BR112019023495A2 - espuma de póli-isocianurato, uso da espuma, painel em sanduíche, processo de preparação de painel em sanduíche e uso do painel em sanduíche - Google Patents

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Abstract

a presente invenção refere-se a uma espuma de póli-isocianurato, seu uso em um painel em sanduíche, painel em sanduíche que compreende a espuma e um processo de preparação do painel em sanduíche. a espuma de póli-isocianurato de acordo com a presente invenção exibe boa propriedade de adesão, mesmo sem promotor da adesão, aumento da capacidade de processamento de sistemas pir sob temperatura mais baixa (= 50 °c) e aumento da propriedade de resistência a chamas.

Description

“ESPUMA DE PÓLI-ISOCIANURATO, USO DA ESPUMA, PAINEL EM SANDUÍCHE, PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE PAINEL EM SANDUÍCHE E USO DO PAINEL EM SANDUÍCHE”
Campo da Invenção
[001] A presente invenção refere-se a uma espuma de póliisocianurato, seu uso em um painel em sanduíche, painel em sanduíche que compreende a espuma e um processo de preparação do painel em sanduíche.
Antecedentes da Invenção
[002] Painéis em sanduíche que possuem centros celulares são notáveis pelo seu baixo peso e alta resistência. Convencionalmente, esses painéis são construídos por meio de sanduíche de núcleo celular que possui baixa resistência entre duas faces, cada uma das quais é muito mais fina que o núcleo celular, mas possui excelentes propriedades mecânicas.
[003] Devido à necessidade cada vez maior de resistência a chamas (FR) no mercado de painéis em sanduíche, espuma de póliisocianurato (PIR) torna-se cada vez mais popular pelas suas boas propriedades de FR. Existem, entretanto, dois problemas principais para a produção de painéis em sanduíche de PIR: (a) má adesão entre a espuma de PIR e as faces metálicas; e (b) alta necessidade de processamento, tal como >60 °C. Muitos clientes utilizam um promotor da adesão para solucionar o problema da adesão. Além disso, o custo da alta temperatura de processamento é alto, especialmente no inverno. Os dois problemas aumentam o custo da produção de painéis em sanduíche.
[004] Espumas de poliuretano/póli-isocianurato que possuem propriedades de adesão aprimoradas foram descritas em várias publicações.
[005] CN 102666630 A, por exemplo, descreve uma espuma de poliuretano/póli-isocianurato que pode ser obtida por meio da reação de (A) um componente de poliol que compreende (A1) um poliol de poliéster aromático,
Petição 870190114660, de 08/11/2019, pág. 34/57
2/17 (A2) um poliol de poliéster iniciado sobre um poliol de carboidrato e (A3) um poliol de poliéter iniciado sobre um etileno glicol, em que o número hidroxila total do componente de poliol (A) é de > 150 mg de KOH/g a < 300 mg de KOH/g; com (B) um componente de póli-isocianato, em que a razão equivalente entre grupos NCO e a soma dos átomos de hidrogênio que reagem com relação a grupos NCO é de > 110:100 a <200:100. Afirmou-se que a espuma possui propriedades de ligação aprimoradas com o revestimento e é apropriada para a produção de elementos compostos sem necessidade de uso de um agente de ligação adicional. O índice NCO foi, entretanto, reduzido para 110-200 e isso faz com que a espuma torne-se uma espuma de mistura de poliuretano e póli-isocianurato (PUIR). A parte de poliuretano aprimorará a propriedade de adesão. A propriedade de resistência a chamas da espuma de PUIR, entretanto, é pior que a espuma de PIR.
Descrição Resumida da Invenção
[006] Um objeto da presente invenção é o de fornecer uma espuma de póli-isocianurato que exibe boa propriedade de adesão, mesmo sem promotor da adesão, aumento da capacidade de processamento sob temperatura mais baixa (< 60 °C) e aumento da propriedade de resistência a chamas.
[007] O objeto pode ser atingido por uma espuma de póliisocianurato que pode ser obtida por meio da reação de (A) um componente de poliol que compreende: (A1) um poliol de poliéster, (A2) um poliol de poliéter de cadeia curta e (A3) um poliol de poliéter de cadeia longa; com (B) um componente de póli-isocianato com índice NCO de cerca de 210 a cerca de 500.
[008] Em primeiro aspecto da presente invenção, é fornecida uma espuma de póli-isocianurato que pode ser obtida por meio da reação de (A) um componente de poliol que compreende: (A1) um poliol de poliéster, (A2)
Petição 870190114660, de 08/11/2019, pág. 35/57
3/17 um poliol de poliéter de cadeia curta e (A3) um poliol de poliéter de cadeia longa; com (B) um componente de póli-isocianato com índice NCO de cerca de 210 a cerca de 500.
[009] Em segundo aspecto da presente invenção, é fornecido o uso da espuma de póli-isocianurato de acordo com a presente invenção em painel em sanduíche.
[0010] Em terceiro aspecto da presente invenção, é fornecido um painel em sanduíche que compreende a espuma de póli-isocianurato de acordo com a presente invenção.
[0011] Em quarto aspecto da presente invenção, é fornecido um processo de preparação do painel em sanduíche de acordo com a presente invenção, que compreende a etapa de aplicação de uma mistura de reação que gera a espuma de póli-isocianurato de acordo com a presente invenção a um revestimento.
Descrição Detalhada da Invenção
[0012] Em um aspecto, a presente invenção refere-se a uma espuma de póli-isocianurato que pode ser obtida por meio da reação de (A) um componente de poliol que compreende: (A1) um poliol de poliéster, (A2) um poliol de poliéter de cadeia curta e (A3) um poliol de poliéter de cadeia longa; com (B) um componente de póli-isocianato com índice NCO de cerca de 210 a cerca de 500.
[0013] Poliol de poliéster (A1) pode ser, por exemplo, um poliol de poliéster aromático. O poliol de poliéster aromático pode ser, por exemplo, um produto de policondensação de álcoois di, opcionalmente trifuncionais ou com funcionalidade maior, bem como ácidos carboxílicos aromáticos di, opcionalmente trifuncionais e com funcionalidade maior, ácidos hidroxicarboxílicos ou lactonas. No lugar dos ácidos policarboxílicos livres, os anidridos de ácidos policarboxílicos correspondentes ou ésteres de ácidos
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4/17 policarboxílicos correspondentes de álcoois inferiores podem também ser utilizados para preparar os poliésteres.
[0014] Exemplos de dióis apropriados para preparação do poliol de poliéster são etileno glicol, butileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol e seus isômeros, 1,6-hexanodiol e seus isômeros ou neopentil glicol, além de polialquileno glicóis tais como polietileno glicol, em que são preferidos etileno glicol, butileno glicol, 1,6-hexanodiol e seus isômeros e neopentil glicol. Além disso, pode-se também utilizar polióis tais como trimetilolpropano, glicerol, eritritol, pentaeritritol ou trimetilolbenzeno.
[0015] Como ácidos dicarboxílicos aromáticos, pode-se utilizar, por exemplo, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácidos naftalenodicarboxílicos e/ou ácido tetracloroftálico. Os anidridos correspondentes podem também ser utilizados como fontes de ácido.
[0016] O poliol de poliéster (A1) possui preferencialmente número hidroxila de cerca de 50 a cerca de 750 mg de KOH/g, de maior preferência cerca de 100 a cerca de 500 mg de KOH/g, de preferência ainda maior cerca de 150 a cerca de 400 mg de KOH/g e, de preferência superior, cerca de 150 a cerca de 300 mg de KOH/g.
[0017] O peso molecular numérico médio do poliol de poliéster (A1) pode ser de cerca de 100 a cerca de 3000, preferencialmente cerca de 200 a cerca de 2000, de maior preferência cerca de 300 a cerca de 1000 e, de preferência superior, cerca de 400 a cerca de 800, conforme medido por meio de cromatografia de permeação de gel (GPC) utilizando padrão de poliestireno.
[0018] A quantidade do poliol de poliéster (A1) pode ser de cerca de 1 a cerca de 35%, preferencialmente cerca de 5 a cerca de 30%, de maior preferência cerca de 15 a cerca de 25%, com base no peso total dos componentes (A) e (B).
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5/17
[0019] Os polióis de poliéter no poliol de poliéter de cadeia curta (A2) e no poliol de poliéter de cadeia longa (A3) são obtidos por meio de processos conhecidos, tais como por meio de polimerização aniônica ou catiônica de óxidos de alquileno com adição de pelo menos uma molécula inicial que compreende 2 a 8, preferencialmente 2 a 6, de preferência específica 2 a 4 átomos de hidrogênio reativos, na presença de catalisadores. Os catalisadores utilizados podem compreender hidróxidos de metais alcalinos, tais como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio, alcoolatos de metais alcalinos, tais como metóxido de sódio, etóxido de sódio, etóxido de potássio, isopropóxido de potássio ou, no caso de polimerização catiônica, ácidos Lewis, tais como pentacloreto de antimônio, eterato trifluoreto de boro ou argila descorante. Outros catalisadores que podem ser utilizados são compostos de cianeto de metais duplos, conhecidos como catalisadores DMC.
[0020] Os óxidos de alquileno utilizados para a preparação de (A2) e (A3) compreendem um ou mais compostos que contêm de 2 a 8 átomos de carbono na porção alquileno, tais como tetra-hidrofurano, óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de 1,2-butileno, óxido de 2,3-butileno ou óxido de estireno, em cada caso isoladamente ou na forma de mistura, preferencialmente óxido de propileno e/ou óxido de etileno.
[0021] Exemplos de moléculas de partida que podem ser utilizadas são etileno glicol, dietileno glicol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, derivados de açúcar, tais como sacarose, derivados de hexitol, tais como sorbitol, metilamina, etilamina, isopropilamina, butilamina, benzilamina, anilina, toluidina, toluenodiamina, naftilamina, etilenodiamina, dietilenotriamina, 4,4’-metilenodianilina, 1,3-propanodiamina, 1,6hexanodiamina, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina e também outros álcoois di ou póli-hídricos ou aminas di ou polibásicas.
[0022] Em realização preferida, o poliol de poliéter de cadeia curta
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6/17 (A2) consiste do produto de reação de óxido de etileno e/ou óxido de propileno, particularmente óxido de propileno, iniciado sobre dimetilol propano, trimetilol propano, glicerina ou etanodiol, preferencialmente sobre etanodiol.
[0023] O poliol de poliéter de cadeia curta (A2) possui número OH de cerca de 100 a cerca de 1250 mg de KOH/g, de maior preferência cerca de 100 a cerca de 950 mg de KOH/g, de preferência ainda maior cerca de 100 a cerca de 500 mg de KOH/g e, de preferência superior, cerca de 100 a cerca de 300 mg de KOH/g.
[0024] O peso molecular numérico médio do poliol de poliéter com cadeia curta (A2) pode ser de cerca de 100 a cerca de 1000, preferencialmente cerca de 200 a cerca de 900, de maior preferência cerca de 300 a cerca de 800 e, de preferência superior, cerca de 400 a cerca de 600.
[0025] A quantidade do poliol de poliéter de cadeia curta (A2) pode ser de cerca de 1 a cerca de 20% em peso, preferencialmente cerca de 1 a cerca de 10%, de maior preferência cerca de 1 a cerca de 6%, com base no peso total dos componentes (A) e (B).
[0026] Em realização preferível, o poliol de poliéter de cadeia longa (A3) consiste do produto de reação de óxido de etileno e/ou óxido de propileno, particularmente óxido de etileno e óxido de propileno, iniciado sobre dimetilol propano, trimetilol propano ou glicerina, preferencialmente sobre glicerina.
[0027] O poliol de poliéter de cadeia longa (A3) possui número OH de cerca de 10 a cerca de 1000 mg de KOH/g, de maior preferência cerca de 20 a cerca de 500 mg de KOH/g, de preferência específica cerca de 30 a cerca de 200 mg de KOH/g e, de preferência superior, cerca de 40 a cerca de 100 mg de KOH/g.
[0028] O peso molecular numérico médio do poliol de poliéter de cadeia curta (A3) pode ser de mais de cerca de 1000 a cerca de 5000,
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7/17 preferencialmente cerca de 2000 a cerca de 5000, de maior preferência cerca de 3000 a cerca de 5000 e, de preferência superior, cerca de 3000 a cerca de 4000.
[0029] Descobriu-se, surpreendentemente, que, ao utilizar-se o poliol de poliéter de cadeia longa (A3) como material de partida, a resistência de adesão da espuma de PIR resultante seria muito aprimorada.
[0030] A quantidade do poliol de poliéter de cadeia longa (A3) pode ser de cerca de 1 a cerca de 20%, preferencialmente cerca de 1 a cerca de 10%, de maior preferência cerca de 1 a cerca de 5%, com base no peso total dos componentes (A) e (B).
[0031] O componente de póli-isocianato (B) pode ser póliisocianato monomérico ou pré-polímero de póli-isocianato. O póli-isocianato monomérico pode ser, por exemplo, isocianato alifático, cicloalifático ou aromático. Exemplos são 2,2’, 2,4 e 4,4’-di-isocianato de difenilmetano, as misturas de di-isocianatos de difenilmetano monoméricos e homólogos de diisocianato de difenilmetano que possuem número maior de anéis (MDI polimérico), di-isocianato de isoforona (IPDI) ou seus oligômeros, di-isocianato de tolileno (TDI), tais como isômeros de di-isocianato de tolileno como 2,4 ou 2,6-di-isocianato de tolileno ou uma de suas misturas, di-isocianato de tetrametileno ou seus oligômeros, di-isocianato de hexametileno (HDI) ou seus oligômeros, di-isocianato de naftileno (NDI) ou uma de suas misturas. O póliisocianato monomérico preferível é MDI.
[0032] Os pré-polímeros de póli-isocianato podem ser obtidos por meio da reação de excesso dos póli-isocianatos com compostos que contêm pelo menos dois grupos reativos para isocianatos, a fim de fornecer o prépolímero. Os póli-isocianatos utilizados para preparar o pré-polímero podem ser, por exemplo, os mencionados acima para o póli-isocianato monomérico.
[0033] O índice NCO dos pré-polímeros de póli-isocianato de
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8/17 acordo com a presente invenção é preferencialmente de cerca de 210 a cerca de 500, de maior preferência cerca de 250 a cerca de 500 e, de preferência superior, cerca de 300 a cerca de 500. O índice NCO mais alto é o principal processo técnico para aprimorar o desempenho de FR em aplicações de painéis, o que atenderá às necessidades de FR em aplicações de painéis.
[0034] A reação de preparação da espuma de PIR é convenientemente conduzida na presença de catalisador. O catalisador que pode ser utilizado na presente invenção pode ser, por exemplo, aminas básicas, tais como aminas alifáticas secundárias, imidazóis, amidinas e também alcanolaminas, ácidos Lewis ou compostos organometálicos, particularmente os baseados em estanho. Poliaminas tais como Ν,Ν,Ν’,Ν’,Ν”pentametildietilenotriamina poderão também ser utilizadas, opcionalmente em conjunto com acetato de potássio.
[0035] Podem também ser utilizados sistemas catalisadores compostos de uma mistura de diversos catalisadores. Em realização preferível, o catalisador pode compreender adicionalmente o chamado catalisador de atraso. Dentre eles, são preferíveis catalisadores de sais de amina com base em DBU (1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno), de maior preferência amina terciária.
[0036] Descobriu-se, surpreendentemente, que, ao utilizar-se o catalisador de atraso, especialmente o sal de amina com base em DBU como catalisador, a resistência à adesão da espuma de PIR resultante seria muito aprimorada.
[0037] A quantidade do catalisador pode ser de cerca de 0,1 a cerca de 5%, preferencialmente cerca de 0,1 a cerca de 4,5%, de maior preferência cerca de 0,1 a cerca de 3,0%, de preferência ainda maior cerca de 0,15 a cerca de 0,25% e, de preferência superior, cerca de 0,2 a cerca de 1,0%, em cada caso com base no peso total dos componentes (A) e (B).
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9/17
[0038] No processo de preparação da espuma PIR de acordo com a presente invenção, podem ser utilizados diversos auxiliares e/ou aditivos, tais como retardantes de chama, plastificantes, tensoativos, agentes de sopro, estabilizantes, reguladores celulares, cargas, pigmentos, corantes, antioxidantes, estabilizantes da hidrólise, agentes antiestáticos, agentes fungistáticos, agentes bacteriostáticos etc.
[0039] Os retardantes de chama que podem ser utilizados podem ser retardantes de chama que contêm fósforo, tais como:
i. Retardantes de chama que contêm fósforo com baixo peso molecular. Estes compostos possuem preferencialmente massa molar abaixo de 300 g/mol, especificamente abaixo de 300 g/mol, preferencialmente abaixo de 200 g/mol, de preferência específica de 150 a 190 g/mol e contêm preferencialmente menos de 4 átomos de fósforo na molécula, de maior preferência menos de 3, de preferência ainda maior menos de 2, especialmente 1 átomo de fósforo. Dá-se preferência a fosfonatos e/ou fosfatos. Os fosfonatos e/ou fosfatos podem compreender adicionalmente átomos de halogênio nas moléculas. Dá-se preferência específica a fosfatos e fosfonatos selecionados a partir de etanofosfonato de dietila (DEEP), propilfosfonato de dimetila (DMPP) e fosfato de trietila (TEP) e dá-se preferência adicional aos selecionados a partir de etanofosfonato de dietila (DEEP) e fosfato de trietila (TEP);
ii. Outro grupo de compostos que contêm fósforo que não reagem com isocianatos possui peso molecular superior, preferencialmente com massa molar acima de 300 g/mol. Preferencialmente, eles possuem pelo menos um átomo de fósforo na molécula. Dá-se preferência a fosfonatos e/ou fosfatos, especialmente fosfatos. Seus exemplos preferidos são fosfato de difenil cresila (DPC), fosfato de (tris)2-cloroisopropila (TCPP) e/ou fosfato de trifenila, particularmente fosfato de difenil cresila; e
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10/17 iii. Fosfato de amônio ou polifosfato de amônio.
[0040] Em realização preferida da presente invenção, o retardante de chama é selecionado a partir de etilfosfonato de dietila (DEEP), propilfosfonato de dimetila (DMPP), fosfato de trietila (TEP) e fosfato de (tris)2clorisopropila (TCPP).
[0041] Os retardantes de chama podem ser utilizados isoladamente ou na forma de mistura.
[0042] A quantidade do retardante de chama pode ser de cerca de 0 a cerca de 10%, preferencialmente cerca de 0,1 a cerca de 8,0%, de maior preferência cerca de 0,5 a cerca de 7,0%, de preferência ainda maior cerca de 0,8 a cerca de 6,5% e, de preferência superior, cerca de 0,8 a cerca de 6,0%, em cada caso com base no peso total dos componentes (A) e (B).
[0043] Descobriu-se, surpreendentemente, que, ao utilizar-se a combinação de TEP com TCPP, a resistência à adesão da espuma de PIR resultante seria grandemente aprimorada. Em realização preferível da presente invenção, a razão em peso entre TEP e TCPP pode ser de cerca de 0,1 a cerca de 10,0, preferencialmente cerca de 0,2 a cerca de 5,0 e, de maior preferência, cerca de 0,5 a cerca de 2,0.
[0044] Os agentes de sopro que podem ser utilizados são agentes de sopro químicos, tais como água e/ou ácido fórmico, que reagem com grupos isocianato eliminando dióxido de carbono e, respectivamente, dióxido de carbono e monóxido de carbono. Os compostos conhecidos como agentes de sopro físicos podem também ser utilizados em combinação com água ou, preferencialmente, no lugar de água. Estes são compostos que são inertes com relação aos componentes de partida, principalmente líquidos à temperatura ambiente e que evaporam sob condições da reação de uretano. O ponto de ebulição desses compostos é preferencialmente de menos de 60 °C. Dentre os agentes de sopro físicos, existem também compostos que são gasosos à
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11/17 temperatura ambiente e que são introduzidos ou dissolvidos nos componentes de partida sob pressão, cujos exemplos são dióxido de carbono, alcanos com baixo ponto de ebulição e fluoroalcanos.
[0045] Os agentes de sopro são principalmente selecionados a partir de alcanos, ácido fórmico e/ou cicloalcanos que contêm pelo menos 4 átomos de carbono, dialquil éteres, ésteres, cetonas, acetais, fluoroalcanos que contêm 1 a 8 átomos de carbono e tetra-alquilsilanos que contêm de 1 a 3 átomos de carbono na cadeia alquila, particularmente tetrametilsilano.
[0046] Exemplos que podem ser mencionados são propano, nbutano, isobutano, ciclobutano, n-pentano, isopentano, ciclopentano, ciclohexano, dimetil éter, metil etil éter, metil butil éter, formato de metila, acetona e também fluoroalcanos que podem ser degradados na troposfera e, portanto, não prejudicam a camada de ozônio, tais como trifluorometano, difluorometano, 1,1,1,3,3-pentafluorobutano, 1,1,1,3,3-pentafluoropropano, 1,1,1,2tetrafluoroetano, difluoroetano e heptafluoropropano. Os agentes de sopro físicos mencionados acima podem ser utilizados isoladamente ou em quaisquer combinações desejadas entre si.
[0047] Prefere-se quantidade de água na faixa de 0,1 a 2,0% em peso, com base no peso dos componentes (A) e (B).
[0048] Detalhes adicionais relativos aos materiais de partida utilizados para a condução do processo de acordo com a presente invenção, tais como plastificantes, tensoativos, agentes de sopro, estabilizantes, reguladores celulares, cargas, pigmentos, corantes, antioxidantes, estabilizantes da hidrólise, agentes antiestática, agentes fungistáticos, agentes bacteriostáticos etc., podem ser encontrados, por exemplo, em Kunststoffhandbuch, volume 7, Polyurethane, Carl-Hanser-Verlag Munique, 3â edição, 1993.
[0049] A espuma de PIR obtida de acordo com a presente
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12/17 invenção exibe resistência à adesão aprimorada e aumento da capacidade de processamento sob temperatura mais baixa (<60 °C) em comparação com o sistema de PIR já comercializado; simultaneamente, ela exibe excelente resistência a chamas.
[0050] Em realização preferível, a espuma de póli-isocianurato pode ser obtida por meio da reação de (A) um componente de poliol que compreende: (A1) poliol de poliéster; (A2) poliol de poliéter de cadeia curta; (A3) polióis de cadeia longa; com (B) um componente de póli-isocianato que possui índice NCO de cerca de 210 a cerca de 500 na presença de (C1) retardantes de chama TEP e TCPP e (C2) pacote de catalisadores que se encontra na forma de pacote de catalisadores de atraso.
[0051] Comprovou-se que os componentes A3, C1 e C2 na mistura de reação de acordo com a presente invenção poderão causar o efeito de aumento da adesão, redução da temperatura de processamento e aumento da resistência a chamas. A presente invenção combina os três fatores entre si para implementar o efeito vantajoso. Em realização preferível, portanto, o processo de preparação da espuma de póli-isocianurato poderá ser conduzido sob baixa temperatura, tal como <60 °C.
[0052] Em realização preferível, a espuma de póli-isocianurato pode ser obtida por meio da reação de (A) um componente de poliol que compreende: (A1) poliol de poliéster em quantidade de cerca de 15 a cerca de 25%; (A2) poliol de poliéter de cadeia curta em quantidade de cerca de 1 a cerca de 20% em peso; (A3) polióis de cadeia longa em quantidade de cerca de 1 a cerca de 5%; com (B) um componente de póli-isocianato que possui índice NCO de cerca de 450 na presença de (C1) retardantes de chama TEP e TCPP em quantidade de cerca de 0,8 a cerca de 6,0% e (C2) pacote de catalisador que se encontra na forma de pacote de catalisador de atraso em quantidade de cerca de 0,2 a cerca de 1,0%, em cada caso com base no peso
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13/17 total dos componentes (A) e (B).
[0053] Em uma realização, a reação pode ser conduzida sob temperatura de cerca de 20 °C a cerca de 60 °C, de maior preferência cerca de 30 °C a cerca de 60 °C e, de preferência superior, cerca de 40 °C a cerca de 60 °C.
[0054] Em outro aspecto, a presente invenção refere-se a um processo de preparação de painéis em sanduíche, em que a mistura de reação que gera a espuma de PIR de acordo com a presente invenção é aplicada a um revestimento. O processo pode ser conduzido de forma contínua ou descontínua. Os dispositivos de produção contínua são conhecidos, por exemplo, por meio de DE 1.609.668 ou DE 1.247.612.
[0055] Em uma realização do processo de preparação do painel em sanduíche, nenhuma camada promotora da adesão é disposta entre a mistura de reação e o revestimento. Neste caso, a propriedade de adesão aprimorada da espuma de PIR do presente garante adesão suficiente entre a espuma e o revestimento.
[0056] O revestimento poderá ser feito de papel, fibra ou metal, preferencialmente metal. Metais apropriados são, por exemplo, aço ou alumínio.
[0057] O processo de preparação do painel em sanduíche pode apresentar-se na forma de processo de correia transportadora dupla. Pode-se omitir o tratamento prévio dos revestimentos devido às propriedades adesivas da espuma de acordo com a presente invenção. Isso simplifica o processo.
[0058] Em realização adicional do processo de acordo com a presente invenção, o revestimento possui temperatura de <60 °C mediante aplicação da mistura de reação. Esta temperatura pode ser atingida na instalação de produção, por exemplo, por meio da instalação prévia de forno. Especificamente para sistemas de correia transportadora dupla, a temperatura é comparativamente baixa, o que novamente causa vantagens em termos de
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14/17 economia e gestão do processo.
[0059] Em realização alternativa, o painel em sanduíche pode ser preparado por meio de um processo de modelagem. Neste caso, a mistura de reação previamente misturada que gera a espuma de PIR de acordo com a presente invenção é aplicada a um revestimento que é previamente disposto em um molde e reage em seguida para formar o painel. O revestimento pode ser previamente aquecido, por exemplo, a uma temperatura <60 °C. Durante a reação, a temperatura do molde pode ser mantida constante por meio de aquecimento do molde. Após um certo tempo, tal como um período de 10 minutos a 2 horas, o painel acabado é removido do molde.
[0060] A presente invenção também se refere ao uso da espuma de acordo com a presente invenção em painel em sanduíche e a um painel em sanduíche que compreende a espuma de acordo com a presente invenção.
[0061] Os painéis em sanduíche de acordo com a presente invenção são disponíveis para uma série de aplicações em construção, tais como edifícios industriais, escritórios de edifícios públicos e edifícios de administração, armazenagem refrigerada, espaços limpos, construções agrícolas, geradores de energia, casas residenciais e são utilizados em transporte, tais como contêineres refrigerados, trailers etc.
Breve Descrição das Figuras
[0062] As Figuras 1 e 2 ilustram as energias de adesão dos painéis em sanduíche nos exemplos.
Exemplos
[0063] A presente invenção será explicada em detalhes abaixo por meio dos exemplos a seguir.
[0064] A menos que indicado em contrário, todas as quantidades dos componentes nos exemplos indicam partes em peso.
[0065] Reagentes de formação de espuma de PIR previamente
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15/17 misturados indicados na Tabela 1 abaixo foram aplicados e moldados em espuma em um molde de caixa que possui tamanho de 40 cm x 40 cm x 9 cm com uma folha metálica inferior que foi previamente aquecida a 60 °C. Durante a reação, a temperatura do molde foi mantida constante a 60 °C. Após manutenção no molde por 30 minutos, o painel em sanduíche terminado foi removido do molde.
Tabela 1
[0066] Receitas das espumas de PIR:
Componente A Controle 1 Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3
Poliol de poliéster A1 (ftalato de polietileno, OHv 170, Mn 594) 64,35 64,35 64,35 64,35
Poliol de poliéter de cadeia curta A2 (policondensado de PO iniciado sobre etano1,2-diol, OHv 190, Mn 590) 16,04 11,04 16,04 16,04
Poliol de poliéter de cadeia longa A3 (policondensado de PO/EO iniciado sobre glicina, OHv 56, Mn 3000) - 5,00 - -
TCPP (agente FR) 16,04 16,04 8,02 16,04
TEP (agente FR) - - 8,02
Tensoativo de silicone (TEGOSTAB® disponível por meio da Evonik) 1,61 1,61 1,61 1,61
Pacote de catalisador (catalisador acetato de potássio e catalisador Ν,Ν,Ν’,Ν’’,Ν’’-pentametil dietilenotriamina em razão de 7:1) 1,55 1,54 1,55 1,6
Catalisador de atraso A5 (catalisador de sal de amina terciária com base em DBU, CAS n° 33918-18-2) - - - 1
Água 1,00 1,00 1 1
Pentano (agente de sopro) 15,00 17,00 15 17
Componente B
M50S, disponível por meio da BASF 198 198 198 198
índice NCO 464,3 464,0 464 464
[0067] As energias de adesão dos painéis em sanduíche resultantes foram medidas de acordo com o teste de descascamento. O teste de descascamento poderá ser conduzido utilizando-se uma máquina Zwick (disponível por meio da companhia BASF) para descascar uma folha metálica de 10 cm x 20 cm sobre o lado inferior (para painéis em sanduíche, a adesão
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16/17 do lado inferior é pior que a do lado superior) da superfície de espuma de um lado. A força e a distância foram calculadas para obter a energia de adesão. Os resultados são exibidos na Figura 1 e na Tabela 2.
Tabela 2
[0068] Energia de adesão dos painéis em sanduíche resultantes:
Controle 1 Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3
Energia de adesão (10 3 J) 1926,6 2536,6 2715,4 2480
Aumento - 31,6% 40,9% 28,7%
[0069] Em comparação com o controle 1, ao utilizar-se o poliol de cadeia longa (Ex. 1), combinação de TCPP e TEP (Ex. 2) e catalisador de atraso (Ex. 3), as energias de adesão aumentam em 31,6%, 40,9% e 28,7%, respectivamente.
[0070] No Ex. 4, os procedimentos dos Ex. 1 a 3 foram repetidos utilizando-se as receitas da Tabela 3 a 60 °C, 50 °C e 40 °C, respectivamente, enquanto o controle 2 é conduzido a menos de 60 °C.
Tabela 3
[0071] Receitas das espumas de PIR:
Componente A Controle 2 Ex. 4
Poliol de polióster A1 (ftalato de polietileno, OHv 170, Mn 594) 64,35 64,35
Poliol de poliéter de cadeia curta A2 (policondensado de PO iniciado 1 β na. 11 04
sobre etano-1,2-diol, OHv 190, Mn 590) I I ,
Poliol de poliéter de cadeia longa A3 (policondensado de PO/EO c ΠΠ
iniciado sobre glicina, OHv 56, Mn 3000)
TCPP (agente FR) 16,04 8,02
TEP (agente FR) - 8,02
Tensoativo de silicone (TEGOSTAB® disponível por meio da Evonik) 1,61 1,61
Pacote de catalisador (catalisador acetato de potássio e catalisador 1 A
Ν,Ν,Ν’,Ν’’,Ν’’-pentametildietilenotriamina em razão de 7:1) I I ,□
Catalisador de atraso A5 (catalisador de sal de amina terciária com ή
base em DBU, CAS n° 33918-18-2) I
Água 1,00 1,00
Pentane (agente de sopro) 15,00 15,00
Componente B
M50S, disponível por meio da BASF 198 190
índice NCO 464,3 464,0
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17/17
[0072] As energias de adesão dos painéis em sanduíche resultantes foram medidas e os resultados são exibidos na Figura 2 e na Tabela 4, em que EX-60 indica abaixo de 60 °C, EX4-50 indica abaixo de 50 °C e EX4-40, abaixo de 40 °C.
Tabela 4
[0073] Energia de adesão dos painéis em sanduíche resultantes:
Controle 2 Ex. 4-60 Ex. 4-50 Ex. 4-40
Energia de adesão (10 3 J) 1983 2634 3421 3245
Aumento - 32,8% 72,5% 63,6%
[0074] Normalmente, a temperatura mais baixa é ruim para a cura da espuma de PIR, pois causará adesão pior. Surpreendentemente, os exemplos exibem aumento de até 70% da adesão sob temperaturas significativamente mais baixas (50 °C). Além disso, as resistências à chama dos exemplos do presente são similares ao controle.

Claims (26)

  1. Reivindicações
    1. ESPUMA DE PÓLI-ISOCIANURATO que pode ser obtida por meio da reação de (A) um componente de poliol e é caracterizada por compreender: (A1) um poliol de poliéster, (A2) um poliol de poliéter de cadeia curta e (A3) um poliol de poliéter de cadeia longa; com (B) um componente de póli-isocianato com índice NCO de cerca de 210 a cerca de 500.
  2. 2. ESPUMA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo poliol de poliéster (A1) ser um poliol de poliéster aromático.
  3. 3. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo poliol de poliéster (A1) possuir preferencialmente número hidroxila de cerca de 50 a cerca de 750 mg de KOH/g, de maior preferência cerca de 100 a cerca de 500 mg de KOH/g, de preferência ainda maior cerca de 150 a cerca de 400 mg de KOH/g e, de preferência superior, cerca de 150 a cerca de 300 mg de KOH/g.
  4. 4. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela quantidade do poliol de poliéster (A1) poder ser de cerca de 1 a cerca de 35%, preferencialmente cerca de 5 a cerca de 30%, de maior preferência cerca de 15 a cerca de 25%, com base no peso total dos componentes (A) e (B).
  5. 5. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo poliol de poliéter de cadeia curta (A2) possuir peso molecular numérico médio de cerca de 100 a cerca de 1000, preferencialmente cerca de 200 a cerca de 900, de maior preferência cerca de 300 a cerca de 800 e, de preferência superior, cerca de 400 a cerca de 600.
  6. 6. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo poliol de poliéter de cadeia curta (A2) consistir do produto de reação de óxido de etileno e/ou óxido de propileno, particularmente óxido de propileno, iniciado sobre dimetilol propano, trimetilol propano, glicerina ou
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    2/5 etanodiol, preferencialmente sobre etanodiol.
  7. 7. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizada pela quantidade do poliol de poliéter de cadeia curta (A2) ser de cerca de 1 a cerca de 20% em peso, preferencialmente cerca de 1 a cerca de 10%, de maior preferência cerca de 1 a cerca de 6%, com base no peso total dos componentes (A) e (B).
  8. 8. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo poliol de cadeia longa (A3) possuir peso molecular numérico médio de cerca de 1000 a cerca de 5000, preferencialmente cerca de 2000 a cerca de 5000, de maior preferência cerca de 3000 a cerca de 5000 e, de preferência superior, cerca de 3000 a cerca de 4000.
  9. 9. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo poliol de poliéter de cadeia longa (A3) consistir do produto de reação de óxido de etileno e/ou óxido de propileno, particularmente óxido de etileno e óxido de propileno, iniciado sobre dimetilol propano, trimetilol propano ou glicerina, preferencialmente sobre glicerina.
  10. 10. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizada pela quantidade do poliol de cadeia longa (A3) ser de cerca de 1 a cerca de 20%, preferencialmente cerca de 1 a cerca de 10%, de maior preferência cerca de 1 a cerca de 5%, com base no peso total dos componentes (A) e (B).
  11. 11. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo índice NCO dos pré-polímeros de póli-isocianato de acordo com a presente invenção ser de cerca de 250 a cerca de 500 e, de maior preferência, cerca de 300 a cerca de 500.
  12. 12. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 11, caracterizada pela reação ser conduzida na presença de catalisador.
  13. 13. ESPUMA de acordo com a reivindicação 12, caracterizada
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    3/5 pelo catalisador compreender um catalisador de atraso.
  14. 14. ESPUMA de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo catalisador de atraso ser um sal de amina com base em DBU.
  15. 15. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 14, caracterizada pela quantidade do catalisador ser de cerca de 0,1 a cerca de 5%, preferencialmente cerca de 0,1 a cerca de 4,5%, de maior preferência cerca de 0,1 a cerca de 3,0%, de preferência ainda maior cerca de 0,15 a cerca de 0,25% e, de preferência superior, cerca de 0,2 a cerca de 1,0%, em cada caso com base no peso total dos componentes (A) e (B).
  16. 16. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 15, caracterizada por ser utilizado um retardante de chama durante a reação.
  17. 17. ESPUMA de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo retardante de chama ser selecionado a partir de retardante de chama que contém fósforo.
  18. 18. ESPUMA de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo retardante de chama ser selecionado a partir de:
    i. etanofosfonato de dietila (DEEP), propilfosfonato de dimetila (DMPP), fosfato de trietila (TEP), fosfato de tris(2-cloroisopropila) (TCPP) e dá-se preferência adicional aos selecionados a partir de etanofosfonato de dietila (DEEP) e fosfato de trietila (TEP);
    ii. fosfato de (tris)2-cloroisopropila (TCPP), fosfato de difenil cresila (DPC) e/ou fosfato de trifenila, particularmente fosfato de difenil cresila; e iii. fosfato de amônio ou polifosfato de amônio.
  19. 19. ESPUMA de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo retardante de chama ser selecionado a partir da combinação de TEP com TCPP.
  20. 20. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 16 a
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    4/5
    19, caracterizada pela quantidade do retardante de chama ser de 0 a cerca de 10%, preferencialmente cerca de 0,1 a cerca de 8,0%, de maior preferência cerca de 0,5 a cerca de 7,0%, de preferência ainda maior de 0,8 a cerca de 6,5% e, de preferência superior, cerca de 0,8 a cerca de 6,0%, em cada caso com base no peso total dos componentes (A) e (B).
  21. 21. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 20, caracterizada pela reação ser conduzida sob temperatura de cerca de 20 °C a cerca de 60 °C, de maior preferência cerca de 30 °C a cerca de 60 °C e, de preferência superior, cerca de 40 °C a cerca de 60 °C.
  22. 22. ESPUMA de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 20, caracterizada pela espuma de póli-isocianurato poder ser obtida por meio da reação de (A) um componente de poliol que compreende: (A1) poliol de poliéster em quantidade de cerca de 15 a cerca de 25%; (A2) poliol de poliéter de cadeia curta em quantidade de cerca de 1 a cerca de 20% em peso; (A3) polióis de cadeia longa em quantidade de cerca de 1 a cerca de 5%; com (B) um componente de póli-isocianato que possui índice NCO de cerca de 450 na presença de (C1) retardantes de chama TEP e TCPP em quantidade de cerca de 0,8 a cerca de 6,0% e (C2) pacote de catalisador que se encontra na forma de pacote de catalisador de atraso em quantidade de cerca de 0,2 a cerca de 1,0%, em cada caso com base no peso total dos componentes (A) e (B).
  23. 23. USO DA ESPUMA de póli-isocianurato conforme definido em qualquer das reivindicações 1 a 22 caracterizado por ser em painel em sanduíche.
  24. 24. PAINEL EM SANDUÍCHE caracterizado por compreender a espuma de póli-isocianurato conforme definido em qualquer das reivindicações 1 a 22.
  25. 25. PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE PAINEL EM
    SANDUÍCHE, caracterizado por compreender a etapa de aplicação de mistura
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    5/5 de reação que gera a espuma de póli-isocianurato conforme definido em qualquer das reivindicações 1 a 22 a um revestimento.
  26. 26. USO DO PAINEL EM SANDUÍCHE conforme definido na reivindicação 24, caracterizado por ser em construção e transporte.
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