BR112016014640B1 - Processo para fazer uma espuma de poliuretano retardante de chama, espuma de poliuretano, artigo conformado, e, uso de um poliol - Google Patents

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Abstract

processo para fazer uma espuma de poliuretano retardante de chama, espuma de poliuretano, artigo conformado, e, uso de um poliol. processo para fazer uma espuma de poliuretano retardante de chama, o processo compreendendo reagir um poliol baseado em po com reagentes de formação de espuma para prover a dita espuma de poliuretano, em que o dito poliol é preparado pela polimerização por abertura de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito, e em que o dito poliol é tanto livre de frações de eo ou compreende frações de eo em uma quantidade de pelo menos 1% em peso.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A invenção se refere a espumas de poliuretano flexíveis. Em particular, embora não exclusivamente, esta invenção se refere a métodos para fazer espumas de poliuretano resistente à chama cumprindo as normas de resistência à flama, espumas obteníveis dessa forma, e ao uso de poliois de poliéter particulares para ajudar a alcançar a resistência à chama.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] Espumas de poliuretano flexíveis encontraram uso extensivo em uma multidão de aplicações industriais e de consumo. Esta popularidade é devida às suas propriedades mecânicas amplas e habilidade de serem facilmente fabricadas. Setores principais de aplicação são as indústrias automotivas e aeronáutica, móveis estofados e artigos técnicos. Por exemplo, assentos inteiros de espuma, almofadas de topo para os assentos e barreiras para as costas e para a cabeça, todas feitas de espuma de poliuretano flexível, são bastante usadas em carros e aeronaves. Outras aplicações incluem o uso de espuma de poliuretano flexível como apoios de carpete, roupa de cama e colchões, selim de assento espumado para motocicletas, gaxetas entre um corpo de carro e suas luzes, vedações de rebordo de filtros de ar para motores e camadas de isolamento em partes de carro e partes de motor para reduzir som e vibração.
[003] Como é bastante conhecido por aqueles versados na técnica, poliuretanos são formados a partir da reação de grupos de isocianato com grupos de hidroxila. O método mais comum de produção de poliuretano é através da reação de um poliol com um isocianato. Agentes de reticulação, agentes de sopro, catalisadores e outros aditivos podem também ser incluídos na formulação de poliuretano, se necessário.
[004] Poliois usados na produção de poliuretanos flexíveis são tipicamente derivados de óxidos alquileno (tais como óxido de propileno e óxido de etileno) e vários iniciadores tais como etileno glicol, propileno glicol, glicerina, sucrose e sorbitol. Processos conhecidos para a produção de poliois incluem polimerização por abertura de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador de metal alcali, e polimerização por abertura de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito.
[005] Para várias aplicações, espumas de poliuretano flexíveis são requeridas para serem resistentes à chama, isto é, alcançar um ou mais padrões de resistência à chama. Um exemplo de um padrão de resistência à chama é o Padrão Britânico BS 5852, Parte 2, por exemplo o teste de Berço 5 do mesmo. Este teste impõe demandas rigorosas em espumas com relação à sua resistência de ignição. Um exemplo adicional de um padrão de resistência à chama é Cal 117, seção A- Parte 1.
[006] Várias abordagens para produzir espumas de poliuretano sendo ambos resistente à chama e flexível são conhecidas na técnica. Um conjunto de abordagens envolve o uso de poliois fabricados especialmente, mas estes tendem a serem caros.
[007] Adicionalmente ou alternativamente, espumas de poliuretano flexíveis exibindo resistência à chama podem se apoiar na inclusão de aditivos retardantes de chama. Por exemplo, aditivos retardantes de chama incluindo minerais, tais como tri-hidrato de alumínio; sais, tais como sais de fosfônio de hidroximetil; compostos fosforosos; ésteres fosfatados; e halocarbonos ou outros compostos halogenados, tais como aqueles incluindo bromo e/ ou cloro; podem ser incluídos.
[008] No entanto, há um desejo de restringir o uso de tais retardantes de chama. Aditivos retardantes de chama são caros, podem complicar a produção/ formação de espumas de poliuretano flexíveis, e podem impactar negativamente as propriedades físicas de espumas de poliuretano flexíveis formadas com estes.
[009] É um objetivo da invenção prover espumas de poliuretano resistentes à chama a baixo custo e/ ou com níveis de aditivo retardante de chama reduzidos.
Declarações da invenção
[0010] Foi agora verificado que poliois baseados em óxido de propileno (PO) são tanto livres de frações de óxido de etileno (EO) ou contêm apenas uma baixa porcentagem de frações de EO, e que foram produzidos pela polimerização por abertura de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito, oferecem benefícios particulares no contexto de fazer espumas de poliuretano resistentes à chama.
[0011] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um processo para fazer uma espuma de poliuretano retardante de chama, o processo compreendendo reagir um poliol baseado em PO com reagentes de formação de espuma para prover a dita espuma de poliuretano, em que o dito poliol é preparado pela polimerização por abertura de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito, e em que o dito poliol é tanto livre de frações de EO ou compreende frações de EO em uma quantidade de pelo menos 1% em peso.
[0012] Além disso, a partir de um segundo aspecto, a presente invenção reside em uma espuma de poliuretano obtenível pelo processo do primeiro aspecto da invenção. Ainda adicionalmente, a partir de um terceiro aspecto, a presente invenção reside em um artigo conformado compreendendo tal espuma de poliuretano.
[0013] A partir de um quarto aspecto, a invenção reside no uso de um poliol, preparado pela polimerização por abertura de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito e sendo tanto livre de frações de EO ou compreendendo frações de EO em uma quantidade de pelo menos 1% em peso, na preparação de uma espuma de poliuretano para o propósito de intensificar a resistência à chama da espuma resultante e/ ou diminuir uma quantidade de um aditivo de retardante de chama na espuma. O uso pode ser, por exemplo, de acordo com qualquer método definido ou descrito aqui.
[0014] Contrário ao ensinamento da técnica anterior, tal como o WO 9951661 A1, verificou-se que poliois baseados em PO são tanto livres de frações de EO ou contêm pelo menos 1% de frações de EO oferecem vantagens particulares. Especificamente, tais poliois foram verificados por intensificar resistência à chama e podem, portanto, reduzir a necessidade para aditivos retardantes de chama em espumas. Eles também são um material eficaz em custo para a produção de espuma, particularmente pois podem ser produzidos em um processo contínuo.
[0015] O poliol baseado em PO opcionalmente contém frações de EO, em uma quantidade de pelo menos 1% em peso. Onde as frações EO estão presentes no poliol, elas podem preferivelmente ser copolimerizadas com frações de PO. Em uma modalidade, o poliol contém opcionalmente frações de EO (isto é, se alguma) em uma quantidade de pelo menos 0,9% em peso, pelo menos 0,8% em peso, pelo menos 0,7% em peso, pelo menos 0,6% em peso, ou pelo menos 0,5% em peso. O poliol pode vantajosamente compreender um equilíbrio de frações de PO compensando o restante de poliol. Em uma modalidade, o poliol compreende apenas frações de PO (em combinação com um iniciador como será descrito).
[0016] A quantidade de frações de EO em % em peso é baseada no total de unidades de oxialquileno presentes e podem ser medidas de acordo com ASTM D4875.
[0017] A espuma de poliuretano a ser preparada no presente processo é uma espuma de poliuretano flexível. Poliois de poliéter adequados para preparar espumas de poliuretano flexíveis tendem a ter um peso molecular de número médio relativamente alto e uma funcionalidade nominal relativamente baixa.
[0018] Em uma modalidade, o poliol baseado em PO útil na presente invenção tem um peso molecular de número médio na faixa de 2500 a 15000 Dalton, preferivelmente 2750 a 4000 Dalton, mais preferivelmente 2800 a 3200 Dalton. Vantajosamente, o poliol pode ter uma funcionalidade nominal (Fn) na faixa de 2 a 4, preferivelmente na faixa de 2 a 3,5, mais preferivelmente na faixa de 2,5 a 3.
[0019] O valor de hidroxil do poliol baseado em PO é de 15 a 150 mg KOH/g, mais adequadamente de 20 a 75 mg de KOH/g.
[0020] O poliol baseado em PO é tipicamente obtido pela reação de um composto iniciante ou iniciador tendo uma pluralidade de átomos de hidrogênio ativos com PO e opcionalmente EO. Como o iniciador, um álcool poli-hídrico tais como etileno glicol, propileno glicol, dietileno glicol, dipropileno glicol, trimetilol propano ou glicerol, ou um poliéter monool, ou poliéter poliol tendo de 2 a 12 grupos hidroxila e um peso molecular de número médio de 300 a 5.000 Dalton, que é obtenível pela polimerização por abertura de anel de um óxido de alquileno com o álcool poli-hídrico mencionado acima na presença de um catalisador alcali ou um catalisador catiônico, podem ser usados. O número de grupos hidroxila no álcool poli- hídrico mencionado acima é preferivelmente de 2 a 8, particularmente preferivelmente 2 ou 3. Mais preferivelmente, propileno glicol (MPG), glicerol ou uma combinação de ambos é usada como iniciador.
[0021] O iniciador pode ser introduzido continuamente a um reator junto com o óxido de alquileno e/ ou o catalisador, para realizar a polimerização do óxido de alquileno. Como o iniciador em tal caso, um álcool poli-hídrico tendo um peso molecular baixo pode ser usado. Como tal álcool poli-hídrico tendo um peso molecular baixo, um álcool poli-hídrico tendo um peso molecular de pelo menos 400, tais como etileno glicol, propileno glicol,
[0022] dietileno glicol, dipropileno glicol, trimetilol propano ou glicerol, podem ser usados. Mais preferivelmente, também em tal caso, propileno glicol (MPG), etileno glicol (MEG), dietileno glicol (DEG), glicerol ou uma combinação destes é usada como um iniciador.
[0023] Alternativamente, métodos de mistura também são conhecidos na técnica e podem, a princípio, ser usados para preparar o poliol baseado em PO. No entanto, foi surpreendentemente verificado que poliois baseados em PO produzidos por um processo contínuo oferecem resistência à chama melhorada na espuma de poliuretano.
[0024] Consequentemente, tais poliois baseados em PO, que tipicamente têm um índice de polidispersidade mais alto (peso molecular de número médio, Mw / peso molecular de número médio, Mn) são preferidos.
[0025] Em uma modalidade, o poliol baseado em PO tem um índice de polidispersidade (Mw/ Mn) na faixa de 1,18 a 1,5, tal como na faixa de 1,2 a 1,4, em particular na faixa de 1,22 a 1,3.
[0026] Polimerização catalisada de cianeto de metal composto em geral tende a produzir alguns compostos de peso molecular baixo (particularmente monoois de peso molecular baixo) adversamente afetando a resistência ao fogo, particularmente quando comparados a processos contínuos catalisados de metal alcali.
[0027] Catalisadores complexos de cianeto de metal composto para produzir poliol baseado em PO são bastante conhecidos na técnica.
[0028] Catalisadores complexos de cianeto de metal compósito são frequentemente também referidos como catalisadores de cianeto de metal duplo (DMC). Um catalisador complexo de cianeto de metal compósito é tipicamente representado pela seguinte fórmula (1):
Figure img0001
em que cada um de M1 e M2 é um metal, X é um átomo de halogênio, R é um ligante orgânico, e cada um de a, b, c, d, e, f, g, h e i é um número que é variável dependendo nos equilíbrios atômicos de metais, o número de ligantes orgânicos a serem coordenados, etc.
[0029] Na fórmula (1) acima, M1 é preferivelmente um metal selecionado de Zn(II) ou Fe(II). Na fórmula (1) acima, M2 é preferivelmente um metal selecionado de Co(II) ou Fe(II).
[0030] No entanto, outros metais e estados de oxidação também podem ser usados, como é conhecido na técnica.
[0031] Na fórmula (I) acima, R é o ligante orgânico e é preferivelmente pelo menos um composto selecionado do grupo consistindo de um álcool, um éter, uma cetona, um éster, uma amina e uma amida. Como um tal ligando orgânico, um que seja solúvel em água pode ser usado. Especificamente, um ou mais compostos selecionador de terc-butil álcool, n- butil álcool, iso-butil álcool, terc-pentil álcool, isopentil álcool, N,N-dimetil acetamida, glime (etileno glicol dimetil éter), diglirste (dietileno glicol dimetil éter), triglime (trietileno glicol dimetil éter), etileno glicol mono-terc- butiléter, isopropil álcool e dioxano, podem ser usados como ligantes orgânicos. O dioxano pode ser 1,4-dioxano ou 1,3-dioxano e é preferivelmente 1,4-dioxano. Mais preferivelmente, o ligante orgânico ou um dos ligantes orgânicos no catalisador complexo de cianeto de metal compósito é terc-butil álcool. Além disso, como um ligante orgânico álcool, um poliol, preferivelmente um poliéter poliol pode ser usado. Mais preferivelmente, um poli (propileno glicol) tendo um peso molecular de número médio na faixa de 500 a 2.500 Dalton, preferivelmente 800 a 2.200 Dalton, pode ser usado como o ligante orgânico ou um dos ligantes orgânicos.
[0032] Mais preferivelmente, tal poli (propileno glicol) é usado em combinação com terc-butil álcool como ligantes orgânicos. O catalisador complexo de cianeto de metal compósito pode ser produzido por métodos de produção conhecidos.
[0033] O produto de reação obtido por tais métodos pode ser lavado e então submetido a filtração, e a torta (componente sólido) dessa forma obtida pode ser seca para preparar um catalisador complexo de cianeto de metal compósito em forma de pó. Alternativamente, a solução aquosa contendo ligando orgânico e o catalisador complexo de cianeto de metal compósito após a lavagem do produto de reação, pode ser dispersado em um poliol, e então, uma quantidade em excesso de água e do ligante orgânico pode ser destilado para preparar um catalisador complexo de cianeto de metal compósito em uma forma de pasta fluida. Como tal poliol de dispersão, um poliéter poliol pode ser usado. O poliéter poliol é preferivelmente um poliéter poliol tendo de 2 a 12 grupos hidroxila e um peso molecular de número médio de 300 a 5.000 Dalton que é obtenível pela polimerização por abertura de anel de um óxido de alquileno com um álcool poli-hídrico tal como etileno glicol, propileno glicol, dietileno glicol, dipropileno glicol, trimetilol propano ou gliceral na presença de um catalisador alcali ou de um catalisador catiônico. Tal poliéter poliol pode também ser usado como um iniciador no tempo de produzir subsequentemente um poliéter poliol usando o catalisador complexo de cianeto de metal compósito em forma de pasta fluida.
[0034] O número de grupos hidroxila em tal poliol de dispersão é preferivelmente de 2 a 8, particularmente de 2 a 3. O óxido de alquileno a ser usado para fazer o dito poliol pode ser óxido de propileno, óxido de 1,2- butileno, óxido de 2,3-butileno, epicloroidrina, oxetano ou tetraidrofurano. Eles podem ser usados em combinação como uma mistura de dois ou mais dos mesmos. Óxido de propileno é preferido. Mais preferivelmente, dito poliol de dispersão é um poli (propileno glicol) tendo um peso molecular de número médio de 500 a 1500 Dalton.
[0035] O dito poliol baseado em PO pode vantajosamente ser o único poliol usado para fazer a espuma retardante de chama. Assim, a espuma pode ser feita de uma mistura de reagentes consistindo do poliol baseado em PO e nos reagentes de formação de espuma. No entanto, a princípio o poliol baseado em PO também pode ser usado em combinação com um ou mais outros poliois, como é conhecido na técnica. Para oferecer benefícios significativos com relação à resistência à chama, o dito poliol baseado em PO pode preferivelmente compor pelo menos 50% em peso de uma quantidade geral do poliol usado para fazer a espuma retardante de chama.
[0036] Como é conhecido na técnica, os reagentes de formação de espuma vão tipicamente compreender um poli-isocianato na presença de um agente de sopro.
[0037] O poli-isocianato pode, por exemplo, ser um poli-isocianato aromático tal como um di-isocianato de tolueno (TDI), di-isocianato de difenilmetano ou isocianato de polifenil de polimetileno, um poli-isocianato alifático como
[0038] di-isocianato de hexametileno, di-isocianato de xilileno, di- isocianato de diciclohexilmetano, di-isocianato de lisina ou di-isocianato de tetrametilxilileno, em poli-isocianato alicíclico tal como um di-isocianato de isoforona, ou um produto modificado destes. Em uma modalidade, o poli- isocianato é uma mistura de 80% em peso de di-isocianato de 2,4-tolileno e 20% em peso de di-isocianato de 2,6-tolileno, cuja mistura é vendida como "TDI-80".
[0039] No processo de preparação de poliuretano da presente invenção, a razão molar de grupos de isocianato (NCO) no poli-isocianato para grupos de hidroxil (OH) no poliéter poliol e qualquer água pode ser tal que a espuma de poliuretano final não contém grupos de NCO terminais livres.
[0040] Dita razão molar de NCO/OH é preferivelmente de 0,7/1 para 1,5/1. Uma razão molar de NCO/OH de 1/1 corresponde com um índice de isocianato de 100.
[0041] O tipo de agente de sopro usado para preparar a espuma de poliuretano da presente invenção, não é crítico. Por exemplo, agentes de sopro adequados incluem água, acetona, dióxido de carbono gasoso ou líquido, hidrocarbonetos halogenados, alcanos alifáticos e alcanos alicíclicos. Devido ao efeito de destruição de ozônio de alcanos altamente clorinados, fluorinados (CFC's) o uso deste tipo de agente de sopro é geralmente não preferido, embora seja possível usá-los dentro do escopo da presente invenção. Alcanos halogenados, em que pelo menos um átomo de hidrogênio não foi substituído por um átomo de halogênio (o chamado HCFC's) não tem ou tem pouco efeito de destruição de ozônio e, portanto, são os hidrocarbonetos halogenados preferidos a serem usados em espumas sopradas fisicamente. Um agente de sopro do tipo HCFC bastante adequado é 1-cloro-1,1-difluoroetano. O uso de água como um agente de sopro (químico) também é bastante conhecido. Água reage com grupos de isocianato de acordo com a reação de NCO/H20 bem conhecida, dessa forma liberando dióxido de carbono que faz om que o sopro ocorra. Alcanos alifáticos e alicíclicos, finalmente, foram desenvolvidos como agentes de sopro alternativos para os CFC's. Exemplos de tais alcanos são n- pentano e n-hexano (alifáticos) e ciclopentano e cicloexano (alicíclicos). Será entendido que os agentes de sopro acima podem ser usados unicamente ou em misturas de dois ou mais. As quantidades em que os agentes de sopro devem ser usados são aquelas convencionalmente aplicadas, isto é entre 0,1 e 10 por cem partes em peso de poliéter poliol (php), preferivelmente 0,1 e 5 php, em caso de água; e entre cerca de 0,1 e 50 php, preferivelmente 0,1 a 20 php em caso de hidrocarbonetos halogenados, alcanos alifáticos e alcanos alicíclicos.
[0042] Adicionalmente, outros componentes podem também estar presentes durante o processo de preparação de poliuretano da presente invenção, tal como um ou mais catalisadores de poliuretano, tensoativos e/ ou agentes de reticulação.
[0043] Catalisadores de poliuretano são conhecidos na técnica e incluem vários componentes diferentes. Para o propósito da presente invenção, catalisadores adequados incluem catalisadores baseados em estanho, chumbo e titânio, preferivelmente catalisadores baseados em estanho, tais como sais de estanho e sais de estanho dialquil de ácidos carboxílicos. Exemplos específicos são octoato estanoso, oleato estanoso, dibutiltin dilaureato, dibutiltin acetato e dibutiltin diacetato. Outros catalisadores são aminas terciárias, tais como, por exemplo, bis (2,2'- dimetilamino) etil éter, trimetilamina, trietilamina, trietilenodiamina e dimetiletanol-amina (DMEA). Exemplos de catalisadores de amina terciária disponível comercialmente são aqueles vendidos sob as marcas registradas NIAX, TEGOAMIN e DABCO (todas as marcas registradas). O catalisador é tipicamente usado em uma quantidade de 0,01 a 2,0 partes por peso por cem partes em peso de poliéter poliol (php). Quantidades preferidas de catalisador são de 0,05 a 1,0 php.
[0044] O uso de estabilizadores de espuma (tensoativos) é bastante conhecido. Tensoativos de organossilicona são mais convencionalmente aplicados como estabilizadores de espuma na produção de poliuretano. Uma grande variedade de tais tensoativos de organossilicona está disponível comercialmente. Normalmente, tal estabilizador de espuma é usado em uma quantidade de 0,01 a 5,0 partes por peso por cem partes em peso de poliéter poliol (php). Quantidades preferidas de estabilizador são de 0,25 a 1,0 php.
[0045] O uso de agentes de reticulação na produção de espumas de poliuretano também é bastante conhecido. Aminas de glicol polifuncionais são conhecidas por serem úteis para este propósito. A amina de glicol polifuncional que é mais frequentemente usada e também é útil na preparação das presentes espumas de poliuretano flexíveis, é dietanol amina, frequentemente abreviado como DEOA. Se usado, o agente de reticulação é aplicado em quantidades de até 3,0 partes por peso por cem partes por peso de poliéter poliol (php), mas quantidades na faixa de 0,1 a 1,5 php são mais adequadamente aplicadas.
[0046] Além disso, outros auxiliares bastante conhecidos, tais como enchedores e retardantes de chama podem também ser usados durante o processo de preparação de poliuretano.
[0047] Adequadamente, o retardante de chama pode estar presente em uma "quantidade eficaz de retardante de chama", isto é, uma quantidade de retardante de chama total suficiente para transmitir resistência à chama para a espuma de poliuretano para passar um padrão de resistência de chama por exemplo, BS 5852, Parte 2, Berço 5 ou Cal 117 Seção A, Parte 1.
[0048] Em uma modalidade, a espuma resistente à chama é resistente à chama no sentido de que, no teste BS 5852, Parte 2, Berço 5 perda no peso da espuma (devido à queima) não é de mais que 60 g e o tempo para autoexteinção (quando a fumaça/ formação de chama) não for mais que 10 min. Em uma modalidade, a perda em peso de espuma não é de mais que 40 g.
[0049] Vantajosamente, o processo da invenção tende a requerer uma quantidade reduzida de retardante de chama devido à natureza do poliol baseado em PO.
[0050] A quantidade total do retardante de chama é preferivelmente empregada em uma quantidade de entre cerca de 10 e cerca de 40 partes em peso por cem partes em peso de poliéter poliol (php), preferivelmente entre cerca de 15 e cerca de 30 php.
[0051] Em uma modalidade, melamina é usada como um retardante de chama principal. Adequadamente, melamina pode ser empregada junto com uma retardante de chama de fosfato halogenado suplementar.
[0052] Mais particularmente, a melamina útil na presente invenção é adequadamente empregada em uma quantidade de entre cerca de 5 e cerca de 50 partes em peso por cem partes em peso de poliéter poliol (php), preferivelmente entre cerca de 10 e cerca de 20 php na mistura de reação de formação de uretano. O retardante de chama suplementar é adequadamente empregada em uma quantidade de entre cerca de 2 e cerca de 15 partes em peso por cem partes em peso de poliéter poliol (php), preferivelmente entre cerca de 3 e cerca de 13 php, mais preferivelmente entre 4 e cerca de 10 php.
[0053] A melamina pode ser usada em qualquer forma, como desejado, incluindo a forma sólida ou líquida, moída (por exemplo, moída por esferas, como pode ser desejado para qualquer aplicação particular. O retardante de chama de fosfato halogenado suplementar é comercialmente disponível, por exemplo, tris-mono-cloro-propil-fosfato (TMCP) sob o nome de Antiblaze®.
[0054] Em uma modalidade particular, a invenção usa um poliol baseado em PO em combinação com reagentes de formação de espuma para prover uma espuma de poliuretano resistente à chama, ditos reagentes de formação de espuma incluindo melamina em uma quantidade de entre cerca de 10 e cerca de 15 partes em peso por cem partes em peso de poliéter poliol (php), um retardante de chama suplementar de fosfato halogenado em uma quantidade de entre 4 e cerca de 10 php, e água em uma quantidade de entre cerca de 3 e cerca de 6 php, em que o dito poliol é preparado pela polimerização por formação de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito, e em que o dito poliol é tanto livre de frações de EO ou compreende frações de EO em uma quantidade de pelo menos 1% em peso.
[0055] Como mencionado acima, o poliol baseado em PO foi verificado como intensificando a resistência à chama da espuma. Consequentemente, o uso de poliol baseado em PO pode permitir a diminuição em uma quantidade de aditivo de retardante de chama requerido na espuma para alcançar um padrão de resistência à chama.
[0056] A resistência à chama da espuma pode ser intensificada, e/ ou uma quantidade de aditivo de retardante de chama pode ser reduzida, com relação a: (a) uma espuma idêntica feita sob condições idênticas com um poliol idêntico da mesma forma preparado por polimerização por abertura de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador de metal alcali; e/ ou (ii) uma espuma idêntica feita sob condições idênticas com um poliol idêntico da mesma maneira tendo um conteúdo de EO maior que 1% em peso.
[0057] Durante a descrição e das revindicações desta especificação, as palavras "compreende" e "contém" e variações das palavras, por exemplo, "compreendendo" e "compreende", significa "inclui, mas não está limitado a", e não vai excluir outras frações, aditivos, componentes, íntegros ou etapas. Além disso, o singular envolve o plural a menos que o contexto peça o contrário. Em particular onde o artigo indefinido é usado, a especificação deve ser entendida como contemplando a pluralidade assim como a singularidade, a menos que o contexto diga o contrário.
[0058] Características preferidas de cada aspecto da invenção podem ser como descritas em conexão com qualquer um dos outros aspectos. Outras características da invenção vão se tornar aparentes a partir dos seguintes exemplos. Em geral, a invenção se estende a qualquer novidade, ou qualquer combinação de novidade, das características descritas nesta especificação (incluindo qualquer uma das reivindicações e desenhos anexos). Assim, aspectos, totalidades, características, compostos, frações químicas ou grupos descritos em conjunção com um aspecto, modalidade ou exemplo particular da invenção devem ser entendidos como aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo descrito aqui, a menos que incompatível com os mesmos. Além disso, a menos que estabelecido o contrário, qualquer característica descrita aqui pode ser substituída por uma característica alternativa servindo o mesmo propósito ou um propósito similar.
[0059] Onde os limites superior e inferior são citados para uma propriedade, então uma faixa de valores definida por uma combinação de qualquer um dos limites superiores com qualquer um dos limites inferiores também pode ser aplicada.
[0060] Nesta especificação, referências a propriedades são - a menos que estabelecido de outra maneira - a propriedades medidas sob condições do ambiente, isto é, na pressão atmosférica e a uma temperatura de cerca de 20°C.
[0061] A presente invenção será adicionalmente descrita agora com referência aos seguintes exemplos não limitativos.
[0062] Exemplo 1
[0063] A flamabilidade de espumas produzidas de um primeiro conjunto de poliois foi testada.
[0064] Poliol 1 (comparativo) teve um peso molecular de número médio de cerca de 3000 Dalton, uma funcionalidade nominal de 3,0 e foi inteiramente baseado em PO. Foi produzido por polimerização por abertura de anel de óxido de propileno na presença de um catalisador de metal alcali (KOH).
[0065] Poliol 2 teve um peso molecular de número médio de cerca de 3000 Dalton, uma funcionalidade nominal de cerca de 2,8 e foi inteiramente baseado em PO (0% em peso de EO). Foi produzido por polimerização por abertura de anel contínua de óxido de propileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito.
[0066] O poliol 3 tinha um peso molecular de número médio de cerca de 3000 Dalton, uma funcionalidade nominal de cerca de 2,8 e incluía uma mistura de frações de PO e EO, com frações de EO que compõem cerca de 1% em peso. Foi produzido por polimerização por abertura de anel contínua de óxido de propileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito.
[0067] Poliol 4 (comparativo) teve um peso molecular de número médio de cerca de 3000 Dalton, uma funcionalidade nominal de cerca de 2,8 e incluía uma mistura de frações de PO e EO, com frações de EO que compõem cerca de 3% em peso. Foi produzido por polimerização por abertura de anel contínua de óxido de propileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito.
[0068] Cada um dos poliois 1 a 4 foi por sua vez processado em uma espuma de poliuretano sob condições idênticas, usando a mistura de reação mostrada na Tabela 1:Tabela 1
Figure img0002
[0069] Cada espuma foi submetida ao teste BS5852, Parte 2, Berço 5 e os resultados da perda de peso são mostrados na Tabela 2 (média de cincotestes):Tabela 2
Figure img0003
[0070] Nota-se que os poliois 2 e 3 preparados de acordo com ainvenção mostraram resistência ao fogo intensificada comparada aos poliois 1 e 4.
[0071] Exemplo 2
[0072] Poliol 3 do Exemplo 1 foi comparado com um poliol adicional, Poliol 5
[0073] Poliol 5 é um poliol BAYER vendido sob a marca registrada ARCOL 1105S. Ele tinha um peso molecular de número médio de cerca de 3000 e incluía uma mistura de frações de PO e EO, com frações de EO que compõem cerca de 1% em peso. Acredita-se que o poliol 5 foi produzido por polimerização por abertura de anel baseada em mistura de óxido de propileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito.
[0074] O índice de polidispersidade (Mw/ Mn) do Poliol 3 e do Poliol 5, foi determinado como sendo cerca de 1,25 e 1,15 respectivamente.
[0075] Cada Poliol 3 e 5 foi por sua vez processado em uma espuma de poliuretano sob condições idênticas, usando a mistura de reação mostrada na Tabela 3:Tabela 3
Figure img0004
[0076] Cada espuma foi submetida ao teste BS5852, Parte 2, Berço 5e os resultados são mostrados na Tabela 4 (média de cinco testes):Tabela 4
Figure img0005
[0077] Nota-se que o Poliol 3, preparado com um processo contínuo etendo um índice de polidispersidade mais alto, mostrou resistência ao fogo intensificada comparada ao Poliol.

Claims (11)

1. Processo para fazer uma espuma de poliuretano retardante de chama, o processo caracterizado pelo fato de que compreende reagir um poliol a base de PO com reagentes de formação de espuma para prover a dita espuma de poliuretano, em que o dito poliol é preparado pela polimerização por abertura de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito, e em que o dito poliol é tanto livre de frações de EO ou compreende frações de EO em uma quantidade de pelo menos 1% em peso; em que o poliol tem um índice de polidispersidade (Mw/Mn) na faixa de 1,18 a 1,5.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito poliol contém frações de EO, se alguma, em uma quantidade de pelo menos 0,8% em peso.
3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o poliol compreende apenas frações de PO.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dito poliol tem um peso molecular de número médio na faixa de 2750 a 4000 Dalton e uma funcionalidade nominal (Fn) na faixa de 2 a 3,5.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o dito poliol é obtido pela reação de um iniciador tendo uma pluralidade de átomos de hidrogênio ativos com PO e opcionalmente EO, o iniciador sendo introduzido continuamente a um reator junto com o óxido de alquileno e o catalisador, para realizar a polimerização do óxido de alquileno.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o poliol tem um índice de polidispersidade (Mw/Mn) na faixa de 1,2 a 1,4.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a espuma inclui uma quantidade efetiva de retardante de chama tal que a espuma passa pelo padrão de resistência à chama BS 5852, Parte 2, berço 5.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os ditos reagentes de formação de espuma incluem melanina em uma quantidade de entre 10 e 15 php, um retardante de chama suplementar de fosfato halogenado em uma quantidade de entre 4 e cerca de 10 php, e água em uma quantidade de entre 3 e 6 php.
9. Espuma de poliuretano, caracterizada pelo fato de que é obtenível pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
10. Artigo conformado, caracterizado pelo fato de que compreende uma espuma de poliuretano como definido na reivindicação 9.
11. Uso de um poliol a base de PO, preparado pela polimerização por abertura de anel de óxido de alquileno na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito e sendo tanto livre de frações de EO ou compreendendo frações de EO em uma quantidade de pelo menos 1% em peso, caracterizado pelo fato de que é na preparação de uma espuma de poliuretano flexível para o propósito de intensificar a resistência à chama da espuma resultante e/ ou diminuir uma quantidade de um aditivo de retardante de chama na espuma, em que o poliol tem um índice de polidispersidade (Mw/Mn) na faixa de 1,18 a 1,5.
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