ES2238812T3 - Combinacion de polioles para producir espuma de poliuretano y espuma producida mediante la misma. - Google Patents
Combinacion de polioles para producir espuma de poliuretano y espuma producida mediante la misma.Info
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Abstract
La invención se refiere a una mezcla de polioles para fabricar espumas de poliuretano. La mezcla incluye un primer poliol que tiene una funcionalidad de aproximadamente 2, un número de hidroxilos que va desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 90, y un peso equivalente que varía desde aproximadamente 600 hasta aproximadamente 2800; un segundo poliol que tiene una funcionalidad de aproximadamente 4 hasta 8, un número de hidroxilos que va desde aproximadamente 200 hasta aproximadamente 600, y un peso equivalente que varía desde aproximadamente 90 hasta aproximadamente 280; y un tercer poliol que tiene una funcionalidad de aproximadamente 2,5 hasta aproximadamente 4, un número de hidroxilos que va desde aproximadamente 15 hasta aproximadamente 500, y un peso equivalente que varía desde aproximadamente 180 hasta aproximadamente 4000. La mezcla de polioles es capaz de reaccionar con un compuesto de isocianato en presencia de agua para producir una espuma que tiene una densidad variable desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 5 libras/pie{sup,3}; una resistencia a la compresión que varía desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 20 psi, y un flujo de aire que varía desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 1000 cm{sup,3}/minuto.
Description
Combinación de polioles para producir espuma de
poliuretano y espuma producida mediante la misma.
La presente invención se refiere a combinaciones
de polioles que son capaces de reaccionar con compuestos de
isocianato para formar espumas de poliuretano que tienen un alto
grado de resistencia a la compresión y atenuación frente a los
choques a lo largo de un amplio intervalo de carga estática, de modo
que las espumas son útiles en una amplia variedad de aplicaciones
de envasado.
Se conoce de
EP-A-0 555 721 el uso de una
combinación de polioles para elaborar espumas de poliuretano. En el
Ejemplo 3 de dicho documento, se usa una combinación de tres
polioles. Se dice que las espumas descritas son útiles para partes
y mobiliario de coches (por ejemplo, cojines y asientos).
Las espumas de poliuretano se usan actualmente,
entre otras cosas, para envasar artículos como un medio para
proteger tales artículos a medida que se están transportando y
manejando. Las espumas pueden preformarse como conformaciones
moldeadas que corresponden a la conformación del artículo envasado.
A menudo, se usan dos piezas de espumas preformadas, colocándose
una de las piezas bajo el artículo mientras que la otra pieza se
coloca sobre el artículo. El "sándwich" de
espuma-artículo-espuma resultante se
pone a continuación en una caja de transporte, con lo que las dos
piezas soportan y encapsulan el artículo durante el transporte y el
manejo.
Alternativamente, la espuma de poliuretano puede
moldearse "in situ", es decir, alrededor del artículo,
usando esencialmente el artículo como un molde formador. Esto se
efectúa generalmente mezclando los reaccionantes necesarios para
elaborar espuma de poliuretano (generalmente un poliol, un compuesto
de isocianato y otros materiales como los analizados más adelante)
en una bolsa ventilada, poniendo la bolsa en el fondo de una caja
de transporte, poniendo el artículo que ha de envasarse sobre la
bolsa a medida que los reaccionantes empiezan a expandirse como una
espuma, y a continuación poniendo una bolsa similar con una espuma
de poliuretano expansiva sobre el artículo. Si se desea, los
reaccionantes de la espuma pueden mezclarse simplemente en el fondo
de la caja, es decir, en una bolsa, con una lámina de película
colocada sobre la espuma expansiva y con el artículo colocado sobre
la lámina. Una segunda lámina o película se sitúa a continuación
sobre el artículo y se forma sobre la misma espuma adicional. En
cualquier caso, la caja se cierra finalmente para completar el
procedimiento de modo que, como con el envase de espuma preformado,
las dos piezas de espuma moldeadas in situ soportan y
encapsulan el artículo para el transporte y el manejo.
Las espumas de poliuretano para envasado tanto
preformado como in situ se producen típicamente mediante la
reacción de un compuesto de isocianato con un material que contiene
hidroxilo, tal como un poliol (es decir, un compuesto que contiene
múltiples grupos hidroxilo). Los isocianatos más comunes son
diisocianato de tolueno (TDI) y difenilisocianato de metileno (MDI),
particularmente el último. Como con cualquier procedimiento de
espumación, debe usarse un agente de soplado para expandir la
estructura polímera resultante como una estructura celular. Agentes
de soplado tradicionales que se han usado incluyen fluorocarbonos,
clorofluorocarbonos y otros hidrocarburos halogenados. Sin embargo,
tales agentes de soplado no se prefieren por razones
medioambientales y coste. En su lugar, se prefiere hacer reaccionar
el isocianato y el poliol en presencia de agua. El agua reacciona
con el compuesto de isocianato para producir dióxido de carbono
que, a su vez, sirve como el agente de soplado haciendo que el
poliuretano se expanda como una espuma.
Las espumas de poliuretano celulares se
clasifican típicamente como rígidas o flexibles. Las espumas de
envasado de poliuretano rígidas son generalmente espumas de
celdillas cerradas caracterizadas por tener un grado relativamente
alto de resistencia a la compresión, por ejemplo, típicamente mayor
que aproximadamente 14 psi (0,98 x 10^{-2} N/mm^{2}).
Según se usa aquí, el término "resistencia a la
compresión" se refiere a un valor numérico de una propiedad
física de una espuma que se determina a partir de un punto sobre
una curva de tensión frente a deformación (es decir, deflexión)
para esa espuma en el punto de fluencia o con 10% de deformación,
cualquier punto se presenta en primer lugar como incrementos en la
tensión de compresión, según se mide de acuerdo con ASTM D 1621.
Una tensión aplicada externamente deforma la estructura celular de
las espumas. Para espumas que exhiben un colapso (fallo) repentino
de las celdillas a un cierto nivel de tensión aplicada, el valor en
el punto de deformación máxima de la curva (es decir, justo antes
del fallo) corresponde a la resistencia a la compresión de la
espuma en el punto de efluencia. Para espumas que no exhiben un
punto de fallo definido, el valor con una deformación de 10% se usa
para representar la resistencia a la compresión de la espuma. La
resistencia a la compresión se expresa en términos de
tensión/unidad de área de la espuma a la que se aplica la
tensión.
A menudo se emplean espumas de poliuretano
rígidas en aplicaciones de envasado en las que la espuma de
envasado se someterá a una carga estática alta, por ejemplo de 1
psi (0,07 x 10^{-2} N/mm^{2}) y superior, tal como se encuentra
cuando se envasan artículos pesados. Ejemplos de tales artículos
incluyen maquinaria industrial, motores eléctricos, máquinas,
transmisiones, piedras sintéticas, etc. Debido a su alta
resistencia a la compresión, las espumas de poliuretano rígidas se
han usado tradicionalmente en tales aplicaciones debido a su
capacidad para soportar artículos pesados tanto estáticamente como
cuando la espuma se somete a altas fuerzas de compresión, por
ejemplo cuando el envase se empuja durante el transporte y el
manejo.
Una desventaja principal de las espumas de
poliuretano rígidas, sin embargo, es que su capacidad para absorber
y atenuar choques de impacto y vibraciones a menudos es
insuficiente para proteger apropiadamente el artículo envasado. Esto
es, mientras que las espumas de poliuretano rígidas funcionan bien
para soportar y restringir el movimiento de artículos envasados,
tales espumas a menudo transmiten choques externos y vibraciones al
artículo envasado en cantidades que superan las cantidades máximas
que puede soportar el artículo envasado sin sufrir daños. La
susceptibilidad de los artículos al daño por choque o vibración,
conocida como la "fragilidad" del artículo, se expresa
convencionalmente en términos de un valor "G". esto es,
"fragilidad" se refiere al choque máximo que puede soportar un
artículo envasado sin sufrir daños, en donde tal choque máximo se
mide como el número de Gs, la constante gravitacional, transmitida
al artículo. Cuanto más susceptible es un artículo al daño, menor
es el número de Gs que puede transmitirse a ese artículo sin dañar
el artículo. Así, los artículos "muy delicados" (tales como
altímetros de aviones) pueden tener una fragilidad de
aproximadamente 15 a 40 Gs; los artículos "delicados" (tales
como impulsores de discos de ordenadores) pueden tener una
fragilidad de aproximadamente 40 a 80 Gs; los artículos
"moderadamente robustos" (tales como TVs y VCRs) pueden tener
una fragilidad de 80 a 100 Gs; y los artículos "robustos"
(tales como mobiliario) pueden tener una fragilidad de
aproximadamente más de 115 Gs. Debido a su baja atenuación del
choque transmitido, las espumas de poliuretano rígidas se usan
generalmente para envasar artículos que tienen una fragilidad de
115 Gs y superior.
Cuando se envasan artículos más frágiles que
tienen valores de G inferiores, es decir, menores que
aproximadamente 80 Gs, se emplean generalmente espumas de
poliuretano flexibles. Esto se debe a que, en comparación con
espumas de poliuretano más rígidas, las espumas de poliuretano
flexibles absorben y atenúan el choque y la vibración externos
hasta un grado superior de modo que se transmite una proporción
menor del choque o la vibración al artículo envasado. De esta
manera, los artículos delicados y muy delicados son menos propensos
a ser dañados cuando se envasan en espumas flexibles que cuando se
envasan en espumas rígidas.
En general, sin embargo, las espumas de
poliuretano flexibles, que son generalmente espumas de celdillas
abiertas, tienen una resistencia a la compresión menor y menos
capacidad para soportar cargas que sus homólogos más rígidos. Esto
necesita envasar solo artículos relativamente ligeros en espuma
flexible o usar una cantidad, es decir un grosor, suficiente de la
espuma flexible para compensar las cualidades de soporte de carga y
resistencia a la compresión de la espuma. La primera opción no es
deseable ya que muchos artículos que requieren capacidades de
soportar carga y de resistencia a la compresión relativamente altas
también tienen valores de G bajos, mientras que la última opción no
es deseable debido a que añade un coste adicional al envase.
De acuerdo con esto, existe una necesidad en la
técnica de una espuma de poliuretano que tenga un grado
relativamente alto de resistencia a la compresión y con excelentes
características de absorción de choques y vibraciones a lo largo de
un amplio intervalo de condiciones de carga estática de modo que una
amplia variedad de artículos, incluyendo los que tienen valores de
fragilidad por debajo de aproximadamente 40-45 Gs,
puede ser envasada por la espuma requiriéndose un grosor mínimo de
la espuma.
Esa necesidad es cumplida por la presente
invención, que proporciona una combinación de polioles que
comprende:
- a)
- un primer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad de aproximadamente 2, un índice de hidroxilo que varía de 20 a 90 y un peso equivalente que varía de 600 a 2800;
- b)
- un segundo poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 4 a 8, un índice de hidroxilo que varía de 200 a 600 y un peso equivalente que varía de 90 a 280; y
- c)
- un tercer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 2,5 a 4, un índice de hidroxilo que varía de 15 a 500 y un peso equivalente que varía de 180 a 4000.
La combinación de polioles es capaz de reaccionar
con un compuesto de isocianato en presencia de agua para producir
una espuma que tiene una densidad que varía de 0,5 a 5
libras/pie^{3} (0,008-0,08 g/cm^{3}), una
resistencia a la compresión que varía de 3 a 20 psi (0,21 x
10^{-2} - 1,41 x 10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo de aire que
varía de 10 a 1000 cc/minuto.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, se proporciona un sistema de varios componentes para
producir espuma, que comprende:
- a.
- un primer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad de aproximadamente 2, un índice de hidroxilo que varía de 20 a 90 y un peso equivalente que varía de 600 a 2800;
- b.
- un segundo poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 4 a 8, un índice de hidroxilo que varía de 200 a 600 y un peso equivalente que varía de 90 a 280;
- c.
- un tercer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 2,5 a 4, un índice de hidroxilo que varía de 15 a 500 y un peso equivalente que varía de 180 a 4000; y
- d.
- un compuesto de isocianato,
en donde los polioles primero, segundo y tercero
son capaces de reaccionar con el compuesto de isocianato en
presencia de agua para producir una espuma que tiene una densidad
que varía de 0,5 a 5 libras/pie^{3} (0,008-0,08
g/cm^{3}), una resistencia a la compresión que varía de 3 a 20 psi
(0,21 x 10^{-2} - 1,41 x 10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo de aire
que varía de 10 a 1000 cc/minuto. Preferiblemente, los polioles
primero, segundo y tercero se proporcionan como una combinación
según se describe previamente.
Otro aspecto más de la presente invención se
dirige a una espuma, que comprende el producto de reacción de:
- a.
- una combinación de polioles como la descrita previamente;
- b.
- un compuesto de isocianato; y
- c.
- agua,
en donde la espuma tiene una
densidad que varía de 0,5 a 5 libras/pie^{3}
(0,008-0,08 g/cm^{3}), una resistencia a la
compresión que varía de 3 a 20 psi (0,21 x 10^{-2} - 1,41 x
10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo de aire que varía de 10 a 1000
cc/minuto.
La combinación de polioles de acuerdo con la
presente invención incluye una mezcla de polioles primero, segundo
y tercero que puede elaborarse como una espuma de poliuretano que
tiene buena resistencia a la compresión y la capacidad para
soportar cargas estáticas que abarca un intervalo amplio y útil para
una variedad de aplicaciones de envasado, mientras que proporciona
un alto grado de atenuación de choques y vibraciones tal que pueden
envasarse con seguridad dentro de la espuma artículos muy
delicados.
El primer poliol comprende uno o más polioles de
poliéter que tienen una funcionalidad de aproximadamente 2, un
índice de hidroxilo que varía de 20 a 90 y un peso equivalente que
varía de 600 a 2800. Más preferiblemente, el primer poliol tiene un
índice de hidroxilo que varía de 30 a 70 y un peso equivalente que
varía de 800 a 2000. Lo más preferiblemente, el índice de hidroxilo
varía de 30 a 50 y el peso equivalente varía de 1000 a 1800.
El término "funcionalidad" se usa aquí para
referirse al número de grupos hidroxilo reactivos, -OH, que están
unido al poliol. El primer poliol tiene así dos grupos hidroxilo
colgantes y puede denominarse un diol. En la producción de espuma
de poliuretano, los grupos hidroxilo reaccionan con grupos
isocianato, -NCO, que están unidos al compuesto de isocianato. El
término "índice de hidroxilo" se refiere al número de grupos
hidroxilo reactivos disponibles para la reacción y se expresa como
el número de miligramos de hidróxido potásico equivalentes al
contenido de hidroxilo de un gramo del poliol (ADTM D
4274-88). El término "peso equivalente" se
refiere al peso del poliol que se combinará con un grupo
isocianato, y puede calcularse dividiendo el peso molecular de un
poliol por su funcionali-
dad.
dad.
El primer poliol tiene preferiblemente un
contenido de óxido de etileno de menos de aproximadamente 50% en
peso, basado en el peso total del primer poliol. Más
preferiblemente, el contenido de óxido de etileno varía de 15 a 45%
y, lo más preferiblemente, de 20 a 45%.
El primer poliol puede formarse como el producto
de reacción de uno o más óxidos de alquileno, tales como óxido de
etileno, óxido de propileno, óxido de butileno o mezclas de dos o
más de tales óxidos, con un iniciador que contiene hidrógenos
activos que tiene una funcionalidad de aproximadamente 2.
Iniciadores adecuados pueden incluir agua, etilenglicol,
propilenglicol y análogos glicólicos de peso molecular
superior.
Ejemplos no limitativos de dioles disponibles
comercialmente que pueden usarse como el primer poliol de acuerdo
con la presente invención incluyen los siguientes: PLURACOL
HP1250D, HP2500D, HP3000D, 628, 1062, P1010, P2010 y 1044,
disponibles de BASF Corporation; PLLURONIC L44, L61, L62, L63, L64,
L65, L72, P84, L92, P94, L101, P103, P104, L121, L122 y P123,
también disponibles de BASF Corporation; RUBINOL R301, F456, F459,
F460 y F995, disponibles de ICI Polyurethanes; SYNPERONIC PE L44,
L43, L42, L31, L62, L64, P84, P94, L61, L81, L101 y L121, también
disponibles de ICI Polyurethanes; MULTRANOL 9195, 9111, 9190, 9182,
3600 y 910, disponibles de Bayer Corporation; y VORANOL EP2001,
P2055, P2000, 5012, 5120, 4240, 5124, 5140, 5287, disponibles de Dow
Chemical Company.
Puede usarse un diol o una combinación de dos o
más dioles para el primer poliol de acuerdo con la presente
invención.
El segundo poliol de la combinación de polioles
de la invención comprende uno o más polioles de poliéter que tiene
una funcionalidad que varía de 4 a 8, un índice de hidroxilo que
varía de 200 a 600 y un peso equivalente que varía de 90 a 280. Más
preferiblemente, el segundo poliol tiene un índice de hidroxilo que
varía de 300 a 600 y un peso equivalente que varía de 96 a 200. Lo
más preferiblemente, el índice de hidroxilo varía de 400 a 6000 y
el peso equivalente varía de 100 a 150.
El segundo poliol tiene preferiblemente un
contenido de óxido de etileno de menos de aproximadamente 25% en
peso, basado en el peso total del segundo poliol. Más
preferiblemente, el contenido de óxido de etileno del segundo poliol
es menor que aproximadamente 20%, aún más preferiblemente menor que
aproximadamente 15%, más preferiblemente todavía menor que
aproximadamente 10% y, lo más preferiblemente, menor que
aproximadamente 5%.
El segundo poliol puede ser el producto de
reacción de uno o más óxidos de alquileno y un compuesto
seleccionado del grupo que consiste en carbohidratos, una mezcla de
carbohidratos y una mezcla de uno o más carbohidratos y uno más o
compuestos seleccionados del grupo que consiste en dioles y trioles
alifáticos, agua y mezclas de los mismos. Óxidos de alquileno
similares a los nombrados con respecto al primer poliol también
pueden usarse para formar el segundo poliol. Un óxido de alquileno
preferido para el segundo poliol es el óxido de propileno.
Está disponible una variedad de carbohidratos que
tienen una funcionalidad media de más de aproximadamente 2. Se ha
determinado que los carbohidratos sacarosa, sorbitol y las mezclas
de sacarosa y sorbitol son útiles para preparar el producto de
espuma de poliuretano celular de la invención. También se determinó
que son útiles en la práctica de la invención fructosa, glucosa,
lactosa, maltosa, galactosa, sorbosa, xilosa, arabinosa, manosa,
celobiosa, glucósido de metilo y mezclas de los mismos, incluyendo
mezclas con sacarosa y sorbitol.
Dioles y trioles alifáticos que pueden usarse
mezclados con uno o más carbohidratos incluyen etilenglicol,
propilenglicol, 1,3-butilenglicol,
1,4-butilenglicol,
2,3-butilenglicol, glicerol, trimetilolpropano,
trietilolpropano, 1,2,6-hexanotriol y mezclas de los
mismos. Se ha determinado que una mezcla de glicerol y un compuesto
seleccionado del grupo que consiste en sacarosa, sorbitol, agua y
mezclas de los mismos es útil.
Ejemplos no limitativos de polioles disponibles
comercialmente útiles como segundos polioles de acuerdo con la
invención incluyen los siguientes: MULTRANOL 9260, 4030 y 4034,
disponibles de Bayer Corporation; THANOL R-572,
disponibles de Arco Chemical; POLY G 74-52,
disponibles de Oil Chemical; VORANOL 280, 370, 202, 490, 520, 615 Y
800, disponibles de Dow Chemical Co.; y RUBINOL R180 y R140,
disponibles de ICI Polyurethanes.
Puede usarse un poliol o una combinación de dos o
más polioles para el segundo poliol de acuerdo con la presente
invención.
El tercer poliol de la combinación de polioles de
acuerdo con la invención comprende uno o más polioles de poliéter
que tienen una funcionalidad que varía de 2,5 a 4, un índice de
hidroxilo que varía de 15 a 500 y un peso equivalente que varía de
180 a 4000. Más preferiblemente, el tercer poliol tiene un índice
de hidroxilo que varía de 20 a 400 y un peso equivalente que varía
de 200 a 3000. Lo más preferiblemente, el índice de hidroxilo varía
de 25 a 300 y el peso equivalente varía de 220 a 2500.
El tercer poliol tiene un contenido de óxido de
etileno de menos de aproximadamente 25% en peso, basado en el peso
del tercer poliol. Más preferiblemente, el contenido de óxido de
etileno del tercer poliol es menos de aproximadamente 22% y, aún
más preferiblemente, menor que aproximadamente 19%.
El tercer poliol puede ser el producto de
reacción de uno o más óxidos de alquileno y un compuesto
seleccionado del grupo que consiste en trioles y tetroles
alifáticos, mezclas de los mismos y una mezcla de uno o más trioles
y/o tetroles alifáticos y uno o más compuestos seleccionados del
grupo que consiste en dioles alifáticos, agua, y mezclas de los
mismos. Óxidos de alquileno similares a los nombrados con respecto
a los polioles primero y segundo también pueden usarse para formar
el tercer poliol. Trioles y tetroles útiles para elaborar el tercer
poliol incluyen glicerol, trimetilolpropano, trietilolpropano,
1,2,6-hexanodiol y pentaeritritol.
Ejemplos de polioles disponibles comercialmente
que pueden usarse para el tercer poliol de acuerdo con la invención
incluyen los siguientes: ARCOL 11-27, LHT240 y
F3020, disponibles de Arco Chemical Co.; VORANOL 203, 410, 415, 270,
274, 4148, 4301 y 4815, disponibles de Dow Chemical Co.; RUBINOL
F428, F436, R421 y F455, disponibles de ICI Polyurethanes;
MULTRANOL 7100, 7049, 7056, 3900, 3901, 9151, 9225, 9128. 9157,
7057 y 8105, disponibles de Bayer Corporation y PLURACOL PEP 450,
PEP 550, 220, 355, 380, 593, 628, 1062 y 1123, disponibles de BASF
Corporation.
Un poliol o una combinación de dos o más polioles
puede usarse para el tercer poliol de acuerdo con la presente
invención.
El primer poliol está presente preferiblemente en
la combinación en un porcentaje en peso que varía de 10 a 80 y el
segundo poliol está presente preferiblemente en la combinación en
un porcentaje en peso que varía de 20 a 90, basándose los
porcentajes en peso en la cantidad total de los polioles primero y
segundo en la combinación. Más preferiblemente, el porcentaje en
peso del primer poliol con relación al segundo poliol varía de 20 a
75, aún más preferiblemente de 30 a 70 y lo más preferiblemente de
40 a 65. De forma correspondiente, el porcentaje en peso del
segundo poliol con relación al primer poliol varía preferiblemente
de 25 a 80, más preferiblemente de 30 a 70 y lo más preferiblemente
de 35 a 60.
Preferiblemente, la cantidad total de los
polioles primero y segundo en la combinación de polioles varía
colectivamente de 10 a 80% en peso, basándose tal porcentaje en
peso en el peso total de la combinación de polioles. El resto
incluye el tercer poliol, más cualesquiera catalizadores, aditivos,
etc., según se describe más adelante. Más preferiblemente, el
porcentaje en peso total de los polioles primero y segundo en la
combinación varía de 20 a 70, aún más preferiblemente de 30 a 60 y
lo más preferiblemente de 35 a 55.
El tercer poliol está presente preferiblemente en
la combinación de polioles en un porcentaje en peso que varía de 20
a 70, basándose tal porcentaje en peso en el peso total de la
combinación de polioles. Más preferiblemente, el tercer poliol está
presente en la combinación en un porcentaje en peso que varía de 25
a 65, aún más preferiblemente de 30 a 60 y lo más preferiblemente de
35 a 55.
Los inventores han encontrado que la combinación
precedente de tres polioles es capaz de reaccionar con un compuesto
de isocianato para producir una espuma que tiene un número de
propiedades beneficiosas, según se describe más adelante y se
muestra en los Ejemplos. El primer poliol proporciona flexibilidad y
elasticidad a la espuma para una buena absorción de choque,
mientras que el segundo poliol proporciona rigidez para una
resistencia incrementada a la compresión. El tercer poliol sirve
como un compatibilizador entre los polioles primero y segundo
haciendo a esos polioles más solubles en agua, y facilita la
mezcladura de la combinación de polioles con el compuesto de
isocianato para incrementar de ese modo la velocidad a la que se
produce la reacción de espumación. El tercer poliol también añade
elasticidad a la espuma y proporciona reticulación para una rigidez
estructural.
La combinación de polioles puede comprender
adicionalmente, además de los componentes de poliol primero,
segundo y tercero, uno o más agentes estabilizantes de la espuma
(es decir, tensioactivos), uno o más catalizadores, uno o más
agentes de apertura de las celdillas, y agua en una cantidad
suficiente para proporcionar un agente de soplado durante la
reacción de la combinación con poliisocianato para expandir el
poliuretano resultante para proporcionar un producto de espuma
celular. El agua está presente preferiblemente en una cantidad que
varía de 2 a 8 por ciento en peso, basada en el peso total de la
combinación de polioles. Más preferiblemente, el agua está presente
en una cantidad que varía de 3 a 7% en peso y, aún más
preferiblemente, de 4 a 7% en peso.
Si es necesario o se desea, pueden emplearse
tensioactivos para ayudar a estabilizar la espuma. Puede usarse
cualquiera de los tensioactivos típicamente disponibles para la
preparación de espumas de poliuretano, incluyendo tensioactivos
basados en silicona (por ejemplo, copolímeros de organosilicona),
organosiloxanos, éteres de polietilenglicol de alcoholes de cadena
larga, sales de amina terciaria o alcanolamina de ésteres de
sulfato de ácido de alquilo de cadena larga, ésteres
alquilsulfónicos, ácidos alquilarilsulfónicos, etc. Los
tensioactivos se emplean en una cantidad suficiente para estabilizar
la mezcla de reacción de espumación contra el colapso y la
formación de celdillas irregulares grandes. Sin embargo, el uso de
demasiado agente estabilizante de la espuma puede conducir a
pérdida de estabilidad dimensional y contracción de la espuma.
Preferiblemente, el tensioactivo (si existe) se usa en una cantidad
que varía de aproximadamente 0,05 a 5 por ciento en peso de la
combinación, y más preferiblemente de aproximadamente 0,1 a 2,0% en
peso.
Uno o más catalizadores se incluyen
preferiblemente en la mezcla de reacción, separadamente de o como
parte de la combinación de polioles, para facilitar la reacción de
los polioles con los compuestos de isocianato y también otras
reacciones deseadas, tales como la reacción del compuesto de
isocianato con agua para producir dióxido de carbono (que, a su
vez, se convierte en el agente de soplado). Catalizadores adecuados
incluyen aminas, preferiblemente compuestos de amina terciaria
tales como trietilendiamina, N-metilmorfolina,
pentametildietilentriamina, dimetilciclohexilamina,
tetrametiletilendiamina, 2,2-(dimetilamino)etoxietanol,
1-metil-4-dimetilaminoetilpiperazina,
3-metoxi-N-dimetilpropilamina,
N-etilmorfolina, dietiletanolamina,
bis-(2-dimetilaminoetil)-éter,
N,N-dimeti-N',N'-dimetilisopropilpropilendiamina,
N-(3-dimetilaminopropil)-N,N-diisopropanolamina,
N,N-dietil-3-dietilaminopropilamina,
dimetilbencilamina y similares. También puede emplearse
opcionalmente un catalizador para la trimerización de
poliisocianatos, tal como un alcóxido o carboxilato de metal
alcalino. Los catalizadores están presente preferiblemente en
cantidades que varían de aproximadamente 0,01 a 3 por ciento en
peso de la combinación de
polioles.
polioles.
Preferiblemente, el producto de espuma de
poliuretano celular de la invención se produce en una forma al
menos parcialmente de celdillas abiertas incorporando al menos un
agente de apertura de celdillas en una cantidad de aproximadamente
0,01 a 10% en peso de la combinación. Agentes de apertura de
celdillas adecuados son polímeros orgánicos que incluyen
hidrocarburos insaturados líquidos libres de restos que son
reactivos con grupos isocianato y en donde estos agentes tienen un
peso molecular que varía de aproximadamente 800 a 10.000. Ejemplos
incluyen polibutadieno y poli(1-octeno) que
tienen un peso molecular de aproximadamente 1.000 a 4.000. También
pueden emplearse como agentes de apertura de celdillas polioles de
poliéter con altos grados de etoxilación. Otros agentes de apertura
de celdillas adecuados incluyen compuestos disponibles
comercialmente de Goldschmidt Chemical of Hopewell, Virigina, tales
como TEGOSTAB B-8919, TEGOSTAB
BC-1280 y ORTEGOL 501. También son útiles
tensioactivos silicónicos disponibles comercialmente de la división
Osi de Witco Chemical Inc., tales como L-3001,
L-3002 y L-3003.
Otros aditivos que pueden incluirse, si se desea,
son pigmentos, colorantes, cargas, antioxidantes, ignirretardantes,
estabilizantes, fragancias, agentes que enmascaran el olor, y
similares.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, un sistema de varios componentes para producir espuma
incluye los polioles primero, segundo y tercero que se describen
previamente, junto con un compuesto de isocianato con el que los
polioles son capaces de reaccionar para producir una espuma. Los
polioles primero, segundo y tercero pueden estar contenidos
separadamente dentro del sistema y a continuación combinarse
individualmente con el compuesto de isocianato para llevar a cabo
la reacción de espumación. Sin embargo, preferiblemente, los
polioles, primero, segundo y tercero están presentes en el sistema
como una combinación de polioles según se describe previamente, de
modo que los polioles se introducen en el compuesto de isocianato
simultáneamente, es decir como una combinación, para llevar a cabo
la reacción de espumación.
El compuesto de isocianato con el que reacciona
la combinación de polioles tiene preferiblemente una funcionalidad
de isocianato media que varía de 2,0 a 3,5, y comprende
difenilisocianato de metileno y polifenilisocianato de polimetileno.
Más preferiblemente, la funcionalidad de isocianato media varía de
2,1 a 3,2 y, aún más preferiblemente, de 2,2 a 3,1.
"Funcionalidad de isocianato media" se refiere al número medio
de restos isocianato (N=C=O) por molécula de isocianato.
El constituyente de polifenilisocianato de
polimetileno puede estar presente en el compuesto de isocianato en
una cantidad que varía de aproximadamente 30 a 70 por ciento en
peso, basado en el peso total del compuesto de isocianato. El
polifenilisocianato de polimetileno utilizado en el compuesto de
isocianato se denomina a menudo MDI "crudo" o "polímero".
Tales composiciones se fabrican mediante la fosgenación de mezclas
de aminas obtenidas a partir de la condensación de anilina y
formaldehído en proporciones apropiadas.
El constituyente de difenilisocianato de metileno
generalmente es una mezcla de isómeros 2,4' y 4,4', comprendiendo
preferiblemente el isómero 4,4' más de 50 por ciento en peso de tal
mezcla, basado en el peso total de la mezcla. La cantidad total del
compuesto de isocianato en el sistema de varios componentes debe
ser suficiente para proporcionar un índice de reacción de isocianato
de aproximadamente 50 a 150, preferiblemente de aproximadamente 65
a 130, más preferiblemente de aproximadamente 70 a 120 y, lo más
preferiblemente, de aproximadamente 80 a 110. Un "índice de
reacción de isocianato" de 100, por ejemplo, corresponde a un
grupo isocianato por átomo de hidrógeno reactivo con isocianato
presente a partir del agua y la combinación de polioles.
Al preparar una espuma de acuerdo con la presente
invención, no es necesario usar un hidrocarburo halogenado u otro
agente de soplado hidrocarbúrico volátil similar. El agua presente
en una cantidad de aproximadamente 2 a 8 por ciento en peso basado
en la combinación de polioles reaccionará con los grupos isocianato
en el compuesto de isocianato para generar dióxido de carbono. El
dióxido de carbono se expande a continuación para producir la
espuma. Aunque sin querer limitarse por una teoría, también se cree
que algo del agua se vaporiza y mediante la vaporización también
contribuye de ese modo a la expansión de la espuma.
El procedimiento para preparar un producto de
espuma celular de poliuretano de acuerdo con la invención incluye
la etapa de hacer reaccionar la combinación de polioles de la
invención con un compuesto de isocianato según se describe
previamente como en presencia de agua, preferiblemente también en
presencia de uno o más catalizadores y uno o más agentes
estabilizantes de la espuma. El reaccionante de isocianato se usará
típicamente en una cantidad a fin de proporcionar de
aproximadamente 0,8 a 1,5 grupos isocianato por grupo hidroxilo
activo.
La combinación de polioles (o los polioles
individuales), el agua, uno o más catalizadores, el agente
estabilizante de la espuma y el compuesto de isocianato pueden
suministrarse todos separadamente a través de líneas de
procesamiento individuales a un cabezal de mezcladura simple para
la reacción. Esto se denomina a veces el procedimiento de "un
paso". Normalmente, el catalizador y el agua se combinan en una
sola corriente de procesamiento para facilitar el suministro de
catalizadores a la mezcla de reacción.
Un método particularmente útil para producir una
espuma de poliuretano es usar un sistema de "dos componentes"
en el que una combinación de polioles que contienen los polioles
primero, segundo y tercero, uno o más catalizadores adecuados,
agua, tensioactivos y cualesquiera otros aditivos, tales como
agentes de apertura de las celdillas, pigmentos, colorantes,
cargas, antioxidantes, ignirretardantes, estabilizantes y
similares, se suministran a través de una sola línea de
procesamiento a un cabezal de mezcladura donde la combinación se
mezcla mediante el choque con un compuesto de isocianato que se ha
suministrado separadamente al cabezal de mezcladura. Una cantidad
predeterminada de la mezcla puede dirigirse a continuación a un
molde para formar una conformación de espuma preformada para
envasado según se describe previamente, o en una bolsa ventilada
directamente en el fondo de una caja de transporte para el envasado
de espuma in situ como también se describe previamente. La
reacción de espumación se produce de forma preferible muy
rápidamente después de la mezcladura de modo que la espuma empieza
a formarse poco después de que la mezcla de reacción se haya
introducido en el molde, la bolsa o la caja.
Una espuma de poliuretano de acuerdo con la
presente invención, que es el producto de reacción de la
combinación de polioles (o los polioles individuales) descrita
previamente y un compuesto de isocianato en presencia de agua, tiene
una densidad que varía de 0,5 a 5 libras/pie^{3}
(0,008-0,08 g/cm^{3}), una resistencia a la
compresión que varía de 3 a 20 psi (0,21 x
10^{-2}-1,41 x 10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo
de aire que varía de 10 a 1000 cc/minuto. Para aplicaciones de
envasado preformado o de espuma in situ, la densidad de la
espuma varía preferiblemente de 1 a 3 libras/pie^{3}
(0,016-0,048 g/cm^{3}) y, más preferiblemente, de
aproximadamente 1 a aproximadamente 2,5 libras/pie^{3}
(0,016-0,014 g/cm^{3}); la resistencia a la
compresión varía preferiblemente de aproximadamente 5 a
aproximadamente 15 psi (0,35 x
10^{-2}-1,05
x 10^{-2} N/mm^{2}) y, más preferiblemente, de aproximadamente 7 a aproximadamente 12 psi (0,49 x 10^{-2}-0,84 x 10^{-2} N/mm^{2}) y el flujo de aire que varía preferiblemente de aproximadamente 50 a aproximadamente 800 y, más preferiblemente, de aproximadamente 100 a aproximadamente 600 cc/minuto.
x 10^{-2} N/mm^{2}) y, más preferiblemente, de aproximadamente 7 a aproximadamente 12 psi (0,49 x 10^{-2}-0,84 x 10^{-2} N/mm^{2}) y el flujo de aire que varía preferiblemente de aproximadamente 50 a aproximadamente 800 y, más preferiblemente, de aproximadamente 100 a aproximadamente 600 cc/minuto.
La "densidad" se mide de acuerdo con ASTM
D3574, Prueba A 10.1, mientras que la resistencia a la compresión
se mide de acuerdo con ASTM D1621, según se apunta previamente
aquí.
"Flujo de aire" se refiere al volumen de
aire que pasa a través de una muestra de espuma de 0,25 pulgadas
(0,64 cm) de grosor en un período de tiempo dado en una dirección
que es paralela a la dirección de ascensión de la espuma, según se
mide con un densómetro que tiene un cilindro interno de un peso de
10 onzas (28,35 g) y un diámetro de 3 pulgadas (7,62 cm) que fuerza
aire a través de un orificio de 1,0 pulgadas^{2} (6,45 cm^{2}),
dentro de una cámara encerrada en la que está contenida la muestra
de espuma, y fuera del fondo de la cámara a través de un orificio
de 0,1 pulgadas^{2} (0,65 cm^{2}), de acuerdo con el Patrón
TAPPI T 460 om-96 (según se modifica aquí). Un
densómetro preferido es un densómetro GURLEY disponible Gurley
Precision Instruments, Troy, NY, tal como un densómetro GURLEY
Modelo 4110. Un densómetro mide el tiempo requerido para que un
volumen de aire dado fluya a través de un área estándar de material
(espuma) que se prueba, bajo presión de aire uniforme. La presión
de aire se suministra mediante un cilindro interno de diámetro
específico y peso estandarizado, que puede flotar libremente dentro
de un cilindro externo parcialmente cargado con aceite para actuar
como una junta hermética al aire. El material de muestra se
mantiene entre placas de sujeción que tienen un orificio circular de
un área específica. El cilindro interno se gradúa y fuerza un
volumen conocido de aire a través de la muestra de espuma
deslizándose verticalmente dentro del cilindro externo. El flujo de
aire a través de una muestra de espuma se determina así midiendo
así el tiempo requerido para que el cilindro interno caiga a través
de un número predeterminado de graduaciones correspondientes a un
volumen de aire
conocido.
conocido.
Los valores del flujo de aire exhibidos por las
espumas de acuerdo con la presente invención son inferiores que los
de muchas espumas de poliuretano tradicionales de densidad
comparable, y se cree que esto contribuye al bajo nivel de choque
transmitido (es decir, generalmente inferior que aproximadamente 45
Gs según se muestra en los Ejemplos siguientes) a través de tales
espumas, permitiendo de ese modo que artículos que tienen un umbral
de fragilidad inferior (es decir, tolerancia G inferiores) se
envase dentro de tales espumas y sin daño.
Como puede apreciarse mediante una revisión de la
descripción precedente, los inventores han encontrado que una
espuma de poliuretano formada mediante la combinación de polioles
de acuerdo con la invención es idealmente adecuada para
aplicaciones de envasado, particularmente aplicaciones de envasado
preformadas y de espuma in situ según se describe
previamente. El intervalo de resistencia a la compresión de la
espuma de 3 a 20 psi (0,21 x 10^{-2} - 1,41
x 10^{-2} N/mm^{2}) es útil para envasar una amplia variedad de artículos comúnmente envasados que varían, por ejemplo, desde unidades de condensación para sistemas de aire acondicionado hasta impulsadores de discos y altímetros de aviones. Por otra parte, dentro de ese intervalo de resistencia a la compresión, la espuma proporciona excelente atenuación del choque transmitido para proteger artículos frágiles. Esto se demuestra en los Ejemplos que siguen, que muestran que las fuerzas G transmitidas a lo largo de un intervalo de carga estática de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 1,2 psi (0,056 x 10^{-2} - 0,084 x 10^{-2} N/mm^{2}) son generalmente menores que aproximadamente 45.
x 10^{-2} N/mm^{2}) es útil para envasar una amplia variedad de artículos comúnmente envasados que varían, por ejemplo, desde unidades de condensación para sistemas de aire acondicionado hasta impulsadores de discos y altímetros de aviones. Por otra parte, dentro de ese intervalo de resistencia a la compresión, la espuma proporciona excelente atenuación del choque transmitido para proteger artículos frágiles. Esto se demuestra en los Ejemplos que siguen, que muestran que las fuerzas G transmitidas a lo largo de un intervalo de carga estática de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 1,2 psi (0,056 x 10^{-2} - 0,084 x 10^{-2} N/mm^{2}) son generalmente menores que aproximadamente 45.
La invención puede entenderse adicionalmente
mediante referencia a los siguientes ejemplos, que se proporcionan
con propósitos ilustrativos solamente y no pretenden de ningún modo
ser limitativos.
Las siguientes tablas ilustran modalidades
particulares de la invención para combinaciones de polioles, que
comprenden un primer poliol ("Poliol 1"), un segundo poliol
("Poliol 2") y un tercer poliol ("Poliol 3"), que se
hacían reaccionar con un compuesto de isocianato para formar las
Espumas 1-8 de acuerdo con la presente invención.
La combinación de polioles incluía además agua, catalizadores,
Aditivo 1 y Aditivo 2. Los números mostrados en la Tabla 1 para los
componentes de la combinación de polioles son los porcentajes en
peso de cada componente en la combinación de polioles, basado en el
peso total de la combinación de polioles.
El "Poliol 1" es un diol que tiene una
funcionalidad de 2, un índice de hidroxilo medio de aproximadamente
39 y un peso equivalente medio de aproximadamente 1450. El
"Poliol 2" tiene una funcionalidad media de 4,5, un índice de
hidroxilo medio de aproximadamente 490 y un peso equivalente medio
de aproximadamente 114. El "Poliol 3" es una combinación de
tres polioles y tiene una funcionalidad media de aproximadamente 3,
un peso de hidroxilo medio ponderado que varía de 97 a 110 y un
peso equivalente medio ponderado que varía de 1097 a 2009.
También se elaboró una Espuma Comparativa 9 con
una combinación de polioles que incluía 29,1% en peso de un poliol
que tenía una funcionalidad de aproximadamente 8, un índice de
hidroxilo medio de 541 y un peso equivalente medio de 104; 65% en
peso de una combinación de dos polioles que tenía una funcionalidad
media de 3,2, un índice de hidroxilo medio ponderado de 253 a 279 y
un peso equivalente medio ponderado de 326 a 352. El resto de la
combinación de polioles para la Espuma Comparativa 9 incluía agua,
catalizadores y los Aditivos 1 y 2 que se muestran en la Tabla
1.
Los "catalizadores" son una mezcla de
trietilendiamina,
N-(3-dimetilaminopropil)-N,N-diisopropanolamina
y una dialquilanolamina.
El "Aditivo 1" es un copolímero
organosilicónico mientras que el "Aditivo 2" se cree que es
una combinación de polibutadieno y
poli(1-octeno).
Para las Espumas 1-6 y 8, el
compuesto de isocianato reaccionaba con la combinación de polioles
con un índice de isocianato de 100 y era un MDI polímero con una
funcionalidad de 2,4. Para la Espuma 7, el compuesto de isocianato
reaccionaba con la combinación de polioles con un índice de
isocianato de 90 y era un MDI polímero con una funcionalidad de
2,4. Para la Espuma Comparativa 9, el compuesto de isocianato
reaccionaba con la combinación de polioles con un índice de
isocianato de 113 y era un MDI polímero con una funcionalidad de
2,7.
Las espumas 1-9 se elaboraron
mezclando, a través de choque a 120-160ºF
(48,9-71,1ºC), un compuesto de isocianato con un
segundo componente que comprendía una combinación de Polioles
1-3, agua, catalizador y Aditivos
1-2, y vertiendo la mezcla de reacción en una caja
rectangular y dejando que la espuma resultante ascendiera, se
curara y a continuación se acondicionara durante un mínimo de 24
horas antes de la prueba.
Las espumas se probaron a continuación con
respecto a las propiedades físicas mostradas en la Tabla 1 como
sigue:
- Densidad
- ASTM D3574, Prueba A 10.1
- % de Celdillas Abiertas
- ASTM D6226-98
- Flujo de Aire
- Densómetro Modelo 4110 de Gurley que tiene un cilindro interno de 3 pulgadas (7,62 cm) de diámetro de 10 onzas (28,35 g) que fuerza aire a través de un orificio de 0,1 pulgadas^{2} (0,65 cm^{2}) dentro de una cámara cerrada en la que está contenida una muestra de espuma de 0,25 pulgadas (0,64 cm) de grosor
- Resistencia a la Compresión
- ASTM D1621.
\vskip1.000000\baselineskip
Pueden prepararse espumas con resistencias a la
compresión superiores según se indica previamente, pero con
porcentajes incrementados de Poliol 2, por ejemplo, mayores que 43%
en peso.
Las Espumas 1-9 se probaron de
acuerdo con ASTM 4168 para determinar su capacidad para atenuar el
choque transmitido a cargas estáticas que variaban de 0,75 a 1,25
psi (0,053 x 10^{-2} - 0,088 x 10^{-2} N/mm^{2}). Para estas
pruebas, las muestras de espuma tenían 2 pulgadas (5,08 cm) de
grosor y la altura de caída era 30 pulgadas (76,2 cm). Se realizó
un total de cinco caídas para cada muestra de espuma a cada una de
las cargas estáticas presentadas. La Tabla 2 indica la fuerza G
transmitida media (a una aceleración máxima) frente a la carga
estática para las caídas 2-5 (es decir, excluyendo
los resultados de la primera caída y presentando la media de la
segunda a la quinta caída, lo que es más representativos de las
condiciones de envasado reales en las que el artículo envasado se
somete a choques repetidos de modo que la capacidad de la espuma
para atenuar repetidamente el choque es una cualidad
importante).
Los datos de la Tabla 2 se ilustran gráficamente
en la Figura 1. Según se muestra, las Espumas 1-8
de acuerdo con la invención transmite menos choque a un envasado
que la Espuma Comparativa 9. Las Espumas 1-2 y
6-8 tenían una resistencia a la compresión mínima
de 5 psi (0,35 x 10^{-2}/Nmm^{2}) y transmitían aproximadamente
45 Gs o menos a través de todo el intervalo de cargas estáticas
probadas con un grosor de la espuma de solo 2 pulgadas (5,08 cm).
Esto permite que se envase una amplia variedad de artículos, incluso
los que son tanto pesados como delicados (o muy delicados cuando la
carga estática es alrededor de 1 psi (0,07 x 10^{-2} N/mm^{2})
requiriéndose un grosor de espuma mínimo para una atenuación de
choques suficiente. Las Espumas 3 y 5, que transmitían menos de 45
Gs a cargas estáticas por debajo de aproximadamente 1 psi (0,07 x
10^{-2} N/mm^{2}), tienen resistencias a la compresión de
aproximadamente 8 psi (0,56 x 10^{-2} N/mm^{2}) y por lo tanto
son útiles para envasar artículos pesados y delicados que pueden
estar soportados de tal modo que proporcionan cargas estáticas
entre aproximadamente 0,75 y 1 psi (0,053 x 10^{-2} N/mm^{2} -
0,07 x 10^{-2} N/mm^{2}). De forma similar, la Espuma 4
transmitía menos de 50 Gs por debajo de 1 psi (0,07 x 10^{-2}
N/mm^{2}) de carga estática. Por otra parte, la Espuma Comparativa
9 transmitía más de 60 Gs a través de todo el intervalo de cargas
estáticas probadas. Esta espuma es representativa de espumas de
poliuretano más rígidas que tienen una resistencia a la compresión
relativamente superior pero una atenuación de choques pobre.
Claims (33)
1. Una combinación de polioles que comprende:
- a)
- un primer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad de aproximadamente 2, un índice de hidroxilo que varía de 20 a 90 y un peso equivalente que varía de 600 a 2800;
- b)
- un segundo poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 4 a 8, un índice de hidroxilo que varía de 200 a 600 y un peso equivalente que varía de 90 a 280; y
- c)
- un tercer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 2,5 a 4, un índice de hidroxilo que varía de 15 a 500 y un peso equivalente que varía de 180 a 4000,
en donde dicha combinación de
polioles es capaz de reaccionar con un compuesto de isocianato en
presencia de agua para producir una espuma que tiene una densidad
que varía de 0,5 a 5 libras/pie^{3} (0,008-0,08
g/cm^{3}), una resistencia a la compresión que varía de 3 a 20
psi (0,21 x 10^{-2} - 1,41 x 10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo de
aire que varía de 10 a 1000
cc/minuto.
2. La combinación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho primer poliol tiene un índice de
hidroxilo que varía 30 a 70 y un peso equivalente que varía de 800
a 2000.
3. La combinación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho segundo poliol tiene un índice de
hidroxilo que varía 300 a 600 y un peso equivalente que varía de 95
a 200.
4. La combinación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho tercer poliol tiene un índice de
hidroxilo que varía de 20 a 400 y un peso equivalente que varía de
200 a 3000.
5. La combinación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho primer poliol está presente en
dicha combinación en un porcentaje en peso que varía de 10 a 80 y
dicho segundo poliol está presente en dicha combinación en un
porcentaje en peso que varía de 20 a 90, basándose dichos
porcentajes en peso en la cantidad total de dichos polioles primero
y segundo en dicha combinación.
6. La combinación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho compuesto de isocianato con el
que es capaz de reaccionar dicho poliol tiene una funcionalidad de
isocianato media que varía de 2,0 a 3,5 y comprende
difenilisocianato de metileno y polifenilisocianato de
polimetileno.
7. La combinación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho primer poliol tiene un contenido
de óxido de etileno de menos de aproximadamente 50% en peso, basado
en el peso total de dicho primer poliol.
8. La combinación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dichos polioles segundo y tercero
tienen cada uno un contenido de óxido de etileno de menos de
aproximadamente 25% en peso, basado en el peso de cada uno de dichos
polioles segundo y tercero, respectivamente.
9. La combinación de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la espuma producida a partir de la
reacción de dicha combinación de polioles con un compuesto de
isocianato tiene una densidad que varía de 1 a 3 libras/pie^{3}
(0,016-0,048 g/cm^{3}), una resistencia a la
compresión que varía de 5 a 15 psi (0,35 x 10^{-2} - 1,05 x
10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo de aire que varía de 50 a 800
cc/minuto.
10. Una espuma que comprende el producto de
reacción de la combinación de polioles de acuerdo con la
reivindicación 1 con un compuesto de isocianato.
11. Un envase dentro del cual se encierra un
producto, comprendiendo dicho envase la espuma de acuerdo con la
reivindicación 9.
12. Un sistema de varios componentes para
producir espuma, que comprende:
- a.
- un primer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad de aproximadamente 2, un índice de hidroxilo que varía de 20 a 90 y un peso equivalente que varía de 600 a 2800;
- b.
- un segundo poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 4 a 8, un índice de hidroxilo que varía de 200 a 600 y un peso equivalente que varía de 90 a 280;
- c.
- un tercer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 2,5 a 4, un índice de hidroxilo que varía de 15 a 500 y un peso equivalente que varía de 180 a 4000; y
- d.
- un compuesto de isocianato,
en donde los polioles primero,
segundo y tercero son capaces de reaccionar con el compuesto de
isocianato en presencia de agua para producir una espuma que tiene
una densidad que varía de 0,5 a 5 libras/pie^{3}
(0,008-0,08 g/cm^{3}), una resistencia a la
compresión que varía de 3 a 20 psi (0,21 x 10^{-2} - 1,41 x
10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo de aire que varía de 10 a 1000
cc/minuto.
13. El sistema de acuerdo con la reivindicación
12, en el que dicho primer poliol tiene un índice de hidroxilo que
varía 30 a 70 y un peso equivalente que varía de 800 a 2000.
14. El sistema de acuerdo con la reivindicación
12, en el que dicho segundo poliol tiene un índice de hidroxilo que
varía 300 a 600 y un peso equivalente que varía de 95 a 200.
15. El sistema de acuerdo con la reivindicación
12, en el que dicho tercer poliol tiene un índice de hidroxilo que
varía 20 a 400 y un peso equivalente que varía de 200 a 3000.
16. El sistema de acuerdo con la reivindicación
12, en el que dichos primero, segundo y tercero están presentes en
dicho sistema como una combinación de dichos polioles.
17. El sistema de acuerdo con la reivindicación
16, en el que dicho primer poliol está presente en dicha
combinación en un porcentaje en peso que varía de 10 a 80 y dicho
segundo poliol está presente en dicha combinación en un porcentaje
en peso que varía de 20 a 90, basándose dichos porcentajes en peso
en la cantidad total de dichos polioles primero y segundo en dicha
combinación.
18. El sistema de acuerdo con la reivindicación
12, en el que dicho compuesto de isocianato con el que es capaz de
reaccionar dicho poliol tiene una funcionalidad de isocianato media
que varía de 2,0 a 3,5 y comprende difenilisocianato de metileno y
polifenilisocianato de polimetileno.
19. El sistema de acuerdo con la reivindicación
12, en el que dicho primer poliol tiene un contenido de óxido de
etileno de menos de aproximadamente 50% en peso, basado en el peso
total de dicho primer poliol.
20. El sistema de acuerdo con la reivindicación
12, en el que dichos polioles segundo y tercero tienen cada uno un
contenido de óxido de etileno de menos de aproximadamente 25% en
peso, basado en el peso de cada uno de dichos polioles segundo y
tercero, respectivamente.
21. El sistema de acuerdo con la reivindicación
12, en el que la espuma producida a partir de la reacción de dicha
combinación de polioles con un compuesto de isocianato tiene una
densidad que varía de 1 a 3 libras/pie^{3}
(0,016-0,048 g/cm^{3}), una resistencia a la
compresión que varía de 5 a 15 psi (0,35 x 10^{-2} - 1,05 x
10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo de aire que varía de 50 a 800
cc/minuto.
22. Una espuma que comprende el producto de
reacción de los polioles y el compuesto de isocianato de acuerdo
con la reivindicación 12.
23. Un envase dentro del cual se encierra un
producto, comprendiendo dicho envase la espuma de acuerdo con la
reivindicación 22.
24. Una espuma, que comprende un producto de
reacción de:
- a.
- una combinación de poliol, que comprende:
- 1)
- un primer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad de aproximadamente 2, un índice de hidroxilo que varía de 20 a 90 y un peso equivalente que varía de 600 a 2800;
- 2)
- un segundo poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 4 a 8, un índice de hidroxilo que varía de 200 a 600 y un peso equivalente que varía de 90 a 280; y
- 3)
- un tercer poliol que comprende uno o más polioles de poliéter que tienen una funcionalidad que varía de 2,5 a 4, un índice de hidroxilo que varía de 15 a 500 y un peso equivalente que varía de 180 a 4000;
- b.
- un compuesto de isocianato; y
- c.
- agua
en donde dicha espuma tiene una
densidad que varía de 0,5 a 5 libras/pie^{3}
(0,008-0,08 g/cm^{3}), una resistencia a la
compresión que varía de 3 a 20 psi (0,21 x 10^{-2} - 1,41 x
10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo de aire que varía de 10 a 1000
cc/minuto.
\newpage
25. La espuma de acuerdo con la reivindicación
24, en la que dicho primer poliol tiene un índice de hidroxilo que
varía 30 a 70 y un peso equivalente que varía de 800 a 2000.
26. La espuma de acuerdo con la reivindicación
24, en la que dicho segundo poliol tiene un índice de hidroxilo que
varía 300 a 600 y un peso equivalente que varía de 95 a 200.
27. La espuma de acuerdo con la reivindicación
24, en la que dicho tercer poliol tiene un índice de hidroxilo que
varía 20 a 400 y un peso equivalente que varía de 200 a 3000.
28. La espuma de acuerdo con la reivindicación
24, en la que dicho primer poliol está presente en dicha
combinación en un porcentaje en peso que varía de 10 a 80 y dicho
segundo poliol está presente en dicha combinación en un porcentaje
en peso que varía de 20 a 90, basándose dichos porcentajes en peso
en la cantidad total de dichos polioles primero y segundo en dicha
combinación.
29. La espuma de acuerdo con la reivindicación
24, en la que dicho compuesto de isocianato con el que es capaz de
reaccionar dicho poliol tiene una funcionalidad de isocianato media
que varía de 2,0 a 3,5 y comprende difenilisocianato de metileno y
polifenilisocianato de polimetileno.
30. La espuma de acuerdo con la reivindicación
24, en la que dicho primer poliol tiene un contenido de óxido de
etileno de menos de aproximadamente 50% en peso, basado en el peso
total de dicho primer poliol.
31. La espuma de acuerdo con la reivindicación
24, en la que dichos polioles segundo y tercero tienen cada uno un
contenido de óxido de etileno de menos de aproximadamente 25% en
peso, basado en el peso de cada uno de dichos polioles segundo y
tercero, respectivamente.
32. La espuma de acuerdo con la reivindicación
24, en la que la espuma producida a partir de la reacción de dicha
combinación de polioles con un compuesto de isocianato tiene una
densidad que varía de 1 a 3 libras/pie^{3}
(0,016-0,048 g/cm^{3}), una resistencia a la
compresión que varía de 5 a 15 psi (0,35 x 10^{-2} - 1,05 x
10^{-2} N/mm^{2}) y un flujo de aire que varía de 50 a 800
cc/minuto.
33. Un envase dentro del cual se encierra un
producto, comprendiendo dicho envase la espuma de acuerdo con la
reivindicación 24.
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