BR112018012507B1 - Processo para produção de uma espuma de poliuretano, e, espuma - Google Patents
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Abstract
Trata-se de um processo para a produção de uma espuma de poliuretano que tem uma resiliência de pelo menos 50%, sendo que o dito processo compreende reagir (i) um primeiro poliol de poliéter que compreende cadeias de poliéter que contêm não mais do que 20% de teor de óxido de etileno, e que tem um teor de hidroxila primária de não mais do que 25%; (ii) um segundo poliol de poliéter que compreende cadeias de poliéter que contêm pelo menos 50% de teor de óxido de etileno; e (iii) um ou mais poli-isocianatos aromáticos, na presença de um ou mais catalisadores que têm atividades de gelificação e/ou sopro.
Description
[001] Esta invenção refere-se ao uso de polióis de poliéter na preparação de espumas de poliuretano.
[002] As espumas de poliuretano (PU) encontraram um uso extensivo em diversas aplicações industriais e de consumo. Essa popularidade deve-se à sua ampla gama de propriedades mecânicas e a capacidade de serem fabricadas facilmente.
[003] Os poliuretanos são preparados mediante a reação de poli- isocianatos (por exemplo, di-isocianatos) e polióis. Esses componentes são reunidos junto com um agente de expansão, um catalisador adequado e opcionalmente produtos químicos auxiliares sob condições de reação a fim de produzir a espuma desejada. Na produção de poliuretano diferentes reações, tais como a extensão de cadeia (reações de crescimento ou gel) e reações de "expansão", ocorrem simultaneamente.
[004] As propriedades de espumas de poliuretano dependem fortemente das eficiências de formação de espuma e polimerização do poliol que, por sua vez, é governado pelas propriedades estruturais do iniciador e a estrutura e propriedades das cadeias de poliéter.
[005] A fim de produzir espumas de poliuretano de alta resiliência (HR), são geralmente usados polióis que contêm cadeias de poliéter elásticas mais longas. Porém, cadeias mais longas dão uma concentração inferior de grupos hidroxila, o que pode causar um desequilíbrio de reações de expansão contra crescimento.
[006] Quando óxidos de alquileno substituídos, tais como óxido de propileno (PO), são usados na produção de polióis de poliéter, os grupos OH terminais nas cadeias de poliéter são secundários. Tais polióis de poliéter são, portanto, inerentemente menos reativos que aqueles que contêm grupos OH terminais primários. Como a reação de gel não ocorre rapidamente o suficiente com os grupos OH secundários em comparação com a reação de expansão, não é possível utilizar tais polióis de poliéter que contêm grupo OH secundário diretamente na produção de espumas de PU de alta resiliência. Em tal caso, a rede de PU não é forte o suficiente no final da reação de expansão e a espuma é suscetível de deformar.
[007] Na técnica anterior, esse problema foi superado pela "inserção de EO na ponta (EO-tipping)" nas cadeias de poliéter. A inserção de EO na ponta requer a reação de um número de equivalentes de óxido de etileno (EO) na extremidade das cadeias terminadas em grupo OH secundário. Os polióis de poliéter resultantes têm, então, predominantemente cadeias de poliol terminadas em EO, que fornecem grupos OH primários adequados para uso na produção de espumas de PU de alta resiliência.
[008] Na prática, a inserção de EO na ponta somente pode ser alcançada utilizando uma reação de formação de poliéter catalisada por KOH. Ao tentar usar catalisadores de cianeto de metal duplo (DMC) no processo de inserção de EO na ponta, a combinação do catalisador mais ativo e a atividade inerente de grupos OH primários resulta em cadeias longas de EO em apenas algumas das cadeias de poliéter, em vez de o teor de EO ser distribuído uniformemente em todas as cadeias de poliéter.
[009] A produção catalisada por DMC de polióis de poliéter é mais rápida e mais eficiente que o processo tradicional catalisado por KOH. O processo também pode ser executado em um sistema contínuo em vez de como um processo em batelada, aumentando adicionalmente as suas eficiências.
[0010] No entanto, de modo a produzir polióis de poliéter com EO inserido na ponta adequados para a produção de espumas de PU de HR de polióis produzidos em um processo catalisado por DMC, os polióis de poliéter precisam ser submetidos a uma etapa de inserção de EO de batelada separada catalisada por KOH.
[0011] Uma solução para um processo para a produção de espumas de alta resiliência de poliuretano a partir de polióis de poliéter que podem ser criadas com o uso de um processo catalisado por DMC foi proposta no Pedido copendente no UN 1854/CHE/2015. Isso foi direcionado ao uso de polióis de poliéter com uma funcionalidade na faixa de 2,9 a 4,5, um valor de OH na faixa de 28 a 42 e que contém 8 a 60% em peso de teor de óxido de etileno aleatoriamente distribuído por todas as cadeias de poliéter.
[0012] Continua a ser desejável fornecer processos aprimorados para a produção de espuma de poliuretano de alta resistência de um poliol de poliéter obtenível por um processo catalisado por DMC sem a necessidade de uma etapa de inserção de EO catalisado por KOH de batelada separada. SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0013] A presente invenção fornece um processo para a produção de uma espuma de poliuretano que tem uma resiliência de pelo menos 50%, sendo que o dito processo compreende reagir (i) um primeiro poliol de poliéter que compreende cadeias de poliéter que contêm não mais do que 20% de teor de óxido de etileno, e que tem um teor de hidroxila primária de não mais do que 25%; (ii) um segundo poliol de poliéter que compreende cadeias de poliéter que contêm pelo menos 50% de teor de óxido de etileno; e (iii) um ou mais poli-isocianatos aromáticos, na presença de um ou mais catalisadores que têm atividades de gelificação e/ou sopro.
[0014] Os presentes inventores constataram surpreendentemente que espumas de poliuretano (PU) de alta resiliência (HR) podem ser produzidas a partir de polióis de poliéter sem EO inserido na ponta reagindo-se os ditos polióis de poliéter com um ou mais poli-isocianatos aromáticos, na presença de um ou mais catalisadores que têm atividades de gelificação e/ou sopro e um segundo poliol de poliéter com alto teor de EO.
[0015] O processo da presente invenção produz uma espuma de poliuretano com uma resiliência de pelo menos 50%, preferencialmente, pelo menos 54%. A resiliência fornece uma medida da elasticidade de superfície de uma espuma e pode se relacionar com conforto ou ‘sensação’. A resiliência é tipicamente medida deixando-se cair uma bola de aço de ~16 g sobre uma espuma e medindo o quão alto a bola rebota, esse teste é denominado tipicamente como “teste de rebote de bola”. Tipicamente, para espumas de poliuretano, a resiliência varia a partir de aproximadamente 30% até 70%. Há formas adicionais para medir propriedades de conforto de espuma, por exemplo, a razão de dureza de espuma a desvio de 65% de altura sobre dureza de espuma um desvio de 25% de altura, tal razão é denominada algumas vezes como “fator SAG” ou “fator conforto” e enquanto mais alta a razão, melhores são as propriedades de conforto. Para uma almofada de móvel isso significa que quando uma pessoa se senta sobre a espuma inicialmente, a superfície da espuma é suave, mas como a pessoa coloca todo seu peso sobre a espuma de almofada tem a capacidade para sustentar a carga. Os valores típicos de rebote de boa são diretamente proporcionais ao fator SAG e visto que o “teste de rebote de bola” é fácil de realizar e é utilizado comumente como método para medir a propriedade de conforto de espuma. Maior resiliência em uma espuma, portanto, muitas vezes significa que a espuma quando utilizada, por exemplo, em almofadas, fornece melhores propriedades de conforto.
[0016] O primeiro poliol de poliéter compreende cadeias de poliéter que contêm não mais do que 20% de teor de óxido de etileno (EO), preferencialmente não mais do que 15%. Preferencialmente, o primeiro poliol de poliéter compreende cadeias de poliéter que contêm pelo menos 3%, mais preferencialmente, pelo menos 5% de teor de óxido de etileno. O primeiro poliol de poliéter não é um poliol de poliéter ‘com EO inserido na ponta’. Isso significa que o teor de EO não está presente somente nas extremidades das cadeias de poliéter. Tipicamente, o teor de óxido de etileno presente nas cadeias de poliéter do primeiro poliol de poliéter é distribuído dentro das cadeias de poliéter. Isso é refletido no fato de que o primeiro poliol de poliéter tem um teor de hidroxila primária de não mais do que 20%.
[0017] Preferencialmente, o restante do teor de óxido de alquileno nas cadeias de poliéter do primeiro poliol de poliéter é derivado a partir de óxido de propileno e/ou butileno. Mais preferencialmente, o restante do teor de óxido de alquileno nas cadeias de poliéter do primeiro poliol de poliéter é derivado de óxido de propileno. Portanto, as cadeias de poliéter do primeiro poliol de poliéter compreendem, preferencialmente, pelo menos 80% de teor de óxido de propileno, mais preferencialmente, pelo menos 85% de teor de óxido de propileno.
[0018] O primeiro poliol de poliéter é adequadamente baseado em um composto de partida que contém hidroxila, por exemplo, um ou mais álcoois polifuncionais, que contém na faixa de 2 a 8 grupos hidroxila. Polióis de poliéter baseados em uma mistura de tais compostos de partida que contêm hidroxila podem ser usados. Exemplos de álcoois polifuncionais adequados compreendem glicóis, glicerol, pentaeritritol, trimetilolpropano, trietanolamina, sorbitol e manitol. De modo vantajoso, o primeiro poliol de poliéter é baseado em um composto de partida selecionado dentre glicerol ou uma mistura de propileno glicol (MPG) e glicerol.
[0019] O termo “funcionalidade” se refere ao número médio de locais reativos por molécula de poliol. Sabe-se que o óxido de polipropileno forma uma quantidade de impurezas monofuncionais quando a mesma é polimerizada. Como resultado, as funcionalidades médias reais dos polióis de poliéter tendem a ser, de certa forma, menores do que as funcionalidades nominais. Para os fins desta invenção, as funcionalidades são todas as funcionalidades nominais, significando que a funcionalidade de um poliol é considerada como igual a de seu composto inicial.
[0020] O primeiro poliol de poliéter tem uma funcionalidade nominal de pelo menos 2,5, de preferência pelo menos 2,6, mais preferencialmente de pelo menos 2,7. A funcionalidade do primeiro poliol de poliéter é, no máximo, 3,5, preferencialmente, no máximo 3,3, mais preferencialmente, no máximo 3,1, com máxima preferência, no máximo 3,0.
[0021] O termo "valor de hidroxila" é utilizado no presente documento para se referir aos miligramas de hidróxido de potássio equivalentes ao teor de hidroxila em um grama de poliol, determinado por método de titulação por via úmida. O primeiro poliol de poliéter usado no processo da presente invenção preferencialmente tem um valor de hidroxila de pelo menos 40. De preferência, o valor de hidroxila é pelo menos de 45. De preferência, o valor de hidroxila é, no máximo, de 60, mais preferencialmente, no máximo, de 56.
[0022] O peso molecular nominal do primeiro poliol de poliéter é, preferencialmente, pelo menos 2.700 e, no máximo, 4.700.
[0023] O primeiro poliol de poliéter pode ser preparado por qualquer processo adequado conhecido na técnica, por exemplo, em um processo catalisado por KOH. Em uma realização preferencial da invenção, o primeiro poliol de poliéter é preparado por polimerização de abertura de anel de óxido de alquileno no material de partida que contém hidroxila na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito.
[0024] Catalisadores complexos de cianeto de metal compósito também são denominados frequentemente como catalisadores de cianeto de metal duplo (DMC). Um catalisador complexo de cianeto de metal compósito é representado tipicamente pela fórmula seguinte (1): (1) M1a[M2b(CN)c]d.e(M1fXg).h(H20).i(R) em que cada M1 e M2 é um metal, X é um átomo de halogênio, R é um ligante orgânico e cada a, b, c, d, e, f, g, h e i é um número que é variável dependendo dos saldos atômicos dos metais, sendo que o número de ligantes orgânicos deve ser coordenado, etc.
[0025] Na fórmula acima (1), M1 é de preferência um metal selecionado a partir de Zn(II) ou Fe(II). Na fórmula acima, M2 é de preferência um metal selecionado a partir de Co(III) ou Fe(III). Porém, outros metais e estados de oxidação também podem ser utilizados, como é conhecido na técnica.
[0026] Na fórmula acima (1), R é um ligante orgânico e é de preferência pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste em um álcool, um éter, uma cetona, um éster, uma amina e uma amida. Como tal ligante orgânico, pode ser utilizado um solúvel em água. Especificamente, um ou mais compostos selecionados a partir de álcool terc- butílico, álcool n-butílico, álcool iso-butílico, álcool terc-pentílico, álcool isopentílico, N,N-dimetil acetamida, glima (éter dimetílico de etileno glicol), diglima (éter dimetílico de dietileno glicol), triglima (éter dimetílico de trietileno glicol), éter mono-terc-butílico de etileno glicol, álcool isopropílico e dioxano podem ser usados como ligante orgânico (ou ligantes orgânicos). O dioxano pode ser 1,4-dioxano ou 1,3-dioxano e é de preferência 1,4-dioxano. Com máxima preferência, o ligante orgânico ou um dos ligantes orgânicos no catalisador complexo de cianeto de metal compósito é álcool terc-butílico. Adicionalmente, como um ligante orgânico de álcool, um poliol, de preferência um poliéter poliol pode ser utilizado. Mais preferencialmente, um poli (propileno glicol) que tem um peso molecular médio em número na faixa de 500 a 2.500 Dalton, de preferência 800 a 2.200 Dalton, pode ser utilizado como o ligante orgânico ou um dos ligantes orgânicos. Com máxima preferência, tal poli (propileno glicol) é utilizado em combinação com álcool terc-butílico como ligantes orgânicos.
[0027] O catalisador complexo de cianeto de metal compósito pode ser produzido por métodos de produção conhecidos.
[0028] Na produção catalisada por DMC de polióis de poliéter, o catalisador complexo de cianeto metálico compósito não é removido completamente do produto. O primeiro poliol de poliéter conterá, portanto, resíduo do catalisador complexo de cianeto de metal compósito se for produzido por polimerização de abertura de anel de óxido (ou óxidos) de alquileno no material de partida que contém hidroxila na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito.
[0029] O segundo poliol de poliéter compreende cadeias de poliéter que contêm pelo menos 50% de teor de óxido de etileno. Preferencialmente, o segundo poliol de poliéter compreende cadeias de poliéter que contêm pelo menos 65% de teor de óxido de etileno, mais preferencialmente, pelo menos 70% de teor de óxido de etileno.
[0030] Preferencialmente, o restante do teor de óxido de alquileno nas cadeias de poliéter do segundo poliol de poliéter é derivado a partir de óxido de propileno e/ou butileno. Mais preferencialmente, o restante do teor de óxido de alquileno nas cadeias de poliéter do segundo poliol de poliéter é derivado de óxido de propileno. Portanto, as cadeias de poliéter do segundo poliol de poliéter compreendem preferencialmente não mais do que 50% de teor de óxido de propileno, mais preferencialmente não mais do que 35% de teor de óxido de propileno, ainda mais preferencialmente, não mais do que 30% de teor de óxido de propileno.
[0031] A distribuição do teor de EO contido dentro das cadeias de poliéter do segundo poliol de poliéter não é o importante para a presente invenção. Preferencialmente, o teor de hidroxila primária do segundo poliol de poliéter é mais do que 20%.
[0032] O segundo poliol de poliéter é adequadamente baseado em um composto de partida que contém hidroxila, por exemplo, um ou mais álcoois polifuncionais, que contém na faixa de 2 a 8 grupos hidroxila. Os polióis de poliéter baseados em uma mistura de tais compostos de partida que contêm hidroxila podem ser usados como o segundo poliol de poliéter. Exemplos de álcoois polifuncionais adequados compreendem glicóis, glicerol, pentaeritritol, trimetilolpropano, trietanolamina, sorbitol e manitol. De modo vantajoso, o segundo poliol de poliéter é baseado em um composto de partida selecionado dentre glicerol ou uma mistura de propileno glicol (MPG) e glicerol.
[0033] O segundo poliol de poliéter tem preferencialmente uma funcionalidade de pelo menos 1,5, de preferência pelo menos 2, mais preferencialmente de pelo menos 2,5. A funcionalidade do segundo poliol de poliéter é, no máximo, de 4,5, de preferência no máximo de 4, mais preferencialmente, no máximo de 3,5.
[0034] O segundo poliol de poliéter usado no processo da presente invenção preferencialmente tem um valor de hidroxila de pelo menos 28. De preferência, o valor de hidroxila é, no máximo, de 48.
[0035] O peso molecular nominal do segundo poliol de poliéter é preferencialmente, pelo menos 2.500, mais preferencialmente, pelo menos 3.000. Preferencialmente, o peso molecular nominal do segundo poliol de poliéter é no máximo 6.500, mais preferencialmente, no máximo, 5.000.
[0036] O segundo poliol de poliéter pode ser preparado por qualquer processo adequado conhecido na técnica, por exemplo, por polimerização de abertura de anel de óxido de alquileno ao material de partida que contém hidroxila na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito ou um catalisador de KOH.
[0037] A razão de porcentagem em peso do primeiro poliol de poliéter para o segundo poliol de poliéter é preferencialmente, pelo menos 5:1, mais preferencialmente, pelo menos 8:1, ainda mais preferencialmente, pelo menos 10:1. A razão em peso do primeiro poliol de poliéter para o segundo poliol de poliéter é preferencialmente, no máximo 50:1, mais preferencialmente, pelo menos 33:1.
[0038] O poli-isocianato aromático pode, por exemplo, compreender di-isocianato de tolileno (TDI), di-isocianato de difenilmetano (MDI) ou polifenil isocianato de polimetileno.
[0039] Um ou mais poli-isocianatos alifáticos, tais como, por exemplo, di-isocianato de hexametileno, di-isocianato de xilileno, di- isocianato de diciclo-hexilmetano, di-isocianato de lisina ou di-isocianato de tetrametilxilileno, um poli-isocianato alicíclico, tal como di-isocianato de isoforona, ou um produto modificado dos mesmos também podem estar presentes.
[0040] Em uma modalidade, o poli-isocianato aromático compreende ou consiste em uma mistura de 80% em p/p de di-isocianato de 2,4-tolileno e 20% em p/p de di-isocianato de 2,6-tolileno, cuja mistura é conhecida como “TDI-80”.
[0041] Nos aspectos da presente invenção, a razão molar de grupos isocianato (NCO) no poli-isocianato para grupos hidroxila (OH) no poliol de poliéter e qualquer água pode ser adequadamente no máximo 1/1, o que corresponde a um índice TDI de 100. Em uma modalidade, o índice TDI é, no máximo, de 90. Opcionalmente, o índice TDI pode ser no máximo 85.
[0042] O índice TDI pode ser adequado pelo menos de 70, em particular pelo menos de 75.
[0043] Os reagentes formadores de espuma podem compreender uma quantidade de poli-isocianato aromático para fornecer o índice TDI. Em uma modalidade, o poli-isocianato aromático é o único isocianato nos reagentes formadores de espuma.
[0044] O agente de expansão usado para preparar a espuma de poliuretano da presente invenção pode compreender vantajosamente água. O uso de água como um agente de expansão (químico) é bem conhecido. A água reage com grupos isocianato de acordo com a reação bem conhecida NCO/H2O, liberando desse modo dióxido de carbono que faz com que ocorra a expansão.
[0045] Porém, outros agentes de expansão adequados, tais como, por exemplo, acetona, dióxido de carbono gasoso ou líquido, hidrocarbonetos halogenados, alcanos alifáticos e alcanos alicíclicos podem ser empregados adicional ou alternativamente.
[0046] Devido ao efeito de destruição de ozônio de alcanos totalmente clorados e fluorados (CFC’s), o uso desse tipo de agente de expansão geralmente não é preferido, embora seja possível usá-los dentro do escopo da presente invenção. Os alcanos halogenados, em que pelo menos um átomo de hidrogênio não foi substituído por um átomo de halogênio (o denominado HCFC’s) não tem ou dificilmente tem qualquer efeito de destruição de ozônio e, portanto, são os hidrocarbonetos halogenados preferidos para serem utilizados em espumas expandidas fisicamente. Um agente de expansão de tipo HCFC adequado é 1-cloro-1,1-difluoroetano.
[0047] Se entenderá que os agentes de expansão acima podem ser utilizados isoladamente ou em misturas de dois ou mais. As quantidades em que os agentes de expansão devem ser utilizadas são aquelas aplicadas convencionalmente, isto é: na faixa de 0,1 a 10 por cem partes em peso de componente de poliol (pphp), em particular na faixa de 0,1 a 5 pphp, mais particularmente na faixa de 0,5 a 3 pphp no caso de água; e entre aproximadamente 0,1 e 50 pphp, em particular na faixa de 0,1 a 20 pphp, ainda mais em particular na faixa de 0,5 a 10 pphp no caso de hidrocarbonetos halogenados, alcanos alifáticos e alcanos alicíclicos.
[0048] Adicionalmente, outros componentes também podem estar presentes durante o processo de preparação de poliuretano da presente invenção, tais como agentes tensoativos e/ou de reticulação.
[0049] O uso de estabilizadores de espuma (tensoativos) é bem conhecido. Os tensoativos de organossilicone são mais convencionalmente aplicados como estabilizadores de espuma em produção de poliuretano. Uma grande variedade de tais tensoativos de organossilicone está disponível comercialmente. Geralmente, tal estabilizador de espuma é utilizado em uma quantidade a partir de 0,01 a 5,0 partes em peso por cem partes em peso de componente de poliol (pphp). As quantidades preferidas de estabilizador são a partir de 0,25 a 1,0 pphp.
[0050] O uso de agentes de reticulação na produção de espumas de poliuretano também é bem conhecido. As glicol aminas polifuncionais são conhecidas por serem úteis para esse propósito. A glicol amina polifuncional que é utilizada com mais frequência e também é útil na preparação das presentes espumas de poliuretano flexível, é dietanol amina, abreviada algumas vezes como DEOA. Se usado na totalidade, o agente de reticulação é aplicado em quantidades de até 2 partes em peso por cem partes em peso de componente de poliol (pphp), mas quantidades na faixa de 0,01 a 0,5 pphp são mais adequadamente utilizadas.
[0051] Adicionalmente, outros auxiliares bem conhecidos, tais como cargas e retardadores de chama também podem fazer parte dos reagentes formadores de espuma.
[0052] Adequadamente, retardador de chama pode estar presente em uma “quantidade eficaz de retardador de chama", isto é, uma quantidade de retardador de chama total suficiente para transmitir resistência à chama à espuma de poliuretano suficiente para passar um padrão de resistência à chama, por exemplo, BS 5852, Parte 2, Crib 5 ou Cal 117 Seção A - Parte 1.
[0053] A quantidade total de retardador de chama pode estar adequadamente na faixa de 10 a cem partes em peso por cem partes em peso de componente de poliol (pphp), em particular entre aproximadamente 20 e aproximadamente 80 pphp.
[0054] Em uma modalidade, melamina ou um derivado de melamina é utilizado como retardador de chama principal. Adequadamente, a melamina pode ser empregada junto com um retardador de chama suplementar, por exemplo, um fosfato halogenado.
[0055] A melamina útil na presente invenção é empregada adequadamente em uma quantidade de entre aproximadamente 5 e aproximadamente 50 partes em peso por cem partes em peso de componente de poliol (pphp), de preferência entre aproximadamente 20 e aproximadamente 50 pphp na mistura de reação formadora de uretano.
[0056] A melamina e/ou seus derivados podem ser utilizados em qualquer forma, conforme desejado, incluindo a forma sólida ou líquida, triturada (por exemplo, esferas moídas) ou sem triturar, conforme desejado, para qualquer aplicação particular.
[0057] O retardador de chama suplementar, tal como fosfato halogenado, pode ser empregado adequadamente em uma quantidade de entre aproximadamente 10 e aproximadamente 30 pphp, de preferência entre aproximadamente 15 e aproximadamente 25 pphp. Um exemplo de um retardador de chama de fosfato halogenado adequado é o tris-mono-cloro- propil-fosfato (TMCP), disponível comercialmente, por exemplo, sob o nome Antiblaze (RTM).
[0058] A reação para produzir a espuma de poliuretano é realizada na presença de um ou mais catalisadores que têm atividades de gelificação e/ou expansão.
[0059] Os catalisadores de poliuretano são conhecidos na técnica e incluem muitos compostos diferentes e misturas dos mesmos. As aminas e organometálicos geralmente são considerados mais úteis. Os catalisadores organometálicos adequados incluem catalisadores à base de estanho, chumbo ou titânio, de preferência catalisadores a base de estanho, tais como sais de estanho e sais de estanho de dialquila de ácidos carboxílicos. Exemplos específicos são octoato estanoso, oleato estanoso, dilaureato de dibutilestanho, acetato de dibutilestanho e diacetato de dibutilestanho. Catalisadores de amina adequados são aminas terciárias, tais como, por exemplo, éter bis (2,2'-dimetilamino) etílico, trimetilamina, trietilamina, trietilenodiamina e dimetiletanol-amina (DMEA). Exemplos de catalisadores de amina terciária disponíveis comercialmente são aqueles vendidos sob as marcas registradas NIAX, TEGOAMIN e DABCO (todas marcas registradas). O catalisador é utilizado tipicamente em uma quantidade a partir de 0,01 a 2,0 partes em peso por cem partes em peso de poliéter poliol (php). As quantidades preferidas de catalisador estão a partir de 0,05 a 1,0 php.
[0060] Em geral, o processo ou uso da invenção pode envolver combinar o componente de poliol, os reagentes formadores de espuma e o um ou mais catalisadores em qualquer forma adequada para obter a espuma de poliuretano.
[0061] Em uma modalidade, o processo compreende agitar o componente de poliol, os reagentes formadores de espuma (exceto o poli- isocianato) e o um ou mais catalisadores juntos durante um período de pelo menos 1 minuto; e adicionar o poli-isocianato sob agitação.
[0062] Em uma modalidade, o de tempo de subida total (FRT, medido como o tempo a partir do início de adição/mistura de isocianato aromático até o final de subida de espuma) não é superior a 360 segundos, em particular, não superior a 250 segundos, tal como não superior a 240 segundos.
[0063] Em uma modalidade, o processo compreende formar a espuma em um artigo conformado antes de se ajustar totalmente. Adequadamente, formar a espuma pode compreender despejar o componente de poliol, os reagentes formadores de espuma e o um ou mais catalisadores em um molde antes da gelificação se completar.
[0064] Através da descrição e das reivindicações deste relatório descritivo, as palavras "compreender" e "conter" e variações das palavras, por exemplo, "que compreende" e "compreende", significam "que inclui, porém, sem limitação", e não excluem outras porções químicas, aditivos, componentes, números inteiros ou etapas. Ademais, o singular engloba o plural a menos que o contexto exija outro modo: em particular, quando o artigo indefinido é utilizado, deve ser entendido que o relatório descritivo contempla tanto a pluralidade quanto a singularidade, a menos que o contexto exija outro modo.
[0065] Os recursos preferenciais de cada aspecto da invenção podem ser descritos em conexão com qualquer um dos outros aspectos. Outros recursos da invenção serão evidentes a partir dos exemplos a seguir. De modo geral, a invenção se estende a qualquer inovação, ou qualquer combinação de inovação, dos recursos revelados neste relatório descritivo (isso inclui quaisquer reivindicações ou desenhos anexos). Dessa forma, recursos, números inteiros, características, compostos, porções químicas ou grupos químicos descritos em combinação com um aspecto, modalidade ou exemplo particular da invenção devem ser entendidos como aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo descrito no presente documento a menos que seja incompatível com o mesmo. Ademais, a mesmo que declarado acima, qualquer recurso revelado no presente documento pode ser substituído por um recurso alternativo que serve o mesmo propósito ou similar.
[0066] Onde limites superior e inferior são citados para uma propriedade, então uma faixa de valores definidos por uma combinação de quaisquer dos limites superiores com quaisquer limites inferiores também pode estar implícita.
[0067] Neste relatório descritivo, as referências a propriedades de componente são - a menos que seja especificado o contrário - a propriedades medidas sob condições ambiente, isto é, a pressão atmosférica e a uma temperatura de aproximadamente 23 °C.
[0068] A presente invenção será agora ilustrada nos exemplos não limitadores a seguir.
[0069] Exemplos 1 a 4 foram executados conforme apresentado nas Tabelas 1 e 2. Caradol SC48-08 é um poliol à base de EO/PO com um valor de OH de 48, um teor de EO de 10,5%, um PHC de 10% e uma funcionalidade nominal de 3. Caradol SP30-15 é um poliol à base de EO/PO que também contém 15% de polímero de estireno-acronitrila (SAN). O poliol tem um valor de OH de 30, um teor de EO de aproximadamente 15%, e uma funcionalidade nominal de 3. O poliol 2 tem um teor de EO de 75%, um pelo molecular de 4.600, um valor de OH de 35 e uma funcionalidade nominal de 3. Seu teor de hidroxila primária é de 90%.
[0070] Esses polióis foram usados para produzir espumas de poliuretano de acordo com os processos padronizados, conforme apresentado nas Tabelas 1 e 2.
[0071] Exemplos 1 e 2 foram realizados com uma caixa com volume de 60 litros.
[0072] A dureza (CLD 40%) da espuma produzida no Exemplo 2 foi ligeiramente maior do que a produzida no Exemplo Comparativo 1, que era uma formulação de HR típica que continha 15% de poliol de HR sólido de SAN.
[0073] Além disso, a espuma produzida no Exemplo 2 foi mais aberta do que a espuma produzida no Exemplo Comparativo 1 antes de a espuma ser esmagada, que é desejável na perspectiva do consumidor.
[0074] Os Exemplos 3 e 4 foram realizados com uma caixa com volume de 600 litros. TABELA 2 - EXEMPLOS 3 e 4
[0075] Esses exemplos também mostram que a porosidade da espuma produzida no Exemplo 4 foi maior do que a produzida no Exemplo Comparativo 3, que foi uma formulação de HR típica que continha 15% poliol de HR sólido de SAN.
[0076] Além disso, a espuma produzida no Exemplo 4 tinha dureza mais aprimorada do que a produzida no Exemplo Comparativo 3.
[0077] Ambos os conjuntos de Exemplos demonstram configurações de compressão seca e úmida aprimoradas para os exemplos da presente invenção.
Claims (8)
1. Processo para produção de uma espuma de poliuretano que tem uma resiliência de pelo menos 50%, o processo é caracterizado pelo fato de que compreende reagir (i) um primeiro poliol de poliéter que compreende cadeias de poliéter que contêm não mais do que 20% de teor de óxido de etileno, em que o restante do teor de óxido de alquileno nas cadeias de poliéter é derivado de óxido de propileno e/ou óxido de butileno, e que tem um teor de hidroxila primária de não mais do que 20%, um valor de hidroxila de pelo menos 40 e funcionalidade nominal, que é pelo menos 2,5 e no máximo 3,0; (ii) um segundo poliol de poliéter que compreende cadeias de poliéter que contêm pelo menos 50% de teor de óxido de etileno, em que o restante do teor de óxido de alquileno nas cadeias de poliéter é derivado de óxido de propileno e/ou óxido de butileno; e (iii) um ou mais poli-isocianatos aromáticos, na presença de um ou mais catalisadores que têm atividades de gelificação e/ou sopro.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro poliol de poliéter compreende pelo menos 80% de teor de óxido de propileno.
3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro poliol de poliéter é preparado por polimerização de abertura de anel de óxidos de alquileno em um material de partida que contém hidroxila na presença de um catalisador complexo de cianeto de metal compósito.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o segundo poliol de poliéter contém pelo menos 65% de teor de óxido de etileno.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o teor de hidroxila primária do segundo poliol de poliéter é maior do que 20%.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o restante do teor de óxido de alquileno nas cadeias de poliéter do segundo poliol de poliéter é derivado de óxido de propileno.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a razão de porcentagem em peso do primeiro poliol de poliéter para o segundo poliol de poliéter é de pelo menos 18:1.
8. Espuma, caracterizada pelo fato de que é obtenível pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
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