BRPI0503158B1 - Composição para uso na produção de uma espuma de poliuretano - Google Patents

Description

COMPOSIÇÃO PARA USO NA PRODUÇÃO DE UMA ESPUMA DE POLIURETANO

Fundamentos da Invenção A invenção está relacionada a produtos de poliuretano e a métodos para a sua produção. Mais particularmente, ela se refere a composições catalisadoras para formar os produtos de poliuretano.

Os fabricantes de artigos de poliuretano demandam constantes melhorias na tecnologia de processamento para satisfazer as crescentes pressões de eficiência de custos e projetos de partes complexas. Dois importantes parâmetros que influenciam a capacidade de um fabricante para satisfazer esses desafios são a capacidade de preencher o molde completamente e rapidamente antes que o inicio das reações de poliuretano aumente a viscosidade, e a capacidade do sistema para curar muito rapidamente em seguida tal que a parte possa ser rapidamente removida do molde ("desmoldada"). É desejável para a composição que forma o poliuretano não reagir significativamente ou aumentar excessivamente na viscosidade até que ela tenha essencialmente preenchido o molde. 0 retardamento do tempo de iniciação do poliuretano desse modo proporciona uma mais prolongada janela de tempo para o proporciona uma mais prolongada janela de tempo para o preenchimento do molde, permitindo desse modo a produção de partes mais complexas, e freqüentemente permitindo também quanto a ciclos mais longos de limpeza do eixo parafuso. Ao mesmo tempo, a redução do tempo total de reação aumenta a produtividade do equipamento de alto custo de capital utilizado para produzir as partes. 0 tempo total que decorre desde o inicio da injeção para o interior do molde até a parte ser removida é comumente referido como "tempo de desmolde". Tanto o tempo de iniciação e o tempo de desmolde podem ser fortemente influenciados pela escolha do tipo e da quantidade do catalisador. Todavia, os catalisadores que retardam o começo da reação de formação do poliuretano também freqüentemente aumentam o tempo de desmolde, aumentando desse modo o custo incrementai.

Ao mesmo tempo, existe uma tendência no sentido da produção de espumas de poliuretano que possuem densidades cada vez mais baixas, o que tende a aumentar os tempo de desmolde, desse modo adicionalmente prejudicando a produtividade. Desse modo existe uma crescente necessidade quanto a um catalisador de ação retardada; isto é, um catalisador que irá retardar o começo da reação do isocianato, comumente referido como "tempo de iniciação" ou "tempo de creme".

De modo alternativo, existe também uma necessidade quanto a um catalisador que irá produzir o mesmo tempo de iniciação com um tempo de desmolde mais curto. Desse modo sistemas aprimorados de catalisador de poliuretano são pesquisados na indústria.

Breve Sumário da Invenção Em um aspecto, a invenção proporciona uma composição para uso na elaboração de uma espuma de poliuretano. A composição inclui uma combinação catalisadora contendo um catalisador de formação de gel e um catalisador de trimerização, onde o catalisador de formação de gel é selecionado a partir do grupo que consiste de aminas terciárias, mono(amino terciário)uréias, bisfamino terciário)uréias, e combinações dessas. A composição também inclui um ou mais aceleradores de cura selecionados a partir de um ou ambos de: i) um primeiro grupo que consiste de dióis compreendendo pelo menos um grupo hidroxila primário, e possuindo de a partir de cinco a 17 átomos na estrutura da cadeia escolhidos a partir de carbono, oxigênio, ou ambos entre os grupos hidroxila, contanto que pelo menos cinco dos átomos da estrutura da cadeia sejam carbono? e ii) um segundo grupo que consiste de compostos compreendendo três ou mais grupos hidroxila, pelo menos dois dos quais são primários, e possuindo pesos moleculares entre 90 g/mol e 400 g/mol.

Em um outro aspecto, a invenção proporciona um método de elaboração de uma espuma de poliuretano. O método inclui mistura juntamente um poliol polimérico, um poliisocianato, e uma composição como descrita imediatamente acima.

Em um aspecto adicional, a invenção proporciona uma composição de poliuretano que inclui um produto de uma reação entre um poliol polimérico e um poliisocianato, a reação ocorrendo em presença de uma composição como descrito acima.

Descrição Detalhada da Invenção Essa invenção proporciona métodos e formulações para preparar produtos de poliuretano através de reações de poliisocianato orgânico com um poliol polimérico (isto é, um poliéster ou poliéter poliol) e água em presença de uma quantidade cataliticamente eficaz de uma composição catalisadora que compreende um catalisador de formação de gel, um acelerador de cura, e um catalisador de trimerização.

Opcionalmente, um catalisador de sopro e/ou um prolongador de cadeia podem ser também incluidos, mas nenhum desses é necessário. As composições catalisadoras que incluem esses componentes podem proporcionar melhorias no tempo de desmolde ou no tempo de iniciação, ou em ambos.

As composições catalisadoras de acordo com a invenção são tipicamente utilizadas a um nivel de 0,1-5 partes por cem partes de poliol (pphp). As composições catalisadoras podem incluir o catalisador de formação de gel, o catalisador de trimerização, catalisador de sopro e acelerador de cura em uma ampla faixa de proporções; faixas típicas não limitantes são como a seguir.

Tal composição catalisadora opcionalmente pode ser diluída com um prolongador de cadeia para propiciar uma composição compreendendo a composição catalisadora e o prolongador de cadeia em uma ampla faixa de proporções; faixas típicas não limintantes são como a seguir: Os componentes serão agora descritos separadamente em detalhes.

Catalisador de Formação de Gel Qualquer catalisador de formação de gel conhecido na arte pode ser usado de acordo com a invenção. Um catalisador de formação de gel é qualquer catalisador amina terciária conhecido na arte de poliuretano com uma seletividade inicial de menos de 0,7. A seletividade do catalisador é definida como a relação da velocidade de sopro (formação de uréia) para a velocidade de formação do gel (formação do uretano) [J. Cellular Plastics, Vol. 28, 1992, pp. 360-398]. Em uma modalidade da invenção, o agente de formação de gel compreende uma amina terciária ou um seu derivado mono(amino terciário) ou bis(amino terciário)uréia. Uma amina terciária exemplar é a trietilenodiamina (TEDA), também conhecida como 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano, embora outras conhecidas na arte possam ser também utilizadas. Outros agentes de formação de gel adequados incluem Ν,Ν-bis-(3-dimetilaminopropil)-N- isopropanolamina, N, N, N", N"-tetrametildipropilenotriamina, N,N,-bis-(3-dimetilaminopropil)-1,3-propanodiamina, dimetilaminopropilamina, N-dimetilaminopropil-N- metiletanolamina, quinuclidina e quinuclidinas substituídas (Patente norte americana 5.143.944 e a Patente norte americana 5.233.039), pirrolizidinas substituídas (Patente norte americana 5.512.603), e pirrolidinas substituídas (EP 499 873).

Em geral, os componentes uréias de aminas terciárias adequados para uso como catalisadores de formação de gel incluem compostos representados pela fórmula geral: onde A representa CH ou N; R1 representa hidrogênio ou o grupo n representa um inteiro entre 1 e 6, inclusive; R2 e R3 cada um representa hidrogênio ou um grupo alquila Cl- C6; e r4 e R5 cada um representa um grupo alquila C1-C6 ou juntos representam um grupo alquileno C2-C6 que pode conter um oxigênio no anel ou fração amina -NR-, onde R é hidrogênio, um grupo alquila C1-C4, ou o grupo - (CR2R3) n-NR1-CO-NR6R7, onde R6 e R7 cada um individualmente representa H ou o Adequados derivados uréia específicos de aminas terciárias incluem, como exemplos não limitantes, 2- dimetilaminoetil uréia; N,N'-bis(2-dimetilaminoetil)uréia; N,N-bis(2-dimetilaminoetil)uréia; 3-dimetilaminopropil uréia; N,N'-bis(3-dimetilaminopropil) uréia; N,N-bis(3-dimetilamino- propil)uréia; 1-(N-metil-3-pirrolidino)metil uréia; 1,3- bis(N-metil-3-pirrolidino)metil uréia; 3-piperidinopropil uréia; N,Ν'-bis(3-piperidinopropil)uréia; 3-morfolinopropil uréia; N,Ν'-bis(3-morfolinopropil)uréia; 2-piperidinoetil uréia; N,N'-bis(2-piperidinoetil)uréia; 2-morfolinoetil uréia; e N,N'-bis(2-morfolinoetil)uréia.

Catalisador de Trimerização Adequados catalisadores de trimerização para uso de acordo com a invenção incluem quaisquer dos tais catalisadores conhecidos na arte. Exemplos específicos não limitantes incluem N,Ν' ,N"-tris(dimetilaminopropil) hexaidrotriazina e carbonilato de N-hidroxialquil amônio quaternário ou sais carboxilato, tais como são revelados na Patente Norte americana 4.582.861 para Galla e outros. Também úteis são sais caboxilato de metal alcalino, exemplos não limitantes dos quais são sais alcalinos dos ácidos carboxilicos mencionados anteriormente aqui para uso em "bloquear" (isto é, formar um sal com) catalisadores contendo amina. Um sal carboxilato exemplar é 2-etilexanoato de potássio. Outros adequados catalisadores de trimerização carboxilato de metal alcalino são N-(2- hidroxifenil)metilglicinato de sódio, como revelado na Patente norte americana 3.896.052 e N-(2-hidróxi-5- nonilfenil)metil-N-metilglicinato de sódio. Catalisadores de trimerização especialmente eficazes são 1,8- diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno bloqueado com um fenol ou um ácido carboxilico, e sais quat TEDA óxido de propileno, que possuem a estrutura seguinte onde A" é 2-etilexanoato ou qualquer dos ácidos de bloqueio mencionados aqui e cada R3 é independentemente selecionado a partir de H, alquila C1-C10, arila C6-C10, e CH2-O-R4, onde R4 é alquila C1-C15, arila, ou aralquila. Em uma modalidade, cada R3 é metila.

Catalisador de Sopro Um número considerável de catalisadores de sopro é conhecido na arte de poliuretano, e qualquer desses pode ser usado de acordo com a invenção. Um catalisador de sopro é qualquer catalisador amina terciária conhecido na arte de poliuretano com uma seletividade inicial de mais de 0,8. A seletividade do catalisador é definida como a relação da velocidade de sopro (formação de uréia) para a velocidade de formação do gel (formação do uretano) [J. Cellular Plastics, Vol. 28, 1992, pp. 360-398]. Exemplos de adequados catalisadores de sopro amina terciária incluem, mas não estão restritos a, bis(dimetilaminoetil)éter, comercialmente fornecido como catalisador DABCO® BL-11 pela Air Products and Chemicals, Inc. de Allentown, PA, pentametildietilenotriamina e composições relacionadas (Patente norte americana 5.039.713 e Patente Norte americana 5.559.161), poliaminas permetiladas superiores (Patente Norte americana 4.143.003), poliaminas ramificadas (Patente Norte americana 3.386.488), 2-[N- (dimetilaminoetoxietil)-N-metilamino]etanol e estruturas relacionadas (Patente Norte americana 4.338.408), poliaminas alcoxiladas (Patente Norte americana 5.508.314), composições imidazol-boro (Patente Norte americana 5.539.007), e composições aminopropil-bis(aminoetil)éter (Patente Norte americana 5.874.483 e Patente Norte americana 5.824.711).

Catalisadores de sopro tipicamente utilizados de acordo com a invenção são pentametildietilenotriamina e trietilenotetramina permetilada.

Acelerador de Cura Aceleradores de cura de acordo com a invenção incluem compostos em uma ou outra ou em ambas as categorias. A primeira categoria consiste de dióis que compreendem pelo menos um grupo hidroxila primário, e preferivelmente dois grupos hidroxila primários, os dois grupos hidroxila estando conectados por meio de um radical orgânico contendo de a partir de cinco a 17 átomos na estrutura da cadeia (cadeia, anel, ou suas combinações) escolhidos a partir de carbono, oxigênio, ou ambos, contanto que pelo menos cinco dos átomos da estrutura da cadeia sejam carbono. Dióis exemplares nessa categoria incluem pentanodiol-1,5; hexanodiol-1,6; e a totalidade dos dióis homólogos incluindo até um diol C17 de cadeia reta, bem como qualquer desses dióis substituídos com um ou mais grupos alquila C1-C4, Outros dióis exemplares incluem polietileno glicóis que possuem de a partir de 2 a 6 unidades óxido de etileno, e propileno glicóis que possuem de a partir de 2 a 6 unidades óxido de propileno. A segunda categoria de aceleradores de cura inclui compostos que compreendem três ou mais grupos hidroxila, pelo menos dois dos quais são hidroxilas primárias, possuindo pesos moleculares entre cerca de 90 g/mol e 400 g/mol.

Tipicamente, o peso molecular irá se situar entre cerca de 90 g/mol e 260 g/mol. Em uma modalidade da invenção, os aceleradores de cura dessa categoria incluem funcionalidade heterociclica não contendo amina ou nitrogênio e não funcionalidade ácido carboxilico. Exemplos adequados não limitantes incluem glicerol, diglicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, e dipentaeritritol. É importante notar que os aceleradores de cura estão presentes nas composições da invenção como os compostos propriamente, e não em forma reagida como parte de um poliéster poliol ou poliéter poliol. Os mesmos compostos que são usados como aceleradores de cura podem estar adicionalmente presentes em forma reagida (por ex., ésteres ou éteres derivados deles) em tais poliéster ou poliéter polióis, mas eles não têm o mesmo efeito e não são aceleradores de cura de acordo com a invenção.

Prolongador de Cadeia Prolongadores de cadeia adequados para uso de acordo com a invenção incluem etileno glicol, butanodiol-1,4, e combinações desses.

Bloqueadores Ácidos e Fenóis Em uma modalidade da invenção, parte ou a totalidade do catalisador de formação de gel, sopro, e de trimerização pode ser "bloqueada" com (isto é, um sal formado com) um sal de ácido carboxílico, um fenol, ou um fenol substituído, levado em conta que o catalisador contenha uma funcionalidade amina com a qual forma um sal. Deverá ser notado que o catalisador como acrescentado a uma formulação de poliuretano pode conter o ácido carboxílico ou o fenol já presentes, ou o ácido ou o fenol pode ser acrescentado com um ou mais dos outros ingredientes na formulação, formando desse modo o sal in situ. Mediante prover a composição catalisadora na forma de um tal sal, um começo retardado da atividade catalisadora pode ser conseguida. Isso pode ser benéfico em algumas aplicações, por exemplo, onde um retardamento no aumento da viscosidade é desejada a fim e facilitar o preenchimento do molde.

Muitos ácidos carboxílicos são adequados para bloquear alguma ou a totalidade dos componentes catalisadores de formação de gel, sopro, e de trimerização de acordo com a invenção. Exemplos não limitantes incluem ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido 2-etilexanóico, ácidos carboxílicos ariloxi-substituídos tais como o ácido fenoxiacético e ácido (diclorofenoxi)acético, e ácidos halogenados tais como ácido 2-cloropropiônico e ácidos carboxilicos aromáticos de anel halogenado tal como ácido clorobenzóico. Adicionais exemplos não limitantes de ácidos adequados incluem ácidos hidroxilicos tais como ácido glicônico, ácido hidroxiacético, ácido tartárico, e ácido cítrico. Será entendido por aqueles com usual experiência na técnica que certos ácidos em combinação com certas combinações catalisadoras de formação de gel/sopro, como uma parte de certas composições completas da formulação do poliuretano, podem se ressentir de algumas propriedades de performance da composição e processo completos, por exemplo, as que se relacionam com a emissão de compostos orgânicos voláteis (VOC's) durante e/ou após a formação do poliuretano. A determinação de combinações aceitáveis de ácidos com catalisadores para uma dada aplicação pode, portanto, requerer alguma quantidade de experimentação de rotina, tal como está inserida na capacidade do técnico experiente, com tais combinações ainda se situando dentro do escopo da invenção.

Qualquer de um número de fenóis pode ser usado para formar sais com qualquer ou a totalidade dos componentes catalisadores de formação de gel, sopro, e de trimerização.

Exemplos adequados não limitantes incluem nonilfenol, isopropilfenol, octilfenol, e ter-butilfenol. Também úteis são dialquilfenóis, por exemplo, diisopropilfenol e di-ter- butilfenol. Tipicamente, o fenol propriamente é usado.

Poliisocianato Os poliuretanos preparados usando os catalisadores dessa invenção podem ser produzidos a partir de qualquer de uma ampla variedade de poliisocianatos conhecidos na arte.

Exemplos de poliisocianatos adequados incluem diisocianato de hexametileno, diisocianatos de fenileno, diisocianatos de tolueno, e diisocianato e 4,4'-difenilmetano. Especialmente adequados são os diisocianatos de 2,4- e de 2,6-tolueno individualmente ou em conjunto como suas misturas comercialmente disponíveis. Outras misturas adequadas de diisocianatos são aquelas conhecidas comercialmente como "MDI bruto", também conhecidas como PAPI, que contêm cerca de 60% de diisocianato de 4,4'-difenilmetano juntamente com outros isoméricos e análogos poliisocianatos superiores. Também adequados são os "pré-polímeros" desses poliisocianatos compreendendo uma mistura parcialmente pré-reagida de poliisocianatos e poliéter ou poliéster poliol.

Poliol Os poliuretanos preparados usando os catalisadores dessa invenção podem ser produzidas a partir de qualquer de uma ampla de polióis conhecidos na arte. Polióis adequados para uso em produzir formulações de poliuretano catalisadas pelas composições catalisadoras da invenção são os polialquileno éter polióis e poliéster polióis. Os polialquileno éter polióis incluem polímeros de poli(óxido de alquileno) tais como polímeros e copolímeros de poli(óxido de etileno) e poli{óxido de propileno) que possuem grupos hidroxila terminais derivados a partir de compostos poliídricos que incluem dióis e trióis, tais como, por exemplo, etileno glicol, propileno glicol, butanodiol-1,3, butanodiol-1,4, hexanodiol-1,6, neopetil glicol, dietileno glicol, dipropileno glicol, pentaeritritol, glicerol, diglicerol, trimetilolpropano, cicloexanodiol e polióis similares de baixo peso molecular. Poliésteres polióis úteis incluem aqueles produzidos pela reação de um ácido dicarboxílico com um excesso de um diol, por exemplo, ácido adípico com etileno glicol, dietileno glicol ou butanodiol- 1,4, ou reagir uma lactona, tal como a caprolactona, com um excesso de um diol tal como propileno glicol. Outros polióis são conhecidos na arte, e seus usos são também contemplados de acordo com a invenção.

Os poliuretanos de acordo com a invenção podem também incluir uma variedade de outros ingredientes conhecidos na arte de poliuretano, incluindo agentes de sopro tais como água, cloreto de metileno, triclorofluormetano, hidrocarbonetos, hidrofluorcarbonetos e similares, estabilizadores de célula tais como silicones, e catalisadores organometálicos tais como o dilaurato de dibutilestanho.

As composições catalisadoras de acordo com a invenção proporcionam curtos tempos de desmolde mantendo ao mesmo tempo um tempo de iniciação aceitavelmente prolongado quando comparado a um sistema contendo apenas uma amina terciária em presença de etileno glicol ou uma combinação de catalisador de trimerização-amina terciária em presença de etileno glicol. De modo alternativo, o tempo de desmolde pode ser mantido ao mesmo tempo em que tornando mais lento o tempo de creme para melhorar o preenchimento do molde.

Nos exemplos e tabelas a seguir os níveis de utilização dos componentes outros que os polióis de acordo com o mencionado anteriormente no parágrafo [0024] estão em pphp de tais polióis, a menos que de outro modo indicado.

Formulações gerais exemplares de poliuretano contendo composições catalisadoras de acordo com a invenção pode incluir formulações tais como as apresentadas em qualquer das Tabelas 1-4.

Tabela 1.

Formulação de Poliuretano à base de poliéter poliol *MDI ou TDI ou ambos Tabela 2 Formulação de Poliuretano à base de poliéter poliol Exemplos Composições catalisadoras foram testadas usando uma máquina de cisalhamento de baixa pressão, fabricada pela The Edge Sweets Company, Inc., de Grand Rapids, MI, com uma velocidade do eixo parafuso de 6000 RPM. As temperaturas da Premix e do pré-polimero foram mantidas a 43 °C. Cada tempo de iniciação foi registrado como o "tempo de creme"; isto é, o tempo no qual um clareamento da cor da formulação e um aumento no volume indicaram o começo da formação de espuma.

Um molde com as dimensões de 30 x 15 x 1 cm foi aquecido a 55 °C. Cada tempo de desmolde foi determinado através do desmolde da parte no tempo desejado e estando a 180 graus.

Quando não eram observadas fraturas a parte era considerada ter atingido um desmolde ótimo. As densidades de todas as partes foram mantidas a 0,50-0,55 gramas por centímetro cúbico (g/cc) no transcurso do estudo. A formulação na Tabela 5 foi usada para esse estudo. 0 poliéster poliol indicado é disfuncional.

Tabela 5 Sistema de Teste Padrão A Tabela 6 mostra as reatividades padrões do sistema usando trietilenodiamina como o catalisador de controle. Um tempo padrão de desmolde quando usando 0,5 pphp de trietilenodiamina (TEDA) foi de 4'30" (4 minutos e 30 segundos) com um tempo de creme de 9 segundos. O aumento de trietilenodiamina para 0,66 pphp reduziu tempos de desmolde para 3'45", mas o tempo de creme ou de iniciação foi também reduzido para 7 segundos. Uma tal redução poderia na prática tender para influenciar negativamente a capacidade para preencher o molde devido ao encurtado tempo de inicio de reação, levando a aumentadas taxas de sucata ou de reparos.

Tabela 6 Composição do Catalisador de Controle A Tabela 7 mostra a formulação de uma composição catalisadora (Composição 1) de acordo com a invenção. A composição utiliza glicerol como um acelerador de cura em combinação com sal 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno fenol e trietilenodiamina para melhorar os tempos de desmolde. Os resultados de uma avaliação realizada na composição catalisadora 1 são mostrados na Tabela 8, onde é observado que, comparado à composição de controle da Tabela 6, essa composição não teve um impacto negativo sobre as propriedades físicas mas reduziu dramaticamente o tempo de desmolde e prolongou o tempo de creme. O glicerol não é tipicamente utilizado nesse tipo de formulação uma vez que ele é conhecido por amolecer a espuma excessivamente.

Tabela 7 Composição Catalisadora 1 Tabela 8 Performance da Composição Catalisadora 1 A composição catalisadora 1 a 2,80 pphp proporcionou a mais próxima compatibilização com o tempo de creme de 9 segundos do controle (TEDA contida 0,5 pphp) enquanto que reduzindo o tempo de desmolde de 4'30" para 2'45". Um aumento de dois segundos no tempo de creme foi também observado.

Quando compatibilizando o tempo de desmolde do controle TEDA (TEDA contida 0,66 pphp) mediante uso de 2,0-2,2 pphp da Composição Catalisadora 1, o tempo de creme de sete segundos foi estendido para 13-14 segundos. Na prática comercial, uma tal melhora podería ser esperada proporcionar uma superior performance no preenchimento do molde. A Tabela 9 ilustra os efeitos de remover qualquer um dos diversos componentes (acelerador de cura, catalisador de trimerização ou catalisador de sopro) da composição catalisadora preferida.

Tabela 9 Reatividades dos contra Exemplos 0 sal 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno fenol e glicerol, quando usados separadamente nas formulações catalisadoras, proporcionaram apenas uma pequena vantagem nos tempos de creme e de desmolde. A adição de glicerol ao catalisador de controle {catalisador de controle 1,5 pphp) aumentou o tempo de creme em apenas um segundo e reduziu o tempo de desmolde em 15 segundos. A adição de glicerol ao catalisador de controle (catalisador de controle 2,0 pphp) também aumentou o tempo de creme em um segundo mas não reduziu o desmolde. A adição do sal 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno fenol ao catalisador de controle 1,5 pphp não prolongou o tempo de creme e apenas reduziu o tempo de desmolde em 30 segundos. A adição do sal 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno fenol e catalisador de sopro pentametildietilenotriamina ao catalisador de controle 2,0 pphp encurtou o tempo de creme em um segundo ao mesmo tempo em que reduzindo o desmolde em apenas 15 segundos. Em contraste, a Composição Catalisadora 1 usada a um nivel de 2,8 pphp proporcionou uma redução substancial no tempo de desmolde para 2'25" ao mesmo tempo em que melhorando o tempo de creme para 11 segundos.

Como mostrado pelos resultados até o momento, a combinação de um catalisador de formação de gel amina terciária, um catalisador de trimerização tal como o sal 1,8- diazabiciclo[5.4.0)undec-7-eno fenol, um acelerador de cura tal como o glicerol, e opcionalmente um catalisador de sopro tal como a pentamedildietilenotriamina, proporcionou melhorias significativas para os tempos de creme e de desmolde. A Tabela 10 mostra uma formulação de catalisador que foi usada para comparação de diversos dióis e trióis como potenciais aceleradores de cura. Apenas o diol/triol foi alterado durante a avaliação.

Tabela 10 Composições catalisadoras para a avaliação diol/poliol As Tabelas 11-13 resumem os resultados da reatividade como uma função da estrutura diol ou poliol e a três niveis de utilização da composição catalisadora.

Tabela 11 Reatividade, Composição Catalisadora 1,5 pphp A Tabela 11 apresenta os resultados com outros dióis e trióis de baixo peso molecular; ao nível de utilização de catalisador de 1,5 pphp o glicerol e trimetilol propano proporcionaram desmolde mais curto com iguais tempos de creme ou de iniciação quando comparado ao etileno glicol controle. 0 tempo de desmolde usando hexanodiol-1,6 foi igual àquele do etileno glicol, e igual tempo de creme foi observado. 0 uso de hexanodiol-2,5, tripropileno glicol e dietileno glicol todos resultaram em tempos de desmolde mais longos e tempo de creme igual àquele do etileno glicol controle. A Tabela 12 mostra que em niveis de utilização de catalisador 2,2 pphp glicerol, trimetilolpropano e hexanodiol-1,6 todos apresentaram melhorado tempo de desmolde sobre o do controle. Os tempos de creme ou os tempos de iniciação foram iguais ou maiores que aqueles obtidos com o controle (etileno glicol). 0 dietileno glicol apresentou tempos de desmolde e de creme iguais aos do controle, enquanto que o hexanodiol-2,5 e tripropileno glicol apresentaram tempos de desmolde prolongados como comparados aos do etileno glicol controle. A Tabela 13 mostra que em niveis de utilização de catalisador 2,8 pphp a tendência observada ao nivel de utilização 2,2 pphp permaneceu a mesma: glicerol, trimetilolpropano e hexanodiol-1,6 todos apresentaram melhorado tempo de desmolde sobre o do controle. Os tempos de creme ou tempos de iniciação foram iguais aos do etileno glicol controle. 0 dietileno glicol apresentou uma melhoria moderada sobre o etileno glicol controle, enquanto que o h.exanodiol-2, 5 e tripropileno glicol continuaram a apresentar prolongados tempos de desmolde quando comparados ao etileno glicol controle.

Avaliações do Catalisador de Trimerizaçâo Vários catalisadores de trimerizaçâo foram avaliados para compreender o efeito benéfico que eles poderíam ter em um sistema contendo glicerol, 0 sal carboxilato de N- hidroxipropil amônio quaternário de TEDA (US 4.785.025), N,N', N"-tris(dimetilaminopropil)hexaidrotriazina e 1,8- diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno (DBU) bloqueado com um ou outro de fenol ou ácido 2-etilexanóico foram avaliados usando a formulação catalisadora a seguir: Tabela 14 Formulação para variações de Catalisador Os resultados obtidos nessas formulações são mostrados na Tabela 15 Tabela 15 Avaliações de catalisador de trimerização As quantidades de cada uma das composições catalisadoras apresentadas na Tabela 15 foram ajustadas para produzir aproximadamente o mesmo tempo de creme (cerca de 12 segundos), a fim de comparar suas performances com referência ao tempo de desmolde e o nivel de utilização requerido. A totalidade dos catalisadores de trimerização na Tabela 15 funcionou bem como componentes da composição catalisadora, e o sal 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno fenol foi particularmente eficaz.

Embora numerosos catalisadores e dióis e trióis de baixo peso molecular sejam conhecidos separadamente para preparar espumas de poliuretano, a combinação de um catalisador de formação de gel com um catalisador de trimerização, um acelerador de cura como definido acima, e opcionalmente um catalisador de sopro e/ou um prolongador de cadeia, é particularmente eficaz em prolongar o tempo de creme e/ou encurtar o tempo de desmolde.

Embora a invenção seja ilustrada e descrita aqui com referência às modalidades especificas, não é pretendido que as reivindicações anexas esteja limitadas aos detalhes apresentados. Ao contrário, é esperado que várias modificações possam ser feitas nesses detalhes por aqueles versados na técnica, modificações essas que podem ainda estar inseridas espírito e escopo da matéria do assunto reivindicado e é pretendido que essas reivindicações sejam consideradas por consequência. - REIVINDICAÇÕES -

Claims (13)

1. COMPOSIÇÃO PARA USO NA PRODUÇÃO DE UMA ESPUMA DE POLIURETANO, a composição caracterizada por compreender: (a) uma combinação catalisadora que compreende (i) um catalizador de gelificação compreendendo pelo menos um de uma amina terciárias ou uma mono(amino terciário)uréias ou bis(amino terciário)uréias derivativas das mesmas, o catalizador de gelificação sendo selecionado do grupo que consiste de: trietilenodiamina; 3- dimetilaminopropil uréia; N,N'-bis(3-dimetilaminopropil) uréia; 1-(N-metil-3-pirrolidino)metil uréia e l,3-bis(N- metil-3-pirrolidino)metil uréia; e (ii) um catalizador de trimerização compreendendo um composto selecionado do grupo que consiste de ácido quat de TEDA óxido de propileno 2-etilexanóico; 1,8- diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno, ou sozinhos ou bloqueados com um fenol ou um ácido carboxílico; sais carboxilato de N- hidroxialquil amônio quaternário; e Ν,Ν',Ν"- tris(dimetilaminopropil)hexaidrotriazina; e combinações de qualquer um dos mesmos; (b) um ou mais aceleradores de cura selecionados do grupo que consiste de glicerol, trimetilolpropano, diglicerol, pentaeritritol, dipentaeritritol, e combinações de qualquer desses; e (c) um catalisador de sopro compreendendo um composto selecionado a partir do grupo que consiste de o catalisador de sopro como sendo selecionado do grupo consistindo de: pentametildietilenotriamina; trietilenotetramina permetilada, e bis(dimetilaminoetil)éter, e misturas desses, e por o catalisador de formação de gel, o catalisador de trimerização, o catalisador de sopro e o acelerador de cura estarem presentes em quantidades como mostradas em % em peso:

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o acelerador de cura compreender glicerol.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o acelerador de cura compreender trimetilol propano.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a composição adicionalmente compreender um fenol ou um ácido carboxilico que forma um sal com pelo menos uma parte do pelo menos um catalisador de formação de gel e um catalisador de sopro.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por o fenol ou o ácido carboxilico compreender o composto fenol.

6. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por o fenol ou o ácido carboxilico compreender o ácido 2-etilexanóico.

7. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o catalisador de formação de gel compreender trietilenodiamina.

8. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o catalisador de trimerização compreender sal 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno fenol.

9. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o catalisador de trimerização compreender N,Ν',N"-tris(dimetilaminopropil)hexaidrotriazina

10. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por adicionalmente compreender um poliol polimérico.

11. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por catalisador de gelificação compreender trietilenodiamida, o catalisador de trimerização compreender sal 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno fenol, o o catalisador de sopro compreender pentametildietilenotriamina, o acelerador de cura compreender glicerol e o extensor de cadeia compreender etileno glicol.

12. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o catalisador de sopro compreender pentametildietilenotriamina.

13. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o catalisador de trimerização compreender 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno bloqueado com um fenol ou um ácido carboxilico.