ES2286015T3 - Espuma soplada con hidrofluorocarbonos mejorada y metodo para preparacion de la misma. - Google Patents
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Abstract
Un método de preparación de composiciones de espuma de poliuretano y poliisocianurato que comprende el paso de hacer reaccionar y convertir en espuma una mezcla de ingredientes que reaccionan para formar espumas de poli-uretano o poliisocianurato en presencia de un agente de soplado que comprende un hidrofluorocarbono seleccionado del grupo constituido por 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoropropano, 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano, 1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano y mezclas de los mismos; y una cantidad eficaz de un aditivo seleccionado del grupo constituido por a-metilestireno, isobutanol, isopropanol y mezclas de los mismos.
Description
Espuma soplada con hidrofluorocarbonos mejorada
y método para preparación de la misma.
La invención se refiere a espumas de poliuretano
y poliisocianurato de celdillas cerradas. Más particularmente, la
invención se refiere a la adición de
\alpha-metilestireno, isobutanol y/o isopropanol
para reducir la presión de vapor, mejorar el factor k, aumentar la
solubilidad del agente de soplado en la premezcla y/o mejorar las
características de procesamiento de las espumas de poliuretano y
poliisocianurato de celdillas cerradas preparadas con un agente de
soplado que comprende un hidrofluorocarbono seleccionado del grupo
constituido por 1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa),
1,1,1,2-tetrafluoroetano
(HFC-134a), 1,1,2,2-tetrafluoroetano
(HFC-134) y mezclas de los mismos.
La clase de espumas conocidas como espuma rígida
de poliuretano o poliisocianurato de baja densidad tiene utilidad
en una gran diversidad de aplicaciones de aislamiento que incluyen
sistemas de techado, paneles de construcción, frigoríficos y
congeladores. Los métodos de producción de espumas de poliuretano y
poliisocianurato son conocidos generalmente y consisten por lo
general en la reacción de un poliisocianato orgánico y un poliol o
mezcla de polioles en presencia de un agente volátil de soplado,
cuya vaporización es provocada por el calor liberado durante la
reacción del isocianato o isocianurato y el poliol. Esta reacción
puede mejorarse por el uso de aminas y/u otros catalizadores así
como agentes tensioactivos. Los catalizadores aseguran el curado
adecuado de la espuma, mientras que los agentes tensioactivos
regulan y controlan el tamaño de las celdillas.
La industria de las espumas ha utilizado
históricamente agentes de soplado de fluorocarbonos líquidos tales
como diclorofluorometano (CFC-11) y
1,1-dicloro-1-fluoroetano
(HCFC-141b) debido a su facilidad de utilización en
las condiciones de procesamiento. Los fluorocarbonos actúan no sólo
como agentes de soplado en virtud de su volatilidad, sino que están
además encapsulados o arrastrados en la estructura de las celdillas
cerradas de la espuma rígida y son el principal contribuyente a las
propiedades de baja conductividad térmica de las espumas rígidas de
uretano. El escape de ciertos fluorocarbonos, muy notablemente
clorofluorocarbonos, a la atmósfera está reconocido en la
actualidad como contribuyente potencial al agotamiento de la capa de
ozono estratosférica y al calentamiento global. Teniendo en cuenta
las preocupaciones ambientales con respecto a los agentes de
soplado de clorofluorocarbonos, está aceptado ahora generalmente que
sería más deseable utilizar hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) o
hidrofluorocarbonos (HFCs) en lugar de los clorofluorocarbonos.
Hidrofluorocarbonos ilustrativos adecuados para uso como agentes de
soplado en la preparación de espumas de poliuretano y
poliisocianurato son 1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,1,2-tetrafluoroetano y
1,1,2,2-tetrafluoroetano (conocidos en la técnica
como HFC-245fa, HFC-134a, y
HFC-134, respectivamente). Sin embargo, estos
materiales poseen un punto de ebullición inferior y una presión de
vapor correspondiente mayor que los materiales de la técnica
anterior. Esta diferencia llega a ser importante cuando cualquiera
de HFC-245fa, HFC-134a, o
HFC-134 se incorporan en el lado B de una
formulación de espuma que es trasportada en o utilizada directamente
desde un envase tarado a baja presión.
El uso de un fluorocarbono como el agente
comercial preferido de expansión o soplado en aplicaciones de
espumas aislantes está basado en parte en el factor k resultante
asociado con el producto de espuma. El factor k se define como la
tasa de transferencia de energía calorífica por conducción a través
de un pie cuadrado (929 cm^{2}) de un material homogéneo de una
pulgada (2,54 cm) de espesor en una hora cuando existe una
diferencia de un grado Fahrenheit (0,56ºC) perpendicularmente a
través de las dos superficies del material. Como se conoce
generalmente en la técnica, la composición del gas de las celdillas
de la espuma en el momento de la fabricación no corresponde
necesariamente a la composición del gas en equilibrio después de
envejecimiento o uso prolongado. El gas contenido en una espuma de
celdillas cerradas exhibe frecuentemente cambios de composición a
medida que envejece la espuma, conduciendo a fenómenos conocidos
tales como aumento en la conductividad térmica o pérdida de valor
aislante (medidas ambas en términos de factor k) y envejecimiento
térmico. Dado que la utilidad de las espumas de tipo poliuretano de
celdillas cerradas está basada, en parte, en sus propiedades de
aislamiento térmico, sería ventajoso identificar materiales que
disminuyan el factor k de las espumas y reduzcan el envejecimiento
térmico de las espumas a lo largo del tiempo.
Métodos para la mejora del factor k y/o las
características de envejecimiento térmico de espumas de poliuretano
se exponen en las patentes U.S. Núms. 5.696.306 y 5.837.742.
Persiste en la técnica la necesidad de espumas de poliuretano y
poliisocianurato preparadas a partir de un agente de soplado que
comprenda un hidrofluorocarbono seleccionado del grupo constituido
por HFC-245fa, HFC-134a, y
HFC-134 y mezclas de los mismos, espumas que tienen
procesabilidad, factor k y/o características de envejecimiento
térmico mejoradas. La presente invención satisface esta necesidad
proporcionando aditivos que reducen la presión de vapor de
HFC-245fa y HFC-134a y/o reducen el
factor k de las espumas producidas a partir de agentes de soplado
que comprenden estos hidrofluorocarbonos.
Se ha descubierto ahora que la adición de uno o
más de \alpha-metilestireno, isobutanol e
isopropanol al lado B de una formulación de espuma de poliuretano o
poliisocianurato que comprende un agente de soplado que contiene un
hidrofluorocarbono seleccionado del grupo constituido por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,1,2-tetrafluoroetano,
1,1,2,2-tetrafluoroetano y mezclas de los mismos da
como resultado presión de vapor reducida, factor k mejorado,
solubilidad incrementada del agente de soplado y/o características
de procesamiento mejoradas de las espumas. La adición de
\alpha-metilestireno a la formulación de espuma da
como resultado conductividad térmica (factor k) y características
de envejecimiento térmico mejoradas. Con respecto a la conductividad
térmica, el término "mejorado" hace referencia a una
disminución en el factor k de la espuma.
De acuerdo con ello, la invención se refiere a
un método de preparación de composiciones de espuma de poliuretano
y poliisocianurato que comprende el paso de hacer reaccionar y
convertir en espuma una mezcla de ingredientes que reaccionan para
formar espumas de poliuretano o poliisocianurato en presencia de un
agente de soplado que comprende un hidrofluorocarbono seleccionado
del grupo constituido por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,1,2-tetrafluoroetano,
1,1,2,2-tetrafluoroetano y mezclas de los mismos y
una cantidad eficaz de un aditivo seleccionado del grupo
constituido por \alpha-metilestireno, isobutanol,
isopropanol y mezclas de los mismos, con preferencia desde
aproximadamente 0,02 a aproximadamente 10 por ciento en peso de
dicho aditivo, basado en la cantidad de agente de soplado. En otra
realización, la invención proporciona un método de preparación de
composiciones de espuma de poliuretano y poliisocianurato que
comprende el paso de hacer reaccionar y convertir en espuma una
mezcla de ingredientes que reaccionan para formar espumas de
poliuretano o poliisocianurato en presencia de un agente de soplado
que comprende 1,1,1,3,3-pentafluoropropano y
\alpha-metilestireno, con preferencia desde
aproximadamente 0,02 a aproximadamente 5 por ciento en peso de
\alpha-metilestireno, basada en la cantidad de
agente de soplado.
La invención se refiere adicionalmente a una
espuma de celdillas cerradas preparada a partir de una formulación
de espuma de polímero que contiene como agente de soplado un
hidrofluorocarbono seleccionado del grupo constituido por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,1,2-tetrafluoroetano,
1,1,2,2-tetrafluoroetano y mezclas de los mismos y
una cantidad eficaz de un aditivo seleccionado del grupo constituido
por \alpha-metilestireno, isobutanol, isopropanol
y mezclas de los mismos, con preferencia desde aproximadamente 0,02
a aproximadamente 10 por ciento en peso de dicho aditivo, basada en
la cantidad de agente de soplado. En una realización, la invención
proporciona una espuma de celdillas cerradas preparada a partir de
una formulación de espuma de polímero que contiene un agente de
soplado que comprende 1,1,1,3,3-pentafluoropropano y
\alpha-metilestireno, con preferencia desde
aproximadamente 0,02 a aproximadamente 5 por ciento en peso de
\alpha-metilestireno, basada en la cantidad de
agente de soplado.
En otra realización, la invención proporciona
una espuma de celdillas cerradas que contiene un gas de celdillas
que comprende un agente de soplado que comprende un
hidrofluorocarbono seleccionado del grupo constituido por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,1,2-tetrafluoroetano,
1,1,2,2-tetrafluoroetano y mezclas de los mismos y
un aditivo seleccionado del grupo constituido por
\alpha-metilestireno, isobutanol, isopropanol y
mezclas de los mismos, con preferencia desde aproximadamente 0,02 a
aproximadamente 10 por ciento en peso de dicho aditivo, basada en
la cantidad de agente de soplado. En una realización, la invención
proporciona una espuma de celdillas cerradas que comprende un gas
de celdilla que comprende un agente de soplado que comprende
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y
\alpha-metilestireno, con preferencia desde
aproximadamente 0,02 a aproximadamente 5 por ciento en peso de
\alpha-metilestireno, basada en la cantidad de
agente de soplado.
La invención se refiere adicionalmente a una
composición de agente de soplado que comprende un hidrofluorocarbono
seleccionado del grupo constituido por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,1,2-tetrafluoroetano,
1,1,2,2-tetrafluoroetano y mezclas de los mismos y
un aditivo seleccionado del grupo constituido por
\alpha-metilestireno, isobutanol y mezclas de los
mismos, con preferencia desde aproximadamente 0,02 a aproximadamente
10 por ciento en peso de dicho aditivo, basada en la cantidad de
agente de soplado. En una realización, la invención proporciona una
composición de agente de soplado de
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y
\alpha-metilestireno, con preferencia desde
aproximadamente 0,02 a aproximadamente 5 por ciento en peso de
\alpha-metilestireno, basada en la cantidad de
agente de soplado.
Como se utiliza en esta memoria, una cantidad
eficaz de aditivo significa una cantidad, basada en la cantidad de
agente de soplado, que reduce la presión de vapor del lado B de una
formulación de espuma hasta por debajo de la presión de vapor de la
espuma correspondiente preparada en ausencia de aditivo.
Generalmente, una cantidad eficaz es desde aproximadamente 0,02 a
aproximadamente 10 por ciento en peso, basada en la cantidad de
agente de soplado. El \alpha-metilestireno se
añade preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,5 a
aproximadamente 2 por ciento en peso, basada en la cantidad de
agente de soplado.
Como se utiliza en esta memoria, composición de
agente de soplado hace referencia a HFC-245fa o
HFC-134a aisladamente o en combinación con otros
agentes de soplado so que no consumen ozono, tales como, por
ejemplo, otros hidrofluorocarbonos, v.g., difluorometano
(HFC-32), difluoroetano (HFC-152),
trifluoroetano (HFC-143), tetrafluoroetano
(HFC-134), pentafluoropropano
(HFC-245), hexafluoropropano
(HFC-236), heptafluoropropano
(HFC-227); hidrocarburos
C_{4}-C_{7}, con inclusión, pero sin carácter
limitante, de butano, isobutano, n-pentano,
isopentano, ciclopentano, hexano e isohexano; gases inertes, v.g.,
aire, nitrógeno, dióxido de carbono; y agua en una cantidad de
aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 partes por 100 partes de
poliol. En los casos en que es posible isomería para los
hidrofluorocarbonos arriba mencionados, los isómeros respectivos
pueden utilizarse aisladamente o en forma de una mezcla.
HFC-245fa es un material
conocido y puede prepararse por métodos conocidos en la técnica
tales como los expuestos en los documentos WO 94/14736, WO
94/29251, WO 94/29252 y la patente U.S. No. 5.574.192.
Difluoroetano, trifluoroetano, tetrafluoroetano, heptafluoropropano
y hexafluoropropano están disponibles para compra de AlliedSignal
Inc. de Morristown, NJ. Los componentes
\alpha-metilestireno, isobutanol e isopropanol de
la invención están también disponibles comercialmente.
\newpage
Con respecto a la preparación de espumas rígidas
o flexibles de poliuretano o poliisocianurato utilizando un agente
de soplado que comprende
1,1,1,3,3-pentafluoropropano o
1,1,1,2-tetrafluoroetano, pueden emplearse
cualquiera de los métodos bien conocidos en la técnica. Véase
Saunders y Frisch, Volúmenes I y II, Polyurethanes Chemistry and
Technology (1962). En general, las espumas de poliuretano o
poliisocianurato se preparan por combinación en condiciones
adecuadas de un isocianato (o isocianurato), un poliol o mezcla de
polioles, un agente de soplado o una mezcla de agentes de soplado,
y otros materiales tales como catalizadores, agentes tensioactivos,
y opcionalmente, retardantes de la llama, colorantes, u otros
aditivos.
Es conveniente en muchas aplicaciones
proporcionar los componentes para las espumas de poliuretano o
poliisocianurato en formulaciones de espuma
pre-mezcladas. En la mayoría de los casos, la
formulación de espuma se mezcla previamente en dos componentes. La
composición de isocianato o poliisocianato comprende el primer
componente, al que se hace referencia comúnmente como el componente
"A" o "lado A". El poliol o la mezcla de polioles, agente
tensioactivo, catalizadores, agentes de soplado, retardante de la
llama, agua y otros componentes reactivos con el isocianato
constituyen el segundo componente, al que se hace referencia
comúnmente como el componente "B" o "lado B". Si bien el
agente tensioactivo y el agente de soplado de fluorocarbono se
encuentran usualmente en el lado del poliol, los mismos pueden
encontrarse en cualquier lado, o parcialmente en un lado y
parcialmente en el otro lado. De acuerdo con ello, las espumas de
poliuretano o poliisocianurato se preparan fácilmente reuniendo los
componentes de los lados A y B sea por mezcla a mano, para pequeñas
preparaciones, o preferiblemente por técnicas de mezcla mecánicas
para formar bloques, planchas, estratificados, paneles de vertido
in situ y otros artículos, espumas de polímero aplicadas por
pulverización, espumas ordinarias, etcétera. Opcionalmente, pueden
añadirse otros ingredientes tales como retardantes de la llama,
colorantes, agentes de soplado auxiliares, agua e incluso otros
polioles, como una tercera corriente al cabezal mezclador o sitio de
reacción. Muy convenientemente, sin embargo, todos ellos se
incorporan en un solo componente B.
Los aditivos de
\alpha-metilestireno, isobutanol e isopropanol de
la presente invención pueden añadirse al lado B de la formulación
de espuma, o al agente de soplado per se, de cualquier manera
bien conocida en la técnica.
Cualquier poliisocianato orgánico puede
emplearse en la síntesis de las espumas de poliuretano o
poliisocianurato con inclusión de poliisocianatos alifáticos y
aromáticos. Como clase se prefieren los poliisocianatos aromáticos.
Poliisocianatos preferidos para la síntesis de espumas rígidas de
poliuretano o poliisocianurato son los
polimetileno-polifenil-isocianatos,
particularmente las mezclas que contienen desde aproximadamente 30 a
aproximadamente 85 por ciento en peso de
metilenobis(fenil-isocianato), comprendiendo
el resto de la mezcla los
polimetileno-polifenil-poliisocianatos
de funcionalidad mayor que 2. Polisocianatos preferidos para la
síntesis de espumas de poliuretano flexibles son
tolueno-diisocianatos incluyendo, sin limitación,
2,4-tolueno-diisocianato,
2,6-tolueno-diisocianato, y mezclas
de los mismos.
Polioles típicos utilizados en la fabricación de
espumas de poliuretano rígidas incluyen, pero sin carácter
limitante, poliéter-polioles aromáticos basados en
amino, tales como los basados en mezclas de 2,4- y
2,6-toluenodiamina condensadas con óxido de etileno
y/u óxido de propileno. Estos polioles encuentran utilidad en
espumas moldeadas para vertido-in-situ. Otro
ejemplo es el de los poliéter-polioles aromáticos
basados en alquilamino tales como los basados en derivados de
nonilfenol aminoetilados, etoxilados y/o propoxilados. Estos
polioles encuentran generalmente utilidad en espumas de poliuretano
aplicadas por pulverización. Otro ejemplo es el de los polioles
basados en sacarosa tales como los basados en derivados de sacarosa
y/o mezclas de derivados de sacarosa y glicerina condensados con
óxido de etileno y/u óxido de propileno. Estos polioles encuentran
utilidad generalmente en espumas moldeadas de vertido in
situ.
Polioles típicos utilizados en la fabricación de
espumas flexibles de poliuretano incluyen, pero sin carácter
limitante, los basados en glicerol, etilen-glicol,
trimetilolpropano, etileno-diamina, pentaeritritol,
y análogos condensados con óxido de etileno, óxido de propileno,
óxido de butileno, y análogos. Se hace referencia generalmente a
éstos como "poliéter-polioles". Otro ejemplo es
el de los polioles copolímeros de injerto que incluyen, pero sin
carácter limitante, poliéter-polioles convencionales
con polímero vinílico injertado en la cadena del
poliéter-poliol. Otro ejemplo adicional es el de los
polioles modificados con poliureas que están constituidos por
poliéter-polioles convencionales con partículas de
poliurea dispersadas en el poliol.
Ejemplos de polioles utilizados en espumas de
poliisocianurato modificadas con poliuretano incluyen, pero sin
carácter limitante, poliéster-polioles aromáticos
tales como los basados en mezclas complejas de ésteres de tipo
ftalato o de tipo tereftalato formados a partir de polioles tales
como etilen-glicol, dietilen-glicol,
o propilen-glicol. Estos polioles se utilizan en
material rígido estratificado para tableros, y pueden mezclarse con
otros tipos de polioles tales como polioles basados en sacarosa, y
utilizarse en aplicaciones de espumas de poliuretano.
Los catalizadores utilizados en la fabricación
de espumas de poliuretano son típicamente aminas terciarias que
incluyen, pero sin carácter limitante,
N-alquilmorfolinas,
N-alquilalcanolaminas,
N,N-dialquil-ciclohexilaminas, y
alquilaminas en las cuales los grupos alquilo son metilo, etilo,
propilo, butilo y análogos y formas isómeras de los mismos, así
como aminas heterocíclicas. Ejemplos típicos, pero no limitantes,
son trietilenodiamina, tetrametiletilenodiamina,
bis(2-dimetil-aminoetil)éter,
trietilamina, tripropilamina, tributil-amina,
triamilamina, piridina, quinolina, dimetilpiperazina, piperazina,
N,N-dimetilciclohexilamina,
N-etilmorfolina, 2-metilpiperazina,
N,N-dimetiletanolamina, tetrametilpropanodiamina,
metiltrietilenodiamina, y mezclas de las mismas.
Opcionalmente, se utilizan catalizadores de
poliuretano no amínicos. Típicos de tales catalizadores son
compuestos organometálicos de plomo, estaño, titanio, antimonio,
cobalto, aluminio, mercurio, cinc, níquel, cobre, manganeso,
circonio, y mezclas de los mismos. Catalizadores ilustrativos
incluyen, sin limitación, 2-etilhexoato de plomo,
benzoato de plomo, cloruro férrico, tricloruro de antimonio, y
glicolato de antimonio. Una clase preferida de compuestos orgánicos
de estaño incluye las sales estannosas de ácidos carboxílicos tales
como octoato estannoso, 2-etilhexoato estannoso,
laurato estannoso, y análogos, así como sales de
dialquil-estaño de ácidos carboxílicos tales como
diacetato de dibutil-estaño, dilaurato de
dibutil-estaño, diacetato de
dioctil-estaño, y análogas.
En la preparación de espumas de
poliisocianurato, se utilizan catalizadores de trimerización para el
propósito de convertir las mezclas en asociación con un exceso de
componente A en espumas
poliisocianurato-poliuretano. Los catalizadores de
trimerización empleados pueden ser cualquier catalizador conocido
por un experto en la técnica con inclusión, pero sin carácter
limitante, de sales de glicina y catalizadores de trimerización de
aminas terciarias, sales de ácidos carboxílicos con metales
alcalinos, y mezclas de los mismos. Especies preferidas dentro de
las clases son acetato de potasio, octoato de potasio, y
N-(2-hidroxi-5-nonilfenol)metil-N-metilglicinato.
Se incluyen también en la mezcla agentes de
soplado o mezclas de agentes de soplado. Hablando en términos
generales, la cantidad de agente de soplado presente en la mixtura
mezclada viene dictada por las densidades de espuma deseadas de los
productos de espuma de poliuretano o poliisocianurato finales. Las
espumas de poliuretano producidas pueden variar en densidad, por
ejemplo, desde aproximadamente 0,5 libras por pie cúbico (0,008
g/cm^{3}) a aproximadamente 40 libras por pie cúbico (0,64
g/cm^{3}), con preferencia desde aproximadamente 1 a
aproximadamente 20 libras por pie cúbico (0,016 a aproximadamente
0,32 g/cm^{3}), y de modo muy preferible desde aproximadamente 1
a aproximadamente 6 libras por pie cúbico (0,016 a 0,096
g/cm^{3}). La densidad obtenida es función de la cantidad de
agente de soplado, o mezcla de agentes de soplado, que está presente
en los componentes A y/o B, o que se añade en el momento en que se
prepara la espuma. Las proporciones en partes en peso del agente de
soplado total o mezcla de agentes de soplado pueden caer dentro del
intervalo que va desde 1 a aproximadamente 60 partes de agente de
soplado por 100 partes de poliol. Con preferencia se utilizan desde
aproximadamente 10 a aproximadamente 35 partes en peso de agente de
soplado por 100 partes en peso de poliol.
En la mezcla de agentes de soplado pueden
incorporarse agentes dispersantes, estabilizadores de celdilla, y
agentes tensioactivos. Los agentes tensioactivos, mejor conocidos
como aceites de silicona, se añaden para servir como
estabilizadores de las celdillas. Algunos materiales representativos
se venden bajo los nombres de DC-193,
B-8404, y L-5340 que son, por lo
general, copolímeros de bloques
polisiloxano-polioxialquileno tales como los
descritos en las patentes U.S. Núms. 2.834.748, 2.917.480 y
2.846.458.
Otros aditivos opcionales para la mezcla de
agentes de soplado pueden incluir retardantes de la llama tales
como fosfato de tris(2-cloroetilo), fosfato
de tris(2-cloropropilo), fosfato de
tris(2,3-dibromopropilo), fosfato de
tris(1,3-dicloropropilo), fosfato diamónico,
diversos compuestos halogenados aromáticos, óxido de antimonio,
trihidrato de aluminio, poli(cloruro de vinilo), y
análogos.
Esta invención se ilustra adicionalmente por los
ejemplos no limitantes siguientes en los cuales partes y
porcentajes se expresan en peso a no ser que se especifique otra
cosa.
En este ejemplo, la presión de vapor de un lado
B preparado con HFC-245fa como agente de soplado se
compara con un lado B preparado con HFC-245fa y
8,69% (3,0 partes en peso) de isobutanol, basado en la cantidad de
HFC-245fa. La disminución de la presión de vapor se
midió en un aparato de presión de vapor diferencial. El aparato
está constituido por dos tubos Fisher-Porter con
válvulas conectadas a las dos entradas de un manómetro diferencial
(intervalo -5 psi a +5 psi (-0,35 kg/cm^{2} a +0,35 kg/cm^{2}),
con una resolución de 0,1 psi (0,007 kg/cm^{2})); junto con una
tubería de derivación. Para iniciar el experimento, se cargaron 50
gramos de una de las dos mezclas detalladas en la Tabla 1 en uno de
los dos tubos Fisher-Porter y 50 gramos de la otra
mezcla en el otro tubo. El aparato se llevó luego a vacío para
purgar el sistema de aire que puede interferir con la medida de la
presión. Se abrió luego la tubería de derivación para poner a cero
el manómetro diferencial. Con el manómetro en cero, se cierra la
válvula de derivación, y se abren las dos válvulas en el tubo
Fisher-Porter al manómetro diferencial para la
medida. El manómetro diferencial demostró que la composición que
contenía isobutanol tenía una presión inferior en 1,9 psi (0,13
kg/cm^{2}) comparada con la composición que no contenía
isobutanol (véase Tabla 2).
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En este ejemplo, se determina la presión de
vapor del lado B preparado con HFC-245fa como agente
de soplado por el procedimiento descrito en el Ejemplo 1 y se
compara con un lado B preparado con HFC-245fa y
8,60% de isopropanol, basado en la cantidad de
HFC-245fa. La formulación utilizada para preparar
las espumas se resume en la Tabla 3. La Tabla 4 muestra que la
adición de isopropanol da como resultado una disminución en la
presión de vapor de 2,28 psig (0,16 kg/cm^{2} manométricos).
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En este ejemplo, se determina la presión de
vapor de un lado B preparado con HFC-245fa como
agente de soplado por el procedimiento descrito en el Ejemplo 1 y
se compara con la presión de vapor de lados B preparados con
HFC-245fa y 2,0% (0,64 parten en peso) y 0,5% (0,16
partes en peso) de \alpha-metilestireno, basadas
en la cantidad de HFC-245fa. Estas espumas se
preparan a partir de sistemas comerciales de espuma rígida de tipo
poliuretano, contienen un número igual de moles de agente de soplado
y tienen densidades equivalentes. La formulación utilizada para
preparar las espumas se resume en la Tabla 5. La Tabla 6 muestra que
la adición de \alpha-metilestireno en las
cantidades de 2,0 y 0,5 por ciento en peso da como resultado una
disminución en la presión de vapor de 1,2 y 0,7 psig (0,08 y 0,05
kg/cm^{2} manométricos), respectivamente.
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En este ejemplo, se compara el factor k de una
espuma preparada con HFC-245fa como agente de
soplado con una espuma preparada con HFC-245fa y
0,02% de \alpha-metilestireno, basada en la
cantidad de HFC-245fa. Estas espumas se preparan a
partir de sistemas comerciales de espumas rígidas de tipo
poliuretano, contienen un número igual de moles de agente de
soplado y tienen densidades equivalentes. La comparación se realiza
por medida del factor k de las espumas por el método ASTM
C-518 inicialmente, a los 13 días y a los 26 días.
La formulación utilizada para preparar las espumas se resume en la
Tabla 7. Los resultados de los ensayos resumidos en la Tabla 8
indican que las espumas preparadas con HFC-245fa y
\alpha-metilestireno tienen factores k mejores
(más bajos) que las espumas preparadas con HFC-245a
exclusivamente.
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En este ejemplo, se compara el factor k de una
espuma preparada con HFC-245fa como agente de
soplado con una espuma preparada con 0,5% de
\alpha-metilestireno, basado en la cantidad de
HFC-245fa. Estas espumas se preparan a partir de
sistemas comerciales de espuma rígida de tipo poliuretano, contienen
un número igual de moles de agente de soplado y tienen densidades
equivalentes.
La comparación se realiza midiendo el factor k
de las espumas por ASTM C-518 inicialmente, a los 13
días y a los 26 días. La formulación utilizada para preparar las
espumas se resume en la Tabla 9. Los resultados de los ensayos
resumidos en la Tabla 10 indican que las espumas preparadas a partir
de una formulación de espuma diferente que contiene
HFC-245fa y 0,5% de
\alpha-metilestireno tienen factores k mejores
(más bajos) que las espumas preparadas con
HFC-245fa exclusivamente.
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En este ejemplo, el factor k de una espuma
preparada con HFC-245fa como agente de soplado se
compara con una espuma preparada con 2,0% de
\alpha-metilestireno, basado en la cantidad de
HFC-245fa. Estas espumas se preparan a partir de
sistemas comerciales de espuma rígida de tipo poliuretano, contienen
un número igual de moles de agente de soplado y tienen densidades
equivalentes.
La comparación se realiza por medida del factor
k de las espumas por el método ASTM C-518
inicialmente, a los 13 días y a los 26 días. La formulación
utilizada para preparar las espumas se resume en la Tabla 11. Los
resultados de los ensayos resumidos en la Tabla 8 indican que las
espumas preparadas con HFC-245fa y 2,0% de
\alpha-metilestireno tienen factores k mejores
(más bajos) que las espumas preparadas con HFC-245fa
exclusivamente.
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En este ejemplo, se prepara una espuma a partir
de una formulación comercial típica de espuma rígida de tipo
poliuretano tal como la que se muestra en la Tabla 13, en la cual
los moles de agente de soplado son iguales y las densidades son
equivalentes. Las espumas preparadas con HFC-134a
como el agente de soplado se comparan con una espuma preparada con
HFC-134a y 0,02% de
\alpha-metilestireno, basada en la cantidad de
HFC-134a. Las presiones de vapor de los lados B de
las espumas respectivas se determinan por el procedimiento descrito
en el Ejemplo 1 y se comparan. El factor k de las espumas
resultantes se determina utilizando ASTM C-518 y se
compara. Tanto la presión de vapor del lado B como el factor k de
las composiciones que contienen
\alpha-metilestireno exhiben mejora.
Claims (23)
1. Un método de preparación de composiciones de
espuma de poliuretano y poliisocianurato que comprende el paso de
hacer reaccionar y convertir en espuma una mezcla de ingredientes
que reaccionan para formar espumas de poliuretano o
poliisocianurato en presencia de un agente de soplado que comprende
un hidrofluorocarbono seleccionado del grupo constituido por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,1,2-tetrafluoroetano,
1,1,2,2-tetrafluoroetano y mezclas de los mismos; y
una cantidad eficaz de un aditivo seleccionado del grupo constituido
por \alpha-metilestireno, isobutanol, isopropanol
y mezclas de los mismos.
2. El método de la reivindicación 1, en el cual
el aditivo está presente en una cantidad de aproximadamente 0,02 a
aproximadamente 10 por ciento en peso, basada en la cantidad de
agente de soplado.
3. El método de la reivindicación 1, en el cual
el aditivo es \alpha-metilestireno.
4. El método de la reivindicación 1, en el cual
el agente de soplado comprende
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y una cantidad eficaz
de \alpha-metilestireno.
5. El método de la reivindicación 3 ó 4, en el
cual el \alpha-metilestireno está presente en la
cantidad de aproximadamente 0,02 a aproximadamente 5 por ciento en
peso, basada en la cantidad de agente de soplado.
6. El método de la reivindicación 3 ó 4, en el
cual el \alpha-metilestireno está presente en la
cantidad de aproximadamente 0,02 a aproximadamente 2 por ciento en
peso, basada en la cantidad de agente de soplado.
7. El método de la reivindicación 1, en el cual
dicho agente de soplado está constituido esencialmente por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y desde aproximadamente
0,02 a aproximadamente 0,5 por ciento en peso, basado en la
cantidad total de agente de soplado, del aditivo.
8. El método de la reivindicación 7, en el cual
el aditivo comprende \alpha-metilestireno en una
cantidad de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 por ciento en
peso, basada en la cantidad total de agente de soplado.
9. Una espuma de celdillas cerradas preparada a
partir de una formulación de espuma de polímero que contiene un
agente de soplado que comprende un hidrofluorocarbono seleccionado
del grupo constituido por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,1,2-tetrafluoroetano,
1,1,2,2-tetrafluoroetano, y mezclas de los mismos; y
una cantidad eficaz de un aditivo seleccionado del grupo
constituido por \alpha-metilestireno, isobutanol,
isopropanol y mezclas de los mismos.
10. La espuma de celdillas cerradas de la
reivindicación 9, en la cual el aditivo está presente en una
cantidad que va desde aproximadamente 0,02 a aproximadamente 10% en
peso, basada en la cantidad de agente de soplado.
11. La espuma de celdillas cerradas de la
reivindicación 9, en la cual el aditivo es
\alpha-metilestireno.
12. La espuma de celdillas cerradas de la
reivindicación 9, en la cual el agente de soplado comprende
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y una cantidad eficaz
de \alpha-metilestireno.
13. La espuma de celdillas cerradas de la
reivindicación 11 ó 12, en la cual el
\alpha-metilestireno está presente en una
cantidad que va desde aproximadamente 0,02 a aproximadamente 5 por
ciento en peso, basada en la cantidad de agente de soplado.
14. La espuma de celdillas cerradas de la
reivindicación 11 ó 12, en la cual el
\alpha-metilestireno está presente en una
cantidad que va desde aproximadamente 0,02 a aproximadamente 2 por
ciento en peso, basada en la cantidad de agente de soplado.
15. La espuma de celdillas cerradas de la
reivindicación 9, constituida esencialmente por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y desde
aproximadamente 0,02 a aproximadamente 0,5 por ciento en peso,
basada en la cantidad de agente de soplado, del aditivo.
16. Una composición de agente de soplado que
comprende un hidrofluorocarbono seleccionado del grupo constituido
por 1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,1,2-tetrafluoroetano,
1,1,2,2-tetrafluoroetano, y mezclas de los mismos;
y una cantidad eficaz de un aditivo seleccionado del grupo
constituido por \alpha-metilestireno, isobutanol y
mezclas de los mismos.
17. La composición de agente de soplado de la
reivindicación 16, en la cual el aditivo está presente en la
cantidad de aproximadamente 0,02 a aproximadamente 10 por ciento en
peso, basada en la cantidad de agente de soplado.
18. La composición de agente de soplado de la
reivindicación 16, en la cual el aditivo es
\alpha-metilestireno.
19. La composición de agente de soplado de la
reivindicación 16, que comprende
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y una cantidad eficaz
de \alpha-metilestireno.
20. La composición de agente de soplado de la
reivindicación 18 ó 19, en la cual el
\alpha-metilestireno está presente en la cantidad
de aproximadamente 0,02 a aproximadamente 5 por ciento en peso,
basada en la cantidad de agente de soplado.
21. La composición de agente de soplado de la
reivindicación 18 ó 19, en la cual el
\alpha-metilestireno está presente en la cantidad
de aproximadamente 0,02 a aproximadamente 2 por ciento, basada en la
cantidad de agente de soplado.
22. El agente de soplado de la reivindicación
16, constituido esencialmente por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y desde
aproximadamente 0,02 a aproximadamente 0,5 por ciento en peso,
basada en la cantidad total de agente de soplado, del aditivo.
23. Una espuma de celdillas cerradas que
contiene un gas de celdilla que comprende un agente de soplado como
se define en una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22.
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