BRPI0516321B1

BRPI0516321B1 - elastômero de poliuretano, artigo, sistema bi-componente adequado para a preparação de elastômeros de poliuretano e processo para preparar um elastômero de poliuretano fundido

Info

Publication number: BRPI0516321B1
Application number: BRPI0516321A
Authority: BR
Inventors: Rui Xie
Original assignee: Dow Global Technologies Inc
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2016-03-15
Also published as: CN101039976B; EP1805239B1; ATE426626T1; ES2320789T3; DE602005013558D1; EP1805239A1; CA2580566A1; CN101039976A; US8602504B2; WO2006047103A1; BRPI0516321A; CA2580566C; US20080097067A1; MX2007004737A

Abstract

elastômero de poliuretano, artigo, sistema bi-componente adequado para a preparação de elastômeros de poliuretano, processo para preparar um elastômero de poliuretano fundido e elastômero de poliuretano termofixo. a presente invenção refere-se a elastômeros de poliuretano fundidos de altas resiliência e claridade, e resistência à abrasão atraente, derivados de sistemas de poliuretano compreendendo uma seleção específica de policaprolactona poliol incorporado ao isocianato e/ou composição reativa a isocianato.

Description

"ELASTÔMERO DE POLIURETANO, ARTIGO, SISTEMA BI-COMPONENTE ADEQUADO PARA A PREPARAÇÃO DE ELASTÔMEROS DE POLIURETANO E PROCESSO PARA PREPARAR UM ELASTÔMERO DE POLIURETANO FUNDIDO". [001] A presente invenção refere-se a um elastômero de poliuretano e mais particularmente a um elastômero de poliuretano fundido exibindo resiliência atraente e alta claridade. [002] Assim chamados elastômeros de poliuretano fundidos são amplamente usados como roletes esteiras, pneus sólidos e similares, devido às suas excelentes propriedades fisicas incluindo características mecânicas, resistência ao desgaste e resistência a óleos. Em geral, elastômeros de poliuretano podem ser formados reagindo um isocianato, por exemplo, metileno difenil isocianato (MDI), tolueno diisocianato, naftaleno diisocianato, etc., com um poliol orgânico, por exemplo, politetrametileno éter glicol, poliéster diol, polioxipropileno glicol, etc., e um extensor de cadeia, por exemplo, um diol alifático, tal como 1,4-butanodiol. Componentes adicionais tais como catalisadores, tensoativos e similares também poderão ser adicionados à mistura reagente formadora de elastômero nas quantidades usuais. As propriedades gerais, incluindo a resiliência e a claridade do poliuretano dependerão do tipo de poliol e do isocianato incluindo o peso molecular do poliuretano e a estrutura química da cadeia principal do poliuretano, o grau de reticulação, a cristalinidade, e a separação de fases no poliuretano. É geralmente entendido que para intensificar a claridade ótica o polímero deverá tipicamente ter um baixo teor de cristalinidade e/ou uma separação de fases baixa ou nula; a cristalinidade ou a separação de fases intensifica a oportunidade de reflectância luminosa que confere falta de claridade ao polimero. [003] Diversos métodos estão descritos na técnica para preparar elastômeros tendo boa resiliência e claridade. A patente U.S. n° 6.221.999 divulga um elastômero de poliuretano possuindo uma resiliência de pelo menos cerca de 50 por cento e um indice de claridade de pelo menos 80 por cento. O elastômero é obtido reagindo um pré-polimero terminado por isocianato derivado de difenilisocianato de metileno (MDI) e um poliéter poliol; com pelo menos um poliéter diol; e na presença de pelo menos um extensor de cadeia de diol tendo de 5 a 16 átomos de carbono. Os dióis selecionados são propostos como necessários para conferir a claridade. Semelhantemente, a patente U.S. n° 5.990.258 divulga uma quimica semelhante para preparar uma roda de patins. [004] A patente U.S. n° 6.174.984 divulga um elastômero de poliuretano de alta resiliência e claridade que é o produto de reação de um pré-polimero de pelo menos um diisocianato tendo um nivel de diisocianato livre de menos que um por cento. [005] A patente U.S. n° 5.962.619 divulga um processo para fazer elastômeros límpidos usando uma química alternativa. Primeiro, um poliol tendo uma distribuição de peso molecular estreita (Mw/Mn<l,5) é reagido com um diisocianato aromático a uma razão de NCO/OH de 1,3 a 3,0 para dar um pré-polimero terminado por isocianato não viscoso. Subseqüentemente, uma mistura que contenha este pré-polimero é então reagida com uma diamina aromática para dar um elastômero de poliuréia límpido. [006] A patente U.S. n° 4.153.777 divulga elastômeros de poliuretano de boa claridade derivados da reação de um isocianato cicloalifático com um poliéter ou poliéster poliol e um poliol curativo de baixo peso molecular. [007] A despeito de um conhecimento variado referente à preparação de elastômeros de poliuretano exibindo as propriedades de claridade e resiliência descritas acima, ainda existe uma necessidade pendente de se poder preparar um tal elastômero a partir de matérias-primas prontamente disponíveis e onde adicionalmente à claridade e a resiliência, outras propriedades tais como resistência à abrasão e fadiga fletora também sejam intensificadas. Enquanto, tradicionalmente, elastômeros de poliuretano sobressaindo-se em resiliência e claridade tenham sido amplamente baseados em poliéter polióis, eles freqüentemente são deficientes em resistência à abrasão e fadiga fletora. Para minimizar tais deficiências, o uso de materiais alternativos, incluindo polilactona polióis (poliéster polióis), e notadamente policaprolactona polióis, têm sido investigados. O uso de tais polióis na preparação de um elastômero de poliuretano é divulgado em diversas publicações incluindo as patentes U.S. nos 2.933.478, 3.775.354, 3.923.747, 4.086.214, 4.551.518 e 4.647.596; e na patente GB 1.256.900. A patente GB 1.256.900 divulga um poliuretano termoplástico de alta transparência obtido por um processo sem pré-polímero, envolvendo a reação de difenilisocianato de metileno (MDI) com uma composição de poliol contendo uma mistura de policaprolactona polióis de alto e baixo pesos moleculares e um agente extensor de cadeia, seguido de granulação e extrusão. Um tal material termoplástico geralmente não é adequado para aplicações onde seja requerida alta resiliência e onde a suscetibilidade de deformação devido à acumulação térmica seja uma possibilidade. [008] Descobriu-se agora que o uso de polilactona polióis e mais particularmente policaprolactona polióis de uma maneira especifica poderá prover para a formação de um elastômero de poliuretano termofixo exibindo propriedades atraentes, incluindo a claridade e a resiliência. [009] Em um primeiro aspecto, esta invenção refere-se a um elastômero de poliuretano possuindo uma resiliência de pelo menos cerca de 50 por cento e um indice de claridade de pelo menos 80 por cento obtido contatando, sob condições de formação de elastômero, um isocianato modificado com uretano que seja o produto de reação de um poliisocianato aromático com um caprolactona poliol; com uma composição reativa a isocianato compreendendo: a) um policaprolactona ou um caprolactona-éter copolimero poliol tendo um peso molecular médio de mais que 1000 Daltons; b) um policaprolactona poliol ou poliéter poliol tendo um peso molecular médio de menos que 1000 Daltons; e c) um agente extensor de cadeia alifático, que seja um diol tendo de 2 a 16 átomos de carbono. [010] Em um outro aspecto, esta invenção refere-se a um artigo que compreende um elastômero de poliuretano moldado ou conformado conforme descrito acima. [011] Em ainda outro aspecto, esta invenção refere-se a um sistema bi-componente adequado para a preparação de elastômeros de poliuretano quando submetido a condições de formação de elastômero, o sistema compreendendo: a) como um componente, um isocianato modificado com uretano tendo um teor de isocianato de 5 a 15 por cento em peso obtido pela reação de um poliisocianato aromático com um policaprolactona poliol e/ou um caprolactona-éter copolimero poliol; e b) como outro componente, uma composição reativa a isocianato que compreende: i) um policaprolactona ou caprolactona-éter copolimero poliol tendo um peso molecular médio de mais que 1000 Daltons; ii) um policaprolactona poliol ou poliéter poliol tendo um peso molecular médio de menos que 1000 Daltons; e iii) um agente extensor de cadeia alifático, que seja um diol tendo de 2 a 16 átomos de carbono. [012] Em ainda um outro aspecto, esta invenção refere-se a um processo para preparar um elastômero de poliuretano fundido possuindo uma resiliência de pelo menos 50 por cento e um indice de claridade de pelo menos cerca de 80 por cento contatando sob condições formadoras de elastômero um isocianato modificado com uretano que seja o produto de um poliisocianato com um policaprolactona poliol; com uma composição reativa a isocianato que compreende: a) um policaprolactona ou caprolactona-éter copolimero poliol tendo um peso molecular médio de mais que 1000 Daltons; b) um policaprolactona poliol ou poliéter poliol tendo um peso molecular médio de menos que 1000 Daltons; e c) um agente extensor de cadeia alifático, que seja um diol tendo de 2 a 16 átomos de carbono, sendo que o isocianato modificado com uretano e a composição reativa a isocianato são juntados em proporções tais a prover um índice de reação de 80 a 120. [013] Em ainda um aspecto adicional, esta invenção refere-se a um elastômero de poliuretano termofixo obtido reagindo um isocianato modificado com uretano com uma composição reativa a isocianato caracterizado pelo fato de o elastômero resultante exibir as seguintes propriedades: a) uma resiliência de rebote de pelo menos 50 por cento, de acordo com o procedimento de ensaio ASTM-D-2632; b) uma resistência à abrasão (perda) de menos que 15 mg/1000 ciclos, de acordo com o procedimento de ensaio ASTM D-3389; e c) um indice de claridade de pelo menos 80 por cento. [014] A invenção divulgada referente a elastômeros de poliuretano dá ênfase ao uso de polilactona polióis e caprolactona-éter copolímero polióis como componentes em ambos os lados A (isocianato) e lado B (composição reativa a isocianato) do sistema do qual o reator é formado. Em geral, polilactona polióis são preparados pela reação de um monômero de lactona; ilustrativos do qual são δ-valerolactona, y-caprolactona, s-metil-s-caprolactona, e similares; com um iniciador que contenha grupos hidrogênio ativo; ilustrativos do qual são etileno glicol, dietileno glicol, propanodióis, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, trimetilolpropano, misturas de dois ou mais destes, e similares, incluindo seus oligômeros. A produção de tais polióis é conhecida na técnica; por exemplo, as patentes U.S. nos 3.169.945, 3.021.309, e 3.021.317. Caprolactona-éter copolímero polióis poderão ser feitos a partir de poliéteres com um peso molecular de 200 a 2000 e uma funcionalidade de 2 a 3, com monômeros de lactona. A produção de tais polióis é conhecida na técnica, por exemplo, da patente U.S. n° 6.632.913 aqui divulgada por referência. Em geral, tais copolimero polióis são obtidos incluindo um poliéter, preferivelmente um diol, na mistura reagente durante a polimerização com abertura de anel do monômero de lactona. [015] Para a presente invenção referente a elastômeros de poliuretano termofixos, a lactona polióis preferidos são polióis de ε-caprolactona com funcionalidade di-, tri- e tetra-hidroxila conhecidos como policaprolactona polióis, enquanto que lactona-éter copolimero polióis preferidos são ε-caprolactona tetrametileno éter copolimero polióis com funcionalidade di-, tri- e tetra-hidroxila. Especialmente preferidos são os materiais aproximados a materiais dihidróxi funcionais para o propósito de obter elastômeros com características atraentes de resiliência ou rebote. [016] O elastômero de poliuretano termofixo desta invenção vantajosamente tem uma dureza na faixa de 60 a 100, e preferivelmente de 75 a 95 unidades Shore A e é caracterizado por uma alta resiliência, um alto índice de claridade, uma resistência à abrasão atraente. Por resiliência, entende-se um elastômero tendo uma resiliência de pelo menos 50, preferivelmente pelo menos 60 e o mais preferivelmente pelo menos 70 por cento, conforme medida segundo ASTM D 2632. Por claridade, entende-se um elastômero tendo um índice de claridade ótica de pelo menos 80, preferivelmente pelo menos 85, e mais preferivelmente pelo menos 90 por cento, conforme medido por um procedimento de transparência ótica adequado. O procedimento de ensaio ASTM D-1003 permite que a claridade ótica de polímeros seja avaliada por medição do nível de transmissão luminosa. Por resistência à abrasão, entende-se um elastômero exibindo uma resistência à abrasão (perda) de menos que cerca de 15, preferivelmente menos que cerca de 12, e mais preferivelmente menos que cerca de 9 mg/1000 ciclos conforme medida de acordo com o procedimento de ensaio ASTM D-3389. [017] O elastômero de poliuretano é obtido contatando, sob condições de formação de elastômero, um isocianato aromático modificado com uretano com uma composição reativa a isocianato particular. Tal procedimento envolvendo a formação prévia de um isocianato modificado com uretano é geralmente referido como um procedimento em duas etapas, em contraste com o procedimento em uma etapa usando um isocianato não modificado. Dependendo da disponibilidade de equipamento, o isocianato aromático modificado com uretano e os componentes reativos a isocianato poderão ser introduzidos simultaneamente como correntes individuais a uma câmara de mistura antes de despejar-se e manufaturar-se um elastômero. Alternativamente, e freqüentemente de maneira mais conveniente, os materiais reativos a isocianato poderão ser pré-misturados de maneira a prover uma composição reativa a isocianato que seja então subseqüentemente misturada com o isocianato modificado com uretano sob condições formadoras de elastômero. [018] O isocianato modificado com uretano empregado para a manufatura do elastômero de poliuretano tipicamente tem um teor médio de isocianato de 5 a 20, preferivelmente de 5 a 15, e mais preferivelmente de 7 a 14 por cento em peso. Tal isocianato modificado com uretano é obtido reagindo um excesso de um poliisocianato aromático com um policaprolactona poliol, ou um caprolactona-éter copolimero poliol ou misturas destes, opcionalmente com uma quantidade minoritária de poliéter poliol, tal como, por exemplo, um poliéter diol incluindo um politetrametileno poliéter poliol. Exemplificativo de isocianatos aromáticos adequados incluem 2,4- e 2,6-tolueno diisocianatos; 3,4'- ou 4,4'-metileno difenildiisocianato; ou 1,5-naftaleno difenildiisocianato. Preferido como poliisocianato é o metileno difenildiisocianato (MDI) . Em geral, o MDI é uma mistura isomérica composta do isômero 4,4'-MDI e outros isômeros, tais como o isômero 2,4'-MDI e/ou o isômero 2,2’-MDI. Quando empregando MDI aqui, é particularmente vantajoso que o MDI seja feito de pelo menos uma proporção predominante em peso do isômero 4,4'-MDI de maneira a obter um elastômero de poliuretano tendo uma alta resiliência. Conseqüentemente, o MDI usável de acordo com a presente invenção conterá o isômero 4,4'-MDI a preferivelmente pelo menos 80 por cento, mais preferivelmente pelo menos 85 por cento, mais preferivelmente pelo menos 95 por cento em peso o restante sendo outros isômeros tais como o isômero 2,4'-MDI e/ou o isômero 4,2'-MDI. É particularmente vantajoso empregar MDI onde substancialmente todo o MDI é o isômero 4,4'-MDI, isto é, de 97 a 100 por cento em peso do MDI. [019] O policaprolactona poliol ou o caprolactona-éter copolimero poliol conforme usados para preparar o isocianato modificado com uretano tipicamente tem um peso molecular médio na faixa de 1000 a 10.000, preferivelmente de 1500 a 7.000 e o mais preferivelmente de 2.000 a 5.000 Daltons. Tipicamente, um tal poliol terá uma funcionalidade média na faixa de 2 a 4; preferidos são aqueles com uma funcionalidade de 2 a 2,5. Por funcionalidade, deve ser entendido o número de parcelas reativas a isocianato por molécula, neste caso grupos hidroxila por molécula. Polióis de policaprolactona ou de caprolactona-éter copolimero adequados estão comercialmente disponíveis e incluem produtos denominados como polimero TONEMR 2241 ou polimero TONEMR 7241, comercialmente disponíveis da The Dow Chemical Company, ou, alternativamente, o material denominado CAPAMR 2200P ou CAPAMR 720, comercialmente disponíveis da Solvay. O isocianato modificado com uretano é preparado por procedimentos padrão, bem conhecidos daquele entendido no assunto, e tal como divulgado nas patentes U.S. nos 4.294.951, 4.555.562 ou 4.182.825. [020] O isocianato modificado com uretano é reagido com uma composição reativa a isocianato particular, de maneira a prover o elastômero de poliuretano. A composição reativa a isocianato é caracterizada por compreender três componentes. O primeiro componente reativo a isocianato é um policaprolactona poliol ou um policaprolactona-poliéter copolimero poliol tendo um peso molecular maior que 1000 Daltons, preferivelmente na faixa de 1000 a 10000, mais preferivelmente de 1500 a 8000, e ainda mais preferivelmente de 2000 a 6000 Daltons. Enquanto um tal poliol possa ter uma funcionalidade média na faixa de 2 a 4, preferidos são aqueles com uma funcionalidade de 2 a 2,5. O segundo componente reativo a isocianato é um policaprolactona poliol ou poliéter poliol, que difere do primeiro componente reativo a isocianato, tendo um peso molecular de 300 a 1000, preferivelmente na faixa de 300 a 900 e mais preferivelmente de 300 a 600 Daltons. Enquanto um tal poliol possa ter uma funcionalidade média na faixa de 2 a 4, preferidos são aqueles que tenham uma funcionalidade de 2 a 2,5. O terceiro componente é um agente extensor de cadeia alifático de peso molecular menor que 300 Daltons e que seja um diol tendo de 2 a 16, preferivelmente de 2 a 6, mais preferivelmente de 2 a 4 átomos de carbono. Ilustrativos de tais dióis são etileno glicol, propileno glicol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, e 1,6-hexanodiol; preferido é o 1,4-butanodiol. Para o propósito de preparar um elastômero de poliuretano fundido, é preferido o uso de um agente extensor de cadeia de diol alifático ao invés de um extensor de amina, tal como etileno diamina, devido a considerações de reatividade. Tais agentes de amina têm maior utilidade quando se pretendendo preparar um elastômero de poliuretano em spray. [021] Para prover as desejadas características de desempenho, incluindo a resiliência, claridade ótica e resistência à abrasão, os componentes reativos a isocianato conforme descritos acima estarão presentes em quantidades definidas (em termos de razões molares). O primeiro componente estará presente na quantidade de 5 a 50, preferivelmente de 10 a 40, e mais preferivelmente de 25 a 35 moles. O segundo componente estará presente na quantidade de 5 a 40, preferivelmente de 10 a 30, e mais preferivelmente de 15 a 25 moles. O terceiro componente estará presente na quantidade de 30 a 90, preferivelmente de 40 a 80, e mais preferivelmente de 50 a 70 moles. Os inventores escolheram expressar as quantidades relativas em moles de material uma vez que estas permitem uma caracterização correta da mistura ou composição quando ocorrer uma variância em peso molecular e funcionalidade dos materiais e sua subseqüente estequiometria de reação com o isocianato. O uso do primeiro, segundo e terceiro componentes aqui para o propósito de distinguir três dos componentes necessários na composição reativa a isocianato não é usado para indicar uma ordem particular de adição de reagentes, etc.. [022] Adicionalmente aos componentes acima mencionados, a composição reativa a isocianato também poderá conter catalisadores, tensoativos, e outros aditivos comumente utilizados ao se preparar elastômeros de poliuretano. Catalisadores úteis incluem quaisquer daqueles conhecidos na técnica para este fim e misturas destes. Tais catalisadores incluem compostos de amina terciários ou compostos organometálicos baseados em metais tais como estanho ou titânio. Um catalisador preferido para uso aqui é o FORMREZmr UL-32 entendido como sendo um dimercaptideo de dioctil estanho e está comercialmente disponível da Crompton Corporation. A quantidade de catalisador empregada na mistura reagente, quando presente, normalmente variará de 0,001 a 1 por cento em peso e preferivelmente de 0,005a 0,2 por cento em peso, em peso da mistura reativa a isocianato. [023] Diversos outros aditivos também poderão estar presentes quando preparando o elastômero de poliuretano desta invenção, por exemplo, plastificantes, tais como ftalato de dioctila e fosfato de tributoxietila, que pode ser adicionado para baixar custos e/ou para modificar as propriedades físicas do elastômero. Corantes também poderão ser adicionados para cor, contanto que não sejam detrimentais ao desejado índice de claridade do elastômero resultante. Adicionalmente, pigmentos, antioxidantes, estabilizantes de UV, e similares, também poderão ser adicionados em quantidades costumeiras. Salvo se desejando um elastômero de densidade reduzida, substâncias que atuem na capacidade de agentes de sopro químicos, por exemplo, água ou físicos normalmente estarão ausentes ou limitados a estarem presentes em quantidades vestígio, tais como poderão ser inerentes aos materiais de partida. [024] O isocianato modificado com uretano e os acima descritos componentes/composições reativos a isocianato são juntados em proporções tais a proverem para um índice de reação de isocianato de 80 a 120, preferivelmente de 90 a 110, ainda mais preferivelmente de 95 a 105. Um índice de reação de isocianato de 100 corresponde a um equivalente de isocianato reagindo com um equivalente de material reativo a isocianato. Operando com índices fora desta faixa geralmente não proverá o elastômero de poliuretano exibindo as desejadas propriedades físicas. [025] O elastômero de poliuretano da presente invenção é útil em uma variedade de aplicações que possam tirar vantagem das boas características de claridade, resiliência e resistência à abrasão oferecidas pelo elastômero. O elastômero desta invenção encontra utilidade particular na manufatura de artigos de poliuretano fundidos que sejam suscetíveis à acumulação de calor por atrito quando em uso, tais como, por exemplo, almofadas de polimento, sapatos e objetos rolantes, tais como roletes e rodas. O elastômero da presente invenção, baseado em componentes de policaprolactona, é eminentemente adequado para a manufatura de elastômeros de poliuretano fundidos, tais como rodas que podem ser encontradas em artigos esportivos incluindo skates e patins, onde suas propriedades devam ser preferidas, ao invés de sistemas baseados em poliéter-polióis tradicionais. [026] Os seguintes exemplos são dados para ilustrar a invenção, e não devem ser interpretados de nenhuma maneira como limitativos. Salvo observação em contrário, todas as partes e percentagens são em peso. Os materiais usados nos exemplos são descritos conforme segue: [027] Isocianato A: isocianato de especialidade VORANATEmr M125, uma mistura comercial de 4,4'- e 2,4'-MDI a uma razão de 98:2, comercialmente disponível da The Dow Chemical Company. [028] Poliol A: polímero TONE 2241, um policaprolactona diol de peso molecular 2010, comercialmente disponível da The Dow Chemical Company. [029] Poliol B: polímero TONE 7241, um policaprolactona diol de peso molecular 2045, comercialmente disponível da The Dow Chemical Company. [030] Poliol C: um politetrametileno éter glicol tendo um peso molecular de 2032, comercialmente disponível como TERATHANEmr 2000 da DuPont. [031] Poliol D: polímero ΤΟΝΕ 32B8, um policaprolactona diol de peso molecular 400, comercialmente disponível da The Dow Chemical Company. [032] Poliol E: 1,4-butanodiol. [033] Poliol F: 1,8-octanodiol. [034] Poliol G: polímero TONE 0201, um policaprolactona diol de peso molecular 530, comercialmente disponível da The Dow Chemical Company.

Pré-polímero de Isocianato 1 [035] Um reator é carregado com 78 9 partes em peso de Isocianato A e pré-aquecido até 50°C. Ao isocianato aquecido é adicionado, em incrementos para evitar condições exotérmicas excedendo 85°C, um total de 1000 partes em peso de Poliol A. A mistura resultante é mantida a uma temperatura de cerca de 80°C sob nitrogênio com agitação lenta durante um período de cerca de 5 horas para levar a reação ao fim. Desta maneira, é obtido um pré-polímero que tem um teor de isocianato de 12,5 por cento.

Pré-polímero de Isocianato 2 [036] O pré-polímero 2 é sintetizado da mesma maneira que o pré-polímero 1 com a exceção de que o poliol A é integralmente substituído por 1000 partes de poliol B. O pré-polímero obtido tem um teor de NCO de 12,6 por cento. Pré-polímero de Isocianato 3 [037] O pré-polímero 3 é sintetizado da mesma maneira que o pré-polímero 1 com a exceção de que 375 partes de isocianato A são reagidas com um total de 1000 partes de poliol A. O pré-polímero resultante tem um teor de NCO de 6,0 por cento.

Pré-polímero de Isocianato 4 [038] O pré-polímero 4 é sintetizado da mesma maneira que o poliol A é substituído integralmente por 1000 partes de poliol C. O pré-polímero obtido tem um teor de NCO de 12,4 por cento.

Elastômero 1 [039] Uma composição reativa a isocianato é preparada compreendendo Poliol A (2,15 partes em peso); Poliol D (11,86 pep) ; e Poliol E (7,15 pep) . Isto corresponde a uma composição reativa a isocianato onde os três principais componentes estejam presentes em uma razão molar de 25:20:55. Adição presente está 0,02 pep do catalisadores FORMREZmr UL-32, comercialmente disponível da Crompton Corporation. [040] Um elastômero fundido é preparado contatando a composição reativa a isocianato descrita acima com 100 partes em peso de pré-polimero 1, ambos sendo pré-aquecidos até cerca de 65°C, usando um Flactek Speed Mixer operado a 2500 rpm durante 20 segundos. A mistura resultante é então despejada em um molde de botão por compressão pré-aquecido até 120°C. Após cerca de 10 minutos, o elastômero é desmoldado e subseqüentemente condicionado à temperatura ambiente durante 7 dias antes da medição das propriedades fisicas conforme reportada abaixo.

Dureza (ASTM D 2240) 72-73 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 58 por cento Resistência à abrasão (ASTM D 3389) 8mg/1000 ciclos índice de Claridade 100 [041] A claridade foi determinada medindo a habilidade de um observador tendo visão 20-20 (com ou sem lentes corretivas) para ler através de uma amostra com 5/8 de espessura do poliuretano provido nos exemplos 1-4 e exemplos comparativos 1-4. Letras maiusculas aleatórias Times New Roman tamanho 14 foram impressas em um papel branco comum. O indice de claridade é dado como o percentual de letras que podem ser acuradamente identificadas através da amostra de poliuretano vista a uma distância de 18 polegadas.

Elastômero 2 [042] O elastômero 2 foi preparado da mesma maneira conforme descrita para o elastômero 1, exceto que 100 partes em peso de pré-polimero 3 são reagidas com uma composição reativa a isocianato que compreende Poliol A (18 partes em peso), Poliol D (1,9 pep) e poliol E (5,11 pep). Isto corresponde a uma composição reativa a isocianato onde os três componentes principais estejam presentes a uma razão molar que corresponde a 13:5:82. [043] O elastômero foi observado como tendo as seguintes propriedades fisicas: Dureza (ASTM D 2240) 75-76 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 70 por cento Resistência à abrasão (ASTM D 3389) 6mg/1000 ciclos índice de Claridade 100 Elastômero 3 [044] O elastômero 3 foi preparado da mesma maneira conforme descrita para o elastômero 1, exceto que 100 partes em peso de pré-polimero 2 são reagidas com uma composição reativa a isocianato que compreende Poliol B (74,35 partes em peso), Poliol D (11,63 pep)e poliol E (7,20 pep). Isto corresponde a uma composição reativa a isocianato onde os três componentes principais estejam presentes a uma razão molar que corresponde a 25:20:55. [045] O elastômero foi observado como tendo as seguintes propriedades fisicas: Dureza (ASTM D 2240) 76-77 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 72 por cento Resistência à abrasão (ASTM D 3389) 5 mg/1000 ciclos índice de Claridade 100 Elastômero 4 [046] O elastômero 4 foi preparado da mesma maneira conforme descrita para o elastômero 1, exceto que 100 partes em peso de pré-polimero 2 são reagidas com uma composição reativa a isocianato que compreende Poliol B (89,22 partes em peso), Poliol D (11,63 pep) e poliol E (6,54 pep). Isto corresponde a uma composição reativa a isocianato onde os três componentes principais estejam presentes a uma razão molar que corresponde a 30:20:50. [047] O elastômero foi observado como tendo as seguintes propriedades fisicas: Dureza (ASTM D 2240) 72-73 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 74 por cento Resistência à abrasão (ASTM D 3389) 7 mg/1000 ciclos índice de Claridade 100 Elastômero 5 [048] O elastômero 5 foi preparado da mesma maneira conforme descrita para o elastômero 1, exceto que 100 partes em peso de pré-polimero 2 são reagidas com uma composição reativa a isocianato que compreende Poliol C (73,88 partes em peso), Poliol D (11,63 pep) e poliol E (7,2 pep) . Isto corresponde a uma composição reativa a isocianato onde os três componentes principais estejam presentes a uma razão molar que corresponde a 30:20:55. [049] O elastômero foi observado como tendo as seguintes propriedades fisicas: Dureza (ASTM D 2240) 72-73 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 74 por cento índice de Claridade 100 Elastômero Comparativo A [050] O elastômero comparativo A foi preparado da mesma maneira conforme descrita para o elastômero 1, exceto que 100 partes em peso de pré-polimero 1 são reagidas com uma composição reativa a isocianato que compreende Poliol A (87,04 partes em peso), e poliol E (9,09 pep). O poliol D está ausente da composição reativa a isocianato. Isto representa uma composição reativa a isocianato onde os três componentes principais estejam presentes a uma razão molar que corresponde a 30:0:70. [051] O elastômero foi observado como tendo as seguintes propriedades fisicas: Dureza (ASTM D 2240) 77 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 60 por cento índice de Claridade 0 Elastômero Comparativo B [052] O elastômero comparativo B foi preparado da mesma maneira conforme descrita para o elastômero 1, exceto que 100 partes em peso de pré-polimero 2 são reagidas com uma composição reativa a isocianato que compreende Poliol B (89,22 partes em peso), e poliol E (9,16 pep) . O poliol D está ausente da composição reativa a isocianato. Isto representa uma composição reativa a isocianato onde os três componentes principais estejam presentes a uma razão molar que corresponde a 30:0:70. [053] O elastômero foi observado como tendo as seguintes propriedades fisicas: Dureza (ASTM D 2240) 76 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 72 por cento índice de Claridade 0 Elastômero Comparativo C [054] O elastômero comparativo C foi preparado da mesma maneira conforme descrita para o elastômero 1, exceto que 100 partes em peso de pré-polimero 2 são reagidas com uma composição reativa a isocianato que compreende Poliol C (88,65 partes em peso), e poliol E (9,16 pep). O poliol D está ausente da composição reativa a isocianato. Isto representa uma composição reativa a isocianato onde os três componentes principais estejam presentes a uma razão molar que corresponde a 30:0:70. [055] O elastômero foi observado como tendo as seguintes propriedades fisicas: Dureza (ASTM D 2240) 76 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 72 por cento índice de Claridade 0 Elastômero Comparativo D [056] O elastômero comparativo D foi preparado da mesma maneira conforme descrita para o elastômero 1, exceto que 100 partes em peso de pré-polimero 4 (não obtido de um policaprolactama poliol) são reagidas com uma composição reativa a isocianato que compreende Poliol C (87,21 partes em peso), e poliol F (14,62 pep) . O poliol D está ausente da composição reativa a isocianato. Isto representa uma composição reativa a isocianato onde os três componentes principais estejam presentes a uma razão molar que corresponde a 30:0:70. [057] O elastômero foi observado como tendo as seguintes propriedades fisicas: Dureza (ASTM D 2240) 76 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 72 por cento Resistência à abrasão (ASTM D 3389) 20 mg/1000 ciclos índice de Claridade 100 [058] Conquanto uma boa resiliência e claridade são exibidas pelo elastômero obtido de um isocianato modificado com uretano baseado em um poliéter poliol, em contraste com um policaprolactona poliol, ele apresenta ima resistência à abrasão pobre.

Elastômero Comparativo E [059] O elastômero E é preparado conforme descrito na patente GB 1.256.900; onde uma composição reativa a isocianato contendo Poliol A (100 partes), Poliol G (13,1 partes), e Poliol E (7 partes) é primeiro preparado e levado a 30°C e então intimamente misturado com Isocianato A a 50°C. Após misturar durante 40 segundos (2500 rpm, Flatek Speed Mixer), a massa resultante é despejada em um molde de botão por compressão pré-aquecido até 125°C. Após cerca de 13 minutos, o elastômero é desmoldado e subseqüentemente condicionado à temperatura ambiente durante 7 dias antes da medição das propriedades fisicas conforme reportada abaixo. Dureza (ASTM D 2240) 75 Shore A

Rebote (ASTM D 2632) 50 por cento índice de Claridade 0 [060] O elastômero resultante, obtido por um procedimento sem pré-polimero, falhou em exibir o desejado grau de claridade ótica. A alegada transparência conforme reportada na patente GB 1.256.900 podería ter sido conseqüência da subseqüente extrusão deste elastômero termoplástico. [061] Conquanto a invenção tenha sido descrita em detalhe com referência a exemplos específicos da mesma, ficará aparente àquele entendido no assunto que diversas mudanças e modificações poderão ser feitas sem partir do espírito e da abrangência desta.

REVINDICAÇÕES

Claims

1. Elastômero de poliuretano, caracterizado pelo fato de possuir uma resiliência de pelo menos 50 por cento, medida de acordo com a norma ASTM D-2 632, e um indice de claridade de pelo menos 80 por cento obtido contatando sob condições formadoras de elastômero um isocianato modificado com uretano que seja o produto de reação de um poliisocianato aromático com um policaprolactona poliol; com componentes reativos a isocianato compreendendo: a) um policaprolactona poliol e/ou um caprolactona-éter copolimero poliol tendo um peso molecular médio de mais que 1000 Daltons; b) um policaprolactona poliol ou poliéter poliol tendo um peso molecular médio de menos que 1000 Daltons; e c) um agente extensor de cadeia alifático, que seja um diol tendo de 2 a 16 átomos de carbono.

2. Elastômero de poliuretano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o poliisocianato aromático compreender metileno difenilisocianato.

3. Elastômero de poliuretano, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o difenilisocianato de metileno compreender pelo menos 80 por cento em peso do isômero 4,4'-metileno difenilisocianato.

4. Elastômero de poliuretano, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o difenilisocianato de metileno compreender pelo menos 85 por cento em peso do isômero 4,4'-metileno difenilisocianato.

5. Elastômero de poliuretano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o isocianato modificado com uretano ter um teor de isocianato de 5 a 15 por cento em peso .

6. Elastômero de poliuretano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o isocianato modificado com uretano ser obtido pela reação de um poliisocianato aromático com um policaprolactona poliol e/ou um caprolactona-éter copolimero poliol tendo um peso molecular maior que 1000 Daltons.

7. Elastômero de poliuretano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o agente extensor de cadeia ser um diol ter de 2 a 16 átomos de carbono.

8. Elastômero de poliuretano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o componente reativo a isocianato (a) estar presente de 5 a 50 moles; o componente reativo a isocianato (b) estar presente de 5 a 40 moles; e o componente reativo a isocianato (c) estar presente de 30 a 90 moles.

9. Elastômero de poliuretano, caracterizado pelo fato de possuir uma resiliência de pelo menos 50 por cento, medida de acordo com a norma ASTM D-2 632, e um indice de claridade de pelo menos 80 por cento obtido contatando sob condições formadoras de elastômero um isocianato modificado com uretano que seja o produto de reação de um poliisocianato tendo um teor de isocianato de 5 a 15 por cento em peso que seja o produto de reação de um definilisocianato de metileno e compreenda pelo menos 80 por cento em peso do isômero difenilisocianato de 4,4'-metileno com um caprolactona-éter copolimero poliol com componentes reativos a isocianato compreendendo: a) um policaprolactona poliol e/ou um caprolactona-éter copolimero poliol tendo um peso molecular médio de mais que 1000 Daltons; b) um policaprolactona poliol ou poliéter poliol tendo um peso molecular médio de menos que 1000 Daltons; e c) um agente extensor de cadeia alifático, que seja um diol tendo de 2 a 16 átomos de carbono.

10. Artigo, caracterizado pelo fato de compreender um elastômero de poliuretano conforme definido na reivindicação 1 moldado ou conformado.

11. Artigo, caracterizado pelo fato de compreender um elastômero de poliuretano conforme definido na reivindicação 9.

12. Artigo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de ser uma roda.

13. Artigo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a roda ser uma roda de skate ou de patins.

14. Sistema bi-componente adequado para a preparação de elastômeros de poliuretano, quando submetido a condições de formação de elastômero, caracterizado pelo fato de compreender: a) como um componente, um isocianato modificado com uretano tendo um teor de isocianato de 5 a 15 por cento em peso obtido pela reação de um poliisocianato aromático com um policaprolactona poliol e/ou um caprolactona-éter copolimero poliol; e b) como outro componente, uma composição reativa a isocianato que compreende: i) um policaprolactona ou caprolactona-éter copolimero poliol tendo um peso molecular médio de mais que 1000 Daltons; ii) um policaprolactona poliol ou poliéter poliol tendo um peso molecular médio de menos que 1000 Daltons; e iii) um agente extensor de cadeia alifático, que seja um diol tendo de 2 a 16 átomos de carbono.

15.

Processo para preparar um elastômero de poliuretano fundido, possuindo uma resiliência de pelo menos 50 por cento, medida de acordo com a norma ASTM D-2632, e um índice de claridade de pelo menos cerca de 80 por cento, caracterizado pelo fato de ser obtido contatando sob condições formadoras de elastômero um isocianato modificado com uretano que seja o produto de um poliisocianato com um policaprolactona poliol; com uma composição reativa a isocianato que compreende: a) um policaprolactona ou caprolactona-éter copolímero poliol tendo um peso molecular médio de mais que 1000 Daltons; b) um policaprolactona poliol ou poliéter poliol tendo um peso molecular médio de menos que 1000 Daltons; e c) um agente extensor de cadeia alifático, que seja um diol tendo de 2 a 16 átomos de carbono, sendo que o isocianato modificado com uretano e a composição reativa a isocianato são juntados em proporções tais a prover um índice de reação de 80 a 120.