ES2343216T3 - Procedimiento de produccion de espumas rigidas y semi-rigidas con pequeñas cantidades de diisocianato usando polioles polimericos caracterizados por un alto contenido de solidos y un alto indice de hidroxilo y las espumas resultantes. - Google Patents
Procedimiento de produccion de espumas rigidas y semi-rigidas con pequeñas cantidades de diisocianato usando polioles polimericos caracterizados por un alto contenido de solidos y un alto indice de hidroxilo y las espumas resultantes. Download PDFInfo
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Abstract
Una espuma de poliuretano rígida o semi-rígida que comprende el producto de reacción de: (A) menos de 75 pep, en base a 100 pep de componente (B), de al menos un poliisocianato; con (B) un componente reactivo con isocianato que tiene un contenido de sólidos de al menos el 40% en peso, un índice de hidroxilo global de la porción líquida, no sólida de al menos 160, y que comprende: (1) al menos el 50% en peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de al menos el 30% en peso, en el que el poliol de base del poliol polimérico tiene un índice de hidroxilo de al menos 70 y una funcionalidad de 2 a 8, y (2) no más del 50% en peso de uno o más segundos polioles, siendo dicho segundo poliol diferente del poliol polimérico (1), con la suma de los % en peso de polioles (1) y (2) totalizando el 100% en peso de (B); en presencia de (C) al menos un agente de soplado; (D) al menos un tensioactivo; y (E)al menos un catalizador.
Description
Procedimiento de producción de espumas rígidas y
semi-rígidas con pequeñas cantidades de diisocianato
usando polioles poliméricos caracterizados por un alto contenido de
sólidos y un alto índice de hidroxilo y las espumas resultantes.
Esta invención se refiere a un procedimiento
para la producción de espumas rígidas y semi-rígidas
a bajos niveles de isocianato, y a las espumas producidas mediante
este procedimiento. El procedimiento comprende hacer reaccionar a
un componente de poliisocianato con un componente reactivo con
isocianato, en presencia de al menos un agente de soplado, al menos
un tensioactivo y al menos un catalizador. Los componentes reactivos
con isocianato adecuados se caracterizan por tener un contenido de
sólidos de al menos el 40% en peso, y un índice de hidroxilo global
de la restante porción líquida, no sólida de al menos 160. Además,
el componente reactivo con isocianato comprende al menos el 50% en
peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de
al menos el 30% en peso y en el que el poliol de base tiene un
índice de hidroxilo de al menos 70.
Las espumas rígidas y
semi-rígidas son útiles en el envasado y en otras
aplicaciones de gestión de energía tales como espumas disipadoras
de energía para aplicaciones en automoción. Éstas también se usan
para proporcionar soporte y otorgar rigidez en diversas
construcciones compuestas tales como techos de automóviles y
diversas estructuras de tipo sándwich.
En la técnica se conocen y describen espumas que
absorben energía. Véase, por ejemplo, Las Patentes de Estados
Unidos Nº 6.265.457 y 6.777.457.
Las espumas que absorben energía del documento
WO 98/16567 comprenden 100 partes en peso de un componente reactivo
con isocianato que está constituido por (a) de 30 a 70 partes en
peso de un poliol que tiene un peso molecular de 2500 a 6500, una
funcionalidad de 2,5 a 6 y un contenido de hidroxilo primario de al
menos el 40% en peso, y que opcionalmente contiene un polímero
dispersado de forma estable en el poliol, con (b) de 70 a 30 partes
en peso de un poliol rígido que tiene un peso molecular de 300 a
1000, una funcionalidad de 2,5 a 6 y un valor de hidroxilo en el
intervalo de 200 a 600. Este componente reactivo con isocianato hace
posible preparar espumas que tienen una densidad de menos de 50
kg/m^{3}.
Las Patentes de Estados Unidos Nº 6.265.457 y
6.777.457 describen espumas poliméricas a base de isocianato que
comprenden una matriz polimérica a base de isocianato que tiene un
material particulado cristalino dispuesto en la matriz. El
procedimiento para producir estas espumas comprende poner en
contacto a un isocianato, un compuesto que contiene hidrógeno
activo, agua y un material particulado que tiene una entalpía de
transición de fase endotérmica de al menos aproximadamente 50 J/g
para producir una mezcla de reacción, y expandir la mezcla de
reacción para formar la espuma polimérica a base de isocianato.
Las espumas de poliuretano en bloque rígidas y
el procedimiento para la preparación se describen en el documento
JP 05186559. Estos comprenden la reacción de prepolímeros terminados
en NCO de polioles rígidos y TDI o MDI polimérico, y polioles
rígidos que contienen de 10 a 100 partes de polioles de poliéter
preparados alcoxilando trimetilolpropano, y un agente de soplado
que comprende diclorotrifluoretano.
El poliuretano flexible termoformable y su uso
como materiales para envasado se conoce y se ha descrito. Véase el
artículo de S. E. Wujcik et al titulado "Thermoformable
Flexible Polyurethane: A Unique Packaging Material", presentado
en la 32ª Annual Polyurethane Technical Marketing Conference,
1-4 de octubre de 1999, págs.
223-226. Las espumas descritas en este artículo
también tienen excelentes características de absorción de energía,
y permiten que los productos acolchados se fabriquen a medida para
especificaciones detalladas necesarias para protección de una gran
variedad de partes en un amplio espectro ambiental. Estas espumas de
poliuretano se preparan a partir de MDI o TDI, con un nuevo poliol
de injerto (es decir, Pluracol® Polyol 1150) y tienen una
resistencia a la compresión mejorada. Se describe espumas de TDI que
tienen resistencias a la compresión del 50% hasta 35,9 kPa (5,2
psi) a una densidad de 33,64 kg/m^{3} (2,1 pcf). También se
describe una espuma de MDI con una resistencia a la compresión del
50% de
82,7 kPa (12 psi) y una densidad de 32,04 kg/m^{3} (2,0 pcf), pero no se proporciona información sobre el nivel de MDI.
82,7 kPa (12 psi) y una densidad de 32,04 kg/m^{3} (2,0 pcf), pero no se proporciona información sobre el nivel de MDI.
Las ventajas de la presente invención incluyen
la producción de espumas rígidas y semi-rígidas que
muestran una mayor resistencia a la compresión en función de la
densidad cuando se producen. En particular, pueden producirse
espumas con alta resistencia a la compresión de menor densidad con
niveles más bajos de reactivo con isocianato y menos generación de
calor durante el procedimiento de producción. Esto es
particularmente beneficioso para evitar la descomposición
exotérmica e incluso el fuego en la producción de grandes bloques
de espuma mediante un procedimiento de espumado de bloque en plancha
("slabstock") o en caja de una sola etapa. El
procedimiento también permite el uso de isocianatos o mezclas de
isocianato que tienen un mayor contenido de NCO libre incluyendo
TDI que está disponible en muchas instalaciones de producción de
espuma. La flexibilidad de producción proporcionada por el uso de
TDI y el uso de menos isocianato también puede ayudar a superar
restricciones de la producción de espuma rígida y
semi-rígida causadas por escaseces temporales o de
larga duración de isocianatos con mayor contenido de NCO libre o de
productos químicos de isocianato en general.
\global\parskip0.920000\baselineskip
Esta invención se refiere a espumas rígidas y
semi-rígidas y a procedimientos para la producción
de estas espumas. Las espumas de la presente invención comprenden
el producto de reacción de:
- (A)
- menos de 75 partes en peso, en base a 100 partes en peso de componente (B), de al menos un poliisocianato; y
- (B)
- un componente reactivo con isocianato que tiene un contenido total de sólidos de al menos el 40% en peso y un índice de hidroxilo global de la porción líquida, no sólida de al menos 160, y que comprende:
- (1)
- al menos el 50% en peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de al menos el 30% en peso, en el que el poliol de base del poliol polimérico tiene un índice de hidroxilo de al menos 70 y una funcionalidad de 2 a 8, y
- (2)
- no más del 50% en peso de uno o más segundos polioles, con los segundos polioles siendo diferentes del poliol polimérico (1),
- \quad
- con la suma de los % en peso de polioles (1) y (2) totalizando el 100% en peso de (B);
en presencia de
- (C)
- al menos un agente de soplado;
- (D)
- al menos un tensioactivo; y
- (E)
- al menos un catalizador.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento para la preparación de estas
espumas rígidas y semi-rígidas comprende
- (I)
- hacer reaccionar
- (A)
- menos de 75 pep, en base a 100 pep de componente (B), de al menos un poliisocianato; con
- (B)
- un componente reactivo con isocianato que tiene un contenido total de sólidos de al menos el 40% en peso, un índice de hidroxilo global de la porción líquida, no sólida de al menos 160, y que comprende:
- (1)
- al menos el 50% en peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de al menos el 30% en peso, en el que el poliol de base del poliol polimérico tiene un índice de hidroxilo de al menos 70 y una funcionalidad de 2 a 8, y
- (2)
- no más del 50% en peso de uno o más segundos polioles, con los segundos polioles siendo diferentes del poliol polimérico (1),
- \quad
- con la suma de los % en peso de polioles (1) y (2) totalizando el 100% en peso de (B);
- \quad
- en presencia de
- (C)
- al menos un agente de soplado;
- (D)
- al menos un tensioactivo; y
- (E)
- al menos un catalizador.
\vskip1.000000\baselineskip
Las espumas rígidas y
semi-rígidas de la presente invención se
caracterizan por tener una deflexión por fuerza de compresión
ajustada al 50% (CFD ajustada al 50%) de al menos 48,3 kPa (7,0 psi
(libras/pulgada^{2})) cuando se ajusta a una densidad de espuma
de 32,0 kg/m^{3} (2,0 libras/pie^{3}) usando la siguiente
ecuación:
Como se usa en este documento, el término
"pep" se refiere a partes en peso.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Como se usa en este documento, el índice de
hidroxilo se define como el número de miligramos de hidróxido de
potasio necesarios para la hidrólisis completa del derivado
completamente ftalilado preparado a partir de 1 gramo de poliol. El
índice de hidroxilo también puede definirse mediante la
ecuación:
OH = (56,1 x
1000)/Peso
Eq.
en la
que:
OH: representa el índice de hidroxilo del
poliol,
Peso Eq. representa el peso equivalente medio
del poliol.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se usa en este documento, la funcionalidad
del poliol representa la funcionalidad nominal media del poliol, es
decir el número medio de grupos hidroxilo por molécula de cebador
usada para producir el poliol.
El término "poliol polimérico" se refiere a
aquellas composiciones que pueden producirse polimerizando uno o
más monómeros etilénicamente insaturados disueltos o dispersados en
un poliol de base en presencia de un catalizador de radicales
libres para formar una dispersión estable de partículas poliméricas
en el poliol de base.
De acuerdo con la presente invención, el
componente de poliisocianato (A) está presente en una cantidad de
menos de 75 partes en peso, preferiblemente menos de 65 pep, y más
preferiblemente menos de 55 pep, en base a 100 pep del componente
(B) reactivo con isocianato.
Los poliisocianatos adecuados para usarlos como
componente (A) de acuerdo con la presente invención incluyen, por
ejemplo, diisocianatos monoméricos, prepolímeros de NCO, y
poliisocianatos líquidos. Los diisocianatos monoméricos adecuados
pueden estar representados por la fórmula R(NCO)_{2}
en la que R representa un grupo orgánico obtenido retirando los
grupos isocianato de un diisocianato orgánico que tiene un peso
molecular de 56 a 1.000, preferiblemente de 84 a 400. Los
diisocianatos preferidos para el procedimiento de acuerdo con la
invención son los representados por la fórmula anterior en la que R
representa un grupo hidrocarburo alifático divalente que tiene de 4
a 12 átomos de carbono, un grupo hidrocarburo cicloalifático
divalente que tiene de 6 a 13 átomos de carbono, un grupo
hidrocarburo aralifático divalente que tiene de 7 a 20 átomos de
carbono o un grupo hidrocarburo aromático divalente que tiene de 6 a
18 átomos de carbono. Los diisocianatos monoméricos preferidos son
aquellos en los que R representa un grupo hidrocarburo
aromático.
Los ejemplos de los diisocianatos orgánicos
adecuados incluyen diisocianato de
1,4-tetrametileno, diisocianato de
1,6-hexametileno, diisocianato de
2,2,4-trimetil-1,6-hexametileno,
diisocianato de 1,12-dodecametileno,
ciclohexano-1,3- y
-1,4-diisocianato,
1-isocianato-2-isocianatometill
ciclopentano,
1-isocianato-3-isocianatometil-3,5,5-trimetil-ciclohexano
(diisocianato de isoforona o IPDI),
bis(4-isocianatociclohexil)metano,
diisocianato de 2,4'-diciclohexilmetano, 1,3- y
1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano,
bis(4-isocianato-3-metil-ciclohexil)metano,
diisocianato de
\alpha,\alpha,\alpha',\alpha'-tetrametil-1,3-
y/o -1,4-xilileno,
1-isocianato-1-metil-4(3)-isocianatometil
ciclohexano, diisocianato de 2,4- y/o
2,6-hexahidrotolueno, diisocianato de 1,3- y/o
1,4-fenileno, diisocianato de 2,4- y/o
2,6-tolueno, diisocianato de 2,2'-,2,4'- y/o
4,4'-difenilmetano, 1,5-diisocianato
naftaleno y mezclas de los mismos. También pueden usarse
poliisocianatos aromáticos que contienen 3 o más grupos isocianato
tales como triisocianato de 4,4',4''-trifenilmetano
y poli(fenilisocianatos) de polimetileno obtenidos mediante
fosgenación de condensados de anilina/formaldehído.
De acuerdo con la presente invención, al menos
una porción de la composición de poliisocianato puede estar
presente en forma de un prepolímero de NCO. Los prepolímeros de NCO,
que también pueden usarse como la composición de poliisocianato de
acuerdo con la presente invención, se preparan a partir de los
poliisocianatos descritos anteriormente y compuestos orgánicos que
contienen al menos dos grupos reactivos con isocianato,
preferiblemente al menos dos grupos hidroxi. Los prepolímeros se
prefieren menos en la presente invención, sin embargo, y, cuando se
usan, la cantidad de prepolímero no puede superar 75 pep, en base a
100 pep del componente (B) reactivo con isocianato. Los productos
obtenidos haciendo reaccionar a poliisocianatos exclusivamente con
compuestos de bajo peso molecular son aductos de poliisocianato que
contienen grupos uretano y que no se considera que sean
prepolímeros de NCO. Estos pueden emplearse en la presente
invención.
Se prefiere que los poliisocianatos de la
presente invención sean poliisocianatos aromáticos. Algunos ejemplos
de poliisocianatos aromáticos adecuados son diisocianato de 1,3-
y/o 1,4-fenileno, diisocianato de 2,4- y/o
2,6-tolueno (TDI), diisocianato de 2,2'-, 2,4'- y/o
4,4'-difenilmetano (MDI),
1,5-diisocianato naftaleno y mezclas de los mismos.
También pueden usarse poliisocianatos aromáticos que contienen 3 o
más grupos isocianato tales como triisocianato de
4,4',4''-trifenilmetano y
poli(fenilisocianatos) de polimetileno (pMDI) obtenidos
mediante fosgenación de condensados de anilina/formaldehído. Un
poliisocianato más preferido comprende diisocianato de tolueno.
En una realización preferida de la presente
invención, el componente de poliisocianato comprende más del 50% en
peso de diisocianato de tolueno, más preferiblemente más del 70% en
peso de diisocianato de tolueno, y de la forma más preferible el
100% en peso de diisocianato de tolueno. En la realización
preferida, cuando el componente de poliisocianato comprende más del
50% en peso de diisocianato de tolueno y más preferiblemente más
del 70% en peso de diisocianato de tolueno, se prefiere que el resto
del componente de poliisocianato comprenda MDI o pMDI.
El componente reactivo con isocianato adecuado
(B) para la presente invención se caracteriza por tener un
contenido total de sólidos de al menos el 40% en peso y un índice de
hidroxilo global de la porción líquida, no sólida de al menos 160.
Se prefiere que el componente reactivo con isocianato (B) tenga una
funcionalidad media de al menos 2. El contenido total de sólidos
del componente reactivo con isocianato (B) es preferiblemente al
menos el 45% en peso, y más preferiblemente al menos el 50% en peso.
El índice de hidroxilo global de la porción líquida, no sólida del
componente reactivo con isocianato (B) es preferiblemente al menos
180, más preferiblemente al menos 200, y de la forma más preferible
al menos 220. Además, la funcionalidad media de la porción líquida
del componente reactivo con isocianato (B) es más preferiblemente de
al menos 2 a 8, y de la forma más preferible de al menos 2 a 4.
El componente reactivo con isocianato (B) de la
presente invención comprende
- (1)
- al menos el 50% en peso, preferiblemente al menos el 70% en peso, y más preferiblemente al menos el 80% en peso, de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de más del 30% en peso, y en el que el poliol de base del poliol polimérico tiene un índice de hidroxilo de al menos 70 y una funcionalidad de 2 a 8; y
- (2)
- no más del 50% en peso, preferiblemente no más del 30% en peso, y más preferiblemente no más del 20% en peso, de uno o más segundos polioles que es diferente del poliol polimérico (1), con la suma de los % en peso de (1) y (2) totalizando el 100% en peso del componente (B) reactivo con isocianato.
De acuerdo con la presente invención, los
polioles poliméricos adecuados para usarlos como componente (1) del
componente reactivo con isocianato (B) tienen típicamente un
contenido de sólidos de al menos el 30% en peso, preferiblemente al
menos el 40% en peso y más preferiblemente al menos el 50% en peso.
Los polioles poliméricos adecuados para usarlos como componente (1)
del componente reactivo con isocianato (B) comprenden dispersiones
de sólidos poliméricos en un poliol de base adecuado. De acuerdo con
la presente invención, se prefiere que los sólidos dispersados en
los polioles poliméricos estén compuestos por polímero de
estireno-acrilonitrilo (SAN). Los polioles
poliméricos se preparan típicamente mediante la polimerización
in-situ de uno o más monómeros de vinilo,
también denominados monómeros etilénicamente insaturados,
preferiblemente acrilonitrilo y estireno, en un poliol de base,
preferiblemente un poliol de poli(oxialquileno), que tiene
una cantidad secundaria de insaturación natural o inducida. Otro
poliol polimérico preferido se prepara mediante la polimerización
in-situ de estireno, acrilonitrilo y cloruro
de vinilideno en el poliol de base. Métodos para preparar polioles
poliméricos se conocen y se describen en, por ejemplo, las Patentes
de Estados Unidos Nº 3.304.273; 3.383.351; 3.523.093; 3.652.639;
3.823.201; 4.104.236; 4.111.865; 4.119.586; 4.125.505; 4.148.840;
4.172.825; 4.524.157; 4.690.956; Re-28,715; y
Re-29,118. Polioles poliméricos particularmente
preferidos para la presente invención se describen en la Solicitud
de Patente de Estados Unidos de asignación común Nº de serie
11/223.167, presentada el 9 de septiembre de 2005, y los descritos
en la Solicitud de Patente Publicada de Estados Unidos de
asignación común 20060025492, con el requisito de que esos polioles
poliméricos cumplan los requisitos descritos en este documento para
contenido de sólidos, índice de OH del poliol de base, funcionalidad
del poliol de base, etc.
Los polioles poliméricos que son adecuados para
la invención en este documento incluyen polioles de polímero SAN
que se preparan típicamente mediante la polimerización
in-situ de una mezcla de acrilonitrilo y
estireno en un poliol de base. Cuando se usa, La proporción de
estireno respecto a acrilonitrilo polimerizado
in-situ en el poliol está típicamente en el
intervalo de 100:0 a 0:100 partes en peso, en base al peso total de
la mezcla de estireno/acrilonitrilo, y preferiblemente de 80:20 a
20:80 partes en peso.
Los polioles de base adecuados usados para
preparar el poliol polimérico (1) del componente reactivo con
isocianato (B) tienen típicamente un índice de hidroxilo de al
menos 70, preferiblemente de 70 a 600, y más preferiblemente de 100
a 600. Además, estos polioles de base tienen también típicamente una
funcionalidad de 2 a 8, preferiblemente de 2 a 6 y más
preferiblemente de 2 a 4. Se prefiere particularmente que estos
polioles de base tengan una funcionalidad de más de 2,2.
Los polioles adecuados para usarlos como los
polioles de base en la presente invención incluyen, por ejemplo,
polioles de poliéter, preparados mediante la adición de óxidos de
alquileno a cebadores o iniciadores polifuncionales. Los ejemplos
de dichos polioles de poliéter incluyen polioxietilenglicoles,
trioles, tetroles y polioles de mayor funcionalidad,
polioxipropilenglicoles, trioles, tetroles y polioles de mayor
funcionalidad, mezclas de los mismos, etc. También es posible usar
polioles de poliéter preparados a partir de mezclas de óxido de
etileno y óxido de propileno. En dichas mezclas, el óxido de etileno
y el óxido de propileno pueden añadirse simultánea o
secuencialmente para proporcionar bloques internos, bloques
terminales o una distribución aleatoria de los grupos de oxietileno
y/o grupos de oxipropileno en el poliol de poliéter. Otros monómeros
de óxido de alquileno adecuados, conocidos por los especialistas en
la técnica, pueden emplearse en lugar o además del óxido de etileno
y óxido de propileno incluyendo, por ejemplo, óxido de butileno,
óxido de estireno o epiclorhidrina. Los cebadores o iniciadores
adecuados para estos compuestos incluyen, por ejemplo, etilenglicol,
propilenglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol,
tripropilenglicol, trimetilol-propano, glicerol,
pentaeritritol, sorbitol, sacarosa, etilendiamina, toluendiamina,
mezclas de los mismos, etc. Mediante alcoxilación del cebador,
puede formarse un poliol de poliéter adecuado para el componente del
poliol de base. La reacción de alcoxilación puede catalizarse
usando cualquier catalizador convencional incluyendo, por ejemplo,
un compuesto alcalino tal como hidróxido de potasio (KOH) o un
catalizador de cianuro de metal doble (DMC).
Otros polioles adecuados para el poliol de base
de la presente invención incluyen aductos de óxido de alquileno de
azúcares no reductores y derivados de azúcar, aductos de óxido de
alquileno de fósforo y ácidos fosforosos, aductos de óxido de
alquileno de polifenoles, polioles preparados a partir de aceites
naturales tales como, por ejemplo, aceite de ricino, aceite de soja
oxidado, etc., y aductos de óxido de alquileno de polihidroxialcanos
diferentes de los descritos anteriormente.
Los aductos de óxido de alquileno de
polihidroxialcanos ilustrativos incluyen, por ejemplo, aductos de
óxido de alquileno de 1,3-dihidroxipropano,
1,3-di-hidroxibutano,
1,4-dihidroxibutano, 1,4-, 1,5- y
1,6-dihidroxihexano, 1,2-,
1,3-, 1,4-1,6- y 1,8-dihidroxioctano, 1,10-dihidroxidecano, glicerol, 1,2,4-trihidroxibutano, 1,2,6-trihidroxihexano, 1,1,1-trimetil-oletano, 1,1,1-trimetilolpropano, pentaeritritol, caprolactona, policaprolactona, xilitol, arabitol, sorbitol, manitol y similares.
1,3-, 1,4-1,6- y 1,8-dihidroxioctano, 1,10-dihidroxidecano, glicerol, 1,2,4-trihidroxibutano, 1,2,6-trihidroxihexano, 1,1,1-trimetil-oletano, 1,1,1-trimetilolpropano, pentaeritritol, caprolactona, policaprolactona, xilitol, arabitol, sorbitol, manitol y similares.
Otros polioles que pueden emplearse incluyen los
aductos de óxido de alquileno de azúcares no reductores, en los que
los alcóxidos tienen de 2 a 4 átomos de carbono. Los azúcares no
reductores y los derivados de azúcar incluyen sacarosa, glucósidos
de alquilo tales como glucósido de metilo, glucósido de etilo, etc.
glucósidos de glicol tales como glucósido de etilenglicol,
glucósido de propilenglicol, glucósido de glicerol, glucósido de
1,2,6-hexanotriol, etc., así como aductos de óxido
de alquileno de los glucósidos de alquilo como se describen en la
Patente de Estados Unidos Nº 3.073.788.
Otros polioles adecuados incluyen los
polifenoles y preferiblemente los aductos de óxido de alquileno de
los mismos en los que los óxidos de alquileno tienen de 2 a 4
átomos de carbono. Entre los polifenoles que son adecuados se
incluyen, por ejemplo bisfenol A, bisfenol F, productos de
condensación de fenol y formaldehído, las resinas novolac,
productos de condensación de diversos compuestos fenólicos y
acroleína, incluyendo los
1,1,3-tris(hidroxi-fenil)propanos,
productos de condensación de diversos compuestos fenólicos y
glioxal, glutaraldehído, otros dialdehídos, incluyendo los
1,1,2,2-tetrakis(hidroxifenol)etanos,
etc.
Debe apreciarse también que pueden usarse
combinaciones o mezclas de diversos polioles útiles, si se
desea.
De acuerdo con la presente invención, el
componente reactivo con isocianato (B) puede comprender
adicionalmente (2) uno o más segundos polioles que son diferentes
del poliol polimérico (1) como se ha descrito anteriormente. Los
componentes de poliol adecuados para usarlos como este uno o más
segundo poliol incluyen, por ejemplo, uno o más compuestos
seleccionados entre el grupo constituido por polioles de poliéter,
polioles poliméricos, polioles de poliéster, politioéteres,
poliacetales, policarbonatos, prolongadores de la cadena y
reticulantes de bajo peso molecular tales como glicoles y
glucolaminas, etc., y mezclas de los mismos. Cuando el segundo
poliol comprende un poliol polimérico, este poliol polimérico debe
ser diferente del poliol polimérico usado como componente (1).
Cuando el componente (2) es una combinación o mezcla de dos o más
polioles, la mezcla debe cumplir los requisitos descritos para
índice de hidroxilo y funcionalidad.
El segundo componente de poliol (2) del
componente reactivo con isocianato tiene típicamente un índice de
hidroxilo de al menos 10, preferiblemente al menos 15, y más
preferiblemente al menos 20. Este segundo componente de poliol
también tiene típicamente un índice de hidroxilo de menos de o igual
a 2000, preferiblemente de menos de o igual a 1500, más
preferiblemente de menos de o igual a 1000, y de la forma más
preferible de menos de o igual a 750. Además, el segundo componente
de poliol puede tener un índice de hidroxilo que varía entre
cualquier combinación de estos valores superiores e inferiores,
ambos inclusive, por ejemplo de 10 a 2000, preferiblemente de 15 a
1500, más preferiblemente de 20 a 1000, y de la forma más preferible
de 20 a 750. La funcionalidad media del segundo componente de
poliol es de al menos 2, preferiblemente de al menos 2 a 6 y más
preferiblemente de al menos 2 a 4.
Como se ha mencionado anteriormente, el segundo
componente de poliol (2) puede comprender un poliol polimérico. De
este modo, el % en peso adecuado de sólidos que este segundo
componente de poliol puede contener varía entre el 0 y el 80% en
peso, preferiblemente entre el 0 y el 60% en peso, y más
preferiblemente entre el 0 y el 40% en peso, en base al peso total
del poliol polimérico.
Además, cuando el segundo componente de poliol
(2) comprende un poliol polimérico, este segundo poliol polimérico
se prepara típicamente en un poliol de base que tiene un índice de
hidroxilo de al menos 10 y preferiblemente al menos 20. Este
segundo componente de poliol de base también tiene un índice de
hidroxilo de menos de 70 y preferiblemente menos de 60. Además, el
segundo componente de poliol de base puede tener un índice de
hidroxilo que varía entre cualquier combinación de estos valores
superiores e inferiores, ambos inclusive, por ejemplo de 10 a menos
de 70 y preferiblemente de 20 a menos de 60.
Como es muy evidente para un especialista en la
técnica, el poliol polimérico individual (1) y el al menos uno o
más segundo poliol (2) que forman el componente reactivo con
isocianato (B) deben tener propiedades de modo que los requisitos
identificados previamente para el componente (B) se cumplan,
incluyendo el % en peso de sólidos, el índice de hidroxilo y la
funcionalidad media del componente líquido, no sólido.
Los agentes de soplado adecuados para usarlos
como componente (C) de acuerdo con la presente invención incluyen,
aunque sin limitación, compuestos tales como, por ejemplo, agua,
dióxido de carbono, fluorocarbonos, clorofluorocarbonos,
hidroclorofluorocarbonos, perfluorocarbonos, e hidrocarburos de bajo
punto de ebullición. Algunos ejemplos de hidrofluorocarbono
adecuados incluyen compuestos tales como
1,1-dicloro-1-fluoroetano
(HCFC-141b),
1-cloro-1,1-difluoroetano
(HCFC-142b), y clorodifluorometano
(HCFC-22); de hidrofluorocarbonos adecuados incluyen
compuestos tales como
1,1,1,3,3-pentafluoro-propano
(HFC-245fa),
1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a),
1,1,1,3,3,3-hexafluoropropano
(HFC-236fa),
1,1,2,3,3,3-hexafluoropropano
(HFC-236ea), y
1,1,1,4,4,4-hexafluorobutano
(HFC-356mffm); de hidrocarburos perfluorados
adecuados incluyen compuestos tales como perfluoropentano o
perfluorohexano; y de hidrocarburos adecuados incluyen compuestos
tales como diversos isómeros de butano, pentano, ciclopentano,
hexano, o mezclas de los mismos. El agua y el dióxido de carbono
son agentes de soplado más preferidos, siendo el agua el más
preferido.
De acuerdo con la presente invención, la
cantidad de agente de soplado usada es típicamente aquella que
producirá espumas que tienen una densidad como se describe en este
documento. Como un especialista en la técnica sabría y entendería,
es necesario usar una mayor cantidad de agente de soplado para
formar una espuma de menor densidad mientras que una espuma de
mayor densidad requiere una menor cantidad de agente de soplado. La
cantidad de soplado usada debe producir típicamente espumas que
tienen una densidad de 11,2 kg/m^{3} (0,7 pcf) o más,
preferiblemente 16,0 kg/m^{3} (1,0 pcf) o más, más preferiblemente
19,2 kg/m^{3} (1,2 pcf) o más, y de la forma más preferible 24,0
kg/m^{3} (1,5 pcf) o más. La cantidad de agente de soplado usada
también debe producir típicamente espumas que tienen una densidad
de menos de o igual a 160 kg/m^{3} (10 pcf), preferiblemente de
menos de o igual a 128,2 kg/m^{3} (8 pcf), y más preferiblemente
menos de o igual a 64,1 kg/m^{3} (4 pcf). La cantidad de agente
de soplado usada en la presente invención debe producir una espuma
que tiene una densidad que varía entre cualquier combinación de
estos valores superiores e inferiores, ambos inclusive, por ejemplo
de al menos 11,2 (0,7) a 160 kg/m^{3} (10 pcf), preferiblemente de
16,0 (1,0) a 160 kg/m^{3} (10 pcf), más preferiblemente de 19,2
(1,2) a 128,2 kg/m^{3} (8 pcf), y de la forma más preferible de
24,0 (1,5) a 64,1 kg/m^{3} (4 pcf).
Más específicamente, la cantidad de agente de
soplado usada típicamente es de al menos 0,5, preferiblemente al
menos 1, y más preferiblemente al menos 1,5 pep, en base a 100
partes en peso del componente (B) reactivo con isocianato. La
cantidad de agente de soplado usada típicamente es también menos de
o igual a 10, preferiblemente de menos de o igual a 8, y más
preferiblemente de menos de o igual a 6 pep, en base a 100 partes en
peso del componente (B) reactivo con isocianato. Además, la
cantidad de agente de soplado puede variar entre cualquier
combinación de estos valores superiores e inferiores, ambos
inclusive, por ejemplo de al menos 0,5 a 10 pep, preferiblemente de
al menos 1,0 a 8 pep y más preferiblemente de al menos 1,5 a 6 pep,
en base a 100 partes en peso del componente (B) reactivo con
isocianato. Cuando se usa agua como parte de o todo el agente de
soplado, su pep se toma como la cantidad de contribución a los
niveles totales de agente de soplado prescritos anteriormente y no
como la cantidad esperada de gas de dióxido de carbono producida a
partir de la reacción del agua con el isocianato.
Los tensioactivos adecuados para usarlos como
componente (D) de acuerdo con la presente invención incluyen, por
ejemplo, cualquiera de los tensioactivos conocidos que son adecuados
para la producción de espumas de poliuretano. Estos incluyen, por
ejemplo, aunque sin limitación, tensioactivos de tipo silicona,
tensioactivos de tipo flúor, tensioactivos orgánicos, etc. Los
tensioactivos copoliméricos de organo-silicona se
usan ampliamente en la producción de espumas de poliuretano con los
copolímeros de polisiloxano-polioxialquileno,
representando una clase preferida. Algunos ejemplos de
tensioactivos adecuados incluyen aquellos compuestos disponibles en
el mercado de Degussa-Goldschmidt, General Electric,
Air Products, etc. tales como los comercializados como NIAX
Silicones L-620, L-5614,
L-627, L-6164,
L-3858, L-629,
L-635, U-2000, etc., y TEGOSTAB
Silicones B-8002, B-2370,
B-8229, B-8715F, etc., y DABCO
DC5160, DC5169, DC5164, etc.
De acuerdo con la invención, se usan uno o más
catalizadores (E). Puede usarse cualquier catalizador de uretano
adecuado, incluyendo los compuestos de amina terciaria y compuestos
organometálicos conocidos. Los ejemplos de catalizadores de amina
terciaria adecuado incluyen trietilendiamina,
N-metil-morfolina,
pentametildietilentriamina, dimetilciclohexilamina,
tetra-metiletilendiamina,
1-metil-4-dimetilaminoetil-piperazina,
3-metoxi-N-dimetil-propilamina,
N-etilmorfolina,
dietiletanol-amina, N-cocomorfolina,
N,N-dimetil-N',N'-dimetilisopropil-propilendiamina,
N,N-dietil-3-dietilaminopropilamina
y dimetil-bencilamina. Los ejemplos de catalizadores
organometálicos adecuados incluyen organomercurio, organoplomo,
catalizadores organoférricos y de organoestaño, prefiriéndose los
catalizadores de organoestaño. Los catalizadores de organoestaño
incluyen preferiblemente, sales de estaño (II) de ácidos
carboxílicos, tales como acetato de estaño (II), octoato de de
estaño (II), etilhexoato de de estaño (II), y laurato de de estaño
(II), así como compuestos de estaño (IV), tales como dilaurato de
dibutilestaño, dicloruro de de dibutilestaño, diacetato de
dibutilestaño, maleato de dibutilestaño, y diacetato de
dioctilestaño. Los compuestos de bismuto adecuados incluyen
neodecanoato de bismuto, versalato de bismuto, y diversos
carboxilatos de bismuto conocidos en la técnica. Las sales
metálicas tales como cloruro estannoso también pueden funcionar
como catalizadores para la reacción de uretano.
Dichos catalizadores se usan típicamente en una
cantidad que aumenta de forma medible la velocidad de reacción del
poliisocianato. Las cantidades típicas son de 0,05 a 5 pep, y
preferiblemente de 0,1 a 2 pep de catalizador por 100 partes en
peso del componente (B) reactivo con isocianato.
Las espumas de poliuretano rígidas y
semi-rígidas de la presente invención pueden
producirse mediante una serie de procedimientos de espumado que son
bien conocidos por los especialistas en la técnica (véase por
ejemplo el documento POLYURETHANE HANDBOOK, Gunter Oertel, Ed.,
Hanser Publications, Munich, © 1985). Se prefiere un procedimiento
de espumado de una etapa ("one-shot")
continuo o discontinuo. En el procedimiento continuo de una etapa
los ingredientes de formulación se reúnen, se mezclan y se depositan
de forma continua típicamente en una cinta transportadora en
movimiento sobre la cual se deja que la mezcla espumante crezca
libremente hasta una altura completa (por ejemplo procedimiento de
bloque en plancha "slabstock") o a una altura confinada
determinada por una restricción superior (por ejemplo paneles en
sándwich). Las restricciones laterales en movimiento típicamente
controlan la anchura de la espuma producida en los procedimientos de
crecimiento libre y con restricción superior. En los procedimientos
de una etapa discontinuos, las cantidades controladas de los
reactivos y otros ingredientes se mezclan conjuntamente y a
continuación se depositan en un recipiente donde la espuma crece y
se endurece. Un ejemplo es un procedimiento de espuma en caja en la
que los productos químicos se mezclan y se depositan en una caja de
las dimensiones deseadas y se deja crecer libremente o crecer hasta
una altura controlada si se usa una restricción superior para
limitar el crecimiento. Estas cajas pueden tener grandes sección
transversales (182,88 cm x 365,76 cm) (6 pies x 12 pies) o ser
relativamente pequeñas para partes especiales.
Los grandes bloques de espuma producidos en el
espumado en caja y en la producción continua de bloques en plancha
pueden cortarse en rodajas y recortarse a diferentes tamaños y
pueden cortarse a diversas formas, según sea necesario para la
aplicación. Un procedimiento discontinuo ampliamente usado y
comercialmente importante es el procedimiento de espuma moldeada de
una etapa en el que las cantidades medidas de ingredientes se
depositan en un molde de una forma deseada. La espuma crece y llena
la cavidad del molde para producir una parte con la forma necesaria
para la aplicación pretendida.
Las espumas rígidas y
semi-rígidas de la presente invención se
caracterizan por tener desviaciones de la fuerza de compresión
ajustadas el 50% (CFD ajustada al 50%) de más de 48,3 kPa (7,0 psi
(libras/pulgada^{2})); preferiblemente más de 55,2 kPa (8,0 psi)
y de la forma más preferible más de 62,1 kPa (9,0 psi).
La CFD ajustada al 50% es la CFD predicha para
la espuma ajustada a una densidad de 32,0 kg/m^{3} (2,0 pcf)
usando la siguiente ecuación:
El ajuste supone que la CFD 50% de la espuma
varía proporcionalmente al cuadrado de la densidad. Una discusión
teórica sobre la base y suposiciones usadas en el desarrollo de esta
relación de densidad pueden encontrarse en el documento "Cellular
Solids" de L. J. Gibson y M. F. Ashlby, Pergamon Press, Nueva
York, copyright 1988.
Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente
detalles para la preparación y uso de las composiciones de esta
invención. La invención, que se ha mostrado en la descripción
anterior, no debe quedar limitada en espíritu o alcance por estos
ejemplos. Los especialistas en la técnica comprenderán fácilmente
que pueden usarse variaciones conocidas de las condiciones y
procedimientos de los siguientes procedimientos de preparación, para
preparar estas composiciones. A menos que se indique otra cosa,
todas las temperaturas están en grados Celsius y todas las partes y
porcentajes son partes en peso y porcentajes en peso,
respectivamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes componentes se usaron en los
ejemplos de trabajo de la presente invención:
Isocianato A: diisocianato de tolueno que
comprende el 80% en peso del isómero 2,4 y el 20% en peso del
isómero 2,6
Isocianato B: un poliisocianato de
polimetileno polimérico que tiene un contenido de grupos NCO de
aproximadamente el 32,1% en peso, una funcionalidad de
aproximadamente 2,4, y que tiene un contenido total de monómeros de
aproximadamente el 64% que comprende aproximadamente el 45% del
isómero 4,4', aproximadamente el 17% del isómero 2,4' y
aproximadamente el 2% del isómero 2,2', y aproximadamente el 36% en
peso de homólogos de mayor peso molecular de la serie de MDI
Poliol A: un poliol de poliéter iniciado
con glicerina que tiene un índice de OH de aproximadamente 650,
preparado alcoxilando glicerina con óxido de propileno
\global\parskip0.900000\baselineskip
Poliol B: un poliol de poliéter iniciado
con propilenglicol que tiene un índice de OH de aproximadamente 263,
preparado alcoxilando propilenglicol con óxido de propileno
Poliol C: un poliol de poliéter iniciado
con glicerina y propilenglicol que tiene una funcionalidad media de
aproximadamente 2,8 y un índice de OH de aproximadamente 56,
preparado alcoxilando glicerina y propilenglicol con una mezcla
93/7 de óxido de propileno y óxido de etileno
Poliol de Base A: un poliol preparado
haciendo reaccionar óxido de propileno y óxido de etileno con
glicerina en presencia de catalizador de hidróxido de potasio y
refinando para retirar el catalizador. El poliol contiene
aproximadamente el 12 por ciento en peso de óxido de etileno interno
y tiene un índice de hidroxilo de aproximadamente 53, y una
viscosidad de aproximadamente 0,0005 m^{2}s^{-1} (500 cSt).
Poliol de Base B: un poliol de poliéter
iniciado con glicerina que tiene una funcionalidad de
aproximadamente 3 y un índice de OH de aproximadamente 240,
preparado alcoxilando glicerina con óxido de propileno
Poliol de Base C: un poliol de poliéter
iniciado con propilenglicol que tiene una funcionalidad de
aproximadamente 2 y un índice de OH de aproximadamente 112,
preparado alcoxilando propilenglicol con óxido de propileno
Poliol de Base D: un poliol de poliéter
iniciado con propilenglicol que tiene una funcionalidad de
aproximadamente 2 y un índice de OH de aproximadamente 147,
preparado alcoxilando propilenglicol con óxido de propileno.
\vskip1.000000\baselineskip
Los polioles poliméricos descritos a
continuación se prepararon en un sistema de reacción de dos fases
que comprende un reactor de tanque agitado de forma continua (CSTR)
equipado con un impulsor y 4 deflectores (primera fase) y un
reactor de flujo tipo pistón (segunda fase). El tiempo de
permanencia en cada reactor era de aproximadamente 60 minutos. Los
reactivos (es decir el poliol de base, un estabilizante preformado,
los monómeros etilénicamente insaturados estireno y acrilonitrilo,
el agente de transferencia de cadena y el iniciador de radicales
libres) se bombearon de forma continua desde tanques de
alimentación a través de un mezclador estático en línea y a
continuación a través de un tubo de alimentación al interior del
reactor, que se mezcló bien. La temperatura de la mezcla de
reacción estaba controlada a 115\pm1ºC. El producto del reactor de
segunda fase rebosaba de forma continua a través de un regulador de
presión diseñado para controlar la presión en cada fase a 310 kPa
(45 psig). El producto, es decir el poliol polimérico, a
continuación se pasa a través de un refrigerador y a un recipiente
de recogida. El producto en bruto se separó al vacío para retirar
volátiles. El % en peso total de polímero en el producto se calculó
a partir de las concentraciones de monómeros medidas en el poliol
polimérico en bruto antes de la separación.
PMPO A: un poliol polimérico que contiene
aproximadamente el 50% en peso de sólidos SAN dispersados en Poliol
de Base A
PMPO B: un poliol polimérico que contiene
aproximadamente el 61% en peso de sólidos SAN dispersados en Poliol
de Base B
PMPO C: un poliol polimérico que contiene
aproximadamente el 55% en peso de sólidos SAN dispersados en Poliol
de Base B
PMPO D: un poliol polimérico que contiene
aproximadamente el 55% en peso de sólidos SAN dispersados en Poliol
de Base C
PMPO E: un poliol polimérico que contiene
aproximadamente el 61% en peso de sólidos SAN dispersados en Poliol
de Base C
PMPO F: un poliol polimérico que contiene
aproximadamente el 50% en peso de sólidos SAN dispersados en Poliol
de Base B
PMPO G: un poliol polimérico que contiene
aproximadamente el 50% en peso de sólidos SAN dispersados en Poliol
de Base D
Catalizador A: un catalizador de amina
disponible en el mercado como Niax A-1 de General
Electric (OSi)
Catalizador B: una mezcla de
catalizadores de amina, disponible en el mercado como Niax
C-183 de General Electric (OSi)
Catalizador C: un catalizador de
octanoato estannoso, disponible en el mercado como Dabco
T-9 de Air Products
Catalizador D: un catalizador de amina
disponible en el mercado como Niax A-33 de General
Electric (OSi)
Catalizador E: un catalizador de amina
disponible en el mercado como Dabco 2039 de Air Products
Tensioactivo A: un tensioactivo de
silicona, disponible en el mercado como NIAX L-620
de General Electric (OSi)
\global\parskip1.000000\baselineskip
Tensioactivo B: una dilución al 50% en
ftalato de diisononilo de un tensioactivo de silicona, disponible en
el mercado como NIAX L-626 de General Electric
(OSi)
Tensioactivo C: un tensioactivo de
silicona, disponible en el mercado como NIAX L-6164
de General Electric (OSi)
Aditivo A: un aditivo de apertura de
celdas, disponible en el mercado como Ortegol 501 de
DeGussa-Goldschmidt
El procedimiento básico usado para preparar los
Ejemplos 1-23 de espuma de crecimiento libre es el
siguiente. El poliol polimérico, un poliol de base opcional, un
catalizador de amina (por ejemplo Catalizador A o Catalizador B),
agua, un tensioactivo de silicona (por ejemplo Tensioactivo A,
Tensioactivo B y/o Tensioactivo C), y el Aditivo A cuando se
emplea, se añadieron a un recipiente cilíndrico de medio galón
equipado con deflectores. El contenido se mezcló a 40,00 rps (2400
rpm) durante 60 segundos con un agitador que tenía dos impulsores
de turbina. La mezcla se desgasificó a continuación durante 15
segundos. El Catalizador C se añadió durante el periodo de
desgasificación y a continuación el contenido se mezcló a 40,00 rps
(2400 rpm) durante 15 segundos más. Durante este mezclado adicional
y mientras el mezclador seguía girando, se añadió el componente de
isocianato con aproximadamente 6 segundos de tiempo de mezclado
restantes. La mezcla se vertió a continuación en una caja de cartón
de 35,56 por 35,56 por 15,24 cm (14 por 14 por 6 pulgadas), donde
creció libremente hasta que se completó la reacción. Se dejó
endurecer a la espuma durante al menos 24 horas antes de cortar
muestras para medir las propiedades de la espuma.
Para los Ejemplos 24 y 25 de espuma moldeada, el
poliol polimérico, el(los) poliol(es) de base
opcional(es), catalizadores de amina (por ejemplo
Catalizadores D y E), agua, tensioactivo de silicona, y el Aditivo A
se añadieron a un recipiente cilíndrico de medio galón equipado con
deflectores. El contenido se mezcló a 61,67 rps (3700 rpm) durante
60 segundos con un agitador que tenía dos impulsores de turbina. La
mezcla se desgasificó a continuación durante 60 segundos. El
componente de isocianato (por ejemplo Isocianato B) se añadió al
recipiente y el contenido se mezcló a 61,67 rps (3700 rpm) durante
5 segundos. La mezcla se vertió a continuación en un molde
pre-acondicionado mientras se sacudía el recipiente
de mezclado para asegurar que la cantidad requerida se transfería
al molde. El molde se fijaba y sellaba inmediatamente. La reacción
de la espuma continuaba durante el tiempo de desmoldeo prescrito,
después del cual la espuma se desmoldó. La espuma se envejeció
durante siete días a temperatura ambiente antes de cortar muestras
para medir las propiedades de la espuma.
Las propiedades de la espuma se determinaron en
muestras de 7,62 por 7,62 por 2,54 cm (3 pulgadas por 3 pulgadas
por 1 pulgada) de grosor, cortadas de cerca del centro de las
muestras de espuma de crecimiento libre y moldeada. Las muestras de
espuma se acondicionaron y ensayaron de acuerdo con los
procedimientos descritos en el documento ASTM Standard D
3574-03 excepto como se indica a continuación. La
densidad de la muestra se determinó pesando y midiendo las
dimensiones de las pequeñas muestras de ensayo cortadas del centro.
La Deflexión por Fuerza de Compresión al 50% de compresión (CFD
50%) se midió en las muestras de 7,62 por 7,62 por 2,54 cm (3
pulgadas por 3 pulgadas por 1 pulgada) de grosor usando los
procedimientos prescritos, excepto que las muestras no se
flexionaban previamente antes del ensayo.
Los siguientes ejemplos de espuma ilustran la
invención. Los Ejemplos 1 a 14 son espumas producidas mediante un
procedimiento de crecimiento libre y son representativas de la
presente invención. Estos ejemplos se produjeron a niveles de
isocianato de menos de 75 php y mostraban valores de CFD 50%
ajustada de más de 48,3 kPa (7,0 psi (libras/pulgada^{2})). Los
ejemplos comparativos 15 a 23 son espuma producidas mediante un
procedimiento de crecimiento libre que no cumple las enseñanzas de
la invención y tienen valores de CFD 50% ajustada de menos de 48,3
kPa (7,0 psi (libras/pulgada^{2})). Los Ejemplos 15, 16, 17, 18,
19, 20 y 23 no cumplen los requisitos de índice de hidroxilo de
poliol del componente reactivo con isocianato (A). Los Ejemplos 21 y
22 no cumplen los requisitos de índice de hidroxilo del componente
de poliol polimérico (1) de (A).
Los Ejemplos 24 y 25 son espumas producidas
mediante un procedimiento de moldeo y son representativos de la
presente invención.
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Claims (20)
1. Una espuma de poliuretano rígida o
semi-rígida que comprende el producto de reacción
de:
- (A)
- menos de 75 pep, en base a 100 pep de componente (B), de al menos un poliisocianato; con
- (B)
- un componente reactivo con isocianato que tiene un contenido de sólidos de al menos el 40% en peso, un índice de hidroxilo global de la porción líquida, no sólida de al menos 160, y que comprende:
- (1)
- al menos el 50% en peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de al menos el 30% en peso, en el que el poliol de base del poliol polimérico tiene un índice de hidroxilo de al menos 70 y una funcionalidad de 2 a 8, y
- (2)
- no más del 50% en peso de uno o más segundos polioles, siendo dicho segundo poliol diferente del poliol polimérico (1),
- \quad
- con la suma de los % en peso de polioles (1) y (2) totalizando el 100% en peso de (B);
- \quad
- en presencia de
- (C)
- al menos un agente de soplado;
- (D)
- al menos un tensioactivo; y
- (E)
- al menos un catalizador.
2. La espuma de poliuretano de la reivindicación
1, en la que (A) dicho poliisocianato comprende más del 50% en peso
de diisocianato de tolueno.
3. La espuma de la reivindicación 1, en la que
(A) dicho poliisocianato comprende el 100% en peso de diisocianato
de tolueno.
4. La espuma de poliuretano de la reivindicación
1, en la que (A) dicho poliisocianato está presente en una cantidad
de menos de 65 pep, en base a 100 pep de componente (B).
5. La espuma de poliuretano de la reivindicación
1, en la que (B) dicho componente reactivo con isocianato tiene un
contenido de sólidos de al menos el 45% en peso, un índice de
hidroxilo global de la porción líquida, no sólida de al menos 180,
y tiene una funcionalidad de 2 a 8.
6. La espuma de poliuretano de la reivindicación
1, en la que (B)(2) dicho uno o más segundos polioles se
caracteriza por un índice de hidroxilo de 10 de 2000 y por
tener una funcionalidad de al menos 2.
7. La espuma de poliuretano de la reivindicación
1, en la que (B) dicho componente reactivo con isocianato
comprende:
- (1)
- al menos el 70% en peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de al menos el 40% en peso, y en el que el poliol de base del poliol polimérico tiene un índice de hidroxilo de 70 a 600 y una funcionalidad de 2 a 6; y
- (2)
- no más del 30% en peso de uno o más segundos polioles, con el segundo poliol teniendo un índice de hidroxilo de 15 a 1500 y una funcionalidad de 2 a 6.
8. La espuma de poliuretano de la reivindicación
1, en la que (B) dicho componente reactivo con isocianato
comprende:
- (1)
- al menos el 80% en peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de al menos el 50% en peso, y en el que el poliol de base del poliol polimérico tiene un índice de hidroxilo de 100 a 600 y una funcionalidad de 2 a 4; y
- (2)
- no más del 20% en peso de uno o más segundos polioles, con el segundo poliol teniendo un índice de hidroxilo de 20 a 1000 y una funcionalidad de 2 a 4.
9. La espuma de poliuretano de la reivindicación
1, en la que (B)(2) comprende un poliol polimérico que tiene un
contenido de sólidos de no más del 80% en peso, y en el que el
poliol de base tiene un índice de hidroxilo de 10 a menos de 70, y
una funcionalidad de al menos dos.
\newpage
10. La espuma de poliuretano de la
reivindicación 1, en la que (B)(2) se selecciona entre el grupo
constituido por polioles de poliéter, prolongadores de cadena y
agentes reticulantes.
11. La espuma de poliuretano de la
reivindicación 1, en la que (C) dicho agente de soplado está
presente en una cantidad de 0,5 a 10 partes en peso, en base a 100
partes en peso de componente (B), el componente reactivo con
isocianato.
12. La espuma de poliuretano de la
reivindicación 1, en la que el poliol de base del poliol polimérico
usado como (B)(1) tiene una funcionalidad de > 2,2.
13. La espuma de poliuretano de la
reivindicación 1, en la que la densidad es mayor de 11,21
kg/m^{3}.
14. La espuma de poliuretano de la
reivindicación 1, en la que la CFD ajustada al 50% es mayor de 48,26
kPa.
15. La espuma de poliuretano de la
reivindicación 1, en la que la espuma es una espuma de crecimiento
libre.
16. La espuma de poliuretano de la
reivindicación 1, en la que la espuma es una espuma moldeada.
17. Un procedimiento para la producción de una
espuma de poliuretano rígida o semi-rígida de
acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 16 que
comprende
(I) hacer reaccionar a
- (A)
- menos de 75 pep, en base a 100 pep de componente (B), de al menos un poliisocianato;
- (B)
- un componente reactivo con isocianato que tiene un contenido de sólidos de al menos el 40% en peso, un índice de hidroxilo global de la porción líquida, no sólida de al menos 160, y que comprende:
- (1)
- al menos el 50% en peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de al menos el 30% en peso en el que el poliol de base del poliol polimérico tiene un índice de hidroxilo de al menos 70 y una funcionalidad de 2 a 8, y
- (2)
- no más del 50% en peso de uno o más segundos polioles, siendo dicho segundo poliol diferente del poliol polimérico (1),
- \quad
- con la suma de los % en peso de polioles (1) y (2) totalizando el 100% en peso de (B);
- en presencia de
- (C)
- al menos un agente de soplado;
- (D)
- al menos un tensioactivo; y
- (E)
- al menos un catalizador.
18. El procedimiento de la reivindicación 17, en
el que los componentes (A) a (E) se hacen reaccionar mediante un
procedimiento de una etapa.
19. El procedimiento de la reivindicación 17,
que comprende adicionalmente las etapas de:
- (II)
- depositar la mezcla de reacción de (I) sobre un sustrato adecuado, y
- (III)
- dejar que la mezcla de reacción crezca libremente o que crezca hasta una altura controlada, para formar una espuma de crecimiento libre.
20. El procedimiento de la reivindicación 17,
que comprende adicionalmente las etapas de:
- (II)
- depositar la mezcla de reacción de (I) en un molde para llenar la cavidad del molde, y
- (III)
- dejar que la mezcla de reacción reaccione completamente para formar una espuma moldeada.
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