ES2299131T3 - Agente acuoso de separacion y su utilizacion en la produccion de cuerpos moldeados de poliuretanos. - Google Patents
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Abstract
Dispersiones acuosas que en lo esencial contienen agua, agentes activos para separación y emulsionantes, caracterizadas porque como agente activo para separación se utiliza una combinación de A) por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por los jabones, los aceites, las ceras y las siliconas, y B) un poliisobutileno.
Description
Agente acuoso de separación y su utilización en
la producción de cuerpos moldeados de poliuretanos.
El invento se refiere a agentes de separación y
a su utilización en la producción de cuerpos moldeados de
poliuretanos.
Es conocido que los sistemas de poliuretanos,
utilizados para la producción de cuerpos moldeados, muestran una
fuerte adhesión frente a los materiales utilizados en los moldes, de
manera preferida materiales fuertemente conductores del calor,
tales como metales. Por lo tanto, al realizar el desmoldeo de los
cuerpos moldeados de poliuretanos se necesitan unos agentes de
separación, que sean aplicados sobre las paredes de los moldes que
entran en contacto con poliuretanos y/o con la mezcla de reacción
destinada a formar poliuretanos.
Tales agentes de separación se componen de
dispersiones o emulsiones de ceras, jabones, aceites y/o siliconas
en disolventes tales como hidrocarburos o agua.
Después de haber aplicado el agente de
separación sobre el molde, el disolvente se evapora y las sustancias
no volátiles, activas para separación, forman una delgada película
separadora, para que el cuerpo moldeado de poliuretano, después de
su producción, se pueda sacar fácilmente desde el molde.
Junto al efecto separador propiamente necesario,
el agente de separación toma a su cargo todavía otras funciones,
así él influye también muy grandemente sobre la superficie del
cuerpo moldeado de poliuretano, que debe ser de poros finos o
respectivamente lisa y uniforme; entre otras cosas, también con el
fin de garantizar una buena capacidad de las piezas moldeadas
terminadas para ser guarnecida con telas o cueros.
Con el fin de reducir la carga para el medio
ambiente con materiales orgánicos, existe un alto interés en
agentes de separación sobre una base acuosa, que estén libres de
materiales orgánicos volátiles. Los agentes acuosos de separación,
que se encuentran en el mercado, muestran sin embargo, frente a los
agentes de separación clásicos, que contienen disolventes
orgánicos, la desventaja de que después de la evaporación de una
gran parte del agua siempre queda en el molde una delgada película
de agua, que a las temperaturas usuales de los moldes, de 45 a
80ºC, preferiblemente de 50 a 75ºC, no se volatiliza y con los
compuestos de isocianatos del sistema de preparación de
poliuretanos pasa a realizar unas reacciones, que conducen a unos
compuestos muy duros de poliureas. De esta manera, las superficies
del molde son perturbadas. Ellas reciben una denominada estructura
superpuesta de la que deben ser limpiadas de una manera costosa.
Ejemplos típicos de agentes acuosos de
separación con un buen efecto de desmoldeo se describen por ejemplo
en los documentos de solicitudes de patentes alemanas
DE-A-37.42.370 o
DE-A-40.20.036. Estos agentes
contienen como sustancia activa para separación hidrocarburos
oligoméricos o poliméricos insaturados con unos pesos moleculares
de por lo menos 500 y unos índices de yodo de por lo menos 60, de
manera especialmente preferida un polibutadieno líquido, con unos
pesos moleculares de aproximadamente 3.000 y unos índices de yodo de
aproximadamente
450.
450.
Resultan en particular desventajosas en los
casos de estos agentes de separación las fuertes descoloraciones
que aparecen, las cuales son provocadas por una oxidación de los
dobles enlaces.
Un problema adicional de los agentes de
separación arriba citados es la frecuente aparición de alergias en
los colaboradores, que trabajan con estos agentes de separación o
con las piezas moldeadas producidas con su ayuda.
Estos agentes de separación, junto con el
problema arriba descrito de la formación de la estructura
superpuesta de poliurea sobre las superficies del molde, muestran
sin embargo todavía la desventaja adicional, de que la sustancia
activa para separación, que se presenta como un aceite muy viscoso,
ensucia grandemente el entorno de trabajo. Sobre las máquinas e
instalaciones se forma una película untuosa y pegajosa, que es
difícil de eliminar; incluso en el caso de tenerse un gran cuidado
no se puede evitar con seguridad el ensuciamiento del entorno, por
lo que por ejemplo sobre los suelos se forma una película untuosa
resbaladiza difícil de eliminar, que forma para los colaboradores
un potencial de peligro inaceptable.
Mediante los dobles enlaces presentes en los
hidrocarburos poliméricos insaturados, esta película untuosa puede
reaccionar todavía adicionalmente, por ejemplo para formar unas
capas pegajosas y resinosas, que apenas se pueden eliminar todavía
con los agentes de limpieza habituales.
Fue misión del presente invento, por lo tanto,
encontrar agentes acuosos de separación desde los moldes, que estén
libres de disolventes orgánicos, que muestren un buen efecto de
separación, que influyan favorablemente sobre las superficies de
los cuerpos moldeados de poliuretano, que por lo tanto sean de poros
finos uniformes y lisas, no dejen tras de sí ninguna estructura
superpuesta de poliurea sobre la superficies de los moldes, no
ensucien con una película untuosa el entorno de trabajo y tengan un
bajo potencial de alergias.
Se encontró por fin, de un modo sorprendente,
que cumple esta misión una dispersión acuosa de clásicas sustancias
activas para separación, tales como ceras, jabones, aceites y/o
siliconas, en unas proporciones de 0,5 a 40 % en peso, de manera
preferida de 3 a 20% en peso, en combinación con un poliisobutileno
en unas proporciones de 0,1 a 15% en peso, de manera preferida de
0,5 a 10% en peso, referidas a la formulación acuosa total.
De manera preferida se emplea un poliisobutileno
líquido con una masa molecular de 200 a 3.000, en particular de 300
a 1.500.
Un poliisobutileno se ofrece por ejemplo bajo el
nombre de marca Dynapak® Poly, fabricante Univar, o Glissopal® V,
fabricante BASF.
Un objeto del invento son por lo tanto unas
dispersiones acuosas que en lo esencial contienen agua, agentes
activos para separación y emulsionantes, que están caracterizadas
porque como agente activo para separación se utiliza una
combinación a base de
- A)
- por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por jabones, aceites, ceras y siliconas, y
- B)
- un poliisobutileno.
Un objeto adicional del invento son por lo tanto
unas dispersiones acuosas que contienen agentes activos para
separación, emulsionantes y usuales agentes auxiliares y aditivos,
que están caracterizadas porque ellos se componen de una
combinación
- A)
- de 0,5 a 40% en peso de por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por los jabones, los aceites, las ceras y las siliconas, y
- B)
- de 0,1 a 15% en peso de un poliisobutileno,
- C)
- de 0,1 a 10% en peso de emulsionantes,
- D)
- de 0,1 a 5% en peso de catalizadores,
- E)
- de 0,1 a 5% en peso de agentes estabilizadores de la espuma,
- F)
- de 0,1 a 5% en peso de agentes modificadores de la viscosidad,
- G)
- de 0,1 a 2% en peso de usuales agentes conservantes, bactericidas, fungicidas y antioxidantes, y
- H)
- hasta 100% en peso de agua.
Un objeto adicional del invento es la
utilización de estos agentes de separación en la producción de
cuerpos moldeados de poliuretanos.
Otros objetos del invento son caracterizados por
las reivindicaciones.
La utilización de un poliisobutileno tiene
además de ello las ventajas de que éste está admitido tanto en la
cosmética como también en la industria alimentaria. Éste se emplea
por ejemplo como aceite cosmético o también como parte componente
de la masa de base para gomas de mascar, por lo que se han de
excluir las alergias por contacto.
Como clásicas sustancias activas para separación
con unas masas moleculares medias mayores que 200, de manera
preferida de 500, se pueden utilizar conjuntamente conforme al
invento por ejemplo:
Ceras, es decir ceras líquidas, sólidas,
naturales o sintéticas, también oxidadas y/o parcialmente
saponificadas, ésteres de ácidos carboxílicos con alcoholes o
alcoholes grasos, jabones metálicos, tales como sales de metales
alcalinos o de metales alcalino-térreos de ácidos
grasos, aceites, tales como hidrocarburos líquidos o viscosos a la
temperatura ambiente, eventualmente, pero no de manera preferida,
mediando utilización conjunta de hidrocarburos oligoméricos y/o
poliméricos insaturados, siliconas, tales como
poli(dimetilsiloxanos), eventualmente sustituidos con
radicales hidrocarbilo alifáticos o aromáticos.
Como sustancias auxiliares y aditivas usuales se
pueden utilizar uno o varios compuestos seleccionados entre el
conjunto formado por:
- I)
- Emulsionantes:
- emulsionantes aniónicos tales como alquil-éter-carboxilatos, alquil-sulfatos, alcohol graso etoxilado-éter-sulfatos, alfa-olefina-sulfonatos, alquil-fosfatos, alquil-poliéter-fosfatos, alquil-sulfosuccinatos; emulsionantes no iónicos, tales como alcoholes grasos etoxilados, oxoalcoholes etoxilados y otros éteres de alcoholes, aminas grasas tales como dimetil-alquil-aminas, alcanol-amidas de ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos con alcoholes, entre ellos también ésteres de glicerol o ésteres de poligliceroles o ésteres de sorbitol; emulsionantes catiónicos, tales como alquil-dimetil-aminas ajustadas a carácter ácido, compuestos nitrogenados cuaternarios; finalmente agentes tensioactivos iónicos híbridos, que se utilizan conjuntamente en unas proporciones de 0,1 a 10% en peso, de manera preferida de 0,5 a 6% en peso;
- II)
- Catalizadores:
- aquellos que típicamente se utilizan para la reacción de formación de poliuretanos. Por ejemplo, ácidos de Lewis, tales como compuestos de estaño, o bases de Lewis, tales como aminas terciarias;
- III)
- Agentes estabilizadores de la espuma:
- copolímeros de polisiloxanos-poliéteres;
- IV)
- Agentes modificadores de la viscosidad:
- espesantes típicos tales como los derivados de poli(ácidos acrílicos) designados como carbómeros u otros espesantes del tipo de polielectrólitos, tales como derivados de celulosa solubles en agua o también goma de xantano. Como agentes modificadores de la viscosidad en formulaciones acuosas, se pueden considerar también hidrocarburos alifáticos, por lo tanto fracciones de bencina, que hinchan a las ceras empleadas y de esta manera muestran un efecto espesante;
- V)
- usuales agentes conservantes, bactericidas, fungicidas y antioxidantes.
Las dispersiones conformes al invento se pueden
preparar de acuerdo con los procedimientos conocidos en el estado
de la técnica. De manera preferida, se procede disponiendo
previamente el emulsionante con sustancias activas para separación
en una forma fundida (por debajo de la temperatura de ebullición del
agua), incorporando una parte del agua con mucho consumo de fuerzas
de cizalladura, luego añadiendo el agua restante, que contiene los
demás componentes, con poco consumo de fuerzas de cizalladura.
El invento se refiere además a la utilización de
los agentes de separación descritos en la producción de cuerpos
moldeados de poliuretanos.
Clásicamente, el molde se lleva a la temperatura
deseada del molde de 45 a 80ºC, de manera preferida de 50 a 75ºC,
se rocía interiormente con agentes de separación, se espera durante
un cierto período de tiempo - dependiendo de la proporción de agua,
aproximadamente de 1 a 10 minutos -, hasta que se haya evaporado la
mayor cantidad del disolvente y luego se introduce por bombeo el
sistema reactivo para la formación de poliuretanos a base de
polioles, poliisocianatos y eventualmente otros aditivos, tales como
catalizadores, agentes estabilizadores de la espuma y agentes de
expansión. El molde se cierra y después del periodo de tiempo de
endurecimiento se abre el molde y la pieza moldeada se
desmoldea.
Los siguientes Ejemplos sirven para la
descripción más detallada del invento, sin limitarlo a ellos.
Lista de las sustancias empleadas:
- -
- Dynapak® Poly 55 = un poliisobutileno con una masa molecular media de 650, fabricante: Univar,
- -
- Dynapak® Poly 190 = un poliisobutileno con una masa molecular media de 1000, fabricante: Univar,
- -
- DC® 190 = un poli-éter-siloxano, fabricante: Air Products,
- -
- Polyol® 130 = un polibutadieno con una masa molecular media de aproximadamente 3.000 y un índice de yodo de aproximadamente 450 g de yodo/100 g, fabricante: Degussa,
- -
- Unithox® 450 = un alcohol etoxilado con una masa molecular media de aproximadamente 900, que contiene 50 % en peso de óxido de etileno, correspondiente al utilizado en el Ejemplo 1 del documento DE-A-40.20.036, fabricante: Baker Petrolite,
- -
- una amina grasa = R-NH_{2} con R = radical alquilo de C_{12-22} eventualmente ramificado,
- -
- una microcera = ceras usuales en el comercio con una temperatura de solidificación de 50 a 90ºC,
- -
- una cera polietilénica = ceras usuales en el comercio con una temperatura de solidificación de 50 a 90ºC,
- -
- Desmophen® PU 21IK01 = un poliéter-poliol, fabricante Bayer:
- -
- Tegoamin® TA 33, fabricante: Degussa,
- -
- Tegoamin® AS-1, fabricante: Degussa,
- -
- Tegostab® EP-K-38 = un siloxano modificado con radicales orgánicos, fabricante: Degussa,
- -
- Suprasec® 2412 = difenilmetano-4,4'-diisocianato, fabricante: Huntsman.
1% en peso de una cera polietilénica (con un
punto de solidificación de 60ºC), 5% en peso de una microcera (con
un punto de solidificación de 70ºC), 1% en peso de una amina grasa,
0,02% en peso de ácido acético (al 60% en agua), 3% en peso de
Dynapak® Poly 55, 1% en peso de DC® 190 y 88,98% en peso de
agua.
1% en peso de una cera polietilénica (con un
punto de solidificación de 60ºC), 5% en peso de una microcera (con
un punto de solidificación de 70ºC), 1% en peso de una amina grasa,
0,02% en peso de ácido acético (al 60% en agua), 10% en peso de
Dynapak® Poly 55, 1% en peso de DC® 190 y 81,98% en peso de
agua.
1% en peso de una cera polietilénica (con un
punto de solidificación de 60ºC), 5% en peso de una microcera (con
un punto de solidificación de 70ºC), 1% en peso de una amina grasa,
0,02% en peso de ácido acético (al 60% en agua), 2% en peso de
Dynapak® Poly 190, 1% en peso de DC® 190 y 89,98% en peso de
agua.
1% en peso de una cera polietilénica (con un
punto de solidificación de 60ºC), 5% en peso de una microcera (con
un punto de solidificación de 70ºC), 1% en peso de una amina grasa,
0,02% en peso de ácido acético (al 60% en agua), 8% en peso de
Dynapak® Poly 190, 1% en peso de DC® 190 y 83,98% en peso de
agua.
Ejemplo comparativo
A
(apoyado en el Ejemplo Nº 1 del documento
DE-A-40 20 036) 16% en peso de
Polyol® 130, 4% en peso de Unithox® 450, 1% en peso de DC® 190 y 79%
en peso de agua.
Los agentes de separación fueron aplicados por
atomización con una boquilla de 0,5 mm, en unas cantidades próximas
a la práctica de 20 g/m^{2}, sobre placas metálicas de ensayo, y
se convierte en espuma sobre estas placas en un molde de caja a
55ºC un sistema espumable de poliuretano, que se compone de 100
partes de Desmophen® PU 21IK01, 3,5 partes de agua, 0,4 partes de
Tegoamin® TA 33, 0,25 partes de Tegoamin® AS-1, 0,7
partes de dietanolamina, 0,5 partes de Tegostab®
EP-K-38, 0,2 partes de ácido acético
(al 60% en agua) y 63,5 partes de Suprasec® 2412.
Después del endurecimiento (durante 10 minutos),
las placas metálicas se retiraron de la espuma mediando utilización
de una cuchilla con fuerza elástica, con el fin de medir una
magnitud para el efecto de separación.
Claims (7)
1. Dispersiones acuosas que en lo esencial
contienen agua, agentes activos para separación y emulsionantes,
caracterizadas porque como agente activo para separación se
utiliza una combinación de
- A)
- por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por los jabones, los aceites, las ceras y las siliconas, y
- B)
- un poliisobutileno.
2. Dispersiones acuosas de acuerdo con la
reivindicación 1, que contienen
- A)
- de 0,5 a 40% en peso de por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por los jabones, los aceites, las ceras y las siliconas, y
- B)
- de 0,1 a 15% en peso de un poliisobutileno,
- C)
- de 0,1 a 10% en peso de emulsionantes,
- D)
- de 0,1 a 5% en peso de catalizadores,
- E)
- de 0,1 a 5% en peso de agentes estabilizadores de la espuma,
- F)
- de 0,1 a 5% en peso de agentes modificadores de la viscosidad,
- G)
- de 0,1 a 2% en peso de usuales agentes conservantes, bactericidas, fungicidas y antioxidantes, y
- H)
- hasta 100% en peso de agua.
3. Dispersiones acuosas de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 o 2, caracterizadas porque los agentes
activos para separación A) tienen una masa molecular media mayor
que 200.
4. Dispersiones acuosas de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas
porque como un agente activo para separación A) se utiliza
conjuntamente por lo menos un compuesto seleccionado entre el
conjunto formado por las ceras líquidas, sólidas, naturales o
sintéticas, los aceites, los ésteres de ácidos carboxílicos con
alcoholes o alcoholes grasos, los jabones metálicos y las
siliconas.
5. Dispersiones acuosas de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas
porque como un poliisobutileno B) se utiliza un poliisobutileno
líquido con una masa molecular de 200 a 3.000.
6. Dispersiones acuosas de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas
porque como emulsionante C) se utiliza por lo menos un compuesto
seleccionado entre el conjunto formado por los agentes
tensioactivos aniónicos, catiónicos, iónicos híbridos y no
iónicos.
7. Utilización de los agentes de separación de
acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 6, para la
producción de cuerpos moldeados de poliuretanos.
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