ES2200896T3 - Procedimiento para la produccion de espumas flexibles de endurecimiento en frio, composicion poliolica y sistema de reaccion de utilidad en el procedimiento y las espumas asi obtenidas. - Google Patents

Abstract

Composición poliólica que comprende: b1) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6, en donde el EO está presente como EO finalizado y/o EO al azar, siendo el contenido total en EO de al menos 50% en peso; b2) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6 y que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos 50%, siendo el contenido en EO de 10 a 25% en peso; b3) un polioxipropileno poliol iniciado con amina, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6 y y que tiene un índice OH mayor de 400 mg KOH/g, estando presentes dichos polioles b1, b2 y b3 de acuerdo con las siguientes proporciones, basado en los pesos combinados de b1, b2 y b3, b1: 20-70% en peso, b2: 5-50% en peso, b3: 5-50% en peso.

Description

Procedimiento para la producción de espumas flexibles de endurecimiento en frío, composición poliolica y sistema de reacción de utilidad en el procedimiento y las espumas así obtenidas.

La presente invención se relaciona con un procedimiento para la producción de espumas flexibles de endurecimiento en frío. También se relaciona con una composición poliol específica y con un sistema de reacción que son útiles en dicho procedimiento, así como con las espumas así obtenidas.

Ya se conocen espumas flexibles de poliuretano de endurecimiento en frío, que son útiles, por ejemplo, para fines de insonorización, es decir, espumas visco-elásticas. Sin embargo, los procedimientos y espumas actuales presentan inconvenientes. En primer lugar, existe una preocupación cada vez mayor con respecto a la seguridad, salud y medioambiente. Las espumas normales que se utilizan hoy día se preparan usando catalizadores a base de aminas. Si bien estos catalizadores han demostrado ser útiles, los mismos exhiben inconvenientes tales como volatilidad, lo que se traduce en olores, empañamiento (ensuciamiento de las superficies interiores de cristal, por ejemplo, en vehículos automóviles, debido a la condensación de residuos volátiles procedentes de polímeros, etc), y basicidad residual. En segundo lugar, existe una preocupación cada vez mayor con respecto a la manipulación de las materias primas durante la producción de la espuma. En el caso de las espumas visco-elásticas, especialmente aquellas utilizadas para fines de insonorización en automóviles, es usual utilizar mezclas de polioles. Sin embargo, los polioles de las mezclas no suelen ser miscibles entre sí, produciendo así mezclas de polioles que no son homogéneas. En tercer lugar, las espumas visco-elásticas actuales, si bien exhiben buenas propiedades de amortiguación, suelen mostrar una alta deformación por compresión, lo cual resulta perjudicial para la espuma.

De este modo, existe todavía la necesidad de disponer de una composición que produzca espumas que satisfagan los requisitos de seguridad, salud y medioambiente, es decir que requieran una menor cantidad de catalizador amínico y que puedan producirse a partir de mezclas poliólicas homogéneas, más estables, y que muestren buenas propiedades de amortiguación junto con una baja deformación por compresión.

En US-P-5 063 253 se describe un procedimiento para preparar espumas flexibles visco-elásticas de endurecimiento en frío que son útiles para fines de insonorización, cuyo procedimiento comprende hacer reaccionar un poliisocianato en presencia de agua con a) al menos un poliéter que tiene un índice OH de 20-60, basado en óxido de propileno (PO) y óxido de etileno (EO), siendo el contenido en EO de 5-25% en peso, b) un poliéter o poliéster que tiene un índice OH de 150-400 y c) un poliéter distinto de a) y b), que tiene un índice OH de 20-200, basado en PO y EO, siendo el contenido en EO mayor del 50%, en donde la cantidad de b) es de 10 a 20% y la cantidad de c) es de 30 a 70%, en peso basado en los pesos combinados de a), b) y c). El catalizador usado es a base de aminas y se emplea, de acuerdo con los ejemplos, en cantidades de 1,20 a 1,33 partes en peso por 100 partes en peso de los tres polioles anteriores. La EP-A-0 433 878 describe un procedimiento para preparar espumas flexibles visco-elásticas de endurecimiento en frío que son útiles para fines de insonorización, cuyo procedimiento comprende hacer reaccionar un poliisocianato en presencia de agua con ai) un polioxietileno-polioxipropileno que tiene un índice OH de 14-65, una funcionalidad de 2,3-2,8, basado en óxido de propileno (PO) y en óxido de etileno (EO) finalizado, siendo el contenido en EO de 2-9% en peso, aii) un polioxietileno-polioxipropileno que tiene un índice OH de 20-80, basado en óxido de propileno (PO) y óxido de etileno (EO), siendo el contenido en EO de 60-85% en peso, b) un extendedor de cadena que tiene un peso molecular de 18-400, que puede ser un poliol iniciado con amina. El catalizador usado está basado en aminas y se emplea, según los ejemplos, en cantidades que son de al menos 1%, en peso, basado en el peso total de la composición de reacción. Se dice que el factor de pérdida se encuentra entre 0,7 y 1,5.

Ninguno de los documentos anteriores describe o sugiere la presente invención.

La invención proporciona por tanto una composición poliólica que comprende:

b1) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6, en donde el EO está presente como EO finalizado y/o EO al azar, siendo el contenido total en EO de al menos 50% en peso;

b2) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6 y que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos 50%, siendo el contenido en EO de 10 a 25% en peso;

b3) un polioxipropileno poliol iniciado con amina, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6 y que tiene un índice OH mayor de 400 mg KOH/g,

estando presentes dichos polioles b1, b2 y b3 de acuerdo con las siguientes proporciones, basado en los pesos combinados de b1, b2 y b3, b1: 20-70% en peso, b2: 5-50% en peso, b3: 5-50% en peso.

En el contexto de la presente invención, los siguientes términos, siempre que los mismos se utilicen, tienen los siguientes significados:

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1) Indice isocianato o índice NCO:

la relación de grupos NCO con respecto a los átomos de hidrógeno reactivos con isocianato presentes en una formulación, expresada como un porcentaje:

\frac{[NCO] \ x \ 100}{[hidrógeno \ activo]} (%)

En otras palabras, el índice NCO expresa el porcentaje de isocianato normalmente utilizado en una formulación con respecto a la cantidad de isocianato teóricamente requerida para reaccionar con la cantidad de hidrógeno reactivo con isocianato utilizada en una formulación.

Ha de observarse que el índice isocianato, tal como aquí se emplea, se considera desde el punto de vista del procedimiento de espumado real que implica al ingrediente isocianato y a los ingredientes activos con isocianato. Cualesquiera grupos isocianato consumidos en una etapa preliminar para producir poliisocianatos modificados (incluyendo aquellos derivados de isocianato referidos en la técnica como cuasi o semi-prepolímeros y prepolímeros) o cualesquiera hidrógenos activos reaccionados con isocianato para producir polioles o poliaminas modificados, no se tienen en cuenta a la hora de calcular el índice isocianato. Unicamente se tienen en cuenta los grupos isocianato libres y los hidrógenos libres reactivos con isocianato (incluyendo aquellos del agua, en el caso de que se utilice) presentes en la etapa de espumado real.

2) La expresión "átomos de hidrógeno reactivos con isocianato" tal como aquí se emplea con el fin de calcular el índice isocianato, se refiere al total de átomos de hidrógeno hidroxílicos y amínicos presentes en las composiciones reactivas en forma de polioles, poliaminas y/o agua; esto significa que con el fin de calcular el índice isocianato en el procedimiento de espumado real, se considera que un grupo hidroxilo comprende un hidrógeno reactivo; un grupo amino primario o secundario comprende un hidrógeno reactivo; y una molécula de agua comprende dos hidrógenos activos.

3) Sistema de reacción: una combinación de componentes en donde el componente poliisocianato se mantiene en un recipiente separado de los componentes reactivos con isocianato.

4) La expresión "espuma de poliuretano" tal y como aquí se emplea se refiere generalmente a productos celulares como los obtenidos mediante reacción de poliisocianatos con compuestos que contienen hidrógeno reactivos con isocianato, usando agentes espumantes, y en particular incluye productos celulares obtenidos con agua como agente espumante reactivo (que implica una reacción de agua con grupos isocianato que proporcionan enlaces urea y dióxido de carbono y produciendo espumas de poliurea-uretano).

5) El término "funcionalidad hidroxilo nominal media" se emplea aquí para indicar la funcionalidad media (número de grupos hidroxilo por molécula) de la composición poliólica en el supuesto de que esta sea la funcionalidad media (número de átomos de hidrógeno activos por molécula) del iniciador o iniciadores usados en su preparación aunque, en la práctica, será frecuentemente algo menor debido a cierta instauración terminal.

6) El término "media" se emplea para indicar una media en número.

En la presente invención, los polioles se describen de la siguiente manera: un poliol PO-EO es un poliol que tiene primero un bloque de PO unido al iniciador seguido por un bloque de EO. Un poliol PO-PO/EO es un poliol que tiene primero un bloque de PO y luego un bloque de PO y EO distribuidos aleatoriamente. Un poliol PO-PO/EO-EO es un poliol que tiene primero un bloque de PO luego un PO y EO distribuidos aleatoriamente y entonces un bloque de EO. Un poliol PO-EO es un poliol que tiene primero un bloque de PO y luego un bloque de EO. En las descripciones anteriores, únicamente se describe una de las colas de un poliol (como se observa a partir del iniciador); la funcionalidad hidroxilo nominal determinará cuantas de esas colas estarán presentes.

Los poliisocianatos se pueden seleccionar entre poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos y aralifáticos, especialmente diisocianatos, tal como hexametilendiisocianato, isoforondiisocianato, ciclohexan-1,4-diisocianato, 4,4'-diciclohexilmetanodiisocianato y m- y p-tetrametilxililendiisocianato y en particular, poliisocianatos aromáticos tales como tolilendiisocianatos (TDI), fenilendiisocianatos y más preferentemente difenilmetanodiisocianato comprendiendo opcionalmente homólogos del mismo que tienen una funcionalidad isocianato de tres o más (comprendiendo dichos diisocianatos aquellos homólogos conocidos como MDI en bruto o MDI polimérico o mezclas de dicho MDI en bruto o polimérico con MDI) y variantes modificadas de los anteriores.

El difenilmetanodiisocianato (MDI) usado puede seleccionarse entre 4,4'-MDI, 2,4'-MDI, mezclas isoméricas de 4,4'-MDI, 2,4'-MDI y menos de 10% en peso de 2,2'-MDI, y variantes modificadas de los mismos que contienen grupos carbodiimida, uretonimina, isocianurato, uretano, alofanato, urea y/o biuret. Se prefieren 4,4'-MDI, mezclas isoméricas de 4,4'-MDI, 2,4'-MDI y menos de 10% en peso de 2,2'-MDI y MDI modificado con uretonimina y/o carbodiimida que tiene un contenido en NCO de al menos 20% en peso y con preferencia de al menos 25% en peso, y MDI modificado con uretano obtenido mediante reacción de MDI en exceso y poliol que tiene un peso molecular de cómo máximo 1.000 y que tiene un contenido en NCO de al menos 20% en peso y con preferencia de al menos 25% en peso.

El difenilmetanodiisocianato que comprende homólogos que tienen una funcionalidad isocianato de 3 o más se conoce como MDI polimérico o en bruto.

Los MDI poliméricos o en bruto son bien conocidos en la técnica. Los mismos se preparan mediante fosgenación de una mezcla de poliaminas obtenida mediante la condensación ácida de anilina y formaldehído.

La preparación tanto de las mezclas de poliaminas como de las mezclas de poliisocianatos es ya bien conocida. La condensación de anilina con formaldehído en presencia de ácidos fuertes, tal como ácido clorhídrico, proporciona un producto de reacción que contiene diaminodifenilmetano junto con polimetileno polifenileno poliaminas de mayor funcionalidad, dependiendo la composición precisa de manera conocida, inter alia, de la relación anilina/formaldehído. Los poliisocianatos se preparan por fosgenación de las mezclas de poliaminas y las diversas proporciones de diaminas, triaminas y poliaminas superiores dan lugar a proporciones relacionadas de diisocianatos, triisocianatos y poliisocianatos superiores. Las proporciones relativas de diisocianato, triisocianato y poliisocianato superiores en dichas composiciones de MDI en bruto o polimérico, determinan la funcionalidad media de la composición, es decir, el número medio de grupos isocianato por molécula. Variando las proporciones de los materiales de partida, la funcionalidad media de las composiciones de poliisocianato se puede variar desde poco más de 2 a 3 o incluso más. En la práctica, sin embargo, la funcionalidad isocianato media oscila preferentemente entre más de 2 y 2,8. El valor NCO de dicho MDI polimérico o en bruto es de al menos 30% en peso. El MDI polimérico o en bruto contiene difenilmetanodiisocianato, siendo el resto polimetileno polifenilo poliisocianatos de funcionalidad mayor de 2 junto con subproductos formados en la preparación de dichos poliisocianatos por fosgenación de poliaminas. También se pueden emplear otras variantes modificadas de dicho MDI en bruto o polimérico que comprenden grupos carbodiimida, uretonimina, isocianurato, uretano, alofanato, urea y/o biuret; especialmente se prefieren aquellas variantes modificadas con uretonimina y/o carbodiimida y las variantes modificadas con uretano, anteriormente indicadas. También se pueden emplear mezclas de poliisocianatos.

Si se desea, se pueden emplear mezclas de difenilmetanodiisocianato que comprenden opcionalmente homólogos del mismo y que tienen una funcionalidad isocianato de 3 o más y variantes modificadas del mismo, en particular con hasta 25% en peso de uno o más de los otros poliisocianatos mencionados anteriormente, en especial TDI.

El poliisocianato puede contener partículas dispersas de urea y/o uretano preparadas de manera convencional, por ejemplo, añadiendo una cantidad menor de una isoforondiamina al poliisocianato.

La invención se refiere igualmente a una composición poliólica constituida por los polioles b1, b2 y b3.

El poliol b1 es un poliol rico en EO. Se puede preparar por métodos conocidos. Comprende PO y EO, en donde el EO puede estar presente al azar, finalizado o de ambas maneras. Preferentemente, el EO se encuentra al azar en su mayoría. El contenido en EO es mayor del 50% en peso (con respecto al total de unidades oxialquileno presentes).

El poliol b2 es el segundo poliol. Se puede preparar por métodos conocidos, tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos 50%. Puede ser de varias estructuras (PO-EO, PO/EO, etc), en donde el EO puede encontrarse al azar, finalizado o de ambas maneras, siempre que el contenido en hidroxilo primario sea de al menos 50%. El contenido en EO es de 10 a 25% en peso (con respecto al total de unidades oxialquileno presentes). Un poliol preferido es aquel en donde EO está presente como EO finalizado.

El poliol b3 constituye una característica clave de la invención. El mismo está iniciado con amina y tiene un índice OH mayor de 400, por ejemplo mayor de 400 a 600. Puesto que está iniciado con amina y tiene un bajo peso molecular, también puede actuar parcialmente como un catalizador a base de amina; puesto que se unirá como parte de la estructura de la espuma, impedirá que se liberen de la espuma compuestos que contienen aminas. Estos polioles de bajo peso molecular iniciados con amina han sido utilizados hasta ahora solo con respecto a espumas duras de poliuretano. Los iniciadores amínicos pueden ser bases débiles y pueden ser aromáticos o alifáticos y preferentemente son alifáticos. Ejemplos de iniciadores de aminas aromáticas son MDA (4,4'-difenilmetanodiamina, isómeros y oligómeros de la misma), anilina, TDA (toluendiamina, isómeros y oligómeros de la misma). Ejemplos no limitativos de iniciadores de aminas alifáticas que pueden ser usados en la presente invención comprenden trietanolamina, 1-(2-aminoetil)piperazina, dietilentriamina, trietilentetraamina, dietanolamina, monoetanolamina, 2-(2-aminoetoxi)etanol y similares.

Un ejemplo de dicho poliol es polioxipropileno iniciado con trietanolamina, que contiene alrededor de 4 unidades PO en cada ramificación. El poliol b3 se emplea en cantidades de 5 a 50% en peso, con preferencia de al menos 20% en peso.

La funcionalidad de estos polioles es de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4.

Para b1 y b2, el peso equivalente hidroxilo es en general de 1.000 a 4.000, con preferencia de 1.200 a 3.500.

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La composición poliólica comprende los diversos polioles según las siguientes proporciones, expresadas en base a los pesos combinados de los polioles:

b1: 20-70%, preferentemente 30-65%

b2: 5-50%, preferentemente 10-40%

b3: 5-50%, preferentemente más de 20% en peso, y más preferentemente 20-40%

También puede estar presente material disperso. Este se conoce como poliol modificado con polímero, y comprende, por ejemplo, SAN o PIPA (Poly Isocyanate Poly Addition).

Los polioles modificados con polímeros que son particularmente interesantes de acuerdo con la invención son productos obtenidos mediante la polimerización in situ de estireno y/o acrilonitrilo en poli(oxietileno/oxipropileno) polioles y productos obtenidos mediante reacción in situ entre un poliisocianato y un compuesto amino- o hidroxi-funcional (tal como trietanolamina) en un poli(oxietileno/oxipropileno) poliol. El contenido en sólidos (basado en el peso total de los polioles b1+b2+b3) puede variar dentro de amplios límites, por ejemplo de 5 a 50%. Se prefieren los tamaños de partícula del polímero disperso menores de 50 micrómetros. También se pueden usar mezclas.

Se emplea agua como agente expansionante. Si es necesario, se puede añadir dióxido de carbono. En el caso de espumas flexibles expansionadas con agua, altamente resilientes, es adecuado utilizar de 1 a 15%, con preferencia de 1,5 a 6%, en peso de agua basado en el peso del componente poliólico total (pre-reaccionado o no, es decir, el total de poliol de partida o el total de compuestos de partida reactivos con isocianato), en donde el agua se puede emplear opcionalmente en combinación con dióxido de carbono.

En la preparación de los poliuretanos se pueden emplear otros ingredientes convencionales (aditivos y/o auxiliares). Estos incluyen catalizadores, por ejemplo, aminas terciarias y compuestos orgánicos de estaño, surfactantes, agentes reticulantes o entendedores de cadena, por ejemplo, otros polímeros, por ejemplo, polioles, conocidos como modificadores para espumas flexibles, tales como compuestos de bajo peso molecular, por ejemplo, dioles, trioles (diferentes del poliol b3) y diaminas, agentes ignífugos, por ejemplo, fosfatos de alquilo halogenados, cargas y pigmentos. Para estabilizar o regular las células de la espuma se pueden emplear estabilizantes de la espuma, por ejemplo, copolímeros en bloque de polisiloxano-óxido de polialquileno.

La cantidad usada de dichos ingredientes menores dependerá de la naturaleza del producto requerido y puede variar dentro de límites bien conocidos para el experto en espumas de poliuretano.

Una ventaja específica del procedimiento de la invención es que requiere una cantidad limitada de catalizadores a base de aminas. Ejemplos de catalizadores a base de aminas que se pueden emplear en la presente invención comprenden aminas alifáticas o alicíclicas, tales como Dabco 33LV, Dabco 8154, Dabco R8020, Niax Al, Niax A99, Niax A4, dimetiletanolamina, dimetilaminopropilamina, morfolina, N-alquilmorfolinas y similares. Otros ejemplos específicos pueden encontrarse en la siguiente publicación: Flexible Polyurethane Foams, Chemistry and Technology, por G. Word, 1982. La cantidad usada de catalizador a base de amina es preferentemente tal que la cantidad correspondiente de nitrógeno (en % en peso calculado respecto a 100 partes de los polioles b1), b2) y b3) y medida de acuerdo con ISO 9702), se encuentra por debajo de 0,04% en peso.

En el caso de espumas en forma de planchas, será posible no utilizar ninguna sal metálica tal como la sal de estaño tradicional, empleándose al mismo tiempo cantidades incluso más limitadas de los catalizadores amínicos. En el caso de la preparación de espuma en forma de planchas, libre de sal metálica, la cantidad total de dichos catalizadores a base de aminas es tal que la cantidad correspondiente de nitrógeno se encuentra preferentemente por debajo de 0,01% y más preferentemente por debajo de 0,005% en peso.

La presente invención se relaciona también con un procedimiento para la preparación de una espuma flexible de poliuretano de endurecimiento en frío a un índice NCO de 70-120, mediante reacción de:

a) una composición de poliisocianato;

b1) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6, en donde el EO está presente como EO finalizado y/o EO al azar, siendo el contenido total en EO de al menos 50% en peso;

b2) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6 y que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos 50%, siendo el contenido en EO de 10 a 25% en peso;

b3) un polioxipropileno poliol iniciado con amina, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6,

estando presentes dichos polioles b1, b2 y b3 de acuerdo con las siguientes proporciones, basado en los pesos combinados de b1, b2 y b3, b1: 20-70% en peso, b2: 5-50% en peso, b3: 5-50% en peso;

c) agua; y

d) aditivos y auxiliares conocidos per se.

Estos componentes, especialmente los polioles b1, b2 y b3, se pueden añadir en cualquier orden. Concretamente, los polioles se pueden añadir de acuerdo con las siguientes posibilidades no limitativas:

Parte de b1+b2+b3, entonces el resto de b1+b2+b3;

Parte de b1+b2 pero no b3, entonces el resto de b1+b2 y todo b3;

Parte de b1+b3 pero no b2, entonces el resto de b1+b3 y todo b2;

Todo b1, entonces la totalidad de b2+b3; todo b2, entonces la totalidad de b1+b3;

Parte de b1, entonces el resto de b1 junto con la totalidad de b2+b3;

Parte de b2, entonces el resto de b2 junto con la totalidad de b1+b3;

Y cualquier otra posibilidad.

Una modalidad preferida es aquella cuando el poliol b2 se hace reaccionar con el poliisocianato a) para formar un prepolímero. En este caso, los polioles b1 y b3 constituyen los únicos componentes de las mezclas de polioles y las mezclas resultantes son muy homogéneas.

Como es lógico, cuando los diversos componentes se alimentan al cabezal mezclador como diferentes corrientes (tal como puede ser el caso para espumas en forma de planchas), la homogeneidad de la mezcla de polioles deja ya de ser relevante.

En el procedimiento de la invención, ha de apreciarse que pueden emplearse los métodos de reacción en un solo recipiente, métodos del prepolímero o métodos del cuasi-prepolímero, como pueda resultar más adecuado para el tipo particular de poliuretano a producir. El prepolímero puede ser un prepolímero total o solo un prepolímero parcial y el contenido en NCO puede variar dentro de amplios límites que podrán ser determinados fácilmente por el experto en la materia.

Los componentes de la mezcla de reacción formadora de poliuretano se pueden mezclar entre sí de cualquier manera conveniente, los componentes individuales se pueden mezclar previamente con el fin de reducir el número de corrientes de componentes que necesariamente han de entrar en contacto entre sí en la etapa de mezcla final. Suele ser conveniente disponer de un sistema de dos corrientes en donde una de ellas comprende un poliisocianato o un prepolímero terminado en isocianato y en donde la segunda corriente comprende la totalidad de los otros componentes de la mezcla de reacción.

Las espumas flexibles se pueden preparar de acuerdo con la técnica de moldeo o de formación de material en planchas; pueden consistir en espumas de subida libre o en espumas de una subida restringida. Las espumas se pueden utilizar en las industrias del mueble y del automóvil como materiales para sillas o asientos, sillones y colchones.

Las espumas flexibles así obtenidas tienen muy buenas propiedades de amortiguación (baja resiliencia tal como una resiliencia Toyota por debajo de 20%, preferentemente por debajo de 10%), una deformación por compresión muy baja (a una compresión del 75%), tanto en seco como en húmedo (tal como por debajo del 5%, preferentemente por debajo del 2%) y requieren una cantidad muy limitada de catalizadores a base de aminas.

De este modo, la invención se relaciona también con dichas espumas que pueden ser obtenidas mediante el procedimiento de la invención.

La invención proporciona igualmente un sistema de reacción que permitirá al fabricante de espumas producir la espuma deseada mediante reacción del poliisocianato con las composiciones poliólicas. Esta técnica hace que el fabricante pueda producir de un modo relativamente simple un producto a partir frecuentemente de una variedad de compuestos químicos, combinando dos composiciones bajo condiciones adecuadas. En una primera modalidad, el poliisocianato (opcionalmente con el extendedor de cadena y/o el catalizador) constituye uno de los componentes, mientras que el componente reactivo con isocianato comprende los polioles, agua y los aditivos y auxiliares. De acuerdo con otra modalidad, el componente poliisocianato puede ser un prepolímero, mientras que el componente reactivo con isocianato comprende el resto de los polioles. En esta modalidad, queda contemplada cualquier combinación. La misma cubre concretamente las siguientes posibilidades: parte de b1+b2+b3, entonces el resto de b1+b2+b3; parte de b1+b2 pero no b3, entonces el resto de b1+b2 y todo b3; parte de b1+b3 pero no b2, entonces el resto de b1+b3 y todo b2; la totalidad de b1, entonces la totalidad de b2+b3; la totalidad de b2, entonces la totalidad de b1+b3; parte de b1, entonces el resto de b1 junto con la totalidad de b2+b3; parte de b2, entonces el resto de b2 junto con la totalidad de b1+b3; etc; de una manera similar a la descrita para el procedimiento anterior. Una modalidad preferida es como anteriormente cuando el poliol b2 se hace reaccionar con el poliisocianato a) para formar un prepolímero.

Los siguientes ejemplos ilustran la invención sin limitarla por ello. Salvo que se indique lo contrario, todas las partes se ofrecen en peso.

Glosario

(Todas las funcionalidades son funcionalidades nominales y los pesos equivalentes son pesos equivalentes nominales y el índice OH se expresa en mg KOH/g).

Poliol A

PO/EO, con EO al azar. Contenido en EO es de 75% en peso. El peso equivalente es 2.004. La funcionalidad es de 3. El índice OH es de 42.

Poliol B

PO-EO, con EO en forma finalizada. Contenido en EO 15% en peso. Peso equivalente 2.004. Funcionalidad 3. Indice OH 28. Contenido en hidroxilo primario 82%.

Poliol C

PO iniciado con trietanolamina, funcionalidad de 3, todo PO, el índice OH es 450.

Isocianato A

MDI que comprende 78,2% en peso de diisocianato, del cual el 26% en peso es 2,4'-MDI y el 21,8% en peso es una especie oligómera de mayor funcionalidad. La funcionalidad es de 2,19. El índice NCO es de 32,6% en peso.

Isocianato B

Semi-prepolímero basado en MDI (77,4% en peso de diisocianato del cual el 20,4% en peso es 2,4'-MDI y el 22,6% en peso es una especie oligómera de mayor funcionalidad; la funcionalidad es de 2,20) y poliol B; el índice NCO es de 19,8% en peso.

D33LV

Catalizador de Air Products

B4113

Surfactante de Goldschmidt

TELA

Trietanolamina

Se producen espumas de acuerdo con el siguiente esquema. Antes de la adición de los isocianatos, se mezclan los polioles, catalizadores, surfactantes, agua. Se mezclan las mezclas de polioles y los isocianatos a 20ºC durante 8 segundos antes del espumado. Se preparan espumas de subida libre en tubos de plástico de 2,5 a 10 litros. Las propiedades de la espuma se determinan siguiendo los siguientes métodos y normas:

FRD (Densidad en subida libre)	ISO 845
Dureza a la compresión, CLD 40% (kPa)	ISO 3386-1
Pérdida por histéresis (%)	ISO 3386-1
Deformación por compresión (espesor) en seco a 75% (%) y en húmedo a 75% (%)	ISO 1856
Resiliencia: (%)	Toyota
Resistencia al desgarramiento (N/m), Max:	ISO 8067
Resistencia a la tracción (kPa) y Alargamiento (%):	ISO 1798

Los resultados se resumen en las siguientes tablas. Los ejemplos 1 a 8 se obtienen utilizando un proceso de prepolímero (introduciéndose el poliol B por medio del prepolímero de isocianato), mientras que los ejemplos 9 a 12 se obtienen usando un proceso de reacción en un solo recipiente.

	Ejemplos
Componente	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Poliol A	70	70	70	75	75	70	60	80	30	40	40	30
Poliol B									50	30	40	40
Poliol C	23	30	30	25	25	30	40	20	20	30	20	30
Agua	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2	2,5	2,4	2,5	2,4	2
B 4113	-	-	-	0,7	-	0,7	0,7	0,7	-	-	-	-

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TABLA (continuación)

	Ejemplos
D 33 LV	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
TELA	-	-	-	-	-	-	-	1,5	-	-	-	-
Isocianato A	-	-	-	-	-	-	-	-	50	60	50	53
Isocianato B	100	100	110	100	100	100	100	100	-	-	-	-
Indice NCO	90	82	90	88	88	82	80	89	81	82	81	81

(Tabla pasa a página siguiente)

1

Claims (18)

1. Composición poliólica que comprende:

b1) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6, en donde el EO está presente como EO finalizado y/o EO al azar, siendo el contenido total en EO de al menos 50% en peso;

b2) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6 y que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos 50%, siendo el contenido en EO de 10 a 25% en peso;

b3) un polioxipropileno poliol iniciado con amina, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6 y que tiene un índice OH mayor de 400 mg KOH/g,

estando presentes dichos polioles b1, b2 y b3 de acuerdo con las siguientes proporciones, basado en los pesos combinados de b1, b2 y b3, b1: 20-70% en peso, b2: 5-50% en peso, b3: 5-50% en peso.

2. Composición poliólica según la reivindicación 1, que comprende el poliol b3 en una cantidad de al menos 20% en peso.

3. Composición poliólica según las reivindicaciones 1 y 2, que comprende los polioles b1, b2 y b3 de acuerdo con las siguientes proporciones: b1: 30-65% en peso, b2: 10-40% en peso, b3: 20-40% en peso.

4. Composición poliólica según las reivindicaciones 1 a 3, en donde la funcionalidad de los polioles b1, b2 y b3 es 2-4.

5. Procedimiento para la preparación de una espuma flexible de poliuretano de endurecimiento en frío a un índice NCO de 70-120, mediante reacción de:

a) una composición de poliisocianato;

b1) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6, en donde el EO está presente como EO finalizado y/o EO al azar, siendo el contenido total en EO de al menos 50% en peso;

b2) un polioxietileno-polioxipropileno poliol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6 y que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos 50%, siendo el contenido en EO de 10 a 25% en peso;

b3) un polioxipropileno poliol iniciado con amina, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal media de 2-6,

estando presentes dichos polioles b1, b2 y b3 de acuerdo con las siguientes proporciones, basado en los pesos combinados de b1, b2 y b3, b1: 20-70% en peso, b2: 5-50% en peso, b3: 5-50% en peso; y

c) agua; opcionalmente en presencia de

d) aditivos y auxiliares conocidos per se.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en donde los polioles b1), b2) y b3) se emplean de acuerdo con las siguientes proporciones: b1: 30-65% en peso, b2: 10-40% en peso, b3: 20-40% en peso.

7. Procedimiento según las reivindicaciones 5 y 6, en donde el polioxipropileno poliol iniciado con amina b3 tiene un índice OH mayor de 400 mg KOH/g.

8. Procedimiento según las reivindicaciones 5 a 7, en donde la funcionalidad de los polioles b1, b2 y b3 es 2-4.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 5 a 8, en donde la composición poliólica de las reivindicaciones 1-3 se emplea como polioles b1, b2 y b3.

10. Procedimiento según las reivindicaciones 5 a 9, en donde el poliisocianato es MDI y el índice NCO es 70-100.

11. Procedimiento según las reivindicaciones 5 a 10, en donde se emplea un catalizador a base de amina en una cantidad tal que la cantidad correspondiente de nitrógeno, calculada con respecto a 100 partes de polioles b1), b2) y b3), se encuentra por debajo de 0,04% en peso.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, para la preparación de espumas en forma de plancha, libres de sales metálicas, en donde la cantidad de nitrógeno es menor de 0,01% en peso.

13. Procedimiento según las reivindicaciones 5 a 12, consistente en un procedimiento de reacción en un solo recipiente.

14. Procedimiento según las reivindicaciones 5 a 12, consistente en un procedimiento de prepolímero, en donde el prepolímero comprende el producto de reacción de la composición de poliisocianato a) y del poliol b2.

15. Espuma flexible obtenible mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14.

16. Sistema de reacción que comprende A) un poliisocianato y B) un componente reactivo con isocianato que comprende la composición poliólica de las reivindicaciones 1-4 y agua.

17. Sistema de reacción que comprende A) un prepolímero de poliisocianato obtenido por reacción de un poliisocianato con parte de la composición poliólica de las reivindicaciones 1-4, y B) un componente reactivo con isocianato que comprende el resto de la composición poliólica de las reivindicaciones 1-4 y agua.

18. Sistema de reacción según la reivindicación 17, en donde el prepolímero se obtiene por reacción del poliisocianato con el poliol b2.