% 및 12 중량%이다.
따라서, 본 발명은 개선된 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연성을 갖는, 적어도 0.2 중량%의, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함하는 PIR/PUR 포함 물질을 개시한다. 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 화재 및/또는 고온(전형적으로 200 ℃ 초과)에 노출될 때 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연제로서 작용할 것이다.
실시양태에 따르면, 개선된 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연성을 갖는 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은, PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.2 중량% 내지 27 중량%, 바람직하게는 0.4 중량% 내지 24 중량%, 보다 바람직하게는 0.6 중량% 내지 18 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함한다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 하기를 포함한다:
- PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의, < 160 g/mol, 바람직하게는 < 120 g/mol의 수 평균 당량 중량 및 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물, 및
- 경우에 따라 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 1 중량%의, 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물, 및
실시양태에 따르면, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖고, PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(반응 발열(T반응))보다 바람직하게는 2 ℃ 내지 40 ℃, 보다 바람직하게는 5 ℃ 내지 30 ℃, 가장 바람직하게는 5 ℃ 내지 15 ℃ 더 낮은, 라디칼 개시제의 존재 또는 부재 하의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)를 갖는 화합물로부터 선택되거나 유래한다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질 중의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물로부터 유래하는 화합물의 총량은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위, 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량% 범위, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 15 중량% 범위이다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물에 첨가되는 본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위이고, 그 반응성 혼합물을 사용하여 제조된 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.2 중량% 내지 27 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물을 포함하며, 이로써 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 10 중량% 내지 90 중량%가 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 가질 것임을 고려한다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물에 첨가되는 본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위이고, 그 반응성 혼합물을 사용하여 제조된 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.4 중량% 내지 24 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물을 포함하며, 이로써 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 20 중량% 내지 80 중량%가 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 가질 것임을 고려한다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물에 첨가되는 본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위이고, 그 반응성 혼합물을 사용하여 제조된 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.6 중량% 내지 21 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물을 포함하며, 이로써 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 30 중량% 내지 70 중량%가 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 가질 것임을 고려한다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물에 첨가되는 본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위, 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량% 범위, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 15 중량% 범위이고, 그 반응성 혼합물을 사용하여 제조된 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.2 중량% 내지 27 중량%, 바람직하게는 0.2 중량% 내지 18 중량%, 보다 바람직하게는 0.2 중량% 내지 13.5 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물을 포함하며, 이로써 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 10 중량% 내지 90 중량%가 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 가질 것임을 고려한다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함하며, 여기서 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 < 160 g/mol, 바람직하게는 < 120 g/mol의 수 평균 당량 중량을 갖는다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함하며, 여기서 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 단량체성 화합물이다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함하며, 여기서 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산 알릴 알코올 및/또는 말레산 및 그의 유도체 또는 혼합물로부터 선택된다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함하며, 여기서 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 펜타에리트리톨 트리-아크릴레이트(PETA), 펜타에리트리톨 테트라-아크릴레이트(PETRA), 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(EGDA), 히드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(DEGDA), 히드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(EGDMA) 및 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(DEGDMA) 및 그의 혼합물로부터 선택되거나 유래한다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 벤조일 퍼옥시드, t-부틸 퍼옥시벤조에이트(루페록스®(Luperox®)P), 디-t-부틸 퍼옥시드(루페록스® DI), tert-부틸 히드록시퍼옥시드(루페록스® TBH 70X) 및 그의 혼합물로부터 선택되는 라디칼 개시제 화합물을 포함한다.
바람직한 실시양태에 따르면, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 반응성 OH 기를 갖지 않고 352 g/mol의 분자량(88 g/eq의 당량 분자량)을 갖는 사관능성 아크릴레이트인 PETRA(펜타 에리트리톨 테트라 아크릴레이트, 화학식 Ⅰ 참조)로부터 선택된다.
Figure pct00004
(Ⅰ)
또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 PETRA(펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 화학식 Ⅰ 참조)로부터 선택되고, PETRA와 조합하여 사용되는 라디칼 개시제는 121 ℃의 10시간 반감기 온도를 갖는 루페록스® DI(tert-부틸 퍼옥시드, 화학식 Ⅱ 참조) 또는 103 ℃의 10시간 반감기 온도를 갖는 루페록스® P(t-부틸 퍼옥시벤조에이트, 화학식 Ⅲ 참조)로부터 선택된다.
Figure pct00005
(Ⅱ)
Figure pct00006
(Ⅲ)
바람직한 실시양태에 따르면, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 적어도 1개의 이소시아네이트 반응성 모이어티를 추가로 포함한다. PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 동안, 이소시아네이트 반응성 모이어티는 폴리이소시아네이트 화합물 내의 이소시아네이트 가와 반응할 수 있고, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 PIR/PUR 포함 물질의 PIR/PUR 포함 매트릭스에 혼입(가교)될 것이다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함하며, 여기서 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 적어도 1개, 바람직하게는 2 내지 8개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 포함한다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함하며, 여기서 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 PIR/PUR 포함 물질의 PIR/PUR 매트릭스에 연결된다. 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 상기 화합물의 연결은 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 동안(예를 들어, 발포 동안) 형성되고, 상기 반응은 이소시아네이트와 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물에 존재하는 이소시아네이트 반응성 기 사이에서 일어난다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함하며, 여기서 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 대기압 하에서 150 ℃ 초과, 바람직하게는 200 ℃ 초과의 비점을 갖는다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 적어도 0.01 중량% 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 중량% 내지 0.5 중량%의 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물을 포함한다. 바람직하게는 라디칼 개시제는 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 퍼옥시드 화합물, 바람직하게는 벤조일 퍼옥시드, tert-부틸 퍼옥시드 및 t-부틸 퍼옥시벤조에이트로부터 선택되는 퍼옥시드 화합물로부터 선택된다. 너무 낮은 온도(예를 들어, 실온에 너무 가깝다)에서 활성인 라디칼 개시제는 취급 안전성 문제에 더하여 불량한 발포 유동을 초래할 가능성이 있기 때문에 회피되어야 한다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 폴리이소시아누레이트(PIR) 포함 발포체, 바람직하게는 폴리이소시아누레이트(PIR) 포함 경질 발포체이다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 폴리우레탄(PUR) 포함 발포체, 바람직하게는 폴리우레탄(PUR) 포함 가요성 또는 반-가요성 발포체이다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 코팅 또는 접착제이다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 열가소성 폴리우레탄(TPU) 엘라스토머이다.
본 발명은, 하기 성분을 적어도 조합하고 혼합하여 하기:
- 1종 이상의 폴리이소시아네이트 화합물을 포함하는 폴리이소시아네이트 조성물; 및
- 1종 이상의 이소시아네이트-반응성 화합물을 포함하는 이소시아네이트-반응성 조성물; 및
- 삼량체화(PIR) 촉매 및/또는 폴리우레탄(PUR) 형성 촉매로부터 선택되는 적어도 1종의 촉매 화합물, 및
- 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖고, < 160 g/mol, 바람직하게는 < 120 g/mol의 수 평균 당량 중량을 갖는 적어도 1종의 화합물, 및
- 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물, 및
- 경우에 따라 발포제; 및
- 경우에 따라 1종 이상의 계면활성제, 1종 이상의 난연제, 1종 이상의 항산화제 또는 그의 조합
을 포함하고,
적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 모든 성분의 총 중량을 기준으로 적어도 2 중량%이고, 라디칼 개시제의 존재 또는 부재 하의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)가 PIR/PUR 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(반응 발열(T반응))보다 바람직하게는 2 ℃ 내지 40 ℃, 보다 바람직하게는 5 ℃ 내지 30 ℃, 가장 바람직하게는 5 ℃ 내지 15 ℃ 더 낮은 것을 특징으로 하는,
PIR/PUR 포함 물질을 형성하는 것을 포함하는, 폴리이소시아누레이트 및/또는 폴리우레탄(PIR/PUR) 포함 물질의 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연성을 개선시키기 위한 방법을 추가로 개시한다.
실시양태에 따르면, 에틸렌성 불포화 화합물 및 라디칼 개시제(존재하는 경우)의 조합의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)는 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(반응 발열(T반응))보다 바람직하게는 2 ℃ 내지 40 ℃, 보다 바람직하게는 5 ℃ 내지 30 ℃, 가장 바람직하게는 5 ℃ 내지 15 ℃ 더 낮다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 모든 성분의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위, 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량% 범위, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 15 중량% 범위이다. 반응성 혼합물에 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 바람직한 양의 예는 PIR/PUR 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 11 중량% 및 12 중량%이다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물에 첨가되는 본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위이고, 그 반응성 혼합물을 사용하여 제조되는 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 물질의 총 중량을 기준으로 0.2 중량% 내지 27 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물을 포함하며, 이로써 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 10 중량% 내지 90 중량%가 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 가질 것임을 고려한다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물에 첨가되는 본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위이고, 그 반응성 혼합물을 사용하여 제조되는 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.4 중량% 내지 24 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물을 포함하며, 이로써 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 20 중량% 내지 80 중량%가 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 가질 것임을 고려한다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물에 첨가되는 본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위이고, 그 반응성 혼합물을 사용하여 제조되는 PIR/PUR 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.6 중량% 내지 21 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물을 포함하며, 이로써 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 30 중량% 내지 70 중량%가 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 가질 것임을 고려한다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 혼합물에 첨가되는 본 발명에 따른 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위, 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량% 범위, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 15 중량% 범위이고, 그 반응성 혼합물을 사용하여 제조되는 PIR/PUR 포함 물질은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.2 중량% 내지 27 중량%, 바람직하게는 0.2 중량% 내지 18 중량%, 보다 바람직하게는 0.2 중량% 내지 13.5 중량%의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물을 포함하며, 이로써 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 후에, 첨가되는 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 총량의 10 중량% 내지 90 중량%가 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 가질 것임을 고려한다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질은 폴리이소시아누레이트(PIR) 포함 물질, 바람직하게는 폴리이소시아누레이트(PIR) 포함 경질 발포체이고, PIR 포함 물질을 형성하기 위한 방법은 180 이상의 이소시아네이트 지수, 보다 바람직하게는 250 초과의 이소시아네이트 지수에서 수행되고, 촉매 화합물은 적어도 1종의 삼량체화 촉매로부터 선택된다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질은 폴리우레탄(PUR) 포함 물질, 바람직하게는 폴리우레탄(PUR) 포함 발포체이고, PUR 포함 물질을 형성하기 위한 방법은 80-180 범위의 이소시아네이트 지수, 보다 바람직하게는 90-150 범위의 이소시아네이트 지수에서 수행되고, 촉매 화합물은 적어도 1종의 폴리우레탄 촉매로부터 선택된다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질은 ISO 845에 따라 측정된 < 200 kg/m3의 겉보기 밀도를 갖고, ASTM D6226-10(피크노미터에 의한 연속-기포 함량)에 따라 측정되고 발포체의 총 부피에 대해 계산된, 부피로써의 50 중량% 미만, 바람직하게는 30 중량% 미만, 보다 바람직하게는 20 중량% 미만의 연속 기포 함량을 갖는 PIR/PUR 포함 발포체이다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트 화합물은 지방족 이소시아네이트, 예컨대 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 보다 바람직하게는 방향족 이소시아네이트, 예컨대 m- 및 p-페닐렌 디이소시아네이트, 톨릴렌-2,4- 및 2,6-디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 클로로페닐렌-2,4-디이소시아네이트, 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트, 디페닐렌-4,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트-3,3'-디메틸디페닐, 3-메틸디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트 및 디페닐 에테르 디이소시아네이트, 시클로지방족 디이소시아네이트, 예컨대 시클로헥산-2,4- 및 2,3-디이소시아네이트, 1-메틸 시클로헥실-2,4- 및 2,6-디이소시아네이트 및 그의 혼합물 및 비스-(이소시아네이토시클로헥실-)메탄 및 트리이소시아네이트, 예컨대 2,4,6-트리이소시아네이토톨루엔 및 2,4,4'-트리이소시아네이토디페닐 에테르를 포함하는 복수의 이소시아네이트 기를 함유하는 유기 폴리이소시아네이트 화합물로부터 선택된다.
실시양태에 따르면, 폴리이소시아네이트 화합물은 폴리이소시아네이트의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 톨릴렌 디이소시아네이트 이성질체의 혼합물, 예컨대 2,4- 및 2,6- 이성질체의 상업적으로 입수 가능한 혼합물 및 또한 아닐린/포름알데히드 축합물의 포스겐화에 의해 생산된 디- 및 고급 폴리-이소시아네이트의 혼합물이다. 이러한 혼합물은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있고, 임의의 포스겐화 부산물과 함께 디이소시아네이트, 트리이소시아네이트 및 고급 폴리이소시아네이트를 포함하는 메틸렌 가교된 폴리페닐 폴리이소시아네이트의 혼합물을 함유하는 조 포스겐화 생성물을 포함한다.
본 발명의 바람직한 폴리이소시아네이트 조성물은 폴리이소시아네이트가 방향족 디이소시아네이트 또는 보다 높은 관능가의 폴리이소시아네이트, 특히 디이소시아네이트, 트리이소시아네이트 및 보다 높은 관능가의 폴리이소시아네이트를 함유하는 메틸렌 가교된 폴리페닐 폴리이소시아네이트의 조 혼합물인 것이다. 메틸렌 가교된 폴리페닐 폴리이소시아네이트(예를 들어, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 약어로 MDI)는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있고, n이 1 이상이고 조 혼합물의 경우에 평균 1 초과를 나타내는 일반 화학식 Ⅰ을 갖는다. 이들은 아닐린 및 포름알데히드의 축합에 의해 수득되는 폴리아민의 상응하는 혼합물의 포스겐화에 의해 제조된다.
Figure pct00007
(Ⅰ)
다른 적합한 폴리이소시아네이트 화합물은 과량의 디이소시아네이트 또는 보다 높은 관능가의 폴리이소시아네이트와 히드록실 말단 폴리에스테르 또는 히드록실 말단 폴리에테르의 반응에 의해 제조되는 이소시아네이트 말단 예비중합체 및 과량의 디이소시아네이트 또는 보다 높은 관능가의 폴리이소시아네이트와 단량체성 폴리올 또는 에틸렌 글리콜, 트리메틸올 프로판 또는 부탄-디올과 같은 단량체성 폴리올의 혼합물의 반응에 의해 수득되는 생성물을 포함할 수 있다. 이소시아네이트-말단 예비중합체의 한 바람직한 종류는 디이소시아네이트, 트리이소시아네이트 및 보다 높은 관능가의 폴리이소시아네이트를 함유하는 메틸렌 가교된 폴리페닐 폴리이소시아네이트의 조 혼합물의 이소시아네이트 말단 예비중합체이다.
실시양태에 따르면, 폴리이소시아네이트 화합물은 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 또는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 또는 이러한 폴리이소시아네이트의 혼합물을 포함하는 폴리이소시아네이트 조성물로부터 선택된다.
실시양태에 따르면, 1종 이상의 이소시아네이트 반응성 화합물은 폴리이소시아누레이트 및/또는 폴리우레탄 포함 경질 발포체의 제조를 위해 관련 기술분야에서 공지된 임의의 것을 포함한다. 50 내지 1000 mg KOH/g, 특히 150 내지 700 mg KOH/g의 평균 OH가 및 2 내지 8, 특히 3 내지 8의 히드록실(OH) 관능가를 갖는 폴리올 및 폴리올 혼합물이 경질 발포체의 제조를 위해 특히 중요하다. 적합한 폴리올은 선행 기술에 완전히 기재되어 있으며, 알킬렌 옥시드, 예를 들어 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드와 분자 당 2 내지 8개의 활성 수소 원자를 함유하는 개시제의 반응 생성물인 폴리에테르계 폴리올을 포함한다. 적합한 개시제는 다음을 포함한다: 폴리올, 예를 들어 글리세롤, 트리메틸올프로판, 트리에탄올아민, 펜타에리트리톨, 소르비톨 및 수크로스; 폴리아민, 예를 들어 에틸렌 디아민, 톨릴렌 디아민(TDA), 디아미노디페닐메탄(DADPM) 및 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리아민; 및 아미노알코올, 예를 들어 에탄올아민 및 디에탄올아민; 및 이러한 개시제의 혼합물. 다른 적합한 폴리올은 적절한 비율의 글리콜 및 보다 높은 관능가의 폴리올과 디카르복실산 또는 폴리카르복실산의 축합에 의해 수득되는 폴리에스테르계 폴리올을 포함한다. 추가의 적합한 중합체성 폴리올은 히드록실 말단 폴리티오에테르, 폴리아미드, 폴리에스테르아미드, 폴리카르보네이트, 폴리아세탈, 폴리올레핀 및 폴리실록산을 포함한다.
반응될 1종 이상의 이소시아네이트 반응성 화합물 및 1종 이상의 폴리이소시아네이트 화합물의 양은 제조될 PIR/PUR 포함 물질의 성질에 따라 달라질 것이며, 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질은 발포 물질이고 발포제는 이소부텐, 디메틸 에테르, 물, 메틸렌 클로라이드, 아세톤, 클로로플루오로카본(CFC), 히드로플루오로카본(HFC), 히드로클로로플루오로카본(HCFC), 히드로플루오로올레핀(HFO) 및 탄화수소, 예컨대 펜탄으로부터 선택될 수 있다. 사용되는 발포제의 양은, 예를 들어 발포체 생성물의 의도된 용도 및 적용 및 원하는 발포체 강성도 및 밀도를 기초로 달라질 수 있다. 발포제는 이소시아네이트-반응성 화합물(폴리올) 100 중량부 당 0.5 내지 60, 보다 바람직하게는 1 내지 45 중량부(pbw)의 양으로 존재할 수 있다.
실시양태에 따르면, PIR/PUR 포함 물질은 발포 물질이고 발포제는 물을 포함/함유하고 물의 양은 바람직하게는 15 pbw 이하의 양으로 제한된다.
실시양태에 따르면, 촉매 화합물은 반응성 조성물 중에 촉매 유효량으로 존재해야 하고, 바람직하게는 촉매 화합물은 이소시아네이트 당량수에 대한 촉매 당량수가 0.001 내지 0.4 범위, 바람직하게는 0.01 내지 0.26 또는 0.01 내지 0.24 또는 0.02 내지 0.2의 양인 양으로 존재한다.
실시양태에 따르면, 본원에 사용하기에 적합한 1종 이상의 폴리우레탄 촉매 화합물은 금속 염 촉매, 예컨대 유기주석 및 아민 화합물, 예컨대 트리에틸렌디아민(TEDA), N-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린, 트리에틸아민, N,N'-디메틸피페라진, 1,3,5-트리스(디메틸아미노프로필)헥사히드로트리아진, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, N-메틸디시클로헥실아민, 펜타메틸디프로필렌 트리아민, N-메틸-N'-(2-디메틸아미노)-에틸-피페라진, 트리부틸아민, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 헥사메틸트리에틸렌테트라아민, 헵타메틸테트라에틸렌펜타민, 디메틸아미노시클로헥실아민, 펜타메틸디프로필렌-트리아민, 트리에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 비스(디메틸아미노에틸)에테르, 트리스(3-디메틸아미노)프로필아민 또는 그의 산 블로킹된 유도체 등, 뿐만 아니라 그의 임의의 혼합물을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 촉매 화합물은 반응성 조성물 중에 촉매 유효량으로 존재해야 한다.
실시양태에 따르면, 본원에 사용하기에 적합한 1종 이상의 폴리이소시아누레이트 촉매 화합물(삼량체화 촉매)은 4차 수산화암모늄 및 염, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 수산화물, 알콕시드 및 카르복실레이트, 예를 들어 아세트산칼륨 및 칼륨 2-에틸헥소에이트, 특정 3차 아민 및 비-염기성 금속 카르복실레이트를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 촉매 화합물은 반응성 조성물 중에 촉매 유효량으로 존재해야 한다.
실시양태에 따르면, 추가로 최신 화재 지연제 화합물, 예컨대 트리에틸렌 포스페이트 또는 팽창성 흑연이 PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 반응성 조성물에 첨가될 수 있다.
성분을 첨가하고 혼합하여 PIR/PUR 포함 물질을 형성하는 많은 상이한 순서가 있다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는 화합물의 첨가 순서를 변화시키는 것이 본 발명의 범위 내에 속한다는 것을 인지할 것이다.
실시양태에 따르면, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 적어도 1종의 화합물 및 경우에 따라 라디칼 개시제 화합물(들)은 이소시아네이트 조성물을 이소시아네이트-반응성 조성물과 조합 및 혼합하기 전에 이소시아네이트 조성물에 첨가될 수 있다.
실시양태에 따르면, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 적어도 1종의 화합물 및 경우에 따라 라디칼 개시제 화합물(들)은 이소시아네이트-반응성 조성물을 이소시아네이트 조성물과 조합 및 혼합하기 전에 이소시아네이트-반응성 조성물에 첨가될 수 있다.
실시양태에 따르면, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 적어도 1종의 화합물 및 경우에 따라 라디칼 개시제 화합물(들)은 이소시아네이트 조성물 이외에도 및 이소시아네이트-반응성 조성물 이외에도 별개의 스트림으로서 반응성 조성물에 첨가될 수 있다.
실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 PIR/PUR 포함 물질은 단열, 방음 및/또는 구조용 패널, 예컨대 건축 단열 발포체 또는 예를 들어 단열 패널에서의 기기 단열 발포체에 사용될 수 있다.
실시예
사용한 화학물질
- 달톨락®(Daltolac®) R 517: 헌츠만(Huntsman)으로부터의 폴리에테르 폴리올.
- 달톨락® R 251: 헌츠만으로부터의 폴리에테르 폴리올.
- 달톨락® R 630: 헌츠만으로부터의 폴리에테르 폴리올.
- 달톨락® XR 159: 헌츠만으로부터의 폴리에테르 폴리올.
- 독일 소재의 머크(Merck)로부터의 시클로펜탄.
- 독일 소재의 머크로부터의 n-펜탄.
- 제프캣®(Jeffcat®) BDMA: 헌츠만으로부터의 아민 촉매.
- 제프캣® ZF22: 헌츠만으로부터의 아민 촉매.
- 제프캣® TR90: 헌츠만으로부터의 아민 촉매.
- K-제로(K-ZERO) 3000: 모멘티브 퍼포먼스 머터리얼즈(Momentive Performance Materials)로부터의 DMSO 중 칼륨 촉매.
- TEP: 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터의 트리에틸 포스페이트.
- 네오폴리올(Neopolyol) 240 FR: 헌츠만으로부터의 방향족 폴리에스테르 폴리올
- 테고스탭®(Tegostab®) B 8484: 독일 소재의 에보닉(Evonic)으로부터의 규소 계면활성제 발포체 안정화제.
- 테고스탭® B 8485: 독일 소재의 에보닉으로부터의 규소 계면활성제 발포체 안정화제.
- 테고스탭® B 8494: 독일 소재의 에보닉으로부터의 규소 계면활성제 발포체 안정화제.
- SR 444D: 사토머(Sartomer)로부터의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA).
- SR 295: 사토머로부터의 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETRA).
- 시그마-알드리치로부터의 히드록시에틸 아크릴레이트(HEA).
- SR 351: 사토머로부터의 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TTA).
- 시그마-알드리치로부터의 히드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA).
- SR 350D: 사토머로부터의 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(TTMA).
- 게노머®(Genomer®) 4302: 란(RAHN)으로부터의 이소시아누레이트 삼관능성 아크릴레이트.
- 게노머® 4622: 란으로부터의 방향족 육관능성 우레탄 아크릴레이트.
- 게노머® 4691: 란으로부터의 지방족 육관능성 우레탄 아크릴레이트.
- 머크로부터의 알릴 알코올.
- MA: 독일 소재의 머크로부터의 말레산 무수물.
- SA: 독일 소재의 머크로부터의 숙신산 무수물.
- TATA: 시그마-알드리치로부터의 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H, 3H, 5H)-트리온, 97%.
- 락트산: 시그마-알드리치로부터의 DL-락트산(물 중 88 %).
- 루페록스® P: 시그마-알드리치로부터의 t-부틸 퍼옥시벤조에이트.
- 루페록스® Di: 시그마-알드리치로부터의 디-tert-부틸 퍼옥시드.
- 루페록스® TBH70X: 시그마-알드리치로부터의 tert-부틸 히드로퍼옥시드(물 중 70 %)
- 벤조일 퍼옥시드: 시그마-알드리치로부터의 디벤조일 퍼옥시드(물 중 75 %).
- S5025(수프라섹®(Suprasec®) 5025): 헌츠만으로부터의 중합체성 메틸렌 디페닐 이소시아네이트(MDI).
폴리우레탄(PUR) 발포체의 제작
폴리우레탄 발포체를 하이돌프(Heidolph) 혼합기(~2500 rpm)를 사용한 고전단 하에서 5초 동안 폴리올 블렌드(이소시아네이트를 제외한 표에 열거된 모든 화학물질을 포함하여 미리 제조한다) 및 이소시아네이트를 혼합함으로써 자유 발포 조건 하에서 생산하였다. 에틸렌성 불포화 화합물이 첨가되지 않은 PUR 배합물에 대한 발포 공정의 최대 발열 온도(T반응)를 기록하기 위해 하부로부터 5 cm 떨어진 발포 금형의 중앙에 1.5 mm의 직경을 갖는 열전기쌍을 배치하였다(비교 실시예 1 & 2). 모든 PUR 발포체를 절단 및 특성화 전에 발연 후드에서 밤새 저장하였다.
MDI-HEA & MDI-PETA의 합성
MDI를 기계적 교반기 및 질소 퍼징이 장착된 3구 둥근 플라스크에 넣고 3 ppm 티오닐 클로라이드를 삼량체화 억제제로서 첨가하였다. 플라스크를 오일 조에서 70 ℃로 가열하고, 이소-반응성 기를 포함하는 에틸렌성 불포화 화합물(HEA & PETA)을 30분 내에 적가하였다. 플라스크의 내용물을 70 ℃에서 1시간 동안 유지하고, 생성물을 실온으로 냉각시키고, 밀폐 용기에 저장하였다.
클라인브레너 시험(B2 시험)
클라인브레너 시험을 사용하여 EN ISO 11925-2에 따라 발포체 샘플의 하부 가장자리에 대해 15초 동안 작은 화염을 위치시킨 상이한 샘플의 화재 지연성(FR) 성능을 비교하였다. 19 cm × 9 cm × 2.5 cm로 측정한 발포체 조각(그림 1의 2 참조)을 절단하였다. 시험 시편을 수직으로 탑재시킨 시험 챔버 내부에서 시험을 수행하였다. 일단 발포체를 금속 홀더에 위치시키면(그림 1의 1 참조), 2 cm 화염을 발포체의 하부에 45˚ 각도로 위치시켜(그림 1의 A 참조) 이를 점화시켰다.
화염을 그곳에서 15초 동안 유지시켜 발포체가 연소하는지 및 얼마나 많이 연소하는지를 관찰하였다. 상이한 시스템의 FR 성능을 비교하기 위해 클라인브레너 시험을 사용했고 시험 전후에 발포체 샘플을 칭량하여 FR 성능의 지표로서 질량 손실 백분율을 측정하였다. 보다 낮은 질량 손실은 보다 우수한 난연 성능을 나타낸다.
DSC를 사용한 에틸렌성 불포화 화합물의 중합 개시(T 개시 )의 측정:
에틸렌성 불포화 화합물의 중합 개시(T개시)를 측정하기 위해 일정 가열 속도 시차 주사 열량측정법(DSC)을 수행하였다. DSC 조사를 Q2000 TA 기기를 사용하여 수행하였다. 에틸렌성 불포화 화합물을 라디칼 개시제(적용 가능한 경우)와 예비혼합하고, 이어서 샘플 3-5 mg을 밀폐 알루미늄 팬에 밀봉하고, 10 ℃/분의 가열 속도로 0 ℃에서 280 ℃로 가열하였다.
DSC를 사용한 에틸렌성 불포화 화합물의 전환율(α)의 측정:
PUR 발포체 중의 미-반응 에틸렌성 불포화 화합물(본원에서 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물로 또한 지칭된다)의 양을 측정하기 위해 등온 시차 주사 열량측정법(DSC)을 수행하였다. DSC 조사를 Q2000 TA 기기를 사용하여 수행하였다. 분쇄된 샘플 3 mg(±5 %)을 밀폐 알루미늄 팬에 밀봉하고, 60 ℃/분의 가열 속도로 70 ℃로 가열하고 15초 동안 등온으로 유지하였다. 이어서 DSC 노(furnace)의 온도를 230 ℃에서 평형화시키고, 20분 동안 등온으로 유지하였다. 양의 열 흐름 값을 수치적으로 통합하여 총 잔류 발열을 추정한다. 하기를 사용하여 전환율을 계산하였다
Figure pct00008
수식 1
여기서, α는 에틸렌성 불포화 화합물(EUM)의 전환율이고, RES는 샘플의 잔류 발열이고, REref는 기준 발포체(에틸렌성 불포화 화합물(EUM)이 첨가되지 않은 동일한 배합물)의 잔류 발열이고, CEUMs는 에틸렌성 불포화 화합물(EUM)의 중량%이고, REEUMs는 순수한 에틸렌성 불포화 화합물(EUM) 플러스 1 중량% 루페록스® Di의 잔류 발열이다.
60 %의 전환율(α)은 반응성 조성물에 첨가된 에틸렌성 불포화 화합물의 총량을 기준으로 40 %의 에틸렌성 불포화 화합물이 비-중합 에틸렌성 불포화 화합물임을 의미한다.
본 발명에 따른 실시예 1-25 및 비교 실시예 1
표 1은 본 발명에 따른 실시예 1-12 및 비교 실시예 1을 제조하기 위해 사용된 반응성 조성물 및 사용된 성분의 양을 중량부(pbw)로, 뿐만 아니라 콘 열량측정 시험의 클라인브레너(B2) 질량 손실 백분율, THR(Total Heat Release)(총 열 방출), PHRR(Peak Heat Release Rate)(최대 열 방출율) 및 TSP(Total Smoke Production)(총 연기 생성), 베이스 배합물의 T반응(비교 실시예 1) 및 적용 가능한 경우 에틸렌성 불포화 화합물(EUM) 플러스 개시제의 T개시를 요약한다.
표 1
Figure pct00009
NA = 분석되지 않음
표 2는 본 발명에 따른 실시예 13-25 및 비교 실시예 1을 제조하기 위해 사용된 반응성 조성물 및 사용된 성분의 양을 중량부(pbw)로, 뿐만 아니라 클라인브레너(B2) 질량 손실 백분율, 베이스 배합물의 T반응(비교 실시예 1) 및 적용 가능한 경우 에틸렌성 불포화 화합물 플러스 개시제의 T개시를 요약한다.
표 2
Figure pct00010
NA = 분석되지 않음
본 발명에 따른 실시예 26-27 및 비교 실시예 2
표 3은 본 발명에 따른 실시예 26 및 27 및 비교 실시예 2를 제조하기 위해 사용된 반응성 조성물 및 사용된 성분의 양을 중량부(pbw)로, 뿐만 아니라 클라인브레너(B2) 질량 손실 백분율, 베이스 배합물의 T반응(비교 실시예 2) 및 적용 가능한 경우 에틸렌성 불포화 화합물 플러스 개시제의 T개시를 요약한다.
표 3
Figure pct00011
NA = 분석되지 않음
표 1로부터, 모든 조사된 아크릴레이트(실시예 1-12)가 열 개시제의 존재 및 부재 둘 다에서 비교 실시예 1과 비교하여 B2에서의 질량 손실을 감소시킨다는 것이 명백하다. 다양한 부하량의 라디칼 개시제를 시험하고(실시예 1-4), 전환율(α)을 평가한 PETRA의 경우에, T개시가 T반응보다 5 ℃ 더 낮고 전환율이 약 59 %(반응성 배합물에 첨가된 PETRA의 총량을 기준으로 41 %의 비-중합 PETRA가 남아있음을 의미함)인 배합물(0.1 % 루페록스® Di)에서 최상의 결과(B2 시험에서의 최저 질량 손실)를 본원에서 수득하였다. 여기서 사용된 모든 다른 아크릴레이트(실시예 5-12)에 대해, 0.1 % 루페록스® Di를 첨가하는 것은 B2의 질량 손실을 감소시켰다. 콘 열량측정 결과는 또한 총 연기 생성(TSP) 및 최대 열 방출율(PHRR)의 관점에서 유의한 개선을 보여준다.
표 2로부터, 0.1% 루페록스® Di의 존재 하에서 모든 조사된 에틸렌성 불포화 화합물이 B2에 대한 질량 손실을 감소시키는 반면, TATA의 경우에는 - 라디칼 개시제의 부재 하에 T반응과 비교하여 유의하게 더 높은 T개시를 가짐(216 ℃ 대 130 ℃) - 이것이 T개시를 T반응(130 ℃)에 더 가까운 136 ℃로 감소시키는 루페록스® Di의 존재 하에 단지 난연 성능을 개선시킨다는 것이 명백하다.
표 3은 숙신산 무수물(SA)을 말레산 무수물(MA)로 대체함으로써 - 이는 SA와 유사한 구조 플러스 에틸렌성 불포화를 가짐 - B2의 질량 손실이 비교 실시예 2의 경우의 17 %로부터 실시예 26의 경우의 약 9 %로 감소한다는 것을 보여준다. 또한, 열 개시제, 루페록스® Di를 첨가하는 것은 실시예 27의 경우 질량 손실을 약 8 %로 추가로 감소시킨다.

Claims (16)

  1. - < 160 g/mol, 바람직하게는 < 120 g/mol의 수 평균 당량 중량을 갖고, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는, 폴리이소시아누레이트 및/또는 폴리우레탄(PIR/PUR) 포함 물질의 총 중량을 기준으로 적어도 0.2 중량%의 에틸렌성 불포화 화합물, 및
    - 경우에 따라 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 1 중량%의 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물
    을 포함하고,
    적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖고 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(T반응)보다 2 ℃ 내지 40 ℃ 더 낮은, 라디칼 개시제의 존재 또는 부재 하의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)를 갖는 화합물로부터 선택되거나 유래하는 것을 특징으로 하는,
    화염 노출 전의 PIR/PUR 물질의 총 중량에 대해 계산된 화염 노출 후의 PIR/PUR 물질의 중량 백분율 질량 손실로서 측정되고, 클라인브레너 시험을 사용하여 ISO 11925-2에 따라 적어도 개선된 난연성을 갖는 PIR/PUR 포함 물질.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖고 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(T반응)보다 바람직하게는 5 ℃ 내지 30 ℃, 보다 바람직하게는 5 ℃ 내지 15 ℃ 더 낮은, 라디칼 개시제의 존재 또는 부재 하의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)를 갖는 화합물로부터 선택되거나 유래하는 것인, PIR/PUR 포함 물질.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, PIR/PUR 포함 물질 중의 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물로부터 유래하는 화합물의 총량은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위, 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량% 범위, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 15 중량% 범위인, PIR/PUR 포함 물질.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 PIR/PUR 포함 물질의 총 중량을 기준으로 0.2 중량% 내지 27 중량%, 바람직하게는 0.4 중량% 내지 24 중량%, 보다 바람직하게는 0.6 중량% 내지 21 중량% 범위인, PIR/PUR 포함 물질.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 알릴 알코올 및/또는 말레산 및 그의 유도체 또는 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 단량체성 화합물로부터 선택되는 것인, PIR/PUR 포함 물질.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 적어도 1개의 에틸렌성 비-중합 불포화 모이어티, 바람직하게는 2 내지 8개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 포함하는 것인, PIR/PUR 포함 물질.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 펜타에리트리톨 트리-아크릴레이트(PETA), 펜타에리트리톨 테트라-아크릴레이트(PETRA), 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(EGDA), 히드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(DEGDA), 히드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(EGDMA) 및 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(DEGDMA)로부터 선택되거나 유래하는 것인, PIR/PUR 포함 물질.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물 및/또는 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물로부터 유래하는 화합물은 적어도 1개의 이소시아네이트 반응성 모이어티를 포함하는 화합물로부터 유래하는 것인, PIR/PUR 포함 물질.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 비-중합 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물은 대기압 하에서 150 ℃ 초과, 바람직하게는 200 ℃ 초과의 비점을 갖는 것인, PIR/PUR 포함 물질.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 라디칼 개시제는 퍼옥시드 화합물로부터, 바람직하게는 퍼옥시드 및 히드로퍼옥시드 화합물로부터 선택되는 것인, 보다 바람직하게는 벤조일 퍼옥시드, tert-부틸 퍼옥시드, tert-부틸 히드로퍼옥시드 및/또는 t-부틸 퍼옥시벤조에이트로부터 선택되는 것인, PIR/PUR 포함 물질.
  11. 하기 성분을 적어도 조합하고 혼합하여 하기:
    - 1종 이상의 폴리이소시아네이트 화합물을 포함하는 폴리이소시아네이트 조성물; 및
    - 1종 이상의 이소시아네이트-반응성 화합물을 포함하는 이소시아네이트-반응성 조성물; 및
    - 삼량체화(PIR) 촉매 및/또는 폴리우레탄(PUR) 형성 촉매로부터 선택되는 적어도 1종의 촉매 화합물, 및
    - 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖고, < 160 g/mol, 바람직하게는 < 120 g/mol의 수 평균 당량 중량을 갖는 적어도 1종의 화합물, 및
    - 경우에 따라 1종 이상의 라디칼 개시제 화합물, 및
    - 경우에 따라 발포제; 및
    - 경우에 따라 1종 이상의 계면활성제, 1종 이상의 난연제, 1종 이상의 항산화제 또는 그의 조합
    을 포함하고,
    적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 폴리이소시아누레이트 및/또는 폴리우레탄(PIR/PUR) 포함 물질을 제조하는데 사용되는 모든 성분의 총 중량을 기준으로 적어도 2 중량%이고, 에틸렌성 불포화 화합물 및 라디칼 개시제(존재하는 경우)의 조합의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)가 PIR/PUR 포함 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(반응 발열(T반응))보다 2 ℃ 내지 40 ℃ 더 낮은 것을 특징으로 하는,
    PIR/PUR 포함 물질을 형성하는 것을 포함하는, PIR/PUR 포함 물질의 화염, 연기 및/또는 독성(FST) 지연성을 개선시키기 위한, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 에틸렌성 불포화 화합물 및 라디칼 개시제(존재하는 경우)의 조합의 라디칼 중합을 위한 개시 온도(T개시)가 PIR/PUR 물질의 제조 공정 동안 달성되는 최대 반응 온도(반응 발열(T반응))보다 5 ℃ 내지 30 ℃, 보다 바람직하게는 5 ℃ 내지 15 ℃ 더 낮은 것인, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 모이어티를 갖는 화합물의 양은 PIR/PUR 포함 물질을 제조하는데 사용되는 모든 성분의 총 중량을 기준으로 2 중량% 내지 30 중량% 범위, 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량% 범위, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 15 중량% 범위인, 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, PIR/PUR 포함 물질은 폴리이소시아누레이트(PIR) 포함 물질, 바람직하게는 폴리이소시아누레이트(PIR) 포함 경질 발포체이고, PIR 포함 물질을 형성하기 위한 방법은 180 이상의 이소시아네이트 지수, 보다 바람직하게는 250 초과의 이소시아네이트 지수에서 수행되고, 촉매 화합물은 적어도 1종의 삼량체화 촉매로부터 선택되는 것인, 방법.
  15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, PIR/PUR 포함 물질은 폴리우레탄(PUR) 포함 물질, 바람직하게는 발포체의 총 부피를 기준으로 50 중량% 미만의 연속 기포 함량을 갖는 폴리우레탄(PUR) 포함 발포체이고, PUR 포함 물질을 형성하기 위한 방법은 80-180 범위의 이소시아네이트 지수, 보다 바람직하게는 90-150 범위의 이소시아네이트 지수에서 수행되고, 촉매 화합물은 적어도 1종의 폴리우레탄 촉매로부터 선택되는 것인, 방법.
  16. 단열, 방음 및/또는 구조용 패널을 위한 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 PIR/PUR 포함 물질의 용도.
KR1020227025192A 2019-12-23 2020-12-22 폴리이소시아누레이트/폴리우레탄(pir/pur) 포함 물질에서의 화염, 연기 및/또는 독성 지연성을 개선시키기 위한 방법 Pending KR20220121842A (ko)

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