BR112019009841B1 - Poliuretano termoplástico, processo para a produção de um corpo moldado e corpo moldado - Google Patents

Poliuretano termoplástico, processo para a produção de um corpo moldado e corpo moldado Download PDF

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Abstract

A presente invenção se refere a um poliuretano termoplástico obtenível ou obtido através da conversão de uma composição de poliisocianato, um extensor de cadeia e uma composição de poliol, em que a composição de poliol compreende um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1), em que o teor de segmento rígido no poliuretano termoplástico é 75%. A presente invenção ainda se refere a um processo para a produção de um corpo moldado que compreende um poliuretano termoplástico, e aos corpos moldados obteníveis ou obtidos através de um processo da presente invenção.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere a um poliuretano termoplástico obtenível ou obtido por meio da conversão de uma composição de poliisocianato, um extensor de cadeia e uma composição de poliol, em que a composição de poliol compreende um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1), em que o teor de segmento rígido no poliuretano termoplástico é < 75%. A presente invenção ainda se refere a um processo para a produção de um corpo moldado que compreende um poliuretano termoplástico, e aos corpos moldados obteníveis ou obtidos por meio de um processo da presente invenção.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] Os poliuretanos termoplásticos para diversas aplicações, em princípio, são conhecidos da técnica anterior. Pela variação nas matérias primas, é possível obter diferentes perfis de propriedades.
[003] A patente US 5574092 descreve um poliuretano termoplástico rígido que possui uma Tg, de pelo menos, 50, que compreende um segmento rígido com base em um diisocianato e uma mistura de extensor de cadeia que compreende um diol aromático. De acordo com os exemplos, são obtidos materiais muito frágeis com um alongamento na ruptura inferior a 170%.
[004] A patente US 5.627.254 também descreve os poliuretanos termoplásticos rígidos que compreendem as unidades de butanodiol (BDO) e um polietilenoglicol (PEG) do tipo HO-(CH2CH2O)n-H, em que n é um número inteiro de 2 a 6. Esses materiais apresentam a desvantagem de serem frágeis e difíceis para processar.
[005] A publicação WO 2015/063062 A1 se refere aos poliuretanos termoplásticos obteníveis ou obtidos por meio da reação de, pelo menos, um poliisocianato alifático, pelo menos, um extensor de cadeia e, pelo menos, uma composição de poliol, em que a composição de poliol compreende um poliol selecionado a partir do grupo que consiste em polieteróis e, pelo menos, um derivado de bisfenol selecionado a partir do grupo que consiste em derivados de bisfenol A que possuem um peso molecular Mw > 315 g/mol e derivados de bisfenol S que possuem um peso molecular Mw > 315 g/mol em que, pelo menos, um dos grupos OH do derivado bisfenol foi alcoxilado, e aos processos para a produção de tais poliuretanos termoplásticos e utilização de um poliuretano termoplástico da presente invenção para a produção de produtos de extrusão, filmes e corpos moldados. Tais TPUs alifáticos que possuem uma dureza de > 70 Shore D possuem um módulo baixo de elasticidade e apenas um alongamento inadequado na ruptura. Uma outra desvantagem é a utilização de bisfenol A, que é de alguma preocupação toxicológica.
[006] Normalmente, os poliuretanos termoplásticos rígidos possuem um teor de segmento rígido não inferior a 75%, e estes são obtidos por meio da reação de isocianatos e extensores de cadeia, por exemplo, o hexano- 1,6-diol ou ciclo-hexano-1,4-dimetanol. Estes materiais possuem dureza elevada e estabilidade dimensional elevada, mas são muito frágeis e apenas possuem um alongamento na ruptura inferior a 200% ou até inferior a 100%.
[007] Muitas aplicações, no entanto, precisam de materiais que possuam não apenas a dureza elevada, isto é, mais especificamente, uma dureza de > 75 Shore D e um módulo de elasticidade > 2.000 MPa à temperatura ambiente, mas também um bom alongamento na ruptura superior a 300%.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[008] Partindo da técnica anterior, foi um objeto da presente invenção fornecer um poliuretano termoplástico que, em primeiro lugar, é transparente e possui uma dureza elevada e um módulo elevado de elasticidade e, em segundo lugar, possui um alongamento muito bom na ruptura. Um outro objeto da presente invenção é fornecer um poliuretano termoplástico que, em primeiro lugar, é transparente e possui uma dureza elevada e um módulo elevado de elasticidade e, em segundo lugar, possui um alongamento muito bom na ruptura, que é produzido de uma maneira simples e não dispendiosa em um processo de uma etapa.
[009] De acordo com a presente invenção, este objeto é alcançado por um poliuretano termoplástico obtenível ou obtido por meio da conversão, de pelo menos, os componentes (i) a (iii): (i) uma composição de poliisocianato, (ii) pelo menos, um extensor de cadeia, e (iii) pelo menos, uma composição de poliol, - em que a composição de poliol compreende, pelo menos, um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1), - em que o teor do segmento rígido no poliuretano termoplástico é < 75%.
[010] De acordo com a presente invenção, o poliol (P1) possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol. Além disso, o poliol (P1) possui um bloco de poliéster aromático (B1). No contexto da presente invenção, isto é entendido como significando que o bloco de poliéster aromático (B1) pode ser um poliéster de um ácido dicarboxílico aromático e um diol alifático ou um polímero de um ácido dicarboxílico alifático e um diol aromático. De preferência, o bloco de poliéster aromático (B1), no contexto da presente invenção, é um poliéster de um ácido dicarboxílico aromático e um diol alifático. Os ácidos dicarboxílicos aromáticos adequados, por exemplo, são o ácido tereftálico, ácido isoftálico ou ácido ftálico, de preferência, o ácido tereftálico. Por conseguinte, os polióis adequados (P1), no contexto da presente invenção, são aqueles que possuem, por exemplo, pelo menos, um bloco de poliéstereftalato de etileno ou, pelo menos, um bloco de tereftalato de polibutileno, em que o número de unidades de repetição nos sistemas aromáticos é, de pelo menos, 2 em série. De preferência, o bloco de poliéster aromático (B1) é preparado em uma etapa separada antes da posterior conversão em poliol, de maneira a assegurar um comprimento de bloco suficiente das unidades de repetição dos sistemas aromáticos.
[011] De acordo com a presente invenção, o poliuretano termoplástico especialmente pode ser um poliuretano termoplástico compacto. Consequentemente, a presente invenção, em uma outra realização, se refere a um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que o poliuretano termoplástico é um poliuretano termoplástico compacto.
[012] Em uma outra realização, a presente invenção, consequentemente, se refere a um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um poliéster de um ácido dicarboxílico aromático e um diol alifático. Em uma outra realização, a presente invenção também se refere a um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um bloco de tereftalato de polietileno ou um bloco de tereftalato de polibutileno. Em uma outra realização de preferência, a presente invenção ainda se refere a um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um bloco de tereftalato de polietileno.
[013] De acordo com a presente invenção, o poliuretano termoplástico possui um teor de segmento rígido < 75%. O teor do segmento rígido no presente é a proporção do poliuretano termoplástico que é formado por isocianato e extensor de cadeia. No contexto da presente invenção, o teor de segmento rígido é determinado pela Fórmula descrita na publicação WO 2007/118827 A1, em que um valor de 1,0 corresponde a 100%, significando que um teor de segmento rígido de < 75% corresponde a um valor de < 0,75 pela Fórmula especificada na publicação WO 2007/118827 A1.
[014] De maneira surpreendente, foi descoberto que a utilização de polióis (P1) que possuem um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e que possuem, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1) produz os poliuretanos termoplásticos que possuem um teor de segmento rígido de < 75% que são transparentes, possuem dureza elevada e, ao mesmo tempo, não são frágeis. Por conseguinte, os poliuretanos termoplásticos da presente invenção possuem uma dureza de > 75 Shore D, um módulo de elasticidade de > 2.000 MPa à temperatura ambiente e um alongamento na ruptura de > 300%.
[015] No contexto da presente invenção, os polióis adequados (P1) especialmente são aqueles que são com base em poliésteres aromáticos, tais como o tereftalato de polibutileno (PBT) ou o tereftalato de polietileno (PET). De preferência, o poliol (P1) é preparado no presente por meio da reação do poliéster aromático com os ácidos dicarboxílicos e dióis para fornecer os poliéster dióis aromáticos / alifáticos mistos. Por exemplo, é possível no contexto da presente invenção reagir o poliéster aromático na forma sólida ou líquida com os ácidos dicarboxílicos e dióis. De acordo com a presente invenção, o poliéster aromático utilizado normalmente possui um peso molecular mais elevado do que os blocos (B1) presentes no poliol (P1).
[016] Os poliéster polióis (P1) adequados, de acordo com a presente invenção, normalmente compreendem de 20% a 70% em peso, de preferência, de 30% a 60% em peso, de maior preferência, de 35% a 55% em peso, de maior preferência ainda, de 40% a 50% em peso, dos blocos de poliéster aromático (B1), em cada caso, com base no poliol poliéster global (P1). Em uma outra realização, a presente invenção se refere a um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que o poliol (P1) inclui de 20% a 70% em peso dos blocos de poliéster aromático (B1), com base no poliol poliéster global (P1).
[017] De acordo com a presente invenção, o poliol (P1) possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000, de preferência, no intervalo a partir de 750 a 1.500, de maior preferência, no intervalo a partir de 900 a 1.200 e, de maior preferência, no intervalo a partir de 950 a 1050 g/mol. Em uma outra realização, a presente invenção, consequentemente, se refere a um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que o poliol (P1) possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 750 a 1.500 g/mol.
[018] O peso molecular (Mw) é calculado utilizando a seguinte fórmula, em que z é a funcionalidade do poliol poliéster e z = 2: - Mw = 1.000 mg/g x [(z x 56,106 g/mol) / (OHN [mg/g])]
[019] Na preparação dos polióis (P1), de preferência são utilizados os poliésteres aromáticos tais como o tereftalato de polibutileno (PBT) ou o tereftalato de polietileno (PET). O tereftalato de polietileno é um polímero termoplástico preparado por meio da policondensação. A qualidade do PET e suas propriedades físicas, tais como tenacidade ou durabilidade, dependem do comprimento da cadeia. Os métodos mais antigos de síntese de PET são com base na transesterificação do tereftalato de dimetila com o etilenoglicol. Atualmente, o PET é sintetizado quase exclusivamente por meio da esterificação direta do ácido tereftálico com o etilenoglicol. Da mesma maneira, o ácido tereftálico também pode ser reagido com o butano-1,4-diol para originar o tereftalato de polibutileno (PBT). Este mesmo polímero termoplástico está disponível sob marcas tais como CRASTIN® (DuPont), POCAN® (Lanxess), ULTRADUR® (BASF) ou ENDURAN® e VESTODUR® (SABIC IP). Suas propriedades químicas e físicas/técnicas, em grande parte, correspondem àquelas do PET.
[020] De acordo com a presente invenção, também é possível utilizar os poliésteres aromáticos tais como o tereftalato de polibutileno (PBT) ou o tereftalato de polietileno (PET) que são obtidos a partir de processos de reciclagem. Por exemplo, o tereftalato de polietileno pode ser utilizado na forma de flocos que são obtidos a partir de processos de reciclagem de plástico. Os materiais deste tipo normalmente possuem pesos moleculares de cerca de 12.000 g/mol.
[021] De acordo com a presente invenção, os polióis adequados (P1) também podem ser obtidos utilizando os poliésteres aromáticos tais como o tereftalato de polibutileno ou tereftalato de polietileno com peso molecular mais elevado e os dióis por meio da transesterificação. As condições de reação adequadas são conhecidas per se para os técnicos no assunto.
[022] Além disso, na preparação dos polióis (P1), os dióis contendo de 2 a 10 átomos de carbono, por exemplo, o etanodiol, propanodiol, butanodiol, pentanodiol, hexanodiol ou di- ou trietilenoglicol, especialmente, o butano-1,4-diol ou suas misturas, são utilizados. Também é possível utilizar poliéter dióis de cadeia curta, por exemplo, o PTHF 250 ou PTHF 650 ou um polipropilenoglicol de cadeia curta tal como um PPG 500. Os ácidos dicarboxílicos utilizados, por exemplo, podem ser os diácidos de cadeia linear ou ramificada contendo de quatro a 12 átomos de carbono ou suas misturas. É dada preferência à utilização de ácido adípico, ácido succínico, ácido glutárico ou ácido sebácico ou uma mistura dos ácidos mencionados. Preferência especial é dada, no contexto da presente invenção, ao ácido adípico. De acordo com a presente invenção, na preparação dos polióis (P1), também é possível utilizar dióis de poliéster adicionais como matérias primas, por exemplo, o adipato de butanodiol ou adipato de etileno.
[023] É essencial no contexto da presente invenção que, na preparação do poliuretano termoplástico, pelo menos, um extensor de cadeia e a composição de poliol, conforme descrito acima, sejam utilizados.
[024] De acordo com a presente invenção, é possível utilizar um extensor de cadeia, mas também é possível utilizar as misturas de diferentes extensores de cadeia.
[025] Os extensores de cadeia utilizados, no contexto da presente invenção, por exemplo, podem ser os compostos que possuem os grupos hidroxila ou amino, especialmente que possuem 2 grupos hidroxila ou amino. De acordo com a presente invenção, no entanto, também é possível que as misturas de diferentes compostos sejam utilizadas como extensores de cadeia. De acordo com a presente invenção, a funcionalidade média da mistura, de preferência, é 2.
[026] De acordo com a presente invenção, é dada preferência à utilização de compostos que possuem os grupos hidroxila como extensores de cadeia, especialmente, os dióis. De preferência, é possível a utilização de dióis alifáticos, aralifáticos, aromáticos e/ou cicloalifáticos que possuem um peso molecular de 50 g/mol a 220 g/mol. É dada preferência aos alcanodióis contendo de 2 a 10 átomos de carbono no radical alquileno, especialmente, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona- e/ou decaalquilenoglicóis. Para a presente invenção, é dada especial preferência ao 1,2-etilenoglicol, propan-1,3-diol, butan-1,4-diol, hexan-1,6-diol. Também é possível a utilização de compostos aromáticos, tais como o éter de bis(2-hidroxietil) de hidroxiquinona.
[027] De acordo com a presente invenção, também é possível a utilização de compostos que possuem os grupos amino, por exemplo, as diaminas. É igualmente possível a utilização de misturas de dióis e diaminas.
[028] O extensor de cadeia, de preferência, é um diol que possui um peso molecular Mw < 220 g/mol. De acordo com a presente invenção, é possível que apenas um diol que possui um peso molecular Mw < 220 g/mol seja utilizado para a preparação do poliuretano termoplástico transparente.
[029] Em uma outra realização, mais do que um diol é utilizado como extensor de cadeia. Por conseguinte, também é possível utilizar as misturas de extensores de cadeia em que, pelo menos, um diol possui um peso molecular Mw < 220 g/mol. Se for utilizado mais do que um extensor de cadeia, o segundo ou o extensor de cadeia adicional também pode possuir um peso molecular de > 220 g/mol.
[030] Em uma outra realização, o extensor de cadeia é selecionado a partir do grupo que consiste em butano-1,4-diol e hexano-1,6-diol.
[031] Em uma outra realização, a presente invenção, consequentemente, se refere a um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que o extensor de cadeia utilizado em (ii) é um diol que possui um peso molecular Mw < 220 g/mol.
[032] O extensor de cadeia, especialmente o diol que possui um peso molecular Mw < 220 g/mol, de preferência, é utilizado em uma proporção molar no intervalo a partir de 40:1 a 1:10 em relação ao poliol (P1). De preferência, o extensor de cadeia e o poliol (P1) são utilizados em uma proporção molar no intervalo a partir de 20:1 a 1:9, de maior preferência, no intervalo a partir de 10:1 a 1:8, por exemplo, no intervalo a partir de 5:1 a 1:5 ou, de outra maneira, no intervalo a partir de 4:1 a 1:4, de maior preferência ainda, no intervalo a partir de 3:1 a 1:2.
[033] Em outra realização, a presente invenção, consequentemente, se refere a um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que o extensor de cadeia utilizado em (ii) e o poliol (P1) presente na composição de poliol são utilizados em uma proporção molar de 40:1 a 1:10.
[034] De acordo com a presente invenção, a composição de poliol pode compreender os polióis adicionais, assim como, pelo menos, um poliol (P1). Consequentemente, no contexto da presente invenção, também é possível utilizar, pelo menos, um extensor de cadeia e uma composição de poliol que compreende, pelo menos, um poliol (P1), conforme descrito acima e, pelo menos, um poliol adicional.
[035] Em outra realização, a presente invenção, consequentemente, fornece um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que a composição de poliol compreende um poliol adicional selecionado a partir do grupo que consiste em polieteróis, poliesteróis, álcoois de policaprolactona e polióis híbridos.
[036] Os compostos de peso molecular mais elevado que possuem átomos de hidrogênio reativos em relação aos isocianatos que são utilizados podem ser os polióis normalmente conhecidos que possuem compostos reativos em relação aos isocianatos.
[037] Os polióis, em princípio, são conhecidos pelos técnicos no assunto e descritos por exemplo em "Kunststoffhandbuch [Manual de Plásticos], volume 7, Poliuretano", Carl Hanser Verlag, 3a edição 1993, capítulo 3.1. É dada especial preferência à utilização de poliesteróis ou polieteróis como polióis. Preferência especial é dada aos polióis de poliéster. É igualmente possível a utilização de policarbonatos. Os copolímeros também podem ser utilizados no contexto da presente invenção. O peso molecular médio numérico dos polióis utilizados, de acordo com a presente invenção, de preferência, está entre 0,5 x 103 g/mol e 8 x 103 g/mol, de preferência, entre 0,6 x 103 g/mol e 5 x 103 g/mol, especialmente, entre 0,8 x 103 g/mol e 3 x 103 g/mol.
[038] De preferência, possuem uma funcionalidade média em relação aos isocianatos de 1,8 a 2,3, de maior preferência, de 1,9 a 2,2, especialmente 2.
[039] Os poliesteróis utilizados podem ser os poliesteróis com base em diácidos e dióis. Os dióis utilizados, de preferência, são os dióis contendo de 2 a 10 átomos de carbono, por exemplo, o etanodiol, propanodiol, butanodiol, pentanodiol, hexanodiol ou di- ou trietilenoglicol, especialmente, o butano-1,4-diol ou suas misturas. Os diácidos utilizados podem ser quaisquer diácidos conhecidos, por exemplo, os diácidos de cadeia linear ou ramificada contendo de quatro a 12 átomos de carbono ou suas misturas. É dada preferência à utilização de ácido adípico tal como o diácido.
[040] Os polieteróis de preferência, de acordo com a presente invenção, são os polietilenoglicóis, polipropilenoglicóis e politetraidrofuranos.
[041] Em uma realização especialmente de preferência, o poliol é um politetraidrofurano (PTHF) que possui um peso molecular no intervalo Mw de 600 g/mol a 2.500 g/mol.
[042] De acordo com a presente invenção, bem como o PTHF, diversos outros poliéteres são adequados, mas os poliésteres, copolímeros em bloco e polióis híbridos, por exemplo, o poli(éster/amida), também são utilizáveis.
[043] De preferência, os polióis utilizados possuem uma funcionalidade média entre 1,8 e 2,3, de preferência, entre 1,9 e 2,2, especialmente, 2. De preferência, os polióis utilizados, de acordo com a presente invenção, apenas possuem grupos hidroxila primários.
[044] De acordo com a presente invenção, o poliol pode ser utilizado na forma pura ou na forma de uma composição que compreende o poliol e, pelo menos, um solvente. Os solventes adequados são conhecidos per se para um técnico no assunto.
[045] O poliol adicional, de preferência, é utilizado em uma proporção molar no intervalo de 10:1 a 1:10 em relação ao poliol (P1). Em outras realizações de preferência, o poliol adicional e o poliol (P1) são utilizados em uma proporção molar no intervalo a partir de 9:1 a 1:9, de maior preferência, no intervalo a partir de 5:1 a 1:5.
[046] De acordo com a presente invenção, pelo menos, um poliisocianato é utilizado. De acordo com a presente invenção, também é possível utilizar as misturas de dois ou mais poliisocianatos.
[047] Os poliisocianatos de preferência, no contexto da presente invenção são os diisocianatos, especialmente os diisocianatos alifáticos ou aromáticos, de maior preferência, os diisocianatos aromáticos.
[048] Em uma outra realização, a presente invenção, consequentemente, se refere a um poliuretano termoplástico, conforme descrito acima, em que o poliisocianato é um diisocianato alifático ou aromático.
[049] De acordo com a presente invenção, os componentes são convertidos em uma proporção tal que o teor de segmento rígido no poliuretano termoplástico seja < 75%, de preferência, < 70%, de maior preferência, < 50%, de maior preferência ainda, < 40%. O teor de segmento rígido no poliuretano termoplástico está assim de preferência, no intervalo a partir de 10% a 75%, de preferência, no intervalo a partir de 20% a 70%, ainda de maior preferência, no intervalo a partir de 20% a 50%, de preferência, no intervalo a partir de 20% a 40%.
[050] Além disso, no contexto da presente invenção, os componentes de isocianato utilizados podem ser os pré-polímeros pré-reagidos em que alguns dos componentes OH foram reagidos com um isocianato em uma etapa de reação precedente. Estes pré-polímeros são reagidos com os componentes OH restantes em uma etapa adicional, a reação real do polímero, e em seguida, formam o poliuretano termoplástico. A utilização de prepolímeros também torna possível a utilização de componentes OH que possuem os grupos álcool secundários.
[051] Os diisocianatos alifáticos utilizados são os diisocianatos alifáticos e/ou cicloalifáticos habituais, por exemplo, o diisocianato de tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- e/ou octametileno, 1,5-diisocianato de 2- metilpentametileno, 1,4-diisocianato de 2-etiltetrametileno, 1,6-diisocianato de hexametileno (HDI), 1,5-diisocianato de pentametileno, 1,4-diisocianato de butileno, 1,6-diisocianato de trimetilexametileno, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5- isocianatometilcicloexano (diisocianato de isoforona, IPDI), 1,4- e/ou 1,3- bis(isocianatometil)cicloexano (HXDI), 1,4-diisocianato de cicloexano, 2,4- e/ou 2,6-diisocianato de 1-metilcicloexano, 4,4'-, 2,4'- e/ou 2,2'-diisocianato de metilenodicicloexila (H12MDI).
[052] Os poliisocianatos alifáticos, de preferência, são o 1,6- diisocianato de hexametileno (HDI), 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5- isocianatometilcicloexano e 4,4'-, 2,4'- e/ou 2,2' diisocianato de dicicloexila de metileno (H12MDI); especialmente de preferência, são o 4,4'-, 2,4'- e/ou 2,2' diisocianato de dicicloexila de metileno (H12MDI) e 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5- isocianatometilcicloexano ou suas misturas.
[053] Em outra realização, a presente invenção, consequentemente, se refere a um processo, conforme descrito acima, em que o poliisocianato selecionado a partir do grupo que consiste em 4,4'-, 2,4'- e/ou 2,2'-diisocianato de dicicloexila de metileno (H12MDI), diisocianato de hexametileno (HDI) e 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilcicloexano (IPDI) ou suas misturas.
[054] Os diisocianatos aromáticos adequados, em especial, são o 2,2'-, 2,4'- e/ou 4,4'-diisocianato de difenilmetano (MDI), 1,5-diisocianato de naftileno (NDI), 2,4- e/ou 2,6-diisocianato de tolileno (TDI), 3,3'-dimetil-4,4'- diisocianatodifenila (TODI), diisocianato de p-fenileno (PDI), 4,4'-diisocianato de difeniletano (EDI), diisocianato de difenilmetano, 3,3'-diisocianato de difenila de dimetila, 1,2-diisocianato de difeniletano e/ou diisocianato de fenileno.
[055] Os diisocianatos aromáticos, de preferência, especialmente são o 2,2'-, 2,4'- e/ou 4,4'-diisocianato de difenilmetano (MDI) e suas misturas.
[056] Os exemplos de preferência de isocianatos de funcionalidade superior são os triisocianatos, por exemplo, o 4,4',4'-triisocianato de trifenilmetano, e também os cianuratos dos diisocianatos mencionados acima, e os oligômeros obteníveis por meio da reação parcial de diisocianatos com a água, por exemplo, os biuretos dos diisocianatos mencionados acima, e também os oligômeros obtidos por meio da reação controlada de diisocianatos semiblocados com os polióis que possuem uma média de mais de 2 e, de preferência, 3 ou mais grupos hidroxila.
[057] Em uma outra realização, a presente invenção se refere a um processo, conforme descrito acima, em que o poliisocianato é um diisocianato alifático.
[058] De acordo com a presente invenção, o poliisocianato pode ser utilizado na forma pura ou na forma de uma composição que compreende o poliisocianato e, pelo menos, um solvente. Os solventes adequados são conhecidos pelos técnicos no assunto. Os exemplos adequados são os solventes não reativos, tais como o acetato de etila, cetona de metiletila, tetraidrofurano e hidrocarbonetos.
[059] De acordo com a presente invenção, na reação de, pelo menos, um poliisocianato alifático, pelo menos, um extensor de cadeia, e, pelo menos, uma composição polimérica, é possível adicionar outras matérias primas, por exemplo, os catalisadores ou auxiliares e aditivos.
[060] Os auxiliares e aditivos adequados são conhecidos per se pelos técnicos no assunto. Os exemplos incluem as substâncias tensoativas, retardadores de chama, agentes de nucleação, estabilizadores de oxidação, antioxidantes, lubrificantese auxiliares de desmoldagem, corantes e pigmentos, estabilizadores, por exemplo contra a hidrólise, luz, calor ou descoloração, incipientes inorgânicos e/ou orgânicos, reforçadores e plastificantes. Os auxiliares e aditivos adequados podem ser encontrados, por exemplo, em Kunststoffhandbuch [Manual do Plástico], volume VII, publicado por Vieweg e Hochtlen, Carl Hanser Verlag, Munique 1966 (páginas 103-113).
[061] Os catalisadores adequados, em princípio, também são conhecidos da técnica anterior. Os catalisadores adequados, por exemplo são os compostos de metal orgânico selecionados a partir do grupo que consiste em organilas de estanho, titânio, zircônio, háfnio, bismuto, zinco, alumínio e ferro, por exemplo, os compostos de organila de estanho, de preferência, as dialquilas de estanho tais como o isooctoato de estanho (II), dioctoato de estanho, dimetilestanho ou dietilestanho, ou os compostos de organila de estanho de ácidos carboxílicos alifáticos, de preferência, o diacetato de estanho, dilaurato de estanho, diacetato de dibutilestanho, dilaurato de dibutilestanho, ésteres de titanato, compostos de bismuto, tais como os compostos de bismuto de alquila, de preferência, o neodecanoato de bismuto ou compostos similares, de preferência, o acetilacetonato de ferro (III).
[062] Em uma realização de preferência, os catalisadores são selecionados a partir de compostos de estanho e compostos de bismuto, de maior preferência, os compostos de alquila de estanho ou os compostos de alquila de bismuto. O isooctoato de estanho (II) e o neodecanoato de bismuto são especialmente adequados.
[063] Os catalisadores normalmente são utilizados em quantidades de 3 ppm a 2.000 ppm, de preferência, de 10 ppm a 1.000 ppm, de maior preferência, de 20 ppm a 500 ppm e, de maior preferência ainda, de 30 ppm a 300 ppm.
[064] Em um outro aspecto, a presente invenção também se refere a um processo para a produção de um corpo moldado (SC) que compreende as seguintes etapas: (a) da preparação de um poliuretano termoplástico que compreende a composição de (i) pelo menos, uma composição de poliisocianato; (ii) pelo menos, um extensor de cadeia; e (iii) pelo menos, uma composição de poliol, - em que a composição de poliol compreende, pelo menos, um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1), - em que o teor de segmento rígido no poliuretano termoplástico é < 75%; (b) da produção de um corpo moldado (SC) a partir do poliuretano termoplástico.
[065] O processo, de acordo com a presente invenção, compreende as etapas (a) e (b). Em primeiro lugar, na etapa (a), um poliuretano termoplástico é preparado por meio da reação de, pelo menos, uma composição de poliisocianato, pelo menos, um extensor de cadeia e, pelo menos, uma composição de poliol. De acordo com a presente invenção, a composição de poliol no presente compreende, pelo menos, um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1).
[066] Na etapa (b), um corpo moldado (SC) é produzido a partir do poliuretano termoplástico obtido na etapa (a). No contexto da presente invenção, o corpo moldado (SC) também, por exemplo, pode ser uma folha. No contexto da presente invenção, o corpo moldado (SC) pode ser produzido por meio de todos os métodos usuais, por exemplo, por meio de extrusão, moldagem por injeção ou métodos de sinterização ou a partir de solução. Especialmente a produção do corpo moldado (SC) por meio de moldagem por injeção é de preferência no contexto da presente invenção.
[067] Em uma outra realização, a presente invenção, consequentemente, se refere a um processo conforme descrito acima, em que o corpo moldado (SC) é produzido na etapa (b) por meio de métodos de extrusão, moldagem por injeção ou sinterização ou a partir da solução.
[068] O processo na etapa (a), em princípio, pode ser conduzido sob as condições de reação que são conhecidas per se.
[069] Em uma realização de preferência, o processo na etapa (a) é conduzido a temperaturas mais elevadas do que a temperatura ambiente, de preferência, no intervalo entre 50 e 200, de maior preferência, no intervalo a partir de 55 a 150, especialmente, no intervalo a partir de 60 a 120.
[070] De acordo com a presente invenção, o aquecimento pode ser efetuado de qualquer maneira adequada conhecida pelo técnico no assunto no estado da técnica, de preferência, por meio de aquecimento elétrico, aquecimento por meio de óleo aquecido, fluidos de polímeros aquecidos ou água, campos de indução, ar quente ou radiação IR.
[071] Os poliuretanos termoplásticos resultantes são processados, de acordo com a presente invenção, para fornecer um corpo moldado (SC). O processo em conformidade compreende a etapa (a) e a etapa (b)., de acordo com a presente invenção, o processo pode compreender as etapas adicionais, por exemplo, os tratamentos térmicos.
[072] Por meio do processo da presente invenção, são obtidos os corpos moldados (SC) que são transparentes, possuem dureza elevada e não são simultaneamente frágeis. Em um outro aspecto, a presente invenção também se refere aos corpos moldados obteníveis ou obtidos por meio de um processo, conforme descrito acima.
[073] Em princípio, os corpos moldados (SC) podem ser corpos de todos os formatos possíveis, por exemplo, os produtos de extrusão tais como os filmes e outros corpos moldados. De acordo com a presente invenção, o corpo moldado especialmente pode compreender os artigos de consumo, por exemplo, para utilizações tais como as escovas de dentes, máquinas de barbear, invólucros de artigos domésticos, monitores, peças de computador ou telefone, tampões, peças de acabamento interno de automóveis, peças de calçado, por exemplo, as coberturas para o calçado de segurança.
[074] Em uma outra realização, a presente invenção, consequentemente, se refere a um corpo moldado, conforme descrito acima, em que o corpo moldado é um artigo de consumo, por exemplo para utilizações tais como as escovas de dentes, máquinas de barbear, invólucros para artigos domésticos, monitores, peças de computador ou telefone, tampões, uma peça de acabamento interno de automóveis, uma peça de calçado, por exemplo, uma cobertura para o calçado de segurança.
[075] Outras realizações da presente invenção são evidentes a partir das reivindicações e dos exemplos. Será considerado que as características da matéria / processos / utilizações, de acordo com a presente invenção, que são mencionadas acima e elucidadas abaixo possam ser utilizadas não apenas na combinação especificada em cada caso, mas também em outras combinações sem se afastar do âmbito da presente invenção. Por exemplo, a combinação de uma característica de preferência com uma característica especialmente de preferência ou de uma outra característica não caracterizada com uma característica especialmente de preferência, e similares, por conseguinte, também está implicitamente englobada até mesmo se esta combinação não for explicitamente mencionada.
[076] As realizações ilustrativas da presente invenção estão listadas abaixo, mas não restringem a presente invenção. Em especial, a presente invenção também abrange as realizações que resultam das referências de dependência e, por conseguinte, das combinações especificadas abaixo. Mais especialmente, no caso da nomenclatura de um intervalo de realizações a seguir, por exemplo, a expressão "O processo de acordo com as realizações de 1 a 4" deve ser entendida de tal maneira que qualquer combinação das realizações dentro deste intervalo explicitamente está descrita ao técnico no assunto, o que significa que a expressão deve ser considerada como sendo sinônimo de "O processo de acordo com as realizações de 1, 2, 3 e 4".
[077] (1) Um poliuretano termoplástico obtenível ou obtido por meio da conversão, pelo menos, dos componentes (i) a (iii): (i) uma composição de poliisocianato, (ii) pelo menos, um extensor de cadeia, e (iii) pelo menos, uma composição de poliol, - em que a composição de poliol compreende, pelo menos, um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1), - em que o teor do segmento rígido no poliuretano termoplástico é < 75%.
[078] (2) O poliuretano termoplástico, de acordo com a realização 1, em que o poliol (P1) inclui de 20% a 70% em peso dos blocos de poliéster aromático (B1), com base no poliol poliéster global (P1).
[079] (3) O poliuretano termoplástico, de acordo com a realização 1 ou 2, em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um poliéster de um ácido dicarboxílico aromático e um diol alifático.
[080] (4) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 3, em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um bloco de tereftalato de polietileno ou um bloco de tereftalato de polibutileno.
[081] (5) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 4, em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um bloco de tereftalato de polietileno.
[082] (6) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 5, em que o poliol (P1) possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 750 a 1.500 g/mol.
[083] (7) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 6, em que o poliol (P1) é obtido a partir de um poliéster aromático que possui um peso molecular no intervalo a partir de 10.000 a 14.000 g/mol.
[084] (8) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 7, em que o poliol (P1) é obtido por meio da transesterificação a partir de um poliéster aromático que possui um peso molecular no intervalo a partir de 10.000 a 14.000 g/mol.
[085] (9) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 8, em que o poliol (P1) é obtido por meio da transesterificação a partir de um tereftalato de polietileno que possui um peso molecular no intervalo a partir de 10.000 a 14.000 g/mol.
[086] (10) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 9, em que o extensor de cadeia utilizado em (ii) é um diol que possui um peso molecular Mw < 220 g/mol.
[087] (11) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 10, em que o extensor de cadeia utilizado em (ii) e o poliol (P1) presente na composição de poliol são utilizados em uma proporção molar de 40:1 a 1:10.
[088] (12) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 11, em que a composição de poliol compreende um poliol adicional selecionado a partir do grupo que consiste em polieteróis, poliesteróis, álcoois de policarbonato e polióis híbridos.
[089] (13) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 12, em que o poliisocianato é um diisocianato alifático ou aromático.
[090] (14) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 1 a 13, em que o teor de segmento rígido no poliuretano termoplástico está no intervalo a partir de 10% a 75%.
[091] (15) Um processo para a produção de um corpo moldado (SC) que compreende as seguintes etapas: (a) da preparação de um poliuretano termoplástico que compreende a composição de (i) pelo menos, uma composição de poliisocianato; (ii) pelo menos, um extensor de cadeia; e (iii) pelo menos, uma composição de poliol, (iv) em que a composição de poliol compreende, pelo menos, um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1), (v) em que o teor de segmento rígido no poliuretano termoplástico é < 75%; (b) da produção de um corpo moldado (SC) a partir do poliuretano termoplástico.
[092] (16) O processo, de acordo com a realização 15, em que o corpo moldado (SC) é produzido na etapa (b) por meio de métodos de extrusão, moldagem por injeção ou sinterização ou a partir da solução.
[093] (17) Um corpo moldado obtenível ou obtido por meio de um processo, de acordo com as realizações de 15 e 16.
[094] (18) O corpo moldado, de acordo com a realização 17, em que o corpo moldado é um artigo de consumo, por exemplo, para utilizações tais como as escovas de dentes, máquinas de barbear, invólucros para artigos domésticos, monitores, peças de computador ou telefone, tampões, uma peça de acabamento interno de automóveis, uma peça de calçado, por exemplo, uma cobertura para o calçado de segurança.
[095] (19) Um poliuretano termoplástico obtenível ou obtido por meio da conversão, pelo menos, dos componentes (i) a (iii): (i) uma composição de poliisocianato, (ii) pelo menos, um extensor de cadeia, e (iii) pelo menos, uma composição de poliol, - em que a composição de poliol compreende, pelo menos, um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1), - em que o teor do segmento rígido no poliuretano termoplástico é < 75%, - em que o poliol (P1) inclui de 20% a 70% em peso dos blocos de poliéster aromático (B1), com base no poliol poliéster total (P1), e - em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um bloco de tereftalato de polietileno ou um bloco de tereftalato de polibutileno.
[096] (20) Um poliuretano termoplástico obtenível ou obtido por meio da conversão, pelo menos, dos componentes (i) a (iii): (i) uma composição de poliisocianato, (ii) pelo menos, um extensor de cadeia, e (iii) pelo menos, uma composição de poliol, - em que a composição de poliol compreende, pelo menos, um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1), - em que o teor do segmento rígido no poliuretano termoplástico está no intervalo a partir de 10% a 75%, - em que o poliol (P1) inclui de 20% a 70% em peso dos blocos de poliéster aromático (B1), com base no poliol poliéster global (P1), e em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um bloco de polietileno tereftalato.
[097] (21) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 19 e 20, em que o poliol (P1) possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 750 a 1.500 g/mol.
[098] (22) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 19 a 21, em que o poliol (P1) é obtido a partir de um poliéster aromático que possui um peso molecular no intervalo a partir de 10.000 a 14.000 g/mol.
[099] (23) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 19 a 22, em que o poliol (P1) é obtido por meio da transesterificação a partir de um poliéster aromático que possui um peso molecular no intervalo a partir de 10.000 a 14.000 g/mol.
[0100] (24) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 19 a 23, em que o poliol (P1) é obtido por meio da transesterificação a partir de um tereftalato de polietileno que possui um peso molecular no intervalo a partir de 10.000 a 14.000 g/mol.
[0101] (25) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 19 a 24, em que o extensor de cadeia utilizado em (ii) é um diol que possui um peso molecular Mw < 220 g/mol.
[0102] (26) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 19 a 25, em que o extensor de cadeia utilizado em (ii) e o poliol (P1) presente na composição de poliol são utilizados em uma proporção molar de 40:1 a 1:10.
[0103] (27) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 19 a 26, em que a composição de poliol compreende um poliol adicional selecionado a partir do grupo que consiste em polieteróis, poliesteróis, álcoois de policarbonato e polióis híbridos.
[0104] (28) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 19 a 27, em que o poliisocianato é um diisocianato alifático ou aromático.
[0105] (29) O poliuretano termoplástico, de acordo com as realizações de 19 a 28, em que o poliisocianato é um diisocianato aromático.
[0106] (30) Um processo para a produção de um corpo moldado (SC) que compreende as seguintes etapas: (a) da preparação de um poliuretano termoplástico que compreende a composição de (i) pelo menos, uma composição de poliisocianato; (ii) pelo menos, um extensor de cadeia; e (iii) pelo menos, uma composição de poliol, (iv) em que a composição de poliol compreende, pelo menos, um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui, pelo menos, um bloco de poliéster aromático (B1), (v) em que o teor do segmento rígido no poliuretano termoplástico está no intervalo a partir de 10% a 75% e (vi) em que o poliol (P1) inclui de 20% a 70%, em peso, dos blocos de poliéster aromático (B1), com base no poliol poliéster total (P1), e em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um bloco de tereftalato de polietileno ou um polietileno bloqueio de tereftalato; (b) da produção de um corpo moldado (SC) a partir do poliuretano termoplástico.
[0107] (31) O processo, de acordo com a realização 30, em que o bloco de poliéster aromático (B1) é um bloco de tereftalato de polietileno.
[0108] (32) O processo, de acordo com as realizações de 30 e 31, em que o poliol (P1) possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 1.700 a 2.300 g/mol.
[0109] (33) O processo, de acordo com qualquer das realizações 30 a 32, em que o extensor de cadeia utilizado em (ii) um diol que possui um peso molecular Mw < 220 g/mol.
[0110] (34) O processo, de acordo com qualquer das realizações 30 a 33, em que o extensor de cadeia utilizado em (ii) e o poliol (P1) presente na composição de poliol são utilizados em uma proporção molar de 40:1 a 1:10.
[0111] (35) O processo, de acordo com qualquer das realizações 30 a 34, em que o corpo moldado (SC) é produzido na etapa (b) por meio de métodos de extrusão, moldagem por injeção ou sinterização ou a partir da solução.
[0112] (36) Um corpo moldado obtenível ou obtido por meio de um processo, de acordo com as realizações de 30 a 35.
[0113] (37) O corpo moldado, de acordo com a realização 36, em que o corpo moldado é um artigo de consumo, por exemplo para utilizações tais como as escovas de dentes, máquinas de barbear, invólucros para artigos domésticos, monitores, peças de computador ou telefone, tampões, uma peça de acabamento interno de automóveis, uma peça de calçado, por exemplo, uma cobertura para o calçado de segurança.
[0114] Os exemplos abaixo servem para ilustrar a presente invenção, mas não são de maneira alguma restritivos em relação ao assunto da presente invenção. EXEMPLOS 1. AS SEGUINTES MATÉRIAS PRIMAS FORAM UTILIZADAS: - Poliol 1: poliol poliéster à base de ácido adípico, PET, butano-1,4- diol e dietilenoglicol com um número OH de 111,2, funcionalidade:2; - Poliol 2: poliol poliéster à base de ácido adípico, PET, butano-1,4- diol e dietilenoglicol com um número OH de 112,8, funcionalidade:2; - Poliol 3: poliol poliéster à base de ácido adípico, PET, butano-1,4- diol e propano-1,3-diol com um número OH de 112,1, funcionalidade:2; - Poliol 4: poliol poliéster à base de ácido adípico, ácido succínico, ácido glutárico, PET e dietilenoglicol com um número OH de 75,6 e funcionalidade:2; - Poliol 5: poliol poliéster à base de ácido adípico, ácido succínico, ácido glutárico, PET e dietilenoglicol com um índice OH de 110,6 e funcionalidade:2; - Tereftalato de polietileno em PET sob a forma de flocos com um peso molecular médio Mw de 12 000 g/mol; - Isocianato 1: isocianato aromático (4,4'-diisocianato de metileno dedifenila); - Isocianato 2: isocianato alifático (4,4'-diisocianato de metileno de diciclohexila); - CE 1: butano-1,4-diol; - CE 2: hexano-1,6-diol; - Estabilizador 1: estabilizador de hidrólise à base de policarbodiimida; e - Catalisador 1: isooctoato de estanho (II) a 50% em adipato de dietil-hexila.
2. SÍNTESE DOS POLIÓIS DE POLIÉSTER COM BLOCOS DE PET 2.1. SÍNTESE DO POLIOL 1
[0115] Um balão de gargalho redondo de 4.000 mL equipado com o termopar PT100, entrada de nitrogênio, agitador, coluna, cabeça de coluna, acessório Anschütz-Thiele e manta de aquecimento é inicialmente carregado com 880,84 g de ácido adípico, 395,56 g de butano-1,4-diol e 465,79 g de dietilenoglicol. A mistura, em seguida, é aquecida a 120° C até se formar uma mistura homogênea. 1.000 g de tereftalato de polietileno (PET), em seguida, são adicionados à mistura na forma de flocos de PET e, em seguida, 10 ppm = 2,5 g de TTB (ortotitanato de tetra-n-butila, 1% em tolueno). A mistura de reação é aquecida em primeiro lugar a 180° C durante cerca de 1,5 h e, em seguida, ainda a 240° C e a água resultante da reação é continuamente removida. Ao longo de toda a síntese, os flocos de PET são gradualmente degradados e uma mistura transparente é formada, que é condensada até se obter um produto que possui um índice de acidez < 1,0 mg KOH/g.
[0116] O polímero obtido possui as seguintes propriedades: - Número de hidroxila:111,2 mg KOH/g; - Número de ácido: 0,45 mg KOH/g; e - Viscosidade a 75° C: 757 mPas.
2.2. SÍNTESE DO POLIOL 2
[0117] Um balão de gargalho redondo de 4.000 mL equipado com o termopar PT100, entrada de nitrogênio, agitador, coluna, cabeça de coluna, acessório de Anschütz-Thiele e manta de aquecimento é inicialmente carregado com 705,39 g de ácido adípico, 339,84 g de butano-1,4-diol e 400,18 g de dietilenoglicol. A mistura, em seguida, é aquecida a 120° C até se formar uma mistura homogênea. 1.250 g de tereftalato de polietileno (PET), em seguida, são adicionados à mistura na forma de flocos de PET e, em seguida, 10 ppm = 2,5 g de TTB (ortotitanato de tetra-n-butila, 1% em tolueno). A mistura de reação é aquecida em primeiro lugar a 180° C durante cerca de 1,5 h e, em seguida, ainda a 240° C e a água resultante da reação é continuamente removida. Ao longo de toda a síntese, os flocos de PET são gradualmente degradados e uma mistura transparente é formada, que é condensada até se obter um produto que possui um índice de acidez < 1,0 mg KOH/g.
[0118] O polímero obtido possui as seguintes propriedades: - Número de hidroxila:112,8 mg KOH/g; - Número de ácido: 0,55 mg KOH/g; e - Viscosidade a 75° C:1388 mPas.
2.3. SÍNTESE DO POLIOL 3
[0119] Um balão de gargalho redondo de 4.000 mL equipado com o termopar PT100, entrada de nitrogênio, agitador, coluna, cabeça de coluna, acessório Anschütz-Thiele e manta de aquecimento é inicialmente carregado com 788,52 g de ácido adípico, 309,27 g de propano-1,3-diol e 366,24 g de butano-1,4-diol. A mistura, em seguida, é aquecida a 120° C até se formar uma mistura homogênea. 1.250 g de tereftalato de polietileno (PET), em seguida, são adicionados à mistura na forma de flocos de PET e, em seguida, 10 ppm = 2,5 g de TTB (ortotitanato de tetra-n-butila, 1% em tolueno). A mistura de reação é aquecida em primeiro lugar a 180° C durante cerca de 1,5 h e, em seguida, ainda a 240° C e a água resultante da reação é continuamente removida. Ao longo de toda a síntese, os flocos de PET são gradualmente degradados e uma mistura transparente é formada, que é condensada até se obter um produto que possui um índice de acidez < 1,0 mg KOH/g.
[0120] O polímero obtido possui as seguintes propriedades: - Número de hidroxila:112,1 mg KOH/g; - Número de ácido: 0,38 mg KOH/g; e - Viscosidade a 75° C:1803 mPas.
2.4. SÍNTESE DO POLIOL 4
[0121] Um frasco de gargalo redondo de 3.000 mL equipado com termômetro, entrada de nitrogênio, agitador e manta de aquecimento é inicialmente carregado com 819,5 g de mistura de ácido dicarboxílico (que consiste em ácido adípico, ácido glutárico e ácido succínico) e 925,9 g de dietilenoglicol. A mistura, em seguida, é aquecida a 120° C até se formar uma mistura homogênea. 1.000 g de tereftalato de polietileno (PET) sob a forma de flocos de PET, em seguida, são adicionados à mistura. A mistura de reação é aquecida de maneira adicional a 240° C e a água da reação formada é removida continuamente. Ao longo de toda a síntese, os flocos de PET são gradualmente degradados e uma mistura transparente é formada, que é condensada até se obter um produto que possui um índice de acidez < 1,0 mg KOH/g.
[0122] O polímero obtido possui as seguintes propriedades: - Número do ácido:110,6 mg KOH/g; - Número de hidroxila: 0,6 mg KOH/g; e - Viscosidade a 75° C: 660 mPas.
2.5. SÍNTESE DO POLIOL 5
[0123] Um balão de gargalo redondo de 3.000 mL equipado com termômetro, entrada de nitrogênio, agitador e manta de aquecimento é inicialmente carregado com 1.040,9 g de mistura de ácido dicarboxílico (que consiste em ácido adípico, ácido glutárico e ácido succínico) e 1.016,2 g de dietilenoglicol. A mistura, em seguida, é aquecida a 120° C até se formar uma mistura homogênea. 750 g de tereftalato de polietileno (PET) sob a forma de flocos de PET, em seguida, são adicionados à mistura. A mistura de reação é aquecida de maneira adicional a 240° C e a água da reação formada é removida continuamente. Ao longo de toda a síntese, os flocos de PET são gradualmente degradados e uma mistura transparente é formada, que é condensada até se obter um produto que possui um índice de acidez < 1,0 mg KOH/g.
[0124] O polímero obtido possui as seguintes propriedades: - Número de ácido: 75,6 mg KOH/g; - Número de hidroxila: 0,7 mg KOH/g; e - Viscosidade a 75° C:840 mPas.
3. MÉTODOS 3.1. DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE
[0125] Salvo indicação em contrário, a viscosidade dos polióis foi determinada a 75° C, de acordo com a norma DIN EN ISO 3219 (edição 01.10.1994) com um viscosímetro rotativo Rheotec RC 20 utilizando o fuso CC 25 DIN (diâmetro do fuso:12,5 mm; :13,56 mm) a uma taxa de cisalhamento de 50 1/s.
3.2. MEDIÇÃO DO NÚMERO DE HIDROXILA
[0126] Os números de hidroxilas foram determinados por meio do método do anidrido ftálico DIN 53240 (edição de 01.12.1971) e relatados em mg KOH/g.
3.3. MEDIÇÃO DO NÚMERO DE ÁCIDOS
[0127] O número de ácidos foi determinado de acordo com a norma DIN EN 1241 (edição de 01.05.1998) e é relatado em mg KOH/g.
4. EXEMPLO DE PREPARAÇÃO GERAL
[0128] Os polióis inicialmente foram carregados em um recipiente de 60 a 80° C e misturados por meio da agitação vigorosa com os componentes de acordo com a Tabela 1. A mistura de reação foi aquecida acima de 80° C e, em seguida, foi vertida sobre uma mesa revestida com Teflon aquecida. A chapa fundida obtida foi tratada termicamente a 80° C durante 15 horas, em seguida, peletizada e processada por meio da moldagem por injeção. TABELA 1 EXEMPLO DE COMPOSTOS UTILIZADOS
Figure img0001
5. PROPRIEDADES MECÂNICAS
[0129] As medições coletadas na Tabela 2 foram estabelecidas a partir de folhas moldadas por injeção dos Exemplos de 1 a 5.
[0130] As seguintes propriedades dos poliuretanos obtidos foram determinadas por meio dos métodos mencionados: - Dureza: DIN ISO 7619-1; - Resistência à tração e alongamento na ruptura: DIN 53504; - Resistência à propagação de rompimento: DIN ISO 34-1, B (b); - Módulo de elasticidade: DIN EN ISO 527; e - Medição de abrasão: DIN ISO 4649. TABELA 2 PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS EXEMPLOS DE 1 A 5 E EXEMPLO COMPARATIVO 1
Figure img0002
[0131] Na presença dos polióis de PET, é possível reduzir o teor do segmento rígido (isocianato e extensor de cadeia), e os valores elevados de > 75 Shore D e, simultaneamente, um alongamento na ruptura de > 300%, no entanto, são alcançados. Os materiais obtidos de acordo com os Exemplos de 1 a 5 são todos transparentes. Os Exemplos demonstram que propriedades especialmente boas são alcançadas a um teor de PET no intervalo a partir de 40% a 50% e um peso molecular médio Mw dos polióis de cerca de 1.000 g/mol. LITERATURA CITADA: - patente US 5.574.092; - patente US 5.627.254; - publicação WO 2015/063062 A1; - publicação WO 2007/118827 A1; - Kunststoffhandbuch, volume 7, “Polyurethane”, Carl Hanser Verlag, 3a edição, 1993, capítulo 3.1; e - Kunststoffhandbuch, volume 7, Carl Hanser Verlag, 1a edição 1966, págs. 103-113.

Claims (15)

1. POLIURETANO TERMOPLÁSTICO, obtenível ou obtido por meio da conversão, pelo menos, dos componentes (i) a (iii): (i) uma composição de poliisocianato, (ii) pelo menos um extensor de cadeia, e (iii) pelo menos uma composição de poliol, caracterizado pela composição de poliol compreender pelo menos um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui pelo menos um bloco de poliéster aromático (B1), em que o teor do segmento rígido no poliuretano termoplástico é < 75%.
2. POLIURETANO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo poliol (P1) incluir de 20% a 70% em peso dos blocos de poliéster aromático (B1), com base no poliol poliéster global (P1).
3. POLIURETANO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo bloco de poliéster aromático (B1) ser um poliéster de um ácido dicarboxílico aromático e um diol alifático.
4. POLIURETANO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo bloco de poliéster aromático (B1) ser um bloco de tereftalato de polietileno ou um bloco de tereftalato de polibutileno.
5. POLIURETANO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo bloco de poliéster aromático (B1) ser um bloco de tereftalato de polietileno.
6. POLIURETANO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo poliol (P1) possuir um peso molecular Mw no intervalo de 750 a 1.500 g/mol.
7. POLIURETANO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo extensor de cadeia utilizado em (ii) ser um diol que possui um peso molecular Mw < 220 g/mol.
8. POLIURETANO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo extensor de cadeia utilizado em (ii) e o poliol (P1) presente na composição de poliol serem utilizados em uma proporção molar de 40:1 a 1:10.
9. POLIURETANO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela composição de poliol compreender um poliol adicional selecionado a partir do grupo que consiste em polieteróis, poliesteróis, álcoois de policarbonato e polióis híbridos.
10. POLIURETANO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo poliisocianato ser um diisocianato alifático ou aromático.
11. POLIURETANO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo teor de segmento rígido no poliuretano termoplástico estar no intervalo de 10% a 75%.
12. PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UM CORPO MOLDADO (SC), caracterizado por compreender as seguintes etapas: (a) preparação de um poliuretano termoplástico que compreende a composição de (i) pelo menos uma composição de poliisocianato; (ii) pelo menos um extensor de cadeia; e (iii) pelo menos uma composição de poliol, em que a composição de poliol compreende pelo menos um poliol (P1) que possui um peso molecular Mw no intervalo a partir de 500 a 2.000 g/mol e possui pelo menos um bloco de poliéster aromático (B1), em que o teor de segmento rígido no poliuretano termoplástico é < 75%; (b) produção de um corpo moldado (SC) a partir do poliuretano termoplástico.
13. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo corpo moldado (SC) ser produzido na etapa (b) por meio de métodos de extrusão, moldagem por injeção ou sinterização ou a partir da solução.
14. CORPO MOLDADO, caracterizado por ser obtenível ou obtido por meio de um processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 13.
15. CORPO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por ser um artigo de consumo, por exemplo, para utilizações como as escovas de dentes, máquinas de barbear, invólucros para artigos domésticos, monitores, peças de computador ou telefone, tampões, uma peça de acabamento interno de automóveis, uma peça de calçado, por exemplo, uma cobertura para o calçado de segurança.
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