BRPI0707479B1 - Processo para a produção de um compósito de poliisocianurato, e, compósito reativo - Google Patents

Processo para a produção de um compósito de poliisocianurato, e, compósito reativo Download PDF

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Abstract

processo para a produção de um compósito de poliisocianurato, e, com1~ósjto reativo processo para a produção de um compósito de poliisocianurato, cujo processo é constituído da combinação de um poliisocianato, um poliol de poliéster e um catalisador de trimerização, com um material a ser ligado para formar um compósito reativo, e permitindo, em uma etapa seguinte, que este compósito reativo reaja em temperatura elevada, onde a quantidade da composição reativa aglutinante é de 1 - 60% em peso e a quantidade do material a ser ligado é de 40 - 99% em peso, ambos calculados com base na quantidade da composição aglutinante reativa mais a quantidade do material a ser ligado, onde a quantidade do poliisocianato e do poliol é tal que o índice é 150 - 10.000, caracterizado pelo fato do poliol ser um poliol tendo um peso equivalente médio de 100 - 2500 e um teor de oxietileno, pelo menos de 50% em peso. o compósito reativo é reivindicado também, juntamente com os compósitos obtidos deste processo e destes compósitos reativos.

Description

(54) Título: PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UM COMPÓSITO DE POLIISOCIANURATO, E, COMPÓSITO REATIVO (51) Int.CI.: C08G 18/02; C08G 18/48; C08G 18/79; C08G 18/22 (30) Prioridade Unionista: 21/02/2006 EP 06110206.7 (73) Titular(es): HUNTSMAN INTERNATIONAL LLC (72) Inventor(es): GERHARD JOZEF BLEYS; ERIC HUYGENS; STIJN ROEKAERTS; MARC VANDERVESSE; HANS GODELIEVE GUIDO VERBEKE “PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UM COMPÓSITO DE
POLIISOCIANURATO, E, COMPÓSITO REATIVO”
A invenção atual refere-se a um processo para a produção de um compósito de poliisocianurato, cujo processo é constituído da combinação de um poliisocianato, um poliol e um catalisador de trimerização, daqui por diante coletivamente referidos como composição aglutinante reativa, com um material, que deve ser ligado, para formar um compósito reativo, e permitindo em uma etapa seguinte que este compósito reativo reaja em temperatura elevada para formar o compósito de poliisocianurato.
A técnica relevante anterior é a WO 2006/008780, JP 58034832, JP 58-145431, JP 58-011529, JP 57-131276, US 4.129.697, US 4.126.742, EP 226176 e WO 05/072188. Operando o processo, nós descobrimos agora que a miscibilidade dos ingredientes da composição aglutinante reativa é grandemente melhorada se é utilizado um poliol especial ao invés daqueles usados na técnica anterior. Este poliol especial assegura ainda uma reação mais rápida e mais completa e produz um material compósito de poliisocianurato mais transparente, que tem excelentes propriedades de resistência a calor e a fogo. Com surpresa, embora o aglutinante reativo seja relativamente altamente reativo, o compósito reativo tem baixa reatividade.
Assim sendo, a invenção atual se refere a um processo para a produção de um compósito de poliisocianurato, cujo processo é constituído da combinação de um poliisocianato, um poliéter poliol e um catalisador de trimerização, estes três ingredientes sendo coletivamente referidos como composição aglutinante reativa, com um material que deve ser ligado (daqui por diante chamado material a ser ligado) para formar um compósito reativo, e permitindo, em uma etapa seguinte, que este compósito reativo reaja em temperatura elevada, onde a quantidade da composição aglutinante reativa é de 1 - 60% em peso e a quantidade do material a ser ligado é de 40 - 99% em peso, ambos calculados em relação à quantidade da composição aglutinante reativa mais a quantidade do material a ser ligado, e onde a quantidade do poliisocianato e do poliol é tal que o índice da composição aglutinante reativa é 150 - 10.000, caracterizado pelo fato do poliol ser um poliol tendo um peso médio equivalente de 100 - 2500, e um teor de oxietileno, pelo menos de 50% em peso.
A US 6.509.392 apresenta uma composição aglutinante composta de um componente de poliéter poliol, um componente de poliisocianato e um catalisador de trimerização. O aglutinante é utilizado para a produção de formas de fundição utilizando o processo a frio. O poliol especial não foi proposto. A EP 304005 apresenta um processo para a produção de artigos reforçados por fibras, utilizando um aglutinante que é composto de um poliisocianato, um poliéter poliol e um catalisador de trimerização. A EP 304005 não propõe o uso único de tais polióis tendo um alto teor de oxietileno. A quantidade de composição aglutinante reativa nos exemplos é mais de 90% em peso. A WO 04/111101 apresenta um processo para a preparação de um material de poliisocianurato poliuretano, através da reação de um difenilmetano diisocianato (MDI) e um poliol, tendo um alto teor de oxietileno (EO) e um teor elevado de hidroxila primária em um índice elevado na presença de um catalisador de trimerização. O processo é adequado para a produção de materiais reforçados, utilizando-se cargas e/ou fibras. Ingredientes opcionais, como aquelas cargas e/ou fibras, em geral são previamente misturados com os ingredientes de isocianato reativo.
A US 2002/0045690 apresenta um processo para a produção de compósitos de matriz de poliisocianurato reforçado através de pultrusão. Uma grande variedade de polióis tem sido proposta, e apesar de terem sido descritos polióis com um teor de oxietileno em tomo de 50%, os compostos não foram produzidos a partir dos mesmos.
Com surpresa, verificou-se que os compósitos reativos de acordo com a invenção permanecem estáveis durante um longo tempo, até que a temperatura é aumentada para 50°C ou maior, após o que a cura acontece muito rapidamente. Além disso, com surpresa, descobriu-se que o poliéter poliol com um teor elevado de oxietileno é capaz de produzir em um período relatívamente curto, sob condições idênticas, uma reação exotérmica que assegura uma temperatura na qual a reação do isocianato é iniciada facilmente enquanto um poliol com base em oxipropileno mostra um perfil de temperatura de reação que é insuficiente a este respeito e uma reação menos completa. Não tem sido dada atenção à WO 04/111101 ao uso de tal composição reativa como um aglutinante de grandes quantidades dos materiais a serem ligados e não tem sido dada nenhuma indicação em relação aos efeitos benéficos, conforme mencionado acima, que são obtidos pela formação de compósitos reativos dos mesmos.
Os compósitos de poliisocianurato mostram boas propriedades de estabilidade térmica, resistência à chama e fogo e um nível muito baixo de grupos residuais de NCO livre na análise de infravermelho. No contexto da invenção atual, os seguintes termos têm o seguinte significado:
1) índice de isocianato ou índice NCO ou índice:
A relação entre os grupos NCO e os átomos de hidrogênio reativos de isocianato dos polióis de poliéter tendo um peso equivalente de 100 - 2500 presentes em uma formulação, apresentado como uma percentagem:
ÍNCO1 x 100 (%) [ hidrogênio ativo]
Em outras palavras, o índice NCO expressa a percentagem de isocianato na realidade utilizada em uma formulação com relação à quantidade de isocianato teoricamente requerida para a reação, com a quantidade de hidrogênio reativo do isocianato dos referidos polióis de poliéter utilizados em uma formulação.
Deve-se observar que o índice de isocianato, conforme utilizado aqui, é considerado, do ponto de vista do processo real de polimerização, preparação do material envolvendo o isocianato e o poliéter poliol. Qualquer grupo isocianato consumido em uma etapa preliminar para produzir os poliisocianatos modificados (incluindo os derivados de isocianato referidos na técnica como pré-polímeros) não são levados em consideração no cálculo do índice de isocianato. Somente são levados em conta os grupos de isocianato livres e os hidrogênios livres reativos do isocianato (dos referidos polióis de poliéter) presentes no estágio real de polimerização.
2) A expressão átomos de hidrogênio reativos do isocianato conforme utilizada aqui para fins de cálculo do índice de isocianato, refere-se ao total de átomos de hidrogênio ativos nos grupos hidroxila presentes no poliéter poliol; isto significa que para fins de cálculo do índice de isocianato no processo real de polimerização, um grupo hidroxila é considerado como compreendendo um hidrogênio reativo.
3) A expressão poliisocianurato utilizada aqui refere-se a produtos celulares ou não celulares obtidos pela reação dos poliisocianatos e dos polióis de poliéter mencionados na presença de catalisadores de trimerização com um índice elevado, opcionalmente utilizando um agente de espumação, e especialmente inclui produtos celulares obtidos com água agindo como agente de espumação reativo (envolvendo uma reação da água com grupos de isocianato, produzindo ligações de uréia e dióxido de carbono e produzindo espumas de poliuréia-poliisocianurato-poliuretano).
4) O termo funcionalidade média nominal de hidroxila é utilizado aqui para indicar a funcionalidade média numérica (o número de grupos hidroxila por molécula) do poliol ou da composição de poliol, considerando-se que esta é a funcionalidade média numérica (número de átomos de hidrogênio ativo por molécula) do iniciador utilizado na sua preparação.
5) A palavra média refere-se à média numérica, a não ser que seja indicado de outra forma.
6) Catalisador de trimerização: um catalisador que aumenta a formação de grupos de poliisocianurato a partir de poliisocianatos.
O poliisocianato poderá ser escolhido de poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos e, de preferência, aromáticos, tais como tolueno diisocianato, na forma de seus isômeros 2, 4 e 2,6 e misturas dos mesmos, difenilmetano diisocianatos e variantes dos mesmos, e misturas de difenilmetano diisocianato (MDI) e oligômeros dos mesmos tendo uma funcionalidade de isocianato maior do que 2, conhecida na técnica como MDI polimérico ou cru (polimetileno polifenileno poliisocianatos). Misturas de tolueno diisocianato, difenilmetano diisocianato e/ou polimetileno polifenileno poliisocianatos poderão também ser utilizados.
De preferência, o poliisocianato consiste de a) 70 - 100%, e mais de preferência, 80 - 100% em peso de difenilmetano diisocianato, compreendendo pelo menos 40%, de preferência, pelo menos 60%, e mais de preferência, pelo menos 85% em peso de 4,4'-difenilmetano diisocianato e/ou uma variante do referido difenilmetano diisocianato, cuja variante tem um valor NCO pelo menos de 20% em peso (poliisocianato a), e b) 30 - 0%, e mais de preferência, 20 - 0% em peso de outro poliisocianato (poliisocianato
b).
De preferência, este poliisocianato a) é escolhido de 1) um difenilmetano diisocianato composto pelo menos de 40%, de preferência, pelo menos 60%, e mais de preferência, pelo menos 85% em peso, de 4,4'difenilmetano diisocianato e as seguintes variantes preferidas de tal difenilmetano diisocianato: 2) uma variante modificada de carbodiimida e/ou uretonimina do poliisocianato 1), a variante tendo um valor NCO de 20% em peso ou mais; 3) uma variante modificada de uretano do poliisocianato 1), a variante tendo um valor NCO de 20% em peso ou mais, e sendo o produto da reação de um excesso de poliisocianato 1) e de um poliol tendo em uma funcionalidade média nominal de hidroxila de 2 - 4 e um peso molecular médio no máximo de 1000; 4) um pré-polímero tendo um valor NCO de 20% em peso ou mais que é o produto da reação de um excesso de qualquer dos poliisocianatos mencionados anteriormente 1-3) e de um poliol tendo uma funcionalidade média nominal de 2 - 6, um peso molecular médio de 2000 12.000 e de preferência, um valor de hidroxila de 15 a 60 mg de KOH/g, e 5) misturas de quaisquer dos poliisocianatos mencionados anteriormente. Os poliisocianatos 1) e 2) e misturas dos mesmos são preferidos.
O poliisocianato 1) é composto pelo menos de 40% em peso de 4,4'-MDI. Tais poliisocianato são conhecidos na técnica e incluem 4,4'MDI puro e misturas isoméricas de 4,4'-MDI e até 60% em peso de 2,4'-MDI e 2,2'-MDI. Deve-se notar que a quantidade de 2,2'-MDI nas misturas isoméricas está em um nível de impurezas que em geral não excede a 2% em peso, o restante sendo 4,4'-MDI e 2,4'-MDI. Os poliisocianatos conforme estes são conhecidos na técnica, são disponíveis comercialmente; por exemplo, Suprasec® 1306 ex Huntsman. As variantes modificadas de carbodiimida e/ou uretonimina do poliisocianato 1) acima também são conhecidas na técnica e são disponíveis comercialmente; por exemplo, a Suprasec 2020, ex Huntsman.
As variantes modificadas de uretano do poliisocianato 1) acima também são conhecidas na técnica, ver, por exemplo, o livro de poliuretanos da ICI por G. Woods, 1990, segunda edição, páginas 32 - 35.Os pré-polímeros de poliisocianato 1) mencionados anteriormente tendo um valor NCO de 20% em peso ou mais também são conhecidos na técnica. De preferência, o poliol usado para a produção destes pré-polímeros é escolhido de polióis de poliéster e polióis de poliéter, e especialmente de polióis de polioxietileno polioxipropileno tendo uma funcionalidade nominal média de 2 - 4, um peso molecular médio de 2500 - 8000, e de preferência, um valor de hidroxila de 15 - 60 mg de KOH/g, e de preferência, um teor de oxietileno de
- 25% em peso, cujos oxietileno, de preferência, está no final da cadeia do polímero, ou um teor de oxietileno de 50 - 90% em peso, cujo oxietileno, de preferência, é distribuído aleatoriamente sobre as cadeias do polímero.
Misturas dos poliisocianatos mencionados anteriormente 5 também poderão ser utilizadas, ver, por exemplo, o livro de poliuretanos da ICI por G. Woods, 1990, segunda edição, páginas 32 -35. Um exemplo de tal poliisocianato disponível comercialmente é o Suprasec 2021 ex Huntsman.
O outro poliisocianato b) poderá ser escolhido de poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos e, de preferência, aromáticos, tais como tolueno diisocianato na forma dos seus isômeros 2,4 e 2,6 e misturas dos mesmos, e oligômeros de difenilmetano diisocianato (MDI) tendo uma funcionalidade de isocianato maior do que 2. São conhecidas na técnica misturas de MDI e destes oligômeros como MDI polimérico ou cru (poliisocianatos de polimetileno polifenileno). Misturas de tolueno diisocianato e de polimetileno polifenileno poliisocianatos também poderão ser utilizadas.
Quando são utilizados poliisocianatos que têm uma funcionalidade NCO de mais de 2, a quantidade de tais poliisocianatos utilizada é tal que a funcionalidade média NCO do poliisocianato total usado na invenção atual, de preferência, é 2,0 - 2,2. Os poliisocianatos utilizados na invenção atual, de preferência, são líquidos a 25°C.
O poliéter poliol utilizado tem um peso médio equivalente de 100 - 2.500, um teor de oxietileno pelo menos de 50, e de preferência, pelo menos 65% em peso (sobre o peso dos poliéter poliol) e de preferência, um teor de grupos hidroxila primários pelo menos de 40%, e mais de preferência, pelo menos de 65% (calculado em relação ao número de grupos hidroxila primários e secundários) e de preferência, uma funcionalidade média nominal de hidroxila de 2 - 8, e mais de preferência, de 2 - 4. Eles poderão conter outros grupos oxialquileno, como oxipropileno e/ou oxibutileno.
Poderão ser utilizadas misturas destes polióis. De preferência, não é utilizado nenhum outro poliol ou outro compósito reativo de isocianato tendo um peso médio equivalente de 100- 2500. Tais polióis são conhecidos na técnica e são disponíveis comercialmente; exemplos são Caradol® 3602 da
Shell, Daltocel® F526, F442, F444 e F555 e Jeffox® WL 440 e WL 1400 da Huntsman.
Qualquer composto que catalise a reação de trimerização de isocianato (formação de isocianato) pode ser utilizada como o catalisador de trimerização no processo de acordo com a invenção atual, como aminas terciárias, triazinas, e mais de preferência, catalisadores de trimerização de sal metálico.
Exemplos de catalisadores de trimerização de sal metálico adequados, são sais alcalino metálicos de ácidos carboxílicos orgânicos. Os metais alcalinos preferidos são potássio e sódio, e os ácidos carboxílicos preferidos são ácido acético e ácido 2-etilexanóico.
Os catalisadores de trimerização de sal metálico mais preferidos são o acetato de potássio (disponível comercialmente como Polycat da Air Products e o catalisador LB da Huntsman e 2-etilexanoato de potássio (disponível comercialmente como Danco Kl5 da Air Products). Dois ou mais catalisadores de trimerização diferentes podem ser utilizados no processo da invenção atual. O catalisador de trimerização de sal metálico, geralmente é utilizado em uma quantidade de 0,01- 5% em peso, com base no peso do poliisocianato e do poliéter poliol, de preferência, 0,05- 3% em peso. Pode ocorrer que o poliisocianato e/ou o poliol utilizados no processo de acordo com a invenção atual ainda contêm o sal metálico da sua preparação que então poderá ser utilizado como o catalisador de trimerização ou como parte do catalisador de trimerização.
As quantidades relativas de poliisocianato e do poliéter poliol tendo um peso médio equivalente de 100 - 2500 são tais que o índice é 150 10.000, e de preferência, 250 - 9000.
O poliisocianato, o poliéter poliol e o catalisador de trimerização poderão ser combinados com o material a ser ligado em qualquer ordem. De preferência, o poliisocianato é combinado com o material a ser ligado antes ou em conjunto com o poliéter poliol, o catalisador de trimerização tendo sido adicionado no poliisocianato, no poliol ou em ambos. Mais de preferência, o poliisocianato, o poliol e o catalisador de trimerização são combinados em uma etapa inicial para formar uma composição aglutinante reativa, a qual, em uma etapa seguinte, é combinada com o material a ser ligado. A preparação da composição aglutinante reativa poderá ser feita combinando-se e misturando-se o poliisocianato, o poliéter poliol e o catalisador em qualquer ordem, de preferência, em uma temperatura inicial entre 5°C e 40°C, e mais de preferência, entre 10°C e 30°C. De preferência, o poliol e o catalisador são combinados e misturados primeiramente, seguido pela combinação e mistura com o poliisocianato. A combinação e mistura dos ingredientes para a composição aglutinante reativa, geralmente é conduzida na pressão ambiente e durante um tempo e com um equipamento que assegure uma mistura apropriada. Em geral, a mistura com um misturador tradicional durante 5 segundos até 5 minutos será suficiente para se obter isto. Conforme mencionado anteriormente, o catalisador poderá já estar presente no poliisocianato e/ou no poliéter poliol em uma quantidade suficiente. Naquele caso, somente o poliisocianato e o poliéter poliol necessitam ser combinados e misturados.
Esta composição aglutinante reativa é posteriormente combinada com um material a ser ligado para formar um compósito reativo.
Com surpresa, este compósito reativo tem uma baixa reatividade nas condições do meio ambiente; ele poderá ser estocado em temperaturas mais baixas.
O material a ser ligado poderá ser de qualquer tamanho e formato. Os materiais a serem ligados, de preferência, são materiais sólidos na temperatura ambiente. Exemplos de materiais que poderíam ser utilizados são:
- lascas de madeira, pó de madeira, flocos de madeira, chapas de madeira;
- papel e papelão, ambos cortados em tiras ou em camadas;
- areia, vermiculita, argila, cimento e outros silicatos;
borracha moída, termoplásticos moídos, materiais termocurados moídos;
- favos de mel de qualquer material, como papelão, alumínio, madeira e plásticos;
- partículas e chapas metálicas;
- cortiça na forma de particulados ou em camadas;
- fibras naturais, tais como fibras de linho, cânhamo e sisal;
- fibras sintéticas, como poliamida, poliolefina, poliaramida, poliéster e fibras de carbono;
- fibras minerais, como fibras de vidro e fibras de lã de rocha;
- cargas minerais, como BASO4 e CaCCh;
- nanopartículas, como argilas, óxidos inorgânicos e carbonos;
- grânulos de vidro, vidro moído, grânulos de vidro ocos;
- grânulos expandidos ou expansíveis, como grânulos Expancel® ou microesferas semelhantes;
- rejeitos não tratados ou tratados, tais como, moídos, triturados, esmagados ou rejeito moído e especialmente cinzas;
- têxteis tecidos e não tecidos; e
- combinações de dois ou mais destes materiais.
A combinação da composição aglutinante reativa e do material a ser ligado, de preferência, é conduzida em uma temperatura inicial de 540°C e na pressão ambiente e poderá ser conduzida através de revestimento, impregnação, laminação, adição, amassamento, calandragem, extrusão, mistura e aspersão da composição aglutinante e combinações das mesmas e/ou qualquer outro meio adequado que assegure um contato intenso entre a composição aglutinante reativa e o material a ser ligado.
A quantidade de composição aglutinante reativa é 1- 60, e de preferência, 1- 40% em peso e a quantidade de material a ser ligado é de 40 99 e de preferência, 60 - 99% em peso, ambos calculados sobre a quantidade da composição aglutinante reativa mais a quantidade de material a ser ligado.
Com surpresa, descobriu-se que o compósito reativo é relativamente estável na temperatura ambiente em temperaturas mais baixas. Descobriu-se que ele dificilmente reage na temperatura ambiente e podería ainda ser manipulado depois de cerca de 8h se resfriado, mesmo após períodos mais longos. Assim sendo, a invenção atual se refere ainda a um compósito reativo que é uma combinação de 1- 60% em peso de uma composição aglutinante reativa e 40 - 99% em peso de um material a ser ligado, ambos calculados sobre a quantidade desta composição e deste material, onde a composição é constituída de um poliisocianato, um poliéter poliol e um catalisador de trimerização, onde a quantidade de poliisocianato e do poliol é tal que o índice da composição aglutinante é 150 - 10.000, caracterizado pelo fato do poliol ser um poliol tendo um peso médio equivalente de 100 - 2500 e um teor de oxietileno pelo menos de 50% em peso. De preferência, este compósito reativo é mantido em uma temperatura de -50°C a 10°C e mais de preferência de -30°C a 0°C.
Opcionalmente, poderão ser utilizados ingredientes adicionais no processo, como agentes de sopro, por exemplo água e pentano, catalisadores aumentando a formação de ligações de uretano tais como catalisadores de estanho, como o octoato de estanho e dibutilestanhodilaurato, catalisadores de amina terciária como trietilenodiamina e imidazóis, como dimetilimidazol, e outros catalisadores, como maleato ésteres e acetato ésteres; tensoativos; retardantes de fogo; e eliminadores de fumaça; estabilizantes de UV; corantes; inibidores microbianos; opacificantes e agentes internos de liberação de molde.
Poderão ainda ser utilizados outros extensores de cadeia reativos com isocianato e reticuladores tendo um peso médio equivalente inferior a 100, como etileno glicol, dietileno glicol, propileno glicol, dipropileno glicol, butano diol, hexano diol, glicerol, trimetilol propano, sacarose e sorbitol. Estes extensores de cadeia e reticuladores, de preferência, não são utilizados ou o são somente até o ponto em que são necessários, em vista do fato dos graus comerciais de catalisadores poderem conter tais extensores de cadeia e/ou reticuladores. Se utilizados, estes extensores de cadeia e/ou reticuladores não são levados em consideração no cálculo do índice mencionado anteriormente: deve-se utilizar mais poliisocianato para compensar os hidrogênios ativos nestes extensores de cadeia e reticuladores.
Os ingredientes opcionais poderão ser adicionados em quaisquer dos ingredientes usados no processo da invenção atual e/ou composição aglutinante reativa e/ou compósito reativo.
Os ingredientes opcionais, de preferência, são adicionados no poliéter poliol ou na composição aglutinante reativa. Os ingredientes opcionais são utilizados em pequenas quantidades. A quantidade total, geralmente não excede a 10% em peso do compósito reativo, e de preferência, menos de 5, e mais de preferência, menos de 2% em peso do compósito reativo.
Tão logo o compósito reativo foi preparado, a temperatura foi elevada; o compósito reativo é deixado reagir em uma temperatura entre 50°C e 200°C, e de preferência, entre 80°C e 150°C. Esta reação normalmente leva entre 10 segundos e 1 hora, e de preferência, entre 15 segundos e 30 minutos. O processo poderá ser conduzido na pressão ambiente, mas de preferência, é conduzido em pressão elevada, de preferência, em uma pressão de 0,1 -100
MPa acima da pressão atmosférica, como em um molde ou em um laminador.
A composição reativa poderá ser feita fora do molde e posteriormente ser colocada no molde, seguido pelo fechamento e aquecimento do molde e deixando o compósito reativo reagir para formar o compósito de poliisocianurato. Altemativamente, o compósito reativo poderá ser feito no molde combinando-se a composição aglutinante reativa e o material a ser ligado no molde para formar o compósito reativo e então fechar o molde e elevar a temperatura ou elevar a temperatura e fechar o molde.
O compósito reativo poderá ser aplicado sobre um revestimento, fora ou dentro do molde, ou poderá ser aplicada uma cobertura sobre o compósito reativo, ou ambos um revestimento e uma cobertura poderão ser aplicados, em cujo caso é obtido um composto sanduíche. O revestimento e a cobertura poderão ser do mesmo ou de materiais diferentes. O compósito reativo poderá ser aplicado sobre ambos os lados de um revestimento. Outra forma de produzir tais compostos com revestimento é aplicar o material a ser ligado sobre o revestimento, seguido da combinação da composição aglutinante reativa com o material a ser ligado, por exemplo, através de aspersão.
A moldagem poderá ser conduzida de acordo com um processo de moldagem em fundição, um processo de moldagem por compressão, um processo de moldagem por transferência de resina, especialmente aquele auxiliado por vácuo, um processo de infusão de resina, um processo de pré-preg e um processo de aplicação manual. O processo poderá ainda ser conduzido de acordo com um processo de extrusão ou de pultrusão. Poderá também ser aplicada a cura por microondas. O processo poderá ser conduzido em batelada, semi-continuamente ou continuamente.
A invenção atual é ilustrada com os seguintes exemplos.
Exemplo 1 partes em peso (pbw) de Suprasec 2015, um poliisocianato com base em MDI de acordo com a invenção atual, composto de cerca de
12% em peso de oligômeros tendo 3 ou mais grupos de isocianato, 10 partes em peso de Daltocel F526, um poliol de polioxietileno, e 0,3 pbw do catalisador LB, foram combinados e misturados na temperatura ambiente.
partes em peso da composição aglutinante reativa assim obtida foram combinadas e misturadas manualmente com 90 pbw do material a ser ligado na temperatura ambiente. Na tabela 1, são indicados os materiais usados a serem ligados.
O compósito reativo assim formado foi transferido para um molde (10 x 10 x 10 cm) o qual foi tratado com um agente externo de liberação de molde (o molde foi completamente cheio com o compósito reativo). A temperatura do molde era de 140°C.
O molde foi fechado e o compósito reativo foi deixado reagir durante 10 minutos.
Depois da abertura do molde, uma peça boa de compósito de poliisocianurato foi desmoldada.
Exemplo Tabela 1 Material a ser ligado
la areia
lb cimento
lc areia/cascalho (1/2, peso/peso)
ld fibra de madeira
le borracha granulada
lf material descartado de espuma PU rígida moída
Exemplo 2
Foi repetido o exemplo 1, com a condição de ser utilizado um molde tendo um comprimento e uma largura de 20,2 x 20,2 cm, que 1.260 g de um compósito reativo foi transferido para o molde, e a temperatura do molde era de 80°C e foi aplicada pressão para produzir uma espessura do material de 24,5 mm. Depois de 5 minutos, foi desmoldado um compósito de poliisocianurato bom.
O compósito reativo continha 65% em peso de cimento, 20% em peso de fibras pequenas de madeira, 5% em peso de pedaços de cortiça e 10% em peso de aglutinante reativo.
Exemplo 3
Foi repetido o exemplo 2, com a condição do compósito reativo conter 20% em peso de fibras pequenas de madeira, 70% em peso de cimento e 10% em peso de composição aglutinante reativa.
Exemplo 4
Um favo de mel de papelão tendo uma espessura de 7 mm em ambos os lados fornecido com uma manta de vidro de 200 g. A composição aglutinante reativa do exemplo 1 foi aspergida sobre ambas as mantas de vidro (200 g). O compósito reativo foi colocado em um molde (temperatura do molde de 80°C). Depois de um minuto do fechamento, foi desmoldado do molde um compósito de poliisocianurato bom.
Exemplo 5
Foram preparadas composições aglutinantes reativas através da mistura manual nas condições do meio ambiente de um poliisocianato, um poliol, e se necessário, um catalisador de trimerização, em tais quantidades que o índice da composição aglutinante reativa era de 675 e a carga de catalisador era a mesma. 40 partes em peso desta composição foram misturadas manualmente com 60 partes em peso de BaSCA sob condições do meio ambiente e foram deixadas em repouso.
Depois de 800 segundos, a temperatura da mistura era conforme indicado na tabela abaixo.
Tabela
T depois de 800 segundos,°C
MDI poliol-EO 104
MDI polimérico poliol - EO 48
MDI poliol - PO 29
MDI polimérico poliol - PO 27
Produtos químicos utilizados:
Poliol-EO: Daltocel F526, ex Huntsman (contendo catalisador de trimerização suficiente)
Poliol-PO: Daltolac® R521, ex Huntsman
5 MDI: Suprasec 2015, ex Huntsman
MDI polimérico: Suprasec 5025, ex Huntsman (a quantidade de
oligômeros tendo 3 ou mais grupos de isocianato é em tomo de 58% em peso).
Catalisador de trimerização: catalisador LB; foi adicionado no poliol-PO 10 em tal quantidade que o nível de catalisador era o mesmo dos sistemas EO.

Claims (17)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Processo para a produção de um compósito de poliisocianurato compreendendo a combinação de um poliisocianato, um poliéter poliol e um catalisador de trimerização, estes três ingredientes
    5 coletivamente sendo referidos como composição aglutinante reativa, com um material a ser ligado, para formar um compósito reativo, e permitindo, em uma etapa seguinte, que este compósito reativo reaja em uma temperatura elevada, onde a quantidade da composição aglutinante reativa é de 1 - 60% em peso e a quantidade do material a ser ligado é de 40 - 99% em peso,
    10 ambos calculados em relação à quantidade da composição aglutinante reativa mais a quantidade do material a ser ligado, e onde a quantidade de poliisocianato e de poliol é tal que o índice da composição aglutinante reativa é 150 - 10.000, caracterizado pelo fato de que o poliol é um poliol tendo um peso equivalente médio de 100 - 2500 e um teor de oxietileno pelo menos de
    15 65% em peso.
  2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da reação do compósito reativo poder acontecer dentro de um molde.
  3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, 20 caracterizado pelo fato da combinação de poliisocianato, poliéter poliol, catalisador de trimerização e material a ser ligado, ser feita em uma temperatura inicial entre 5°C e 40°C.
  4. 4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato do compósito reativo poder ser reagido em uma
    25 temperatura entre 50°C e 200°C.
  5. 5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato da quantidade de catalisador de trimerização ser 0,01-5% em peso, calculado sobre a quantidade utilizada de poliisocianato e de poliol.
    Petição 870170060860, de 21/08/2017, pág. 14/17
  6. 6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato do poliisocianato consistir de a) 70 -100% em peso de difenilmetano diisocianato compreendendo pelo menos de 40% em peso de 4,4'-difenilmetano diisocianato e/ou uma variante do referido
    5 difenilmetano diisocianato, cuja variante tem um valor NCO pelo menos de 20% em peso e b) 30 - 0% em peso de outro poliisocianato.
  7. 7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato do poliéter poliol ter um teor de grupo hidroxila primário pelo menos de 40%.
    10
  8. 8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato do compósito reativo poder ser reagido em uma temperatura entre 80°C e 150°C.
  9. 9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato da quantidade de composição aglutinante reativa
    15 ser de 1- 40% em peso e a quantidade do material a ser ligado ser de 60-99% em peso, ambos calculados com base em uma quantidade da composição aglutinante reativa mais a quantidade do material a ser ligado.
  10. 10. Compósito reativo que é uma combinação de 1-60% em peso de uma composição aglutinante reativa e 40-99% em peso de um
    20 material a ser ligado, e de ambas as composições serem calculadas com base na quantidade desta composição deste material, onde a composição é constituída de um poliisocianato, um poliéter poliol e um catalisador de trimerização, onde a quantidade de poliisocianato e de poliol é tal que o índice na composição aglutinante é de 150 - 10.000, caracterizado pelo fato de que o
    25 poliol é um poliol tendo um peso equivalente médio de 100- 2500 e um teor de oxietileno pelo menos de 65% em peso.
  11. 11. Compósito reativo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato da quantidade de catalisador de trimerização ser de 0,01-5% em peso, calculado sobre a quantidade utilizada de poliisocianato e
    Petição 870170060860, de 21/08/2017, pág. 15/17 de poliol.
  12. 12. Compósito reativo de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato do poliisocianato consistir de a) 70 - 100% em peso de difenilmetano diisocianato, compreendendo pelo menos de 40% em
    5 peso de 4,4'-difenilmetano diisocianato e/ou uma variante do referido difenilmetano diisocianato, cuja variante tem um valor NCO pelo menos de 20% em peso e b) 30 - 0 % em peso de outro poliisocianato.
  13. 13. Compósito reativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato do poliéter poliol ter um teor
    10 de grupo hidroxila primário pelo menos de 40%.
  14. 14. Compósito reativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de ser mantido em uma temperatura de -50°C a 10°C.
  15. 15. Compósito reativo de acordo com qualquer uma das 15 reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de ser mantido em uma temperatura de -30°C a 0°C.
  16. 16. Compósito reativo de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato da quantidade de composição aglutinante reativa ser de 1-40% em peso, e a quantidade de material a ser
    20 ligado ser de 60-99% em peso, ambas calculadas em relação à quantidade da composição aglutinante reativa mais a quantidade de material a ser ligado.
  17. 17. Compósito, caracterizado pelo fato de ser preparado de acordo com o processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
    25 18. Compósito, caracterizado pelo fato de ser preparado a partir do compósito reativo como definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 16.
    Petição 870170060860, de 21/08/2017, pág. 16/17
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