ES2546387T3 - Tensioactivos no de silicona para espuma de poliuretano o de poliisocianurato que contiene olefinas halogenadas como agentes de soplado - Google Patents

Tensioactivos no de silicona para espuma de poliuretano o de poliisocianurato que contiene olefinas halogenadas como agentes de soplado Download PDF

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Abstract

Una composición de premezcla de poliol que comprende una combinación de un agente de soplado, un poliol, un componente tensioactivo que comprende un tensioactivo no de silicona y está sustancialmente libre de un tensioactivo de silicona, y un catalizador de amina, en la que el agente de soplado comprende una hidrohaloolefina, comprendiendo la hidrohaloolefina al menos un fluoroalqueno o cloroalqueno que contiene de 3 a 4 átomos de carbono y al menos un doble enlace carbono-carbono.

Description

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dietil-(-feniletil)amina, tri-n-propilamina, o combinaciones de las mismas. Los catalizadores de aminas secundarias útiles incluyen de forma no exclusiva diciclohexilamina; t-butilisopropilamina; di-t-butilamina; ciclohexil-t-butilamina; di-sec-butilamina, diciclopentilamina; di-(-trifluorometiletil)amina; di-(-feniletil)amina; o combinaciones de las mismas. Los catalizadores de aminas primarias útiles incluyen de forma no exclusiva: trifenilmetilamina y 1,1-dietil-npropilamina.
Otras aminas útiles incluyen morfolinas, imidazoles, compuestos que contienen éter, y similares. Éstas incluyen
dimorfolinodietiléter
N-etilmorfolina
N-metilmorfolina
bis(dimetilaminoetil)éter
imidazol
N-metilimidazol
1,2-dimetilimidazol
dimorfolinodimetiléter
N,N,N’,N’,N”,N”-pentametildietilentriamina
N,N,N’,N’,N”,N”-pentaetildietilentriamina
N,N,N’,N’,N”,N”-pentametildipropilentriamina
bis(dietilaminoetil)éter
bis(dimetilaminopropil)éter.
Se prefieren aminas terciarias. Las aminas terciarias útiles incluyen de forma no exclusiva diciclohexilmetilamina; etildiisopropilamina; dimetilciclohexilamina; dimetilisopropilamina; metilisopropilbencilamina; metilciclopentilbencilamina; isopropil-sec-butil-trifluoroetilamina; dietil-(-feniletil)amina, tri-n-propilamina, o combinaciones de las mismas.
Las aminas preferidas incluyen: N,N-dimetilciclohexilamina, dimetiletanolamina, N,N,N’,N’,N”,N”pentametildietilentriamina, 1,4-diaza-biciclo[2.2.2]octano (DABCO), y trietilamina.
El catalizador de amina está presente habitualmente en la composición de premezcla de poliol en una cantidad de alrededor de 0,1% en peso a alrededor de 3,5% en peso, preferiblemente de alrededor de 0,2% en peso a alrededor de 3,0% en peso, y más preferiblemente de alrededor de 0,5% en peso a alrededor de 2,5% en peso, por peso de la composición de premezcla de poliol.
La composición de premezcla de poliol puede comprender opcionalmente además un catalizador no amínico. Los catalizadores no amínicos adecuados pueden comprender un compuesto organometálico que contiene bismuto, plomo, estaño, titanio, antimonio, uranio, cadmio, cobalto, torio, aluminio, mercurio, cinc, níquel, cerio, molibdeno, vanadio, cobre, manganeso, circonio, sodio, potasio, o combinaciones de los mismos. Estos incluyen de forma no exclusiva nitrato de bismuto, 2-etilhexoato de plomo, benzoato de plomo, cloruro férrico, tricloruro de antimonio, glicolato de antimonio, sales estannosas de ácidos carboxílicos, ácidos, sales de dialquilestaño de ácidos carboxílicos, sales de dialquilestaño de ácidos carboxílicos, acetato de potasio, octoato de potasio, 2-etilhexoato de potasio, sales de glicina, carboxilatos de amonio cuaternario, sales de metales alcalinos de ácidos carboxílicos, y N(2-hidroxi-5-nonilfenol)metil-N-metilglicinato, 2-etilhexanoato de estaño (II), dilaurato de dibutilestaño, o combinaciones de los mismos. Cuando se usa el catalizador no amínico opcional, habitualmente está presente en la composición de premezcla de poliol en una cantidad de alrededor de 0,01% en peso a alrededor de 2,5% en peso, preferiblemente de alrededor de 0,05% en peso a alrededor de 2,25% en peso, y más preferiblemente de alrededor de 0,10% en peso a alrededor de 2,00% en peso, por peso de la composición de premezcla de poliol. Cuando estas son las cantidades habituales, la cantidad de catalizador metálico puede variar ampliamente, y la cantidad apropiada se puede determinar fácilmente por los expertos en la técnica.
La preparación de espumas de poliuretano o de poliisocianurato usando las composiciones descritas aquí puede seguir cualquiera de los métodos bien conocidos en la técnica; véanse Saunders y Frisch, Volúmenes I y II Polyurethanes Chemistry and technology, 1962, John Wiley and Sons, Nueva York, N.Y. o Gum, Reese, Ulrich, Reaction Polymers, 1992, Oxford University Press, Nueva York, N.Y. o Klempner y Sendijarevic, Polymeric Foams and Foam Technology, 2004, Hanser Gardner Publications, Cincinnati, OH. En general, las espumas de poliuretano
o de poliisocianurato se preparan combinando un isocianato, la composición de premezcla de poliol, y otros
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materiales tales como retardantes de la llama, colorantes, u otros aditivos opcionales. Estas espumas pueden ser rígidas, flexibles, o semirrígidas, y pueden tener una estructura de celda cerrada, una estructura de celda abierta o una mezcla de celdas abiertas y cerradas.
En muchas aplicaciones es conveniente proporcionar los componentes para las espumas de poliuretano o de poliisocianurato en formulaciones premezcladas. Lo más típicamente, la formulación de espuma se premezcla en dos componentes. El isocianato y opcionalmente otras materias primas compatibles con isocianato comprenden el primer componente, habitualmente denominado como el componente “A”. La composición de mezcla de poliol, que incluye tensioactivo, catalizadores, agentes de soplado, y otros ingredientes opcionales comprende el segundo componente, habitualmente denominado como el componente “B”. En cualquier aplicación dada, el componente “B” puede no contener todos los componentes enunciados anteriormente; por ejemplo, algunas formulaciones omiten el retardante de la llama si el retardo de la llama no es una propiedad de la espuma requerida. En consecuencia, las espumas de poliuretano o de poliisocianurato se preparan fácilmente juntando los componentes de los lados A y B ya sea mediante mezclamiento manual para pequeñas preparaciones y, preferiblemente, mediante técnicas de mezclamiento por máquina para formar bloques, losas, laminados, paneles para verter en el sitio y otros artículos, espumas aplicadas por pulverización, espumas, y similares. Opcionalmente, otros ingredientes tales como retardantes de la llama, colorantes, agentes de soplado auxiliares, agua, e incluso otros polioles, se pueden añadir como una corriente a la cabeza de la mezcla o al sitio de reacción. Lo más conveniente, sin embargo, es que todos ellos se incorporen en un componente B como se describió anteriormente.
Una composición espumable adecuada para formar una espuma de poliuretano o de poliisocianurato se puede formar haciendo reaccionar un poliisocianato orgánico y la composición de premezcla de poliol descrita anteriormente. En la síntesis de la espuma de poliuretano o de poliisocianurato, se puede emplear cualquier poliisocianato orgánico, incluyendo poliisocianatos alifáticos y aromáticos. Los poliisocianatos orgánicos adecuados incluyen isocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos, aromáticos, y heterocíclicos que son bien conocidos en elcampo de la química de poliuretanos. Éstos se describen, por ejemplo, en las patentes de EE.UU. 4.868.224; 3.401.190; 3.454.606; 3.277.138; 3.492.330; 3.001.973; 3.394.164; 3.124.605; y 3.201.372. Como clase, se prefieren los poliisocianatos aromáticos.
Los poliisocianatos orgánicos representativos corresponden a la fórmula:
R(NCO)z
en la que R es un radical orgánico polivalente que es alifático, aralquílico, aromático, o mezclas de los mismos, y z es un número entero que corresponde a la valencia de R y es al menos dos. Los representantes de los poliisocianatos orgánicos contemplados aquí incluyen, por ejemplo, los diisocianatos aromáticos tales como 2,4toluenodiisocianato, 2,6-toluenodiisocianato, mezclas de 2,4-y 2,6-toluenodiisocianato, toluenodiisocianato bruto, metilendifenildiisocianato, metilendifenildiisocianato bruto, y similares; los triisocianatos aromáticos tales como 4,4’,4”-trifenilmetanotriisocianato, 2,4,6-toluenotriisocianatos; los tetraisocianatos aromáticos tales como 4,4’dimetildifenilmetano-2,2’5,5’-tetraisocianato, y similares; arilalquilpoliisocianatos tales como xililenodiisocianato; poliisocianato alifático tal como hexametilen-1,6-diisocianato, éster metílico de lisinadiisocianato y similares; y sus mezclas. Otros poliisocianatos orgánicos incluyen polimetilenpolifenilisocianato, metilendifenilisocianato hidrogenado, m-fenilendiisocianato, naftilen-1,5-diisocianato, 1-metoxifenilen-2,4-diisocianato, 4,4’bifenilendiisocianato, 3,3’-dimetoxi-4,4’-bifenildiisocianato, 3,3’-dimetil-4,4’-bifenildiisocianato, y 3,3’dimetildifenilmetano-4,4’-diisocianato. Los poliisocianatos alifáticos típicos son alquilendiisocianatos tales como trimetilendiisocianato, tetrametilendiisocianato, y hexametilendiisocianato, diisocianato de isoforona, 4,4’metilenbis(ciclohexilisocianato), y similares; poliisocianatos aromáticos típicos incluyen m-, y p-fenilendiisocianato, polimetilenpolifenilisocianato, 2,4-y 2,6-toluenodiisocianato, diisocianato de dianisidina, bitoilenisocianato, naftilen1,4-diisocianato, bis(4-isocianatofenil)meteno, bis(2-metil-4-isocianatofenil)metano, y similares. Los poliisocianatos preferidos son los polimetilen polifenil isocianatos, particularmente, las mezclas que contienen de alrededor de 30 a alrededor de 85 por ciento en peso de metilenbis(fenilisocianato), comprendiendo el resto de la mezcla los polimetilen polifenil poliisocianatos de funcionalidad mayor que 2. Estos poliisocianatos se preparan por métodos convencionales conocidos en la técnica. En la presente invención, el poliisocianato y el poliol se emplean en cantidades que producirán una relación estequiométrica NCO/OH en un intervalo de alrededor de 0,9 a alrededor de 5,0. En la presente invención, la relación equivalente de NCO/OH es preferiblemente alrededor de 1,0 o más, y alrededor de 3,0 o menos, siendo el intervalo ideal de alrededor de 1,1 a alrededor de 2,5. El poliisocianato orgánico especialmente adecuado incluye polimetilen polifenil isocianato, metilenbis(fenilisocianato), toluenodiisocianatos, o combinaciones de los mismos.
En la preparación de espumas de poliisocianurato, se usan catalizadores de trimerización con el fin de convertir las mezclas en conjunción con el componente A en exceso en espumas de poliisocianurato-poliuretano. Los catalizadores de trimerización empleados pueden ser cualquier catalizador conocido por el experto en la técnica, incluyendo, pero sin limitarse a, sales de glicina, catalizadores de trimerización de aminas terciarias, carboxilatos de amonio cuaternario, y sales de metales alcalinos de ácidos carboxílicos, y mezclas de los diversos tipos de catalizadores. Las especies preferidas dentro de las clases son acetato de potasio, octoato de potasio, y N-(2hidroxi-5-nonilfenol)metil-N-metilglicinato.
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