ES2228545T3 - Espumas blandas de poliuretano, fabricadas a partir de polioleteres. - Google Patents
Espumas blandas de poliuretano, fabricadas a partir de polioleteres.Info
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Abstract
Espuma blanda de poliuretano, obtenible mediante la reacción de poliisocianatos y polioléteres fabricados mediante catálisis por cianuros bimetálicos (catálisis de DMC), que presentan al menos un bloque mixto de óxido de etileno-óxido de propileno y poseen un peso molecular numérico medio de entre 700 y 50000 g/mol, caracterizada porque para su fabricación se usa un polioléter fabricado mediante catálisis de cianuros bimetálicos, que presenta un bloque terminal de óxido de propileno.
Description
Espumas blandas de poliuretano, fabricadas a
partir de polioléteres.
La invención se refiere a espumas blandas de
poliuretano obtenidas a partir de poliisocianatos y polioléteres
que fueron fabricados en presencia de catalizadores de cianuros
bimetálicos [catalizadores de (DMC)], y presentan al menos un
bloque mixto de óxido de etileno-óxido de propileno.
Se denominan espumas blandas de poliuretano a
espumas que oponen poca resistencia a un esfuerzo de presión, son de
alvéolos abiertos, permeables al aire y son deformables de forma
reversible. Las propiedades de las espumas blandas de poliuretano
esencialmente dependen de la estructura de los polioléteres,
poliisocianatos y aditivos, como catalizadores y estabilizantes,
usados para su fabricación. En cuanto a los poliéteres, la
funcionalidad, la longitud de cadena, así como los epóxidos usados
y la reactividad resultante de los grupos hidroxilo, ejercen la
mayor influencia en el carácter de las espumas.
La fabricación de polioléteres se lleva a cabo en
su mayor parte mediante poliadición de óxidos de alquileno a
compuestos iniciadores polifuncionales como, por ejemplo,
alcoholes, ácidos, aminas, etc., catalizada por bases (véase, por
ejemplo, Gum, Riese & Ulrich (editores): "Reaction
Polymers", Editorial Hanser, Munich 1992, págs.
75-96). Después de finalizada la poliadición, del
polioléter se elimina el catalizador mediante un procedimiento muy
costoso, por ejemplo, mediante neutralización, destilación y
filtración. Los poliéteres de cadena larga deben ser liberados de
forma especialmente cuidadosa de restos de catalizador, porque de
lo contrario durante la espumación pueden producirse reacciones
secundarias no deseadas como, por ejemplo, la formación de
poliisocianurato. El contenido remanente de iones de potasio y de
sodio en el polioléter asciende a sólo pocas ppm. Para la
fabricación de elastómeros de poliuretano y espumas blandas de
poliuretano sólo son aptos los polioléteres que tienen un contenido
muy bajo de metales alcalinos. Los polioléteres fabricados con
catálisis básica además tienen la desventaja de que al aumentar la
longitud de cadena, aumenta constantemente el contenido de
poliéteres mono-funcionales (los llamados monooles)
y se reduce la funcionalidad.
Para evitar la desventaja que acaba de
mencionarse, en el ámbito de los elastómeros de uretano se
recomienda el uso de polioléteres que son fabricados mediante el uso
de catalizadores de cianuros bimetálicos (de DMC), que por ello
tienen contenidos muy bajos de éteres alílicos (monooles) y de esta
manera presentan una funcionalidad más alta. Tales procedimientos
de fabricación son conocidos desde los años sesenta (documentos
US-A 3427256, US-A 3427334,
US-A 3427335). Sin embargo, la desventaja de este
procedimiento de fabricación es la eliminación muy complicada y
costosa de los catalizadores.
En solicitudes de patente más recientes (por
ejemplo, EP-A 700949, EP-A 761708,
WO 97/40086, WO 98/16310, DE-A 19745120,
DE-A 19757574, DE-A 19810269) se
describen catalizadores de cianuros bimetálicos altamente activos
mejorados, que debido a su actividad muy alta pueden ser usados en
cantidades tan bajas (concentración del catalizador: \leq 50 ppm)
que ya no sea necesaria una separación del catalizador del
polioléter. De esta manera, es posible una fabricación más
económica de polioléteres, en comparación con la catálisis básica
convencional. Estos productos pueden usarse directamente para la
fabricación de elastómeros de poliuretano.
Sin embargo, es desventajoso que compuestos
iniciadores convencionales, de bajo peso molecular numérico como,
por ejemplo, propilenglicol, glicerina y trimetilolpropano en
general no puedan ser alcoxilados con catalizadores de cianuros
bimetálicos. Por ello, los catalizadores de cianuros bimetálicos, en
general, requieren el uso de compuestos iniciadores oligoméricos
propoxilados, que se obtienen previamente a partir de los
iniciadores de bajo peso molecular, citados anteriormente, por
ejemplo, por catálisis alcalina convencional (la mayoría de las
veces con KOH) y subsiguiente tratamiento costoso, por ejemplo, por
neutralización, destilación y filtración.
En la solicitud de patente alemana 19817676.7 se
describe un procedimiento para la fabricación sin necesidad de
ningún tratamiento posterior, de polioléteres de cadena larga, en
el que en primer lugar se obtienen los compuestos iniciadores
previamente propoxilados, mediante catálisis con
perfluoroalquilsulfonatos (preferentemente, triflatos) de los
metales del grupo III A del sistema periódico de los elementos (de
forma correspondiente a la convención del IUPAC de 1970), que, a
continuación, se hacen reaccionar sin separación del catalizador y
tratamiento, mediante catalizadores de cianuros bimetálicos
altamente reactivos, para obtener polioléteres de alto peso
molecular, de cadena larga. Por esta ruta es posible una fabricación
sumamente económica de polioléteres de cadena larga.
La desventaja es que los
poli(oxipropilen)polioles, que pueden fabricarse de
forma muy económica mediante estos catalizadores de cianuros
bimetálicos de alta actividad, sin separar el catalizador de
cianuro bimetálico, no son aptos para la fabricación de espumas
blandas de poliuretano. El uso de tales polioléteres en
formulaciones para espumas blandas conduce a la fuerte formación de
fisuras.
Se halló ahora que por la introducción de bloques
mixtos de óxido de etileno/óxido de propileno, catalizada mediante
catalizadores de cianuros bimetálicos, se obtienen polioléteres que
son aptos de forma sobresaliente para la fabricación de espumas
blandas de poliuretano. Los bloques mixtos, o bien, se adicionan
directamente a los compuestos iniciadores previamente propoxilados,
hasta el final de la cadena, o bien se adicionan sólo después de un
bloque de óxido de propileno. En ambos casos, puede adicionarse un
bloque de óxido de propileno terminal, de forma adicional.
Tales polioléteres también pueden usarse para la
fabricación de espumas blandas de poliuretano, aún sin el uso
adicional de polioles que contengan material de carga como, por
ejemplo, polioles poliméricos (copolímeros de
estireno-acrilonitrilo) o polioles de dispersión de
poliurea, etc., y sin poliisocianatos modificados como, por
ejemplo, poliisocianatos de alofanato, poliisocianatos de biuret.
Aquí las trazas de catalizadores no manifiestan ninguna influencia
negativa.
Por tanto, el objeto de la invención son espumas
blandas de poliuretano obtenidas a partir de poliisocianatos y
polioléteres de cadena larga, que se fabrican mediante la catálisis
de catalizadores de cianuros bimetálicos, sin separar el
catalizador, y que presentan al menos un bloque mixto de óxido de
etileno-óxido de propileno y poseen un peso molecular numérico medio
de entre 700 y 50000 g/mol.
Como poliisocianatos, entran en consideración
poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos,
aromáticos y heterocíclicos, como los que se describen en Justus
Liebigs Annalen der Chemie 562 (1949) 75, por ejemplo, tales
de la fórmula
Q(NCO)
_{n}
en la
que
- n
- significa un número entero de 2 a 4, preferentemente, 2, y
- Q
- significa un resto de hidrocarburo alifático con 2 a 18, preferentemente, 6 a 10 átomos de C, un resto de hidrocarburo ciclo-alifático con 4 a 15, preferentemente, 5 a 10 átomos de C, un resto de hidrocarburo aromático con 6 a 15, preferentemente, 6 a 13 átomos de C, o un resto de hidrocarburo aralifático con 8 a 15, preferentemente, 8 a 13 átomos de C.
Se prefieren poliisocianatos como los que se
describen en el documento DE-OS 2832253.
Normalmente, se usan muy preferentemente los poliisocianatos
fácilmente accesibles desde el punto de vista técnico, por ejemplo,
el 2,4- y el 2,6-toluilendiisocianato, así como
mezclas discrecionales de estos isómeros ("TDI"),
polifenil-polimetilen-poliisocianatos,
como los que son fabricados mediante la condensación de
anilina-formaldehído y subsiguiente fosgenación
("MDI bruto"), y poliisocianatos que presentan grupos
carbodiimida, grupos uretano, grupos alofanato, grupos
isocianurato, grupos de urea o grupos biuret ("poliisocianatos
modificados"), en particular, aquellos poliisocianatos
modificados que se derivan del 2,4- y/o del
2,6-toluilendiisocianato o, en su caso, del 4,4'-
y/o del 2,4'-difenilmetanodiisocianato.
La fabricación de los polioléteres de cadena
larga, que se usan en el procedimiento conforme a la invención, se
lleva a cabo mediante la poliadición de óxidos de alquileno a
compuestos iniciadores con átomos de hidrógeno activos, catalizada
por catalizadores de cianuros bimetálicos.
Los catalizadores de cianuros bimetálicos
apropiados en principio son conocidos y están descritos
detalladamente en el estado de la técnica antes citado.
Preferentemente, se usan catalizadores de cianuros bimetálicos
altamente activos mejorados, que por ejemplo, están descritos en
los documentos EP-A 700949, EP-A
761708, WO 97/40086, WO 98/16310, DE-A 19745120,
DE-A 19757574 y DE-A 19810269. Un
ejemplo típico son los catalizadores de cianuros bimetálicos
altamente activos descritos en el documento EP-A
700949 que, además de un compuesto de cianuro bimetálico (por
ejemplo, hexacianocobaltato (III) de cinc) y un ligando orgánico de
complejo (por ejemplo, terbutanol), contienen un poliéter con un
peso molecular numérico medio mayor de 500 g/mol.
Como compuestos iniciadores con átomos de
hidrógeno activos, preferentemente, se usan compuestos con pesos
moleculares numéricos (medios) de 18 a 2000 g/mol y 1 a 8 grupos
hidroxilo. A manera de ejemplo, citemos: butanol, etilenglicol,
dietilenglicol, trietilenglicol, 1,2-propilenglicol,
1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol,
bisfenol-A, trimetilolpropano, glicerina,
pentaeritrita, sorbitol, azúcar de caña, almidón degradado o
agua.
De forma más conveniente, se usan tales
compuestos iniciadores con átomos de hidrógeno activos que fueron
fabricados a partir de los iniciadores de bajo peso molecular
numérico nombrados precedentemente, y representan productos
oligoméricos de alcoxilación, con pesos moleculares numéricos
(medios) de 200 hasta 2000 g/mol. Preferentemente, se usan
compuestos iniciadores propoxilados oligoméricos con 1 a 8 grupos
hidroxilo, muy preferentemente, de 2 a 6 grupos hidroxilo y pesos
moleculares numéricos (medios) de 200 a 2000 g/mol.
La fabricación de estos compuestos iniciadores
propoxilados oligoméricos a partir de los iniciadores de bajo peso
molecular numérico puede efectuarse, por ejemplo, mediante catálisis
alcalina convencional (por ejemplo, con KOH) con el subsiguiente
tratamiento, por ejemplo, por neutralización, destilación y
filtración, o como está descrito en la solicitud de patente alemana
19817676.7, mediante catálisis con
perfluoroalquil-sulfonatos de los metales del grupo
III A del sistema periódico de los elementos (correspondiente a la
convención del IUPAC de 1970), sin subsiguiente separación del
catalizador.
A continuación, con catalizadores de cianuros
bimetálicos altamente activos, se lleva a cabo la subsiguiente
alcoxilación. Conforme a la invención, se hace reaccionar el
compuesto iniciador previamente propoxilado, mediante catálisis con
catalizadores de cianuros bimetálicos, ya sea, con un bloque mixto
de OE/OP, en una relación de pesos de 2/98 hasta 90/10, o bien se
sigue propoxilando y después, o bien, se hace reaccionar con un
bloque mixto de OE/OP, en la relación de pesos de 2/98 hasta 90/10,
o bien primero se hace reaccionar con un bloque mixto de OE/OP, en
la relación de pesos de 2/98 hasta 90/10 y al final nuevamente con
un bloque de OP, o se sigue propoxilando y después se hace
reaccionar con un bloque mixto de OE/OP, en la relación de pesos de
2/98 hasta 90/10 y al final, nuevamente con un bloque de OP.
La alcoxilación catalizada mediante catalizadores
de cianuros bimetálicos, en general, se efectúa a temperaturas de
20 a 200ºC, preferentemente, en el intervalo de 40 a 180ºC, muy
preferentemente, a temperaturas de 50 a 150ºC. La reacción puede
llevarse a cabo a presiones totales de 0,001 a 20 bar. La
poliadición puede efectuarse en sustancia o en un disolvente
orgánico inerte, como tolueno y/o THF. La cantidad de disolvente
usualmente asciende a 10 hasta 30% en peso, respecto a la cantidad
del polioléter que se ha de fabricar. La poliadición puede llevarse
a cabo de manera continua o discontinua, por ejemplo, en un
procedimiento por lotes o semi-lotes.
Las relaciones de pesos de los bloques mixtos de
OE/OP que han de reaccionar ascienden a 2/98 hasta 90/10,
preferentemente, a 5/95 hasta 80/20. La longitud de los bloques
mixtos de OE/OP, así como de los bloques puros de OP, que se
sintetizan mediante la catálisis por catalizadores de cianuros
bimetálicos, respectivamente asciende a 1 hasta 1000 unidades de
óxido de alquileno, preferentemente, a 2 hasta 500 unidades de
óxido de alquileno y muy preferentemente, a 3 hasta 200 unidades de
óxido de alquileno.
Si los polioléteres fabricados mediante catálisis
con catalizadores de cianuros bimetálicos poseen un bloque mixto de
OE/OP terminal, éstos preferentemente se fabrican con una mezcla de
óxido de etileno/óxido de propileno en una relación de pesos de
OE:OP de 40:60 hasta 95:5, preferentemente, de 50:50 hasta 90:10,
muy preferentemente, de 60:40 hasta 90:10. En tales polioléteres,
la proporción de grupos OH primarios asciende a más de 50% en
moles, preferentemente, a hasta 95% en moles, muy preferentemente,
hasta 90% en moles; el contenido total de unidades de óxido de
etileno en el polioléter preferentemente asciende a más de 25% en
peso, muy preferentemente, a más de 30% en peso, de muy especial
preferencia, a más de 35% en peso.
Los pesos moleculares numéricos medios de los
polioléteres de cadena larga que conforme a la invención se usan
para la fabricación de espumas blandas de poliuretano ascienden a
700 hasta 50000 g/mol, preferentemente, a 1000 hasta 30000 g/mol y
muy preferentemente, a 1500 hasta 20000 g/mol.
La concentración de los catalizadores de cianuros
bimetálicos altamente activos asciende a 5 hasta 100 ppm,
preferentemente, a 10 hasta 75 ppm y muy preferentemente, a 15 hasta
50 ppm, respecto a la cantidad de los polioléters que se han de
fabricar. Debido a la concentración muy baja del catalizador,
pueden usarse los polioléteres para la fabricación de espumas
blandas de poliuretano sin separar el catalizador, sin que esto
influya negativamente en la calidad de los productos.
Además de los polioléteres de cadena larga que se
acaban de describir, fabricados mediante catálisis por catalizadores
de cianuros bimetáticos sin separar el catalizador, en la
formulación de polioles para la fabricación de las espumas blandas
de poliuretano conforme a la invención también pueden usarse otros
compuestos que contienen grupos hidroxilo (polioles). Estos polioles
en sí conocidos son descritos detalladamente, por ejemplo, en Gum,
Riese & Ulrich (editores): "Reaction Polymers", Editorial
Hanser, Munich 1992, págs. 66-96 y G. Oertel
(editor): "Kunststoffhandbuch", tomo 7, "Polyurethane",
Editorial Hanser, Munich 1993, págs. 57-75. En la
bibliografía citada, así como en los documentos
US-A 3652639, US-A 4421872 y
US-A 4310632 se encuentran ejemplos de polioles
apropiados.
Los polioléteres (en particular,
poli(oxialquilen)polioles) y poliolésteres son
polioles preferentemente usados.
La fabricación de los polioléteres se efectúa
mediante procedimientos conocidos, preferentemente, mediante la
poliadición, catalizada por bases, de óxidos de alquileno a
compuestos iniciadores polifuncionales que presentan átomos de
hidrógeno activos como, por ejemplo, alcoholes o aminas. A manera de
ejemplo, citemos: etilenglicol, dietilenglicol,
1,2-propilenglicol, 1,4-butanodiol,
hexametilenglicol, bisfenol-A,
trimetilol-propano, glicerina, pentaeritrita,
sorbitol, azúcar de caña, almidón degradado, agua, metilamina,
etilamina, propilamina, butilamina, anilina, bencilamina, o- y
p-toluidina,
\alpha,\beta-naftilamina, amoníaco,
etilendiamina, propilendiamina, 1,4-butilendiamina,
1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- y/o 1,6-hexametilendiamina,
o-, m- y p-fenilendiamina, 2,4,
2,6-toluilendiamina, 2,2'-2,4- y
4,4'-diamino-difenilmetano y
dietilen-diamina.
Como óxidos de alquileno, preferentemente se usan
óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, así como
sus mezclas. La síntesis de las cadenas de poliéteres mediante
alcoxilación puede llevarse a cabo con sólo un epóxido monomérico,
pero también puede efectuarse al azar o en forma de bloques con dos
o tres epóxidos monoméricos diferentes.
En "Kunststoffhandbuch", tomo 7,
"Polyurethane", en "Reaction Polymers", así como, por
ejemplo, en los documentos US-A 1922451,
US-A 2674619, US-A 1922459,
US-A 3190927 y US-A 3346557 se
describen procedimientos para la fabricación de tales
polioléteres.
También se conocen bien los procedimientos para
fabricar poliolésteres y, por ejemplo, están descritos en los dos
lugares de la bibliografía citados precedentemente
("Kunststoffhandbuch", tomo 7, "Polyurethane", "Reaction
Polymers"). Los poliolésteres generalmente se fabrican mediante
la policondensación de ácidos carboxílicos polifuncionales o sus
derivados como, por ejemplo, cloruros de ácidos o anhídridos, con
compuestos polihidroxílicos.
Como ácidos carboxílicos polifuncionales pueden
usarse, por ejemplo: ácido adípico, ácido ftálico, ácido isoftálico,
ácido tereftálico, ácido oxálico, ácido succínico, ácido glutárico,
ácido azelaico, ácido sebácico, ácido fumárico o ácido maleico.
Como compuestos polihidroxílicos, pueden usarse,
por ejemplo: etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol,
1,2-propilenglicol, dipropilenglicol,
1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol,
1,6-hexanodiol, 1,12-dodecanodiol,
neopentilglicol, trimetilolpropano, trietilolpropano o
glicerina.
La fabricación de los poliolésteres además,
también puede llevarse a cabo mediante polimerización con apertura
de anillo de lactonas (por ejemplo, caprolactona), con dioles y/o
trioles como iniciadores.
Adicionalmente, en la fabricación de las espumas
blandas de poliuretano conforme a la invención, puede adicionarse un
componente reticulante. Como tales reticulantes, pueden usarse, por
ejemplo, dietanolamina, trietanolamina, glicerina,
trimetilolpropano (TMP), productos de adición de tales compuestos
reticulantes con óxido de etileno y/u óxido de propileno, con un
índice de OH < 1000, o también glicoles con un peso molecular
numérico medio \leq 1000. Trietanolamina, glicerina, TMP o
productos de adición inferiores de éstos con OE y/u OP son
especialmente preferidos.
Además, dado el caso, como otros componentes
pueden adicionarse coadyuvantes, aditivos y/o ignífugos en sí
conocidos. Por coadyuvantes, en particular, se entienden
catalizadores y estabilizantes en sí conocidos. Como ignífugo puede
usarse, por ejemplo, melamina.
Catalizadores que, dado el caso, pueden
adicionarse, son en sí conocidos. A manera de ejemplo, citemos
aminas terciarias, como trietilamina, tributilamina,
N-metilmorfolina, N-etilmorfolina,
N,N,N',N'-tetrametil-etilendiamina,
pentametil-dietilentriamina y homólogos superiores
(documentos DE-A 2624527 y DE-A
2624528),
1,4-diaza-biciclo-[2,2,2]octano,
N-metil-N'-dimetilaminoetil-piperazina,
bis(dimetilaminoalquil)-piperazinas
(documento DE-A 2636787),
N,N-dimetilbencil-amina,
N,N-dimetilciclohexil-amina,
N,N-dietilbencil-amina, adipato de
bis(N,N-dietil-aminoetilo),
N,N,N',N'-tetrametil-1,3-butanodiamina,
N,N-dimetil-\beta-fenil-etil-amina,
1,2-dimetilimidazol,
2-metilimidazol, amidinas monocíclicas y
bi-cíclicas (documento DE-A
1720633), éteres bis(dialquilamino)alquílicos
(documentos US-A 3330782, DE-A
1030558, DE-A 1804361 y DE-A
2618280), así como aminas terciarias que presentan grupos amida
(preferentemente, grupos formamida), conforme a los documentos
DE-A 2523633 y DE-A 2732292. Como
catalizadores entran en consideración bases de Mannich en sí
conocidas, de aminas secundarias, por ejemplo, dimetilamina, y de
aldehídos, preferentemente, de formaldehído, o de cetonas como
acetona, metil-etilcetona o ciclohexanona, y de
fenoles como fenol, nonilfenol o bisfenoles. Aminas terciarias que
presentan átomos de hidrógeno activos frente a grupos isocianato y
que pueden usarse como catalizador, son, por ejemplo,
trietanolamina, tri-isopropanolamina,
N-metil-dietanolamina,
N-etil-dietanolamina,
N,N-dimetiletanolamina, sus productos de reacción
con óxidos de alquileno como óxido de propileno y/u óxido de
etileno, así como aminas secundarias-terciarias
conforme al documento DE-A 2732292. Además, como
catalizadores entran en consideración sila-aminas
con enlaces de carbono-silicio, como las que están
descritas, por ejemplo, en el documento DE-A
1229290, por ejemplo,
2,2,4-trimetil-2-silamorfolina
y
1,3-dietil-aminometiltetrametildisiloxano.
Como catalizadores, también entran en consideración bases
nitrogenadas como hidróxidos de tetra-alquilamonio,
además, hidróxidos alcalinos, como hidróxido de sodio, fenolatos
alcalinos como fenolato de sodio o alcoholatos alcalinos como
metilato de sodio. También pueden usarse
hexahidro-triazinas como catalizadores (documento
DE-A 1769043). La reacción entre los grupos NCO y
átomos de hidrógeno activos en la reacción de Zerewitinoff también
se acelera fuertemente mediante lactamas y azalactamas, formándose
en primer lugar una asociación entre la lactama y el compuesto con
hidrógeno ácido. Tales asociaciones y su efecto catalítico están
descritos en los documentos DE-A 2062286,
DE-A 2062289, DE-A 2117576,
DE-A 2129198, DE-A 2330175 y
DE-A 2330211. Conforme a la invención, también
pueden usarse compuestos metálicos orgánicos, en particular,
compuestos orgánicos de estaño, como catalizadores. Como compuestos
orgánicos de estaño, además de compuestos que contienen azufre, como
mercaptido de
di-n-octil-estaño
(documentos DE-A 1769367; US-A
3645927), preferentemente, entran en consideración sales de estaño
(II) de ácidos carboxílicos, como acetato de estaño (II), octoato
de estaño (II), etilohexanoato de estaño (II) y laurato de estaño
(II), y compuestos de estaño (IV), por ejemplo, óxido de
dibutilestaño, bicloruro de dibutilestaño, diacetato de
dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño, maleato de dibutilestaño
o diacetato de dioctilestaño. Desde luego, todos los catalizadores
nombrados precedentemente pueden usarse en forma de mezclas.
Combinaciones de compuestos metálicos orgánicos y amidinas,
aminopiridinas o hidrazinopiridinas (documentos
DE-A 2434185, DE-A 2601082 y
DE-A 2603834) son de particular interés. Como
catalizadores también pueden usarse los llamados catalizadores
poliméricos como los que se describen en el documento
DE-A 4218840. En el caso de estos catalizadores, se
trata de sales alcalinas de productos de reacción de alcoholes tri-
o polihidroxílicos con pesos moleculares numéricos (medios) de 92 a
1000, con anhídridos carboxílicos intramoleculares. Los productos
de reacción (en promedio estadístico) presentan al menos 2,
preferentemente, de 2 a 5 grupos hidroxilo y al menos 0,5,
preferentemente, de 1,0 a 4 grupos carboxilato, en los que los
contra-iones de los grupos carboxilato son cationes
alcalinos. Los "productos de reacción" de los componentes de
partida, como puede verse por el contenido de grupos carboxilato,
también pueden ser mezclas de productos de reacción auténticos con
cantidades en exceso de alcoholes. Alcoholes polihidroxílicos
apropiados para la fabricación de los productos de reacción son,
por ejemplo, glicerina, trimetilolpropano, sorbitol, pentaeritrita,
mezclas de tales alcoholes polihidroxílicos, productos de
alcoxilación de tales alcoholes polihidroxílicos, con pesos
moleculares numéricos (medios) de 92 a 1000 o de mezclas de tales
alcoholes, usándose en la alcoxilación óxido de propileno y/u óxido
de etileno en cualquier secuencia o en mezcla, pero
preferentemente, óxido de propileno de forma exclusiva. Anhídridos
intramoleculares apropiados para la fabricación de los productos de
reacción son, por ejemplo, anhídrido maleico, anhídrido ftálico,
anhídrido hexahidroftálico, anhídrido succínico, anhídrido
piromelítico o mezclas discrecionales de tales anhídridos. Muy
preferentemente, se usa el anhídrido maleico. Otros representantes
de catalizadores que pueden usarse, así como detalles acerca de la
manera de actuar de los catalizadores, están descritos en Vieweg und
Höchtlen (editores): Kunststoff-Handbuch, tomo VII,
editorial Carl-Hanser-Verlag,
Munich 1966, págs. 96-102.
Normalmente, se usan los catalizadores en
cantidades de aproximadamente 0,001 a 10% en peso, respecto al peso
total de compuestos, con al menos dos átomos de hidrógeno capaces
de reaccionar frente a isocianatos.
Otros aditivos, dado el caso, usados, son
aditivos tensioactivos, como emulsionantes y estabilizantes de
espuma. Como emulsionantes, entran en consideración, por ejemplo,
sales sódicas de sulfonatos de aceite de ricino o sales de ácidos
grasos con aminas como sal de dietilamina con ácido oleico o de
dietanolamina con ácido esteárico. Como aditivos tensioactivos,
también pueden usarse adicionalmente sales de metales alcalinos o
amónicas de ácidos sulfónicos como, por ejemplo, ácido
dodecil-bencenosulfónico o ácido
dinaftil-metanodisulfónico o de ácidos grasos como
ácido ricinoleico o de ácidos grasos poliméricos.
Como estabilizantes de espuma, ante todo pueden
usarse polietersiloxanos, en particular, representantes
hidrosolubles. Estos compuestos en general están sintetizados de tal
manera que un copolímero de óxido de etileno y óxido de propileno
esté unido a un resto polidimetilsiloxano. Tales estabilizantes de
espuma están descritos, por ejemplo, en los documentos
US-A 2834748, US-A 2917480 y
US-A 3629308. Los copolímeros de
polisiloxano-polioxialquileno ramificados de forma
múltiple a través de grupos alofanato, conforme al documento
DE-A 2558523, son de especial interés.
Otros aditivos posibles son retardadores de
reacción, por ejemplo, sustancias de reacción ácida como ácido
clorhídrico o halogenuros de ácidos orgánicos, además, reguladores
celulares en sí conocidos, como parafinas o alcoholes grasos o
dimetil-polisiloxanos, así como pigmentos o
colorantes en sí conocidos e ignífugos, por ejemplo, fosfato de
tricloroetilo, fosfato de tricresilo o fosfato y polifosfato de
amonio, además, estabilizantes contra influencias del
envejecimiento y de la intemperie, plastificantes y sustancias de
efecto fungistático y bacteriostático, así como materiales de carga,
como sulfato de bario, tierra de diatomeas, hollín o tiza
lavada.
Otros ejemplos de aditivos tensioactivos y
estabilizantes de espuma, así como de reguladores celulares,
retardadores de reacción, estabilizantes, sustancias ignífugas,
plastificantes, colorantes y materiales de carga, así como
sustancias de efecto fungistático y bacteriostático que, dado el
caso, se han de usar adicionalmente conforme a la invención, así
como detalles acerca de la manera de usar y de actuar de estos
aditivos, están descritos en Vieweg und Höchtlen (editores):
Kunststoff-Handbuch, tomo VII, editorial
Carl-Hanser-Verlag, Munich 1966,
págs. 103-113.
Como componente de agente de expansión que, dado
el caso, se ha de usar, son posibles todos los agentes de expansión
conocidos para la fabricación de espumas de poliuretano. Como
agentes de expansión orgánicos entran en consideración, por ejemplo,
acetona, acetato de etilo, alcanos sustituidos por halógenos, como
cloruro de metileno, cloroformo, cloruro de etilideno, cloruro de
vinilideno, monofluorotriclorometano, clorodifluorometano,
diclorodifluorometano, además, butano, hexano, heptano o éter
dietílico, como agentes de expansión inorgánicos, por ejemplo,
aire, CO_{2} o N_{2}O. Un efecto de expansión también puede
lograrse por la adición de compuestos que se descomponen a
temperaturas mayores que la temperatura ambiente con
desprendimiento de gases, por ejemplo, de nitrógeno, por ejemplo,
azocompuestos como azodicarbonamida o azoisobutironitrilo. Como
agentes de expansión, se prefieren especialmente fluoroalcanos que
contienen hidrógeno (HFCKW), así como alcanos inferiores como, por
ejemplo, butano, pentano, isopentano, ciclopentano, hexano,
isohexano, dado el caso, en mezcla entre ellos y/o con adición de
agua. Otros ejemplos de agentes de expansión, así como detalles
acerca del uso de agentes de expansión, están descritos en Vieweg
und Höchtlen (editores): Kunststoff-Handbuch, tomo
VII, editorial Carl-Hanser-Verlag,
Munich 1966, págs. 108 y sigs., 453 y sigs. y 507 y sigs. Sin
embargo, se prefiere agua o CO_{2} como únicos agentes de
expansión.
Para realizar el procedimiento, se hacen
reaccionar los componentes de reacción mediante el procedimiento
conocido de una etapa, mediante el procedimiento del prepolímero o
mediante el procedimiento de semi-prepolímero,
sirviéndose preferentemente de instalaciones mecánicas como las que
son descritas en el documento US-PS 2764565.
También se describen detalles acerca de instalaciones de
procesamiento que también entran en consideración conforme a la
invención, en Vieweg und Höchtlen (editores):
Kunststoff-Handbuch, tomo VII, editorial
Carl-Hanser-Verlag, Munich 1966,
págs.121 a 205.
En la fabricación de espumas, conforme a la
invención, también puede llevarse a cabo la espumación en moldes
cerrados. Se introduce la mezcla de reacción en un molde. Como
material para molde entra en consideración metal, por ejemplo,
aluminio, o plástico, por ejemplo, resina epóxido. En el molde
espumea la mezcla de reacción capaz de espumar y forma el cuerpo
moldeado. Aquí el moldeo por espumado puede llevarse a cabo de
manera que la pieza moldeada presente estructura celular en su
superficie. Pero también puede llevarse a cabo de manera que la
pieza moldeada presente una cubierta compacta y un núcleo celular.
Conforme a la invención, en este contexto puede procederse
introduciendo en el molde la mezcla de reacción capaz de espumar
necesaria para que la espuma que se forma llene exactamente el
molde. Pero también se puede trabajar introduciendo más mezcla de
reacción capaz de espumar de lo que sea necesario para llenar de
espuma el interior del molde. En este último caso, se trabaja con
la llamada "sobrecarga"; tal manera de proceder se conoce, por
ejemplo, de los documentos US-PS 3178490 y
US-PS 3182104.
En el espumado en el molde con frecuencia se usan
adicionalmente "agentes de desmoldeo externos" en sí conocidos,
como aceites de silicona. Pero también pueden usarse los llamados
"agentes de desmoldeo internos", dado el caso, en mezcla con
agentes de desmoldeo externos, como se desprende, por ejemplo, de
los documentos DE-OS 2121670 y DE-OS
2307589.
Desde luego, también pueden fabricarse espumas
mediante espumado de bloque o mediante el procedimiento en sí
conocido de "doble cinta transportadora" (véase
Kunststoffhandbuch, tomo VII, editorial
Carl-Hanser-Verlag, Munich, Viena,
3ª edición 1993, pág. 148).
Las espumas pueden fabricarse mediante diversos
procedimientos de la fabricación de espumas de bloque, o también en
moldes. En la fabricación de espumas de bloque, en una realización
preferida de la invención se usan polioléteres que presentan
bloques mixtos de OE/OP, con un contenido de OP de al menos 50% en
moles, preferentemente, de al menos 60% en moles; adicionalmente,
también pueden contener bloques de OP terminales. Si se deben
fabricar espumas muy blandas, se usan polioléteres que contiende
bloques mixtos de OE/OP con una alta proporción de unidades de
óxido de etileno; preferentemente, estos polioles también presentan
una alta proporción de grupos OH primarios (preferentemente, al
menos 40% en moles, muy preferentemente, al menos 50% en moles).
Aquí pueden usarse estos polioléteres en combinación con polioles
fabricados de manera convencional, con una alta proporción de
grupos OH primarios. Para la fabricación de espumas moldeadas en
caliente, preferentemente se usan polioléteres con al menos un
bloque mixto interno de OE/OP y un bloque terminal de OP, para la
fabricación de espumas moldeadas en frío, en particular, han
demostrado ser apropiados polioléteres con un bloque mixto terminal
de OE/OP y una proporción de grupos OH primarios mayor del 50% en
moles.
Se adiciona una solución de 12,5 g (91,5 mmol) de
cloruro de cinc en 20 ml de agua destilada con fuerte agitación
(24000 rpm) a una solución de 4 g (12 mmol) de hexacianocobaltato
de potasio en 70 ml de agua destilada. Inmediatamente después, se
adiciona una mezcla de 50 g de terbutanol y 50 g de agua destilada
a la suspensión formada y, a continuación, se agita fuertemente
(24000 rpm) durante 10 min. Luego se adiciona una mezcla de 1 g de
polipropilenglicol con una masa molar media de 2000, 1 g de
terbutanol y 100 g de agua destilada y se agita durante 3 min.
(1000 rpm). Se aísla la sustancia sólida mediante filtración, luego
se agita (10000 rpm) durante 10 min. con una mezcla de 70 g de
terbutanol, 30 g de agua destilada y 1 g del poliéter nombrado
anteriormente, y se filtra nuevamente. Concluyendo, se agita una vez
más (10000 rpm) durante 10 min. con una mezcla de 100 g de
terbutanol y 0,5 g del poliéter nombrado anteriormente. Después de
filtrar, se seca el catalizador a 50ºC y a presión normal, hasta
peso constan-
te.
te.
Rendimiento del catalizador secado, pulveriforme:
6,23 g
Análisis elemental y análisis
termo-gravimétrico:
Cobalto = 11,6% en peso, cinc = 24,6% en peso,
terbutanol = 3,0% en peso, poliéter = 25,8% en peso
En un matraz de vidrio a presión de 10 l, bajo
gas protector (nitrógeno), se colocan 746,7 g de iniciador de
poli(oxipropilen)triol (índice de OH = 431 mg de
KOH/g), que fue fabricado a partir de glicerina y óxido de propileno
mediante catálisis con triflato de itrio (100 ppm), sin separar el
catalizador, y 0,6 g de catalizador de cianuro bimetálico (100 ppm,
respecto a la cantidad del poliol de cadena larga que se ha de
fabricar) y se calienta hasta 105ºC, con agitación. A continuación,
se adiciona óxido de propileno (aproximadamente 100 g) de una vez,
hasta que la presión total haya subido hasta 1,5 bar. Sólo se
adiciona más óxido de propileno cuando se observa una caída
acelerada de la presión. Esta caída acelerada de la presión indica
que el catalizador está activado. A continuación, se adiciona el
óxido de propileno restante (3408,4 g) de forma continua, a una
presión total constante de 1,5 bar. Después de la adición completa
de óxido de propileno y después de 5 horas de reacción posterior a
105ºC, se adicionan en un bloque mixto 581,6 g de óxido de etileno y
1163,2 g de óxido de propileno, a temperaturas de 100 a 110ºC.
Después de un tiempo de reacción posterior de 5 h, se eliminan por
destilación fracciones volátiles a 105ºC (1 mbar), a continuación,
se enfría hasta temperatura ambiente y se adicionan 6 g de un
antioxidante
(3,5-di-terbutil-4-hidroxitolueno,
BHT).
El polioléter de cadena larga obtenido posee un
índice de OH de 54,7 mg de KOH/g y un contenido de dobles enlaces de
7 mmol/kg.
Como en el ejemplo 1, sin embargo, con 1,182,0 g
de óxido de propileno, un bloque mixto de 581,6 g de óxido de
etileno y 2326,5 g de óxido de propileno y un bloque terminal de
1,163,2 g de óxido de propileno.
El producto tiene un índice de OH de 54,4 mg de
KOH/g y un contenido de dobles enlaces de 8 mmol/kg.
En un matraz de vidrio a presión de 10 l, bajo
gas protector (nitrógeno), se colocan 872,7 g de un compuesto
iniciador de poli(oxipropilen)triol (índice de OH =
380 mg de KOH/g) que fue fabricado a partir de TMP y óxido de
propileno mediante catálisis por KOH, y 0,3 g de catalizador de
cianuro bimetálico (50 ppm, respecto a la cantidad de poliol de
cadena larga que se ha de fabricar), y se calienta hasta 105ºC, con
agitación. A continuación, se adiciona de forma continua una mezcla
de óxido de propileno (541,3 g) y óxido de etileno (4586,0 g), a
una presión total constante de 1,5 bar. Después de un tiempo de
reacción posterior de 5 h, se eliminan mediante destilación
fracciones volátiles a 105ºC (1 mbar), a continuación, se enfría
hasta temperatura ambiente y se adicionan 6 g de un antioxidante
(3,5-di-ter-butil-4-hidroxitolueno,
BHT).
El polioléter de cadena larga obtenido posee un
índice de OH de 58,5 mg de KOH/g y un contenido de dobles enlaces de
2 mmol/kg.
Como el ejemplo 3, sin embargo, con un bloque
mixto de 4614,6 g de óxido de propileno y 512,7 g de óxido de
etileno.
El polioléter de cadena larga obtenido tiene un
índice de OH de 58,1 mg de KOH/g y un contenido de dobles enlaces de
7 mmol/kg.
Como el ejemplo 3, sin embargo, con un bloque
mixto de 3589,1 g de óxido de etileno y 1538,2 g de óxido de
propileno.
El producto tiene un índice de OH de 59,1 mg de
KOH/g y un contenido de dobles enlaces de 2 mmol/kg.
Como el ejemplo 3, sin embargo, con un bloque
mixto de 1719,8 g de óxido de etileno y 3407,5 g de óxido de
propileno.
El producto tiene un índice de OH de 58,5 mg de
KOH/g y un contenido de dobles enlaces de 4 mmol/kg.
Ejemplo comparativo
1
En un matraz de vidrio a presión de 10 l, bajo
gas protector (nitrógeno), se colocan 746,7 g de un compuesto
iniciador de poli(oxipropilen)triol (índice de OH =
431 mg de KOH/g) que fue fabricado mediante catálisis por triflato
de itrio (100 ppm), sin separar el catalizador, a partir de
glicerina y óxido de propileno, y 0,6 g de catalizador de cianuro
bimetálico (100 ppm, respecto a la cantidad de poliol de cadena
larga que se ha de fabricar), y se calienta hasta 105ºC, con
agitación. A continuación, se adiciona óxido de propileno
(aproximadamente 100 g) de una vez, hasta que la presión total haya
subido hasta 1,5 bar. Sólo se adiciona más óxido de propileno
cuando se observa una caída acelerada de la presión. Esta caída
acelerada de la presión indica que el catalizador está activado. A
continuación, se adiciona el óxido de propileno restante (5153,3 g)
de forma continua, a una presión total constante de 1,5 bar.
Después de la adición completa de óxido de propileno y después de 5
horas de reacción posterior a 105ºC, se eliminan por destilación
fracciones volátiles a 105ºC (1 mbar) y, a continuación, se enfría
hasta temperatura ambiente.
El polioléter de cadena larga obtenido posee un
índice de OH de 54,4 mg de KOH/g y un contenido de dobles enlaces de
10 mmol/kg.
Se pesa la composición de poliol conforme a la
indicación de la formulación, en una balanza rápida de laboratorio.
Aquí se envasa el poliéter (dado el caso, la mezcla de poliéteres)
correspondiente en el vaso de cartón usual en el laboratorio,
previsto para ello, y se templa a 25ºC. Después de girar
brevemente, se efectúa la adición de todos los aditivos necesarios
conforme a las indicaciones de la instrucción de la formulación.
Después de templar la composición de polioléteres a 25ºC, se agita
la muestra durante 30 s con el mecanismo agitador
LM-34 a la velocidad máxima (4200 rpm), para lograr
una mezcla homogénea y para garantizar una carga uniforme con aire.
Se debe prestar atención a que el plato agitador no toque el piso
de chapa del recipiente.
En un vaso apropiado, se pesa la mezcla de
isocianato/isocianato templada a 25ºC, conforme a la indicación de
masa, en una balanza rápida de laboratorio. Se transfiere la
cantidad de isocianato así preparada al recipiente de reacción con
la formulación de poliéter. Aquí debe tenerse en cuenta que el
tiempo de derrame del componente de isocianato asciende a
aproximadamente 3 s. A continuación, se mezclan con agitación los
componentes en el recipiente de reacción, mediante el mecanismo
agitador LM-34, a 4200 rpm. Cuando la mezcla
comienza a formar una crema (comienza a montar), se transfiere
inmediatamente una parte de la mezcla de reacción en un paquete de
papel estabilizado mediante una caja de madera.
El tiempo de inicio es el periodo de tiempo desde
el comienzo del mezclado hasta el comienzo claramente reconocible de
la reacción.
El tiempo de fraguado ("tiempo hasta la
formación de hilos") es una medida de la reacción de formación de
polímeros. Se determina introduciendo repetidamente una varita
cilíndrica delgada de madera en la mezcla de reacción que monta,
poco tiempo antes del punto de fraguado esperado (valor por
experiencia). El periodo de tiempo desde el comienzo del mezclado
hasta el momento en que al retirar la varita cilíndrica de madera
se forman o quedan suspendidos hilos (sistemas de TDI o TDI/MDI) o
granos (sistemas de MDI), vale como tiempo de fraguado.
Por tiempo de montado se entiende el periodo de
tiempo entre el comienzo del mezclado y la extensión máxima vertical
de la espuma.
Se mezclan el poliéter, el agua, el activador y
el estabilizante durante 30 s (mecanismo agitador
LM-34, 4200 rpm), luego se pesa el reticulante
(octoato de estaño SO) y se mezcla con la mezcla de reacción. Luego
se adiciona la cantidad calculada de isocianato al recipiente de
reacción con la formulación de poliéter. Aquí debe prestarse
atención a que el tiempo de derrame del componente de isocianato
asciende a aproximadamente 3 s. A continuación, se mezclan con
agitación los componentes en el recipiente de reacción, mediante el
mecanismo agitador LM-34, a 4200 rpm.
Cuando la mezcla comienza a ser cremosa (comienza
a montar) se transfiere inmediatamente una parte de la mezcla de
reacción a un paquete de papel estabilizado mediante una caja de
madera.
El tiempo de inicio es el periodo de tiempo desde
el comienzo del mezclado hasta el comienzo claramente reconocible de
la reacción.
Tiempo de montado: por tiempo de montado se
entiende el periodo de tiempo entre el comienzo del mezclado y la
extensión máxima vertical de la espuma. En la espuma caliente
también puede observarse un desinflado.
30 s después del final del tiempo de montado, se
coloca el paquete dentro de una estufa a 150ºC. Tiempo de
permanencia: 5 min.
Se transfiere la mezcla de reacción a un molde
(temperatura del molde: 50-60ºC) que está provisto
de un agente de desmoldeo usual en el mercado. Se cierra el molde
con una tapa, se introduce en una prensa o en un cierre, para
contrarrestar la presión del espumado y mantener cerrado el molde.
Después de 5 min., se extrae la tapa y se procesa la espuma
mediante compresión mecánica (por ejemplo, a mano, con punzones o
con cilindros o por reducción de presión), hasta que la espuma sea
de alvéolos abiertos (exenta de contracción).
Se transfiere la mezcla de reacción a un molde
(temperatura del molde: 40-45ºC), se cierra el molde
mediante una tapa perforada.
30 s después del final del tiempo de montado
(desinflado), se coloca el molde dentro de una estufa a 150ºC.
Tiempo de permanencia: 15 min.
Después de desmoldear, en el molde caliente se
pulveriza un agente de desmoldeo (Acmos® 32-574,
Acmos Chemie GmbH & Co., D-28199 Bremen).
\newpage
Ejemplo comparativo
2
Se mezclaron de forma intensiva:
100 partes en peso | del poliéter del ejemplo comparativo 1 |
3,0 partes en peso | de agua |
0,5 partes en peso | de estabilizante de silicona (OS® 15, Th. Goldschmidt AG, D-45127 Essen) |
0,1 partes en peso | de N,N'-dimetil-etanolamina (DMEA) |
0,05 partes en peso | de catalizador amínico (Niax® A1, empresa Witco Osi) |
0,34 partes en peso | de octoato de estaño |
35,6 partes en peso | de toluilen-diisocianato (65% en peso del isómero 2,4-, 35% en peso del isómero |
2,6-; Desmodur® T 65, Bayer AG), |
y se espumaron para obtener una
espuma. El bloque presentaba una fisura interna horizontal, que no
podía corregirse ni por la variación del catalizador de estaño ( de
0,24 a 0,38 partes en peso) ni por la variación de la relación
NCO/OH (índice
102-108).
Se mezclaron de forma intensiva:
100 partes en peso | del poliéter del ejemplo 4 |
4,0 partes en peso | de agua |
0,4 partes en peso | de estabilizante de silicona (OS® 25, Th. Goldschmidt AG, D-45127 Essen) |
0,1 partes en peso | de DMEA |
0,05 partes en peso | de catalizador amínico (Niax® A1, empresa Witco Osi) |
0,18 partes en peso | de octoato de estaño |
51,2 partes en peso | de toluilen-diisocianato (80% en peso del isómero 2,4-, 20% en peso del isómero |
2,6-; Desmodur® T 80, Bayer AG) |
y se espumaron para obtener un
bloque de espuma. Resultó una espuma exenta de fisuras, abierta, con
estructura celular
regular.
Se mezclaron de forma intensiva:
100 partes en peso | del poliéter del ejemplo 6 |
4,0 partes en peso | de agua |
0,4 partes en peso | de estabilizante de silicona (OS® 25, Th. Goldschmidt AG, D-45127 Essen) |
0,1 partes en peso | de DMEA |
0,05 partes en peso | de catalizador amínico (Niax® A1, empresa Witco Osi) |
0,18 partes en peso | de octoato de estaño |
51,2 partes en peso | de Desmodur® T 65, |
y se espumaron para obtener un
bloque de espuma. Resultó una espuma exenta de fisuras con
estructura celular
regular.
En una formulación para lograr calidades
super-blandas, se espumó el poliéter del ejemplo 5
como mezcla con un poliéter activo convencional; se mezclaron de
forma intensiva:
75 partes en peso | del poliéter del ejemplo 5 |
25 partes en peso | \begin{minipage}[t]{110mm} de un poliéter trifuncional con un índice de OH de 35 mg de KOH/g y más de 80% en moles de grupos OH primarios (Desmophen\registrado 3900 I, Bayer AG) \end{minipage} |
3,50 partes en peso | de agua |
0,8 partes en peso | de estabilizante de silicona (OS®15, Th. Goldschmidt AG, D-45127 Essen) |
0,7 partes en peso | de DMEA |
0,25 partes en peso | \begin{minipage}[t]{110mm} de catalizador amínico (catalizador 33LV de la empresa Air Products GmbH, D-45527 Hattingen) \end{minipage} |
2,0 partes en peso | de TCPP (fosfato de tricloropropilo) |
45,4 partes en peso | de Desmodur® T 80, |
y se espumaron para obtener un
bloque de espuma. Resultó una espuma muy blanda y elástica, exenta
de fisuras, con estructura celular
regular.
Se mezclaron de forma intensiva:
100 partes en peso | del poliéter del ejemplo 2 |
3,0 partes en peso | de agua |
0,8 partes en peso | de estabilizante de silicona (OS® 22, Th. Goldschmidt AG, D-45127 Essen) |
0,1 partes en peso | de DMEA |
0,05 partes en peso | de catalizador amínico (Niax® A1, empresa Witco Osi) |
0,18 partes en peso | de octoato de estaño |
40,5 partes en peso | de Desmodur® T 80, |
y se espumaron para obtener un
bloque de espuma. Resultó una espuma exenta de
fisuras.
Formulación:
50,0 partes en peso | del poliéter del ejemplo 1 |
50,0 partes en peso | \begin{minipage}[t]{110mm} de un poliéter trifuncional con un índice de OH de 28 mg de KOH/g y más del 80% en moles de grupos OH primarios (Desmophen\registrado VP PU 10WF22, Bayer AG) \end{minipage} |
3,6 partes en peso | de agua |
0,15 partes en peso | de catalizador amínico (Niax® A1, empresa Witco Osi) |
0,4 partes en peso | \begin{minipage}[t]{110mm} de catalizador amínico (catalizador 33LV de la empresa Air Products GmbH, D-45527 Hattingen) \end{minipage} |
1,25 partes en peso | de dietanolamina |
0,50 partes en peso | \begin{minipage}[t]{110mm} de estabilizante de silicona Tegostab\registrado B 8708, Th. Goldschmidt AG, D-45127 Essen) \end{minipage} |
62,8 partes en peso | \begin{minipage}[t]{110mm} de 4,4'-difenilmetano-diisocianato de alto contenido de monómeros, con componentes poliméricos y un contenido de NCO de 32,3% en peso (VP PU Desmodur\registrado 3230, Bayer AG). \end{minipage} |
Se obtuvo una espuma suelta de buena calidad.
Formulación:
100,0 partes en peso | del poliéter del ejemplo 2 |
3,5 partes en peso | de agua |
0,05 partes en peso | de octoato de estaño |
0,15 partes en peso | de catalizador amínico (Niax® A1, empresa Witco Osi) |
1,0 partes en peso | \begin{minipage}[t]{110mm} de estabilizante de silicona (Tegostab\registrado B 4900, Th. Goldschmidt AG, D-45127 Essen) \end{minipage} |
62,8 partes en peso | de Desmodur® T 80 |
Se obtuvo una espuma moldeada de buena calidad.
Para determinar la permeabilidad de la espuma al aire, se determinó
su resistencia al flujo frente a una corriente de aire, mediante el
conjunto de aparatos representado en las figuras
1-3.
El conjunto de aparatos está compuesto por un
cilindro de vidrio, cuyo diámetro interno asciende a 36 mm, provisto
de una graduación en milímetros de 0 a 350, y un tubo interno con un
diámetro interno de 7 mm. Este tubo interno termina arriba en una
pieza en T, a la que por un lado se conecta la entrada de aire y por
el otro lado se conecta la manga con el cabezal medidor. La manga
para el cabezal medidor posee un diámetro interno de 12 mm y una
longitud de 1,80 m. El cilindro de vidrio está cerrado hacia abajo y
puede llenarse de agua a través del embudo adosado hacia atrás. El
aparato de examen se conecta a través de dos llaves, un reductor de
presión y una manga de cualquier longitud, a una fuente de aire a
presión, ajustando el reductor de presión a aproximadamente 2,0 bar.
Se llena el recipiente de vidrio con agua destilada hasta que el
borde inferior del menisco alcanza la marca del nivel de agua.
Entonces se abre la llave 1 y se modifica la velocidad de corriente
en la llave 2 hasta que el borde inferior del menisco de la columna
interna alcance la marca de 0 mm y con ello se ajuste una presión
previa de 100 mm de columna de agua. Después de ajustar la presión
previa, se coloca el cabezal medidor sin presión sobre la muestra y
se lee la altura de la columna de agua que se establece en el tubo
interno. Ésta equivale a la resistencia al flujo de la muestra.
Se determinaron los siguientes valores:
resistencia del núcleo de espuma al flujo: 100 mm de columna de
agua; resistencia de la espuma con cubierta al flujo: 300 mm de
columna de agua.
100,0 partes en peso | del poliéter del ejemplo 1 |
3,5 partes en peso | de agua |
0,15 partes en peso | de catalizador amínico (Niax® A1, empresa Witco Osi) |
0,10 partes en peso | de octoato de estaño |
0,50 partes en peso | \begin{minipage}[t]{110mm} de estabilizante de silicona (Tegostab\registrado B 4900, Th. Goldschmidt AG, D-45127 Essen) \end{minipage} |
40,6 partes en peso | de ®Desmodur T 80 |
Se obtuvo una espuma moldeada de buena calidad.
Se determinó la resistencia al flujo de la muestra, mediante el
procedimiento descrito en el ejemplo 12. Se midieron los siguientes
valores: resistencia del núcleo de espuma al flujo: 50 mm de columna
de agua; resistencia de la espuma con cubierta al flujo: 160 mm de
columna de agua.
30,0 partes en peso | del poliéter del ejemplo 1 |
70,0 partes en peso | de Desmophen® 3426 L |
3,5 partes en peso | de agua |
0,09 partes en peso | de octoato de estaño |
1,00 partes en peso | \begin{minipage}[t]{110mm} de estabilizante de silicona (Tegostab\registrado B 4900, Th. Goldschmidt AG, D 45127 Essen) \end{minipage} |
40,6 partes en peso | de Desmodur® T 80 |
Se obtuvo una espuma moldeada de buena
calidad.
Claims (7)
1. Espuma blanda de poliuretano, obtenible
mediante la reacción de poliisocianatos y polioléteres fabricados
mediante catálisis por cianuros bimetálicos (catálisis de DMC), que
presentan al menos un bloque mixto de óxido de etileno-óxido de
propileno y poseen un peso molecular numérico medio de entre 700 y
50000 g/mol, caracterizada porque para su fabricación se usa
un polioléter fabricado mediante catálisis de cianuros bimetálicos,
que presenta un bloque terminal de óxido de propileno.
2. Espuma blanda de poliuretano conforme a la
reivindicación 1, caracterizada porque se trata de una espuma
moldeada en caliente.
3. Espuma blanda de poliuretano conforme a la
reivindicación 1, caracterizada porque se trata de una espuma
de bloque.
4. Espuma de bloque de poliuretano conforme a la
reivindicación 3, caracterizada porque los bloques mixtos de
óxido de etileno-óxido de propileno del polioléter usado para su
fabricación, fabricado mediante catálisis por cianuro bimetálico,
están compuestos en al menos el 50% en moles por unidades de óxido
de polioxipropileno.
5. Espuma blanda de poliuretano, obtenible por la
reacción de poliisocianatos y polioléteres fabricados mediante
catálisis de cianuros bimetálicos (catálisis de DMC), que presentan
al menos un bloque mixto de óxido de etileno-óxido de propileno y
poseen un peso molecular numérico medio de entre 700 y 50000 g/mol,
caracterizada porque para su fabricación se usa un polioléter
fabricado mediante catálisis de cianuro bimetálico, que presenta un
bloque mixto terminal de OE/OP, y una proporción de grupos OH
primarios de más del 50% en moles.
6. Espuma blanda de poliuretano conforme a la
reivindicación 5, caracterizada porque se trata de una espuma
moldeada en frío.
7. Espuma blanda de poliuretano conforme a la
reivindicación 5, caracterizada porque se trata de una espuma
de bloque.
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