ES2301501T3 - Procedimiento para la obtencion de espumas duras a base de isocianato. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la obtención de espumas duras a base de isocianato mediante reacción de a) poliisocianatos con b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato, caracterizado porque, procedimiento porque los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) contienen polieteralcoholes bi), que son obtenibles mediante adición de óxidos de alquileno a substancias iniciadoras con H funcionales con 3 a 4 átomos de hidrógeno activos, y presentan un índice de hidroxilo, determinados según DIN 53240 en el intervalo entre 130 mg KOH/g y 200 mg KOH/g, y se emplea un agente propulsor que contiene alcanos y/o cicloalcanos líquidos a temperatura ambiente con al menos 4 átomos de carbono.
Description
Procedimiento para la obtención de espumas duras
a base de isocianato.
Es objeto de la invención un procedimiento para
la obtención de espumas duras a base de isocianato mediante
reacción de poliisocianatos con compuestos con al menos dos átomos
de hidrógeno reactivos con grupos isocianato. En este caso se
entiende por espumas duras a base de isocianato tanto espumas duras
de poliuretano, como también espumas duras de
poliuretano/poliisocianurato.
Las espumas duras a base de isocianato son
conocidas desde hace tiempo, y se emplean predominantemente para el
aislamiento de calor y frío, por ejemplo en aparatos refrigerantes,
en acumuladores de agua caliente, en tubos de calor para
calefacción, o en construcción, a modo de ejemplo en elementos
sándwich. Se encuentra una recopilación extensa sobre la obtención
y aplicación de espumas duras a base de isocianato, a modo de
ejemplo, en manual de materiales sintéticos, tomo 7, Poliuretano, 1ª
edición 1966, editada por Dr. R. Vieweg y Dr. A. Höchtlen, y 2ª
edición 1983,
editada por Dr. Günter Oertel, y 3ª edición 1993 editada por Dr. Günter Oertel, editorial Carl Hanser, Munich, Viena.
editada por Dr. Günter Oertel, y 3ª edición 1993 editada por Dr. Günter Oertel, editorial Carl Hanser, Munich, Viena.
Como agente propulsor para la obtención de
espumas duras a base de isocianato, en el pasado se emplearon casi
siempre fluorcloroalcanos (FCKW), preferentemente
triclorofluormetano. En estos gases propulsores es desfavorable
únicamente la carga del medio ambiente, ya que se sospecha que estos
participan en la degradación de la capa de ozono en la
estratosfera.
Como sucesores de los FCKW, entre tanto se
emplean en la mayor parte de los casos hidrocarburos,
preferentemente pentanos. De este modo, la
EP-A-421 269 describe el empleo de
ciclopentano y/o ciclohexano, en caso dado en mezcla con otros
hidrocarburos, como agente propulsor.
No obstante, las espumas duras realizadas con
hidrocarburos presentan casi siempre una densidad más elevada
frente a aquellas que se realizaron con FCKW. Por lo tanto, existe
el requisito de reducir la densidad de espumas para ahorrar
material, sin llegar, no obstante, a una reducción de la
conductividad térmica o de las propiedades mecánicas de
poliuretanos. En este caso, en el espumado de cavidades, a modo de
ejemplo carcasas de muebles refrigerantes, se debe efectuar un
relleno uniforme de la cavidad. Es decir, los componentes
estructurales deben fluir en todas las partes de la cavidad. Con un
poder de fluidez reducido de las espumas, en cavidades con gran
volumen y/o geometría complicada es necesario sobrecargar la cavidad
con espuma, proporcionando la presión que se desarrolla una
distribución uniforme de la espuma. Cuanto mejor rellenen los
componentes estructurales líquidos las cavidades, tanto menos
espuma dura a base de isocianato se requiere para espumar
completamente la cavidad. Con ello, la espuma dura a base de
isocianato que se encuentra en la cavidad tiene una densidad más
reducida, lo que conduce, además de al ahorro de material, también a
una reducción del peso de productos finales, a modo de ejemplo
muebles frigoríficos.
En este caso se entiende por fluidez de la
espuma el comportamiento de fluidez de la mezcla de poliisocianato
que reacciona y el compuesto con al menos dos átomos de hidrógeno
reactivos con grupos isocianato. La determinación de la fluidez se
efectúa casi siempre determinándose la longitud de trayectoria que
recorre la mezcla que reacciona. Esto se puede efectuar
introduciéndose la mezcla de reacción en un tubo flexible de lámina
de material sintético, a continuación denominado ensayo de tubo
flexible, o en un molde normalizado oblongo, a modo de ejemplo una
denominada lanza Bosch, y se determina la longitud del cuerpo
moldeado producido de este modo.
Habitualmente, para la obtención de espumas
duras a base de isocianato se emplean polioles con funcionalidades
elevadas y cadenas relativamente cortas para conseguir un reticulado
óptimo de las espumas. Los polieteralcoholes empleados
preferentemente a tal efecto tienen casi siempre una funcionalidad
de 4 a 8 y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 300 y 600,
en especial entre 400 y 500 mgKOH/g. Su obtención se efectúa
preferentemente mediante adición de óxidos de alquileno a
substancias iniciadoras con H funcionales, en especial alcoholes
y/o aminas. Como alcoholes se emplean, a modo de ejemplo, sacarosa,
glucosa o sorbita, como aminas se emplean preferentemente aminas
aromáticas, a modo de ejemplo toluilendiamina,
difenilmetano-diamina y/o
polifenilen-polimetilen-poliamina.
La viscosidad de tales polioles se sitúa en general en intervalos de
más de 5000 mPa.s a 25ºC, en la mayor parte de los casos en el
intervalo entre 5000 mPa.s y 20.000 mPa.s a 25ºC. Esto conduce a que
la fluidez de componentes de poliol es insuficiente. Para evitar el
inconveniente, al componente de poliol se añaden frecuentemente
alcoholes de bajo peso molecular, en la mayor parte de los casos
aquellos con un peso molecular menor que 400. Tales compuestos se
denominan frecuentemente también prolongadores de cadenas. No
obstante, a la adición de tales compuestos se impone límites para
impedir una reducción de las propiedades mecánicas, y un reticulado
prematuro, y con ello una reducción de la fluidez de espumas. En la
EP-A-952 169 se añaden al componente
de poliol trimetilolpropano, trimetiloletano y/o sus productos de
reacción con óxidos de alquileno. El índice de hidroxilo de los
productos aquí descritos asciende a 300 a 1300 mgKOH/g.
En la EP-A-905
161 se describe un procedimiento para la obtención de espumas duras
a base de isocianato, en el que el componente de poliol contiene al
menos un alcohol de poliéter con una funcionalidad de al menos 1,5,
y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 10 y 100 mgKOH/g. Las
espumas aquí descritas presentan una buena estabilidad a la
temperatura, y una fragilidad reducida.
No obstante, el comportamiento de fluidez de las
espumas obtenidas según los procedimientos descritos no es
suficiente para todos los campos de empleo, en especial para el
espumado de cavidades con geometría complicada.
Era tarea de la invención poner a disposición
espumas duras a base de isocianato que presentaran una buena
fluidez, sin llegar a una reducción de las propiedades
mecánicas.
Sorprendentemente, el problema se pudo
solucionar mediante el empleo de polieteralcoholes que son
obtenibles mediante adición de óxidos de alquileno a substancias
iniciadoras con H funcionales con 2 a 4 átomos de hidrógeno
activos, en especial 3 a 4 átomos de hidrógeno activos, en especial
seleccionadas a partir del grupo que contiene glicerina,
trimetilolpropano, pentaeritrita, propilenglicol,
difenilmetanodiamina y/o toluilendiamina, y que presentan un índice
de hidroxilo, determinado según DIN 53240, en el intervalo entre 100
y 250 mgKOH/g, en especial 130 mgKOH/g y 200 mgKOH/g, como
componente de empleo la obtención de espumas duras a base de
isocianato.
Por consiguiente, es objeto de la invención un
procedimiento para la obtención de espumas duras a base de
isocianato mediante reacción de
- a)
- poliisocianatos con
- b)
- compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato,
caracterizado porque los compuestos con al
menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b)
contienen polieteralcoholes bi), que son obtenibles mediante
adición de óxidos de alquileno a substancias iniciadoras con H
funcionales con 2 a 4 átomos de hidrógeno activo, en especial 3 a 4
átomos de hidrógeno activo, en especial seleccionadas a partir del
grupo que contiene propilenglicol, glicerina, trimetilolpropano,
pentaeritrita, difenilmetanodiamina y/o toluilendiamina, y
presentan un índice de hidroxilo, determinado según DIN 53240, en el
intervalo entre 130 mgKOH/g y 200 mgKOH/g, y se emplea un agente
propulsor que contiene alcanos y/o cicloalcanos líquidos a
temperatura ambiente con al menos 4 átomos de carbono.
Es especialmente preferente el empleo de
alcoholes de poliéter que se iniciaron con glicerina,
trimetilolpropano, pentaeritrita y/o toluilendiamina.
Se pueden emplear toluilendiamina y
difenilmetanodiamina en cualquier proporción de isómeros para la
obtención de polieteralcoholes empleados según la invención.
Los polieteralcoholes empleados según la
invención se emplean casi siempre junto con otros compuestos con al
menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato.
Su empleo se efectúa preferentemente en una
cantidad de un 3 a un 50% en peso, en especial de un 15 a un 30% en
peso, referido al peso de todos los compuestos con al menos dos
átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato.
Preferentemente se emplean los alcoholes de poliéter utilizados
según la invención con una funcionalidad de 2 y 3 en una cantidad
de un 20 a un 30% en peso, y aquellos con una funcionalidad de 4 en
una cantidad de un 10 a un 25% en peso, referido al peso de todos
los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con
grupos isocianato. La obtención de polieteralcoholes empleados según
la invención se efectúa habitualmente según procedimientos
conocidos, en la mayor parte de los casos mediante adición
catalítica de óxidos de alquileno inferiores a las substancias
iniciadoras citadas. Como óxidos de alquileno se emplean
preferentemente óxido de etileno y/u óxido de propileno. A
continuación se aborda más detalladamente el procedimiento para la
obtención de polieteralcoholes.
Respecto a los productos de empleo utilizados
para el procedimiento según la invención para la obtención de
espumas duras a base de isocianato se debe decir en particular lo
siguiente:
Como poliisocianatos orgánicos entran en
consideración los isocianatos alifáticos, cicloalifáticos,
aralifáticos, y preferentemente aromáticos polivalentes conocidos
en sí.
En particular cítense, a modo de ejemplo:
diisocianatos de alquileno con 4 a 12 átomos de carbono en el resto
alquileno, como por ejemplo 1,6-diisocianato de
hexametileno; diisocianatos clicloalifáticos, como por ejemplo 1,3-
y 1,4-diisocianato de ciclohexano, así como
cualquier mezcla de estos isómeros, diisocianato de 2,4- y
2,6-hexahidrotoluileno, así como las
correspondientes mezclas de isómeros, diisocianato de 4,4'-, 2,2'-
y 2,4'-diciclohexilmetano, así como las
correspondientes mezclas de isómeros, diisocianatos aralifáticos,
como por ejemplo diisocianato de 1,4-xilileno y
mezclas de isómeros de diisocianato de xilileno, preferentemente
di- y poliisocianatos aromáticos, como por ejemplo 2,4- y
2,6-toluileno (TDI) y las correspondientes mezclas
de isómeros, diisocianato de 4,4'-, 2,4'- y
2,2'-difenilmetano (MDI), y las correspondientes
mezclas de isómeros, mezclas de diisocianatos de 4,4'- y
2,4'-difenilmetano, poliisocianatos de
polifenil-polimetileno, mezclas de diisocianatos de
4,4'-, 2,4'- y 2,2'-difenilmetano y
polifenil-polimetilen-poliisocianatos
(MDI crudo), y mezclas de MDI crudo y diisocianatos de toluileno.
Los di- y poliisocianatos orgánicos se pueden emplear aislados, o en
forma de mezclas.
Frecuentemente se emplean también los
denominados isocianatos modificados polivalentes, es decir,
productos que se obtienen mediante reacción química de di- y/o
poliisocianatos orgánicos. A modo de ejemplo cítense di- y/o
poliisocianatos que contienen grupos isocianurato y/o uretano. En
particular, a modo de ejemplo entran en consideración
poliisocianatos orgánicos que contienen grupos uretano,
preferentemente aromáticos, con contenidos en NCO de un 33 a un 15%
en peso, preferentemente de un 31 a un 21% en peso, referido al peso
total de poliisocianato. También son apropiados prepolímeros que
contienen grupos isocianato con contenidos en NCO de un 25 a un 3,5%
en peso, preferentemente de un 21 a un 14% en peso, referido al peso
total de poliisocianato, obtenidos a partir de poliéster- y/o
preferentemente poliéter-polioles y diisocianato de
4,4'-difenilmetano, mezclas de diisocianato de
2,4'- y 4,4'-difenilmetano, diisocianatos de 2,4 y/o
2,6-toluileno o MDI crudo. Han dado buen resultado
además poliisocianatos líquidos que contienen anillos de
isocianurato con contenidos en NCO de un 33 a un 15,
preferentemente un 31 a un 21% en peso, referido al peso total de
poliisocianato, por ejemplo a base de diisocianato de 4,4'-, 2,4'-
y/o 2,2'-difenilmetano y/o 2,4- y/o
2,6-toluileno.
En caso dado, los poliisocianatos modificados se
pueden mezclar entre sí, o con poliisocianatos orgánicos no
modificados, como por ejemplo diisocianato de 2,4'-,
4,4'-difenilmetano, MDI crudo, diisocianato de 2,4-
y/o 2,6-toluileno.
Como poliisocianatos orgánicos han dado
especialmente buen resultado, y se aplican preferentemente para la
obtención de espumas duras a base de isocianato: mezclas de
poliisocianatos orgánicos modificados que contienen grupos uretano
con un contenido en NCO de un 33,6 a un 15% en peso, en especial
aquellos a base de diisocianatos de toluileno, diisocianato de
4,4'-difenilmetano, mezclas de isómeros de
diisocianato de difenilmetano o MDI crudo, y en especial
diisocianato de 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-difenilmetano,
poliisocianato de polifenilpolimetileno, diisocianato de 2,4- y
2,6-toluileno, MDI crudo con un contenido en
isómeros de diisocianato de difenilmetano de un 33 a un 55% en
peso, y mezclas de al menos dos de los citados poliisocianatos, por
ejemplo MDI crudo, o mezclas de diisocianatos de toluileno y MDI
crudo.
Como compuestos con al menos dos átomos de
hidrógeno reactivos con isocianato, que se pueden emplear junto con
los polieteralcoholes bi) empleados según la invención, se emplean
en especial polieteralcoholes y/o poliesteralcoholes.
En la obtención de espumas duras según la
invención a base de isocianato, en la mayor parte de los casos se
emplea al menos un polieteralcohol, que presenta una funcionalidad
de al menos 4, y un índice de hidroxilo mayor que 250 mgKOH/g.
Los poliésteralcoholes empleados junto con los
polieteralcoholes bi) empleados según la invención se obtienen casi
siempre mediante condensación de alcoholes polifuncionales,
preferentemente dioles con 2 a 12 átomos de carbono,
preferentemente 2 a 6 átomos de carbono, con ácidos carboxílicos
polifuncionales con 2 a 12 átomos de carbono, a modo de ejemplo
ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido subérico,
ácido azeláico, ácido sebácico, ácido decanodicarboxílico, ácido
maleico, ácido fumárico, y preferentemente ácido ftálico, ácido
isoftálico, ácido tereftálico, y los ácidos naftalindicarboxílicos
isómeros.
Los polieteralcoholes empleados junto con los
polieteralcoholes bi) empleado según la invención tienen casi
siempre una funcionalidad entre 2 y 8, en especial 4 a 8.
En especial como compuestos polihidroxílicos, se
emplean polieterpolioles que se obtienen según procedimientos
conocidos, a modo de ejemplo mediante polimerización aniónica de
óxidos de alquileno en presencia de hidróxidos alcalinos.
Como óxidos de alquileno se emplean
preferentemente óxido de etileno y óxido de
1,2-propileno. Los óxidos de alquileno se pueden
emplear aislados, de manera alternante sucesivamente, o como
mezclas.
Como moléculas iniciadoras entran en
consideración, a modo de ejemplo: agua, ácidos dicarboxílicos
orgánicos, como por ejemplo ácido succínico, ácido adípico, ácido
ftálico y ácido tereftálico, diaminas alifáticas y aromáticas, en
caso dado N-mono-, N,N- y
N,N'-dialquil substituidas con 1 a 4 átomos de
carbono en el resto alquilo, como por ejemplo etilendiamina mono- y
dialquilsubstituida, dietilentriamina, trietilentetraamina,
1,3-propilendiamina, 1,3-, o
1,4-butilendiamina, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- y
1,6-hexametilendiamina, anilina, fenilendiaminas,
2,3-, 2,4-, 3,4- y 2,6- 4,4'- toluilendiamina y 4,4'-, 2,4'- y
2,2'-diamino-difenilmetano.
Como moléculas iniciadoras entran en
consideración además: alcanolaminas, como por ejemplo etanolaminas,
N-metil y N-etiletanolamina,
dialcanolaminas, como por ejemplo dietanolamina,
N-metil y N-etildietanolamina y
trialcanolaminas, como por ejemplo trietanolamina y amoniaco.
Además se emplean alcoholes polivalentes, en
especial tri- y/o tetravalentes, como etanodiol, 1,2- y
1,3-propanodiol, dietilenglicol, dipropilenglicol,
1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol,
glicerina, pentaeritrita, sorbita y sacarosa, fenoles polivalentes,
como por ejemplo
4,4'-dihidroxi-difenilmetano y
4,4'-dihidroxi-2,2-difenilpropano,
resoles, como por ejemplo productos de condensación de fenol y
formaldehído, y condensados de Mannich a partir de fenoles,
formaldehído y dialcanolaminas, así como melamina.
Los polieterpolioles poseen una funcionalidad
preferentemente de 3 a 8, y en especial 3 a 6, e índices de
hidroxilo preferentemente de 120 mgKOH/g a 770 mgKOH/g, y en
especial 240 mgKOH/g a 570 mgKOH/g.
En tanto para la obtención de polieteralcoholes
empleados junto con los polieteralcoholes utilizados según la
invención se empleen como substancias iniciadoras los compuestos
empleados para la obtención de polieteralcoholes utilizaos según la
invención, los polieteralcoholes empleados junto con los
polieteralcoholes utilizados según la invención presentan un índice
de hidroxilo fuera del intervalo de 100 a 250 mgKOH/g.
En la combinación de polieteralcoholes bi)
empleados según la invención con polieteralcoholes que se iniciaron
con azúcares, como sacarosa o sorbita, es ventajoso emplear los
polieteralcoholes utilizados según la invención bi) con un índice
de hidroxilo en el intervalo entre 150 a 200 mgKOH/g, mientras que
en la combinación de polieteralcoholes según la invención con
aquellos que se iniciaron con aminas aromáticas, los
polieteralcoholes bi) empleados según la invención pueden presentar
preferentemente un índice de hidroxilo hasta 250 mgKOH/g.
Otros datos sobre los polieteralcoholes y
poliesteralcoholes empleados, así como su obtención, se encuentran,
a modo de ejemplo, en el manual de materiales sintéticos, tomo 7,
"Polyurethane", editado por Günter Oertel, editorial
Carl-Hanser, Munich, 1993.
A los compuestos con al menos dos átomos de
hidrógeno reactivos con grupos isocianato pertenecen también los
prolongadores de cadenas y reticulantes, en caso dado empleados de
modo concomitante. No obstante, para la modificación de propiedades
mecánicas se puede mostrar ventajosa la adición de agentes de
prolongación de cadenas difuncionales, agentes reticulantes
trifuncionales, y de funcionalidad más elevada, o en caso dado
también mezclas de los mismos. Como agentes de prolongación de
cadenas y/o reticulantes se emplean preferentemente alcanolaminas,
y en especial dioles y/o trioles, con pesos moleculares menores que
400, preferentemente 60 a 300.
En tanto para la obtención de espumas duras a
base de isocianato se apliquen agentes de prolongación de cadenas,
agentes reticulantes, o mezclas de los mismos, estos se emplean
convenientemente en una cantidad de un 0 a un 20% en peso,
preferentemente un 2 a un 5% en peso, referido al peso de compuestos
con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos
isocianato b).
El procedimiento según la invención se lleva a
cabo habitualmente en presencia de agentes propulsores,
catalizadores, así como, en caso necesario, agentes auxiliares y/o
aditivos.
Se emplea un agente propulsor que contiene
alcanos y/o cicloalcanos líquidos a temperatura ambiente con al
menos 4 átomos de carbono. En este caso se trata de compuestos
inertes frente a los componentes de empleo, que son casi siempre
líquidos a temperatura ambiente, y se evaporan en las condiciones de
reacción de uretano. El punto de ebullición de estos compuestos se
sitúa preferentemente por debajo de 110ºC, en especial por debajo de
80ºC.
Como agente propulsor adicional se puede emplear
a modo de ejemplo, agua, que reacciona con grupos isocianato bajo
eliminación de dióxido de carbono.
Como catalizadores se emplean en especial
compuestos que aceleran fuertemente la reacción de grupos isocianato
con los grupos reactivos con grupos isocianato. En especial se
emplean compuestos metálicos orgánicos, preferentemente compuestos
de estaño orgánicos, como sales de estaño (II) de ácidos
orgánicos.
Además se pueden emplear como catalizadores
aminas fuertemente básicas. Son ejemplos a tal efecto aminas
alifáticas secundarias, imidazoles, amidinas, triazinas, así como
alcanolaminas.
En caso necesario, los catalizadores se pueden
emplear por separado o en cualquier mezcla entre sí.
Como agentes auxiliares y/o aditivos entran en
consideración las substancias conocidas en sí para este fin, a modo
de ejemplo substancias tensioactivas, estabilizadores de espuma,
reguladores celulares, cargas, pigmentos, colorantes, agentes
ignífugos, agentes protectores frente a hidrólisis, antiestáticos,
agentes de acción fungiestática y bacteriostática.
Se encuentran indicaciones más detalladas sobre
las substancias de partida, agentes propulsores, catalizadores, así
como agentes auxiliares y/o aditivos empleados para la puesta en
práctica del procedimiento según la invención, a modo de ejemplo,
en el manual de materiales sintéticos, tomo 7, "Polyurethane",
editorial Carl-Hanser, Munich, 1ª edición, 1966, 2ª
edición, 1983, y 3ª edición, 1993.
Para la obtención de espumas duras a base de
isocianato, los poliisocianatos a) y los compuestos con al menos
dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) se hacen
reaccionar en cantidades tales que la proporción de equivalencia de
grupos NCO de poliisocianatos a) respecto a la suma de átomos de
hidrógeno reactivos de los componentes b) ascienden a 0,85 hasta
1,75 : 1, preferentemente 1,0 a 1,3 : 1, y en especial
aproximadamente 1,0 a 1,15 : 1. En tanto las espumas que contienen
grupos uretano se modifiquen mediante la formación de grupos
isocianurato, a modo de ejemplo para el aumento del poder ignífugo,
habitualmente se aplica una proporción de grupos NCO de
poliisocianatos a) respecto a la suma de átomos de hidrógeno
reactivo del componente b) de 1,6 a 60 : 1, preferentemente 3,0 a 8
: 1.
Las espumas duras a base de isocianato se pueden
obtener discontinua o continuamente según el procedimiento de
prepolímero, o preferentemente según el procedimiento de una etapa
con ayuda de dispositivos de mezcla cono-
cidos.
cidos.
Se ha mostrado especialmente ventajoso trabajar
según el procedimiento de dos componentes, y reunir los compuestos
con al menos dos átomos de hidrógenos reactivos con grupos
isocianato junto con los agentes propulsores, los catalizadores,
así como los agentes auxiliares y/o aditivos para dar un denominado
componente de poliol, y hacer reaccionar estos con los
poliisocianatos, o mezcla de poliisocianatos, y en caso dado agentes
propulsores, también denominados componente de isocianato.
Los componentes de partida se mezclan a una
temperatura de 15 hasta 90ºC, preferentemente de 20 a 35ºC, y se
introducen en un útil de moldeo abierto, en caso dado temperado, en
el que se deja espumar la mezcla de reacción sensiblemente sin
presión para evitar una zona marginal compactada. Para la formación
de elementos compuestos se reviste convenientemente el reverso de
una capa cubriente, por ejemplo mediante vertido o pulverizado, con
la mezcla de reacción espumable, y la misma se deja espumar y
endurecer para dar espuma dura. Para el espumado de cavidades se
introduce la mezcla de reacción en la cavidad donde se espuma bajo
relleno de la cavidad total.
Las espumas duras a base de isocianato obtenidas
conforme al procedimiento según la invención tienen en la mayor
parte de los casos una proporción de densidad aparente espumada
libremente respecto a densidad de pieza moldeada de 1 : 1,2 a 1,35.
En el caso de espumas habituales, esta proporción se sitúa casi
siempre en el intervalo entre 1 : 1,4 a 1 : 1,5. Con ello es
posible un claro ahorro de material. Sorprendentemente, esta
reducción de la densidad va unida a una reducción de las propiedades
mecánicas de las espumas.
Las espumas duras a base de isocianato obtenidas
conforme al procedimiento según la invención encuentran empleo
preferentemente como capa intermedia termoaislante en elementos
compuestos, y para el espumado de cavidades en carcasas de muebles
frigoríficos, en especial para neveras y congeladores, y como
revestimiento externo de acumuladores de agua caliente. Los
productos son apropiados además para el aislamiento de materiales
calentados, como cubierta de motores, y como cápsulas
tubulares.
Las espumas duras a base de isocianato obtenidas
conforme al procedimiento según la invención presentan una buena
fluidez. En su empleo es posible rellenar completamente incluso
cavidades con geometría complicada sin la molesta formación de
rechupes. Con ello es posible rellenar estas cavidades con poco
material, y reducir con ello los costes de obtención, y también el
peso de componentes obtenidos, en especial muebles frigoríficos,
acumuladores de agua caliente y tubos de calor para calefacción. A
pesar de la reducida densidad, las espumas presentan excelentes
propiedades mecánicas, en especial una resistencia a la presión
elevada, así como una conductividad térmica reducida.
La invención se explicará más detalladamente en
los siguientes ejemplos.
Ejemplos 1 a
16
Los componentes de poliol descritos en las
tablas 1 y 2, que se obtuvieron mediante mezclado de los componentes
aquí indicados, y los componentes de isocianato, se mezclaron en
una máquina de espumado de alta presión de tipo Puromat® PM 30
(Elastogran GmbH), la mezcla de reacción se inyectó en una
herramienta de moldeo de dimensiones 200x20x5 cm, y se dejó espumar
en la misma. De los cuerpos moldeados producidos de este modo se
determinó la densidad de carga mínima, la densidad aparente de
pieza moldeada y la resistencia a la presión según DIN 53421.
Se denomina densidad de carga mínima la densidad
que presenta la espuma cuando rellena precisamente el molde.
La fluidez se determinó como sigue por medio del
ensayo de tubo flexible:
se mezclaron intensivamente 100 g de mezcla de
reacción en un vaso, e inmediatamente tras el mezclado de los
componentes se vertieron en un tubo flexible de material sintético
con un diámetro de 4,5 cm, se cerró el tubo por un lado, y se
determinó la longitud de tubo flexible recorrida por la mezcla de
reacción en cm.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Ejemplos 1 a
9
Las cantidades de substancias de empleo se
indican en partes en peso.
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Ejemplos 10 a
16
La cantidad de substancias de empleo se indica
en partes en peso.
Claims (6)
1. Procedimiento para la obtención de espumas
duras a base de isocianato mediante reacción de
- a)
- poliisocianatos con
- b)
- compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato,
caracterizado porque, procedimiento
porque los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos
con grupos isocianato b) contienen polieteralcoholes bi), que son
obtenibles mediante adición de óxidos de alquileno a substancias
iniciadoras con H funcionales con 3 a 4 átomos de hidrógeno activos,
y presentan un índice de hidroxilo, determinados según DIN 53240 en
el intervalo entre 130 mg KOH/g y 200 mg KOH/g, y se emplea un
agente propulsor que contiene alcanos y/o cicloalcanos líquidos a
temperatura ambiente con al menos 4 átomos de carbono.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las substancias iniciadoras con H
funcionales empleadas para la obtención de polieteralcoholes bi)
son seleccionada a partir del grupo que contiene glicerina,
trimetilolpropano, propilenglicol, pentaeritrita,
difenilmetanodiamina y/o toluilendiamina.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los polieteralcoholes bi) se emplean en
una cantidad de un 3 a un 50% en peso, referido al componente
b).
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los polieteralcoholes bi) se emplean en
una cantidad de un 15 a un 30% en peso, referido al componente
b).
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los polieteralcoholes bi) se emplean en
combinación con al menos un polieteralcohol con una funcionalidad
mayor que 4 y un índice de hidroxilo mayor que 250 mgKOH/g.
6. Espumas duras a base de isocianato,
obtenibles según una de las reivindicaciones 1 a 5.
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| DE2000115001 DE10015001A1 (de) | 2000-03-25 | 2000-03-25 | Verfahren zur Herstellung von Hartschaumstoffen auf Isocyanatbasis |
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|---|---|
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