BR112018077411B1 - Polímero à base de isocianato em forma de espuma - Google Patents

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Abstract

É descrito um polímero à base de isocianato em forma de espuma derivado de uma mistura de reação compreendendo: um isocianato; uma composição de poliol compreendendo uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero dispersas em um poliol base; uma segunda quantidade prescrita de material particulado carbonoso à base de biomassa; e um agente de expansão. Em uma concretização, o polímero à base de isocianato em forma de espuma com uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com ASTM D3574-11 que está dentro de cerca de 15% como a de uma espuma de referência produzida pela omissão do material particulado carbonoso à base de biomassa da mistura de reação e pelo aumento da quantidade de partículas de polímero na composição de poliol de polímero para igualar a soma da primeira quantidade prescrita e da segunda quantidade prescrita. Em outra concretização, o polímero em forma de espuma com uma matriz celular compreende uma pluralidade de suportes interligados, o material particulado carbonoso à base de biomassa conferindo à matriz celular uma eficiência de carga de pelo menos cerca de 5 Newton/% em peso de material particulado carbonoso à base de biomassa.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[01] Em um dos seus aspectos, a presente patente de invenção se refere a um polímero à base de isocianato em forma de espuma com propriedades melhoradas. Em um outro dos seus aspectos, a presente invenção se refere a um processo para a produção de tal polímero à base de isocianato em forma de espuma. Ainda em outro dos seus aspectos, a presente invenção se refere a um método para melhorar as características de uma espuma à base de isocianato. Ainda em outro dos seus aspectos, a presente invenção se refere a uma dispersão à base de poliol útil, inter alia, para a produção de um polímero à base de isocianato em forma de espuma.
DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA
[02] Polímeros à base de isocianato são conhecidos no estado da técnica. Geralmente, os versados na técnica compreendem polímeros baseados em isocianato como poliuretanos, poliuréias, poliisocianuratos e suas misturas.
[03] É também conhecido no estado da técnica produzir polímeros à base de isocianato em forma de espuma. De fato, uma das vantagens dos polímeros à base de isocianato em comparação com outros sistemas poliméricos é que a polimerização e a formação em forma de espuma podem ocorrer IN SITU. Isso resulta na capacidade de moldar o polímero enquanto ele se forma e expande.
[04] Uma das formas convencionais de produzir uma espuma de poliuretano é conhecida como técnica "one-shot” (tentativa única). Nesta técnica, o isocianato, um poliol adequado, um catalisador, água (que atua como um agente de “expansão” reativo e pode opcionalmente ser suplementado com um ou mais agentes de expansão físicos) e outros aditivos são misturados de uma vez usando, por exemplo, mistura de impacto (por exemplo, alta pressão). Em geral, se alguém tivesse produzido uma poliuréia, o poliol base seria substituído por uma poliamina adequada. Um poliisocianurato pode resultar da ciclotrimerização do componente isocianato. As poliuréias ou poliisocianuratos modificados com uretano são conhecidos no estado da técnica. Em qualquer cenário, os reagentes seriam intimamente misturados muito rapidamente usando uma técnica de mistura adequada.
[05] Outra técnica para a produção de polímeros à base de isocianato em forma de espuma é conhecida como técnica "pré-polímero". Nesta técnica, um pré-polímero é produzido pela reação de poliol e isocianato (no caso de um poliuretano) em uma atmosfera inerte para formar um polímero líquido terminado com grupos reativos (por exemplo, porções isocianato e porções hidrogênio ativo). Para produzir o polímero em forma de espuma, o pré-polímero é bem misturado com um poliol de baixo peso molecular (no caso de produzir um poliuretano) ou uma poliamina (no caso de produzir uma poliuréia modificada) na presença de um agente de cura e outros aditivos, conforme necessário.
[06] Independentemente do estado da técnica, é conhecido no estado da técnica incluir um material de carga na mistura de reação. Convencionalmente, os materiais de carga foram introduzidos em polímeros em forma de espumas pela colocação do material de carga em um ou em ambos os isocianatos líquidos e no composto contendo hidrogênio ativo líquido (isto é, o poliol base no caso de poliuretano, a poliamina no caso de poliuréia, etc.). Em geral, a incorporação do material de carga serve para conferir as chamadas propriedades de construção carregadas ao produto em forma de espuma resultante.
[07] A natureza e quantidades relativas de materiais de carga utilizados na mistura de reação podem variar, até certo ponto, dependendo das propriedades físicas desejadas do produto polimérico em forma de espuma e limitações impostas por técnicas de mistura, a estabilidade do sistema e equipamento impôs limitações (por exemplo, devido ao tamanho de partícula do material de carga ser incompatível com passagens estreitas, orifícios e similares do equipamento).
[08] Uma técnica conhecida de incorporar um material sólido no produto em forma de espuma com a finalidade de melhorar as propriedades de dureza envolve o uso de uma dispersão de sólidos de poliol, particularmente uma na forma de um poliol de copolímero de enxerto. Como é conhecido no estado da técnica, polióis de copolímero de enxerto são polióis, preferivelmente poliéter polióis, que contêm outros polímeros orgânicos. Sabe-se que esses polióis de copolímero de enxerto são úteis para conferir dureza (isto é, construção de carga) à espuma de poliuretano resultante, em comparação com a utilização de polióis que não foram modificados pela incorporação dos polímeros orgânicos. Dentro dos polióis de copolímero de enxerto, existem duas categorias principais que podem ser discutidas: (i) polióis de copolímero de crescimento em cadeia, e (ii) polióis de copolímero de crescimento em etapas.
[09] Os polióis de copolímero de crescimento de cadeia geralmente são preparados por polimerização por radicais livres de monômeros em um portador de poliol para produzir um polímero de radical livre disperso no portador de poliol base. Convencionalmente, o polímero de radical livre pode ser baseado em acrilonitrila ou estireno-acrilonitrila (SAN). O teor de sólidos do poliol base é tipicamente até cerca de 60%, normalmente na faixa de cerca de 15% a cerca de 40%, em peso do peso total da composição (isto é, polímero de radical livre e portador de poliol). Em geral, estes polióis de copolímero de crescimento de cadeia têm uma viscosidade na faixa de cerca de 2.000 a cerca de 8.000 centipoise. Quando se produzem tais polióis de copolímero de crescimento de cadeia, sabe-se que isso pode induzir o enxerto das cadeias de poliol base no polímero de radical livre.
[010] Os polióis de copolímero de crescimento em etapas são geralmente caracterizados como se segue: (i) polióis PHD (Polyharnstoff Disperion), (ii) polióis PIPA (Poly Isocyanate Poly Addition) e (iii) polióis de dispersão de epoxi. Os polióis PHD são dispersões de partículas de poliuréia em polióis convencionais e geralmente são formados pela reação de uma diamina (por exemplo, hidrazina) com um diisocianato (por exemplo, diisocianato de tolueno) na presença de um poliéter poliol. O teor de sólidos dos polióis PHD é tipicamente até cerca de 50%, geralmente na faixa de cerca de 15% a cerca de 40%, em peso do peso total da composição (ou seja, partículas de poliuréia e portador de poliol). Geralmente, os PHD polióis têm uma viscosidade na faixa de cerca de 2.000 a cerca de 6.000 centipoise. Os polióis PIPA são similares aos polióis PHD, mas contêm partículas de poliuretano em vez de partículas de poliuréia. As partículas de poliuretano nos polióis PIPA são formadas in situ por reação de um isocianato e alcanolamina (por exemplo, trietanolamina). O teor de sólidos dos polióis PIPA é tipicamente até cerca de 80%, normalmente na faixa de cerca de 15% a cerca de 70%, em peso do peso total da composição (isto é, partículas de poliuretano e portador de poliol). Geralmente, os polióis PIPA têm uma viscosidade na faixa de cerca de 4.000 a cerca de 50.000 centipoise. Veja, por exemplo, as patentes dos Estados Unidos 4.374.209 e 5.292.778. Os polióis de dispersão epóxi são baseados em dispersões de resinas epóxi curadas em polióis convencionais. As partículas de epóxi são supostamente sólidos de alto módulo com melhores características de ligação de hidrogênio.
[011] Outras informações relativas a polióis de copolímero de enxerto úteis podem ser encontradas, por exemplo, no Capítulo 2 de "Flexible Polyurethane Foams” (Espumas flexíveis de poliuretano) de Herrington e Hock (1997) e as referências aí citadas.
[012] Apesar dos avanços feitos no estado da técnica, existe uma necessidade contínua para o desenvolvimento de novas técnicas de construção de carga. Especificamente, muitas das abordagens do estado da técnica discutidas acima envolvem a utilização de materiais relativamente dispendiosos (por exemplo, os polióis de copolímero de enxerto descritos acima) que podem ser complicados de utilizar em uma instalação de tamanho comercial. Além disso, existe uma necessidade contínua de tentar reduzir a dependência de ingredientes à base de petróleo na produção de polímeros em forma de espuma à base de isocianato. Assim, seria desejável ter uma assim chamada técnica de construção de carga “de base biológica”, que poderia ser convenientemente aplicada à espuma de poliuretano como, pelo menos, uma alternativa parcial às técnicas convencionais de construção de carga “à base de petróleo”. Seria ainda desejável que a técnica de construção de carga: fosse relativamente barata e/ou melhorada outras propriedades da espuma de poliuretano e/ou pudesse ser incorporada em um esquema de produção existente sem grande dificuldade.
SUMÁRIO
[013] É um objetivo da presente patente de invenção prevenir ou mitigar pelo menos uma das desvantagens acima mencionadas do estado da técnica.
[014] É outro objetivo da presente patente de invenção fornecer um novo polímero à base de isocianato em forma de espuma.
[015] É outro objetivo da presente patente de invenção proporcionar um novo processo para produzir um polímero à base de isocianato em forma de espuma.
[016] Outro objetivo da presente patente de invenção é prover uma nova dispersão baseada em poliol.
[017] Por conseguinte, em um dos seus aspectos, a presente patente de invenção proporciona um polímero à base de isocianato em forma de espuma derivado de uma mistura de reação compreendendo: (a) um isocianato; (b) uma composição de poliol compreendendo uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero dispersas em um poliol base; (c) uma segunda quantidade prescrita de material particulado carbonoso à base de biomassa; (d) um agente de expansão; (e) o polímero à base de isocianato em forma de espuma com uma deflexão de força de indentação quando medida de acordo com ASTM D357411 que está dentro de cerca de 15% como o de uma espuma de referência produzida pela omissão do material particulado carbonoso à base de biomassa da mistura de reação e pelo aumento da quantidade de partículas de polímero na composição de poliol de polímero para igualar a soma da primeira quantidade prescrita e da segunda quantidade prescrita.
[018] Em outro dos seus aspectos, a presente patente de invenção proporciona um polímero à base de isocianato em forma de espuma derivado de: (a) isocianato; (b) uma composição de poliol compreendendo opcionalmente partículas de polímero dispersas em um poliol base; (c) um material particulado carbonoso à base de biomassa; (d) o polímero em forma de espuma com uma matriz celular compreendendo uma pluralidade de suportes interligados, o material particulado carbonoso à base de biomassa conferindo à matriz celular uma eficiência de carga de pelo menos cerca de 5 Newton/% em peso de material particulado carbonoso à base de biomassa.
[019] Em outro dos seus aspectos, a presente patente de invenção provê um processo para produzir um polímero à base de isocianato em forma de espuma compreendendo as etapas de: (a) colocar em contato um isocianato; uma composição de poliol compreendendo opcionalmente uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero dispersas em um poliol base, uma segunda quantidade prescrita de material particulado carbonoso à base de biomassa e um agente de expansão para produzir uma mistura de reação; e (b) expandir a mistura de reação para produzir o polímero à base de isocianato em forma de espuma.
[020] Em outro dos seus aspectos, a presente patente de invenção provê uma dispersão a base de poliol: (a) uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero de material particulado carbonoso à base de biomassa; (b) um poliol; (c) em que a dispersão compreende opcionalmente uma segunda quantidade prescrita de partículas de polímero.
[021] Os presentes inventores descobriram inesperadamente que um material particulado carbonoso à base de biomassa pode ser usado para deslocar parcialmente ou completamente o uso de partículas de polímero convencionalmente usadas para construir carga em polímeros à base de isocianato em forma de espuma tais como espumas de poliuretano. Em uma forma de concretização preferida, o material particulado carbonoso à base de biomassa é utilizado em uma quantidade para deslocar completamente o uso de partículas de polímero convencionalmente utilizadas para construir carga em polímeros à base de isocianato em forma de espuma tais como espumas de poliuretano. Nesta concretização, descobriu-se que um poliol de copolímero à base de petróleo relativamente dispendioso pode ser totalmente substituído por uma dispersão de base biológica relativamente barata (por exemplo, carbono amorfo) sem compromisso significativo em propriedades físicas importantes na espuma de poliuretano resultante. Em outra concretização preferida, o material em partículas carbonosas à base de biomassa é utilizado em uma quantidade para substituir parcialmente o uso de partículas de polímero convencionalmente utilizadas para construir carga em polímeros à base de isocianato em forma de espuma tais como espumas de poliuretano.
[022] O termo “material particulado carbonoso à base de biomassa”, como utilizado ao longo desta especificação, pretende significar um material carbonoso derivado de torrefação e/ou pirólise e/ou carbonização de um material lignocelulósico e/ou celulósico. Esses materiais normalmente são de natureza vegetal. Uma lignocelulose é um material estrutural que compreende grande parte da massa de plantas. A lignocelulose é composta principalmente por celulose, hemicelulose e lignina.
[023] Segue-se uma lista não limitativa de exemplos de uma matéria- prima para a produção de material particulado carbonoso à base de biomassa: madeira conífera e caducifólia, cascas de nozes (por exemplo, coco, noz, avelã, amendoim, etc.), bambu, casca de arroz, gramíneas, palha de milho, matéria vegetal, sementes, papel, papelão, estrume, outros resíduos agrícolas, resíduos de biorrefinaria, sorgo, algas secas, grãos de café, borras de café, borras, bagaço de cana e qualquer mistura de dois ou mais destes. Tal matéria prima (isolado ou em combinação) pode ser submetida a pirólise e/ou carbonização para produzir um material particulado carbonoso de biomassa com as características desejadas (aqui descritas) para ser útil para produzir o presente polímero à base de isocianato em forma de espuma.
[024] Uma medida padrão da ASTM (ou seja, não um critério aprovado/reprovado) é usada para calcular o nível de material de base biológica ou renovável incluído em um material (isto é, ASTM D6866 - Métodos de teste padrão para determinar o conteúdo de base de base biológica de amostras sólida, líquidas e gasosas usando Análise por Radiocarbono) e é útil na caracterização de materiais particulados carbonosos à base de biomassa úteis no contexto da presente invenção. A aplicação da ASTM D6866 para derivar "conteúdo de base biológica" é construída sobre os mesmos conceitos da datação por radiocarbono, mas sem o uso das equações de idade. Isso é feito derivando-se uma razão entre a quantidade de radiocarbono (14C) em uma amostra desconhecida em relação àquela de um padrão de referência moderno. A razão é reportada como uma porcentagem com as unidades "pMC" (porcentagem de carbono moderno). Se o material a ser analisado for uma mistura de carbono de radiocarbono e carbono fóssil (ou seja, não contendo radiocarbono), então o valor de pMC obtido se correlacionará diretamente com a porcentagem em peso do material de biomassa presente na amostra.
[025] De acordo com o teste ASTM D6866, um material particulado carbonoso à base de biomassa útil no contexto da presente invenção tem uma porcentagem de carbono "pMC" moderno superior a cerca de 75%, preferivelmente superior a cerca de 85% e mais preferivelmente superior a cerca de 95%.
[026] Assim, se entenderá que o termo "material particulado carbonoso à base de biomassa", no contexto da presente invenção, exclui material particulado carbonáceo que é derivado de fontes de petróleo - por exemplo, negro de carbono e semelhantes.
[027] Uma vantagem adicional de uso de um material particulado carbonoso à base de biomassa no contexto da presente invenção é que permite a omissão de aditivos tipicamente utilizados na formulação em forma de espuma para conferir uma cor preta à espuma resultante - por exemplo, permite a omissão de negro de fumo em relação à formulação em forma de espuma.
[028] O presente polímero à base de isocianato em forma de espuma pode ser produzido sob a forma de uma espuma moldada ou de uma placa em forma de espuma. Os detalhes precisos de produção dessa espuma não são particularmente restritos.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS
[029] Em um dos seus aspectos, a presente patente de invenção se refere a um polímero à base de isocianato em forma de espuma derivado de uma mistura de reação compreendendo: um isocianato; uma composição de poliol compreendendo uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero dispersas em um poliol base; uma segunda quantidade prescrita de material particulado carbonoso à base de biomassa; e um agente de expansão; o polímero à base de isocianato em forma de espuma com uma deflexão de força de indentação quando medida de acordo com ASTM D3574-11 que se situa dentro de cerca de 15% como o de uma espuma de referência produzida omitindo o material particulado carbonoso à base de biomassa da mistura de reação e aumentando a quantidade de partículas de polímero na composição de poliol polimérico para igualar a soma da primeira quantidade prescrita e da segunda quantidade prescrita.
[030] Formas de concretização preferidas podem incluir qualquer uma ou uma combinação de quaisquer duas ou mais das seguintes características:
[031] a primeira quantidade prescrita é zero de modo que a composição de poliol base é o poliol base;
[032] o material particulado carbonoso à base de biomassa é disperso na composição de poliol base antes da formação da mistura de reação;
[033] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem tamanho de partícula D50 menor do que cerca de 50 μm;
[034] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,01 μm a cerca de 50 μm;
[035] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 50 μm;
[036] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 45 μm;
[037] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 40 μm;
[038] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 35 μm;
[039] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 30 μm;
[040] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 25 μm;
[041] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 20 μm;
[042] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 15 μm;
[043] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 10 μm;
[044] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 8 μm;
[045] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 6 μm;
[046] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,3 μm a cerca de 6 μm;
[047] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,4 μm a cerca de 6 μm;
[048] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,5 μm a cerca de 6 μm;
[049] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 6 μm;
[050] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 1,3 μm;
[051] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 0,9 μm;
[052] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 0,5 μm;
[053] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 13% como o da espuma de referência;
[054] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 11% como o da espuma de referência;
[055] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 10% como o da espuma de referência;
[056] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 8% como o da espuma de referência;
[057] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 6% como o da espuma de referência;
[058] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 5% como o da espuma de referência;
[059] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 50% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[060] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 75% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[061] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 85% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[062] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende a razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,10 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[063] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende a razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,35 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[064] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,70 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[065] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 10 a cerca de 4000 m2 / g quando medido por um método BET;
[066] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 50 a cerca de 3000 m2 / g quando medido por um método BET;
[067] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 150 a cerca de 2000 m2/g quando medido por um método BET;
[068] a mistura de reação é substancialmente completamente livre de partículas de polímero dispersas no poliol base;
[069] o poliol base compreende uma cadeia principal terminada por hidroxila de um membro selecionado do grupo consistindo em poliéter, poliésteres, policarbonato, polidieno e policaprolactona.;
[070] o poliol base é selecionado do grupo que consiste em poli- hidrocarbonetos terminados por hidroxila, poliformais terminados por hidroxila, triglicerídeos de ácido graxo, poliésteres terminados por hidroxila, poliésteres terminados por hidroximetila, perfluorometilenos terminados por hidroximetila, polialquileno-glicóis, polialquilenoarilenoglicóis, polialquileno éter trióis e suas misturas;
[071] o poliol base é selecionado do grupo que consiste em ácido adípico- etilenoglicol poliéster, poli (butileno glicol), poli (propilenoglicol), polibutadieno terminado com hidroxila e suas misturas;
[072] o poliol base é um poliéter poliol ;
[073] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 200 a cerca de 10.000;
[074] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 2000 a cerca de 7.000;
[075] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 2000 a cerca de 6.000;
[076] a mistura de reação compreende ainda um composto contendo hidrogênio ativo selecionado de entre o grupo constituído por uma poliamina, uma polialcanolamina e qualquer mistura dos mesmos.;
[077] a poliamina é selecionada do grupo que consiste em um poliéter terminado com amina primária, um poliéter terminado com amina secundária e qualquer mistura dos mesmos.;
[078] o isocianato compreende um pré-polímero;
[079] o isocianato é selecionado do grupo que consiste em diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de 1,4-butileno, diisocianato de furfurilideno, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de 2,4'-difenilmetano, 4, Diisocianato de 4'-difenilmetano, diisocianato de 4,4'-difenilpropano, diisocianato de 4,4'-difenil-3,3'- dimetil metano, diisocianato de 1,5-naftaleno, 1-metil-2,4-diisocianato- 5-clorobenzeno , 2,4-diisocianato-s-triazina, 1-metil-2,4-diisocianato ciclo-hexano, diisocianato de p-fenileno, diisocianato de m-fenileno, diisocianato de 1,4-naftaleno, diisocianato de dianisidina, diisocianato de bitolileno, diisocianato de 1,4-xilileno, diisocianato de 1,3-xilileno, bis- (4-isocianatofenil) metano, bis- (3-metil-4- isocianatofenil) metano, polifenilpoliisocianatos de polimetileno e suas misturas;
[080] o isocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno e suas misturas;
[081] o polímero à base de isocianato em forma de espuma definido em qualquer uma das reivindicações 1-48, em que o isocianato é selecionado do grupo que consiste essencialmente em (i) diisocianato de 2,4'-difenilmetano, diisocianato de 4,4'-difenilmetano e suas misturas; e (ii) misturas de (i) com um isocianato selecionado do grupo que consiste em diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6- tolueno e suas misturas;
[082] o agente de expansão é composto por água;
[083] o agente de expansão consiste em água;
[084] a água utilizada em uma quantidade na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 40 partes em peso por 100 partes em peso de poliol base utilizado na mistura de reação;
[085] a água é utilizada em uma quantidade na faixa de cerca de 1.0 a cerca de 10 partes em peso por 100 partes em peso de poliol base utilizado na mistura de reação; e/ou o polímero à base de isocianato em forma de espuma é moldado.
[086] Em outro dos seus aspectos, a presente patente de invenção se refere a um polímero à base de isocianato em forma de espuma derivado de um isocianato; e uma composição de poliol compreendendo opcionalmente partículas de polímero dispersas em um poliol base; um material particulado carbonoso à base de biomassa; o polímero em forma de espuma tendo uma matriz celular compreendendo uma pluralidade de suportes interligados, o material particulado carbonoso à base de biomassa conferindo à matriz celular uma eficiência de carga de pelo menos cerca de 5 Newton/% em peso de material particulado carbonoso à base de biomassa.
[087] Formas de concretização preferidas podem incluir qualquer uma ou uma combinação de quaisquer duas ou mais das seguintes características:
[088] a primeira quantidade prescrita é zero de modo que a composição de poliol base é o poliol base;
[089] o material particulado carbonoso à base de biomassa é disperso na composição de poliol base antes da formação da mistura de reação;
[090] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem tamanho de partícula D50 menor do que cerca de 50 μm;
[091] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,01 μm a cerca de 50 μm;
[092] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 50 μm;
[093] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 45 μm;
[094] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 40 μm;
[095] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 35 μm;
[096] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 30 μm;
[097] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 25 μm;
[098] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 20 μm;
[099] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 15 μm;
[0100] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 10 μm;
[0101] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 8 μm;
[0102] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 6 μm;
[0103] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0.3 μm a cerca de 6 μm;
[0104] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,4 μm a cerca de 6 μm;
[0105] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,5 μm a cerca de 6 μm;
[0106] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 6 μm;
[0107] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 1,3 μm;
[0108] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 0,9 μm;
[0109] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 0,5 μm;
[0110] o polímero à base de isocianato em forma de espuma tem uma deflexão de força de indentação quando medida de acordo com ASTM D3574-11 que está dentro de aproximadamente 15% como aquela de uma espuma de referência produzida pela substituição de uma quantidade de partículas de polímero no poliol base que é igual à quantidade do material particulado carbonoso à base de biomassa na mistura de reação;
[0111] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 13% como o da espuma de referência;
[0112] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 11% como o da espuma de referência;
[0113] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 10% como o da espuma de referência;
[0114] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 8% como o da espuma de referência;
[0115] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 6% como o da espuma de referência;
[0116] o polímero à base de isocianato em forma de espuma que apresenta uma deflexão de força de indentação quando medido de acordo com a ASTM D3574-11, que está dentro de aproximadamente 5% como o da espuma de referência;
[0117] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 50% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0118] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 75% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0119] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 85% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0120] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende a razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,10 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0121] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende a razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,35 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0122] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,70 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0123] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 10 a cerca de 4000 m2/g quando medido por um método BET;
[0124] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 50 a cerca de 3000 m2/g quando medido por um método BET;
[0125] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 150 a cerca de 2000 m2/g quando medido por um método BET;
[0126] a mistura de reação é substancialmente completamente livre de partículas de polímero dispersas no poliol base;
[0127] o poliol base compreende uma cadeia principal terminada por hidroxila de um membro selecionado do grupo consistindo em poliéter, poliésteres, policarbonato, polidieno e policaprolactona.;
[0128] o poliol base é selecionado do grupo que consiste em poli- hidrocarbonetos terminados por hidroxila, poliformais terminados por hidroxila, triglicerídeos de ácido graxo, poliésteres terminados por hidroxila, poliésteres terminados por hidroximetila, perfluorometilenos terminados por hidroximetila, polialquilenoarilenoglicóis, polialquileno éter trióis e suas misturas;
[0129] o poliol base é selecionado do grupo que consiste em ácido adípico- etilenoglicol poliéster, poli (butileno glicol), poli (propilenoglicol), polibutadieno terminado com hidroxila e suas misturas;
[0130] o poliol base é um poliol poliéter;
[0131] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 200 a cerca de 10.000;
[0132] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 2000 a cerca de 7.000;
[0133] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 2000 a cerca de 6.000;
[0134] a mistura de reação compreende ainda um composto contendo hidrogênio ativo selecionado de entre o grupo constituído por uma poliamina, uma polialcanolamina e qualquer mistura dos mesmos.;
[0135] a poliamina é selecionada do grupo que consiste em um poliéter terminado com amina primária, um poliéter terminado com amina secundária e qualquer mistura dos mesmos.;
[0136] o isocianato compreende um pré-polímero;
[0137] o isocianato é selecionado do grupo que consiste em diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de 1,4-butileno, diisocianato de furfurilideno, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de 2,4'-difenilmetano, 4, Diisocianato de 4'- difenilmetano, diisocianato de 4,4'-difenilpropano, diisocianato de 4,4'- difenil-3,3'-dimetil metano, diisocianato de 1,5-naftaleno, 1-metil-2,4- diisocianato-5-clorobenzeno , 2,4-diisocianato-s-triazina, 1-metil-2,4- diisocianato ciclo-hexano, diisocianato de p-fenileno, diisocianato de m- fenileno, diisocianato de 1,4-naftaleno, diisocianato de dianisidina, diisocianato de bitolileno, diisocianato de 1,4-xilileno, diisocianato de 1,3-xilileno, bis- (4-isocianatofenil) metano, bis- (3-metil-4- isocianatofenil) metano, polifenilpoliisocianatos de polimetileno e suas misturas;
[0138] o isocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno e suas misturas;
[0139] o isocianato é selecionado do grupo consistindo essencialmente em (i) diisocianato de 2,4'-difenilmetano, diisocianato de 4,4'-difenilmetano e suas misturas; e (ii) misturas de (i) com um isocianato selecionado do grupo que consiste em diisocianato de 2,4- tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno e suas misturas;
[0140] o agente de expansão é composto por água;
[0141] o agente de expansão consiste em água;
[0142] a água utilizada em uma quantidade na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 40 partes em peso por 100 partes em peso de poliol base utilizado na mistura de reação;
[0143] a água é utilizada em uma quantidade na faixa de cerca de 1.0 a cerca de 10 partes em peso por 100 partes em peso de poliol base utilizado na mistura de reação; e/ou
[0144] o polímero à base de isocianato em forma de espuma é moldado.
[0145] Em ainda outro dos seus aspectos, a presente invenção se refere a um processo para produzir um polímero à base de isocianato de espuma compreendendo as etapas de: (a) colocar em contato um isocianato; uma composição de poliol compreendendo opcionalmente uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero dispersas em um poliol base, uma segunda quantidade prescrita de material particulado carbonosoà base de biomassa e um agente de expansão para produzir uma mistura de reação; e (b) expandir a mistura de reação para produzir o polímero à base de isocianato em forma de espuma.
[0146] Formas de concretização preferidas podem incluir qualquer uma ou uma combinação de quaisquer duas ou mais das seguintes características:
[0147] a primeira quantidade prescrita é zero de modo que a composição de poliol base é o poliol base;
[0148] o material particulado carbonoso à base de biomassa é disperso na composição de poliol base antes da formação da mistura de reação;
[0149] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem tamanho de partícula D50 menor do que cerca de 50 μm;
[0150] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,01 μm a cerca de 50 μm;
[0151] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 50 μm;
[0152] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 45 μm;
[0153] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 40 μm;
[0154] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 35 μm;
[0155] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 30 μm;
[0156] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 25 μm;
[0157] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 20 μm;
[0158] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 15 μm;
[0159] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 10 μm;
[0160] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 8 μm;
[0161] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 6 μm;
[0162] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0.3 μm a cerca de 6 μm;
[0163] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,4 μm a cerca de 6 μm;
[0164] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,5 μm a cerca de 6 μm;
[0165] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 6 μm;
[0166] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 1,3 μm;
[0167] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 0,9 μm;
[0168] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 0,5 μm;
[0169] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 50% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0170] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 75% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0171] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 85% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0172] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende a razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,10 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0173] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende a razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,35 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0174] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,70 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0175] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 10 a cerca de 4000 m2/g quando medido por um método BET;
[0176] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 50 a cerca de 3000 m2/g quando medido por um método BET;
[0177] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 150 a cerca de 2000 m2/g quando medido por um método BET;
[0178] a mistura de reação é substancialmente completamente livre de partículas de polímero dispersas no poliol base;
[0179] o poliol base compreende uma cadeia principal terminada por hidroxila de um membro selecionado do grupo consistindo em poliéter, poliésteres, policarbonato, polidieno e policaprolactona;
[0180] o poliol base é selecionado do grupo que consiste em poli- hidrocarbonetos terminados por hidroxila, poliformais terminados por hidroxila, triglicerídeos de ácido graxo, poliésteres terminados por hidroxila, poliésteres terminados por hidroximetila, perfluorometilenos terminados por hidroximetila, polialquileno-glicóis, polialquilenoarilenoglicóis, polialquileno éter trióis e suas misturas;
[0181] o poliol base é selecionado do grupo que consiste em ácido adípico - etilenoglicol poliéster, poli (butileno glicol), poli (propilenoglicol), polibutadieno terminado com hidroxila e suas misturas;
[0182] o poliol base é um poliol poliéter;
[0183] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 200 a cerca de 10.000;
[0184] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 2000 a cerca de 7.000;
[0185] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 2000 a cerca de 6.000;
[0186] a mistura de reação compreende ainda um composto contendo hidrogênio ativo selecionado de entre o grupo constituído por uma poliamina, uma polialcanolamina e qualquer mistura dos mesmos.;
[0187] a poliamina é selecionada do grupo que consiste em um poliéter terminado com amina primária, um poliéter terminado com amina secundária e qualquer mistura dos mesmos.;
[0188] o isocianato compreende um pré-polímero;
[0189] o isocianato é selecionado do grupo que consiste em diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de 1,4-butileno, diisocianato de furfurilideno, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de 2,4'-difenilmetano, 4, Diisocianato de 4'- difenilmetano, diisocianato de 4,4'-difenilpropano, diisocianato de 4,4'- difenil-3,3'-dimetil metano, diisocianato de 1,5-naftaleno, 1-metil-2,4- diisocianato-5-clorobenzeno , 2,4-diisocianato-s-triazina, 1-metil-2,4- diisocianato ciclo-hexano, diisocianato de p-fenileno, diisocianato de m- fenileno, diisocianato de 1,4-naftaleno, diisocianato de dianisidina, diisocianato de bitolileno, diisocianato de 1,4-xilileno, diisocianato de 1,3-xilileno, bis- (4-isocianatofenil) metano, bis- (3-metil-4- isocianatofenil) metano, polifenilpoliisocianatos de polimetileno e suas misturas;
[0190] o isocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno e suas misturas;
[0191] o isocianato é selecionado do grupo consistindo essencialmente em (i) diisocianato de 2,4'-difenilmetano, diisocianato de 4,4'-difenilmetano e suas misturas; e (ii) misturas de (i) com um isocianato selecionado do grupo que consiste em diisocianato de 2,4- tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno e suas misturas;
[0192] o agente de expansão é composto por água;
[0193] o agente de expansão consiste em água;
[0194] a água utilizada em uma quantidade na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 40 partes em peso por 100 partes em peso de poliol base utilizado na mistura de reação;
[0195] a água utilizada em uma quantidade na faixa de cerca de 1,0 a cerca de 10 partes em peso por 100 partes em peso de poliol base utilizado na mistura de reação;
[0196] etapa (b) é realizada em um molde fechado configurado para produzir o polímero à base de isocianato em forma de espuma como uma espuma moldada; e/ou
[0197] A etapa (b) é realizada em um canal com um topo aberto para produzir o polímero à base de isocianato em forma de espuma como uma espuma em lâminas.
[0198] Em ainda outro dos seus aspectos, a presente invenção se refere a uma dispersão baseada em poliol: (a) uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero de material particulado carbonoso à base de biomassa; e (b) um poliol; em que a dispersão compreende opcionalmente uma segunda quantidade prescrita de partículas de polímero.
[0199] Formas de concretização preferidas podem incluir qualquer uma ou uma combinação de quaisquer duas ou mais das seguintes características:
[0200] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem tamanho de partícula D50 menor do que cerca de 50 μm;
[0201] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,01 μm a cerca de 50 μm;
[0202] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 50 μm;
[0203] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 45 μm;
[0204] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 40 μm;
[0205] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,1 μm a cerca de 35 μm;
[0206] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 30 μm;
[0207] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 25 μm;
[0208] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 20 μm;
[0209] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 15 μm;
[0210] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 10 μm;
[0211] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 8 μm;
[0212] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,2 μm a cerca de 6 μm;
[0213] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0.3 μm a cerca de 6 μm;
[0214] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,4 μm a cerca de 6 μm;
[0215] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 na faixa de cerca de 0,5 μm a cerca de 6 μm;
[0216] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 6 μm;
[0217] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 1,3 μm;
[0218] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 0,9 μm;
[0219] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 de cerca de 0,5 μm;
[0220] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 50% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0221] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 75% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0222] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de cerca de 85% a cerca de 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0223] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende a razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,10 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0224] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende a razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,35 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0225] o material particulado carbonoso à base de biomassa compreende razão molar de hidrogênio para carbono na faixa de cerca de 0,70 a cerca de 0,85 quando medido por combustão seca usando ASTM D4373;
[0226] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 10 a cerca de 4000 m2/g quando medido por um método BET;
[0227] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 50 a cerca de 3000 m2/g quando medido por um método BET;
[0228] o material particulado carbonoso à base de biomassa tem uma área superficial de cerca de 150 a cerca de 2000 m2/g quando medido por um método BET;
[0229] a dispersão é substancialmente completamente livre de partículas de polímero;
[0230] o poliol base compreende uma cadeia principal terminada por hidroxila de um membro selecionado do grupo consistindo em poliéter, poliésteres, policarbonato, polidieno e policaprolactona.;
[0231] o poliol base é selecionado do grupo que consiste em poli- hidrocarbonetos terminados por hidroxila, poliformais terminados por hidroxila, triglicerídeos de ácido graxo, poliésteres terminados por hidroxila, poliésteres terminados por hidroximetila, perfluorometilenos terminados por hidroximetila, polialquileno-glicóis, polialquilenoarilenoglicóis, polialquileno éter trióis e suas misturas;
[0232] o poliol base é selecionado do grupo que consiste em ácido adípico-etilenoglicol poliéster, poli (butileno glicol), poli (propilenoglicol), polibutadieno terminado com hidroxila e suas misturas;
[0233] o poliol base é um poliol poliéter;
[0234] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 200 a cerca de 10.000;
[0235] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 2000 a cerca de 7.000;
[0236] o poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 2000 a cerca de 6.000;
[0237] a mistura de reação compreende ainda um composto contendo hidrogênio ativo selecionado de entre o grupo constituído por uma poliamina, uma polialcanolamina e qualquer mistura dos mesmas; e/ou
[0238] a poliamina é selecionada do grupo que consiste em um poliéter terminado com amina primária, um poliéter terminado com amina secundária e qualquer mistura dos mesmas.
[0239] O presente polímero à base de isocianato em forma de espuma é produzido a partir de uma mistura de reação que compreende um isocianato e um composto contendo hidrogênio ativo, tal como um poliol base.
[0240] O isocianato adequado para uso na mistura de reação não é particularmente restrito e a escolha do mesmo está dentro do alcance de um versado na técnica. Em geral, o composto isocianato adequado para uso pode ser representado pela fórmula geral:
[0241] Fórmula 1: Q(NCO)i
[0242] em que i é um número inteiro de dois ou mais e Q é um radical orgânico possuindo a valência de i. Q pode ser um grupo hidrocarboneto substituído ou não substituído (por exemplo, um grupo alquileno ou arileno). Além disso, Q pode ser representado pela fórmula geral:
[0243] Fórmula 2: Q1-Z-Q1
[0244] onde Q1 é um grupo alquileno ou arileno e Z é escolhido do grupo que compreende -O-, -O-Q1-, -CO-, -S-, -S-Q1-S- e -SO2-. Exemplos de compostos de isocianato que se enquadram no âmbito desta definição incluem diisocianato de hexametileno, 1,8-diisocianato- p-metano, diisocianato de xilila, OCNCH2CH2CH2OCH2O)2, 1-metil-2,4- diisocianatociclohexano, diisocianatos de fenileno, diisocianatos de tolileno, diisocianatos de clorofenileno, difenilmetano-4,4‘-diisocianato, naftaleno-1,5-diisocianato, trifenilmetano-4,4',4"-triisocianato e isopropilbenzeno-alfa-4-diisocianato.
[0245] Em outra forma de concretização, Q também pode representar um radical poliuretano com uma valência de i. Neste caso, Q (NCO)i é um composto que é vulgarmente referido no estado da técnica como um pré-polímero. Em geral, um pré-polímero pode ser preparado pela reação de um excesso estequiométrico de um composto isocianato (como definido acima) com um composto contendo hidrogênio ativo (como definido a seguir), preferivelmente os materiais ou polióis contendo poli-hidroxila descritos abaixo. Nesta concretização, o poliisocianato pode ser, por exemplo, utilizado em proporções de cerca de 30 por cento a cerca de 200 por cento de excesso estequiométrico em relação à proporção de hidroxila no poliol base. Uma vez que o processo da presente patente de invenção pode estar relacionado com a produção de espumas de poliuréia, será apreciado que nesta concretização, o pré-polímero pode ser utilizado para preparar uma poliuréia modificada de poliuretano.
[0246] Em outra forma de concretização, o composto de isocianato adequado para uso no processo da presente patente de invenção pode ser selecionado de dímeros e trímeros de isocianatos e diisocianatos, e a partir de diisocianatos poliméricos tendo a fórmula geral:
[0247] Fórmula 3: [Q"(NCO)i]j
[0248] em que i e j são números inteiros com um valor igual a 2 ou mais, e Q" é um radical orgânico polifuncional e/ou, como componentes adicionais na mistura de reação, compostos tendo a fórmula geral:
[0249] Fórmula 4: L(NCO)i
[0250] em que i é um número inteiro com um valor de 1 ou mais e L é um átomo ou radical monofuncional ou polifuncional. Exemplos de compostos de isocianato que se enquadram no âmbito desta definição incluem o diisocianato etilfosfônico, diisocianato fenilfosfônico, compostos que contêm um grupo = Si-NCO, compostos isocianato derivados de sulfonamidas (QSO2NCO), ácido ciânico e ácido tiociânico.
[0251] Ver também, por exemplo, a patente britânica número 1.453.258, quanto à questão de isocianatos adequados.
[0252] Exemplos não limitantes de isocianatos adequados incluem: diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de 1,4-butileno, diisocianato de furfurilideno, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de 2,4-difenilmetano, diisocianato de 4,4‘- diisocianato de difenilmetano, diisocianato de 4,4‘-difenilpropano, diisocianato de 4,4‘-difenil-3,3‘-dimetil metano, diisocianato de 1,5- naftaleno, 1-metil-2,4-diisocianato-5-clorobenzeno, 2,4-diisocianato-s- triazina, 1-metil-2,4-diisocianato- ciclohexano, diisocianato de p- fenileno, diisocianato de m-fenileno, diisocianato de 1,4-naftaleno, diisocianato de dianisidina, diisocianato de bitolileno, diisocianato de 1,4-xilileno, diisocianato de 1,3-xilileno, poliisocianatos de bis- (4- isocianatofenil) metano, bis- (3-metil-4-isocianatofenil) metano, polifenil poliisocianatos de polimetileno e suas misturas. Um isocianato mais preferido é selecionado do grupo que consiste em diisocianato de 2,4- tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno e suas misturas, por exemplo, uma mistura compreendendo de cerca de 75 a cerca de 85 por cento em peso de diisocianato de 2,4-tolueno e de cerca de 15 a cerca de 25 por cento em peso de diisocianato de 2,6-tolueno. Outro isocianato mais preferido é selecionado do grupo que consiste em diisocianato de 2,4‘- difenilmetano, diisocianato de 4,4‘-difenilmetano e suas misturas. O isocianato mais preferido é uma mistura compreendendo de cerca de 15 a cerca de 25 por cento em peso de diisocianato de 2,4‘- difenilmetano e de cerca de 75 a cerca de 85 por cento em peso de diisocianato de 4,4‘-difenilmetano.
[0253] Se o processo é utilizado para produzir uma espuma de poliuretano, o composto ativo contendo hidrogênio é tipicamente um poliol. A escolha do poliol não é particularmente restrita e está dentro do alcance de um versado na técnica. Por exemplo, o poliol base pode ser uma cadeia principal terminado com hidroxila de um membro selecionado do grupo consistindo de poliéter, poliéster, policarbonato, polidieno e policaprolactona. Preferivelmente, o poliol base é selecionado do grupo que consiste em poli-hidrocarbonetos terminados por hidroxila, poliformais terminados por hidroxila, triglicéridos de ácido graxo, poliésteres terminados em hidroxila, poliésteres terminados por hidroximetila, perfluorometilenos terminados por hidroximetila, polialquileno glicóis, polialquilenoarilenoéter glicóis e polialquilenoéter trióis. Os polióis mais preferidos são selecionados do grupo que consiste em ácido adípico - etilenoglicol poliéster, poli (butileno glicol), poli (propilenoglicol), polibutadieno terminado com hidroxila e suas misturas - ver, por exemplo, a patente britânica número 1 482 213, quanto à questão de polióis adequados. Preferivelmente, tal poliéter poliol tem um peso molecular na faixa de cerca de 200 a cerca de 10 000, mais preferivelmente de cerca de 2000 a cerca de 7000, mais preferivelmente de cerca de 2 000 a cerca de 6 000.
[0254] Se o processo for utilizado para produzir uma espuma de poliuréia, o composto contendo hidrogênio ativo compreende compostos em que o hidrogênio está ligado ao nitrogênio. Preferivelmente, esses compostos são selecionados do grupo consistindo em poliaminas, poliamidas, poliiminas e poliolaminas, mais preferivelmente, poliaminas. Exemplos não limitantes de tais compostos incluem poliéteres terminados por amina primária e secundária. Preferivelmente, esses poliéteres têm um peso molecular superior a cerca de 230 e uma funcionalidade de 2 a 6. Tais poliéteres terminados por amina são tipicamente feitos a partir de um iniciador apropriado ao qual é adicionado um óxido de alquileno inferior com o poliol terminado com hidroxila resultante sendo subsequentemente aminado. Se dois ou mais óxidos de alquileno são usados, eles podem estar presentes como misturas aleatórias ou como blocos de um ou outro poliéter. Para facilitar a aminação, é especialmente preferido que os grupos hidroxila do poliol base sejam essencialmente todos os grupos hidroxila secundários. Normalmente, a etapa de aminação substitui a maioria, mas não todos os grupos hidroxila do poliol base.
[0255] A mistura de reação utilizada para produzir o presente polímero à base de isocianato em forma de espuma tipicamente compreenderá ainda um agente de expansão. Como é conhecido no estado da técnica, a água pode ser usada como um agente de expansão indireto ou reativo na produção de polímeros à base de isocianato em forma de espuma. Especificamente, a água reage com o isocianato formando dióxido de carbono que atua como agente de expansão eficaz no produto final de polímero em forma de espuma. Alternativamente, o dióxido de carbono pode ser produzido por outros meios, tais como compostos instáveis que produzem dióxido de carbono (por exemplo, carbamatos e similares). Opcionalmente, agentes de expansão orgânicos diretos (por exemplo, hidroclorofluorocarbonetos (HCFC's), hidrofluorcarbonos (HFC's como HFC-365, HFC-245fa e similares), pentano e similares) podem ser usados em conjunto com ou no lugar da água, embora o uso de tais agentes de expansão orgânicos em geral está sendo restringido por considerações ambientais. O agente de expansão preferido para utilização na produção do presente polímero à base de isocianato em forma de espuma compreende água.
[0256] É conhecido no estado da técnica que a quantidade de água utilizada como agente de expansão indireto na preparação de um polímero à base de isocianato em forma de espuma situa-se convencionalmente na faixa de cerca de 0,5, tão alta quanto cerca de 40 ou mais partes em peso, preferivelmente de cerca de 1,0 a cerca de 10 partes em peso, com base em 100 partes em peso do teor total de composto contendo hidrogênio ativo na mistura de reação. Como é conhecido no estado da técnica, a quantidade de água utilizada na produção de um polímero à base de isocianato em forma de espuma é tipicamente limitada pelas propriedades fixas esperadas no polímero em forma de espuma e pela tolerância da espuma em expansão no sentido da formação de auto-estrutura.
[0257] A mistura de reação utilizada para produzir o presente polímero à base de isocianato em forma de espuma tipicamente compreenderá ainda um catalisador. O catalisador utilizado na mistura de reação é um composto capaz de catalisar a reação de polimerização. Tais catalisadores são conhecidos, e a escolha e a sua concentração na mistura de reação está dentro do alcance de um versado na técnica. Vide, por exemplo, as patentes dos Estados Unidos 4.296.213 e 4.518.778 para uma discussão de compostos catalisadores adequados. Exemplos não limitativos de catalisadores adequados incluem aminas terciárias e/ou compostos organometálicos. Adicionalmente, como é conhecido no estado da técnica, quando o objetivo é produzir um isocianurato, um ácido de Lewis deve ser utilizado como catalisador, quer isoladamente quer em conjunto com outros catalisadores. É claro que será entendido pelos versados na técnica que uma combinação de dois ou mais catalisadores pode ser usada adequadamente.
[0258] As formas de concretização da presente invenção serão ilustradas com referência aos seguintes exemplos não limitativos que não devem ser utilizados para construir o escopo da invenção.
[0259] Como será claramente entendido pelos versados na técnica, naturalmente que aditivos convencionais no estado da técnica arte de espuma de poliuretano poderão ser incorporados na mistura de reação criada durante o presente processo. Exemplos não limitantes de tais aditivos incluem: surfactantes (por exemplo, compostos de organo- silicone disponíveis sob o nome comercial L-540 Union Carbide), abridores de células (por exemplo, óleos de silicone), extensores (por exemplo, parafinas halogenadas disponíveis comercialmente sob o nome Cereclor™ S45), reticuladores (por exemplo, composições contendo hidrogênio reativo de baixo peso molecular), pigmentos/corantes, retardadores de chama (por exemplo, compostos de ácido organofosforado halogenado), inibidores (por exemplo, ácidos fracos), agentes de nucleação (por exemplo, compostos diazo), antioxidantes e plastificantes/estabilizantes (por exemplo, compostos aromáticos sulfonados). As quantidades destes aditivos convencionalmente usadas estariam dentro do alcance de um versado na técnica.
[0260] Nos Exemplos, os seguintes materiais foram usados:
[0261] Hyperlite™ E866, poliol base, comercialmente disponível pela Covestro;
[0262] Hyperlite™ E850, copolímero com 43% de teor de sólidos (SAN), comercialmente disponível pela Covestro;
[0263] Voranol™ CP1421, poliol base, comercialmente disponível a pela DOW;
[0264] Carbono amorfo disperso em poliol base;
[0265] DEOA LF, dietanolamina, um agente de reticulação comercialmente disponível pela Air Products;
[0266] Glicerina, um agente de reticulação, comercialmente disponível pela Cargill;
[0267] Água, agente de expansão indireto;
[0268] Dabco 33LV, um catalisador de gelificação, comercialmente disponível pela Air Products;
[0269] Niax A-1, um catalisador de expansão, comercialmente disponível pela Momentive;
[0270] Polycat 77, um catalisador de amina terciária, comercialmente disponível pela Air Products;
[0271] Fyrol FR-2, um retardador de chama, comercialmente disponível pela Supresta;
[0272] DC5043, um tensioativo, comercialmente disponível pela Dow Corning;
[0273] Mondur ™ E445, uma mistura de TDI (80%) e MDI (20%), comercialmente disponível pela Covestro.
[0274] Além destes materiais, foi produzida uma dispersão de carbono amorfo para utilização nos exemplos que ilustram formas de concretização preferidas da invenção. No Exemplo 1, o carbono amorfo foi derivado de uma matéria-prima de madeira de lei compreendendo principalmente plátano-bastardo. Nos exemplos restantes, o carbono amorfo foi derivado das seguintes matérias-primas:
[0275] Tabela 1: matérias-primas de carbono amorfo
Figure img0001
[0276] A dispersão do carbono amorfo foi produzida da seguinte forma:
[0277] Etapa 1 - Pulverizar o carbono: Usando pulverização em escala de laboratório, pulverizar 200 gramas de carbono usando a tela de 0,5 mm. O carbono é pulverizado em tamanho de partícula de D100 a 500 microns e D50 a 250 microns.
[0278] Etapa 2 - Adicionar poliol: Usando uma lata de metal de 1 galão, adicionar 150 gramas de carbono pulverizado à lata e adicionar 350 gramas de poliol. Vedar a lata de metal e laminar por 20 minutos. A viscosidade é maior que 25.000 cps a 25°C.
[0279] Etapa 3 - fase inicial da mistura: Abrir a lata de metal e misturar com um misturador de 2 lâminas por 20 minutos. A viscosidade é maior que 20.000 cps a 25°C
[0280] Etapa 4 - misturador Ross: Ajustar o misturador Ross de alto cisalhamento para uma mistura de 5.000 rpm por 60 minutos. A temperatura subirá para acima de 60°C e a viscosidade será superior a 15.000 cps a 25°C.
[0281] Etapa 5 - Moinho Media: Utilizando o moinho Média EMI 250 com 70 a 85% de carga de esferas com tamanho de grânulo de 0,6 mm a 1,5 mm, ligar o moinho à velocidade de ponta de 12,4 m/s ou superior. Ligar a máquina por 1 hora e registrar a taxa de fluxo a cada 10 minutos e tirar uma amostra para avaliação do tamanho de partícula D50.
[0282] Continuar a operação da máquina até que os tamanhos de partículas a seguir sejam atingidos para lotes individuais (a referência a Tabelas é para formulações de espuma descritas abaixo):
[0283] Tabela 2: tabelas e respectiva formulação de espuma
Figure img0002
[0284] Salvo disposição em contrário, todas as partes relatadas nos exemplos são partes em peso.
[0285] Os exemplos ilustram a utilização do presente carbono amorfo em uma espuma de alta resiliência (HR) tipicamente à base de isocianato. Em cada exemplo, a espuma à base de isocianato foi preparada pela pré-mistura de todos os ingredientes da resina, incluindo polióis, polióis de copolímero (se usados), catalisadores, água e surfactantes, bem como uma dispersão de carbono amorfo em poliéter poliol (se usado). O isocianato foi excluído desta mistura. A mistura de resina e o isocianato foram então misturados a um índice de isocianato de 100 utilizando uma técnica convencional de mistura de dois fluxos e dispensados em um molde pré-aquecido (65°C) com as dimensões de 38,1 cm x 38,1 cm x 10,16 cm. O molde foi então fechado e a reação foi permitida até que o volume total do molde fosse preenchido. Após aproximadamente 6 minutos, a espuma à base de isocianato foi removida e, após o condicionamento adequado, as propriedades de interesse foram medidas. Esta metodologia será referida nos exemplos como o Procedimento Geral.
[0286] EXEMPLO 1
[0287] As formulações atuais usadas no exemplo 1 podem ser encontradas nas tabelas 3 a 7. Todas as formulações na tabela 3 continham o polímero copolímero de SAN em vários níveis e nenhuma dispersão de carbono amorfo - portanto, as espumas produzidas a partir das formulações na tabela 3 são apenas para fins de comparação e não são abrangidas pela invenção. As formulações nas tabelas 4-7 continham carbono amorfo em vários níveis e nenhum copolímero de SAN (ou qualquer outro polímero). As diferenças entre as formulações nas tabelas 4-7 relacionam o tamanho de partícula D50 do carbono amorfo na dispersão de carbono amorfo.
[0288] As espumas moldadas produzidas de acordo com as formulações que aparecem nas tabelas 3-7 foram submetidas aos seguintes testes físicos de acordo com a norma ASTM 3574-D11:
[0289] IFD @ 25% de deflexão;
[0290] IFD @ 50% de deflexão;
[0291] % perda por histerese;
[0292] densidade (kg/m3);
[0293] Resistência ao rasgo (N/m);
[0294] Resistência à tração (kPa);
[0295] Alongamento na ruptura (%);
[0296] Rebote de bola (%);
[0297] 50% solidificação por compressão (%);
[0298] 50% solidificação por compressão por via úmida (%);
[0299] 50% solidificação por compressão por envelhecimento a quente (HACS), 5hrs @ 120°C (%); e
[0300] 50% HACS, 3hrs @ 105°C (%).
[0301] Os resultados deste teste físico são apresentados na tabela 8. Na tabela 8, os resultados para as espumas comparativas feitas a partir das formulações na tabela 3 são apresentados duas vezes para facilitar a comparação (ou seja, uma vez que a tabela 8 compreenda duas páginas). Os resultados apresentados na tabela 8 demonstram que as espumas produzidas usando carbono amorfo (formulações das tabelas 4-7) em vez do poliol copolimérico de SAN (formulações da tabela 3) têm propriedades físicas comparáveis, particularmente nos valores mais baixos de D50 para a dispersão de carbono amorfo usada na formulação. A vantagem significativa é que, nos exemplos, um poliol copolimérico à base de petróleo relativamente caro foi totalmente substituído por uma dispersão relativamente barata de base biológica (carbono amorfo) sem compromisso significativo em propriedades físicas importantes.
[0302] EXEMPLOS 2-6
[0303] As formulações reais usadas nos exemplos 2-6 podem ser encontradas na tabela 9. As formulações na tabela 9 para os exemplos 2-6 continham todos os polímeros copoliméricos de SAN e carbono amorfo a níveis constantes. A formulação intitulada “Controle” não continha dispersão de carbono amorfo - portanto, a espuma produzida a partir dessas formulações na tabela 9 é apenas para fins de comparação e não é abrangida pela invenção. As formulações na tabela 9, todas continham carbono amorfo possuem o mesmo tamanho de partícula D50 do carbono amorfo na dispersão de carbono amorfo - 0,8 μm.
[0304] As formulações na tabela 9 foram utilizadas no Procedimento Geral acima mencionado para produzir espumas moldadas correspondentes.
[0305] As espumas moldadas produzidas de acordo com as formulações que aparecem nas tabelas 3-7 foram submetidas aos seguintes testes físicos de acordo com a norma ASTM 3574-D11.:
[0306] IFD @ 25% de deflexão;
[0307] IFD @ 50% de deflexão;
[0308] IFD @ 65% de deflexão;
[0309] % perda por histerese;
[0310] densidade (kg/m3);
[0311] Resistência ao rasgo (N/m);
[0312] Resistência à tração (kPa);
[0313] Alongamento na ruptura (%);
[0314] 50% solidificação por compressão (%);
[0315] 50% solidificação por compressão por via úmida (%);
[0316] 50% solidificação por compressão por envelhecimento a quente (HACS), 5hrs @ 120°C (%); e
[0317] 50% HACS, 3hrs @ 105°C (%).
[0318] Os resultados deste teste físico são apresentados na tabela 8. Os resultados apresentados na tabela 10 demonstram que as espumas produzidas utilizando carbono amorfo (exemplos 2-5) em vez de uma porção do poliol copolimérico de SAN utilizado no controle, possuem propriedades físicas comparáveis. A vantagem significativa é que, nos exemplos, um poliol copolimérico à base de petróleo relativamente caro foi totalmente substituído por uma dispersão relativamente barata de base biológica (carbono amorfo) sem compromisso significativo em propriedades físicas importantes.
[0319] Estes resultados proporcionaram aos inventores uma razoável inferência e/ou expectativa de que resultados proporcionais podem ser obtidos utilizando diferentes polióis base, isocianatos, catalisadores e outras adições nas formulações de espuma.
[0320] Embora esta invenção tenha sido descrita com referência a formas de concretização e exemplos ilustrativos, a descrição não se destina a ser interpretada em um sentido limitativo. Assim, várias modificações das concretizações ilustrativas, bem como outras formas de concretização da invenção, serão evidentes para os versados na técnica com referência a esta descrição. Por conseguinte, é contemplado que as reivindicações anexas abranjam quaisquer dessas modificações ou formas de concretização.
[0321] Tabela 3: Controle (SAN) SAN
Figure img0003
Figure img0004
[0322] Tabela 4: Carbono amorfo com D50 6,0 mícrons
Figure img0005
Figure img0006
[0323] Tabela 5: Carbono amorfo com D50 1,3 mícrons
Figure img0007
[0324] Tabela 6: Carbono amorfo com D50 0,89 mícrons
Figure img0008
[0325] Tabela 7: Carbono amorfo com D50 0,5 mícrons
Figure img0009
Figure img0010
[0326] Tabela 8: Comparativo SAN, Carbono amorfo com D50 6 mícrons e carbono amorfo com D50 1,3 mícrons
Figure img0011
Figure img0012
[0327] Tabela 8A: Comparativo SAN, Carbono amorfo com D50 6 mícrons e carbono amorfo com D50 1,3 mícrons
Figure img0013
Figure img0014
[0328] Tabela 9: Exemplos 2-6
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Figure img0016
[0329] Tabela 10: Exemplos 2-6
Figure img0017
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Claims (14)

1. Polímero à base de isocianato em forma de espuma derivado de uma mistura de reação, caracterizado por compreender: a) um isocianato; b) uma composição de poliol, compreendendo uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero dispersas em um poliol de base; c) uma segunda quantidade prescrita de material particulado carbonáceo à base de biomassa tendo um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 6 μm; e d) um agente de expansão; e) o polímero à base de isocianato espumado tendo uma deflexão pela força de indentação quando medido de acordo com ASTM D3574-11 de 15% como aquela de uma espuma de referência produzida pela omissão do material particulado carbonáceo à base de biomassa a partir da mistura de reação e pelo aumento da quantidade de partículas de polímero na composição de poliol de polímero para igualar a soma da primeira quantidade prescrita e a segunda quantidade prescrita.
2. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira quantidade prescrita é zero, de modo que a composição de poliol de base é o poliol de base.
3. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o material particulado carbonáceo à base de biomassa é disperso na composição de poliol de base antes da formação da mistura de reação.
4. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de que o material particulado carbonáceo à base de biomassa tem um tamanho de partícula D50 inferior a 50 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,01 μm a 50 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,1 μm a 50 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,1 μm a 45 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,1 μm a 40 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,1 μm a 35 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 30 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 25 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 20 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 15 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 10 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 8 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 6 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,3 μm a 6 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,4 μm a 6 μm, um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,5 μm a 6 μm, um tamanho de partícula D50 de 6 μm, um tamanho de partícula D50 de 1,3 μm, um tamanho de partícula D50 de 0,9 μm ou um tamanho de partícula D50 de 0,5 μm.
5. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, caracterizado pelo fato de que o polímero à base de isocianato espumado tem uma deflexão pela força de indentação quando medida de acordo com ASTM D3574-11 de 13% como aquela da espuma de referência, de 11% como aquela da espuma de referência, de 10% como aquela da espuma de referência, de 8% como aquela da espuma de referência, de 6% como aquela da espuma de referência, ou de 5% da espuma de referência.
6. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizado pelo fato de que o material particulado carbonáceo à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de 50% a 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373, o material particulado carbonáceo à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de 75% a 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373, ou o material particulado carbonáceo à base de biomassa compreende um teor de carbono orgânico na faixa de 85% a 98% quando medido por combustão seca usando ASTM D4373.
7. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o material particulado carbonáceo à base de biomassa tem uma área superficial de 10 a 4000 m2/g quando medido por um método BET, o material particulado carbonáceo à base de biomassa tem uma área superficial de 50 a 3000 m2/g quando medido por um método BET, ou o material particulado carbonáceo à base de biomassa tem uma área superficial de 150 a 2000 m2/g quando medido por um método BET.
8. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a mistura de reação é substancialmente completamente livre de partículas de polímero dispersas no poliol de base.
9. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, caracterizado pelo fato do poliol de base compreender uma cadeia principal com terminação hidroxila de um membro selecionado a partir do grupo que consiste em poliéter, poliésteres, policarbonato,polidieno e policaprolactona, o poliol de base é selecionado do grupo que consiste em polihidrocarbonetos com terminação hidroxila, poliformais com terminação hidroxila, triglicerídeos de ácido graxo, poliésteres com terminação hidroxila, poliésteres com terminaçãohidroximetila, perfluorometilenos com terminação hidroximetila, polialquilenoeterglicóis, polialquilenoarilenoeterglicóis, polialquilenoetertrióis e suas misturas, o poliol de base é selecionado a partir do grupo que consiste em etilenoglicolpoliéster de ácido adípico, poli (butilenoglicol), poli (propilenoglicol), polibutadieno com terminação hidroxila e suas misturas, ou o poliol de base é um poliéterpoliol.
10. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, caracterizado pelo fato de que o isocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em 2,4-tolueno diisocianato, 2,6-tolueno diisocianato e suas misturas ou o isocianato é selecionado a partir do grupo consistindo essencialmente em (i) 2,4'- difenilmetano diisocianato, 4,4'- difenilmetano diisocianato e suas misturas; e (ii) misturas de (i) com um isocianato selecionado do grupo que consiste em 2,4- tolueno diisocianato, 2,6-tolueno diisocianato e suas misturas
11. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, caracterizado pelo fato de derivar de: a) um isocianato; e b) uma composição de poliol opcionalmente compreendendo partículas de polímero dispersas em um poliol de base; c) um material particulado carbonáceo à base de biomassa; d) o polímero espumado tendo uma matriz celular que compreende uma pluralidade de suportes interligados, o material particulado carbonáceo à base de biomassa conferindo à matriz celular uma eficiência de carga de pelo menos 5 Newtons/% em peso de material particulado carbonáceo à base de biomassa.
12. Polímero à base de isocianato em forma de espuma, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-12, caracterizado pelo fato de que o polímero à base de isocianato espumado é moldado.
13. Processo para a produção de um polímero à base de isocianato em forma de espuma, caracterizado por compreender as etapas de: a) contatar um isocianato; uma composição de poliol, opcionalmente, compreendendo uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero dispersas em um poliol de base, uma segunda quantidade prescrita de material particulado carbonáceo à base de biomassa tendo um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 6 μm e um agente de expansão para produzir uma mistura de reação; e b) expansão da mistura de reação para produzir o polímero à base de isocianato espumado.
14. Uma dispersão à base de poliol caracterizado por compreender: a) uma primeira quantidade prescrita de partículas de polímero de material carbonáceo à base de biomassa tendo um tamanho de partícula D50 na faixa de 0,2 μm a 6 μm; e b) um poliol; em que a dispersão contém opcionalmente uma segunda quantidade prescrita de partículas de polímero.
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