BRPI1015163B1

BRPI1015163B1 - processo para preparar uma espuma de poliuretano flexível, e, espuma de poliuretano flexível.

Info

Publication number: BRPI1015163B1
Authority: BR
Inventors: Termont An; Persijn Bart; Parmentier Hans; Ledoux Nele; Van Tittelboom Pieter
Original assignee: Recticel
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2019-11-26
Also published as: BRPI1015163A2; US20120041090A1; EP2417174B1; CN102378771A; EP2239287A1; ES2638776T3; WO2010115958A1; CN102378771B; EP2417174A1; BRPI1015163B8

Abstract

processo para preparar uma espuma de poliuretano flexível, e, espuma de poliuretano flexível o processo compreende preparar uma mistura de reação de um componente de poli-isocianato e de um componente de poliol que compreende um ou mais poliéster polióis formados de pelo menos um ácido graxo dimérico e/ou pelo menos um álcool graxo dimérico. de modo a melhorar a capacidade de processamento das espumas de poliuretano flexíveis de modo que estas espumas possam ser produzidas com a dureza e propriedades mecânicas desejadas em uma ampla faixa de densidade, os compostos reativos de isocianato contêm, por 100 partes em peso dos mesmos, de 25 a 95 partes em peso dos ditos poliéster polióis e de 5 a 75 partes em peso de um ou mais poliéter polióis que são isentos de cadeias graxas diméricas. desta maneira, nenhum enchedor lipofílico é necessário de modo que as propriedades de formação de névoa e de emissão de espuma possam ser melhoradas. além disso, as espumas mais macias podem ser produzidas sem ter que aplicar um índice de nco muito baixo, resultando em melhores propriedades mecânicas e em particular em um ajuste de compressão menor. finalmente, densidades de espumas mais altas podem ser obtidas com um componente de isocianato tendo uma funcionalidade menor de modo que a dureza destas espumas possa ser reduzida.

Description

PROCESSO PARA PREPARAR UMA ESPUMA DE POLIURETANO FLEXÍVEL, E, ESPUMA DE POLIURETANO FLEXÍVEL [001] A presente invenção diz respeito a um processo para preparar uma espuma de poliuretano flexível. O processo compreende preparar uma mistura de reação a partir de um componente de poli-isocianato e de um componente de poliol compreendendo um ou mais poliéster polióis formados a partir de pelo menos um ácido graxo dimérico e/ou pelo menos um álcool graxo dimérico.

[002] A presente invenção é intencionada ser capaz de incluir uma quantidade substancial de carbono renovável, isto é, carbono que se origina de recursos renováveis trais como plantas ou animais, em diferentes tipos de espumas de poliuretano flexíveis, em particular nas espumas de poliuretano flexíveis de diferentes densidades. Estas espumas também devem ter boas propriedades mecânicas tais como uma força de tração, resistência ao cisalhamento e ajuste de compressão.

[003] A maioria das espumas de poliuretano flexíveis é fundamentada na reação dos diisocianatos com dióis ou trióis de poliéter ou poliéster. A produção mais recente de espuma flexível de baixa densidade foi fundamentada nos poliésteres polióis levemente ramificados (adipatos de poli dietileno) e TDI. As espumas com base em poliéster deste tipo ainda são produzidas, mas cerca de 90% de toda produção da espuma de poliuretano flexível encontra agora base nos poliéter polióis. Uma desvantagem das espumas com base em poliéster é naturalmente que, por causa das ligações éster, estas tendem a hidrolisar e, portanto, são inaceitáveis para certos usos, por exemplo, onde as espumas são submetidas à umidade ou ambientes úmidos. As espumas de poliuretano com base me poliéster, em outras palavras, possuem propriedades de envelhecimento úmido ruins. Por outro lado, ao contrário das espumas com base em poliéter, as espumas de poliuretano com base em poliéster possuem boas propriedades de laminação

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 9/39 / 26 de chamas e também melhores propriedades mecânicas, por exemplo, uma melhor resistência ao cisalhamento, força de tração e alongamento na tração.

[004] A US 4 264 743 descreve as espumas de poliuretano feitas de poliéster polióis hidrofóbicos, mais particularmente de polióis derivados de um ácido graxo dimérico. O ácido graxo dimérico é um ácido dicarboxílico preparado através da dimerização de um ácido graxo monobásico (geralmente tendo um número de carbono de 18) embora as ligações covalentes de carbono-carbono, cujo peso molecular é apenas duas vezes o material de partida. Devido às propriedades hidrofóbicas destas espumas, estas possuem melhores propriedades de envelhecimento úmido se comparado às espumas convencionais com base em poliéster.

[005] Uma vantagem importante das espumas descritas na

US 4 264 743 é além de ter um alto teor de carbono renovável, visto que o ácido dimérico usado para produzir o poliéster poliol de ácido dimérico pode ser fabricado através de fontes naturais, mais particularmente de óleo vegetal. Um problema com estas espumas é, contudo, sua baixa capacidade de processamento. Além disso, a densidade da espuma deve ser trocada para cerca de 50 kg/m³. As espumas com densidades menores tendem a apresentar divisões internas, as espumas com maior densidade levam ao encolhimento. Para melhorar a margem de processamento da espuma, verificou-se que a adição de enchedores lipofílicos tais como óleos minerais ajuda. Estes enchedores lipofílicos aumentam a permeabilidade de ar da espuma e deste modo permite maiores densidades de espuma. Contudo, estes aditivos deterioram as propriedades da espuma tais como formação de névoa, emissão, odor, ajuste de compressão e preço de custo.

[006] Foram feitos testes a partir dos quais pareceu que se usando um poliol que consiste totalmente de um ácido dimérico com base em poliéster poliol, não foi possível produzir uma espuma com uma densidade de cerca de 42 kg/m³ sem ter o problema das divisões internas. Adicionando-se

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 10/39 / 26 partes em peso (por 100 partes em peso de poliéster poliol) de um enchedor lipofílico, foi possível produzir uma espuma de poliuretano sem divisões internas e sem problemas de encolhimento, mas somente dentro de uma faixa de densidade de entre cerca de 45 e 65 kg/m³.

[007] Estas verificações também aparecem nas patentes da técnica anterior. As espumas de poliuretano produzidas sem o enchedor lipofílico nos Exemplos 1, 2 e 5 da US 4 264 743 possuem densidades entre 48 e 50 kg/m3 e as espumas produzidas com 30 partes em peso de enchedor lipofílico (e com 100% de derivados do poliol de ácido dimérico) possuem densidades de 48 a 62 kg/m3. Nos exemplos 10 e 18, maiores densidades de espuma de entre 85 e 107 kg/m3 foram obtidas, mas isto com o uso de 100 a 200 partes de enchedor lipofílico por 100 partes de poliol. Além disso, os derivados de poliol de ácido dimérico usados nestes exemplos não foi um poliéster poliol, mas um poliéter poliol. As densidades menores de espuma entre 32, 40 e 28 kg/m3 foram obtidas nos Exemplos Comparativos de 1 a 3, mas isto com um poliéter ou poliéster poliol convencionais.

[008] Na US 5 527 834, cinco exemplos de espumas fabricadas com um poliéster poliol a 100% de ácido dimérico são dados, a saber, os exemplos comparativos de 8 a 12. As densidades de espuma variaram de 43 a 51 kg/m3.

[009] As espumas de poliuretano produzidas nos exemplos da

EP 1 911 781 também são feitas com um poliéster poliol a 100% de ácido dimérico. As espumas obtidas devem ser hidrofóbicas de modo a ser capaz de absorver uma grande quantidade de óleo, mais particularmente uma quantidade de óleo que é de pelo menos 10 vezes o peso da espuma quando está imersa em uma mistura de água/óleo por 5 minutos. Para produzir as espumas, uma grande quantidade de água é usada como agente de sopro, a saber, de 5 a 7 partes em peso por 100 partes em peso de poliol, de modo a obter uma densidade de espuma entre 5 e 40 kg/m3. O composto de isocianato usado nos exemplos é MDI bruto, tendo uma funcionalidade de cerca de 2,8,

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 11/39 / 26 de modo que as espumas produzidas nestes exemplos possuem uma alta densidade de reticulação e baixa flexibilidade. No último exemplo 10% do dioctilftalato plastificador é usado. Este plastificador tem, contudo, um efeito negativo nas propriedades mecânicas da espuma e também nas propriedades de formação de névoa/emissão. EP A 1 911 781 também descreve outros de isocianato, tendo uma funcionalidade menor, mas estes compostos de isocianato não são usados nos exemplos. Embora tais compostos de isocianato possam permitir a produção de espumas mais flexíveis, verificou-se que quando produzindo tais espumas flexíveis de baixa densidade com poliéster polióis do ácido dimérico, estas espumas apresentam divisões internas e propriedades de ajuste de compressão ruins.

[0010] Na US 2006/0213608, várias formulações de espuma com base em um poliéster poliol de ácido dimérico a 100% são dadas, produzindo espumas dentro da faixa de 48 a 55 kg/m³. Um exemplo de uma espuma com uma densidade maior é dada, a saber, o exemplo 6 com uma densidade de espuma de 100 kg/m3. Esta espuma de poliuretano é, contudo, feita com MDI polimérico tendo uma alta funcionalidade de 2,7. Além disso, um índice de NCO muito baixo de 0,80 foi usado de modo a produzir uma espuma tendo tal alta densidade. Tal baixo índice de NCO resulta em propriedades mecânicas ruins, em particular em uma baixa força de tração e resistência ao cisalhamento. Apesar do fato de que um índice de NCO muito baixo foi usado neste exemplo de modo a obter uma espuma mais macia, a espuma produzida foi ainda tão rígida e tinha mais particularmente um desvio da força de compressão (ou carga) de 20 kPa.

[0011] Como descrito na US 5 527 834 outra desvantagem das espumas que são fundamentadas em um poliéster poliol de ácido dimérico é que estas possuem propriedades de ajuste de compressão que não são muito boas e que são ainda piores quando contêm um enchedor lipofílico. No Exemplo Comparativo 12 (sem enchedor lipofílico), o ajuste de compressão

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 12/39 / 26 da espuma foi de 7% e nos Exemplos comparativos de 8 a 11 (com enchedor lipofílico), 15 e 20%. Com as formulações de espuma descritas na US 2006/0213608, os valores de ajuste de compressão serão ainda piores isto que nestas formulações um índice de NCO muito baixo é aplicado, mais particularmente um índice de NCO menor do que 0,90. Desta maneira, a rede de espuma tridimensional é quebrada de modo que uma espuma mais macia é obtida como ensinado na US 2006/0213608, mas ao mesmo tempo o ajuste de compressão será, naturalmente, pior.

[0012] A US 5 527 834 também descreve que o enchedor lipofílico não é somente usado para produzir a espuma mais repelente de água, mas que é usada em primeiro lugar para melhorar as propriedades de espuma, mais particularmente para fabricar uma espuma homogênea com as células finas. Isto é explicado sendo devido ao fato de que o poliéster poliol de ácido dimérico hidrofóbico é compatível com o enchedor lipofílico de modo que uma boa capacidade de trabalho é obtida na preparação de uma composição espumante.

[0013] Um objetivo da presente invenção é melhorar a processabilidade das espumas de poliuretano flexíveis, com base nos derivados de poliéster polióis a partir de pelo menos um ácido graxo dimérico e/ou pelo menos um álcool graxo dimérico de modo que estas espumas possam ser produzidas com a dureza e propriedades mecânicas desejada em uma faixa de densidade ampla, com o uso de somente uma pequena quantidade de um enchedor lipofílico ou ainda não precisando do uso de um enchedor lipofílico.

[0014] O processo de acordo com a invenção é caracterizado por essa finalidade em que os compostos reativos de isocianato contêm, por 100 partes em peso deste, de 25 a 95 partes em peso de ácido graxo dimérico e/ou álcool graxo dimérico com base em poliéster polióis e de 5 a 75 partes em peso, preferivelmente de 7,5 a 75 partes em peso e mais preferivelmente de 10 a 75

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 13/39 / 26 partes em peso de um ou mais poliéter polióis que são isentos de cadeias graxas diméricas, em que a mistura de reação é composta para não compreender nenhum enchedor lipofílico ou, por 100 partes em peso dos ditos compostos reativos de isocianato, na maioria das 35 partes em peso dos mesmos e em que um agente de sopro é adicionado à mistura de reação em tal quantidade que a espuma flexível tem uma densidade compreendida entre 20 e 150 kg/m³.

[0015] Nos documentos da técnica anterior descritos acima, o poliéster poliol hidrofóbico foi obtido por intermédio de um ácido graxo dimérico. Os poliésteres polióis usados no processo de acordo com a presente invenção também podem, contudo, ser fabricados por intermédio de um álcool graxo dimérico, que pode ser obtido, por exemplo, através da hidrogenação do ácido graxo dimérico correspondente.

[0016] Se comparado a tal ácido dimérico ou álcool graxo dimérico com base nos poliésteres polióis, o poliéter poliol é muito menos hidrofóbico (isto é, mais hidrofílico) devido à ausência de quaisquer cadeias graxas diméricas hidrofóbicas. O poliéter poliol também tem uma viscosidade muito menor. Apesar destas diferentes propriedades físicas, isto é, apesar dos possíveis problemas de compatibilidade, verificou-se de maneira surpreendente que através do uso de menos poliéter poliol hidrofóbico nas quantidades reivindicadas em combinação com o ácido graxo dimérico ou álcool graxo dimérico com base em poliéster poliol, a margem de processamento de espuma é consideravelmente melhorada. Desta maneira, as espumas flexíveis podem ser produzidas dentro um de uma ampla faixa de densidade, mais particularmente dentro de uma faixa de 20 a 150 kg/m3, e dentro de uma faixa mais ampla de permeabilidades de ar, sem ter q adicionar qualquer enchedor lipofílico, sem ter que fazer a espuma mais rígida aumentando-se a funcionalidade do componente de isocianato e sem ter uso em um baixo índice de NCO. Deste modo é possível produzir as espumas

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 14/39 / 26 tendo baixos valores de formação de névoa ou VOC (Compostos Orgânicos Voláteis). O enchedor lipofílico de fato contribui para o valor de formação de névoa e VOC da espuma, que é especialmente importante para as aplicações automotivas.

[0017] A possibilidade de adicionar um poliéster ou poliéter poliol não hidrofóbicos a um ácido dimérico hidrofóbico com base no poliéster já é resumidamente mencionado no parágrafo [0035] da US 2006/0213608. Contudo, nenhum exemplo é dado de tal combinação. Além disso, ainda é explicitamente determinado neste parágrafo tal que uma combinação é uma forma de realização menos preferida e que qualquer poliol não hidrofóbico deve ser usado em uma quantidade limitada. Com base nesses ensinamentos, pelo técnico habilitado deste modo não adicionaria um poliéter poliol não hidrofóbico e certamente não nas quantidades usadas no processo de acordo com a presente invenção.

[0018] A possibilidade de adicionar um poliéster ou poliéter poliol não hidrofóbico a um ácido dimérico hidrofóbico com base em poliol também é mencionado na US 4 264 743. Contudo, no único exemplo de tal combinação, uma porção muito grande do enchedor lipofílico é usada, a saber, 150 partes por 100 partes de compostos de poliol. Além disso, o poliol com base em ácido dimérico não é um poliéster poliol, mas um poliéter poliol. Tanto os derivados de ácido dimérico de poliéter poliol e o poliéter poliol também contêm cadeias de poliéter de polioxipropileno, que é claramente intencionada para evitar qualquer problema de compatibilidade que uma pessoa habilitada esperaria ocorrer entre um poliéter poliol e um poliéster poliol. Consequentemente, com base nos ensinamentos da US 4 264 743 não é óbvio para uma pessoa habilitada usar quantidades relativamente grandes de um poliéter poliol não hidrofóbico em combinação com um poliéster poliol hidrofóbico de modo a melhorar a margem de processamento de espuma.

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 15/39 / 26 [0019] A EP 1 911 781 descreve que a fórmula química de sua estrutura de poliuretano pode compreender o resíduo de um poliéter poliol, além do resíduo de poliéster polióis de ácido graxo. Em vista da hidrofobicidade muito alta intencionada da espuma, é natural que a presença de poliéter poliol na fórmula de poliuretano seja somente mencionada como uma possibilidade visto que a hidrofobicidade e deste modo a alta compatibilidade da espuma ao passo que o óleo vem na estrutura altamente alifática do ácidos graxos no poliéster poliol. Todos os exemplos da EP 1 911 781 são, portanto, feitos com 100% de poliéster poliol.

[0020] Devido à presença do resíduos de cadeia de ácido graxo dimérico hidrofóbicos na espuma, a espuma obtida pelo processo de acordo com a invenção pode ser usada como um material à prova d'água, por exemplo, como um material selador flexível, em particular, nas juntas de guarda-fogo de lareiras, ventilador, ar condicionado e outras partes em automóveis, bem como em navios, refrigeradores e outros produtos de montagem. De modo a melhorar as propriedades de resistência a água, um enchedor lipofílico pode ser adicionado, mas dentro dos limites reivindicados. As espumas também podem ser usadas para almofadas de assentos e como isolamento de espuma, tal como em painéis de portas e batentes. Uma vantagem das espumas de acordo com a invenção é que estas podem ser aderidas a outras camadas através da laminação de chamas. Quando possuem uma densidade maior, também fornecem um bom isolamento de som e deste modo, pode competir com outros materiais de isolamento de som de alta densidade.

[0021] Uma vantagem adicional da adição do poliéter poliol não hidrofóbico ao ácido graxo dimérico ou álcool graxo dimérico com base no poliéster poliol, é que a dureza da espuma pode ser reduzida sem ter que diminuir o índice de NCO a um valor abaixo de 0,90. Desta maneira as boas propriedades mecânicas tais como a força de tração, resistência ao

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 16/39 / 26 cisalhamento e ajuste de compressão ainda podem ser obtidas. Em uma forma de realização preferida do processo de acordo com a invenção, a mistura de reação é formulada de modo que a dureza CLD a 40% de desvio da espuma de poliuretano flexível é menor do que 20 kPa, preferivelmente menor do que 15 kPa e mais preferivelmente menor do que 10 kPa.

[0022] Preferivelmente, o componente de isocianato tem uma funcionalidade média (média numérica) de menos do que 2,5, preferivelmente não menos do que 2,3.

[0023] Usar um componente de isocianato com uma funcionalidade menor resulta em uma espuma mais macia. O mesmo é verdadeiro para o componente reativo de isocianato, que tem, portanto, preferivelmente uma funcionalidade média (média numérica) de entre 2 e 4, mais preferivelmente de entre 2 e 3.

[0024] O componente de isocianato preferivelmente compreende TDI (diisocianato de tolueno), mais preferivelmente uma combinação de 2,4 e 2,6 TDI. A razão entre o 2,4 e 2,6 TDI deve estar dentro de uma margem do processo em que a espuma não é muito fechada (para evitar problemas de encolhimento da espuma) para resultar em um encolhimento da espuma e em que nenhuma divisão interna seja produzida na espuma. Nesta forma de realização, a invenção também diz respeito ao uso do dito um ou mais poliéter polióis para ampliar a dita margem do processo.

[0025] Verificou-se que o uso de um ou mais poliéter polióis em combinação com o poliéster poliol de ácido dimérico permite aumentar a permeabilidade do ar da espuma de modo que a margem de processamento (faixa de razões possíveis de 2,4 e 2,6 TDI) é mais ampla visto que a permeabilidade do ar da espuma pode ser reduzida sem causar os problemas de encolhimento da espuma.

[0026] Em uma forma de realização preferida do processo de acordo com a invenção, a dita mistura de reação é aplicada em uma transportadora de

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 17/39 / 26 movimento e é permitido que a espuma nesta produza a espuma de poliuretano flexível.

[0027] O processo de acordo com a presente invenção permite que tais processos de produção de espuma contínua, em outras palavras um processo de produção de espuma de bloco em que a espuma produzida na transportadora de movimento contínuo seja cortada em blocos, visto que o uso do poliéter poliol, além do poliéster poliol, fornece uma margem de processamento suficientemente ampla para permitir a realização de tal processo contínuo sem muitas dificuldades de processamento. A espuma produzida em tal processo contínuo tem preferivelmente uma altura de pelo menos 20 cm, mais preferivelmente pelo menos 50 cm.

[0028] Em outra forma de realização preferida do processo de acordo com a invenção, a razão molar dos grupos de isocianato ao total de grupos reativos de isocianato é mais do que 0,90 e preferivelmente e mais do que 0,95.

[0029] Devido à rede polimérica a tridimensional menos interrompida que pode ser desta maneira obtida, as propriedades da espuma são melhores, em particular, o ajuste de compressão e também a força de tração e a resistência ao cisalhamento.

[0030] A invenção também diz respeito a uma espuma flexível que é obtida através do processo de acordo com a invenção.

[0031] Esta espuma tem preferivelmente um ajuste de compressão a 50%, determinado de acordo com a ISO 1856, de menos do que10%, preferivelmente de menos do que 7% e mais preferivelmente de menos do que 5%.

[0032] Outras particularidades e vantagens da invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição de algumas formas de realização particulares dos processos e a espuma obtida através deste processo de acordo com a presente invenção.

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 18/39 / 26 [0033] A invenção é direcionada a um processo para preparar uma espuma de poliuretano flexível. Esta espuma tem preferivelmente uma dureza CLD a 40% de desvio, medida de acordo com a ISO 3386, de menos do que 20 kPa, preferivelmente de menos do que 15 kPa, e mais preferivelmente de menos do que 10 kPa. A dureza de CLD 40% da espuma é preferivelmente maior do que 0,5 kPa.

[0034] Para preparar a espuma de acordo com a invenção, uma mistura de reação ou em outras palavras uma composição espumante é preparada a partir de um componente de isocianato que compreende pelo menos um composto de poli-isocianato, contendo pelo menos dois grupos de isocianato, e a partir de um componente reativo de isocianato contendo um ou mais compostos reativos de isocianato que possuem pelo menos dois grupos reativos de isocianato, em particular grupos hidroxila. Um agente de sopro é adicionado à mistura de reação em uma tal quantidade que a espuma tem uma densidade compreendida entre 20 e 150 kg/m³. A densidade da espuma é preferivelmente menor do que 130 kg/m3 e mais preferivelmente menor do que 110 kg/m3. Além disso, a densidade da espuma é preferivelmente maior do que 25 kg/m3 ou ainda maior do que 40 kg/m3. O agente de sopro usualmente compreende água e pode adicionalmente compreender um agente de sopro físico. Preferivelmente, o agente de sopro somente contém água. Em uma forma de realização preferida menos do que 5 partes em peso, preferivelmente 4 partes em peso menos água são adicionadas como agente de sopro à mistura de reação. Uma quantidade muito grande de água resulta de fato em uma densidade de espuma muito baixa e tem também um efeito negativo na dureza da espuma como um resultado dos grupos uréia produzidos através da reação com água.

[0035] A formulação de espuma pode conter um ou mais dos aditivos convencionais às formulações de espuma de poliuretano. Tais aditivos incluem catalisadores, por exemplo, aminas ternárias e compostos de estanho,

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 19/39 / 26 agentes de superfície ativa e estabilizadores de espuma, por exemplo, copolímeros de siloxano-oxialquileno, retardantes de chama, enchedores orgânicos e inorgânicos, pigmentos, agentes para inibir o então chamado efeito de ebulição espuma tal como poli-dimetilsiloxanos, e agentes de liberação de molde internos para as aplicações de moldagem.

[0036] As técnicas de pré-polímero completo ou semi-pré-polímero de uma etapa podem ser usadas juntas com equipamento de mistura convencional e as espumas podem ser produzidas na forma de bloco, moldagens e outros. Quando as técnicas pré-poliméricas são utilizadas cada um dos diferentes compostos reativos de isocianato sozinhos ou em uma mistura podem ser usados para pré-reagir com o composto de poli-isocianato. As quantidades indicadas são em tal caso calculadas no composto reativo de isocianato ou compostos no pré-polímero e o composto reativo de isocianato ou compostos na parte restante do componente reativo de isocianato. Na técnica de uma etapa, a composição reativa de isocianato é reagida com o componente de isocianato simultaneamente com os outros componentes, em particular, com a água como agente de sopro.

[0037] Uma característica importante da espuma produzida pelo processo de acordo com a invenção é que esta pode ser produzida partindo de recursos renováveis, mais particularmente de materiais naturais/biológicos tais como óleos ou gorduras vegetais ou animais. A espuma obtida através do processo de acordo com a presente invenção deste modo preferivelmente contém pelo menos 10%, mais preferivelmente pelo menos 15% e ainda mais preferivelmente pelo menos 20% do carbono renovável. Este teor de carbono renovável pode ser determinado usando ASTM-D6866 que é fundamentado na medição da razão de ¹⁴C/¹²C, o ¹⁴C se originando de materiais biológicos enquanto o ¹²C se originando das fontes fósseis. A espuma de acordo com a invenção preferivelmente contém quantidades ainda maiores de carbono renovável, em particular mais do que 30% ou ainda mais do que 40%.

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 20/39 / 26 [0038] Os poliésteres polióis são normalmente produzidos através de uma reação de condensação entre pelo menos um ácido policarboxílico e pelo menos um poliálcool. Os ácidos dicarboxílicos e dióis são preferidos. O poliéster poliol usado na presente invenção é formado a partir de uma reação de condensação entre pelo menos um ácido graxo dimérico e/ou pelo menos um álcool graxo dimérico. O termo ácido graxo dimérico é bem conhecido na técnica e se refere ao produto de dimerização de ácidos graxos mono- ou poliinsaturados e/ou ésteres destes. Os ácidos graxos diméricos preferidos são os dímeros de cadeias de alquila C10 a C30, mais preferivelmente C12 a C24, particularmente C14 a C22, e especialmente C18. Os ácidos graxos diméricos adequados incluem os produtos de dimerização do ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolênico, ácido palmitoleico, e ácido elaídico. Os produtos de dimerização das misturas de ácido graxo insaturado obtidas na hidrólise de gorduras e óleos naturais, por exemplo, óleo de girassol, óleo de soja, óleo de oliveira, óleo de semente de colza, óleo de semente de algodão e resina de polpa de madeira, também podem ser usados. Os ácidos graxos diméricos hidrogenados, por exemplo, usando-se um catalisador de níquel, também podem ser utilizados.

[0039] Além disso, para os ácidos graxos diméricos, a dimerização geralmente resulta em quantidades variantes de ácidos graxos oligoméricos (então chamados “trímeros”) e resíduos de ácidos graxos residuais (então chamados “monômero”), ou ésteres destes, estando presentes. A quantidade de monômeros pode ser, por exemplo, reduzida através da destilação. Os ácidos graxos diméricos adequados possuem um teor dicarboxílico (ou dimérico) de mais do que 60%, preferivelmente mais do que 75%, mais preferivelmente na faixa de 80 a 96%, particularmente de 85 a 92%, e especialmente de 87 a 89% em peso. O teor de trímeros é adequadamente de menos do que 40%, preferivelmente na faixa de 2 a 25%, mais preferivelmente de 5 a 15%, particularmente 7 a 13%, e especialmente de 9 a

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11% em peso. O teor monomérico é preferivelmente de menos do que 10%, mais preferivelmente na faixa de 0,2 a 5%, particularmente de 0,5 a 3%, e especialmente de 1 a 2% em peso. Todos os valores em% em peso acima têm base no peso total do trímero, dímero e monômero presentes.

[0040] Os componentes de ácido dicarboxílico do poliéster poliol também podem compreendem os ácidos dicarboxílicos não diméricos (aqui em seguida indicado como ácidos não diméricos). Os ácidos não diméricos podem ser alifáticos ou aromáticos (tais como ácido ftálico, ácido isoftálico e ácido tereftálico), e incluem os ácidos dicarboxílicos e os ésteres, preferivelmente ésteres alquílicos, destes, preferivelmente os ácidos dicarboxílicos lineares tendo os grupos terminais carboxila tendo uma cadeia de carbono na faixa de 2 a 20, mais preferivelmente de 6 a 12 átomos de carbono, tais como ácido adípico, ácido glutárico, ácido succínico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azeláico, ácido sebácico, ácido heptano dicarboxílico, ácido octano dicarboxílico, ácido nonano dicarboxílico, ácido decano dicarboxílico, ácido undecano dicarboxílico, ácido dodecano dicarboxílico e homólogos superiores destes. O ácido adípico é particularmente preferido. Um anidrido do ácido dicarboxílico monomérico, tal como anidrido ftálico, também pode ser utilizado como o ou como parte do componente do ácido não dimérico.

[0041] O poliéster poliol é preferivelmente formado a partir dos ácidos que consistem de pelo menos 50% em mol, preferivelmente em pelo menos 70% em mol e mais preferivelmente em pelo menos 90% em mol do ácido graxo dimérico ou ácidos. O componente de poliálcool do poliéster poliol usado na presente invenção adequadamente tem um peso molecular maior do que 50, mas menor do que 400, preferivelmente menor do que 300 e mais preferivelmente menor do que 200. O componente de poliálcool pode compreender os polióis tais como pentaeritritol, trióis tias como glicerol e trimetilolpropano, e preferivelmente dióis. Os dióis adequados incluem dióis

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 22/39 / 26 alifáticos de cadeia reta tais como etileno glicol, dietileno glicol, 1,3propileno glicol, dipropileno glicol, 1,4-butileno glicol, 1,6-hexileno glicol, dióis ramificados tais como neopentil glicol, 3-metil pentano glicol, 1,2propileno glicol, e dióis cíclicos tais como 1,4-bis(hidroximetil)cicloexano e (1,4-cicloexano-dimetanol). O dietileno glicol é um diol particularmente preferido.

[0042] O componente de poliol também pode compreender um diol do ácido dimérico. Os ácidos graxos diméricos são mencionados acima com relação ao componente do ácido dicarboxílico, e os dióis do ácido dimérico podem ser produzidos através da hidrogenação do ácido graxo dimérico correspondente. As mesmas preferências acima para o ácido graxo dimérico se aplica ao componente de diol graxo dimérico correspondente do poliéster. Em particular, quando o poliéster poliol é formado a partir de pelo menos um álcool graxo dimérico, em combinação com um ou mais ácidos, nenhum outro álcool é usado ou somente em uma quantidade relativamente pequena deste, de modo que os alcoóis usados para produzir o poliéster poliol consiste em pelo menos 50% em mol, preferivelmente em pelo menos 70% em mol e mais preferivelmente em pelo menos 90% em mol do álcool graxo dimérico. As misturas de poliéster polióis feitas de ácidos graxos diméricos e poliéster polióis feitas de alcoóis graxos diméricos também podem ser usadas. Um poliéster poliol pode ainda ser feito tanto de um ácido graxo dimérico quanto de um álcool graxo dimérico, de novo opcionalmente em combinação com outros ácidos e/ou alcoóis. Neste caso, as porcentagens em mol mínimas indicadas acima dizem respeito somente ao ácido graxo dimérico ou ao álcool graxo dimérico, mais particularmente este composto para o qual a porcentagem em mol no poliéster poliol é a maior.

[0043] O poliéster poliol é preferivelmente formado a partir de ácido dicarboxílico para os materiais de partida de diol em uma razão molar na faixa de 1/1,0 a 5,0, mais preferivelmente 1/1,05 a 3,0, particularmente 1/1,1 a

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2,0, e especialmente 1/1,2 a 1,4. Deste modo, o diol está preferivelmente presente em um excesso molar assim como para obter um poliéster poliol terminado em ambas terminações com grupos OH.

[0044] O poliéster poliol preferivelmente tem um peso molecular médio numérico na faixa de 1000 a 5000 e mais preferivelmente na faixa de 1200 a 3000. Este preferivelmente compreende, em média, por molécula pelo menos um e mais, preferivelmente pelo menos duas cadeias de graxas diméricas. O poliéster poliol preferivelmente compreende pelo menos quatro ligações éster. A funcionalidade média numérica dos polióis derivados a partir do ácido dimérico é geralmente na faixa de 1,6 a 4,0, e preferivelmente na faixa de 1,9 a 3,0, por molécula. O poliéster poliol preferivelmente tem um valor de hidroxila na faixa de 10 a 100, mais preferivelmente na faixa de 50 a 90 e ainda mais preferivelmente de 60 a 80 mg de KOH/g. O termo “número de hidroxila” indica o número de miligramas de KOH que são equivalentes a um grama de amostra de poliol de modo que o peso equivalente do poliol = 56100/número hidroxila.

[0045] No processo de acordo com a invenção, uma pequena quantidade de enchedor lipofílico pode ser adicionada à mistura de reação, em particular de modo a aumentar as propriedades repelentes de água da espuma e/ou de modo a melhorar a margem de processamento. Visto que o enchedor lipofílico contribui para o teor de VOC, e deste modo à emissão indesejada e a formação de propriedade de névoa deste, somente uma pequena quantidade de enchedor lipofílico é adicionada, em particular menos do que 35 partes em peso, preferivelmente menos do que 30 partes em peso, mais preferivelmente menos do que 25 partes em peso e ainda mais preferivelmente menos do que 15 partes em peso, por 100 partes em peso de compostos reativos de isocianato, ou nenhum enchedor lipofílico é adicionado.

[0046] O enchedor lipofílico inclui, entre outros, uma substância que consiste substancialmente de hidrocarbonetos e tendo um ponto de fusão ou

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 24/39 / 26 amolecimento de 150° C ou menor e um ponto de ebulição de 200° C ou maior na pressão atmosférica, tai como parafina, ceras, carvão, asfalto, e resinas de petróleo, e outros preparados polimerizando em um corte C4-C9 obtido como um sub-produto do craqueamento de nafta, polibuteno, borracha de butila de baixo peso molecular, diésteres do ácido dicarboxílico, óleos tais como óleo extensor, e óleos animais ou vegetais.

[0047] No processo de acordo com a presente invenção, a quantidade de enchedor lipofílico pode ser reduzida, ou pode ser inteiramente omitida, devido ao fato de que um poliéter poliol não hidrofóbico, isto é, um poliéter poliol que é isento de cadeias graxas diméricas, é adicionado ao poliéster poliol derivado do ácido graxo dimérico ou álcool graxo dimérico. Os compostos reativos de isocianato contém, por 100 partes em peso deste, de 5 a 75 partes em peso, preferivelmente de 7,5 a 75 partes em peso e mais preferivelmente de 10 a 75 partes em peso do poliéter poliol ou polióis, e de 25 a 95 partes em peso do ácido graxo dimérico ou álcool graxo dimérico com base no poliéster poliol ou polióis (esta quantidade também inclui qualquer quantidade de poliéster poliol que é fundamentada no ácido/álcool graxo monomérico ou ácido/álcool graxo tri- ou polimérico que pode estar compreendido no ácido/álcool graxo dimérico). Através do uso de tais quantidades de poliéter poliol, a margem de processamento pode ser melhorada, sem ter que usar um enchedor lipofílico, de modo que é possível produzir as espumas de poliuretano que possuem boas propriedades mecânicas em uma faixa de densidade ampla (de 20 a 150 kg/m³). Devido à presença do poliéter poliol, a funcionalidade do componente de isocianato e do componente reativo de isocianato pode ser mantida suficientemente baixa para ser capaz de produzir uma espuma macia. Além disso, o índice de NCO não deve ser diminuído para reduzir a dureza da espuma, que pode de outro modo ter um efeito negativo nas propriedades mecânicas tais como força de tração, resistência ao cisalhamento e ajuste de compressão. Além disso, a

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 25/39 / 26 adição do poliéter poliol permite um melhor controle da permeabilidade por ar da espuma produzida, e deste modo permite evitar o encolhimento da espuma (células muito fechadas) ou divisões internas na espuma (espuma muito aberta).

[0048] Os componentes reativos de isocianato, incluindo o poliéster poliol ou polióis derivados de ácido graxo dimérico ou álcool graxo dimérico e, preferivelmente possuem uma funcionalidade média numérica de entre 2 e 4, mais preferivelmente entre 2 e 3, grupos reativos de isocianato por molécula de poliol.

[0049] Como o poliéter poliol, os poliéter polióis que são usados para produzir as espumas de poliuretano flexíveis convencionais podem ser usados. São mais comuns os poliéter polióis de polioxialquileno que são geralmente produtos de adição de óxido de propileno e/ou óxido de etileno em iniciadores de baixo peso molecular que determinam a funcionalidade “nominal” do poliéter poliol. O peso equivalente dos poliéter polióis geralmente está dentro da faixa de 500 a 10000, e preferivelmente dentro da faixa de 750 a 3000.

[0050] O componente de poli-isocianato compreende geralmente somente um mas pode compreender mais do que um composto de poliisocianato (= poli-isocianatos). Os poli-isocianatos orgânicos que são convencionalmente usados na preparação das espumas de poliuretano flexíveis incluem os poli-isocianatos alifáticos, cicloalifáticos e aralifaticos, bem como os poli-isocianatos aromáticos, tais como o TDI comercial (diisocianato de tolueno), MDI (diisocianato de difenilmetano), e MDI bruto ou polimérico.

[0051] O MDI polimérico pode conter pelo menos 70% em peso de MDI puro (4,4’-isômero ou mistura isomérica) e até 30% em peso do então chamado MDI polimérico contendo de 25 a 65% em peso de diisocianatos, o restante amplamente os poli-isocianatos de polimetileno polifenileno tendo

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 26/39 / 26 funcionalidade de isocianato de mais do que 2.

[0052] Os isocianatos modificados também são úteis. Tais isocianatos são geralmente preparados embora a reação de um isocianato comercial, por exemplo, TDI ou MDI, com um diol ou amina de baixo peso molecular. Os isocianatos modificados também podem ser preparados embora a reação dos isocianatos com si mesmos, produzindo isocianatos contendo ligações alofanato, uretonimina, carbodimida ou isocianurato. As formas modificadas de MDI incluindo as dispersões de poliuréia em MDI, por exemplo, foram descritas na EP-A-0 103 996.

[0053] Visto que o processo de acordo com a invenção é intencionado produzir uma espuma de poliuretano flexível, que tem uma dureza relativamente pequena, a funcionalidade média numérica do componente de isocianato é preferivelmente menor, em particular menor do que 2,5 e preferivelmente menor do que 2,3. O componente de isocianato preferivelmente compreende TDI.

[0054] O componente de isocianato é preferivelmente usado em tal quantidade com relação aos componentes reativos de isocianato que o índice NCO, isto é, a razão molar dos grupos de isocianato para o total dos grupos reativos de isocianato, é maior do que 0,90 e preferivelmente maior do que 0,95. Tal índice de NCO maior permite obter melhores propriedades mecânicas, em particular, um melhor ajuste de compressão. A espuma produzida pelo processo de acordo com a presente invenção preferivelmente tem um ajuste de compressão a 50%, determinado de acordo com a ISO 1856, de menos do que 10%, preferivelmente de menos do que 7% e mais preferivelmente de menos do que 5%. Apesar do índice de NCO relativamente alto, o processo de acordo com a invenção permite produzir espumas de poliuretano relativamente macias através do uso do poliéter poliol em combinação com os poliésteres polióis derivados de ácido graxo dimérico ou álcool graxo dimérico.

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 27/39 / 26 [0055] Para aumentar a compatibilidade entre estes dois polióis, o poliéter poliol é preferivelmente um quasi poliol de polímero que possui grupos reativos de isocianato livres (grupos hidroxila) e que é obtido através de uma pré-polimerisação de pelo menos uma porção com o poliéter poliol ou polióis com uma porção do composto ou compostos de isocianato.

[0056] As espumas flexíveis obtidas através do processo de acordo com a presente invenção podem ser produzidas, como explicado mais acima, dentro de uma ampla faixa de densidades. É mais particularmente possível produzir, com menos do que 35 partes em peso de enchedor lipofílico por 100 partes em peso de compostos reativos de isocianato ou mesmo sem nenhum enchedor lipofílico, as espumas de poliuretano flexíveis que possuem uma densidade menor do que 45 kg/m³, ou ainda menor do que 40 kg/m³, ou que possuem uma densidade maior do que 65 kg/m3, ou ainda maior do que 75 ou 85 kg/m3.

[0057] A invenção será agora ilustrada por intermédio dos seguintes exemplos.

Exemplos

Exemplo Comparativo 1: Poliol do ácido dimérico sem enchedor lipofílico ou poliéter poliol (ver a Tabela 1) [0058] Quando o poliol de ácido dimérico é usado sozinho, isto é, sem adição de poliéter poliol ou enchedor lipofílico, a espuma tem uma baixa processabilidade. Isto não apenas se aplica para as espumas de alta e baixa densidades menos convencionais, que são geralmente reconhecidas como sendo mais críticas no processamento, mas também foi observado para as espumas com densidades médias:

[0059] As espumas de poliuretano foram preparadas a partir de 100 partes de um poliol, com base em um dímero do ácido graxo C32-36 e tendo um número OH de 70 mg KOH/g e um peso molecular de 1600 a 1700 g/mol, 1,1 parte de estabilizador de espuma de silicone, 0,3 parte de catalisador de amina

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 28/39 / 26 (trietilenodiamina e bis(éter dimetilaminoetílico)), 0,25 parte de octoato estanoso, e diisocianato de tolueno em um índice de isocianato de 110. 2,1 partes de água foram usadas para obter uma densidade de aproximadamente 43 kg/m³.

[0060] Para avaliar a margem de processamento da espuma, a razão de tolueno-2,4-diisocianato para tolueno-2,6-diisocianato foi variada. Todas as espumas resultantes possuem uma densidade entre 41 e 43 kg/m³ e uma permeabilidade de ar entre 1 e 5 l/dm².min (em pressão de ar de 200 Pa e 10 mm de espessura de amostra). Sem consideração à razão dos isômeros de isocianato, estas espumas sofreram de divisões internas, enquanto estando próximas ao encolhimento (baixa permeabilidade de ar). Não foi possível melhorar a processabilidade da espuma mesmo com as adaptações na catálise, ou índice de isocianato.

Exemplos Comparativos de 2 a 4: Poliol de ácido dimérico em combinação com enchedores parafínicos, sem a adição de poliéter poliol (ver a Tabela 1) [0061] As espumas de poliuretano flexíveis foram preparadas a partir de 75 partes em peso de um poliéster poliol de ácido dimérico tendo um número de hidroxila de 70 e um peso molecular de 1600 a 1700 g/mol, 25 partes de óleo parafínico, quantidades adequadas de trietilenodiamina, éter bis(dimetilaminoetílico), octoato estanoso, água, e um estabilizador de espuma com base em silicone, e diisocianato de tolueno em níveis de uso determinados pelos índices indicados e níveis de água (tabela 1).

[0062] Como também descrito na US 4 264 743, as espumas que lacram o poliuretano flexível podem ser obtidas mesmo com a combinação de poliol de ácido dimérico com aditivos de hidrocarboneto lipofílico. Contudo, quando fazendo isso, a densidade deve ser ajustada em torno de 50 a 55 kg/m³. As espumas com densidades menores do que 45 kg/m³ tendem a apresentar divisões internas, como ilustrado pelo Exemplo Comparativo 3. As espumas com densidades acima de 65 kg/m³ levam ao encolhimento, como

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 29/39 / 26 ilustrado pelo Exemplo Comparativo 4, e menos que uma grande quantidade de enchedor lipofílico (mais do que 30 partes por mil partes em peso de poliol) seja usada. Dado que a emissão e formação das propriedades de névoa e também das propriedades mecânicas tais como ajuste de compressão deterioram com o aumento da quantidade de enchedor lipofílico, um nível de uso de menos do que 30 pec é desejável.

Tabela 1: Formulações e resultados dos Exemplos Comparativos de 1 a 4 e Exemplo 1.

Partes em peso	Ex. Comp. 1	Ex. Comp. 2	Ex. Comp. 3	Ex. Comp. 4	Ex. 1
poliéter poliol	0	0	0	0	60
poliol do ácido dimérico	100	75	75	75	40
Partes de óleo parafínico	0	25	25	25	0
Índice	110	108	110	100	110
Água	2,1	2,3	3,1	1,2	2,1
Capacidade de processamento	Divisões internas	OK	Divisões internas	Espuma muito fechada	OK
Margem de processo (razão de isômero de 2,4-/2,6-TDI)	nenhum	1,9 a 2,2	nenhum	baixo	2,1 a 2,8
Densidade (kg/m³)	42,8	51,8	28,5	77,3	42,1 a 43,0
Permeabilidade de ar (l/dm2.min, a 200Pa)	3	10	115	0,1	35 a 129
Dureza CLD 40% (kPa)	/	5,4	/	/	5,6

Exemplo 1: Poliol do ácido dimérico em combinação com éter poliol convencional (ver Tabela 1).

[0063] A formulação química do exemplo 1 somente difere do Exemplo Comparativo 1 na mistura de poliol usada. Embora a combinação de um poliéter e um poliol do ácido dimérico foi provada possível de obter a espuma flexível com uma ampla margem de processamento, deste modo tendo excelente capacidade de processamento. Em particular, foi possível aumentar a permeabilidade de ar da espuma de modo que a margem de processamento é mais ampla visto que a permeabilidade de ar da espuma pode ser reduzida sem causar problemas de encolhimento da espuma.

Exemplo Comparativo 5: Espuma de Éter Convencional (ver a Tabela 2) [0064] O Exemplo Comparativo 5 diz respeito a uma espuma de éster flexível preparada usando um aduto de propileno glicol de glicerol com peso

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 30/39 / 26 molecular de 3000 convencional com o valor de hidroxila de 56 como o componente de poliol único. O TDI foi usado como o componente de isocianato. A catálise de amina consistiu de trietilenodiamina, éter de bis(dimetilaminoetila), e dimetilamino etanol. O octoato estanoso foi usado como um catalisador de estanho e um copolímero de polialquil siloxano padrão como tensoativo de silicone. 2,45 partes em peso de água foram adicionadas por 100 partes de poliol.

Exemplo Comparativo 6: Espuma de Éster Convencional (ver a Tabela 2) [0065] O Exemplo Comparativo 6 diz respeito a uma espuma flexível de éster preparada usando um poliéster poliol convencional com base em ácido adípico e dietileno glicol com glicerol como agente de ramificação, que tem um valor de hidroxila de 60. O TDI foi usado como o componente de isocianato. Como a catálise de amina, uma combinação de dimetil piperazina com N-etilmorfolina foi aplicada. Um copolímero de polialquil siloxano padrão foi usado como tensoativo de silicone com um tensoativo de aniônico que não de silicone como estabilizador de espuma adicional. 2,4 partes em peso de água foram adicionadas por 100 partes de poliol.

Exemplos 2 a 9: Poliol do ácido dimérico em combinação com éter poliol convencional (ver as Tabelas 2 e 3).

[0066] Nestes exemplos, uma combinação de poliol com base em um poliéster poliol derivado de um dímero de ácido graxo, e um poliéter poliol foi usada. Os componentes da mistura de reação foram os seguintes:

- Composto de poliéster poliol com base em um ácido dimérico C32-36 com um peso molecular de 1600 a 1700 g/mol e um número OH de 70.

- Um poliol do tipo poliéter tendo as seguintes características:

Poliol A: óxido de propileno de glicerol (85 a 90%) - aduto de óxido de etileno (10 a 15%), peso molecular 3500 g/mol, número OH 48.

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 31/39 / 26

Poliol B: aduto de óxido de propileno de glicerol, peso molecular 3000 g/mol, número OH de 56.

Poliol C: aduto de óxido de propileno preenchido com poliestireno-acrilonitrila (42%), número OH de 34.

Composto de poli-isocianato: TDI (diisocianato de tolueno), misturas de isômeros 2,4-TDI e 2,6-TDI.

Agente de espumação: água

Estabilizador de espuma: copolímero de polialquil siloxano Catálise:

A catálise de amina tem base nas misturas de

Dabco 33LV = 33% de trietileno diamina em dipropilenoglicol DMAE = dimetilamino etanol

Niax A133 = 23% de éter de bis(dimetilaminoetila) em dipropileno glicol

Catalisador de formação de gel com base em estanho.

[0067] No exemplo 9, um óleo de processo parafínico com um ponto [0067] de derramamento de -5° C foi adicionado como um aditivo hidrofóbico (enchedor lipofílico).

[0068]

Os exemplos 2 e 3 em comparação com o Exemplo

Comparativo 5 mostra que a introdução de um poliol do ácido graxo dimérico não deterioram as propriedades mecânicas da espuma. Verificou-se que as propriedades mecânicas melhoram com a quantidade crescente de poliol do ácido graxo dimérico. As espumas de ácido graxo dimérico/poliéter, tal como nos exemplos 2 e 3, possuem a vantagem adicional de que um alto teor renovável é obtenível sem a deterioração das propriedades mecânicas após a maturação por vapor em uma autoclave (3 vezes 5 horas a 120° C). Enquanto as espumas de éster padrão, tais como Exemplo Comparativo 6, sofrem da hidrólise em condições úmidas, as espumas com base em ácido dimérico garante uma estabilidade hidrolítica melhorada para a presença de cadeias de

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 32/39 / 26 ácido graxo volumosas (C32-36 ou mais) entre as ligações de éster de poliol.

Tabela 2: Formulações, propriedades mecânicas, e propriedades mecânicas após a maturação por vapor em uma autoclave, dos Exemplos Comparativos 5 e 6 contra os Exemplos 2 e 3.

	Método	Ex. Comp. 5	Ex. Comp. 6	Ex. 2	Ex. 3
Tipo de poliéter poliol		B	/	B	B
Partes em peso de poliéter poliol		100	0	55	20
Partes em peso de poliol do ácido dimérico		0	0	45	80
Partes em peso de éster poliol conv.		0	100	0	0
Índice		108	114	110	106
Partes em peso de água		2,45	2,4	2,1	2,0
Carbono renovável (%)	ASTM D6866	0	0	32	55
Densidade (kg/m³)	ISO 845	37,5	39,1	41,0	44,7
Dureza CLD 40% (kPa)	ISO 3386	2,9	4,8	5,7	6,2
Ajuste de compressão 50% (%)	ISO 1856 A	1,8	2,9	3,0	3,5
Resistência ao cisalhamento (N/cm)	ASTM-D 3574	3,1	6,2	3,4	5,2
Alongamento (%)	ISO 1798	207	375	222	271
Força de tração (kPa)	104	225	137	204
Maturação úmida
Mudança em% da dureza 40%	ISO 3386	-70	-68	-63	-38
Mudança em % força de tração	ISO 1798	-55	-73	+ 9	-43
Mudança em% do alongamento	+4	-42	-55	+45
Ajuste compr. de 50% (%)	ISO 1856 A	4,7	33,6	9	6,3

[0069] Os exemplos 4 a 9 também demonstram que embora a combinação de um poliéster poliol com base em ácido dimérico com um poliéter poliol convencional é possível fabricar a espuma de poliuretano flexível que não sofre de defeitos de processamento tais como cortes internos e encolhimento da espuma. Uma ampla faixa de densidade foi coberta, indo de 27 kg/m³ no Exemplo 4 a 93 kg/m³ no Exemplo 6.

[0070] Os Exemplos 7 e 8 ilustram que um poliéter poliol preenchido com poliestireno-acrilonitrila pode ser usado para melhorar a dureza da espuma.

[0071] As espumas usadas nas aplicações automotivas geralmente precisam passar certas especificações de formação de névoa. Um teste bem reconhecido com relação a isto é o método de reflexo de formação de névoa

Petição 870190099197, de 03/10/2019, pág. 33/39 / 26

DIN 75201/UM medido após 3 horas a 100° C. Uma necessidade mínima de reflexo que é relevante ao mercado automotivo é de 85%. Este mínimo é facilmente encontrado pelos exemplos de 1 a 9 usando as combinações de um ácido dimérico poliol com um poliéter poliol convencional. O Exemplo Comparativo 2 sofre do comportamento de reflexão formação de névoa inferior (menos do que 40%) devido à presença de 25 partes de enchedor lipofílico.

Tabela 3: Formulações e resultados dos Exemplos de 4 a 9.

	Método	Ex. 4	Ex. 5	Ex. 6	Ex. 7	Ex. 8	Ex. 9
Tipo de poliéter poliol		B	A	B	B&C	B & C	B
Partes em peso de poliéter poliol		50	5	30	25 de B. 30 de C	40 de B. 35 de C	20
Partes em peso de poliol do ácido dimérico		50	95	70	45	25	70
Partes em peso de óleo parafínico		0	0	0	0	0	10
Índice		111	103	90	110	106	100
Partes em peso de água		4	2,0	1,0	3,7	2,35	1,2
Densidade (kg/m³)	ISO 845	27	47	93	27,5	43	77,8
Permeabilidade em ar (1/dm².min, medida a 200 Pa)		50	8	7	157	20	2,8
Dureza CLD 40% (kPa)	ISO 3386	5,1	5,2	4,8	7,2	6,8	8,3

Exemplo 10 [0072] As formulações dos Exemplos 2, 3 e 4 foram usadas para produzir uma espuma de poliuretano de bloco em uma transportadora móvel. A margem de processamento foi suficientemente ampla para produzir grandes blocos de espuma de uma maneira controlada, a espuma produzida tendo propriedades que foram similares às propriedades da espuma produzida nos processos em escala laboratorial dos Exemplos 2, 3 e 4 (em que a formulação e espuma foi vertida em uma caixa). Além disso, as formulações dos Exemplos de 5 a 9 fornecem uma margem de processamento suficientemente ampla para permitir a produção destas espumas através de um processo produção de espuma contínuo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para preparar uma espuma de poliuretano flexível, que compreende preparar uma mistura de reação de um componente de isocianato contendo pelo menos um composto de poli-isocianato tendo pelo menos dois grupos de isocianato e a partir de um componente reativo de isocianato contendo um ou mais compostos reativos de isocianato tendo pelo menos dois grupos reativos de isocianato, os ditos compostos reativos de isocianato compreendendo um ou mais poliéster de polióis que são formados de pelo menos um ácido graxo dimérico e/ou de pelo menos um álcool graxo dimérico, caracterizado pelo fato de que

- os ditos compostos reativos de isocianato contêm, por 100 partes em peso dos mesmos, de 25 a 95 partes em peso dos ditos poliésteres de polióis e de 5 a 75 partes em peso de um ou mais poliéteres de polióis que são isentos de cadeias graxas diméricas,

- em que a mistura de reação é composta para não compreender nenhum enchedor lipofílico ou, por 100 partes em peso dos ditos compostos reativos de isocianato, e no máximo 35 partes em peso dos mesmos e

- em que um agente de sopro é adicionado à mistura de reação em tal quantidade que a espuma flexível tenha uma densidade compreendida entre 20 e 150 kg/m³.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito componente graxo dimérico se origina de uma fonte renovável de modo que a espuma tem um teor de carbono renovável, determinado de acordo com a ASTM-D6866, de pelo menos 10%.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um ou mais poliéster de polióis são feitos através da condensação de um ou mais alcoóis com um ou mais ácidos, os

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2 / 4 ditos um ou mais ácidos consistindo de pelo menos 50% em mol do dito pelo menos um ácido graxo dimérico quando o poliéster poliol é formado a partir de pelo menos um ácido graxo dimérico e o dito um ou mais alcoóis consistem de pelo menos 50% em mol do dito pelo menos um álcool graxo dimérico quando o poliéster poliol é formado de pelo menos um álcool graxo dimérico.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os ditos um ou mais poliéster de polióis compreendem em média, por molécula, pelo menos uma cadeia graxa dimérica.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os ditos um ou mais poliéster de polióis compreendem pelo menos quatro ligações de éster por molécula.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um dos ditos poliéster de polióis é feito através da condensação de um ou mais alcoóis com um ou mais ácidos que compreendem o dito ácido graxo dimérico, os ditos um ou mais alcoóis tendo um peso molecular menor do que 400.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita mistura de reação é formulada de modo que a espuma tem uma dureza de CLD em 40% de flexão, medida de acordo com a ISO 3386, de menos do que 20 kPa.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dito componente de isocianato tem uma funcionalidade média de menos do que 2,5.
9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito componente de isocianato compreende uma combinação de 2,4 e 2,6 TDI em uma razão dentro de uma margem de processo em que sem ocorrência de encolhimento de espuma e em que

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3 / 4 nenhuma divisão interna é produzida na espuma, em que um ou mais poliéter de polióis sendo usados para ampliar a dita margem do processo.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a dita mistura de reação é aplicada em uma transportadora móvel e é deixada espumar na mesma para produzir a espuma de poliuretano flexível.
11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o dito componente reativo de isocianato tem uma funcionalidade média entre 2 e 4.
12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um ácido graxo dimérico e/ou o dito pelo menos um álcool graxo dimérico contém pelo menos 20 átomos de carbono.
13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a quantidade do agente de sopro é tal que a espuma flexível tenha uma densidade maior do que 25 kg/m³ ou ainda maior do que 40 kg/m3.
14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a quantidade de agente de sopro é tal que a espuma flexível tenha uma densidade menor do que 45 kg/m3 ou a quantidade de agente de sopro é tal que a espuma flexível tenha uma densidade maior do que 65 kg/m3.
15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 14, caracterizado pelo fato de que menos do que 5 partes em peso de água são adicionadas como agente de sopro à dita mistura de reação.
16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 15, caracterizado pelo fato de que a razão molar dos grupos de isocianato para o total dos grupos reativos de isocianato é de mais do que 0,90.

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17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do dito um ou mais poliéter de polióis é pré-polimerizada com uma porção do dito pelo menos um composto de poli-isocianato para obter um quasi poliol de prépolímero tendo grupos reativos de isocianato.
18. Espuma de poliuretano flexível, caracterizada pelo fato de que é obtida através do processo como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.
19. Espuma de poliuretano flexível de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que apresenta um ajuste de compressão a 50%, determinado de acordo com ISO 1856, de menos do que 10%.