BR0215074B1 - mistura de agente de expansão, componentes de preparação para a preparação de plásticos expandidos, pré-mistura de poliol de poliéter e/ou poliol de poliéster não inflamáveis e plásticos expandidos. - Google Patents
mistura de agente de expansão, componentes de preparação para a preparação de plásticos expandidos, pré-mistura de poliol de poliéter e/ou poliol de poliéster não inflamáveis e plásticos expandidos. Download PDFInfo
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MISTURA DE AGENTE DE EXPANSÃO, COMPONENTES DE PREPARAÇÃO PARA A PREPARAÇÃO DE PLÁSTICOS EXPANDIDOS, PRÉ-MISTURA DE POLI- OL DE POLIÉTER E/OU POLIOL DE POLIÉSTER NÃO INFLAMÁVEIS E PLÁSTICOS EXPANDIDOS".
A presente invenção refere-se a uma mistura de 1,1,1,3,3- pentafluorobutano (R-365mfc) e pelo menos dois outros fluoro-hidrocarbone- tos e sua utilização para a preparação de plásticos expandidos.
Já é conhecido a utilização de hidrocarbonetos parcialmente fluo- rados, como agente de expansão para a preparação de plásticos expandidos.
A patente internacional WO 98/27145 publica a utilização de misturas de agente de expansão que contêm 1,1,1,3,3-pentafluorobutano e outros compostos de fluoro-hidrocarbonetos e eventualmente outro agente de expansão como dióxido de carbono, no âmbito da preparação de materi- ais esponjosos.
O objetivo da presente invenção é assim, em relação ao ponto de inflamação indicar outras misturas melhoradas, com as quais se pode conseguir de maneira mais simples, por exemplo, plásticos expandidos com propriedades qualitativas vantajosas.
Este objetivo é alcançado através da presente invenção.
De acordo com a invenção, como agente de expansão para a preparação de plásticos expandidos utilizáveis, mistura de agente de expan- são, contêm ou são constituídas a partir de
A) 1,1,1,3,3-pentafluorobutano e
B) 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano e
C) 1,1,1,2-tetrafluoroetano e/ou 1,1,1,3,3-pentafluoropropano, com as seguintes proporções:
a) por 100 partes em peso de mistura de agente de expansão, contam-se 65 a 85 partes em peso, de preferência 75 a 85 partes em peso, da soma dos componentes A) e B);
b) por 100 partes em peso da soma mencionada em a) dos componentes A) e B), contam-se 80 a 95 partes em peso, de preferência 83 a 90 partes em peso de 1,1,1,3,3-pentafluorobutano, sendo o restante da soma de A) e B) formada por 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano;
c) por 100 partes em peso da mistura de agente de expansão, contam-se pelo menos 15 partes em peso do componente C).
As misturas preferidas de gás propolente são caracterizadas por serem constituídas a partir dos componentes A), B) e C), em que por 100 partes de peso da mistura de agente de expansão, contam-se 70 a 80 partes em peso dos componentes A) e B) e 20 a 30 partes em peso do componente C).
O 1,1,1,3,3,-Pentafluorobutano encontra-se no limite da inflama- bilidade; as misturas de acordo com a invenção são também melhoradas, em relação à sua inflamabilidade, relativamente às misturas conhecidas com HFC-365mfc. Elas adequam-se especialmente para a utilização como agente de expansão para a preparação de plásticos expandidos com muito bons valores de isolamento, podendo contudo também ser utilizados para outros fins como, por exemplo, agentes de arrefecimento, solventes ou de limpeza.
As misturas de agentes de expansão especialmente boas são constituídas a partir de 80 % em peso de uma mistura de 87 partes em peso de HFC-365mfc e 13 partes em peso de HFC-227ea; sendo os restantes20% em peso constituídos por 1,1,1,3,3,-pentafluorobutano, HFC-134a ou uma mistura de ambos.
As misturas de acordo com a invenção adequam-se especial- mente bem como agente de expansão para a preparação de plásticos ex- pandidos, por exemplo, também, através do processo de extrusão. Neste processo, os plásticos termo plásticos contendo o agente de expansão são diretamente extrudidos em placas, lâminas ou perfis expandidos. A massa de plástico expande imediatamente depois de deixar o injetor. São passíveis de serem preparados, por exemplo, plásticos alveolares de XPS e XPE (ba- seados em plásticos alveolares de poliestireno ou polietileno).
As misturas de acordo com a invenção são especialmente bem adequadas, para a preparação de plásticos alveolares com base em isocia- natos. Elas adequam-se muito bem para a preparação, em especial de es- pumas rijas mas também moles com base em isocianato, também para es- pumas integrais.
É conhecida a preparação de plásticos expandidos com base em isocianato. A sua preparação e os materiais de base utilizáveis para esse fim são publicados, por exemplo, na patente européia EP-A-O 381 986; em "Ull- manns Encyclopedia of Industrial Chemistry", 5a edição, volume A 21, pági- nas 665 a 680; nas patentes internacionais WO 92/00345, 96/30439,96/14354 e na patente alemã DE 44 22 714 A1.
Como componentes de partida podem ser utilizados poliisocia- natos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos, aromáticos e heterocíclcios, por exemplo, com 2 a 4 grupos de isocianato. Eles possuem um grupo hidrocar- boneto alifático com até 18 átomos de carbono, um grupo hidrocarboneto cicloalifático com até 15 átomos de carbono, um grupo hidrocarboneto aro- mático com 6 a 15 átomos de carbono ou um grupo hidrocarboneto aralifáti- co com 8 a 15 átomos de carbono. Os componentes de partida especial- mente preferidos tecnicamente são, por exemplo, 2,4- e 2,6-diisocianato de toluileno, metanodiisocianato de difenila, isocianato de polimetilenpolifenila e suas misturas. Também podem ser utilizados os designados "poliisocianatos modificados" que contêm grupos carbodiímida, grupos uretano, grupos alo- fanatos, grupos isocianurato, grupos uréia ou grupos biureto.
Outros compostos de partida são os compostos com pelo me- nos 2 átomos de hidrogênio passíveis de reação, relativamente aos isocia- natos. Tratam-se em especial de compostos com um peso molecular de 400 a 10.000, que possuem de preferência 2 a 8 grupos hidroxila e além disso podem possuir, grupos amina, grupos tiol, ou grupos carboxila. São especi- almente bem adequados, poliéter, poliéster, policarbonatos e poliesterami- das, que possuem 2 a 8 grupos hidroxilo.
Podem também ser utilizados como componentes de partida, compostos que servem como agentes prolongadores de cadeia ou agentes de reticulação, e que possuem 2 a 8 hidrogênios passíveis de reação relati- vamente aos átomos de isocianato. Habitualmente este tipo de agentes pos- sui um peso molecular de 32 a 400. Em lugar ou adicionalmente aos grupos hidroxila, podem existir grupos amina, grupos tiol ou grupos carboxila.
Eventualmente podem ser co-utilizados outros agentes auxiliares e aditivos. Pode-se utilizar, por exemplo, agente de expansão químico adici- onal como água. São também utilizáveis catalisadores como, por exemplo, aminas terciárias, como dimetilciclo-hexilamina, e/ou compostos metálicos, como, por exemplo, sais de estanho de ácidos carboxílicos. Podem ser utili- zados aditivos tensioativos como emulsionantes ou estabilizadores de es- puma, por exemplo, copolímeros de polietersiloxano, retardadores de rea- ção, reguladores de células, como parafinas, álcoois graxos ou polissiloxa- nos de dimetila, pigmentos, corantes, agentes de proteção à inflamação, como éster de fosfato ou éster de fosfonato como, por exemplo, fosfato de tris-cloro-isopropila. São além disso utilizáveis, estabilizadores contra a influ- ência do envelhecimento e do clima, amaciadores, agentes de enchimento, corantes, antiestáticos, agentes de nucleização, substâncias reguladoras de poros ou substâncias ativas que atuam a nível biocida.
Os catalisadores bem adequados são, por exemplo, menciona- dos na patente internacional WO 96/14354. Para estes contam, aminas or- gânicas, aminoálcoois e aminoéteres, como compostos de morfolina, por exemplo, dimetilciclo-hexilamina, dietanolamina, éter de 2-dimetilaminoetil-3- dimetilaminopropila, éter de 2-dimetilaminoetila, éter de 2,2- dimorfolinodietila, Ν,Ν-dimetilaminoetilmorfolina, N-dimetilmorfolina. Também são utilizáveis como catalisadores, compostos organometálicos, como com- postos de estanho, cobalto ou ferro. É utilizável, por exemplo, di-octoato de estanho, naftenato de cobalto, dilaurato de dibutil-estanho e acetonilacetato de ferro.
O agente de expansão pode ser utilizado como tal, ou seja, sem as substâncias auxiliares e aditivas anteriormente mencionadas. De acordo com uma forma de execução, utiliza-se o agente de expansão em conjunto com uma ou mais das substâncias auxiliares e aditivas acima mencionadas. Um outro objetivo da invenção são assim componentes de preparação para a preparação de plásticos expandidos, que se baseiam em um determinado teor efetivo de mistura, de acordo com a invenção como agente de expan- são, para expansão, e pelo menos um dos agentes auxiliares e aditivos aci- ma mencionados. O agente de expansão de acordo com a invenção está então de preferência contido em uma quantidade de 1 a 35 % em peso, sen- do o ou os agentes auxiliares e aditivos o restante para 100 % em peso.
Componentes de preparação preferidos são pré-misturas de agente de expansão de acordo com a invenção e poliol de poliéster e/ou po- lióis de poliéster. Esta forma de execução é em seguida explicada em mais detalhe.
É habitual para a preparação de espuma, preparar em primeiro lugar, as designadas pré-misturas a partir das diferentes substâncias utiliza- das, que depois são colocadas em reação com o isocianato. Para a prepara- ção da pré-mistura, são misturados uns com os outros nas quantidades ne- cessárias, polióis ou poliéteres, agente de expansão, catalisadores e even- tualmente outros aditivos. As espumas são então preparadas pela colocação em contato da pré-mistura com o isocianato ou isocianatos.
Se as pré-misturas forem preparadas utilizando as misturas de agentes de expansão mencionados, pode-se chegar surpreendentemente ao ponto que ultrapassando uma quantidade crítica de agente de expansão, todo o sistema devido ao baixo ponto de inflamação seja classificado como inflamável, apesar da mistura de agente de expansão e do sistema de polióis não sejam individualmente inflamáveis.
As pré-misturas de acordo com a invenção contêm poliol bem como 1 a 35 % em peso, de preferência 5 a 20 % em peso do agente de ex- pansão de acordo com a invenção. As pré-misturas podem ser constituídas a partir de agente de expansão e poliol, podendo contudo também estar contidas ainda, uma ou mais substâncias auxiliares e aditivas anteriormente mencionadas, em uma quantidade de, por exemplo, 10 a 30 % em peso. O agente de expansão, o poliol e eventualmente a substância auxiliar e aditiva existente adicionam-se na pré-mistura até 100 % em peso. São utilizados de preferência polióis de poliéteres ou polióis de poliésteres.
Podem estar contidos na pré-mistura, por exemplo, 10 a 20 % em peso, de preferência 10 a 15 % em peso de um composto de fósforo, de preferência, fosfato de trietila ou fosfato de tris-cloroisopropila.
Os componentes preparados de acordo com a invenção, ou a pré-mistura de poliol, é colocada em contato com o isocianato ou isociana- tos, de maneira e forma conhecidas, e expande-se.
Os polióis tratam-se de compostos com pelo 2 átomos de hidro- gênio passíveis de reação relativamente ao isocianato. Tratam-se em espe- cial de compostos com um peso molecular de 400 a 10.000, que de prefe- rência possuem 2 a 8 grupos hidroxilo e além disso podem possuir grupos amina, grupos tiol ou grupos carboxila.
A pré-mistura de acordo com a invenção é ainda mais segura, relativamente a pré-misturas conhecidas, no que se refere à inflamabilidade. Assim é possível um armazenamento e transporte mais seguro da pré- mistura.
Um outro objetivo da invenção são os plásticos expandidos pre- parados utilizando a mistura de agente de expansão de acordo com a inven- ção.
Os exemplos seguintes devem elucidar melhor a invenção, sem a restringir no seu âmbito. Exemplo Exemplo 1: Mistura de poliol
Poliol de poliéter (Tercarol A350) é misturado com 10 % em peso de agente de expansão (em relação ao poliol) e é determinado o ponto de inflamação. Com agente de expansão é utilizada uma mistura ternária constituída a partir de 80 partes em peso de HFC-365mfc e HFC-227ea (re- lação de pesos 87:13) e 20 partes em peso de 1,1,1,3,3-pentafluoropropano. O ponto de inflamação de acordo com a DIN EN ISO 13736: 15 °C. Exemplo 2: Utilização de HFC-134a
É preparada uma pré-mistura de forma análoga ao exemplo 1, a partir de poliol de poliéter (Tercarol A350) e 10 % em peso de uma mistura ternária. Em Iugardo fluoropropano, está contido HFC-134a. O ponto de in- flamação é determinado de acordo com DIN EN ISO 13763. Não pôde ser determinado nenhum ponto de inflamação.
Claims (6)
1. Mistura de agente de expansão, caracterizada pelo fato de que contém ou é constituída a partir de A) 1,1,1,3,3-pentafluorobutano e B) 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano e C) 1,1,1,2-tetrafluoroetano e/ou 1,1,1,3,3-pentafluoropropano, com as seguintes proporções: a) por 100 partes em peso de mistura de agente de expansão, contam-se 65 a 85 partes em peso da soma dos componentes A) e B); b) por 100 partes em peso da soma mencionada em a) dos componentes A) e B), contam-se 80 a 95 partes em peso de 1,1,1,3,3-penta- fluorobutano, sendo o restante da soma de A) e B) formada por 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano; c) por 100 partes em peso da mistura de agente de expansão, contam-se pelo menos 15 partes em peso do componente C).
2. Mistura de agente de expansão de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizada pelo fato de que é constituída a partir dos componentes A), B) e C), em que por 100 partes de peso da mistura de agente de expan- são, contam-se 70 a 80 partes em peso dos componentes A) e B) e 20 a 30 partes em peso do componente C).
3. Componentes de preparação para a preparação de plásticos expandidos, caracterizados pelo fato de que contêm uma mistura de agente de expansão como definido na reivindicação 1 ou 2, em uma quantidade de1 a 35 partes em peso, e agentes auxiliares ou o pré-produtos como agente protetor de ponto de inflamação ou catalisadores, como o restante até 100 %.
4. Pré-mistura de potiol de poliéter e/ou poliol de poliéster não- inflamáveis para a preparação de plásticos expandidos, caracterizada pelo fato de que a pré-mistura contém 1 a 35 % em peso do agente de expansão como definido nas reivindicações 1 e 2.
5. Pré-mistura de poliol de poliéter e/ou poliol de poliéster não- inflamáveis de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a pré-mistura contém 5 a 20 % em peso da mistura de agentes de expansão.
6. Plásticos expandidos, caracterizados pelo fato de que são ob- teníveis pela utilização de uma composição de agentes de expansão como definida na reivindicação 1 ou 2.
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