BRPI0715694A2 - emprego de soluÇÕes aquosas estabilizadoras de espumas macias quentes de poliuretano, de baixa viscosidade, contendo polietersiloxanos na preparaÇço de espumas macias quentes de poliuretano - Google Patents

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Abstract

EMPREGO DE SOLUÇÕES AQUOSAS ESTABILIZADORAS DE ESPUMAS MACIAS QUENTES DE POLIURETANO, DE BAIXA VISCOSIDADE,CONTENDO POLIETERSILOXANOS NA PREPARAÇçO DE ESPUMAS MACIAS QUENTES DE POLIURETANO. A invenção refere-se a uma solução estabilizadora, aquosa e de baixa viscosidade, de espuma macia quente de poliuretano, empregável para a preparação de espumas macias quentes de poliuretano, sendo que a solução abrange os seguintes componentes:maio ou igual 40% até menor ou igual 70% em peso de polietersiloxano, maior ou igual 0,5% até menor ou igual 20% em peso de agente tensoativo orgânico, maior ou igual 10% em peso de águaaditivos solventes orgânicos, sendo que o polietersiloxano apresenta a fórmula (I): R1-Si(CH3)2O-[Si(CH3)(OSi(CH3)2R0)O-]u-[Si(OSi(CH3)2R0)2O-]v-[ Si(CH3)2O-]w-[SiCH3R2O-]x-[SiCH3R3O-]y-[SiCH3R4O]z-[SiR3R4 O]t-Si(CH3)2-R5 (I) sendo que R0=-O-[Si(CH3)2O-]w-[SiCH3R2O-]x-[SiCH3R3O-]y-[SiCH3R4O]z-Si (CH3)2-R5; R1, R2, R3, R4 e R5 iguais ou diferentes uns dos outros representam respectivamente radical aquila ou arila de 1 até 12 átomos de carbono ou respectivamente -Ch2-R6 ou -CH2-CH2-R6 ou óxido de polialquileno-poliéter de fórmula (II).......

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "EMPREGO DE SOLUÇÕES AQUOSAS ESTABILIZADORAS DE ESPUMAS MACIAS QUENTES DE POLIURETANO, DE BAIXA VISCOSIDADE, CONTENDO POLIETERSILOXANOS NA PREPARAÇÃO DE ESPUMAS MACIAS QUENTES DE POLIURETANO".
A presente invenção refere-se a soluções estabilizadoras de es- puma de poliuretano, aquosas, de baixa viscosidade, contendo polietersilo- xanos e seu emprego na preparação de espumas de poliuretano macias quentes, assim como as espumas macias quentes de poliuretano prepara- das por meio da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliure- tano.
Espumas macias de poliuretano têm hoje diversos empregos para preparação de colchões, estofados de móveis, ou assentos de automó- veis. Sua preparação ocorre por reação de isocianatos com polióis. Estabili- zadores de espuma servem, na preparação de espumas macias quentes de poliuretano, para estabilização da espuma a ser expandida. Sem esses es- tabilizadores a tensão superficial da mistura de reação na preparação de espumas macias quentes de poliuretano é muito elevada, de modo que a espuma macia quente de poliuretano na preparação seria colapsada. Para estabilização de espumas macias quentes de poliuretano
são empregadas sobretudo polietersiloxanos.
Na EP-A1 0 520 392 é descrita uma composição tensoativa para espumas de poliuretano, sendo que essa composição é uma mistura que abrange um componente A) com 99,98% em peso até 90% em peso de um poliéter siloxano tensoativo não hidrolisante, empregável na preparação de espumas macias de poliuretano usuais até agora, sendo que esse poliéter siloxano apresenta cadeias de siloxano com pelo menos 26 átomos de Si sem grupos terminais mascarados; e um componente B) com 0,02% em pe- so até 10% em peso de um sal de ácidos orgânicos com a fórmula geral AaMm; sendo que os dados em peso referem-se ao peso total do poliéter si- loxano e do sal do ácido orgânico.
Uma concentração muito alta do polietersiloxano na mistura de espuma estabilizadora leva usualmente a um aumento da viscosidade. A desvantagem é que uma elevada viscosidade prejudica um bom compor- tamento de escoamento da mistura estabilizadora de espuma no processa- mento. Uma outra desvantagem é que uma distribuição rápida e concomitan- temente homogênea de uma tal mistura estabilizadora de espuma é possível apenas insuficientemente na mistura de reação de espuma macia quente de poliuretano.
A alta viscosidade das misturas estabilizadoras de espuma con- tendo polietersiloxano é desvantajosa particularmente na preparação da es- puma macia quente de poliuretano, já que ela dificulta o bombeamento na cabeça de misturação, ou mesmo o torna impossível. Como limite superior é tecnicamente prevista uma viscosidade de 5000 mPa-s. Por isso mistura-se tais misturas estabilizadoras de espuma com solventes orgânicos, como di- óis de baixo peso molecular por exemplo, etilenoglicol, dipropilenoglicol, ou dietilenoglicol. Parcialmente também são empregados poliéteres de cadeia curta, óleos vegetais, ou solventes técnicos, como carbonato de propileno ou compostos ftalato. A desvantagem de todos esses solventes é que é intro- duzida uma substância estranha na espuma macia quente de poliuretano, que não é propriamente necessária para sua preparação. Além disso, essas substâncias são mais ou menos agressivas ao meio ambiente e combustí- veis.
A tarefa da presente invenção é colocar à disposição uma mistu- ra estabilizadora de espuma contendo polietersiloxano de baixa viscosidade, em uma elevada concentração, que evita pelo menos uma das desvanta- gens previamente mencionadas.
A tarefa da presente invenção é solucionada por uma solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano, aquosa, de baixa viscosidade, empregável na preparação de espumas macias quentes de po- liuretano, caracterizada pelo fato de que a solução de espuma macia quente de poliuretano aquosa de baixa viscosidade abrange os seguintes compo- nentes:
> 40% em peso até < 70% em peso de polietersiloxano, £ 0,5% em peso até < 20% em peso de agente tensoativo orgânico,
> 10% em peso de água,
> 0% em peso de aditivo de solvente orgânico, onde o polietersiloxano tem a seguinte fórmula (I)
R1-Si(CH3)2O-[Si(CH3)(OSi(CH3)2R0)O-]u-[Si(OSi(CH3)2R0)2O-]v-[Si(CH3)2O-]w- [SiCH3R20-]x-[SiCH3R30-]y-[SiCH3R40]z-[SiR3R40]rSi(CH3)2-R5 (I) na qual
R0 = -0-[Si(CH3)20-]w-[SiCH3R20-]x-[SiCH3R30-]y-[SiCH3R40]z-
Si(CH3)2-R5,
R1, R2, R31 R4 e R5 = iguais ou diferentes uns dos outros representam res- pectivamente um radical alquila ou arila de 1 até 12 átomos de carbono ou respectivamente -CH2-R6 ou -CH2-CH2-R6 ou oxido de polialquileno-poliéter de fórmula (II)
-CmH2mO(C2H4O)a(C3H6O)b(C4H8O)c(C6H5-C2H3O)d(Ci2H24O)gR7 (II),
R6 = H, -C6H5, -CN, -alquila com Ci até C10, -CH-CH2O (anel epóxido), -alquil-OH, -aril-OH, -Cl, -OH1 -R8-O-R9, -R8-O-CO-R9 ou um membro em ponte divalente para um outro radical siloxano escolhido dos grupos alquile- no, -R8-O-R9-, -R8-COO-R9, - R8-O-R9-O-R8-, -R8-COO-R9-OOC-R8-, -R8- OOC-R9-COO-R8-,
R7 = H, radical alquila, radical acila, radical acetila ou radical arila, grupo al- quila ou grupo arila, uretano ou um membro em ponte divalente para um ou- tro radical siloxano escolhido do grupo alquileno, -R8-O-R9-, -R8-COO-R9, - R8-O-R9-O-R8-, -R8-COO-R9-OOC-R8-, -R8-OOC-R9-COO-R8-, R8 = alquila ou arila, R9 = alquila ou arila, u = 0 até 5, ν = O até 5, t = O até 15, w = 15 até 130, χ = O até 15, y = O até 15, ζ = O até 15, m = O até 4, a = > O até < 160, b = > 0 até < 140, c = > 0 até < 50, g = > 0 até < 50,
d = > 0 até < 50, sendo que a + b + c + d + g>10,
com a condição de que x + y + z + t>3, e que pelo menos um substituinte R1, R2, R3,
R4, R5 é um poliéter de acordo com a fórmula II, sendo que a fração em peso dos componentes mencionados é escolhida de tal forma que a fração em peso total dos componentes não ultrapassa 100% em peso, relativo à solu- ção estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano. O poliéter da fórmula II, tendo em vista a distribuição das unida-
des monoméricas na cadeia polimérica, pode ser modificado estatisticamen- te, em bloco, ou com um gradiente.
A fração de polietersiloxano na solução estabilizadora de espu- ma macia quente de poliuretano pode também ser composta de diversos polietersiloxanos de acordo com a fórmula I.
A fração em peso dos componentes anteriormente menciona- dos, quando nada diferente é indicado, é escolhida de tal forma que a fração em peso total dos componentes não ultrapassa 100% em peso relativo à solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano. Quando nada diferente é indicado, os dados em peso referem-se
ao peso total da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliure- tano.
Quando nada diferente é indicado, os respectivos componentes podem estar presentes individualmente ou como mistura. É até mesmo pre- ferido que o polietersiloxano se apresente como uma mistura. Igualmente pode ser preferido que o agente tensoativo se apresente como uma mistura tensoativa. Os compostos empregáveis de acordo com a invenção de polie- tersiloxano, agente tensoativo orgânico, água, aditivos orgânicos de solven- tes, assim como opcionalmente outros aditivos, são respectivamente diferen- tes uns dos outros. Por exemplo, os agentes tensoativos não abrangem ne- nhum polietersiloxano empregável de acordo com a fórmula I ou os aditivos de solvente orgânico não abrangem nenhum agente tensoativo orgânico e vice-versa.
Verificou-se, surpreendentemente, que as soluções estabilizado- ras de espumas macias quentes de poliuretano de acordo com a invenção, apresentam uma viscosidade visivelmente reduzida em comparação com as composições iguais de até agora, mas sem agente tensoativo.
As soluções estabilizadoras de espumas macias quentes de po- liuretano de acordo com a invenção podem conter de preferência > 10% em peso até < 60% em peso de água, especialmente > 15% em peso até < 59,5% em peso de água e > 0% em peso até < 20% em peso de aditivos de solventes orgânicos.
As soluções estabilizadoras de espuma macias quentes de poli- uretano de acordo com a invenção podem apresentar pelo menos 10%, de preferência pelo menos 20%, de preferência pelo menos 30%, ainda mais preferido pelo menos 40%, além de, de preferência, pelo menos 50% e mais preferentemente, pelo menos 60% de viscosidade mais baixa em compara- ção com as mesmas composições de até agora, mas sem o agente tensoati- vo.
É especialmente preferido quando a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano, aquosa, de baixa viscosidade, de a- cordo com a invenção, apresenta uma viscosidade de < 5000 mPa.s.
É ainda mais preferido quando a solução estabilizadora de es- puma macia quente de poliuretano, aquosa, de baixa viscosidade de acordo com a invenção contendo > 40% em peso até < 50% em peso de polietersi- loxano, relativo ao peso total da solução estabilizadora de poliuretano de espuma macia quente, apresenta uma viscosidade que se situa na faixa de > 0,05 Pa.s até < 3 Pa.s, de preferência > 0,01 Pa.s até < 2 Pa.s, e particu- Iarmente preferido >0,15 Pa.s até < 1 Pa.s. Também é preferido quando a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano, aquosa, de baixa viscosidade de acordo com a invenção, contendo > 50% em peso até < 65% em peso de polietersiloxano, relativo ao peso total da solução estabilizadora, de espuma macia quente de poliuretano, apresenta uma viscosidade que se situa na faixa de > 0,1 Pa.s até < 5 Pa.s, de preferência > 0,3 Pa.s até < 4,5 Pa.s, e particularmente pre- ferido > 0,4 Pa.s até < 4 Pa.s.
Como aditivos de solventes orgânicos podem ser empregados solventes escolhidos do grupo que abrange dipropilenoglicol, butildiglicol, etilenoglicol, dietilenoglicol, propilenoglicol, ftalato, poliéter, óleos vegetais e animais, óleos minerais, e/ou anticongelantes na forma líquida.
Particularmente preferido os aditivos de solventes orgânicos tra- tam-se de anticongelantes escolhidos do grupo que abrange dipropilenogli- col e/ou propilenoglicol.
De acordo com uma outra forma de execução da presente in- venção pode ser também que não seja adicionado nenhum solvente orgâni- co à solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano, aquosa de baixa viscosidade.
Para o especialista é claro, que os compostos empregados de acordo com a invenção se apresentam na forma de uma mistura, cuja distri- buição é determinada essencialmente por leis estatísticas. Os valores para x, y, z, t, u, v, w, m, a, b, c, d e/ou g correspondem, portanto, a valores mé- dios.
De acordo com a invenção, de preferência R1 e R5 podem ser iguais ou diferentes um do outro, respectivamente, metila, etila, ou propila. Particularmente preferido R1 e R5 = metila.
O valor t pode ser preferentemente 2 até 15, e particularmente preferido 4 até 13 ou 0.
O valor u pode ser preferentemente 0 até 4, e particularmente preferido 1 até 2 ou 0.
O valor ν pode ser preferentemente 0 até 4, e particularmente preferido 1 até 2 ou 0.
O valor w pode perfazer 20 até 120, particularmente 30 até 110, preferentemente 40 até 100, mais preferido 50 até 95, particularmente prefe- rido 55 até 90, e muito particularmente preferido 60 até 85. O valor w pode perfazer, preferentemente, também 40 até 130, se u + ν = 0, ou w pode per- fazer, preferentemente, 20 até 65, se u + ν > 0 até < 1, ou w pode, preferen- temente, perfazer 13 até 43, se u + ν > 1.
O valor χ pode ser, preferentemente 2 até 15, e particularmente preferido 4 até 13 ou 0.
O valor y pode ser, preferentemente 2 até 15, e particularmente
preferido 4 até 13 ou 0.
O valor ζ pode ser, preferentemente 2 até 15, e particularmente preferido 4 até 13 ou 0.
O valor a pode ser, preferentemente 1 até 105, particularmente
preferido 5 até 100, e ainda mais preferido 10 até 90.
O valor b pode ser preferentemente 1 até 105, particularmente preferido 5 até 100, e ainda mais preferido 10 até 90.
O valor c pode ser, preferentemente 1 até 40, particularmente preferido 2 até 30, e ainda mais preferido 2 até 20 ou 0.
O valor d pode ser, preferentemente 1 até 40, particularmente
preferido 2 até 30, e ainda mais preferido 2 até 20 ou 0.
O valor g pode ser, preferentemente, 1 até 40, particularmente preferido 2 até 30, e ainda mais preferido 2 até 20 ou 0.
O valor m pode ser, preferentemente 1 até 4, e de preferência 2
até 3.
De acordo com uma forma de execução preferida o polietersilo- xano apresenta a seguinte fórmula III:
CH3 CH3 CH3 CH3 I I I l
CH3-SiO-Γ SiO-l· Γ SiO4- Si-CH3
I L I Jn L | jO I
CH3 CH3 PE CH3
na qual
(III) η = 50 até 120, preferentemente 60 até 100, e de preferência 65 até 90, o = 3 até 20, preferentemente 3,5 até 18, e de preferência 4 até 15, e PE apresenta a seguinte fórmula IV:
CH3
—CH2-CH2-CH2-0+CH2-CH2-0HCH2-CH-0Vx
ν A Λ (IV)
na qual
X =H, radical alquila, radical acila, radical acetila ou radical arila, e > 0 até 100, preferentemente 1 até 50, de preferência 3 até 40, e
particularmente preferido 5 até 30,
f > 0 até 120, preferentemente 1 até 50, de preferência 5 até 40, e
particularmente preferido 10 até 30, sendo que e + f > 15. PE pode assim também ser representante de uma mistura de
diversos poliéteres, que por sua vez são, eles todos, representados pela fórmula IV.
O emprego de água em solventes orgânicos apresenta a vanta- gem adicional de que água é disponível quase que ilimitadamente, não é tóxica e não é inflamável. Além disso soluções aquosas são facilmente re- movíveis na limpeza e seus rejeitos são armazenados sem gastos técnicos. Uma outra vantagem é que as determinações de segurança para o armaze- namento de soluções aquosas geralmente são pouco rígidas. Visto como um todo, o dispêndio e consequentemente os custos de produção da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano de acordo com a in- venção, são nitidamente reduzidos através do emprego de água como sol- vente, se comparado com sistemas não aquosos.
De acordo com uma forma de execução preferida, a solução es- tabilizadora de espuma macia quente de poliuretano contém como solvente principalmente água.
Os polietersiloxanos empregáveis de acordo com a invenção são em geral preparados por meio de uma reação de adição, catalisada por pla- tina, de um siloxano contendo átomos de silano hidrogênio com óxidos de polioxialquileno-poliéteres lineares, cuja cadeia linear na terminação reativa é mascarada por um grupo alquilenóxi, como um grupo alilóxi ou grupo vini- lóxi, e na outra extremidade, por exemplo, é mascarada com um grupo alcó- xi, grupo aralquilóxi ou grupo acilóxi. A preparação do poliéter ocorre por alcoxilação de álcool alílico ou compostos de alila ou de vinila hidroxifuncio- nais de alto peso molecular. O mascaramento dos grupos OH do poliéter podem, porém também ocorrer, mas somente após a hidrossililação. Neste caso são empregados apenas, ou principalmente, poliéteres não mascara- dos para a hidrosililação.
A preparação de polietersiloxanos em geral é representada, en- tre outros, nas patentes protegidas EP-A1 O 520 392 e EP-A1 1 350 804, e são aqui tomadas como referência.
O grupo terminal do poliéster pode apresentar, partindo da alco- xilação, primeiramente uma função OH livre. Esse grupo hidroxila também pode estar presente, pelo menos parcialmente, no polietersiloxano de acordo com a invenção. Os grupos polietersiloxano preferidos todavia, são os que tem os grupos terminais todavia, totalmente ou pelo menos preponderante- mente com mascaramento final. Isto pode ocorrer por esterificação, de prefe- rência acetilação ou por eterificação, de preferência metilação, da função OH livre.
Os polietersiloxanos empregáveis de acordo com a invenção podem apresentar particularmente uma boa estabilidade à hidrólise, de mo- do que os polietersiloxanos de acordo com a invenção podem ser denomi- nados estáveis à hidrólise.
Os polietersiloxanos de acordo com a invenção apresentam um alto peso molecular, de forma que a sua viscosidade é alta demais para po- der ser processados diretamente. A viscosidade de tais polietersiloxanos não diluídos pode se situar a > 1000 mPa»s a 25°C, enquanto para a maioria dos polietersiloxanos, que são empregados para a estabilização de espumas macias quentes de poliuretano, ela se situa acima de 3000 mPa«s a 25°C, e para alguns dos substituintes de polietersiloxanos de acordo com a invenção a viscosidade pode até mesmo situar-se logo abaixo de 6000 mPa«s a 25°C. Viscosidades elevadas representam entretanto um problema na preparação de espumas macias quentes de poliuretano, porque entre outros dificultam um bombeamento na cabeça de misturação.
No estado da técnica polietersiloxanos foram portanto diluídos com solventes orgânicos, o que está ligado às desvantagens acima descri- tas. Teores típicos de polietersiloxanos nos estabilizadores de espuma ma- cia quente de poliuretano de acordo com o estado da técnica são 50 até 70% em peso, o restante é solvente orgânico.
O emprego de água como solvente para polietersiloxanos, que são empregados como estabilizadores na espuma macia quente de poliure- tano, até agora não foi considerado, já que na preparação de misturas de polietersiloxanos de acordo com a invenção, com água na faixa de concen- tração de 40 até 80% em peso de polietersiloxano, observa-se um drástico aumento da viscosidade na mistura. As viscosidades que ocorrem assim ultrapassam desta forma visivelmente o nível do polietersiloxano puro. A causa do aumento da viscosidade é a ocorrência de fases cristalinas líqui- das liotrópicas. Essas referem-se a um pacote disposto multidimensional- mente de moléculas tensoativas anfifílicas. Tais moléculas tensoativas anfifí- Iicas abrangem, por exemplo, também os polietersiloxanos empregados de acordo com a invenção. Este tipo de mesofases liotrópicas apresentam as- sim comumente uma distribuição anisotrópica de propriedades físicas no espaço. Dependendo do respectivo tipo de empacotamento, as viscosidades atingem assim valores que impedem completamente um escoamento do ma- terial, e assim proporcionam um caráter gelatinoso.
Assim uma solução aquosa com um teor de polietersiloxano de 40% em peso, relativo à solução aquosa, apresenta uma viscosidade visi- velmente acima de 5 Pa«s, de modo que aqui não se pode mais falar de so- luções aquosas de baixa viscosidade. Soluções aquosas com um teor de polietersiloxano de 50% em peso até 70% em peso apresentam viscosida- des ainda mais elevadas, que se situam na maior parte visivelmente acima de 50 Pa»s. O máximo da viscosidade é alcançado desta forma a cerca de 60% em peso de polietersiloxano e 40% em peso de água.
Soluções aquosas com um teor de polietersiloxano < 40% em peso não são apropriadas devido a sua baixa concentração, porque especi- almente a elevada quantidade de água, na preparação de espumas em blo- co macias quentes de poliuretano com elevado peso volumétrico, atua des- vantajosamente na distribuição de densidade de poros e especialmente no peso por volume, já que água age como um agente expansor químico para a preparação da espuma macia quente de poliuretano. Uma quantidade de água tão elevada na mistura estabilizadora permite apenas a preparação de espumas com baixo peso volumétrico (quantidades de água empregadas mais elevadas no total). Uma outra desvantagem de tais soluções fortemen- te diluídas, em comparação com soluções concentradas, são os elevados custos de transporte e o desvio do nível de atividade estabelecido dos esta- bilizadores de espuma macia quente de poliuretano.
Soluções aquosas com um teor de polietersiloxano > 80% em peso são igualmente não apropriadas devido à elevada viscosidade. Uma quantidade de água < 20% em peso não é suficiente para reduzir suficien- temente a viscosidade e colocar à disposição uma solução de polietersiloxa- no de baixa viscosidade. Assim na maioria dos casos ocorre que a adição de < 20% em peso de água provoca um aumento da viscosidade em compara- ção ao polietersiloxano puro. Também a adição de agentes tensoativos não modifica nada aqui.
De acordo com a invenção soluções estabilizadoras de espumas macias quentes de poliuretano preferidas, aquosas de baixa viscosidade, apresentam um teor de polietersiloxana de 40% em peso até 70% em peso, com uma viscosidade < 5000 mPa.s (5 Pa.s) a 25°C.
Verificou-se então surpreendentemente que, através da adição de agentes tensoativos orgânicos, o aparecimento de viscosidades elevadas a 40 até 70% em peso de polietersiloxano na mistura aquosa pode ser evita- da. Determinados agentes tensoativos aniônicos foram muito eficazes aqui.
A solução estabilizadora de espuma macia quente de poliureta- no aquosa preferida apresenta uma viscosidade menor, e assim um bom comportamento de escoamento. A solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano de acordo com a presente invenção, pode apresentar uma viscosidade reduzida de > 100 mPa.s até < 5.000 mPa.s, de preferên- cia uma viscosidade de > 500 mPa.s até < 3000 mPa.s, preferentemente uma viscosidade > 700 mPa.s até < 2000 mPa.s, e particularmente preferido uma viscosidade > 900 mPa.s até < 1800 mPa.s, medida em um experimen- to rotativo a 25°C a uma taxa de cisalhamento de 1 s"1 com emprego de um viscosímetro rotativo MCR301 da Firma Physica (Anton Paar, Ostfildern, Alemanha). Amostras com uma viscosidade > 100 mPa.s foram medidas com uma geometria de cone-placa (diâmetro = 50,0 mm, ângulo = 0,981°). Amostras com uma viscosidade < 100 mPa.s foram observadas com uma geometria de Couette (Diâmetro do corpo de medição = 26,66 mm, diâmetro do béquer de medição = 28,93 mm, largura da fenda de medida =1,135 mm, comprimento da fenda de medida = 40,014 mm). Porque muitas amostras mostraram um comportamento de estrutura viscosa, as amostras foram pri- meiramente cisalhadas por 60 segundos a 1000 s"1, para conseguir condi- ções de início controladas. Depois disso, as amostras foram deixadas por minutos sem cisalhamento. Durante esse tempo a estrutura pode se re- construir novamente. Depois disso, a viscosidade foi medida com uma taxa de cisalhamento de 1 s"1. Assim procedeu-se a cisalhamento por até 10 mi- nutos, até que fosse atingido um equilíbrio homogêneo. As amostras que não mostraram nenhum comportamento de viscosidade estrutural foram me- didas sem tratamento prévio diretamente a 1 s"1 até que o equilíbrio fosse atingido.
Uma vantagem é que se pode obter soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliuretano que, apesar do emprego de água como solvente nas faixas reivindicadas, dado um armazenamento da solução es- tabilizadora de espuma macia quente de poliuretano aquosa, pode tender pouco, ou praticamente não tender, a precipitações que se depositam no fundo de um recipiente ou na borda. Isto é vantajoso, já que deste modo é obtida uma solução de poliuretano de espuma macia quente de poliuretano que apresenta uma boa distribuição homogênea dos componentes.
Uma outra vantagem dessa solução estabilizadora de poliureta- no macia quente de acordo com a invenção é que, dado um aumento na temperatura elas também permanecem claras e homogêneas. Assim, verifi- cou-se em parte, até visivelmente acima de 50°C, que nenhuma modificação das soluções aquosas foi observada.
Uma outra vantagem da solução estabilizadora de espuma ma- cia quente de poliuretano de acordo com a invenção é que podem ser adi- cionadas quantidades reduzidas, por exemplo, 5% em peso até 10% em pe- so, de um componente que age como agente anticongelante. Materiais a- propriados são por exemplo, monoóis ou dióis de baixo peso molecular, co- mo etanol, isopropanol, dipropilenoglicol, etilenoglicol ou butildiglicol. Tais soluções estabilizadoras de espumas macias quentes de poliuretano aquo- sas de acordo com a invenção não congelam também a -20°C.
O congelamento da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano seria um grande problema, já que apenas a água con- gelaria. Polietersiloxanos não são incorporados na estrutura dos cristais de gelo, e após o degelo seria observada uma separação de fases, que só seria evitável mediante intensa agitação.
Todavia soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliuretano a temperaturas baixas são muito altamente viscosas. Este pro- cesso porém não apresenta nenhum problema, já que as matérias-primas na preparação da espuma macia quente de poliuretano em regra são tempera- das à temperatura ambiente (23°C). Após o aquecimento da solução fria es- tabilizadora de espuma macia quente de poliuretano aquosa, de congela- mento estabilizado, à temperatura ambiente, obtem-se novamente a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano de baixa viscosidade.
Uma outra vantagem da solução estabilizadora de espuma ma- cia quente de poliuretano de acordo com a invenção é que então podem ser adicionados, sem problema, materiais adicionais, que são muito hidrófilos e que não se dissolvem em polietersiloxanos puros ou em soluções de polie- tersiloxanos em solventes orgânicos, ou que pelo menos se dissolvem ape- nas muito incompletamente. Estes são, por um lado, aditivos salinos, e por outro lado, aditivos com funcionalidade poli-hidróxi. No primeiro grupo po- dem ser mencionados por exemplo, sais de lítio, sais de sódio ou sais de potássio. Tais sais atuam também como agentes anticongelantes. Os sais adicionados podem assim também exercer uma eficácia catalítica na prepa- ração da espuma macia quente de poliuretano. O teor dos compostos sali- nos adicionalmente adicionados, relativo à solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano, pode assim ser de preferência > 0% em peso até < 5% em peso. Como eletrólitos do grupo dos sais inorgânicos pode ser empregado um amplo número dos mais diversos sais. Cátions preferidos são os metais alcalinos e alcalino-terrosos, e ânions preferidos são os halo- genetos, sulfatos e carboxilatos, como por exemplo, benzoato de metal alca- Iino ou acetato de metal alcalino.
A solução estabilizadora de espuma macia quente de poliureta- no de acordo com a invenção pode conter, de preferência adicionalmente aditivos poli-hidróxi funcionais, que possuem uma funcionalidade de grupos hidroxi > 3 e que atuam como reticuladores na preparação de espumas ma- cias quentes de poliuretano. O teor de compostos poli-hidróxi funcionais po- de assim estar entre > 0 e < 10% em peso, relativo à solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano. Os compostos poli-hidróxi funcio- nais podem ser escolhidos, de preferência, do grupo que abrange glicerina, trimetolpropano, pentaeritritol, hidrato de carbono de baixo peso molecular solúvel em água, particularmente glicosídeos monômeros ou dímeros, álco- ois de açúcar solúveis em água, de preferência sorbitol.
O emprego de compostos poli-hidróxi funcionais, que apresen- tam uma funcionalidade > 3, pode ser vantajoso, já que esses compostos na preparação da espuma macia quente de poliuretano, adicionalmente a esta- bilização física, podem contribuir ainda para uma estabilização química, no polietersiloxano através da reticulação reforçada. Esses reticuladores, quan- do adicionados às soluções estabilizadoras de baixo peso molecular aquo- sas, permitem uma mudança adicional do comportamento de espumamento, já que até agora isto só era possível com a adição em separado de reticula- dores.
Além disso, as soluções estabilizadoras de espumas macias quentes de poliuretano de acordo com a invenção, adicionalmente podem conter aditivos usuais, tais como por exemplo, catalisadores, agentes ex- pansores, biocidas e/ou agentes retardantes de chama. Biocidas podem as- sim reduzir opcionalmente o perigo de uma impureza microbiana da solução de espuma macia quente de poliuretano e assim elevar a durabilidade. Bio- cidas apropriados empregáveis são particularmente biocidas, como eles são estabelecidos nas diretrizes biocidas européias - Biocidal Products Directive 98/8/EC, List of Substances.
Além disso, como aditivos adicionais também podem ser empre- gados antioxidantes. Esses podem assim prolongar a estabilidade de oxida- ção da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano. Anti- oxidantes apropriados são de preferência fenóis estericamente impedidos, como por exemplo, butil-hidroxitolueno (BHT).
Além disso como aditivos adicionais para ajuste de um valor de pH neutro ou levemente básico também podem ser empregadas substâncias tampão. Substâncias tampão apropriadas são de preferência substâncias tampão de fosfato, de borato, aminoácidos, de carbonato ou tampão à base dos sais de aminas terciárias.
Podem ser empregados polietersiloxanos com uma ampla distri- buição de peso molecular, sendo obtidas soluções estabilizadoras de espu- ma macias quentes de poliuretano estáveis. De acordo com a presente in- venção podem ser empregados polietersiloxanos, os quais apresentam um peso molecular de 10000 g/mol até 50000 g/mol, de preferência de 13000 g/mol até 40000 g/mol, e de preferência de 15000 g/mol até 35000 g/mol.
Além disso mostrou-se que soluções estabilizadoras de espuma macias quentes de poliuretano que apresentam os polietersiloxanos, sendo que as unidades de poliéter possuem uma massa molar de 500 g/mol até 7000 g/mol, de preferência 1000 g/mol até 6000 g/mol, de preferência 2000 g/mol até 5000 g/mol, apresentam boas propriedades de produto tendo em vista a estabilidade da solução e/ou distribuição da concentração dos com- ponentes de polietersiloxano. Particularmente preferido, portanto, é que pelo menos uma unidade de poliéter tenha uma massa molecular média de Mn > 2100 g/mol. O teor de óxido de etileno em uma unidade de poliéter empregá- vel de acordo com a invenção, pode perfazer de preferência 10% em peso até 100% em peso, sendo que o teor de óxido de propileno então é respecti- vamente ajustado, isto é, a 10% em peso de óxido de etileno o teor de óxido de propileno na unidade de poliéter perfaz 90% em peso, e quando o teor de óxido de etileno situa-se a 100% em peso, o teor de óxido de propileno na unidade de poliéter perfaz 0% em peso.
De acordo com uma forma de execução preferida da presente invenção, o teor de óxido de propileno na unidade de poliéter pode perfazer 10% em peso até 100% em peso, sendo que o teor de óxido de etileno pode então ser respectivamente ajustado, isto é, a 10% em peso de óxido de pro- pileno o teor de óxido de etileno na unidade de poliéter é 90% em peso, e quando o teor de óxido de propileno é de 100% em peso, o teor de óxido de etileno na unidade de poliéter é de 0% em peso.
Boas propriedades para a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano tendo em vista a distribuição dos poros e a qua- lidade da espuma macia quente de poliuretano são obtidas quando o teor de óxido de propileno, em valor médio de todas as unidades de poliéter do poli- etersiloxano, perfaz 40% em peso até 90% em peso, de preferência > 50% em peso, de preferência > 55% em peso, e particularmente preferido > 60% em peso
Também podem ser montados, adicionalmente, outros óxidos de alquileno no poliéter. Entre esses estão especialmente óxido de butileno, óxido de dodeceno e óxido de estireno.
Para o emprego na preparação das espumas macias quentes de poliuretano de acordo com a invenção, são particularmente apropriadas solu- ções estabilizadoras de espuma macias quentes de poliuretano, sendo que uma solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano abrange:
- > 42% em peso até < 68% em peso, de preferência > 45% em peso até < 65% em peso e de preferência > 47% em peso até < 62% em peso de polietersiloxano, sendo que um teor de polietersiloxano de 50% em peso até 60% em peso é particularmente preferido, - >1% em peso até < 10% em peso, de preferência > 2% em peso até < 8% em peso e de preferência > 4% em peso até < 6% em peso de agente tensoativo orgânico,
- > 15% em peso até < 55% em peso, de preferência > 20% em peso até < 50% em peso, e de preferência > 30% em peso até < 40% em peso de água, e
- > 0% em peso até < 15% em peso, de preferência > 1% em peso até < 10% em peso, e de preferência > 2% em peso até < 5% em peso de aditivos solventes orgânicos, de preferência um solvente orgânico que atua como agente anticongelante orgânico eficaz.
Opcionalmente a solução estabilizadora de espuma macia quen- te de poliuretano pode apresentar ainda outros aditivos como componentes adicionais. O teor dos componentes anteriores da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano é escolhido respectivamente de tal forma, que o teor total dos componentes não ultrapassa 100% em peso. Uma solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano preferi- da de acordo com a invenção abrange:
- > 45% em peso até < 55% em peso, preferentemente 50% em peso de polietersiloxano,
- >1% em peso até < 10% em peso, preferentemente > 2% em peso até < 8% em peso e de preferência 5% em peso de sulfonato de alquilbenzeno,
- > 30% em peso até < 50% em peso, preferentemente > 35% em peso até < 45% em peso, e de preferência 40% em peso de água, e
- >1% em peso até < 10% em peso, preferentemente > 3% em peso até < 7% em peso de preferência 5% em peso de dipropilenoglicol.
Opcionalmente a solução estabilizadora de espuma macia quen- te de poliuretano pode apresentar, como componentes adicionais, ainda ou- tros aditivos. O teor dos componentes anteriores da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano é respectivamente de tal forma es- colhida que o teor total dos componentes não ultrapassa 100% em peso.
É propriamente compreendido que os respectivos componentes são de tal forma determinados uns em relação aos outros, que a viscosidade é a menor possível. De acordo com a invenção, as faixas de viscosidade desejadas já foram descritas anteriormente para a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano. A viscosidade desejada é ajustada através do respectivo aumento ou redução do teor do agente tensoativo or- gânico e/ou pela proporção de água para polietersiloxano. Opcionalmente a viscosidade da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliure- tano ainda pode ser influenciada pela respectiva adição de sais inorgânicos.
Para assegurar uma boa distribuição da concentração da solu- ção estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano na mistura de reação de espuma macia quente de poliuretano, são empregáveis de prefe- rência soluções homogêneas e transparentes da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano. Este tipo de soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliuretano transparentes pode, por exemplo, ser uma solução clara ou levemente turva. Soluções estabilizadoras de es- puma macias quentes de poliuretano transparentes apropriadas também podem por exemplo, brilhar de forma opaca.
Soluções estabilizadoras de espuma macias quentes de poliure- tano que apresentam floculações ou um depósito no fundo não se tratam, de acordo com a invenção, de soluções estabilizadoras de espuma macia quen- te de poliuretano apropriadas, desde que a viscosidade esteja acima de 5.000 mPa-s.
Floculações e/ou a formação de um depósito são evitadas pelo respectivo ajuste da proporção de água, agente tensoativo e polietersiloxa- no, sendo que é produzido um aumento da concentração do agente tensoa- tivo e concomitantemente uma redução da concentração de polietersiloxano que produz soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliureta- no de baixa viscosidade preferidas de acordo com a invenção.
As soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliure- tano de acordo com a invenção são estáveis ao armazenamento à tempera- tura ambiente. Mostrou-se que as soluções estabilizadoras de espuma ma- cia quente de poliuretano de acordo com a invenção não apresentam, em um espaço de tempo de pelo menos 14 dias, nenhuma separação de fases e/ou precipitação. A boa estabilidade ao armazenamento, assim como a pre- venção de precipitações, como floculações, podem ser ajustadas pela pro- porção dos componentes orgânicos tensoativos, polietersiloxano, água, e opcionalmente sais inorgânicos.
De acordo com a presente invenção, as soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliuretano de preferência não apresentam ne- nhuma floculação e/ou depósito no fundo.
As soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliure- tano de acordo com a invenção, distinguem-se também por um elevado pon- to de turbidez em comparação com as misturas de polietersiloxanos em á- gua sem agente tensoativo, apesar das soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliuretano de acordo com a invenção, apresentarem um elevado teor de água. Soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliuretano preferidas de acordo com a invenção, apresentam um ponto de turbidez > 40°C, de preferência > 50°C, e de preferência > 60°C.
Agentes tensoativos orgânicos, que são empregáveis para a so- lução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano, podem ser escolhidos do grupo que abrange agentes tensoativos aniônicos, agentes tensoativos catiônicos, agentes tensoativos não-iônicos, e/ou agentes tenso- ativos anfóteros, sendo que o agente tensoativo orgânico é, de preferência, um agente tensoativo aniônico. As soluções estabilizadoras de espuma ma- cia quente de poliuretano de acordo com a invenção, contém, de preferên- cia, um ou mais agentes tensoativos, que são escolhidos a partir de agentes tensoativos aniônicos, não-iônicos, catiônicos anfolíticos (anfóteros, iônicos bipolares) e suas misturas.
Uma listagem típica de classes aniônicas, catiônicas, não- iônicas e anfolíticas (iônicas bipolares) e tipos desses agentes tensoativos está indicada na Patente US n° 3.929.678 e na patente US N0 4.259.217, que assim são introduzidas como referência e faz-se referência a seu teor no âmbito total.
De preferência são empregados em geral, agentes tensoativos anfolíticos, anfóteros e iônicos bipolares, em combinação com um ou mais agentes tensoativos aniônicos e/ou não-iônicos. Agente Tensoativo Aniônico
As composições de acordo com a invenção, abrangem de prefe- rência um agente tensoativo aniônico. Essencialmente todo agente tensoati- vo aniônico apropriado para os propósitos de limpeza pode estar contido na solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano. Essas po- dem incluir sais, inclusive por exemplo, sais de sódio, sais de potássio, sais de amônio e sais de amônio substituídos, tais como sais de monoetanolami- na, dietanolamina e trietanolamina dos sulfatos, sulfonatos, carboxilatos, e agentes tensoativos aniônicos de sarcosinato, sulfonato, carboxilato, e agen- tes tensoativos de sarcosinato. Agentes tensoativos de sulfato e sulfonato aniônicos são preferidos.
São fortemente preferidos sistemas tensoativos, que abrangem um sulfonato tensoativo ou um sulfato tensoativo, de preferência um sulfona- to de alquilbenzeno e sulfato de alquiletóxi linear ou ramificado, conforme descrito aqui, eventualmente também combinados com agentes tensoativos catiônicos, conforme descrito aqui.
Outros agentes tensoativos aniônicos abrangem os isetionatos, como os acilisetionatos, tauratos de N-acila, amidas de ácido graxo de taure- to de metila, alquilsucinato e sulfossucinato, monoésteres de sulfossucinato (especialmente Ci2-Ci8-monoésteres saturados e insaturados), diésteres de sulfossucinato (especialmente C6-Ci4-diésteres saturados e insaturados), sarcosinatos de N-acila. São igualmente apropriados ácidos resínicos e áci- dos resínicos hidrogenados, tais como colofônio, colofônio hidrogenado e ácidos resínicos e ácidos resínicos hidrogenados, que estão presentes no óleo de sebo ou são derivados dele. Sulfatos tensoativos aniônicos
Sulfatos tensoativos aniônicos apropriados para este uso abran- gem os sulfatos de alquila, etoxissulfatos de alquila, e sulfato de glicerina oleil graxa, etersulfato de alquilfenol óxido de etileno, lineares e ramificados, primários e secundários, os sulfatos de C5-Ci7-acil-N-(Ci-C4-alquila-) gluca- mina e -N-(C1-C2-MidroxiaIquiIa) glucamina, e sulfatos dos alquilpolissacarí- deos, tais como os sulfatos de alquilpoliglucosídeo, (sendo que são descritos aqui os compostos não-sulfatados não-iônicos).
Agentes tensoativos de sulfato de alquila são de preferência es- colhidos a partir dos C10-Ci8-sulfatos de alquila lineares e ramificados, primá- rios, de preferência os C1I-C15-SuIfatOS de alquila de cadeia ramificada e os C12-C14sulfatos de alquila de cadeia reta.
Agentes tensoativos de etoxissulfato de alquila são de preferên- cia escolhidos do grupo que consiste nos Ci0-Ci8-sulfatos de alquila, que são etoxilatos de sulfato de alquila, que são etoxilados com 0,5 até 20 mois de oxido de etileno por molécula. É ainda mais preferido o agente tensoativo de um Cn - C18 - etoxissulfato de alquila. Mais preferido é o agente tensoa- tivo de C11-C18. etoxissulfato de alquila, ainda mais preferido é um C11-Ci5- sulfato de alquila, que é etoxilado com 0,5 até 7, de preferência 1 até 5 mois de oxido de etileno por molécula.
Um ponto de vista especialmente preferido da invenção emprega misturas dos agentes tensoativos preferidos sulfato de alquila e/ou sulfonato de alquila e sulfato de etoxialquila. Tais misturas foram divulgadas no pedido de patente de invenção PCT WO 93/18124, ao qual é feita referência em todo o seu escopo.
Agente tensoativo sulfonato aniônico
Agentes tensoativos de sulfonato aniônicos, apropriados para o respectivo emprego abrangem os sais dos C5-C2O-SuIfonatos de alquilbenze- no lineares, sulfonatos de alquilésteres, C5- C22-Sulfonatos de alcano primá- rios ou secundários, C6-C24-sulfonatos de olefina, sulfonatos de arila (espe- cialmente sulfonato de benzeno e naftaleno não substituídos como também substituídos por alquila), ácidos policarboxílicos sulfonados, sulfonatos de alquilglicerina, sulfonatos de acilglicerina graxos, monoésteres de sulfossu- cinato (especialmente preferido Ci2-C18-monoésteres saturados e insatura- dos), diésteres de sulfossucinato (especialmente C6-C14-diésteres saturados e insaturados), sulfonatos de oleilglicerina graxos e toda e qualquer mistura deles. Agente tensoativo carboxilato aniônico
Agentes tensoativos carboxilato aniônicos apropriados abran- gem os etoxicarboxilatos de alquila, os agentes tensoativos etóxi policarboxi- Iato de alquila e os sabões ("alquilcarboxila"), e são descritos aqui especial- mente determinados sabões secundários.
Etoxicarboxilatos de alquila apropriados abrangem aqueles com a fórmula RO(CH2CH2O)xCH2 COO-M®, na qual R é um grupo C6 até C18- alquila, χ situa-se na faixa de O até 10, e a distribuição de etoxilato é de tal forma que a quantidade de material, onde χ é O, é menor do que 20% em peso e M é um cátion. Agentes tensoativos de polietoxipolicarboxilato de alquila abrangem aqueles com a fórmula RO(CHRi-CHR2-O)-R3, na qual R é um grupo C6 até Ci8- alquila, χ é 1 até 25, R1 e R2 são escolhidos do grupo que consiste em hidrogênio, radical ácido metílico, radical ácido succínico, radical ácido hidroxisuccínico e suas misturas, e R3 é escolhido do grupo que consiste em hidrogênio, hidrocarboneto substituído ou não substituído, que apresenta entre 1 e 8 átomos de carbono, e suas misturas.
Agentes tensoativos de sabão apropriados abrangem os agentes tensoativos de sabão secundários que contém uma unidade carboxila, que está ligada a um carbono secundário. Agentes tensoativos de sabão secun- dários para o emprego, de acordo com a invenção, nas soluções estabiliza- doras de espuma macia quente de poliuretano são membros solúveis em água, que são escolhidos do grupo que consiste nos sais solúveis em água de ácido 2-metil-1-undecânico, ácido 2-etil-1-decânico, ácido 2-propil-1- nonânico, ácido 2-butil-1-octânico e ácido 2-pentil-1-heptânico. Agente tensoativo sarcosinato
Outros agentes tensoativos aniônicos apropriados são os sarco- sinatos de fórmula
R-CON(R1)CH2COOM, na qual R é um grupo linear ou ramificado C5-C17-alquila; ou um grupo alquenila, R1 é um grupo Ci- C4-alquila e M é um íon metal alcalino. Exemplos preferidos são os metilsarcosinato de miristila e metilsarcosinato de oleoila na forma de seus sais de sódio. O agente tensoativo aniônico pode ser particularmente preferen- temente escolhido do grupo que abrange sulfatos de alquila, sulfonatos de arila, sulfatos de álcool graxo, sulfatos de alquila secundários, sulfonatos de parafina, sulfatos de alquiléter, poliglicoletersulfatos de alquila, etersulfato de álcool graxo, benzenossuIfonato de alquila, fenoletersulfato de alquila, fosfa- to de alquila, monoéster de ácido fosfórico, diéster de ácido fosfórico, triéster de ácido fosfórico, fosfato de alquiléter, éster de ácido fosfórico álcool graxo etoxilado, éster de ácido fosfônico, diéster de ácido sulfossuccínico, monoés- ter de ácido sulfossuccínico, monoéster de ácido sulfossuccínico etoxilado, sulfossucinamida, α-olefinassulfonato, alquilcarboxilato, alquiletercarboxilato, alquilpoliglicolcarboxilato, isetionato de ácido graxo, metil taureto de ácido graxo, sarcosídeo de ácido graxo, sulfonato de arila, sulfonato de naftaleno, etersulfonato de alquilglicerila, poliacrilato e/ou éster de ácido a-sulfograxo. Agente tensoativo catiônico
Agentes tensoativos catiônicos apropriados, que podem ser em- pregados como componentes tensoativos para a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano, abrangem agentes tensoativos de amônio quaternário. De preferência o agente tensoativo de amônio quaterná- rio é um agente tensoativo de amônio quaternário mono-C6-Ci6, de preferên- cia um agente tensoativo -C6 -C10-N-alquila- ou um agente tensoativo de al- quenilamônio, no qual as posições N remanescentes são substituídas por grupos metila, hidroxietila ou hidroxipropila. São igualmente preferidos os agentes tensoativos de amina monoalcoxiladas e bisalcoxiladas.
Um outro grupo de agentes tensoativos catiônicos apropriados, que podem ser empregados nas soluções estabilizadoras de espuma macia quente de poliuretano, são agentes tensoativos de éster catiônicos.
O agente tensoativo éster catiônico é de preferência um com- posto dispergível em água com propriedades tensoativas, que abrange pelo menos uma ligação éster (isto é -C00-) e pelo menos um grupo cationica- mente carregado.
Agentes tensoativos de éster catiônicos apropriados, inclusive agentes tensoativos de colina ésteres, são por exemplo, divulgados nas pa- tentes US 4228042, 4239660 e 4260529.
De um ponto de vista preferido, os grupos com ligação éster e os cationicamente carregados na molécula tensoativa são separados uns dos outros por um grupo de distanciamento, que consiste em uma cadeia que abrange pelo menos três átomos, mais preferentemente de três até oito á- tomos, mais preferido três até cinco átomos, ainda mais preferido três áto- mos. Os átomos que formam cadeias de distanciamento de grupos são es- colhidos do grupo que consiste em átomos de carbono, átomos de nitrogênio e átomos de oxigênio, e todas as suas misturas, com a condição de que to- dos os átomos de nitrogênio ou de oxigênio na cadeia estejam ligados ape- nas com átomos de carbono na cadeia. Assim, grupos de distanciamento, por exemplo, com ligações -O-O- (isto é, ligações peróxido), ligações -N-N-, e ligações-N-O-, estão excluídos, ao passo que estão incluídos grupos de distanciamento, por exemplo, com ligações - CH2-O-CH2- e ligações -CH2- NH-CH2-. Sob um ponto de vista preferido a cadeia do grupo de distancia- mento abrange apenas átomos de carbono, sendo que a cadeia mais prefe- rida é uma cadeia de hidrocarbila. Agentes tensoativos de amina catiônicas monoalcoxiladas
Agentes tensoativos de aminas monoalcoxiladas catiônicas pre- ferentemente empregáveis apresentam a fórmula geral V:
R1R2R3NeZnR4X- (V)
na qual R1 é uma unidade alquila ou alquenila com 6 até 18 átomos de car- bono, de preferência 6 até 16 átomos de carbono, mais preferido de 6 até 14 átomos de carbono; R2 e R3 respectivamente independentemente são gru- pos alquila com um até três átomos de carbono, de preferência metila, mais preferentemente tanto R2 como também R3 são grupos metila; R4 é escolhi- do de hidrogênio (preferentemente), metila e etila; X" é um ânion, como clo- reto, brometo, sulfato de metila, sulfato ou semelhante, para se obter uma neutralidade elétrica; Z é um grupo alcóxi, especialmente um grupo etóxi, um grupo propóxi ou um grupo butóxi; e η é de 0 até 30, de preferência 2 até 15, mais preferido de 2 até 8.
De preferência o grupo ZnR4 na fórmula V η = 1 e é um grupo hi-
droxialquila com não mais do que 6 átomos de carbono, sendo que o grupo - OH- é separado não mais do que 3 átomos de carbono do átomo de nitrogê- nio amônio quaternário. Grupos ZnR4 especialmente preferidos são - CH2CH2OH1 -CH2CH2CH2OH1 -CH2CH(CH3)OH e CH(CH3)CH2OH1 sendo que - CH2CH2OH é particularmente preferido. Grupos R1 preferidos são os grupos alquila lineares. Grupos R1 lineares com 8 até 14 átomos de carbono são preferidos.
Além disso agentes tensoativos amina monoalcoxiladas catiôni-
cas preferentemente empregadas têm a fórmula VI:
na qual R1 é Cio-Ci8-hidrocarbila e suas misturas, especialmente Ci0-Ci4- alquila, de preferência Ci0- alquila e Ci2-alquila e X é qualquer ânion apro- priado para obtenção de equalização de carga, de preferência é cloro ou bromo. As unidades etóxi-(CH2CH20-) (EO) de fórmula Il também podem ser trocadas por unidades butóxi, unidades isopropóxi[CH(CH3)CH20]- e unida- des [CH2CH(CH3)O] (i-Pr) ou unidades n- propóxi (Pr) ou misturas de unida- des EO e/ou Pr e/ou i-Pr. Agente tensoativo de amina catiônica bis-alcoxilada
X
(VI)
O agente tensoativo amina catiônica bis-alcoxilada tem, de pre- ferência, a fórmula geral VII:
(VII)
na qual R1 é uma unidade alquila ou alquenila com 8 até 18 átomos de car- bono, de preferência 10 até 16 átomos de carbono, mais preferentemente 10 até 14 átomos de carbono; R2 é um grupo alquila com um até três átomos de carbono, de preferência metila; R3 e R4 podem variar independentemente e são escolhidos a partir de hidrogênio (preferido), metila e etila, X- é um â- nion, como cloreto, brometo, sulfato de metila, sulfato ou similares, que é suficiente para se obter uma neutralidade elétrica. Z podem variar indepen- dentemente um do outro e são respectivamente Ci-C4-alcóxi, especialmente etóxi (isto é -CH2CH2O-), propóxi, butóxi e suas misturas; η igual ou diferen- te um do outro é 1 até 30, de preferência 1 até 4, e ainda mais preferido 1.
Agentes tensoativos de aminas catiônicas bisalcoxiladas preferi- das possuem a fórmula VIII:
na qual R1 é Ci0-Ci8-hidrocarbila e suas misturas, de preferência Cio-alquila, Ci2-alquila, Ci4-alquila e suas misturas. X é todo ânion apropriado para se obter equilíbrio de carga, de preferência cloreto. Com referência à estrutura geral anteriormente indicada da amina catiônica bisalcoxilada, ela é derivada de um composto R1 preferido derivado de ácidos (coco)-C12-C14- alquilgra- xos.
Outros agentes tensoativos amina catiônica bisalcoxilada abran- gem os compostos da fórmula IX:
na qual R1 é Ci0-Ci8-hidrocarbila, de preferência Cio-Ci4-alquila, indepen- dentemente, ρ é 1 até 3 e q é 1 até 3, R2 é CrC3- alquila, de preferência me- tila, e X é um ânion, de preferência cloro ou bromo.
(VIII)
(IX) Outros compostos do tipo anterior abrangem aqueles nos quais as unidades etóxi -(CH2CH2O-) (EO) são unidades butóxi (Bu)1 unidades isopropóxi-[CH(CH3)CH20] e unidades [CH2CH(CH30] (i-Pr) ou unidades n-propóxi (Pr) ou misturas de unidades EO e/ou unidades Pr e/ou unidades i-Pr.
O agente tensoativo catiônico pode ser particularmente preferen- temente escolhido do grupo que abrange esterquats, de preferência metos- sulfato de di-(ácido de sebo graxo-amidoetil)metilpolietoxiamônio, diamidoa- minoquats, alquiloxialquilquats, de preferência metossulfato de cocopentae- toximetilamônio e/ou trialquilquats, de preferência cloreto de cetiltrimetilamô- nio.
Agente Tensoativo não-iônico
Essencialmente todos os agentes tensoativos não-iônicos são apropriados aqui. Os agentes tensoativos não-iônicos etoxilados e propoxi- lados são preferidos.
Agentes tensoativos alcoxilados preferidos podem ser escolhi- dos das classes dos condensados não-iônicos dos alquilfenóis, dos álcoois não-iônicos etoxilados, álcoois graxos não-iônicos etoxilados/propoxilados, condensados não-iônicos etoxilados/propoxilados com propileno glicol e os produtos de condensação de etoxilato não-iônicos com produtos de adição de óxido de propileno/etilenodiamina. Agente tensoativo não-iônico de álcool alcoxilado
Os produtos de condensação de álcoois alifáticos com 1 até 25 mois de óxido de alquileno, especialmente óxido de etileno, óxido de propi- Ieno1 óxido de butileno, óxido de dodeceno ou óxido de estireno, são igual- mente empregáveis de acordo com a invenção. A cadeia alquila do álcool alifático pode ou ser de cadeia reta ou ramificada, primária ou secundária, e conter geralmente de 6 até 22 átomos de carbono. Particularmente preferi- dos são os produtos da condensação de álcoois, que possuem um grupo alquila com 8 até 20 átomos de carbono, com 2 até 10 mois de óxido de eti- leno por mol de álcool.
Agente tensoativo amida de ácido poli-hidroxigraxo não-iônica Amidas de ácido poli-hidróxigraxo, que são apropriadas, são a- quelas com a fórmula estrutural R2CONR1Z1 na qual: R1 é H, C1-C4- hidro- carbila, 2-hidróxietila, 2-hidroxipropila etóxi, propóxi ou uma mistura deles, de preferência Ci-C4-alquila, mais preferido Ci ou C2-alquila, ainda mais pre- ferido Cralquila (isto é metila); e R2 é uma C5-C31 -hidrocarbila, de preferên- cia uma C5-Ci9-alquila ou C5-Ci9-alquenila de cadeia reta, mais preferente- mente uma C9-Ci7-alquila ou C9-C17-alquenila de cadeia reta, ainda mais preferido uma Cn-C^-alquila ou Cn-Ci7-alquenila de cadeia reta, ou uma mistura delas; e Z é uma poli-hidroxihidrocarbila com uma cadeia hidrocarbi- Ia linear, com a qual pelo menos 3 grupos hidroxila estão diretamente liga- dos à cadeia, ou a um derivado alcoxilado (de preferência etoxilado ou pro- poxilado). Z é de preferência derivado de uma aminação de redução de um açúcar redutor; mais preferentemente Z é uma glicidila. Agente tensoativo de amida de ácido qraxo não-iônica Agentes tensoativos de amido de ácido graxo apropriados
abrangem aqueles com a fórmula: R6CON(R7)2 na qual R6 é um grupo alqui- Ia com 7 até 21, de preferência 9 até 17 átomos de carbono e cada R7 do grupo que consiste em hidrogênio, Ci-C4 alquila, CrC4 hidroxialquila e -(C2H4O)xH é escolhido, sendo que χ está na faixa de 1 até 3. Agente tensoativo de alquilpolissacarídeo não-iônico
Alquilpolissacarídeos apropriados no que se refere a este uso são divulgados na Patente US 4.565.647, com um grupo hidrófobo, que con- tém 6 até 30 átomos de carbono, e um grupo de polissacarídeos hidrófilos, por exemplo, um grupo poliglicosídeo, que contém 1, 3 até 10 unidades de sacarídeo.
Alquilpoliglicosídeos preferidos possuem a fórmula: R20(CnH2nO)t(glicosil)x na qual R2 é escolhido do grupo que consiste em al- quila, alquilfenila, hidroxialquila, hidroxialquilfenila e suas misturas, nas quais o grupo alquila contém de 10 até 18 átomos de carbono; η é 2 ou 3; t é de 0 até 10 e χ é 1,3 até 8. Glicosila é de preferência derivada de glicose.
O agente tensoativo não-iônico pode ser particularmente prefe- rentemente escolhido do grupo que abrange álcool etoxilato, alcoolpoliglico- léter graxo, ácido graxo etoxilato, ácido graxo poliglicoléster, glicerídeo mo- noalcoxilato, alcanolamida, ácido graxo alquilolamida, alcanolamida etoxila- da, ácido graxo alquilolamido-etoxilato, imidazolina, copolímero em bloco de oxido de etileno-óxido de propileno, alquilfenol etoxilato, alquilglicosídeo, e éster de sorbitano etoxilado e/ou amina alcoxilato. Agente tensoativo anfótero
Agentes tensoativos anfóteros apropriados empregáveis abran- gem os agentes tensoativos de aminoóxido e os ácidos alquilanfocarboxíli- cos.
Aminoóxidos apropriados abrangem todos os compostos com a fórmula R3(OR4)xNO(R5)2, na qual R3 é um grupo alquila, grupo hidroxialqui- Ia1 grupo acilamidopropila; e grupo alquilfenila ou suas misturas com 8 até 26 átomos de carbono; R4 é um grupo alquileno ou grupo hidroxialquileno com 2 até 3 átomos de carbono ou suas misturas; χ é de O até 5, de preferência de O até 3; e todo R5 é um grupo alquila ou grupo hidróxi alquila com 1 até 3, grupos de oxido de etileno ou um grupo oxido de polietileno com 1 até 3 gru- pos de oxido de etileno. São preferidos C10- C18- oxido de alquildimetilamina e C10- Ci8-óxido de acilamidoalquildimetilamina.
Outros agentes tensoativos anfóteros apropriados podem ser amplamente descritos como derivados heterocíclicos de aminas secundárias e terciárias ou derivados de compostos de amônio quaternários, compostos de fosfônio quaternários ou compostos de sulfônio terciários. Agentes tenso- ativos de betaína e de sultaína são agentes tensoativos anfóteros preferidos.
Betaínas apropriadas são aqueles compostos com a fórmula R(R')2N+ R2COO-, na qual R é um grupo C6-C18-hidrocarbila, cada R1 em regra é C^Ca-alquila e R2 é um grupo C1-C5-Ndrocarbila. Betaínas preferi- das são C12-Ci8- dimetilamônio hexanoato e a C10-C18-acilamidopropano-(ou -etano-)dimetil-(ou dietil-)betaína. Agentes tensoativos de betaína complexos são igualmente apropriados de acordo com a invenção.
O agente tensoativo anfótero pode ser particularmente preferen- temente escolhido do grupo que abrange anfoacetatos, anfodiacetatos, glici- natos, anfopropionatos, sultaínas, aminóxidos e/ou betaína. Um outro objeto da presente invenção refere-se a uma mistura estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano contendo amina, po- Iiol e/ou água, sendo que a mistura estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano apresenta de acordo com a invenção, pelo menos 40% em peso de uma solução estabilizadora de espuma macia quente de poliureta- no, relativo ao peso total da mistura estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano.
Tanto a solução estabilizadora da espuma macia quente de poli- uretano de acordo com a invenção, e/ou a mistura estabilizadora da espuma macia quente de poliuretano de acordo com a invenção, podem ser empre- gadas para preparação da espuma macia quente de poliuretano.
Por exemplo a solução estabilizadora da espuma macia quente de poliurtano de acordo com a invenção, pode ser empregada diretamente, isto é, sem outros aditivos, na preparação das espumas macias quentes de poliuretano.
Sob espuma de poliuretano compreende-se em geral materiais po- liméricos espumados, que se formam quando isocianatos polifuncionais rea- gem com polióis. O elemento estrutural Iigante formado é assim o grupo ureta- no. Como agente expansor pode ser empregada água. Aqui são formados dió- xido de carbono e a amina correspondente, que reagem com outro isocianato para formar um grupo uréia. A espuma de poliuretano pode assim ser construí- da também na sua maioria por grupos uréia além de grupos uretano.
A espuma macia quente de poliuretano de acordo com a inven- ção, é, de preferência, uma espuma macia à base de polieterpolióis. Além disso, a espuma macia quente de poliuretano de acordo com a invenção, pode ser desenvolvida como espuma em bloco ou como espuma moldada.
A espuma macia quente de poliuretano apresenta, sob exigência de pressão, uma resistência à moldagem relativamente pequena (DIN 7726).
Valores típicos para a tensão de compressão a 40% de com- pressão de uma espuma macia quente de poliuretanos situam-se entre 1 kPa e 10 kPa (execução de acordo com DIN EN IS03386-1/2).
A estrutura celular da espuma macia quente de poliuretano é as- sim em grande parte de células abertas (poros abertos).
A densidade da espuma macia quente de poliuretano de acordo com a invenção, situa-se de preferência em uma faixa de 5 até 80 kg/m2, especialmente em uma faixa de 7 até 50 kg/m2, muito particularmente prefe- rido em uma faixa de 10 até 30 kg/m2 (medido segundo DIN EN ISO 845, DIN EN ISO 823).
As espumas macias quentes de poliuretano podem ser obtidas da reação de polióis com isocianatos com emprego de uma solução estabili- zadora de espuma macia quente de poliuretano de acordo com a invenção, e/ou outros componentes.
Por meio da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano de acordo com a invenção, podem ser preparadas espumas ma- cias quentes de poliuretano por exemplo, com uma distribuição de tamanho de poros na faixa de 5 até 25 células/cm. Como agentes expansores químicos para preparação da espu-
ma macia quente de poliuretano pode ser empregada de preferência água, que reage com os grupos isocianato com liberação de dióxido de carbono. De preferência água é empregada em uma quantidade de 0,2 até 6 partes em peso (todas partes em peso relativo a 100 partes em peso de poliol), es- pecialmente preferido em uma quantidade de 1,5 até 5,0 partes em peso. Também podem ser empregados, juntos ou no lugar de água, agentes ex- pansores que atuam fisicamente, por exemplo, dióxido de carbono, acetona, hidrato de carbono, hidrocarbonetos como n-ciclopentano, iso-ciclopentano, ou ciclopentano, ou hidrocarbonetos como cloreto de metileno, tetrafluoreta- no, pentafluorpropano, heptafluorpropano, pentafluorbutano, hexafluorbutano ou dicloromonofluoretano. A quantidade do agente expansor físico situa-se assim, de preferência, na faixa entre 1 até 15 partes em peso, especialmente de 1 até 10 partes em peso, e a quantidade de água de preferência situa-se na faixa entre 0,5 e 10 partes em peso, especialmente preferido de 1 até 5 partes em peso. Dióxido de carbono é preferido do agente expansor físico, que de preferência é empregado em combinação com água como agente expansor químico. Como isocianatos interessam isocianatos polivalentes alifáticos propriamente conhecidos, cicloalifáticos, aralifáticos e de preferência aromá- ticos. Particularmente preferidos são isocianatos em uma faixa de 80 até 120% em mol relativo à soma dos componentes que requerem isocianatos.
Particularmente preferidos são isocianatos na faixa de 80 até 120% em mol relativo à soma dos componentes que requerem isocianato.
Podem ser mencionados, por exemplo, detalhadamente: di-iso- cianato de alquileno com 4 até 12 átomos de carbono no radical alquileno, como 1,12-dodecano di-isocianato, 2-etiltetrametileno di-isocianato-1,4, 2-metilpentametileno di-isocianato-1,5, tetrametileno di-isocianato-1,4 e de preferência hexametileno di-isocianato-1,6, di-isocianato cicloalifático, como ciclohexano-1,3- e -1,4-di-isocianato assim como quaisquer misturas desses isômeros, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (IPDI), 2,4- hexahidrotoluileno di-isocianato e 2,6-hexahidrotoluileno di-isocianato assim como as respectivas misturas isoméricas, 4,4'-diciclohexilmetano di-isocia- nato, 2,2'-diciclohexilmetano di-isocianato e 2,4'-diciclohexilmetano di-isocia- nato assim como as respectivas misturas isoméricas, e di-isocianatos e poli- isocianatos de preferência aromáticos, como por exemplo, 2,4-toluileno di- isocianato e 2,6-toluileno di-isocianato e as misturas isoméricas correspon- dentes, 4,4'-difenilmetano di-isocianato, 2,4'-difenilmetano di-isocianato e 2,2'-difenilmetano di-isocianato e as respectivas misturas isoméricas, mistu- ras de 4,4-difenilmetano di-isocianatos e 2,2'-difenilmetano di-isocianatos, polifenilpolimetileno poli-isocianato, misturas de 4,4-difenilmetano di- isocianatos, 2,4'-difenilmetano di-isocianatos e 2,2'-difenilmetano di- isocianatos e polifenilpolimetileno poli-isocianatos (Roh-MDI) e misturas de Roh-MDIe toluileno di-isocianatos. Os di-isocianatos e poli-isocianatos orgâ- nicos podem ser empregados individualmente ou na forma de suas misturas. Particularmente preferidos são misturas de polifenil polimetileno poli- isocianato com difenilmetano di-isocianato, sendo que de preferência o teor de 2,4'-difenilmetano di-isocianato é > 30% em peso.
Vantajosamente também são empregados os denominados iso- cianatos polivalentes modificados, isto é produtos que são obtidos por rea- ção química de di-isocianatos e/ou poli-isocianatos orgânicos. Como exem- plo podem ser mencionados di-isocianatos e/ou poli-isocianatos contendo grupos éster, uréia, biureto, alofanato, carbodi-imida, isocianurato, uretdiona e/ou uretano. Interessam em detalhe por exemplo: 4,4,-difenilmetano di- isocianato modificado, misturas de 4,4'-difenilmetano di-isocianato e 2,4'- difenilmetano di-isocianato modificadas, Roh-MDI modificado ou 2,4-toluileno di-isocianato ou 2,6-toluileno di-isocianato, grupos uretano contendo poli- isocianatos orgânicos, de preferência poli-isocianatos aromáticos com teores de NCO de 43 até 15% em peso, de preferência de 31 até 21% em peso, relativo ao peso total, por exemplo, produtos de reação com dióis, trióis, di- alquilenoglicóis, trialquilenoglicóis ou polioxialquilenoglicóis de baixo peso molecular, com pesos moleculares até 6000, particularmente com pesos mo- leculares até 1500, sendo que esses podem ser empregados como dioxial- quilenoglicóis ou polioxialquilenoglicóis ou como misturas. Podem ser men- cionados por exemplo: dietilenoglicol, dipropilenoglicol, polioxietilenoglicol, polioxipropilenoglicol e polioxipropilenopolioxietilenoglicol, dietilenotriol, di- propilenotriol, polioxietilenotriol, polioxipropilenotriol, polioxipropilenopolioxie- tilenotriol e/ou dietilenotetrol, dipropilenotetrol, polioxietilenotetrol, polioxipro- pilenotetrol, polioxipropilenopolioxietilenotetrol. Também são apropriados pré-polímeros contendo grupos NCO com teores de NCO de 25 até 3,5% em peso, de preferência de 21 até 14% em peso, relativo ao peso total, prepa- rado a partir dos seguintes poliesterpolióis e/ou de preferência polieterpolióis descritos a seguir e 4,4'-difenilmetano di-isocianato, misturas de 2,4'-difenil- metano di-isocianato e 4,4'-difenilmetano di-isocianato, 2,4-toluileno di- isocianato e/ou 2,6-toluileno di-isocianato ou Roh-MDI. Além disso, mostra- ram ter valor os poli-isocianatos contendo grupos carbodi-imida líquidos e/ou anéis isocianuratos com teores de NCO de 43 até 15, de preferência 31 até 21% em peso, relativo ao peso total, por exemplo, à base de 4,4'-difenilme- tano di-isocianato, 2,4'-difenilmetano di-isocianato, e/ou 2,2'-difenilmetano di- isocianato, e/ou 2,4-toluileno di-isocianato, e/ou 2,6-toluileno di-isocianato.
Os poli-isocianatos modificados podem ser misturados uns com os outros, ou com poli-isocianatos orgânicos não modificados, como por e- xemplo, 2,4'-difenilmetano di-isocianato, 4,4'-difenilmetano di-isocianato, Roh-MDI1 2,4-di-isocianato, e/ou 2,6-toluileno di-isocianato.
Foram especialmente comprovados e, portanto preferentemente empregados, como poli-isocianatos orgânicos: toluileno di-isocianato, mistu- ras de isômeros de difenilmetano di-isocianato, misturas de difenilmetano di- isocianato e polifenilpolimetil poli-isocianato ou tolueno di-isocianato com difenilmetano di-isocianato, e/ou polifenilpolimetil poli-isocianato ou os de- nominados pré-polímeros. Particularmente preferentemente, toluileno di- isocianato é empregado no processo de acordo com a invenção. 1O Em uma variante de execução particularmente preferida são
empregadas misturas de poli-isocianato orgânicas e/ou orgânicas modifica- das de 2,4-toluileno di-isocianato com 2,6-toluileno di-isocianato com um teor de 2,4-toluileno di-isocianato de 80% em peso.
Como polióis são apropriados aqueles com pelo menos dois átomos de H reativos perante grupos isocianato; de preferência são empre- gados polieterpolióis. Tais polieterpolióis podem ser preparados segundo processos conhecidos, por exemplo, por polimerização aniônica de óxidos de alquileno na presença de hidróxidos alcalinos ou alcoolatos alcalinos co- mo catalisadores e sob adição de pelo menos uma molécula de partida, que contém 2 até 3 átomos de hidrogênio reativos ligados a elas, ou por polime- rização catiônica de óxidos de alquileno na presença de ácidos de Lewis1 como por exemplo, pentacloreto de antimônio ou eterato de fluoreto de boro ou por catálise de cianeto metálico duplo. Óxidos de alquileno apropriados contém de 2 até 4 átomos de carbono no radical alquileno. Exemplos são tetrahidrofurano, 1,3-óxido de propileno, 1,2-óxido de butileno ou 2,3-óxido de butileno; de preferência são empregados óxido de etileno e/ou 1,2-óxido de propileno. Os óxidos de alquileno podem ser empregados sozinhos, al- ternadamente, sucessivamente ou como misturas. Como moléculas de parti- da interessam água ou álcoois bivalentes ou trivalentes, como etilenoglicol, propanodiol-1,2 e propanodiol-1,3, dietilenoglicol, dipropilenoglicol, glicerina, trimetilolpropano etc. Também podem ser empregados como iniciadores po- lióis polifuncionais, tais como açúcar. Os polieterpolióis, de preferência polioxipropileno-polioxietileno- polióis, possuem uma funcionalidade de 2 até 5, e pesos moleculares mé- dios na faixa de 500 até 8000, de preferência 800 até 3500.
Opcionalmente aos materiais de partida também são adiciona- dos retardantes de chama, de preferência aqueles que são líquidos e/ou so- lúveis em um ou mais dos componentes empregados na preparação da es- puma. De preferência interessam para emprego retardantes de chamas con- tendo fósforo comercialmente usuais, por exemplo, fosfato de tricresila, fos- fato de tris(2-cloroetila), fosfato de tris(2-cloropropila), fosfato de tris(2,3- dibromopropila), fosfato de tris-(1,3-dicloropropila), tetracis(2-cloretil)etileno- difosfato, fosfato de trisbutoxietilfosfato, fosfonato de dimetilmetano, fosfona- to de dietiletano, dietiléster de ácido dietanolaminometilfosfônico. São igual- mente apropriados polióis e/ou melamina retardantes de chama contendo halogênio e/ou fósforo. Além disso, melamina também pode ser empregada. Os retardantes de chamas são de preferência empregados em uma quanti- dade de no máximo 35% em peso, de preferência no máximo 20% em peso, relativo ao componente poliol. Outros exemplos de aditivos tensoativos a serem opcionalmente empregados e estabilizantes de espuma, bem como reguladores de células, retardantes de reação, estabilizantes, substâncias retardantes de chamas, corantes, assim como substâncias ativas eficazes fungistáticas e bacteriostáticas, bem como detalhes sobre modo de emprego e de ação desses aditivos, são descritos em G. Oertel (fabricante): "Kunsts- toff-Handbuch", volume VII, editora Carl Hanser1 3a. edição, Munique 1993, páginas 110-123.
Além disso, no processo de acordo com a invenção, podem ser empregados de preferência 0,05 até 0,5 partes em peso, especialmente 0,1 até 0,2 partes em peso, dos catalisadores para a reação de expansão. Esses catalisadores para a reação de expansão são escolhidos do grupo das aminas terciárias [trietilenodiamina, trietilamina, tetrametilbutadiamina, trie- tilenodiamina, trietilamina, tetrametilbutandiamina, dimetilciclohexilamina, bis(2- dimetilaminoetil)éter, dimetilaminoetoxietanol, bis(3-dimetilaminopropil)amina, Ν,Ν,Ν'-trimetilaminoetiletanolamina, 1,2-dimetilimidazol, N(3-aminopropil)imida- zol, 1-metilimidazol, N,N,N',N'-tetrametiM,4'-diaminodiciclohexilmetano, N1N- dimetiletanolamina, N,N-dietiletanolamina, 1,8-diazabiciclo-5,4,0-undeceno, N,N,N',N'-tetrametil-1,3-propanodiamina, Ν,Ν-dimetilciclohexilamina, Ν,N1N',N",Nm- pentametildietilenotriamina, Ν,Ν,Ν',Ν'',Ν'''-pentametildipropilentriamina, N1N'- dimetilpiperazina, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina, 2,2'-dimorfolinodietiléter, Ν,Ν-dimetilbenzilamina, N,N',N"-tris(dimetilaminopropil)hexahidrotriazina, N,N,N',N'-tetrametil-1,6-hexandiamina, tris(3-dimetilaminopropil)amina, e/ou tetrametilpropanamina]. Igualmente apropriados são os derivados das aminas terciárias bloqueados em ácido. Em uma forma de execução particular é em- pregado dimetiletanolamina ou bis(2-dimetil aminoetil)éter como amina. Em uma outra forma de execução é empregada trietilenodiamina como amina.
Também podem ser empregados no processo de acordo com a invenção, de preferência 0,05 até 0,5 partes em peso, especialmente 0,1 até 0,3 partes em peso de catalisadores para a reação de gel. Os catalisadores para a reação de gel são escolhidos do grupo dos compostos orgânicos de metal e dos sais de metal dos seguintes metais: estanho, zinco, tungstênio, ferro, bismuto, titânio. Em uma forma de execução particular são emprega- dos catalisadores do grupo dos carboxilatos de estanho. Muito particular- mente preferidos são assim estanho (e-etil-hexanoato) e ricinoleato de esta- nho. É de particular importância estanho-2-etilhexanoato para a preparação de uma espuma macia quente de poliuretano de acordo com a invenção. Além disso também são preferidos compostos de estanho com radicais or- gânicos ligados totalmente ou parcialmente covalentemente. Dibutildilaurato de estanho é, assim, particularmente preferentemente empregado. Uma visão geral básica pode ser encontrada em G. Oertel (fabri-
cante): "Kunststoff-Handbuch", volume VII, editora Carl Hanser, 3a edição, Munique 1993, páginas 139-192 e em D. Randall e S. Lee (ambos fabrican- tes): "The Poliurethanes Book" J. Wiley, 1a. Edição, 2002.
Em um outro emprego a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano, aquosa, de baixa viscosidade de acordo com a inven- ção, pode ser empregada para máquinas de baixa pressão. A alimentação da solução estabilizadora de espuma macia quente aquosa de baixa viscosidade pode, assim, ocorrer separadamente na câmara de misturação. Em uma outra variante de processo, a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano aquosa de baixa viscosidade de acordo com a invenção, pode também ser imediatamente misturada antes da câmara de misturação a um dos componentes que estão sendo alimentados à câmara de misturação. A misturação pode ocorrer também no tanque de matérias-primas.
Em um outro emprego a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano aquosa, de baixa viscosidade de acordo com a invenção, também pode ser empregada em máquinas de alta pressão. A adição da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano aquosa, de baixa viscosidade pode ocorrer assim diretamente na cabeça de misturação.
Em uma outra variante de processo a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano aquosa, de baixa viscosidade de acor- do com a invenção, também pode, imediatamente antes da câmara de mis- turação ser misturada a um dos componentes que estão sendo alimentados à câmara de misturação. A misturação também pode ocorrer no tanque de matérias-primas.
A instalação para preparação da espuma macia quente de poliu- retano pode assim ser operada de modo contínuo ou também descontínuo. Particularmente vantajoso é o emprego da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano aquosa, de baixa viscosidade de acordo com a invenção, para o espumamento contínuo. Assim o processo de espumamen- to pode tanto ocorrer no sentido horizontal como também no sentido vertical. Em um outro modo de execução a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano aquosa, de baixa viscosidade de acordo com a inven- ção, pode ser utilizada para a tecnologia de CO2.
Em uma outra forma de execução o espumamento também pode ocorrer em formas.
A permeabilidade a gás da espuma macia quente de poliuretano de acordo com a invenção, está de preferência em uma faixa de 1 até 300 mm de coluna de etanol, particularmente em uma faixa de 7 até 25 mm de coluna de etanol (medido por medição da diferença de pressão no escoa- mento através de uma amostra de espuma). Para tanto coloca-se um disco de espuma de 5 cm de espessura em um suporte liso. Uma placa de 800 g (10 cm χ 10 cm) com uma perfuração central (diâmetro 2 cm) e uma cone- xão a um tubo é colocada na amostra da espuma. Sobre a perfuração cen- tral introduz-se um fluxo de ar constante de 8 l/min na amostra de espuma. A diferença de pressão que ocorre (relativa ao escoamento não impedido) é verificada por meio de uma coluna de etanol em um medidor de pressão graduado. Quanto mais fechada for a espuma, maior será a pressão forma- da e com isso o espelho da coluna de etanol será impelido para baixo e, as- sim, maiores serão os valores medidos.
Um objeto da presente invenção ainda se refere a um produto contendo uma espuma macia quente de poliuretano que foi preparada pelo emprego de uma solução estabilizadora de espuma macia quente de poliure- tano de acordo com a invenção, e/ou uma mistura estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano.
O objeto da presente invenção é esclarecido ainda por meio dos seguintes exemplos e tabelas. Aqui foi preparado um polietersiloxano típico para a estabilização de espumas macias quentes de poliuretano e caracteri- zado tendo em vista suas diversas misturas. Polietersiloxano A
O polietersiloxano A trata-se de um polietersiloxano de acordo com a invenção, de acordo com a seguinte fórmula:
CH3 CH3 CH3 CH3
I rl Ί Γ I Ί I
CH3-SiO-Γ SiO-l· TsiO-L Si-CH3 I L I Jn L | Jo | CH3 CH3 PE CH3
na qual, o = 4, η = 70, PE = Poliéter = Mistura de dois poliéteres: 37,5% em volume de um poliéter metilado com Mn = 3800 g/mol, preparado a partir de 58% em peso de oxido de propileno e 42% em peso de oxido de etileno e 62,5% em volume de um poliéter metilado com Mn = 600 g/mol, preparado a partir de 100% em peso de óxido de etileno. Preparação do Polietersiloxano A:
A preparação do polietersiloxano ocorre a partir do respectivo polidimetilsiloxano Si-H-funcional respectivamente, desde sempre e o (ou os) alquilpoliéteres correspondentes. Desta forma ocorre a preparação do silo- xano de acordo com o processo conhecido, por exemplo descrito na EP 0499200, através de equilíbrio. O alilpoliéter é obtido por alcoxilação de óxi- dos de alquileno, como oxido de etileno, óxido de propileno, óxido de dode- ceno ou óxido de estireno em álcool alílico como iniciador em uma polimeri- zação aniônica. Exemplos das possibilidades de síntese deste tipo de alilpo- liéter são divulgados na EP 0822218. Para a hidrosililação, são adicionados 30% em peso de excesso dos (ou do) alilpoliéter sobre a quantidade este- quiometricamente necessária. Um catalisador de platina usual para a reação de hidrosililação, como cis-Pt ou ácido hexacloroplatínico, é introduzido em uma quantidade de 10 ppm. A mistura de reação é aquecida para a reação durante 6 horas a 90°C, sendo que o teor residual de funções SiH é deter- minado em intervalos por reação volumétrica com solução de butilato de po- tássio e determinação do hidrogênio formado. A reação é terminada quando > 98% das funções de Si-H empregadas são reagidas. O poliéter em exces- so obtido no produto de reação permanece na mistura de reação. O produto assim obtido é empregado diretamente como polietersiloxano A para os ou- tros testes. A preparação de tais polietersiloxanos ligados a Si-C já foi fre- qüentemente descrita na literatura, por exemplo na US 4.147.847, EP 0493836 e US 4.855.379, às quais é feita referência no seu âmbito total. Misturacão do Polietersiloxano A
Para representação da invenção foi misturado como exemplo o polietersiloxano acima mencionado com diversos solventes orgânicos, como água, ou água com agentes tensoativos. Das amostras mediu-se respecti- vamente a viscosidade. Misturacão do Polietersiloxano A com Água:
Em uma série de misturação o polietersiloxano A foi determinado em etapas de 10% em peso misturado com água e as viscosidades foram determinadas. Tabela I
Mistura de Polietersiloxano A e Áaua
Teor de Polietersiloxano A [% em peso] Teor de Água [% em peso] Viscosidade (em 1 s"1) rPa.s] 90 10 11,5 80 20 10,0 70 30 46,4 60 40 113 50 50 34,5 40 60 6,1 70 2,0 80 0,6 90 0,08
É mostrado que o decurso da viscosidade entre a água pura e o
polietersiloxano puro não é de modo algum linear. Ao invés disto tem-se, iniciando em 30% em peso de polietersiloxano na mistura com água, a um significante aumento da viscosidade. O máximo é obtido em cerca de 60% em peso de polietersiloxano na mistura com água. Assim podem ocorrer va- lores até acima de 100 Pa*s. Este tipo de elevadas viscosidades acarreta um comportamento de gel. Com outros aumentos do teor de polietersiloxano a viscosidade torna então a diminuir. A cerca de 80% em peso o âmbito do drástico aumento da viscosidade é terminado. A viscosidade cai então na direção do polietersiloxano puro. Uma representação gráfica do valor da vis- cosidade é indicada na Figura 1. Aparentemente, não é possível a prepara- ção das soluções estabilizadores de espuma macia quente de poliuretano de baixa viscosidade pronta para uso - viscosidade < 5000 mPa*s - com água como solvente sem outros aditivos na faixa de 40% em peso até 80% em peso de polietersiloxano na mistura.
A adição de diversos aditivos das misturas preparadas a partir de polietersiloxano e de água: Às misturas de polietersiloxano e água anterioremente prepara- das foram adicionados, então, diversos aditivos. O teor em peso dos aditi- vos, em % em peso, relativo à mistura de polietersiloxano/água (100% em peso), foram pesados e adicionados à mistura. Os teores absolutos de polie- tersiloxano e água na mistura, inclusive agentes tensoativos, reduzem-se assim em torno do respectivo fator, sendo que a proporção entre polietersi- Ioxano e água porém fica mantida (o que é muito importante para o compor- tamento de fases). Assim tentou-se primeiramente obter, através da adição de um solvente orgânico usual ao polietersiloxano, uma solução desejada de baixa viscosidade de ambos os polietersiloxanonos em água. Como solven- tes foram empregados assim dipropilenoglicol (DPG). DPG é o solvente usual para estabilizadores de espuma macia quente de poliuretano. Aqui uma quantidade de 5% em peso de DPG é adicionada às misturas de polie- tersiloxano e água. Tabela Il
istura de Polietersiloxano A e Áaua e Adição de 5% em nesn Hp npn Teor de Polietersiloxano A [% em peso] Teor de Água [% em peso] Viscosidade (a 1 s~1) [Pa.sl 90 10 7,4 80 20 5,9 70 30 48,5 60 40 63,5 50 50 19,1 45 55 10,7 70 0,8 80 0,1 90 0,02
Mostra-se que, através da adição de 5% em peso de DPG, ape- sar da pequena redução da viscosidade, ainda pode ser verificado sempre um drástico aumento da viscosidade. A adição de quantidades maiores de DPG também não modifica nada, o que pode ser deduzido a partir dos e- xemplos de comparação na Tabela III. Além do DPG também empregou-se aqui como solvente um poliéter líquido (fPE). Estes se tratam de poliéter lí- quido iniciado com n-butanol com inclusão estatisticamente distribuída de óxido de etileno e óxido de propileno com uma massa molar média de cerca de 1000 g/mol. Aqui tem-se 42% em peso de óxido de propileno e 58% em peso de óxido de etileno. A preparação desse poliéter ocorre analogamente aos poliéteres com funcionalidade alila acima descritos por meio de alcoxila- ção.
Tabela Ill
Mistura de Polietersiloxano A e diversos solvente em elevada concentração
Teor,de Polie- tersiloxano A [% em pesol
60
60
60
Teor de Água [% em peso]
40
40
40
Tipo de Adição
DPG
Poliéter líquido (fPE)
Quantidade Adicionada [% em peso]
20
20
Viscosidade (a 1 S"1) fPa.s]
113
11,1
10,5
Embora não haja um aumento da viscosidade, ainda pode ser
observada sempre uma viscosidade acima de 5 Pa*s, o que não deixa que- rer empregar este tipo de misturas para um emprego técnico como estabili- zadoras de poliuretano.
Ao contrário dos solventes acima mencionados, foram adiciona- dos nas seguintes misturas do polietersiloxano A como agente tensoativo, água ou misturas de agentes tensoativos. Os agentes tensoativos são parci- almente misturas tecnicamente usuais. Em tais casos empregou-se objeti- vamente na preparação das amostras na adição de 5% em peso de agente tensoativo puro, isto é, em agentes tensoativos diluídos, respectivamente, mais da mistura de agentes tensoativos. A água parcialmente obtida na mis- tura tensoativa foi levada em consideração para o teor total de água da mis- tura de polietersiloxano/água/agente tensoativo.
Primeiramente empregou-se um sal de 2-etilhexilsulfonato-Na com o nome comercial Rewopol® D 510, obtenível na Firma Degussa. O próprio Rewopol® D 510 é uma mistura de 40% em peso com 60% em peso de água. Tabela IV
Mistura de Polietersiloxano A e Áaua e Adição de 5% em peso 2-Etilhexilsulfonato-Na
Teor de Polietersiloxano A [% em peso] Teor de Água [% em pesol Viscosidade (a 1 s"1) [Pa.s] 90 10 4,8 80 20 7,9 70 30 4,9 60 40 4,8 50 50 1,1 40 60 0,14 70 0,04 80 0,04 90 0,004
Mostrou-se, que por adição de 5% em peso do agente tensoati-
vo, pode-se obter 2-etilhexilsulfonato de Na, no âmbito do polietersiloxano A no âmbito da invenção, pode ser obtida universalmente uma viscosidade baixa aceitável.
Como outra possibilidade além do emprego de agentes tensoati- vos puros observa-se uma mistura apropriada de agentes tensoativos. Uma mistura de 50% em peso de Tegotens® 826 - um oligoalquilglicosídeo - obtenível na Firma Degussa, e 50% em peso de dodecilsulfato de sódio é, assim, de interesse particular. Tabela V
Mistura de polietersiloxana A e água e adição de 5% em peso de mistura tensoativa (mistura tensoativa = 50% em peso de Tegotens® G 826. 50% em peso de dodecilsulfato de sódio)__
Teor de Polietersilo- xano A [% em peso] Teor de Água [em peso] Viscosidade (a 1 s"1) [Pa.s] 90 10 7,9 80 20 20,8 Teor de Polietersilo- xano A [% em pesol Teor de Água [em peso] Viscosidade (a 1 s~1) [Pa.s] 70 30 5,0 60 40 1,9 50 50 1,0 40 60 0,12 70 0,03 80 0,01 90 0,001
Nos polietersiloxanos A para todas as misturas de acordo com a invenção, são obtidas viscosidades £ 5 Pa«s.
A seguir é empregado um sal de sulfonato de alquilbenzeno li-
near- sal de sódio com um comprimento de cadeia alquila de Ci0 até Ci3 com o nome comercial Reworil® NKS 50, obtenível na Firma Degussa. Ele é uma mistura 50% em peso em água. Tabela Vl
Mistura de polietersiloxano A e água e aditivo de 5% em peso de benzenos- sulfonato de alquila. Na__
Teor de Polietersilo- xano A [% em pesol Teor de Água [% em peso] Viscosidade (a 1 s"1) [Pa.sl 90 10 6,3 80 20 11,3 70 30 3,1 60 40 1,6 50 50 0,49 40 60 0,17 70 0,053 80 0,016 90 0,006
Mostra-se que o sulfonato de alquilbenzeno no âmbito da visco- sidade de acordo com a invenção, cai abaixo de 5 Pa.s. Ao lado do emprego de agentes tensoativos, o emprego combi- nado de agentes tensoativos e solventes orgânicos faz sentido. Isto pode ser necessário, particularmente tendo em vista a necessidade de um aperfeiço- amento da proteção contra congelamento. A seguir foram adicionados aqui adicionalmente às amostras da Tabela Vl ainda 5% em peso de DPG. Tabela Vll
Mistura de polietersiloxano A e água e adição de 5% em peso, cada, de sul- fonato de alquilbenzeno. Na e 5% em peso de DPG._
Teor de polietersiloxano A [% em peso]_
90 80
70 60 50 40 30 20
10
Teor de água [% em peso]_
10 20
30 40 50 60 70 80
90
Viscosidade (a 1 s"1) [Pa.sl_
8,7 10,1
5,0 1,5 0,42 0,15 0,048 0,016
0,006
Não pode ser verificada uma modificação significativa no decur- so da viscosidade em comparação com a Tabela Vl e VII. A adição de DPG não modifica muito as propriedades do aditivo redutoras da viscosidade de um agente tensoativo orgânico para uma mistura de polietersiloxano e água, porém pode trazer consigo outras vantagens, como por exemplo, maior se- gurança contra congelamento. O polietersiloxano, além disso, foi respectivamente empregado
em uma mistura com DPG (não de acordo com a invenção) e com água e agente tensoativo orgânico (do exemplo de acordo com a invenção) em uma preparação de uma espuma macia quente de poliuretano em laboratório. Aqui empregou-se respectivamente as seguintes misturas: 60% em peso de polietersiloxano 40% em peso de DPG ou
60% em peso de polietersiloxano 35% em peso de água
5% em peso de benzenossulfonato de alquila, Na
As misturas assim preparadas foram então observadas em uma formulação de espuma macia quente de poliuretano típica:
Uma receita geral para a preparação das espumas macias quen- tes de poliuretano de teste:
- 100 partes em peso de poliol (Desmophen® PU20WB01 da Firma Bayer, número de OH 56)
- 5,0 partes em peso de água (agente propulsor químico)( contendo respec- tivamente menos água na mistura de polietersiloxano)
-1,0 partes em peso da mistura do polietersiloxano
- 0,15 parte em peso de catalisador amina (TrietiIenodiamina)
- 0,23 partes em peso de catalisador de estanho (estanho-2-etilhexanoato)
- 5,0 partes em peso de cloreto de metileno (agente expansor físico adicional)
- 63,04 partes em peso de isocianato (di-isocianato de toluileno, TDI- 80)(proporção de grupos isocianato para grupos reativos que consomem isocianato = 1,15)
Execução:
Poliol, água, catalisadores e estabilizador foram introduzidos em um béquer de papelão e misturados com um disco agitador (45 s a 1000 rpm). Em seguida adicionou-se o cloreto de metileno e misturou-se nova- mente por 10 s a 1000 rpm. Em seguida adicionou-se o isocianato (TDI-80) e agitou-se novamente a 2500 rpm por 7 s. A mistura foi então vertida em uma caixa com 30 cm χ 30 cm χ 30 cm. Durante o espumamento mediu-se a altu- ra da ascensão por meio de uma medição de altura por ultrassom. O tempo de ascensão abrange o tempo que transcorre até que a espuma tenha atin- gido sua altura máxima. A queda denomina a redução da superfície da es- puma após o insuflamento da espuma macia quente de poliuretano. Assim o resíduo é medido 3 minutos após o insuflamento em relação à altura máxima medida. O peso volumétrico foi medido de acordo com DIN EN ISO 845 e DIN EN ISO 823. O número de células foi contado por meio de uma lupa com graduação em três pontos e tirou-se a média dos valores. Tabela Vlll
Resultados do teste de espumamento da espuma macia quente de poliure tano _
Poliéter- siloxano Mistura com Tempo de ascensão [s] Tempo de que- da [cm] Peso volu- métrico [kg/m3] Número de células [1/cm] A DPG 86 -0,1 18,0 7 A Água + sulfonato de alquilbenzeno, Na 87 -0,1 18,1 6
Verificou-se nos espumamentos de teste que ambas as misturas
de polietersiloxano mostram propriedades idênticas. Uma influência do sol- vente não pode, portanto, ser observada nos espumamentos de teste. Con- tudo, em outras formulações de espumas macias quentes de poliuretano não podem ser excluídas diferenças no comportamento de espumamento de uma mistura de polietersiloxano com solventes orgânicos e água. Em espe- cial a falta de dipropilenoglicol leva também a estruturas de espuma abertas. No quadro do questionamento relevante, uma misturação de polietersiloxano pode ser considerada necessária como uma mistura de água/agente tensoa- tivo para o emprego como estabilizador de espuma macia quente de poliure- tano.
Por fim o questionamento interessante é que tipos de agentes tensoativos podem levar a uma redução da viscosidade apresentada nesta invenção. Aqui o polietersiloxano foi misturado com os mais diversos agen- tes tensoativos. A respectiva quantidade de emprego do agente tensoativo puro é assim de 5% em peso em toda a mistura. Relativo à uma mistura de polietersiloxano e água sem agente tensoativo produz-se então a proporção indicada na tabela IX. As viscosidades resultantes são indicadas nas tabelas IX eX. Tabela IX
Mistura de ambos o polietersiloxano e água em relação com as seguintes séries de teste com agentes tensoativos
Polietersilo- xano
Teor de Polietersiloxa- no [% em peso]_
52,6
Teor de Água [% em peso]
47,4
Viscosidade (a 1 s"1) [Pa.sl_
45,6
Tabela X
Mistura de 50% em peso de polietersiloxano A. 45% em peso de água, e 5%
Agente tensoativo Nome comercial Viscosida- de [Pa«s] Tensoativo aniônico Sulfato de alquila/ Sulfato de álcool graxo Rewopol® NLS 28 (Dodecil sulfato de dodecila, Na) 3,4 Sulfato de alquila secundário/ Sulfonato de parafina Hostapur® SAS30 (C14/17 sulfato de alquila, Na) 0,6 Sulfonato de alquilbenzeno Reworil®NKS 50 (C10/C13 sulfonato de alquil benzeno, Na) 0,9 Fosfato de alquila/mono/ di/tri éster de ácido fosfórico Berol® 522 (fosfato de decila, K) 3,4 Éster de ácido fosfórico Hostaphat® OPS (ácido octilfosfônico) 0,4 Diéster de ácido Sulfossuccínico Rewopol® SB DO 75 (sulfossucinato de dietilhexila, Na) 1,4 Monoéster de ácido sulfossuccí- nico, etoxilado Rewopol® SB FA 30 (sulfossucinato de lauriletoxi, Na) 1,5 Sulfonato de a-olefina Hostapur® OS (C14/16 sulfonato de α-olefina, Na) 1,5 Isetionato de ácido graxo Hostapon® SCI 85C 3,3 Metiltaureto de ácido graxo Hostapon® CT 3,9 Sulfonato de arila Ácido p-toluenosulfônico, Na 0,5 49 Agentes tensoativos Catiônicos Alquiloxialquila quats Rewoquat® CPEM (coco pentaetóxi metilamônio metossulfato) 0,9 Trialquila quats Adogen® 444-29 Cetil cloreto de trimetilamônio 1,1 Agentes Tensoativos não-iônicos Álcoo Ietoxi lato/ poliglicoléter de álcool graxo Rewopal® LA10-80 (etoxilato de álcool laurílico, n=10) 2,5 Monoalcóxilatos de glicerídeos Rewoum® LI63 (monoglicerideo etoxilato de ácido graxo de coco, n=30) 4,0 Etoxilato de alquilfenol Rewopal® HV25 (etoxilato de nonilfenol, n=25) 1,6 Etoxilato de éster de sorbitano TEGO® SML20 (PEG20 Monolaurato de sorbitano) 4,9 Agentes tensoativos anfóteros Anfoacetatos Rewoteric® AM C (Cocoanfoacetato, Na) 3,5 Anfodiacetatos Rewoteric® AM 2C NM (Cocoanfodiacetato, Na) 3,8 Glicinatos Rewoteric® AM TEG (glicinato de sebo) 3,6 Anfopropionatos Rewoteric® AM KSF 40 (Cocoanfopropionato, Na) 4,2 Sultaínas Rewoteric® AM CAS (cocamidopropil hidróxil sultaínas) 4,0 Óxido de Aminas Rewominox® L408 (Óxido de Iauril dimetilaminas) 2,8 Betaínas TEGO® Betaína F50 (Cocamidopropil betaínas) 0,8 Caracterização dos agentes tensoativos:
Rewopol® NLS 28 (28% em peso de dodecilsulfato, Na) obtenível na Firma Degussa
Hostapur® SAS30 (30% em peso C14/17 alquilsulfato, Na) obtenível na Firma Clariant
Reworil® NKS 50 (50% em peso C10/C13 alquil benzenossulfonato, Na,
50% em peso de água) obtenível na firma Degussa
Berol® 522 (45% em peso de decilfosfato, K) obtenível na firma Akzo
Nobel
- Hostaphat® OPS (100% em peso de ácido octilfosfônico) obtenível na firma Clariant
Rewopol® SB DO 75 (75% em peso de sulfossuccinato de dietilhexila, Na) obtenível na firma Degussa
Rewopol® SB FA 30 (40% em peso de Iauriletoxi sulfossuccinato, Na) obtenível na firma Degussa
Hostapur® OS (42% em peso de C14/16 sulfonato de α-olefina, Na) obtenível na Firma Clariant
Hostapon® SCI 85C (85% em peso de isetionato de ácido graxo de co- co, Na) obtenível na firma Clariant - Hostapon® CT (30% em peso de metil taureto de ácido graxo de coco, Na) obtenível na firma Clariant
Rewoquat® CPEM (100% em peso de coco pentaetóxi metossulfato de metilamônio) obtenível na firma Degussa
Adogen® 444-29 (29% em peso de cloreto de cetil trimetilamônio) obte- nível na firma Degussa
Rewopal® LA10-80 (75% em peso de álcool etoxilato de laurila, n=10) obtenível na firma Degussa
Rewoum® LI63 (100% em peso de monoglicerídeo etoxilato de ácido de coco graxo, n=30) da Firma Degussa - Rewopal® HV25 (100% em peso de nonilfenol etoxilato, n=25) obtenível na firma Degussa
TEGO® SML20 (100% em peso de PEG20 monolaurato de sorbitano) obtenível na firma Degussa
Rewoteric® AM C (25% em peso de cocoanfoacetato, Na) obtenível na firma Degussa
Rewoteric® AM 2C NM (40% em peso de cocoanfodiacetato, Na) obte- nível na firma Degussa
Rewoteric® AM TEG (40% em peso de glicinato de sebo) obtenível na firma Degussa
Rewoteric® AM KSF 40 (40% em peso de cocoanfopropionato, Na) ob- tenível na firma Degussa
Rewoteric AM CAS (40 - 45% em peso de cocamidopropil hidróxil sulta- ína) obtenível na firma Degussa
Rewominox® L408 (30% em peso de Iauril óxido de dimetilamina) obte- nível na firma Degussa
TEGO® Betain F50 (38% em peso de cocamidopropil betaína) obtenível na firma Degussa.
A proporção de polietersiloxano A e água na Tabela X produz - para comparação - por adição de 5% em peso de DPG as seguintes viscosi- dades. Tabela Xl
Mistura de polietersiloxanona e água em comparação dos agentes tensoati- vos na proporção das séries de testes de agentes tensoativos na Tabela X com 5% em peso de DPG adicionado
Polietersi- loxano
Teor de Polietersilo- xano [% em peso]
50
Teor de Água [% em peso]
45
Teor de DPG [% em peso]
Viscosidade (a 1 S1) fPasl
18,3
Mostra-se que em cada grupo de agentes tensoativos indicados (aniônicos, catiônicos, nâo-iônicos, anfóteros) são encontrados exemplos, nos quais a viscosidade na misturação com água e o agente tensoativo fica abaixo da viscosidade de 5 Pa*s. Em princípio nenhum grupo de agentes tensoativos orgânico pode ser excluído. Uma comparação com DPG (Tabela XI) indica novamente a visível redução de viscosidade visivelmente menor através do emprego de um solvente orgânico. Determinação da Viscosidade
Todas as viscosidades indicadas da presente descrição, quando nada diferente é indicado,foram determinadas como se segue.
A viscosidade foi medida em um experimento de rotação a 25°C a uma taxa de cisalhamento de 1 s"1 com emprego de um viscosímetro de rotação MCR301 da Firma Physica (Anton Paar1 Ostfildern, Alemanha). A- mostras com uma viscosidade > 100 mPa.s foram medidas com uma geo- metria de placa cônica (Kegel-Platte Geometrie) (Diâmetro = 50,0 mm, ângu- lo = 0,981°). Amostras com uma viscosidade < 100 mPa.s foram verificadas com uma Couette Geometrie - Diâmetro do corpo medido = 26,66 mm, diâ- metro do béquer de medição = 28,93 mm, largura da fenda de medição, comprimento da fenda de medição = 40,014 mm. Porque algumas amostras mostraram um comportamento de estrutura viscosa, as amostras foram pri- meiramente submetidas a um cisalhamento por 60 segundos a 1000 s"1, pa- ra obter as condições iniciais de controle. Depois disso, a viscosidade foi medida a uma taxa de cisalhamento de 1 s"1. Então as amostras foram dei- xadas por 10 minutos em cisalhamento. Durante este tempo a estrutura po- de ser refazer novamente. Depois disso, efetuou-se a medição a uma taxa de cisalhamento de 1 s"1. Depois disso, efetuou-se um cisalhamento durante minutos, até que fosse obtido uma uniformidade. As amostras, que não mostraram um comportamento de estrutura viscosa, foram medidas acima sem tratamento prévio diretamente a 1 s - até obterem uma uniformidade.

Claims (27)

1. Solução aquosa, de baixa viscosidade, estabilizadora de es- puma macia quente de poliuretano, empregável na preparação de espumas macias quentes de poliuretano, caracterizado pelo fato de que a solução a- quosa, de baixa viscosidade, estabilizadora de espuma macia quente de po- liuretano abrange os seguintes componentes: > 40% em peso até < 70% em peso de polietersiloxano, £ 0,5% em peso até < 20% em peso de agente tensoativo orgânico, > 10% em peso de água, > 0% em peso de aditivos solventes orgânicos, onde o polietersiloxano tem a seguinte fórmula (I) R1-Si(CH3)2O-[Si(CH3)(OSi(CH3)2R0)O-]u-[Si(OSi(CH3)2R0)2O-]v-[Si(CH3)2O- ]w-[SiCH3R20-]x-[SiCH3R30-]y-[SiCH3R40HSiR3R40],-Si(CH3)2-R5 (I) na qual R° = -0-[Si(CH3)20-]w-[SiCH3R20-]x-[SiCH3R30-]y-[SiCH3R40]z- Si(CH3)2-R5, R1, R1 Rj, R4 e R5 = iguais ou diferentes uns dos outros representam res- pectivamente um radical alquila ou arila de 1 até 12 átomos de carbono ou respectivamente -CH2-R6 ou -CH2-CH2-R6 ou oxido de polialquileno-poliéter de fórmula (II) -CmH2mO(C2H4O)a(C3H6O)b(C4H8O)c(C6H5-C2H3O)d(C12H24O)gR7 (II), R6 = H, -C6H5, -CN1 -alquila com C1 até C10, -CH-CH2O (anel epóxido), -alquil-OH, -aril-OH, -Cl, -OH, -R8-O-R9, -R8-O-CO-R9 ou um membro em ponte divalente para um outro radical siloxano escolhido do grupo alquileno, -R8-O-R9-, -R8-COO-R9, - R8-O-R9-O-R8-, -R8-COO-R9-OOC-R8-, -R8-OOC- R9-COO-R8-, R7 = H, radical alquila, radical acila, radical acetila ou radical arila, grupo al- quila ou grupo arila, uretano ou um membro em ponte divalente para um ou- tro radical siloxano escolhido do grupo alquileno, -R8-O-R9-, -R8-COO-R91 - R8-O-R9-O-R8-, -R8-COO-R9-OOC-R8-, -R8-OOC-R9-COO-R8-, R8 = alquila ou arila, R9 = alquila ou arila, u = 0 até 5, ν = 0 até 5, t = 0 até 15, w = 15 até 130, χ = 0 até 15, y = 0 até 15, z = 0 até 15, m = 0 até 4, a = >0até< 160, b = > 0 até < 140, c = > 0 até < 50, g = > 0 até < 50, d = > 0 até < 50, sendo que a + b + c + d + g>10, com a condição de que χ + y + ζ + t > 3, e que pelo menos um substituinte R1, R2, R3, R4, R5 é um poliéter de acordo com a fórmula II, sendo que a fra- ção em peso dos componentes mencionados é escolhida de tal forma que a fração em peso total dos componentes não ultrapassa 100% em peso, relati- vo à solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano.
2. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com a reivin- dicação 1, na qual para o polietersiloxano t = 2 até 15, e particularmente preferido 4 até 13 ou 0, e/ou u = 0 até 4, e particularmente preferido 1, 2 ou 0, e/ou ν = 0 até 4,e particularmente preferido 1, 2 ou 0, e/ou w = 50 até 100, de preferência 55 até 90, e ainda mais preferido 60 até 85, e/ou χ = 2 até 15, e particularmente preferido 4 até 13 ou 0, e/ou y = 2 até 15, e particularmente preferido 4 até 13 ou 0, e/ou ζ = 2 até 15, e particularmente preferido 4 até 13 ou 0, e/ou a = 1 até 105, de preferência 5 até 100 e ainda mais preferido 10 até 90, e/ou b - 1 até 105, de preferência 5 até 100 e ainda mais preferido 10 até 90, e/ou c = 1 até 40, de preferência 2 até 30 e ainda mais preferido 2 até 20 ou 0, e/ou d = 1 até 40, de preferência 2 até 30 e ainda mais preferido 2 até 20 ou 0, e/ou g = 1 até 40, de preferência 2 até 30 e ainda mais preferido 2 até 20 ou 0, e/ou m = 1 até 4, e de preferência 2 até 3.
3. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com a reivindi- cação 1 ou 2, sendo que o polietersiloxano apresenta a seguinte fórmula (III): <formula>formula see original document page 56</formula> (III) na qual η = 50 até 120, de preferência 60 até 100, e preferentemente 65 até 90, o = 3 até 20, de preferência 3,5 até 18, e preferentemente 4 até 15, e PE apresenta a fórmula IV seguinte: CH3 —ch2-ch2-ch2-o-^ch2-ch2-o^ch2-ch-o^;X <formula>formula see original document page 56</formula> na qual X =H, radical alquila, acila, acetila ou arila, e > 0 - 100, de preferência 1 até 50, preferentemente 3 até 40, e par- ticularmente preferido 5 até 30, f > 0 - 120, de preferência 1 até 50, preferentemente 5 até 40, e par- ticularmente preferido 10 até 30, sendo que e + f > 15.
4. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que R1 e R5 = igual ou diferente um do outro são respectivamente metila, etila ou propila, de preferência metila; e/ou m = 2 ou 3.
5. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que as unidades de polieter apresentam uma massa molar de 500 g/mol até 7000 g/mol, de preferência 1000 g/mol até 6000 g/mol, preferentemente 2000 g/mol até 5000 g/mol, e particular- mente preferido pelo menos uma unidade de polieter > 2100 g/mol.
6. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a parcela de oxido de etileno na unida- de de polieter perfaz 10% em peso até 100% em peso, ou a parcela de oxido de propileno na unidade de polieter perfaz 10% em peso até 100% em peso.
7. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a parcela de oxido de propileno, tirando a média entre todas as unidades de polieteres do polietersiloxano, perfaz 40% em peso até 90% em peso, de preferência >50% em peso, preferen- temente > 55% em peso, e particularmente preferido > 60% em peso.
8. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que o polietersiloxano apresenta um peso molecular de 10000 g/mol até 50000 g/mol, de preferência de 13000 g/mol até 40000 g/mol, e mais preferentemente de 15000 g/mol até 35000 g/mol.
9. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano abrange: > 42% em peso até < 68% em peso, de preferência > 45% em peso até < 65% em peso, e de preferência > 47% em peso até < 62% em peso de po- lietersiloxano, sendo que um teor de polietersiloxano de 50% em peso até 60% em peso é particularmente preferido, > 1% em peso até < 10% em peso, de preferência > 2% em peso até < 8% em peso, e de preferência > 4% em peso até < 6% em peso de agente tensoativo orgânico, > 15% em peso até < 55% em peso, de preferência > 20% em peso até < 50% em peso, e de preferência > 30% em peso até < 40% em peso de água, e > 0% em peso até < 15% em peso, de preferência > 1% em peso até < 10% em peso, e de preferência > 2% em peso até < 5% em peso de aditi- vos solventes orgânicos, de preferência agente anticongelante.
10. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a solução estabilizadora de espu- ma macia quente de poliuretano abrange: > 45% em peso até < 55% em peso, de preferência 50% em peso de polietersiloxano, - > 1% em peso até < 10% em peso, de preferência > 2% em peso até < 8% em peso, e de preferência 5% em peso de alquilbenzenossulfonato, > 30% em peso até < 50% em peso, de preferência > 35% em peso até < 45% em peso, e de preferência 40% em peso de água, e > 1% em peso até < 10% em peso, de preferência > 3% em peso até < 7% em peso, e de preferência 5% em peso de dipropilenoglicol.
11. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a solução estabilizadora de espu- ma macia quente de poliuretano apresenta uma viscosidade de > 100 mPa.s até < 5.000 mPa.s, de preferência uma viscosidade de > 500 mPa.s até < 3000 mPa.s, preferentemente uma viscosidade de > 700 mPa.s até < 2000 mPa.s, e particularmente preferido uma viscosidade de > 900 mPa.s até < 1800 mPa«s.
12. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a solução estabilizadora de espu- ma macia quente de poliuretano é uma solução transparente, de preferência uma solução clara.
13. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a solução estabilizadora de espu- ma macia quente de poliuretano é estável a armazenamento à temperatura ambiente, e não ocorre nenhuma separação de fases e/ou precipitação den- tro de um período de tempo de 14 dias.
14. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a solução estabilizadora de espu- ma macia quente de poliuretano apresenta um ponto de turbidez de > 40°C, de preferência > 50°C, e de preferência > 60°C.
15. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que o agente tensoativo escolhido é do grupo que abrange agentes tensoativos aniônicos, agentes tensoativos cati- ônicos, agentes tensoativos não-iônicos e/ou agentes tensoativos anfóteros, sendo que o agente tensoativo orgânico é de preferência um agente tensoa- tivo aniônico, particularmente preferido é um agente tensoativo sulfato ou sulfonato, e o mais preferido o agente tensoativo é um sulfonato de alquil- benzeno.
16. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que o agente tensoativo aniônico esco- lhido é do grupo que abrange alquilsulfatos, sulfatos de álcoois graxos, al- quilsulfatos secundários, sulfonatos de parafina, alquiletersulfatos, alquilpoli- glicoletersulfatos, arilsulfonatos, etersulfatos de álcoois graxos, alquilbenze- nossulfonatos, alquilfenoletersulfatos, alquilfosfatos, mono-éster de ácido fosfórico,di-éster de ácido fosfórico, tri-éster de ácido fosfórico, alquileterfos- fatos, ésteres de álcoois graxos de ácido fosfórico etoxilados, ésteres de á- cido fosfônico, diéster de ácido sulfossuccínico, monoéster de ácido sulfos- succínico, monoéster de ácido sulfossuccínico etoxilado, sulfossuccinamida, α-olefinsulfonato, alquilcarboxilatos, alquiletercarboxilatos, alquilpoliglicolcar- boxilatos, isetionato de ácido graxo, metiltaureto de ácido graxo, sarcosídeo de ácido graxo, a ri Isu Ifonato, naftalinsulfonato, alquilgliceriletersulfonato, és- teres de poliacrilato e/ou de ácido a-sulfograxo.
17. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que o agente tensoativo catiônico esco- lhido é do grupo que abrange esterquats, de preferência di-(amidoetil de áci- do graxo de sebo) metilpolietoxiamônio metossulfato, diamidoaminquats, alquiloxialquilquats, de preferência cocopentaetóxi metilamônio metossulfato e/ou trialquilquats, de preferência cetiltrimetilamoniocloreto.
18. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que o agente tensoativo não-iônico es- colhido é do grupo que abrange alcooletoxilatos, poliglicoleteres de álcoois graxos, etoxilatos de ácidos graxos, poliglicolésteres de ácidos graxos, mo- noalcoxilatos de glicerídeos, alcanolamidas, alquilolamidas de ácido graxo, alcanolamidas etoxiladas, alquilolamido-etoxilatos de ácidos graxos, imida- zolina, copolímeros em bloco de oxido de etileno-óxido de propileno, alquil- fenoletoxilatos, alquilglicosídeos, ésteres de sorbitano etoxilados e/ou ami- nalcoxilatos.
19. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que o agente tensoativo anfótero esco- lhido é do grupo que abrange amfoacetatos, amfodiacetatos, glicinatos, am- fopropionatos, sultaina, aminóxidos e/ou betaína.
20. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a solução estabilizadora de espu- ma macia quente de poliuretano contém, como aditivo adicional, pelo menos um composto salino do grupo que abrange sais inorgânicos e orgânicos em uma parcela de > 0 até < 5% em peso. Os cátions vem de preferência do grupo dos sais alcalinos e alcalino-terrosos, em particular sais de lítio, sódio, potássio, amônio e sais de amônio substituídos, tais como sais de monoeta- nolamina, dietanolamina e trietanolamina. Os ânions vem em particular do grupo dos sulfatos, halogenetos e carboxilatos, particularmente preferido do grupo dos benzoatos e lactatos.
21. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a solução estabilizadora de espu- ma macia quente de poliuretano contém, como aditivo adicional, pelo menos um composto poli-hidroxifuncional, que possui uma funcionalidade > 3, sen- do que o composto poli-hidroxifuncional de preferência é escolhido do grupo que abrange glicerina, trimetolpropano, pentaeritritol, carboidratos de baixo peso molecular e/ou carboidratos de alto peso molecular. A parcela de aditi- vos poli-hidroxifuncionais possui aqui de preferência > 0 até £ 10% em peso relativo à solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano.
22. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com uma das reivindicações anteriores, sendo que a solução apresenta pelo menos um aditivo, escolhido do grupo que abrange catalisadores, agentes extenso- res, biocidas, antioxidantes, substâncias tampão e/ou agentes de proteção contra chamas.
23. Mistura de estabilizadores de espuma macia quente de poliu- retano, que contém amina, poliol e/ou água, sendo que a mistura de estabili- zadores de espuma macia quente de poliuretano apresenta pelo menos 40% de solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano, relativa- mente ao peso total da mistura de estabilizadores de espuma macia quente de poliuretano, como definida em uma das reivindicações 1 a 22.
24. Emprego da solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 22, e/ou a mistura de estabilizadores de espuma macia quente de poliuretano como definida na reivindicação 23, na preparação de espumas macias quen- tes de poliuretano.
25. Espuma macia quente de poliuretano obtenível por reação de polióis com isocianatos com emprego de uma solução estabilizadora de espuma macia quente de poliuretano como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 22, e/ou mistura de estabilizadores de espuma macia quente de poliuretano como definida na reivindicação 23.
26. Espuma macia quente de poliuretano de acordo com a rei- vindicação 25, sendo que a espuma macia quente de poliuretano tem uma distribuição de tamanhos de poros na faixa de 3 células/cm até 25 célu- las/cm.
27. Produto contendo uma espuma macia quente de poliuretano como definida na reivindicação 25 ou 26.
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