CZ20021811A3

CZ20021811A3 - Pěnový polymer na bázi isokyanátu se zvýšenou tvrdostí a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ20021811A3
Application number: CZ20021811A
Authority: CZ
Inventors: Heumen Jeffrey D. Van; Paul V. Farkas; Romeo Stanciu
Original assignee: Woodbridge Foam Corporation
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-03-12
Also published as: MXPA02012835A; JP2004505140A; DE60141502D1; AU7622601A; AU777710B2; NO20022418D0; BR0107276B1; EP1248809A1; CA2394563C; EP1248809B1; WO2002010247A1; US20080269369A1; US7939574B2; BR0107276A; US20020061936A1; ATE460445T1; CA2394563A1; PL356275A1

Description

Pěnový polymer na bázi isokyanátů se zvýšenou tvrdostí a způsob jeho výroby

Oblast techniky

V jednom ze svých aspektů se předkládaný vynález týká pěnového polymeru na bázi isokyanátů, který má zlepšené vlastnosti tvrdosti. V dalším aspektu se předkládaný vynález týká způsobu přípravy takových pěnových polymerů na bázi isokyanátů. V ještě dalším z jeho aspektů se předkládaný vynález týká způsobu pro zlepšení vlastností tvrdosti pěn na bázi isokyanátů. V ještě dalším z jeho aspektů se předkládaný vynález týká disperze dendritických makromolekul a sloučeniny obsahující aktivní vodík, užitečné při přípravě pěnového polymeru na bázi isokyanátů.

Dosavadní stav techniky

Polymery na bázi isokyanátů jsou v oboru známy. Obecně osoba znalá oboru chápe polymery na bázi isokyanátů jako polyurethany, polymočoviny, polyisokyanuráty a jejich směsi.

V oboru je také známá příprava pěnových polymerů na bázi isokyanátů. Jistě jednou z výhod polymerů na bázi isokyanátů ve srovnání s ostatními polymerními systémy je to, že polymerace a pěnování mohou nastat in sítu. To má za výsledek schopnost tvarovat polymer v okamžiku formování a expanze.

Jeden z běžných způsobů přípravy polyurethanové pěny je znám jako „jednorázová technika. Při tomto způsobu jsou isokyanát, vhodný polyol, katalyzátor, voda (která působí jako reaktivní „nadouvací činidlo a může být popřípadě doplněna jedním nebo více fyzikálními nadouvadly) a ostatní přísady smíchány dohromady jakmile se použijí, například při nárazovém míchání (např. vysokým tlakem). Obecně, má-li být připravena polymočovina, bude polyol nahrazen vhodným polyaminem. Polyisokyanurát může být výsledkem cyklotrimerace isokyanátových složek. V oboru jsou známé urethanem modifikované polymočoviny nebo polyisokyanuráty. V rámci druhého scénáře jsou reaktanty velmi rychle dobře smíchány za použití vhodných míchacích technik.

Jiný způsob přípravy pěnových polymerů na bázi isokyanátu je znám jako „předpolymerový způsob. Při tomto způsobu je připraven předpolymer reakcí polyolu a isokyanátu (v případě polyurethanu) v inertní atmosféře za vytvoření kapalného polymeru zakončeného reaktivními skupinami (např. isokyanátovými skupinami a částicemi s aktivním vodíkem). Pro přípravu pěnového polymeru je předpolymer pečlivě smíchán s polyolem (v případě přípravy polyurethanu) nebo polyaminem (v případě přípravy modifikované polymočoviny) o nižší molekulové hmotnosti za přítomnosti vytvrzovacího činidla a jiných přísad, jak je potřeba.

Bez ohledu na použitý způsob je v oboru známo začlenění plniva do reakční směsi. Obvykle jsou plniva do pěnových polymerů zavedeny vnesením plniva do jedné nebo obou složek představovaných kapalným isokyanátem a kapalnou aktivní vodík obsahující sloučeninou (tj. polyolu v případě polyurethanu, polyaminů v případě polymočoviny atd.). Obecně začlenění plniva slouží k propůjčení tak zvaných zátěžových technických vlastností výslednému pěnovému produktu.

Povaha a relativní množství plniva použitého v reakční směsi se do jisté míry může lišit v závislosti na požadovaných fyzikálních vlastnostech pěnového polymerního produktu a • ·

• · omezeních daných způsobem míchání, stabilitou systému a omezeních daných zařízením (např. z důvodu, že velikost částic plniva je neslučitelná s úzkými kanálky, tryskami a podobnými zařízeními).

Jeden známý pěnového produktu zahrnuje použití způsob začlenění pevného materiálu do za účelem zlepšení vlastností tvrdosti disperze polyol-pevné částice, zvláště disperze ve formě robouvaného polyolového kopolymerů. Jak je v oboru známo, robouvané polyolové kopolymery jsou polyoly, výhodně polyetherové polyoly, které obsahují jiné organické polymery. Je známo, že takové roubované polyolové kopolymery jsou užitečné pro propůjčení tvrdosti (tj . zátěžové technické vlastnosti) výsledné polyurethanové pěně ve srovnání s použitím polyolů, které nejsou modifikovány zabudováním organických polymerů. V rámci roubovaných polyolových kopolymerů existují dvě hlavní kategorie, o které se může jednat:

(i) polyolové kopolymery rostoucí řetězcově, a (ii) polyolové kopolymery rostoucí v krocích.

Polyolové kopolymery s rostoucím řetězcem jsou obecně připraveny polymerací volných radikálů (dále radikálovou polzmerací) z monomerů v polyolovém nosiči za vzniku polymeru volných radikálů (dále radikálového polymeru) dispergovaného v polyolovém nosiči. Běžně, může být radikálová polymerace založena na akrylonitrilu nebo styrén-akrylonitrilu (SAN). Obsah pevných částic polyolu je příznačně až do asi 60 %, obvykle v rozmezí od asi 15 % do asi 40 % hmotnostních celkové hmotnosti kompozice (tj . radikálového polymeru a polyolového nosiče). Obecně mají tyto řetězcově rostoucí polyolové kopolymery viskozitu v rozsahu od asi 2000 do asi 8000 mPa.s. Když jsou připravovány takové řetězcově rostoucí polyolové • · • · • · · • · · · • · · · kopolymery, je známo, jak způsobit roubování polyolových řetězců na radikálový polymer.

V krocích rostoucí polyolové kopolymery jsou charakterizovány následovně:

(i) PHD (polymerní polymočovinové disperzní) polyoly, (ii) PÍPA (polyisokyanátové polyadiční) polyoly, a (iii) epoxidové disperze polyolů.

PHD polyoly jsou disperze polymočovinových částic v běžných polyolech a obecně jsou vytvářeny reakcí diaminu (např. hydrazinu) s diisokyanátem (např. toluendiisokyanátem) za přítomnosti polyetherpolyolů. Obsah pevných částic PHD polyolů je příznačně až do asi 50 % hmotnostních, obvykle v rozmezí od asi 15 do asi 40 % hmotnostních z celkové hmotnosti kompozice (tj . částic polymočoviny a polyolového nosiče). Obecně mají PHD polyoly viskozitu v rozmezí od asi 2000 do asi 6000 mPa.s. PÍPA polyoly jsou podobné PHD polyolům, ale obsahují místo částic polymočovinových částice polyurethanové. Polyurethanové částice jsou v PÍPA polyolech vytvářeny in šitu reakcí isokyanátu a alkanolaminu (např. triethanolaminu). Obsah pevných částic v PÍPA polyolech je příznačně až do asi 80 % hmotnostních, obvykle v rozsahu od asi 15 do asi 70 % hmotnostních celkové hmotnosti kompozice (tj. polyurethanových částic a polyolového nosiče). Obecně mají PÍPA polyoly viskozitu v rozmezí od asi 4000 do asi 50 000 mPa.s. Viz například US patenty 4 374 209 a 5 292 778. Epoxidové disperze polyolů jsou založeny na disperzích síťovaných epoxidových pryskyřic běžně na bázi polyolů. Epoxidové částice jsou účelově vysokomodulové pevné částice se zlepšenými vazebnými charakteristickými vlastnostmi vodíku.

Další informace týkající se užitečných roubovaných kopolymerů polyolů je možno najít v práci autorů Herrington a

• · ·· ·· ftft • · · · · · · ft ftftftft · · · • ······ · · • · · · · · •ft «· ······

Hock, „Flexible Polyurethane Foams, kapitola 2 (1997) a odkazech tam uváděných.

Navzdory pokroku učiněnému v oboru, existuje stále trvající potřeba vývoje nových způsobů propůjčení zátěžových technických vlastností. Zvláště mnoho dřívějších přístupů v oboru, o kterých je zde pojednáváno dříve, zahrnuje použití relativně drahých materiálů (např. roubovaných kopolymerů polyolů popsaných dříve), které může být složité při použití v zařízení průmyslové velikosti. Tudíž je žádoucí mít způsob propůjčení zátěžových technických vlastností, který může být pohodlně aplikován na polyurethanové pěny jako alternativu k běžným technikám propůjčení zátěžových technických vlastností, není relativně drahý a/nebo zlepšuje jiné vlastnosti polyurethanové pěny a/nebo může být zahrnut do existujícího schématu přípravy bez velkých obtíží.

Podstata vynálezu

Předmětem předkládaného vynálezu je poskytnout nový pěnový polymer na bázi isokyanátů, který odstraňuje nebo zmírňuje nejméně jednu z dříve uvedených nevýhod dosavadního stavu techniky.

Dalším předmětem předkládaného vynálezu je poskytnout nový přístup propůjčující nové zátěžové technické vlastnosti pěnovému polymeru na bázi isokyanátů.

Ještě dalším předmětem předkládaného vynálezu je poskytnout nový způsob přípravy pěnového polymeru na bázi isokyanátů.

• · · · ·

9 · >999

9999

Podle toho poskytuje předkládaný vynález v jednom ze svých předmětů pěnový polymer na bázi isokyanátu odvozený z reakční směsi obsahující isokyanát, sloučeninu obsahující aktivní vodík a dendritickou makromolekulu a nadouvadlo, ve které může být nejméně 15 % hmotnostních dendritické makromolekuly smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo nižší než asi 40 mg KOH/g, čímž se vytvoří kapalina stabilní při 23 °C.

Ve svých dalších aspektech poskytuje předkládaný vynález pěnový polymer na bázi isokyanátu odvozený od isokyanátu a sloučeniny obsahující aktivní vodík, polymer, který má pórovitou základní hmotu obsahující většinu spojených nosných řetězců, sloučeninu obsahující aktivní vodík propůjčující pórovité základní hmotě schopnost nosnosti nejméně asi 15 N (newtonů) (výhodně od asi 15 do asi 50 N, výhodněji od asi 20 do asi 45 N, nejvýhodněji od asi 25 do asi 35 N).

V ještě dalším aspektu, poskytuje předkládaný vynález pěnový polymer na bázi isokyanátu, který má pórovitou základní hmotu obsahující většinu spojených nosných řetězců, přičemž pórovitá základní hmota:

(i) má zátěžovou výkonnost nejméně asi 15 N a (ii) je v podstatě bez prachového materiálu.

V ještě dalším ze svých aspektů poskytuje předkládaný vynález způsob přípravy pěnového polymeru na bázi isokyanátu zahrnující kroky:

kontaktáž isokyanátu, sloučeniny obsahující aktivní vodík, dendritické makromolekuly a nadouvadla pro vytvoření reakční směsi; a expandování reakční směsi za vzniku pěnového polymeru na bázi isokyanátu;

Ί • 9 • 9 99 9 9 ve kterém může být nejméně 15 % hmotnostních dendritické makromolekuly smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo menší než asi 40 mg KOH/g, za vzniku kapaliny stabilní při 23 °C.

V ještě dalším ze svých aspektů poskytuje předkládaný vynález pěnový polymer na bázi isokyanátu odvozený z reakční směsi obsahující isokyanát, sloučeninu obsahující aktivní vodík, dendritickou makromolekulu a nadouvadlo; pěnový polymer na bázi isokyanátu, který vykazuje úbytek průhybu způsobeného silou vtlačování při zkoušce tvrdosti, když je měřena podle normy ASTM D3574, který je nižší než hodnota pro referenční pěnu připravenou za substituce polyolového kopolymerů dendritickou makromolekulou v reakční směsi, přičemž pěnový polymer na bázi isokyanátu a referenční pěna mají v podstatě stejnou hustotu a průhyb způsobený silou vtlačování, když jsou měřeny podle normy ASTM D3574 (jehla tvrdoměru 0,0322 m² (50 čtverečních palců); velikost vzorku 0,381 x 0,381 x 0,102 m (15 x 15 x 4 palce); 25 °C; 50% relativní vlhkost).

V ještě dalším ze svých aspektů, poskytuje předkládaný vynález pěnový polymer na bázi isokyanátu odvozený z reakční směsi obsahující isokyanát, sloučeninu obsahující aktivní vodík, dendritickou makromolekulu a nadouvadlo; pěnový polymer na bázi isokyanátu vykazuje úbytek tloušťky, když je měřena podle normy ASTM D3574, který je nižší než úbytek u referenční pěny připravené pomocí substituce polyolového kopolymerů za dendritickou makromolekulu v reakční směsi, přičemž pěnový polymer na bázi isokyanátu a refereční pěna mají v podstatě stejnou hustotu a průhyb způsobený silou vtlačování, když jsou měřeny podle normy ASTM D3574.

• · • · · · · · ·· ·· • · · · · • · φ · • · · · · • · · · • · · · · ·

Jak je používán, v tomto popisu, výraz „polymer na bázi isokyanátu je míněn tak, že znamená mimo jiné, polyurethan, polymočovinu a polyisokyanurát. Dále výrazy „dendrítický polymer a „dendritická makromolekula jsou v rámci tohoto popisu používány vzájemně zaměnitelně. Tyto látky jsou v oboru obecně známé, viz například kterýkoliv z dokumentů

Tchiba a kol., Agnew. Chem. Int., anglické vydání, 29,

138 až 175 (1990);

US patent 5 418 301 [Hult a kol. (Hult)]; a

US patent 5 663 247 [Sórensen a kol. (Sórensen)].

Více vynálezců překvapivě a neočekávaně nalezlo, že podskupina dendritických makromolekul je pro propůjčení zátěžových technických vlastností pěnovému isokyanátu zvláště výhodná. Jak bude pro vzorky zde níže uvedené uvedeno, je možné opravdu použít podskupinu dendritických makromolekul v částečně nebo plně vytlačovatelných polyolových kopolymerech běžně používaných pro propůjčení zátěžových technických charakteristikých veličin pěnovým polymerům na bázi isokyanátu. Podskupina dendritických makromolekul je podrobně popsána v související US patentové přihlášce S. N. 60/221 512, podané 28. července, 2000 jménem autora, kterým je Petersson a kol. a jejíž obsah je zde zahrnut ve formě odkazu.

Výhodné aspekty předkládaného vynálezu se týkají schopnosti smíchat nejméně asi 15 % hmotnostních dendritické makromolekuly s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo nižší než asi 40 mg KOH/g za vytvoření kapaliny stabilní při 23 °C. Jak je používán v rámci tohoto popisu, výraz „stabilní kapalina, když je používán ve spojení s parametry rozpustnosti této dendritické makromolekuly, je zamýšlen tak, že znamená, že kapalina vytvořená po smíchání denritické ·♦ ·· » * · • · · • ·

• · ···· makromolekuly a polyolu, vykazuje v podstatě konstantní přenos světla (je v jednom extrému transparentní a opakní v extrému druhém) po nejméně 2 hodiny, výhodně nejméně 30 dní, výhodněji řadu měsíců, po přípravě směsi. Prakticky je v jednom ztělesnění stabilní kapalina formou čiré, homogenní kapaliny (např. roztok, který takový zůstane po celou dobu). V jiném ztělesnění je stabilní kapalina ve formě emulze (nejméně části) dendritické makromolekuly v polyolu, která zůstane taková po celou dobu - t j . dendritická makromolekula se po celou dobu neusadí.

Nej lepší způsob provedení vynálezu

Předkládaný vynález se týká pěnového polymeru na bázi isokyanátů a způsobu jeho přípravy. Výhodně je polymer na bázi isokyanátů vybrán ze skupiny, která se skládá z polyurethanu, polymočoviny, polyisokyanurátu, močovinou modifikovaného polyurethanu, urethanem modifikované polymočoviny, urethanem modifikovaného polyisokyanurátu a močovinou modifikovaného polyisokyanurátu. Jak je v oboru známo, výraz „modifikovaný, když je používán ve spojení s polyurethanem, polymočovinou nebo polyisokyanurátem znamená, že až do 50 % polymerního základního řetězce tvořícího kovalentní vazby je substituováno.

Předkládaný pěnový polymer na bázi isokyanátů je připraven z reakční směsi, která obsahuje isokyanát a sloučeninu obsahující aktivní vodík.

Isokyanát vhodný pro použití v reakční směsi není specielně omezen a jeho výběr je v rámci rozhodnutí osoby znalé oboru. Obecně může být isokyanátová sloučenina vhodná pro použití představována obecným vzorcem

• 9 • ·

9099

Q(NCO)i ve kterém i je celé číslo 2 nebo větší a

Q je organický radikál, který má mocenství i.

Q může být substituovaná nebo nesubstituovaná uhlovodíková skupina (např. alkylenová nebo arylenová skupina). Mimoto Q může být představován obecným vzorcem

Q¹-Z-Q¹ ve kterém

Q¹ je alkylenová nebo arylenová skupina a

Z je vybrán ze souboru zahrnující skupiny -0-, -0-Q¹, -CO-,

-S-, -S-Q^S- a -SO₂-.

Příklady isokyanátových sloučenin, které spadají do rozsahu této definice zahrnují hexamethylendiisokyanát, 1,8-diisokyanáto-p-methan, xylyldiisokyanát, (OCNCH2CH2CH2OCH2O) 2, l-methyl-2,4-diisokyanáto-cyklohexan, fenylendiisokyanáty, tolylendiisokyanáty, chlorfenylendiisokyanáty, difenylmethan4,4'-diisokyanát, naftalen-1,5-diisokyanát, trifenylmethan4,4',4''-triisokyanát a isopropylbenzen-alfa-4-diisokyanát.

V jiném ztělesnění může Q představovat polyurethanový radikál, který má mocenství i. V tomto případě je Q(NCO)i sloučeninou, která je v oboru obecně označována jako předpolymer. Obecně může být předpolymer připraven reakcí stechiometrického přebytku isokyanátové sloučeniny (podle dříve uvedeného popisu) se sloučeninou obsahující aktivní vodík (podle dále uvedeného popisu), výhodně látek obsahujících polyhydroxyl nebo polyoly popsané dále. V tomto ztělesnění může být polyisokyanát například používán v podílech od asi 30% do asi 200% stechiometrického přebytku » · · • · · • · · • · · · · · • · • · · · · · · • · · · » · • ··· 9 · · · • 9 9 9 9 vzhledem k podílu hydroxylu v polyolu. Jelikož způsob podle předkládaného vynálezu se může týkat přípravy pěnových polymočovin, je oceňováno, že v tomto ztělesnění, může být předpolymer použit pro přípravu polyurethanem modifikované polymočoviny.

V dalším ztělesnění může být isokyanátová sloučenina vhodná pro použití při způsobu podle předkládaného vynálezu vybrána z dímerů a trimerů isokyanátů a diisokyanátů a z polymerních diisokyanátů, které mají obecný vzorec

ÍQ' ' (NCO)i] j ve kterém jak i, tak j jsou celá čísla, která mají hodnotu 2 nebo větší a Q'' je polyfunkční organický radikál a/nebo jako přídavné složky jsou v reakční směsi sloučeniny, které mají obecný vzorec

L(NCO)i ve kterém i je celé číslo, které má hodnotu 1 nebo větší a

L je jednofunkční nebo polyfunkční atom nebo radikál.

Příklady isokyanátových sloučenin, které spadají do rozsahu této definice, zahrnují ethylfosfonový diisokyanát, fenylfosfonový diisokyanát, sloučeniny, které obsahují skupinu =Si-NCO, isokyanátové sloučeniny odvozené od sulfonamidů (QSO2NCO), kyanovou kyselinu a thiokyanovou kyselinu.

Viz také například britský patent číslo 1 453 258, pokud jde o diskusi o vhodných isokyanátech.

·* ··

Neomezující příklady vhodných isokyanátů zahrnují 1,6-hexamethylendiisokyanát, 1,4-butylendiisokyanát, furfurylidendiisokyanát, 2, 4-toluendiisokyanát, 2,6-toluendiisokyanát,

2,4'-difenylmethandiisokyanát, 4,4'-difenylmethandiisokyanát, 4,4' -difenylpropandiisokyanát, 4,4' -difenyl-3,3'-dimethylmethandiisokyanát, 1,5-naftalendiisokyanát, l-methyl-2,4-diisokyanáto-5-chlorbenzen, 2,4-diisokyanát-sym-triazin, 1-methyl-2,4-diisokyanátocyklohexan, p-fenylendiisokyanát, m-fenylendiisokyanát, 1,4-naftalendiisokyanát, dianisidindiisokyanát, biotylendiisokyanát, 1,4-xylylendiisokyanát, 1,3-xylylendiisokyanát, bis-(4-isokyanátofenyl)methan, bis-(3-methyl-4-isokyanátofenyl)methan, polymethylenpolyfenylpolyisokyanáty a jejich směsi. Výhodnější isokyanát je vybrán ze skupiny zahrnující 2,4-toluendiisokyanát, 2,6-toluendiisokyanát a jejich směsi, například směs obsahující od asi 75 do asi 85 % hmotnostních 2,4-toluendiisokyanátu a od asi 15 do asi 25 % hmotnostních 2,6-toluendiisokyanátu. Další výhodnější isokyanát je vybrán ze skupiny zahrnující 2,4'-difenylmethandiisokyanát, 4,4'-difenylmethandiisokyanát a jejich směsí. Nejvýhodnějším isokyanátem je směs obsahující od asi 15 do asi 25 % hmotnostních 2,4'-difenylmethandiisokyanátu a od asi 75 do asi 85 % hmotnostních 4,4'-difenylmethandiisokyanátu .

Jestliže je způsob využíván k přípravě polyurethanové pěny, je sloučeninou obsahující aktivní vodík příznačně polyol. Výběr polyolu není specificky omezen a je v rozsahu znalostí osoby znalé oboru. Například polyolem může být hydroxylem zakončený hlavní řetězec z členů vybraných ze skupiny zahrnující polyether, polyester, polykarbonát, polydien a polykaprolakton. Výhodně je polyol vybrán ze skupiny obsahující hydroxylem zakončené polyhydrouhlovodíky, hydroxylem zakončené polyformaliny, triglyceridy mastných • « • · • ·

•4 44 44

4 4 4 4 • 4 4 ·

44444 4 4

4 4 4

44 ·444 kyselin, hydroxylem zakončené polyestery, hydroxymethylem zakončené polyestery, hydroxymethylem zakončené perfluormethyleny, polyakylenetherglykoly, polyalkylenarylenetherglykoly a polyalkylenethertrioly. Výhodnější polyoly jsou vybrány ze skupiny zahrnující polyester adipové kyseliny s ethylenglykolem, póly(butylenglykol), póly(propylenglykol) a hydroxylem zakončený polybutadien - viz například britský patent číslo 1 482 213, pokud jde o diskusi o vhodných polyolech. Výhodně takové poletherpolyoly mají molekulovou hmotnost v rozmezí od asi 200 do asi 10 000, výhodněji od asi 2000 do asi 7000, nejvýhodněji od asi 2000 do asi 6000.

Jestliže je způsob využíván k přípravě polymočovinové pěny, potom sloučenina obsahující aktivní vodík zahrnuje sloučeniny, ve kterých je vodík vázán k dusíku. Výhodně jsou takové sloučeniny vybrány ze skupiny zahrnující polyaminy, polyamidy, polyiminy a polyolaminy, výhodněji polyaminy. Neomezující příklady takových sloučenin zahrnují primárními a sekundárními aminy zakončené polethery. Výhodně takové polyethery mají molekulovou hmotnost větší než asi 230 a funkčnost od 2 do 6. Takové aminy zakončené polyethery jsou příznačně připraveny z vhodného iniciátoru, do kterého je přidán nižší alkylenoxid s výsledným hydroxylem zakončeným polyolem, který je v podstatě aminován. Jestliže jsou použity dva nebo více alkylenoxidů, mohou být přítomny buď jako neuspořádané směsi nebo jako bloky jednoho nebo druhého polyetheru. Pro snadnější aminaci, je zvláště výhodné, když hydroxylové skupiny polyolů jsou v podstatě všechny sekundárními hydroxylovými skupinami. Obvykle v kroku aminace se nahrazuje většina, ale ne všechny hydroxylové skupiny polyolu.

* · φφφ * φφφ φ • φφ« φ φ φ · « «

φ φ ♦ * • φ · · · φφφ ·

Reakční směs použitá k přípravě předkládaného pěnového polymeru na bázi isokyanátu obvykle dále zahrnuje nadouvadlo. Jak je známo v oboru, může být použita voda jako nepřímé nebo reaktivní nadouvadlo při přípravě pěnových polymerů na bázi isokyanátu. Specificky voda reaguje s isokyanátem za vytváření oxidu uhličitého, který v konečném pěnovém polymerním produktu působí jako účinné nadouvadlo. Alternativně může být oxid uhličitý vytvářen jinými prostředky, jako jsou nestabilní sloučeniny, které poskytují oxid uhličitý (např. karbamáty a podobné). Popřípadě, mohou být ve spojení s vodou použita přímá organická nadouvadla, ačkoliv použití takových nadouvadel je obecně omezeno z důvodů životního prostředí. Výhodné nadouvadlo pro použití při přípravě předkládaného pěnového polymeru na bázi isokyanátu obsahuje vodu.

V oboru je známo, že množství vody použité jako nepřímé nadouvadlo při přípravě pěnového polymeru na bázi isokyanátu je obvykle v rozmezí od asi 0,5 do až asi 40 nebo více dílů hmotnostních, výhodně od asi 1,0 do asi 10 dílů hmotnostních, vztaženo na 100 dílů hmotnostních celkového obsahu sloučeniny obsahující aktivní vodík v reakční směsi. Jak je v oboru známo, množství vody používané při přípravě pěnového polymeru na bázi isokyanátu je příznačně omezeno stanovenými vlastnostmi očekávanými od pěnového polymeru a tolerancí expandující pěny vůči tvorbě vlastní struktury.

Reakční směs používaná k přípravě předkládaného pěnového polymeru na bázi isokyanátu bude dále příznačně obsahovat katalyzátor. Katalyzátor používaný v reakční směsi je sloučenina schopná katalyzovat polymerační reakci. Takové katalyzátory jsou známé a jejich výběr a koncentrace v reakční směsi je v mezích rozhodnutí osoby znalé oboru. Viz například US patenty 4 296 213 a 4 518 778 pokud jde o diskusi o ι« *· *0 • · · · · <

· · · · • 040 *· » • · · · t 44 ·· ·· · · 4 • · · • · · • · · ·· ···· • 0 β

···· vhodných katalyzátorových sloučeninách. Neomezující příklady vhodných katalyzátorů zahrnují terciární aminy a/nebo organokovové sloučeniny. Navíc, jak je známo v oboru, když je předmětem příprava isokyanurátu, musí být jako katalyzátor použita Lewisova kyselina, bud samotná nebo ve spojení s jinými katalyzátory. Zajisté osoba znalá oboru chápe, že může být výhodně použita kombinace dvou nebo více katalyzátorů.

Ve výhodném aspektu podle předkládaného vynálezu je dendritická makromolekula zabudována do předkládaného pěnového polymeru na bázi isokyanátu. Výhodně má denritická makromolekula následující charakteristické vlastnosti:

(i) obsah aktivního vodíku větší než asi 3,8 mmol/g, výhodněji větší než asi 4,0 mmol/g, dokonce výhodněji v rozmezí od asi 3,8 do asi 10 mmol/g, dokonce výhodněji v rozmezí od asi 3,8 do asi 7,0 mmol/g, dokonce výhodněji v rozmezí od asi 4,0 do asi 8,0 mmol/g, nejvýhodněji od asi 4,4 do asi 5,7 mmol/g;

(ii)

funkčnost	aktivního	vodíku	nejméně	asi 8,
výhodněj i	nejméně	asi	16	f	dokonce	výhodněj i
v rozmezí	od asi 16	do	asi	Ί0,	dokonce	výhodněj i
v rozmezí	od asi 18	do	asi	60,	dokonce	výhodněj i
v rozmezí	od asi	17	do	asi	35, nejvýhodněji

v rozmezí od asi 20 do asi 30;

(iii) nejméně asi 15 % hmotnostních, výhodněji od asi 15 do asi 50 % hmotnostních, dokonce výhodněji od asi 15 do asi 40 % hmotnostních, dokonce výhodněji od asi 15 do asi 30 % hmotnostních dendritické ··· ·· · ··· ·· ···· ·· ·· ·· ···· makromolekuly může být smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo menší než asi

40, výhodněji od asi 25 do asi 35 mg KOH/g za vytvoření kapaliny stabilní při 23 °C.

Další podrobnosti o denritické makromolekule je možno získat ze související US patentové přihlášky S. N. 60/221 512, podané 28. července 2000 a z mezinárodní patentové přihlášky PCT/SE 60/221 512, podané 29. června 2001 (nárokující prioritu z přihlášky 60/221 512) obě na jméno Pettersson a kol.

Jak bude osobou znalou oboru jasně pochopeno, předpokládá se, že běžné přísady v polyurethanové pěně mohou být začleněny do reakční směsi vytvořené během procesu. Neomezující příklady takových přísad zahrnují povrchově aktivní činidla (např. organosilikonové sloučeniny dostupné pod ocrannými značkami L540 Union Carbide), otevírače článků (např. silikonové oleje), nastavovadla (např. halogenované parafiny obchodně dostupné jako Cereclor S45), síťovací činidla (např. kompozice o nízké molekulové hmotnosti obsahující reaktivní vodík), pigmenty/barviva, zhášedla (např. halogenované sloučeniny organofosforečné kyseliny), inhibitory (např. slabé kyseliny), nukleátory (např. diazosloučeniny) , antioxidanty a plastifikátory/stabilizátory (např. sulfonované aromatické sloučeniny). Množství těchto přísad běžně používaných jsou v mezích rozhodnutí osoby znalé oboru.

Příklady provedení vynálezu

Následující příklady ilustrují použití dendritického polymeru v typické pěně na bázi isokyanátu s vysokou pamětí (HR) . V každém příkladě se pěna na bázi isokyanátu připraví předchozím smícháním všech složek pryskyřice včetně polyolů, • · • · ··· ·· · ··· ·· ···· ·· ·· ·· ···· polyolových kopolymerů, katalyzátorů, vody a povrchově aktivních činidel, stejně jako předmětné dendritické makromolekuly. Z této směsi je vyloučen isokyanát. Pryskyřičná směs a isokyanát se míchají při isokyanátovém indexu 100 za použití běžné dvouproudové techniky míchání a nadávkují se do předehřáté formy (65 °C) , která má rozměry 38,1 x 38,1 x 10,16 cm. Forma se potom uzavře a reakce se nechá probíhat dokud není celkový objem formy vyplněn. Po přibližně 6 minutách se isokyanátová pěna vyjme a po dosažení odpovídajících podmínek se měří vlastnosti, které jsou předmětem zájmu. Této metodologie se původci dovolávají v následujících příkladech jako obecného postupu.

V příkladech jsou používány následující materiály:

E837, základní polyol, obchodně dostupný od společnosti

Lyondell;

E850, kopolymer polyolu (SAN) s 43% obsahem pevných částic, obchodně dostupný od společnosti Lyondell;

HBP, dendritická makromolekula připravená v příkladu A uvedeném zde dále a diskutovaná podrobněji v související US patentové přihlášce S. N. 60/221 512, podané 28. července 2000 jménem autora, kterým je Pettersson a kol.;

DEAO LF, diethanolamin, síťující činidlo obchodně dostupné od společnosti Air Products;

glycerin, síťovací činidlo, obchodně dostupné od společnosti Van Waters & Rogers;

voda, nepřímé nadouvadlo;

Dabco 33LV, želatinový katalyzátor, obchodně dostupný od Air Products;

Niax A-l, katalyzátor nadouvání, obchodně dostupný od

Witco;

9 · 9··· «9 *

9 9 99 999999 9 9

9999 99 99 99 9999

DC 5169,	povrchově aktivní	činidlo, obchodně	dostupné	od
Air Products;
Y-10184,	povrchově aktivní	činidlo, obchodně	dostupné	od
Witco; a
Lupranate	T80, isokyanát	(TDI), obchodně	dostupný	od

BASF.

Pokud není uvedeno jinak jsou všechny díly uvedené v příkladech díly hmotnostní.

Příklad A

100,0 kg alkoxylovaného pentaerythritolu s hodnotou hydroxylového čísla 630 mg KOH/g, 1055 kg 2,2-dimethylolpropionové kyseliny (Bis-MPA, Perstorp Speciality Chemicals) a

8,5 kg para-toluensulfonové kyseliny se za studená smíchá v reaktoru opatřeném topným systémem s přesným řízením teploty, mechanickým míchadlem, manometrem, vývěvou, chladičem, přívodem dusíku a zásobní nádrží. Směs se během pomalého míchání opatrně zahřívá na 140 °C. Pomalé míchání směsi při této teplotě se za atmosférického tlaku udržuje dokud se všechna 2,2-dimethylolpropionová kyselina nerozpustí a reakční směs nevytvoří plně transparetní roztok. Rychlost míchání se potom velmi významně zvýší a aplikuje se vakuum do tlaku 3 kPa. Okamžitě se začne vytvářet reakční voda, která se jímá do zásobní nádrže. Reakce se nechá pokračovat po dalších 7 hodin, dokud se nezíská konečná hodnota čísla kyselosti 8,9 mg KOH/g. To odpovídá chemické konverzi přibližně 98 %.

Získaný dendritický polymer má následující charakteristické vlastnosti:

Konečná hodnota čísla kyselosti

8,9 mg KOH/g • · • ·

Konečná hodnota hydroxylového čísla Maximální molekulová hmotnost Mw (SEC) Mn (SEC) PDI (Mw/Mn)	489 mg KOH/g 3490 g/mol 3520 g/mol 2316 g/mol 1,52
Průměrná funkčnost hydroxylových skupin	30,4 OH/molekula

Získané vlastnosti jsou v dobrém souladu s očekávanou teoretickou molekulovou hmotností 3607 g/mol při 100% chemické konverzi a teoretickou hodnotou hydroxylového čísla 498 mg KOH/g, která odpovídá funkčnosti hydroxylových skupin 32.

25,0 kg dendritického polymeru, 8,4 kg alifatické kyseliny s 9 atomy uhlíku s hodnotou čísla kyselosti 363 mg KOH/g a 3,3 kg xylenu se naplní do reaktoru opatřeného systémem topení s přesným řízením teploty, mechanickým míchadlem, manometrem, vývěvou, Dean-Starkovým zařízením pro azeotropické odstranění vody, chladičem, přívodem dusíku a zásobní nádrží. Směs se za míchání při průtoku 500 až 600 1/h dusíku reakční směsí zahřívá z teploty místnosti až na 170 °C. Při této teplotě všechen xylen refluxuje a reakční voda, která se začíná tvořit se odstraní azeotropickou destilací. Reakce se nechá při 170 °C pokračovat další 1,5 hodiny, po které se reakční teplota zvýší na 180 °C. Reakční směs se na této teplotě udržuje po další 2,5 hodiny, dokud se nezíská hodnota čísla kyselosti 5,7 mg KOH/g. Potom se pro odstranění veškerého xylenu z konečného produktu nechá v reaktoru působit úplné vakuum.

Získaný derivatizovaný dendritický polymer má následující charakteristické vlastnosti:

• · • · • · · · · · · · ·· ···· ·· ·· ·· ····

Konečná hodnota čísla kyselosti	6,2 mg KOH/g
Konečná hodnota hydroxylového čísla	293 mg KOH/g
Maximální molekulová hmotnost	4351 g/mol
Mw (SEC)	4347 g/mol
Mn (SEC)	1880 g/mol
PDI (Mw/Mn)	2,31
Průměrná funkčnost hydroxylových skupin	22,7 skupin OH/molekula
Získané vlastnosti jsou v dobrém	souladu s očekávanou

teoretickou molekulovou hmotností 4699 g/mol při 100% chemické konverzi a teoretickou hodnotou hydroxylového čísla 287 mg KOH/g, která odpovídá funkčnosti hydroxylových skupin 24.

Příklady 1 až 4

V příkladech 1 až 4, se připraví pěny na bázi isokyanátu založené na formulacích uvedených v tabulce 1 za použití obecného postupu, na který se odkazuje výše. V těchto příkladech se připraví pěny na bázi isokyanátu, které obsahují koncentraci polyolového kopolymerů 7 % hmotnostních (příklady 1 a 3) a 11 % hmotnostních (příklady 2 a 4) vztaženo na hmotnost pryskyřice a které obsahují procentuální koncentraci vody 3,80 %, která má za výsledek hustotu pěnového jádra přibližně 31 kg/m³. Pro každou hladinu koncentrace polyolového kopolymerů se koncentrace dendritické makromolekuly zvýší z 2 % hmotnostních pryskyřice (příklady 1 a 2) na 5 % hmotnostních pryskyřice (příklady 3 a 4).

V tabulce 1 je také pro každou pěnu uváděna hustota a hodnota průhybu způsobeného silou vtlačování (IFD) při 50% • · · · 4 · 4 · ·

4 · 4 4 4

44 44 444 průhybu, měřeno podle normy ASTM D3574. Jak se ukazuje, zavedení dendritické makromolekuly do základní hmoty polymeru na bázi isokyanátu má za výsledek zvýšení tvrdosti o 70 N pro pěnu obsahující 7 % kopolymeru (příklady 1 a 3) a zvýšení tvrdosti o 100 N pro pěnu obsahující 11 % polyolového kopolymeru (příklady 2 a 4).

Pomocí této analýzy se může uvádět „zátěžová výkonnost, která má jednotky newton/% hmotnostní dendritické makromolekuly v pryskyřičné směsi, a představuje schopnost dendritické makromolekuly vytvářet pevnost v základní hmotě pěnového isokyanátu. Jak se používá v rozsahu tohoto popisu ve spojení s předkládaným vynálezem, výraz „zátěžová výkonnost se definuje jako zvýšení počtu newtonů vyjadřujících tvrdost pěny na % hmotnostní dendritické makromolekuly přidané do základu nebo směsi kontrolní pryskyřice (např. obsahující v pěnovatelné kompozici příznačně všechny složky kromě isokyanátu). Výraz „zátěžová výkonnost, jak se používá v rámci tohoto popisu je zamýšlen tak, že má význam vyložený v tomto odstavci.

Pro příklady 1 a 3 se „zátěžová výkonnost dendritické makromolekuly stanoví na 23,78 N/% hmotnostní dendritické makromolekuly v směsi pryskyřice, zatímco pro příklady 2 a 4 se „zátěžová výkonnost stanoví na 33,42 N/% hmotnostní dendritické makromolekuly v směsi pryskyřice.

Příklady 5 až 8

V příkladech 5 až 8, se připraví pěny na bázi isokyanátu založené na formulacích uvedených v tabulce 2 za použití obecného postupu, na který se odkazuje dříve.

V těchto příkladech se připraví pěny na bázi isokyanátů, které obsahují koncentraci polyolového kopolymerů jako pěny na bázi isokyanátů používané v příkladech 1 až 4 a s % koncentrací vody 3,2 %, která má za výsledek hustotu pěnového jádra přibližně 36 kg/m³. Pro každý polyolový kopolymer se použitá hladina koncentrace dendritické makromolekuly zvýší ze 2 na 5 % hmotnostních pryskyřice.

Výsledky zkoušek fyzikálních vlastností jsou uvedeny v tabulce 2. Jak se ukazuje v těchto příkladech, má zavedení dendritické makromolekuly do základní hmoty polymeru na bázi isokyanátů za výsledek zvýšení tvrdosti o 61 N/% hmotnostní dendritické makromolekuly v směsi pryskyřice pro pěnu obsahující 7 % polyolového kopolymerů a zvýšení tvrdosti o 72 N/% hmotnostní dendritické makromolekuly v směsi pryskyřice pro pěnu obsahující 11 % polyolového kopolymerů. Výsledná stanovená zátěžová výkonnost pro příklady 5 a 7 je 20,4 N/% hmotnostní dendritické makromolekuly v směsi pryskyřice, zatímco pro příklady 6 a 8 je stanovená zátěžová výkonnost 23,9 N/% hmotnostních dendritické makromolekuly v směsi pryskyřice.

Příklady 9 až 11

V příkladech 9 až 11, se připraví pěny na bázi isokyanátů založené na formulacích uvedených v tabulce 3 za použití obecného postupu, na který se odkazuje výše.

V těchto příkladech se připraví pěny na bázi isokyanátů aniž obsahují jakýkoliv polyolový kopolymer. Pěny na bázi isokyanátů se tvoří s procentickou koncentrací vody 3,8 %, která má za výsledek hustotu pěnového jádra přibližně 31 • · * · · i 9

99999 9 «

·· · · kg/m³. Hladina koncentrace dendritické makromolekuly se v pryskyřici pohybuje od 6,68 do 13,35 % hmotnostních.

Výsledky zkoušek fyzikálních vlastností jsou uvedeny v tabulce 3. Jak se uvádí, zavedení dendritické makromolekuly má za následek zvýšení tvrdosti pěny o 181 N. Zátěžová výkonnost se počítá pomocí vynášení naměřených hodnot do diagramu pro každý příklad, vynáší se % HBP v pryskyřici (osa X) proti 50% IFD (osa Y) a pro vynesení nejlépe odpovídající křivky za použití Sigma Plot™. V tomto případě se získaný úhel výsledné křivky udává jako zátěžová výkonnost: 27 N/% hmotnostní dendritické makromolekuly v směsi pryskyřice.

Příklady 12 až 14

V příkladech 12 až 14, se připraví pěny na bázi isokyanátů založené na formulacích uvedených v tabulce 4 za použití obecného postupu, na který se odkazuje výše.

V těchto příkladech se připraví pěny na bázi isokyanátů aniž obsahují jakýkoliv polyolový kopolymer. Pěny na bázi isokyanátů se tvoří s % koncentrace vody 3,2 %, která má za výsledek hustotu pěnového jádra přibližně 36 kg/m³. Hladina koncentrace dendritické makromolekuly se v pryskyřici pohybuje od 6,72 do 13,43 % hmotnostních.

Výsledky zkoušek fyzikálních vlastností jsou uvedeny v tabulce 4. Jak se uvádí, zavedení dendritické makromolekuly má za následek zvýšení tvrdosti pěny o 202,5 N. Zátěžová výkonnost se získá stejným způsobem jak se popisuje v příkladech 9 až 11 a zjistí se, že je 30,18 N/% hmotnostní dendritické makromolekuly v směsi pryskyřice.

Příklady 15 až 16 • ·

V příkladech 15 až 16, se připraví pěny na bázi isokyanátu založené na formulacích uvedených v tabulce 5 za použití obecného postupu, na který se odkazuje výše.

V těchto příkladech se připraví pěny na bázi isokyanátu aniž obsahují jakoukoliv dendritickou makromolekulu a jako způsob, kterým se zvýší tvrdost pěny, se používá pouze polyolový kopolymer. Tudíž se oceňuje, že příklady 15 až 16 se poskytují pouze pro účely srovnání a jsou mimo rozsah předkládaného vynálezu. Pěny na bázi isokyanátu se tvoří s % koncentrace vody 3,8 %, která má za výsledek hustotu pěnového jádra přibližně 31 kg/m³. Hladina koncentrace dendritické makromolekuly se v pryskyřici pohybuje od 26 do 8 % hmotnostních.

Výsledky zkoušek fyzikálních vlastností jsou uvedeny v tabulce 4. Jak se uvádí, zavedení dendritické makromolekuly má za následek zvýšení tvrdosti pěny o 192,1 N. Výsledná zátěžová výkonnost je 10,69 N/% hmotnostní dendritické makromolekuly v směsi pryskyřice. Jak je zřejmé, je to výrazně méně než zátěžová výkonnost dosažená v pěnách připravených v příkladech 1 až 14.

Zatímco se tento vynález popisuje s odkazem na ilustrativní ztělesnění a příklady, není tento popis zamýšlen jako popis konstruovaný v omezujícím smyslu. Tudíž jsou různé modifikace ilustrativních, stejně jako jiných, ztělesnění tohoto vynálezu v odkazech na tento popis zřejmé osobě znalé oboru. Předpokládá se, že připojené patentové nároky pokrývají všechny takové modifikace nebo ztělesnění.

Všechny publikace, patenty a patentové přihlášky, na které se zde odkazuje, jsou ve svém celku zahrnuty formou • · • •0 9 9 odkazu, tak, že u každé jednotlivé publikace, patentu nebo patentové přihlášky je specificky a individuálně vyznačeno, že je ve formě odkazu zahrnuta do tohoto celku.

90 • ·0 0 • 0 9 ·

·

0

0 0«

9 0 9

0 0 9

9 990 9

9 0 «·9 0 0 0 0 0 0

Tabulka 1

	Příklad
Složka	1	2	3	4
E837	80,33	70,32	77,2	67,24
E850	17,52	27,53	17,44	27,4
HBP	2,15	2,15	5,36	5,36
DEOA LF	0, 91	0,91	0, 91	0, 91
Glycerin	0,51	0,51	0, 51	0,51
h₂o	3,95	3, 95	3,95	3, 95
Dabco 33LV	0,53	0,53	0,53	0,53
Niax A-l	0,08	0,08	0,08	0,08
DC5169	0, 04	0, 04	0,04	0, 04
Y10184	1,1	1,1	1,1	1,1
Pryskyřice celkem	107,13	107,13	107,13	107,13
Lupranate T80	48,72	48,72	49,33	49,33
Index	100	100	100	100
% H₂0	3, 8	3,8	3, 8	3,8
% SAN v pryskyřici	7	11	7	11
% HBP v pryskyřici	2	2	5	5
Celková hmotnost sušiny (g)	504	504	510	514
Hustota (kg/m³)	31	31	31	31
50% IFD (N)	289	320	359	420

• ·

4 4 4 4 44 4 4 44 4 · 4 4 · · · · · ·

4 4 · 4 444444 4 4

444 44 4 · · 4

4444 44 44 44 4444

Tabulka 2

	Příklad
Složka	5	6	7	8
E837	80,5	70,58	77,41	67,54
E850	17,37	27,29	17,28	27,16
HBP	2,13	2,13	5,31	5,31
DEOA LF	0,91	0,91	0, 91	0,91
Glycerin	0,51	0,51	0,51	0,51
h₂o	3,28	3,28	3,28	3,28
Dabco 33LV	0,53	0,53	0,53	0,53
Niax A-l	0,08	0,08	0,08	0,08
DC5169	0,04	0,04	0,04	0,04
Y10184	1,1	1,1	1,1	1,1
Pryskyřice celkem	106,45	106,45	106,45	106,45
Lupranate T80	41,87	42,38	41,87	42,38
Index	100	100	100	100
% h₂o	3,2	3,2	3,2	3,2
% SAN v pryskyřici	7	11	7	11
% HBP v pryskyřici	2	2	5	5
Celková hmotnost sušiny (g)	572	576	578	576
Hustota (kg/m³)	36	36	36	36
50% IFD (N)	294	335	355	407

• ♦ ·

Tabulka 3

	Příklad
Složka	9	10	11
E837	92,8	89,2	85, 6
E850	-
HBP	7,2	10, 8	14,4
DEOA LF	1,1	1,1	1,1
Glycerin	0,6	0,6	0, 6
h₂o	3,93	3, 93	3, 93
Dabco 33LV	0,411	0,452	0,492
Niax A-l	0,08	0,08	0,08
DC5169		—	-
Y10184	1	1	1
Pryskyřice celkem	107,12	107,16	107,2
Lupranate T80	51,737	53,197	54,658
Index	100	100	100
% H₂0	3, 8	3, 8	3,8
% SAN v pryskyřici	0	0	0
% HBP v pryskyřici	6, 68	10, 01	13,35
Celková hmotnost sušiny (g)	476	471	473
Hustota (kg/m³)	31	31	31
50% IFD (N)	301, 6	399, 9	482, 6
% hysterze	34,9	39,3	42,6
Nosnostní výkonnost	27,13

• · · · « · · · • · · • · · · • ftft » · ftftftft ftft ftft ftft ·* ftftftft ftftftft • ftftft · · * • · ft·· ftftft · ftft · ftftft • ft ftft ftft ftftftft

Tabulka 4

	Příklad
Složka	12	13	14
E837	92,8	89,2	85, 6
E850		—	—
HBP	7,2	10,8	14,4
DEOA LF	1,1	1,1	1,1
Glycerin	0,6	0,6	0, 6
h₂o	3,24	3,24	3,24
Dabco 33LV	0, 411	0,452	0,492
Niax A-l	0,08	0,08	0, 08
DC5169	-	—	—
Y10184	1	1	1
Pryskyřice celkem	106,43	106,47	106,51
Lupranate T80	45,067	46,527	47,988
Index	100	100	100
% H₂0	3,2	3,2	3,2
% SAN v pryskyřici	0	0	0
% HBP v pryskyřici	6,72	10, 08	13,43
Celková hmotnost sušiny (g)	554	554	550
Hustota (kg/m³)	36	36	36
50% IFD (N)	307	412,8	509,5
% hysterze	28,6	37,3	43,9
Zátěžová výkonnost	30, 18

»4 44

4 4 4

4 4

4 4 4

444 >4 4 444 <4 4444 44 «· 44 ·»·♦

Tabulka 5

	Příklad
Složka	15	16
E837	34,85	79, 95
E850	65,15	20,05
HBP	-	-
DEOA LF	1,1	1,1
Glycerin	0,6	0, 6
H₂O	3,93	3,93
Dabco 33LV	0,33	0, 33
Niax A~1	0, 08	0, 08
DC5169		—
Y10184	1	1
Pryskyřice celkem	107,04	107,04
Lupranate T80	40,817	41,432
Index	100	100
% H₂O	3,8	3,8
% SAN v pryskyřici	26	8
% HBP v pryskyřici	0	0
Celková hmotnost sušiny (g)	550	556
Hustota (kg/m³)	31	31
50% IFD (N)	468,4	276,3
% hysterze	38,4	29,1
Zátěžová výkonnost	10,69

«φ

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Pěnový polymer na bázi isokyanátu získaný z reakční směsi, obsahující isokyanát, sloučeninu obsahující aktivní vodík a dendritickou makromolekulu a nadouvadlo, vyznačující se tím, že nejméně 15 % hmotnostních dendritické makromolekuly může být smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo nižší než asi 40 mg KOH/g, čímž se vytvoří kapalina stabilní při 23 °C.
2. Pěnový polymer na bázi isokyanátu odvozený z isokyanátu a sloučeniny obsahující aktivní vodík, vyznačuj ící se t í m, že má pórovitou základní hmotu obsahující většinu spojených nosných řetězců, přičemž sloučenina obsahující aktivní vodík propůjčuje pórovité základní hmotě zátěžovou výkonnost nejméně asi 15 N/% hmotnostní sloučeniny obsahující aktivní vodík.
3. Pěnový polymer na bázi isokyanátu podle nároku 2, vyznačující se tím, že sloučenina obsahující aktivní vodík propůjčuje pórovité základní hmotě zátěžovou výkonnost nejméně v rozmezí od asi 15 do asi 50 N/% hmotnostní sloučeniny obsahující aktivní vodík.
4. Pěnový polymer na bázi isokyanátu podle nároku 2, vyznačující se tím, že sloučenina obsahující aktivní vodík propůjčuje pórovité základní hmotě zátěžovou výkonnnost nejméně v rozmezí od asi 20 do asi 45 N/% hmotnostní sloučeniny obsahující aktivní vodík.
5. Pěnový polymer na bázi isokyanátu podle nároku 2, vyznačující se tím, že sloučenina obsahující ·« ·· 99 »· 90 90

9 0 0 9 0 0 9 0 0 0 0 9

0 0 9 0 0 0 0 9 0 0 • 9 0 0 0 0 000 0 0 9 0

9 0 0 0 0 0 0 0 0

99 0000 09 99 09 9999 aktivní vodík propůjčuje pórovité základní hmotě zátěžovou výkonnost nejméně v rozmezí od asi 25 do asi 35 N/% hmotnostní sloučeniny obsahující aktivní vodík.
6. Pěnový polymer na bázi isokyanátů, vyznačuj ící se t í m, že má pórovitou základní hmotu odvozenou od sloučeniny obsahující aktivní vodík a obsahující většinu spojených nosných řetězců, přičemž pórovitá základní hmota:

(i) má zátěžovou výkonnost nejméně asi 15 N/% hmotnostní sloučeniny obsahující aktivní vodík a (ii) v podstatě neobsahuje prachový materiál.
7. Pěnový polymer na bázi isokyanátů podle nároku 6, v y značující se tím, že sloučenina obsahující aktivní vodík propůjčuje pórovité základní hmotě zátěžovou výkonnost nejméně v rozmezí od asi 15 do asi 50 N/% hmotnostní sloučeniny obsahující aktivní vodík.
8. Pěnový polymer na bázi isokyanátů podle nároku 6, v y značující se tím, že sloučenina obsahující aktivní vodík propůjčuje pórovité základní hmotě zátěžovou výkonnost nejméně v rozmezí od asi 20 do asi 45 N/% hmotnostní sloučeniny obsahující aktivní vodík.
9. Pěnový polymer na bázi isokyanátů podle nároku 6, v y značující se tím, že sloučenina obsahující aktivní vodík propůjčuje pórovité základní hmotě zátěžovou výkonnost nejméně v rozmezí od asi 25 do asi 35 N/% hmotnostní sloučeniny obsahující aktivní vodík.
10. Pěnový polymer na bázi isokyanátů získaný z reakční směsi, obsahující isokyanát, sloučeninu obsahující aktivní vodík a dendritickou makromolekulu a nadouvadlo, vyzná• · ··· ·· · · · · ·· ···· ·· ·· ·· ···· čující se tím, že vykazuje úbytek průhybu způsobeného silou vtlačování při zkoušce tvrdosti, když je měřena podle normy ASTM D3574, který je nižší než hodnota pro referenční pěnu připravenou za substituce polyolového kopolymeru dendritickou makromolekulou v reakční směsi, přičemž pěnový polymer na bázi isokyanátu a referenční pěna mají v podstatě stejnou hustotu a průhyb způsobený silou vtlačování, když jsou měřeny podle normy ASTM D3574.
11. Pěnový polymer na bázi isokyanátu odvozený z reakční směsi, obsahující isokyanát, sloučeninu obsahující aktivní vodík a dendritickou makromolekulu a nadouvadlo, vyznačující se tím, že vykazuje úbytek tloušťky, když je měřena podle normy ASTM D3574, který je nižší než úbytek u referenční pěny připravené pomocí substituce polyolového kopolymeru za dendritickou makromolekulu v reakční směsi, přičemž pěnový polymer na bázi isokyanátu a refereční pěna mají v podstatě stejnou hustotu a průhyb způsobený silou vtlačování, když jsou měřeny podle normy ASTM D3574.
12. Způsob přípravy pěnového polymeru na bázi isokyanátu, v y -značující se tím, že zahrnuje kroky:

kontaktáže isokyanátu, sloučeniny obsahující aktivní vodík, dendritické makromolekuly a nadouvadla pro vytvoření reakční směsi; a expandování reakční směsi za vzniku pěnového polymeru na bázi isokyanátu;

ve kterém může být nejméně 15 % hmotnostních dendritické makromolekuly smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo menší než asi 40 mg KOH/g, za vzniku kapaliny stabilní při 23 °C.
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že sloučenina obsahující aktivní vodík je vybrána ze skupiny zahrnující polyoly, polyaminy, polyamidy, poliminy a polyolaminy.
14. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že sloučenina obsahující aktivní vodík obsahuje polyol.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že polyol obsahuje hydroxylolovými skupinami zakončený hlavní řetězec skládající se z členů vybraných ze souboru zahrnujícího polyether, polyestery, polykarbonát, polydien a polykaprolakton.
16. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že polyol je vybrán ze souboru zahrnujícího hydroxylovými skupinami zakončené polyhydrouhlovodíky, hydroxylovými skupinami zakončené polyformaliny, triglyceridy mastných kyselin, hydroxylovými skupinami zakončené polyestery, hydroxymethylovými skupinami zakončené polyestery, hydroxylovými skupinami zakončené perfluormethyleny, polyakylenetherglykoly, polyalkylenarylenetherglykoly, polyalkylenethertrioly a jejich směsi.
17. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že polyol je vybrán ze souboru zahrnujícího polyester kyselina adipová-ethylenglykol, póly(butylenglykol), póly(propylenglykol) a hydroxylovými skupinami zakončený polybutadien.
18. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že polyolem je polyetherpolyol.
19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že polyetherpolyol má molekulovou hmotnost v rozmezí od asi 200 do asi 10 000.
20. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že polyetherpolyol má molekulovou hmotnost v rozmezí od asi 2000 do asi 7000.
21. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že polyetherpolyol má molekulovou hmotnost v rozmezí od asi 2000 do asi 6000.
22. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že sloučenina obsahující aktivní vodík je vybrána ze skupiny zahrnující polyamin a polyalkanolamin.
23. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že polyamin je vybrán ze skupiny zahrnující primárními a sekundárními aminy zakončené polyethery.
24. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že polyether má molekulovou hmotnost větší než asi 230.
25. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že polyether má funkčnost od asi 2 do asi 6.
26. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že polyether má molekulovou hmotnost větší než asi 230 a funkčnost od asi 1 do asi 3.
27. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že isokyanát je představován obecným vzorcem • · · · · • · · 9 ( • · · 9 ·· · 9 • 9

Q(NCO)i

ve kterém i je celé číslo 2 nebo větší a Q je organický radikál, který má mocenství i. 28. Způsob podle nároku 12, vyznačující se t í m, že isokyanát je vybrán ze souboru zahrnujícího

hexamethylendiisokyanát, 1,8-diisokyanáto-p-methan, xylyldiisokyanát, (OCNCH2CH2CH2OCH2O) ₂, l-methyl-2,4-diisokyanátocyklohexan, fenylendiisokyanáty, tolylendiisokyanáty, chlorfenylendiisokyanáty, difenylmethan-4,4'-diisokyanát, naftalen-1,5-diisokyanát, trifenylmethan-4,4',4’'-triisokyanát, isopropylbenzen-alfa-4-diisokyanát a jejich směsi.
29. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že isokyanát zahrnuje předpolymer.
30. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že isokyanát je vybrán ze souboru zahrnujícího 1,6-hexamethylendiisokyanát, 1,4-butylendiisokyanát, furfurylidendiisokyanát, 2,4-toluendiisokyanát, 2,6-toluendiisokyanát,

2,4' -difenylmethandiisokyanát, 4,4' -difenylmethandiisokyanát,

4,4' -difenylpropandiisokyanát, 4,4' -difenyl-3,3'-dimethylmethandiisokyanát, 1,5-naftalendiisokyanát, l-methyl-2,4-diisokyanáto-5-chlorbenzen, 2,4-diisokyanáto-sym-triazin, 1-methyl-2,4-diisokyanátocyklohexan, p-fenylendiisokyanát, m-fenylendiisokyanát, 1,4-naftalendiisokyanát, dianisidindiisokyanát, biotylendiisokyanát, 1,4-xylylendiisokyanát, 1,3-xylylendiisokyanát, bis-(4-isokyanátfenyl)methan, bis-(3-methyl-4-isokyanátofenyl)methan, polymethylenpolyfenylpolyisokyanáty a jejich směsi.

♦ ·
31. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že isokyanát je vybrán ze skupiny zahrnující 2,4-toluendiisokyanát, 2,6-toluendiisokyanát a jejich směsi.
32. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že isokyanát je vybrán ze skupiny skládající se hlavně z

(i) 2,4'-difenylmethandiisokyanátu, 4,4'-difenylmethandiisokyanátu a jejich směsi; a (ii) směsí podle (i) s isokyanátem vybraným ze skupiny zahrnující 2,4-toluendiisokyanát, 2,6-toluendiisokyanát a jejich směsi.
33. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že nadouvadlo obsahuje vodu.
34. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že voda je používána v množství v rozsahu od asi 0,5 do asi 40 dílů hmotnostních vztaženo na 100 dílů hmotnostních sloučeniny obsahující aktivní vodík, použité v reakční směsi.
35. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že voda je používána v množství v rozsahu od asi 1,0 do asi 10 dílů hmotnostních vztaženo na 100 dílů hmotnostních sloučeniny obsahující aktivní vodík, použité v reakční směsi.
36. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že denritická makromolekula má následující charakteristické vlastnosti:

(i) obsah aktivního vodíku větší než asi 3,8 mmol/g;

(ii) funkčnost aktivního vodíku nejméně asi 8;

• ·

99 99 99 99

9 9 9 9 «9 9

9 9 9 9 9 9

9 99999 9 9

9 9 9 9 9

99 99 99 9999 (iii) nejméně asi 15 % hmotnostních dendritické makromolekuly může být smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo menší než asi 40 mg KOH/g, za vytvoření kapaliny stabilní při 23 °C.
37. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že od asi 15 do asi 30 % hmotnostních dendritické makromolekuly může být smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo menší než asi 40 mg KOH/g, za vytvoření kapaliny stabilní při 23 °C.
38. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že nejméně 15 % hmotnostních dendritické makromolekuly může být smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo v rozmezí od asi 25 do 35 mg KOH/g, za vytvoření kapaliny stabilní při 23 °C.
39. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že nejméně 15 % hmotnostních dendritické makromolekuly může být smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo v rozmezí od asi 28 do 32 mg KOH/g, za vytvoření kapaliny stabilní při 23 °C.
40. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že aktivní vodík je přítomen v makromolekule ve formě jedné nebo více merkaptoskupin.
41. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že aktivní vodík je přítomen v makromolekule ve formě jedné nebo více primárních aminoskupin.

• · ·»«« · · Ο · 9 9 9 9

9 9 · · · · · · · · • · · · · ····'· 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9

99 999· 99 ·· 99 9999
42. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že aktivní vodík je přítomen v makromolekule ve formě jedné nebo více sekundárních aminoskupin.
43. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že aktivní vodík je přítomen v makromolekule ve formě jedné nebo více hydroxylových skupin.

44. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že aktivní vodík je přítomen v makromolekule ve formě jedné nebo více merkaptoskupin, primárních aminoskupin, sekundárních aminoskupin a hydroxylových skupin.

45. Způsob podle nároku 36, v y z n a č u j í c í s e tím, že obsah aktivního vodíku v makromolekule je v rozmezí od asi 3,8 do asi 10 mmol/g. 46. Způsob podle nároku 36, v y z n a č u j í c X s e tím, že obsah aktivního vodíku v makromolekule je v rozmezí od asi 3,8 do asi 7,0 mmol/g. 47. Způsob podle nároku 36, v y z n a č u j í c í s e tím, že obsah aktivního vodíku v makromolekule je v rozmezí od asi 4,4 do asi 5,7 mmol/g. 48. Způsob podle nároku 36, v y z n a č u j í c í s e

t í m, že funkčnost aktivního vodíku v makromolekule je v rozmezí od asi 8 do asi 70.

49. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že funkčnost aktivního vodíku v makromolekule je v rozmezí od asi 10 do asi 60.

0··· 0900 0000 ·· 0 0··0 99 0 • 0 ···· ··· 0 0 0 9

000 99 0 090

90 0900 00 00 00 0000
50. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že funkčnost aktivního vodíku v makromolekule je v rozmezí od asi 15 do asi 35.
51. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že funkčnost aktivního vodíku v makromolekule je v rozmezí od asi 20 do asi 30.
52. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že od asi 15 do asi 50 % hmotnostních dendritické makromolekuly může být smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo menší než asi 40 mg KOH/g, za vytvoření kapaliny stabilní při 23 °C.
53. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že od asi 15 do asi 40 % hmotnostních dendritické makromolekuly může být smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo menší než asi 40 mg KOH/g, za vytvoření kapaliny stabilní při 23 °C.
54. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že makromolekula má přirozeně rozvětvenou strukturu obsahující nejméně jednu esterovou skupinu, etherovou skupinu, aminoskupinu, amidovou skupinu a jakékoliv jejich směsi.
55. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že makromolekula má přirozeně rozvětvenou strukturu obsahující v prvé řadě esterovou skupinu, popřípadě spojenou s etherovou skupinou.
56. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že makromolekula má přirozeně rozvětvenou strukturu ··

00 00 • · 0 · • · 0 • 00 • 00

00 000· obsahující v prvé řadě etherovou skupinu, popřípadě spojenou s esterovou skupinou.
57. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že makromolekula má přirozeně rozvětvenou strukturu obsahující v prvé řadě esterovou skupinu, popřípadě spojenou s etherovou skupinou.
58. Způsob podle nároku 54, vyznačující se tím, že makromolekula dále obsahuje jádro, ke kterému je chemicky vázána přirozeně rozvětvená struktura.
59. Způsob podle nároku 54, vyznačující se tím, že většina z přirozeně rozvětvených struktur jsou navzájem chemicky vázány.
60. Způsob podle nároku 54, vyznačující se tím, že přirozeně rozvětvená struktura dále obsahuje nejméně jednu částici činidla zastavujícího růst řetězce, chemicky k ní vázanou.
61. Způsob definovaný v nároku 54, vyznačující se t í m, že přirozeně rozvětvená struktura dále obsahuje nejméně dvě různé částice činidel zastavujících růst řetězce chemicky k ní vázaných.
62. Způsob podle nároku 54, vyznačující se tím, že přirozeně rozvětvená struktura dále obsahuje nejméně jedno činidlo prostorově rozšiřující řetězec, chemicky k ní vázané.

*· • i · •« »» • · · · • · ♦ • * · * ·· • · · * • · « · mm 63. Způsob podle nároku 62, v Y z n a č u j ící s e t í m, že činidlo prostorově rozšiřuj ící řetězec je monomerické • 64 . Způsob podle nároku 62, v Y z n a č u j ící s e t í m, že činidlo prostorově rozšiřuj ící řetězec je

polymerické.
65. Způsob propůjčení zátěžových technických vlastností pěnovému polymeru na bázi isokyanátu získanému ze směsi obsahující isokyanát, sloučeninu obsahující aktivní vodík a nadouvadlo, vyznačující se tím, že zahrnuje krok začlenění dendritické makromolekuly do reakční směsi; ve kterém nejméně 15 % hmotnostních dendritické makromolekuly může být smícháno s polyetherpolyolem, který má hydroxylové číslo menší než asi 40 mg KOH/g, za vytvoření kapaliny stabilní při 23 °C.