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公開番号2025076996
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-16
出願番号2024165218
出願日2024-09-24
発明の名称金属カルボン酸塩触媒を含むフォーム形成組成物、関連するフォーム及びその製造方法
出願人コベストロ・エルエルシー
代理人弁理士法人三枝国際特許事務所
主分類C08G 18/00 20060101AFI20250509BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】ポリウレタンフォーム形成組成物、ポリウレタンフォームの製造方法、かかる方法により作製された組成物から製造されるポリウレタンフォーム、並びにイソシアネート反応性組成物を提供する。
【解決手段】ポリウレタンフォーム形成組成物は、(a)ポリオールと、(b)第三級アミン及び金属カルボン酸塩を含む触媒組成物と、(c)物理的発泡剤及び水を含む発泡剤組成物と、(d)β-ジカルボニル化合物と、(e)ポリイソシアネートとを含む。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ポリウレタンフォーム形成組成物であって、
（ａ）ポリオールと、
（ｂ）触媒組成物であって、
（ｉ）第三級アミン、及び、
（ｉｉ）構造：
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2025076996000016.tif
38
170
（式中、各Ｒは、同一又は異なってもよく、飽和又は不飽和であり、任意に置換された、２個～２５個の炭素原子を有する（シクロ）アルキル基であり、ｘは、２又は３であり、Ｍは、アルミニウム、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、セリウム（ＩＩＩ）、クロム（ＩＩＩ）、コバルト（ＩＩ）、コバルト（ＩＩＩ）、銅（ＩＩ）、インジウム、鉄（ＩＩＩ）、ランタン、鉛（ＩＩ）、マンガン（ＩＩ）、マンガン（ＩＩＩ）、ネオジム、ニッケル（ＩＩ）、パラジウム（ＩＩ）、カリウム、サマリウム、ナトリウム、テルビウム、スズ（ＩＩ）、スズ（ＩＶ）、チタン、バナジウム、イットリウム、亜鉛、又はジルコニウムである）を有する金属カルボン酸塩を含む、触媒組成物と、
（ｃ）発泡剤組成物であって、
（ｉ）物理的発泡剤、及び、
（ｉｉ）水、
を含む発泡剤組成物と、
（ｄ）構造：
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2025076996000017.tif
29
170
（式中、（ｉ）各Ｒ
１
は、同一又は異なってもよく、アミド基、エステル基、カルボン酸基、（シクロ）アルキル基、又は（シクロ）アルコキシ基であり、前記（シクロ）アルキル基及び（シクロ）アルコキシ基は、場合によっては、ヘテロ原子で任意に置換されてもよく、任意にアミド基、エステル基、又はカルボン酸基を含んでもよく、（ｉｉ）Ｒ
２
は、水素又はＲ
１
である）を有するβ－ジカルボニル化合物と、
（ｅ）ポリイソシアネートと、
を含む、ポリウレタンフォーム形成組成物。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記ポリイソシアネートが、１分子当たり１．８個～３．５個のイソシアネート部の平均官能価、及び２５重量％～３２重量％のＮＣＯ含有量を有する、メチレン架橋ポリフェニルポリイソシアネート及び／又はメチレン架橋ポリフェニルポリイソシアネートのプレポリマーを含む、請求項１に記載のポリウレタンフォーム形成組成物。
【請求項３】
前記ポリオールが、２種以上の異なるポリエーテルポリオールを含むポリオールブレンドを含み、前記ポリオールブレンドが、Ｈ官能性出発物質とアルキレンオキシドとの反応生成物である芳香族アミン開始ポリエーテルポリオールを含み、前記Ｈ官能性出発物質が、前記芳香族アミン開始ポリエーテルポリオールを製造するために使用されるＨ官能性出発物質の総重量に対して、５０重量％超の量で存在する芳香族アミンを含み、プロピレンオキシドが、前記芳香族アミン開始ポリエーテルポリオールを調製するために使用されるアルキレンオキシドの総重量に対して、５０重量％超の量で存在し、前記芳香族アミン開始ポリエーテルポリオールが、２００ｍｇＫＯＨ／ｇ～６００ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価、及び少なくとも２．５の官能価を有する、請求項１に記載のポリウレタンフォーム形成組成物。
【請求項４】
前記芳香族アミン開始ポリエーテルポリオールが、前記ポリオールブレンドの総重量に対して、１０重量％～３０重量％の量で存在する、請求項３に記載のポリウレタンフォーム形成組成物。
【請求項５】
前記ポリオールブレンドが、Ｈ官能性出発物質とアルキレンオキシドとの反応生成物である糖開始ポリエーテルポリオールを含み、前記Ｈ官能性出発物質が、前記糖開始ポリエーテルポリオールを製造するために使用されるＨ官能性出発物質の総重量に対して、５０重量％超の量で存在する糖を含み、プロピレンオキシドが、前記糖開始ポリエーテルポリオールを調製するために使用されるアルキレンオキシドの総重量に対して、５０重量％超の量で存在し、前記糖開始ポリエーテルポリオールが、２００ｍｇＫＯＨ／ｇ～６００ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価及び４～６の官能価を有する、請求項４に記載のポリウレタンフォーム形成組成物。
【請求項６】
前記糖開始ポリエーテルポリオールが、前記ポリオールブレンドの総重量に対して、２０重量％～４０重量％の量で存在する、請求項５に記載のポリウレタンフォーム形成組成物。
【請求項７】
前記ポリオールブレンドが、Ｈ官能性出発物質とアルキレンオキシドとの反応生成物であるトリオール開始ポリエーテルポリオールを含み、前記トリオールが、前記トリオール開始ポリエーテルポリオールを製造するために使用されるＨ官能性出発物質の総重量に対して、５０重量％超の量で存在し、プロピレンオキシドが、前記トリオール開始ポリエーテルポリオールを調製するために使用されるアルキレンオキシドの総重量に対して、５０重量％超の量で存在し、前記トリオール開始ポリエーテルポリオールが、３００ｍｇＫＯＨ／ｇ～６００ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価及び２．５～３．５の官能価を有し、前記トリオール開始ポリエーテルポリオールが、前記ポリオールブレンドの総重量に対して、３０重量％～７０重量％の量で存在する、請求項６に記載のポリウレタンフォーム形成組成物。
【請求項８】
前記物理的発泡剤が、前記ポリイソシアネートの重量を除く前記ポリウレタンフォーム形成組成物の総重量に対して、５重量％～２０重量％の量で存在する炭化水素を含む、請求項１に記載のポリウレタンフォーム形成組成物。
【請求項９】
前記物理的発泡剤組成物と前記水が、５：１～９：１の相対重量比で存在する、請求項１に記載のポリウレタンフォーム形成組成物。
【請求項１０】
前記第三級アミンが、非ブロック型第三級アミンと化学ブロック型第三級アミンとを含み、前記非ブロック型第三級アミンと前記化学ブロック型第三級アミンが、１：５～５：１の相対重量比で存在する、請求項１に記載のポリウレタンフォーム形成組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、概して、（ａ）ポリオールと、（ｂ）第三級アミン及び金属カルボン酸塩を含む触媒組成物と、（ｃ）物理的発泡剤及び水を含む発泡剤組成物と、（ｄ）β－ジカルボニル化合物と、（ｅ）ポリイソシアネートとを含むポリウレタンフォーム形成組成物に関する。本明細書はまた、かかるポリウレタンフォーム形成組成物を使用してポリウレタンフォームを製造する方法、及びかかるフォーム形成組成物から製造されたポリウレタンフォームに関する。
続きを表示（約 4,100 文字）【背景技術】
【０００２】
硬質ポリウレタンフォームは、様々な用途に使用されている。硬質ポリウレタンフォームは、発泡剤の存在下で、ポリイソシアネートとイソシアネート反応性化合物、通常はポリオールとを反応させることによって製造される。かかるフォームの１つの使用は、冷蔵機器及びトレーラートラックを含む冷蔵保管装置の建設における断熱媒体としての使用である。
【０００３】
かかるフォームにとって重要な物理特性が幾つか存在する。具体的には、フォームは良好な断熱特性（Ｋ値（K-factor）測定によって決定される）を示すだけでなく、寸法安定性があり、良好な圧縮強度を示す必要がある。これを達成するには、セルの伸長を最小限に抑えるために、フォーム形成組成物の流動プロファイルを最適化しなければならない。セルの伸長は、多くの場合、硬化プロファイルと流動プロファイルのバランスが取れていないことの結果であり、これによりフォーム形成組成物の流動の終了（ライズタイム）の前に、フォーム形成組成物がゲル化し始める、すなわち粘度が高まる。フォーム配合者は、多くの場合、ブロー触媒（イソシアネート－水反応を促進する触媒）とゲル触媒（イソシアネート－ポリオール反応を促進する触媒）の組合せを含む特定の触媒パッケージを慎重に選択することによって、しばしば最適な流動プロファイルを達成する。しかしながら、この解決策の欠点は、触媒の選択及び量の点でフォーム配合者の柔軟性が大幅に制限される可能性があることである。
【０００４】
そのため、断熱性硬質ポリウレタンフォーム配合物の流動プロファイルを容易に調整及び最適化する手段を提供して、フォーム配合者により高い配合の柔軟性を提供することが望まれる。
【発明の概要】
【０００５】
或る特定の態様において、本明細書は、ポリウレタンフォーム形成組成物に関する。これらのポリウレタンフォーム形成組成物は、ポリオールと、触媒組成物と、発泡剤組成物と、β－ジカルボニル化合物と、ポリイソシアネートとを含む。触媒組成物は、第三級アミンと、構造：
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2025076996000001.tif
37
170
（式中、各Ｒは、同一又は異なってもよく、飽和又は不飽和であり、任意に置換された、２個～２５個の炭素原子を有する（シクロ）アルキル基であり、ｘは、２又は３であり、Ｍはアルミニウム、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、セリウム（ＩＩＩ）、クロム（ＩＩＩ）、コバルト（ＩＩ）、コバルト（ＩＩＩ）、銅（ＩＩ）、インジウム、鉄（ＩＩＩ）、ランタン、鉛（ＩＩ）、マンガン（ＩＩ）、マンガン（ＩＩＩ）、ネオジム、ニッケル（ＩＩ）、パラジウム（ＩＩ）、カリウム、サマリウム、ナトリウム、テルビウム、スズ（ＩＩ）、スズ（ＩＶ）、チタン、バナジウム、イットリウム、亜鉛、又はジルコニウムである）を有する金属カルボン酸塩とを含む。発泡剤組成物は、物理的発泡剤及び水を含む。β－ジカルボニル化合物は、構造：
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2025076996000002.tif
29
170
（式中、（ｉ）各Ｒ
１
は、同一又は異なってもよく、アミド基、エステル基、カルボン酸基、（シクロ）アルキル基、又は（シクロ）アルコキシ基であり、（シクロ）アルキル基及び（シクロ）アルコキシ基は、場合によっては、酸素、窒素、硫黄、リン等のヘテロ原子、又はフッ素等のハロゲン原子で任意に置換されてもよく、任意にアミド基、エステル基、又はカルボン酸基を含んでもよく、（ｉｉ）Ｒ
２
は、水素又はＲ
１
である）を有する。
【０００６】
他の態様において、本明細書は、ポリウレタンフォームを製造する方法に関する。本方法は、ポリオールと、ポリイソシアネートと、触媒組成物と、発泡剤組成物と、β－ジカルボニル化合物とを含むポリウレタンフォーム形成組成物を、０．９０～１．５０のイソシアネート指数で反応させることを含む。触媒組成物は、第三級アミンと、構造：
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2025076996000003.tif
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170
（式中、各Ｒは、同一又は異なってもよく、飽和又は不飽和であり、任意に置換された、２個～２５個の炭素原子を有する（シクロ）アルキル基であり、ｘは、２又は３であり、Ｍは、アルミニウム、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、セリウム（ＩＩＩ）、クロム（ＩＩＩ）、コバルト（ＩＩ）、コバルト（ＩＩＩ）、銅（ＩＩ）、インジウム、鉄（ＩＩＩ）、ランタン、鉛（ＩＩ）、マンガン（ＩＩ）、マンガン（ＩＩＩ）、ネオジム、ニッケル（ＩＩ）、パラジウム（ＩＩ）、カリウム、サマリウム、ナトリウム、テルビウム、スズ（ＩＩ）、スズ（ＩＶ）、チタン、バナジウム、イットリウム、亜鉛、又はジルコニウムである）を有する金属カルボン酸塩とを含む。発泡剤組成物は、物理的発泡剤及び水を含む。β－ジカルボニル化合物は、構造：
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2025076996000004.tif
29
170
（式中、（ｉ）各Ｒ
１
は、同一又は異なってもよく、アミド基、エステル基、カルボン酸基、（シクロ）アルキル基、又は（シクロ）アルコキシ基であり、（シクロ）アルキル基及び（シクロ）アルコキシ基は、場合によっては、酸素、窒素、硫黄、リン等のヘテロ原子、又はフッ素等のハロゲン原子で任意に置換されてもよく、任意にアミド基、エステル基、又はカルボン酸基を含んでもよく、（ｉｉ）Ｒ
２
は、水素又はＲ
１
である）を有する。
【０００７】
更に他の態様において、本明細書は、イソシアネート反応性組成物に関する。これらのイソシアネート反応性組成物は、ポリオールと、触媒組成物と、発泡剤組成物と、β－ジカルボニル化合物とを含む。触媒組成物は、第三級アミンと、構造：
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2025076996000005.tif
38
170
（式中、各Ｒは、同一又は異なってもよく、飽和又は不飽和であり、任意に置換された、１個～２０個の炭素原子を有する（シクロ）アルキル基であり、ｘは、２又は３であり、Ｍは、アルミニウム、バリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、セリウム（ＩＩＩ）、クロム（ＩＩＩ）、コバルト（ＩＩ）、コバルト（ＩＩＩ）、銅（ＩＩ）、インジウム、鉄（ＩＩＩ）、ランタン、鉛（ＩＩ）、マンガン（ＩＩ）、マンガン（ＩＩＩ）、ネオジム、ニッケル（ＩＩ）、パラジウム（ＩＩ）、カリウム、サマリウム、ナトリウム、テルビウム、スズ（ＩＩ）、スズ（ＩＶ）、チタン、バナジウム、イットリウム、亜鉛、又はジルコニウムである）を有する金属カルボン酸塩とを含む。発泡剤組成物は、物理的発泡剤及び水を含む。β－ジカルボニル化合物は、構造：
TIFF
2025076996000006.tif
28
170
（式中、（ｉ）各Ｒ
１
は、同一又は異なってもよく、アミド基、エステル基、カルボン酸基、（シクロ）アルキル基、又は（シクロ）アルコキシ基であり、（シクロ）アルキル基及び（シクロ）アルコキシ基は、場合によっては、酸素、窒素、硫黄、リン等のヘテロ原子、又はフッ素等のハロゲン原子で任意に置換されてもよく、任意にアミド基、エステル基、又はカルボン酸基を含んでもよく、（ｉｉ）Ｒ
２
は、水素又はＲ
１
である）を有する。
【０００８】
本明細書はまた、かかるフォーム形成組成物から、かかる方法によって製造された硬質ポリウレタンフォーム、及びかかる硬質フォームを含む複合物品、及びかかる硬質フォームを含むパネル断熱材に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例フォームのライズレートプロファイルのグラフを示す図である。
実施例フォームのライズレートプロファイルのグラフを示す図である。
実施例フォームのライズレートプロファイルのグラフを示す図である。
実施例フォームのライズレートプロファイルのグラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
開示される発明の構造、機能、特性、及び使用の全体的な理解を提供するために、本明細書においては様々な実施態様が記載され、解説される。本明細書に記載及び解説されている様々な実施態様は、非限定的で非網羅的であることが理解される。したがって、本発明は、本明細書に開示される様々な非限定的で非網羅的な実施態様の記載によって限定されない。様々な実施態様に関連して記載される特徴及び特性を、他の実施態様の特徴及び特性と組み合わせることができる。かかる変更形態及び変形形態は、本明細書の範囲内に含まれることが意図されている。したがって、特許請求の範囲を、本明細書に明示的又は本質的に記載されている、或いは明示的又は本質的に支持されている任意の特徴又は特性を列挙するように補正することができる。さらに、本出願人（複数の場合もある）は、先行技術に存在する可能性のある特徴又は特性を積極的に放棄するために特許請求の範囲を補正する権利を留保する。したがって、任意のかかる補正は、米国特許法第１１２条及び同法第１３２条（ａ）の要件に準拠している。本明細書に開示及び説明される様々な実施態様は、本明細書に様々に記載されるような特徴及び特性を含むか、それからなるか、又は本質的にそれらからなり得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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