ES2711783T3 - Elementos de material compuesto con un núcleo de poliuretano de baja emisión así como procedimiento para su fabricación - Google Patents

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Abstract

Elementos de material compuesto de dos capas de plástico, que están unidas entre sí a través de una capa de núcleo de espuma a base de isocianato, en donde la espuma presenta una densidad aparente según la norma DIN 53420 de 90 - 350 kg/m3 y puede obtenerse a partir de la reacción de los componentes que están constituidos por A) un componente poliol que está constituido por a) del 0-25 % en peso, preferentemente del 2-8 % en peso con respecto a la cantidad total de los componentes reactivos frente a isocianato del componente A), de polioles y/o poliaminas y/o polihidroxiaminas de cadena corta reactivos frente a isocianato con un peso molecular de 90-350 g/mol, preferentemente de 200-300 g/mol y una funcionalidad de 2 a 6, b) del 0,1-25 % en peso, preferentemente del 1 - 5 % en peso, con respecto a la cantidad total del componente A), de partículas de polihidrazocarbonamida o partículas de poliurea y polihidrazocarbonamida, c) del 50-90 % en peso, con respecto a la cantidad total de los componentes reactivos frente a isocianato del componente A), de polieterpolioles reactivos frente a isocianato y eventualmente poliesterpolioles con pesos equivalentes de 500-5000 g/mol, preferentemente de 900-2200 g/mol y funcionalidades de 2 a 6, d) catalizadores, e) agentes expansores, f) eventualmente coadyuvantes y aditivos y B) un componente isocianato con un contenido de grupos isocianato del 20 % y el 33 % en peso, preferentemente entre el 25 % y el 33 % en peso, en donde la relación del número de grupos NCO del componente B) con respecto al número de grupos del componente A) que reaccionan con grupos NCO asciende a de 0,7:1 a 1,2:1.

Description

DESCRIPCION
Elementos de material compuesto con un nucleo de poliuretano de baja emision as ^ como procedimiento para su fabricacion
La invencion se refiere a elementos de material compuesto que contienen un nucleo de poliuretano con bajas emisiones, a un procedimiento para su fabricacion y a su uso.
El uso de dispersiones de poliurea y de polihidrazocarbonamida en espumas blandas se conoce. Las dispersiones se usan sobre todo para la obtencion de relaciones dureza/densidad aparente especialmente ventajosas con densidades aparentes muy bajas (documentos DE-A 2519004, EP-A 1650240). En el documento DE-A 2519004 se preparan ademas de espumas blandas con 30 kg/m3 tambien espumas semiduras con densidades aparentes de 497 kg/m3
Ademas de la relacion de dureza/densidad aparente ventajosa contribuyen tales dispersiones en union de poliesterpolioles tambien a la estabilidad frente a aceites y productos qmmicos mejorada de (poliurea)poliuretanos celulares a macizos (600-950 kg/m3) por ejemplo en la construccion de automoviles (documento EP-A 119220). Para conseguir densidades aparentes mas bajas para la industria del calzado, debfan anadirse microesferas huecas de vidrio (documento EP-A 1571168). Tambien se ha descrito la mejora selectiva de emisiones de formaldetndo. Sin embargo se divulgan en el documento DE-A 1002009 047 846 en los ejemplos solo espumas en el intervalo de densidad aparente de 53 a 56 kg/m3 y con una resistencia a la compresion de 5,2 -8,1 kPa. No se han descrito hasta ahora elementos de material compuesto con un nucleo de espumas semiduras compactadas en el intervalo de densidad aparente interesante para tales estructuras tipo sandwich de 90-350 kg/m3, preferentemente de 100-150 kg/m3, y una dureza de 20-90 kPa.
El documento EP 1428847 A1 divulga un procedimiento para la reduccion de emision de formaldel'ndo de espumas de poliuretano (vease el parrafo [0001]). En los ejemplos 3-4 se preparan espumas semiduras de PUR, que presentan una densidad de 100 kg/m3. En los ejemplos 5-6 se preparan espumas blandas de PUR, usandose un poliol de carga. Las composiciones contienen polioles asf como 0,5 partes de un aditivo para la reduccion de la emision de formaldel'ndo.
El objetivo era poner a disposicion elementos de material compuesto que presentaran por un lado un tacto suave agradable, que fueran robustos y en particular al mismo tiempo que presentaran las emisiones de compuestos organicos volatiles bajas necesarias para su uso en espacios interiores. Este objetivo pudo solucionarse mediante los elementos de material compuesto de acuerdo con la invencion descritos en mas detalle a continuacion.
El objeto de la presente invencion son elementos de material compuesto de dos capas de plastico que estan unidas entre sf a traves de una capa de nucleo de espuma a base de isocianato, en los que la espuma presenta una densidad aparente segun la norma DIN 53420 de 90 - 350 kg/m3, preferentemente de 90 - 150 kg/m3, de manera especialmente preferente de 90-130 kg/m3, y puede obtenerse a partir de la reaccion de los componentes que estan constituidos por
A) un componente poliol que esta constituido por
a) del 0-25 % en peso, preferentemente del 2 - 8 % en peso, con respecto a la cantidad total de partes constituyentes reactivas frente a isocianato del componente A) de polioles y/o poliaminas y/o polihidroxiaminas de cadena corta reactivos frente a isocianato con pesos moleculares de 90-350 g/mol, preferentemente de 200-300 g/mol y una funcionalidad de 2 a 6,
b) del 0,1-25 % en peso, preferentemente del 1 - 5 % en peso, con respecto a la cantidad total del componente A), de partfculas de polihidrazocarbonamida o partfculas de poliurea y polihidrazocarbonamida, c) del 50-90 % en peso, con respecto a la cantidad total de las partes constituyentes reactivas frente a isocianato del componente A), de polieterpolioles reactivos frente a isocianato y eventualmente poliesterpolioles con pesos equivalentes de 500-5000 g/mol, preferentemente 900-2200 g/mol y funcionalidades de 2 a 6,
d) catalizadores,
e) agentes expansores,
f) eventualmente coadyuvantes y aditivos,
y
B) un componente isocianato con un contenido en grupos isocianato del 20 a 33 % en peso, preferentemente del 25 % al 33 % en peso,
en los que la relacion del numero de grupos NCO del componente B) con respecto al numero de grupos del componente A) que reaccionan con grupos NCO asciende a de 0,7:1 a 1,2:1.
Como agentes expansores se usa preferentemente agua, eventualmente junto con agentes expansores ffsicos. Las cantidades preferentes se encuentran en el intervalo de 0,8 a 2,4 mol de agua por dm3 de componente A.
Los materiales que se usan para las dos capas de plastico pueden ser duromeros (tal como por ejemplo poliuretano, epoxi), elastomeros (tal como por ejemplo poliuretanos, elastomeros termoplasticos (TPE)), poliolefinas termoplasticas reticuladas posteriormente (TPO) o termoplasticos (tal como por ejemplo poli(cloruros de vinilo) (PVC), poliuretanos termoplasticos (TPU), poliamidas (PA), policarbonatos/estirenos de acrilonitrilo-butadieno (PC/ABS), copolfmero de estireno-antndrido maleico (SMA), polipropileno (PP) y mezclas de los mismos). Los materiales usados pueden estar reforzados preferentemente con fibras.
Las capas de plastico estan constituidas preferentemente por un plastico termoplastico eventualmente reticulado posteriormente y eventualmente reforzado con fibras.
Las capas de plastico estan constituidas preferentemente por un elastomero eventualmente reticulado posteriormente y eventualmente reforzado con fibras.
Otro objeto de la invencion es un procedimiento para la fabricacion de los elementos de material compuesto de acuerdo con la invencion de dos capas de plastico que estan unidas entre sf a traves de una capa de nucleo de espuma de poliuretano, en el que las dos capas de plastico se adhieren en una etapa entre sf a traves de una mezcla reactiva que esta constituida por un componente poliol A) y un componente isocianato B), que reaccionan para dar una espuma a base de isocianato con una densidad aparente segun la norma DIN 53420 de 90 - 350 kg/m3, preferentemente de 90 - 150 kg/m3, de manera especialmente preferente de 90-130 kg/m3, introduciendose las capas de plastico en un molde y antes de y/o tras cerrar el molde se inyecta la mezcla reactiva del componente isocianato B) y del componente poliol A) entre las dos capas de plastico, caracterizado por que la mezcla reactiva esta constituida por los siguientes componentes:
A) un componente poliol que esta constituido por
a) del 0-25 % en peso, preferentemente del 2-8 % en peso, con respecto a la cantidad total de las partes constituyentes reactivas frente a isocianato del componente A), de polioles y/o poliaminas y/o polihidroxiaminas de cadena corta con pesos moleculares de 90-350 g/mol, preferentemente de 200-300 g/mol y funcionalidades de 2 a 6,
b) del 0,1-25 % en peso, preferentemente del 1 - 5 % en peso, con respecto a la cantidad total del componente A), de partfculas de polihidrazocarbonamida o partfculas de poliurea y polihidrazocarbonamida c) del 50-90 % en peso, con respecto a las partes constituyentes reactivas frente a isocianato de la cantidad total del componente A), de polieterpolioles y eventualmente poliesterpolioles con pesos equivalentes de 500­ 5000 g/mol, preferentemente de 900-2200 g/mol y funcionalidades de 2 a 6,
d) catalizadores,
e) agentes expansores,
f) eventualmente coadyuvantes y aditivos,
y
B) un componente isocianato con un contenido en grupos isocianato de 20 a 33 % en peso, preferentemente de 25 a 33 % en peso,
en el que la relacion del numero de grupos NCO del componente B) con respecto al numero de grupos del componente A) que reaccionan con grupos NCO asciende a de 0,7:1 a 1,2:1.
La espuma se compacta durante la realizacion del procedimiento preferentemente hasta obtener al menos el 150 % de la densidad aparente que esta obtendna en el caso de la formacion de espuma libre.
La espuma presenta tras la realizacion del procedimiento una resistencia a la compresion de preferentemente 15­ 150 kPa (ISO 3386-1-98).
Para la preparacion de la capa de poliuretano de los elementos de material compuesto de acuerdo con la invencion pueden llevarse a reaccion el componente isocianato (B) y los compuestos reactivos frente a grupos isocianato en el componente poliol (A) en cantidades tales que la relacion en equivalentes de grupos NCO de (B) con respecto a la suma de los atomos de hidrogeno reactivos de (A) ascienda a de 0,7:1 a 1,2:1, preferentemente a de 0,8:1 a 1,2:1 y de manera especialmente preferente a de 0,9:1 a 1,1:1.
El poliuretano se obtiene habitualmente segun el procedimiento one-shot conocido.
La reaccion para dar el poliuretano puede realizarse por ejemplo mediante colada manual, mediante maquinas de alta presion o baja presion o mediante procedimiento RIM (reaction-injection-molding) habitualmente en moldes abiertos o cerrados. Las maquinas de procesamiento adecuadas pueden obtenerse habitualmente (por ejemplo de las empresas Isotherm, Hennecke, Kraus Maffei entre otros).
Los componentes de partida (componente isocianato y componente poliol) se mezclan habitualmente dependiendo del caso de aplicacion a una temperatura de 10 a 100 °C, preferentemente de 20 a 60 °C, y se introducen por ejemplo en el molde. El mezclado puede realizarse a escala de laboratorio por ejemplo por medio de un agitador Pendraulik o a gran escala con cabezas de mezclado de alta presion habituales.
La reaccion de la mezcla reactiva puede realizarse por ejemplo en moldes habituales, preferentemente que pueden calentarse y que pueden cerrarse. En particular en el caso de la fabricacion de elementos de material compuesto con superficie lisa se usan como moldes preferentemente aquellos cuya superficie es a ser posible lisa o esta ornamentada de manera definida y preferentemente no presenta irregularidades, grietas, aranazos o impurezas. La superficie de estos moldes puede tratarse previamente, por ejemplo, mediante pulido.
Como moldes para la fabricacion de los elementos de material compuesto pueden usarse moldes habituales y que pueden obtenerse comercialmente, cuya superficie esta constituida, por ejemplo, por acero, aluminio, esmalte, teflon, resina epoxi u otro material polimerico, pudiendo estar la superficie eventualmente cromada, por ejemplo cromada dura. Preferentemente, los moldes debfan poder calentarse para poder ajustar las temperaturas preferentes, debfan poder cerrarse y debfan estar disenados para ejercer una presion sobre el producto de manera correspondiente. Si el molde se encuentra bajo presion, se realiza antes de abrir el molde normalmente una reduccion de la presion (por ejemplo mediante desbloqueo previo y/o mediante desaireacion dirigida).
La reaccion para dar los productos de poliadicion de poliisocianato se realiza habitualmente a una temperatura del molde de 20 a 220 °C, preferentemente de 20 a 120 °C, de manera especialmente preferente de 20 a 60 °C. La reaccion de la mezcla reactiva en el molde se realiza de acuerdo con la invencion en contacto directo con las capas de plastico. Esto puede conseguirse por ejemplo debido a que antes de la reaccion, cuando en el caso de las capas de plastico se trata de laminas, pelfculas RIM o pelfculas de partfculas termoplasticas sinterizadas, se colocan estas preferentemente de manera libre de pliegues en el molde y a continuacion se introduce la mezcla reactiva en el molde y a continuacion se cierra el molde. Se conoce igualmente que en primer lugar se colocan las laminas o pelfculas y eventualmente otras piezas de construccion en el molde, despues se cierra el molde y entonces se mezclan los componentes A) y B) lfquidos y se inyectan en el molde cerrado.
En el caso de los poliisocianatos, que pueden usarse en el componente isocianato (B), se trata preferentemente de poliisocianatos alifaticos, cicloalifaticos o aromaticos. Preferentemente se trata de di- y/o poliisocianatos lfquidos a temperatura ambiente de la serie de difenilmetano. A esto pertenecen mezclas lfquidas a temperatura ambiente y eventualmente modificadas de manera correspondiente de 4,4-diisocianatodifenilmetano, 2,4'- y eventualmente 2,2'-diisocianatodifenilmetano. Son muy adecuadas tambien las mezclas de poliisocianato lfquidas a temperatura ambiente de la serie de difenilmetano, que ademas de los isomeros mencionados contienen sus homologos superiores y que son accesibles de manera en sf conocida mediante fosgenacion de anilina/formaldetHdo. Tambien son adecuados productos de modificacion que presentan grupos uretano y/o carbodiimida/uretdiona de estos di- y poliisocianatos. Son igualmente adecuados los productos de modificacion que presentan grupos alofanato o bien biuret de los di- y poliisocianatos mencionados. El componente isocianato (B) presenta preferentemente una funcionalidad NCO promedio de 2,1 a 5,0, preferentemente de 2,5 a 3,1.
Las partfculas b) usadas de acuerdo con la invencion en el componente poliol (A) se usan preferentemente en forma de dispersiones de poliol. Los polioles de la dispersion presentan preferentemente pesos en equivalentes de 500 a 5000 g/mol, preferentemente de 900 a 2200 g/mol y preferentemente funcionalidades de 2 a 6.
El componente poliol c) cumple, ademas de su funcion como componente de estructura para la matriz de poliuretano, adicionalmente aun el papel de un agente de dispersion. En el caso de los polioles que van a usarse puede tratarse preferentemente de polihidroxipolieteres y -poliesteres lfquidos a de 10 a 75 °C, en sf conocidos en la qrnmica de poliuretano. Tambien ya compuestos de polihidroxilo que contienen grupos uretano o urea asf como eventualmente polioles naturales, tal como por ejemplo aceite de ricino, pueden usarse como componente poliol. Logicamente pueden usarse tambien mezclas de los compuestos mencionados anteriormente, por ejemplo mezclas de polihidroxipolieteres y-poliesteres.
En el caso de los polioles c) usados se trata preferentemente de polihidroxipolieteres, que pueden prepararse de manera en sf conocida mediante poliadicion de oxidos de alquileno a compuestos iniciadores polifuncionales en presencia de catalizadores. Preferentemente se preparan los poli(oxialquilen)polioles usados de acuerdo con la invencion a partir de un compuesto iniciador con en promedio de 3 a 8 atomos de hidrogeno activos y uno o varios oxidos de alquileno. Los compuestos iniciadores preferentes son moleculas con tres a ocho grupos hidroxilo por molecula tal como trietanolamina, glicerina, trimetilolpropano, pentaeritritol, sorbitol y sacarosa. Los compuestos iniciadores pueden usarse solos o en mezcla, entre otras cosas con compuestos iniciadores difuncionales tal como dietilenglicol, dipropilenglicol, trietilenglicol, tripropilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol. Los polioles c) usados de acuerdo con la invencion se preparan a partir de uno o varios oxidos de alquileno. Los oxidos de alquileno usados preferentemente son oxirano, metiloxirano y etiloxirano. Estos pueden usarse solos o en mezcla. En el caso de uso en mezcla es posible hacer reaccionar los oxidos de alquileno estadfsticamente o a modo de bloque o de ambas maneras sucesivamente.
Igualmente son adecuados aquellos polihidroxipolieteres de peso molecular superior, en los que se encuentran poliaductos o bien policondensados de alto peso molecular o polfmeros en forma finamente dispersada, disuelta o injertada. Los compuestos de polihidroxilo modificados se obtienen por ejemplo cuando pueden desarrollarse reacciones de policondensacion (por ejemplo entre formaldehndo y fenoles y/o aminas) in situ en los compuestos que presentan grupos hidroxilo (tal como se describe, por ejemplo, en el documento DE-A 1 168 075). Tambien los compuestos de polihidroxilo modificados mediante polfmeros de vinilo, tal como se obtienen por ejemplo mediante polimerizacion de estireno y acrilonitrilo en presencia de polieteres (por ejemplo de acuerdo con el documento US-A 3 383 351), son adecuados para el procedimiento de acuerdo con la invencion como componente poliol c). Los representantes de los compuestos mencionados que van a usarse de acuerdo con la invencion como componente de partida c) se han descrito por ejemplo en Kunststoff-Handbuch, tomo VII “Polyurethane”, 3a edicion", Carl Hanser Verlag, Munchen / Wien, 1993, paginas 57 - 67 o bien paginas 88 - 90.
En el caso del componente a) se trata preferentemente de etilendiamina, trimetilolpropano, orto-toluilendiamina, azucar, sorbitol, dietanolamina, trietanolamina, dietiltoluilendiamina, glicerina, 1,2-etanodiol, butanodiol, isosorbida y aductos de cadena corta de oxidos de alquileno en iniciadores, tal como por ejemplo etilendiamina, trimetilolpropano, orto-toluilendiamina, azucar, sorbitol, dietanolamina, trietanolamina, dietiltoluilendiamina, glicerina, 1,2-etanodiol, butanodiol e isosorbida.
Como catalizadores d) pueden usarse compuestos habituales que aceleran mucho la reaccion del componente B con del componente A. A este respecto pueden usarse catalizadores en sf conocidos, que aceleran la reaccion entre grupos hidroxilo e isocianato. En particular se tienen en cuenta aminas terciarias del tipo en sf conocido, por ejemplo trietilamina, tributilamina, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina, N-cocomorfolina, N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina, 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano, N-metil-N'-dimetilamino-etilpiperazina, N,N-dimetilciclohexilamina, N,N,N',N'-tetrametil-1,3-butanodiamina, N,N-dimetilimidazol-p-feniletilamina, 1,2-dimetilimidazol o 2-metilimidazol. Los oxidos de amina se conocen bien como catalizadores. Tambien catalizadores de metal organicos, en particular catalizadores de bismuto organicos, tal como por ejemplo neodecanoato de bismuto-(III) o catalizadores de estano organicos, tal como por ejemplo sales de estano-(II) de acido carboxflico tal como acetato de estano-(II), octoato de estano-(II), etilhexoato de estano-(II) y laurato de estano-(II) y las sales de dialquilestano de acidos carbox^licos, tal como por ejemplo diacetato de dibutilestano, dilaurato de dibutilestano, maleato de dibutilestano o diacetato de dioctilestano pueden usarse solos o en combinacion con las aminas terciarias. Se tienen en cuenta en particular aquellas sustancias de accion catalftica que presentan grupos reactivos frente a isocianato y que conducen a una nebulizacion a ser posible baja, es decir a una emision a ser posible baja de compuestos volatiles de la espuma, tambien a temperaturas elevadas hasta 120 °C, y compuestos de alcanolamina tal como trietanolamina, tris-isopropanolamina, N-metil- y N-etildietanolamina y dimetiletanolamina. Como catalizadores se tienen en consideracion ademas: oxidos de amina, bis-(2-dimetilaminoetil)eter, tris-(dialquilamino)-s-hexahidrotriazinas, en particular tris-(N,N-dimetilamino)-shexahidrotriazina, sales de tetraalquilamonio tal como por ejemplo formiato de N,N,N-trimetil-N-(2-hidroxi-propilo), 2-etil-hexanoato de N,N,N-trimetil-N-(2-hidroxipropilo), hidroxidos de tetraalquil-amonio tal como hidroxido de tetrametilamonio, hidroxidos alcalinos tal como hidroxido de sodio, alcoholatos alcalinos tal como metilato de sodio y isopropilato de potasio, asf como sales alcalinas o alcalinoterreas de acidos grasos con 1 a 20 atomos de C y eventualmente grupos OH laterales.
Preferentemente se usan aminas terciarias que pueden reaccionar frente a isocianatos tal como por ejemplo N,N-dimetilaminopropilamina, bis-(dimetilaminopropil)-amina, N,N-dimetilaminopropil-N'-metil-etanolamina, dimetilaminoetoxietanol, bis-(dimetilaminopropil)amino-2-propanol, N,N-dimetilaminopropildipropanolamina, N,N,N'-trimetil-N'-hidroxietil-bisaminoetil-eter, N,N-dimetilaminopropilurea, N-(2-hidroxipropil)-imidazol, N-(2-hidroxietil)-imidazol, N-(2-aminopropil)-imidazol, 2-((dimetilamino)etil)metilaminopropanol, 1,1'((3-(dimetilamino)propil)imino)bis-2-propanol y/o los productos de reaccion descritos en el documento EP-A 0 629 607 de acetoacetato de etilo, polieterpolioles y 1-(dimetilamino)-3-amino-propano asf como en particular la sal de amida de acido de talloil de la N,N-dimetilaminopropilamina.
Preferentemente se usan del 0 % al 5 % en peso, en particular del 0,3 % al 2,0 % en peso de catalizador o bien de combinacion de catalizadores, con respecto al componente (A). Otros representantes de catalizadores asf como particularidades sobre el modo de accion de los catalizadores se han descrito en Kunststoff-Handbuch, tomo VII “Polyurethane”, 3a edicion”, Carl Hanser Verlag, Munchen / Wien, 1993 en las paginas 104 -110.
Como agentes expansores e) pueden usarse compuestos generalmente conocidos de accion qmmica o ffsica. Como agente expansor de accion qmmica puede usarse preferentemente agua y eventualmente carbamato, que forma dioxido de carbono mediante reaccion con los grupos isocianato. Ejemplos de agentes expansores ffsicos, es decir aquellos compuestos inertes que se evaporan en las condiciones de reaccion, son por ejemplo hidrocarburos (ciclo)alifaticos, preferentemente aquellos con 4 a 8, de manera especialmente preferente de 4 a 6 y en particular de 5 atomos de carbono, hidrocarburos parcialmente halogenados o eteres, cetonas o acetatos. Sin embargo puede usarse tambien dioxido de carbono (CO2), que puede anadirse por ejemplo hasta el lfmite de su solubilidad quimicoffsica con respecto al menos una de las materias primas. La cantidad de los agentes expansores usados depende de la densidad pretendida de las espumas. Los distintos agentes expansores pueden usarse individualmente o en mezclas discrecionales entre sf.
Como coadyuvantes y/o aditivos f) pueden usarse plastificantes, emulsionantes, colorantes, agentes igmfugos, estabilizadores, cargas, fibras, por ejemplo en forma de tejidos y/o esteras, agentes reguladores de celula, compuestos de superficie activa y/o estabilizadores frente a la degradacion oxidativa, termica o microbiana o frente al envejecimiento.
Como plastificantes y emulsionantes se mencionan, por ejemplo, esteres de acidos carboxflicos polivalentes, preferentemente divalentes con alcoholes monohidroxilados. El componente acido de tales esteres puede derivarse por ejemplo de acido succmico, acido isoftalico, acido trimelftico, antndrido ftalico, antndrido tetra- y/o hexahidroftalico, antndrido endometilentetrahidroftalico, antndrido glutarico, antndrido maleico, acido fumarico y/o acidos grasos dimericos y/o trimericos, eventualmente en mezcla con acidos grasos monomericos. El componente alcohol de tales esteres puede derivarse por ejemplo de alcoholes alifaticos ramificados y/o no ramificados con 1 a 20 atomos de C, tal como metanol, etanol, propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, terc-butanol, los distintos isomeros del alcohol pentilico, alcohol hexflico, alcohol octflico (por ejemplo 2-etil-hexanol), alcohol nomlico, alcohol dedlico, alcohol launlico, alcohol miristilico, alcohol cetflico, alcohol esteanlico y/o de alcoholes grasos y de cera que se producen naturalmente o pueden obtenerse mediante hidrogenacion de acidos carboxflicos que se producen naturalmente. Como componente alcohol se tienen en cuenta tambien compuestos de hidroxi cicloalifaticos y/o aromaticos, por ejemplo ciclohexanol y sus homologos, fenol, cresol, timol, carvacrol, alcohol bendlico y/o feniletanol. Como plastificantes se tienen en cuenta ademas esteres de los alcoholes mencionados anteriormente con acido fosforico. Eventualmente pueden usarse tambien esteres de acido fosforico de alcoholes halogenados, tal como por ejemplo fosfato de tricloroetilo. En el ultimo caso puede conseguirse al mismo tiempo con el efecto plastificante un efecto retardante de llama. Logicamente pueden usarse tambien esteres mixtos de los alcoholes y acidos carboxflicos mencionados anteriormente. En el caso de los plastificantes puede tratarse tambien de los denominados plastificantes polimericos, por ejemplo de poliesteres del acido adfpico, sebacico y/o ftalico. Ademas pueden usarse como plastificantes tambien esteres de acido alquilsulfonico del fenol, por ejemplo ester femlico de acido parafinasulfonico.
Los elementos de material compuesto de acuerdo con la invencion, mediante el uso de las partfculas b) usadas de acuerdo con la invencion, presentan en particular un comportamiento de emision claramente mejorado.
Otro objeto de la presente invencion es el uso de los elementos de material compuesto de acuerdo con la invencion en piezas de construccion en la construccion de vetnculos y aviones y en la industria de la construccion, por ejemplo como cuadros de mando, revestimientos de puertas, bandejas traseras, consolas, apoyabrazos, asientos de coche, reposacabezas, techos interiores o retrovisores de puerta.
La invencion se explicara en mas detalle por medio de los siguientes ejemplos.
Ejemplos:
Los materiales usados y las abreviaturas tienen el siguiente significado:
° Poliol A es una dispersion del 20 % en peso de un solido, preparado a partir de estireno y acrilonitrilo, en poli(oxido de alquileno) B.
° Poliol B es un polieterpoliol y a base de glicerol, oxido de propileno y un bloque terminal de oxido de etileno. El peso molecular asciende a 4800 g/mol.
° Poliol C es una dispersion del 20 % en peso de un solido, preparado a partir de toluilendiisocianato (mezcla de isomeros 80:20) e hidrato de hidrazina, en poli(oxido de alquileno) B.
° Poliol D es una dispersion del 20 % en peso de hollm en poliol B.
° Poliol E es un poliester a base de acido adfpico, trimetilolpropano y hexanodiol con una funcionalidad promedio de 3 y un peso molecular de 1550 g/mol.
° Poliol F es un producto de reaccion de etilendiamina y 5 equivalentes de oxido de propileno.
° Amina A es una mezcla de isomeros habitual en el comercio de diaminodietiltolueno.
° Amina D es N-[2-[2-(dimetilamino)etoxi]etil]-N-metil-1,3-propanodiamina.
° Amina E es Dabco NE 1070 (CAS [31506-43-1]).
° Amina F es 2-[(2-[2-(dimetilamino)etoxi]etil]-N-metil-amino]etanol (CAS [83016-70-0]).
° Isocianato A es una mezcla a base de MDI de 4,4'- y 2,4'-MDI y sus homologos superiores, que se ha modificado con carbodiimida, con un contenido en NCO del 31,7 % en peso y un contenido en uretdionimina del 3,8 % en peso.
° Isocianato B es un prepolfmero constituido por el 84 % en peso de isocianato A y el 16 % en peso de polipropilenglicol (peso molecular de 2000 g/mol) con un contenido en uretdionimina del 11,3 % en peso.
° Isocianato C es una mezcla a base de MDI de 4,4'- y 2,4'-MDI y sus homologos superiores, que se ha modificado con carbodiimida, con un contenido en NCO del 32,0 % en peso.
Preparación de las espumas libres de poliuretano
La preparacion de las espumas se realizo en un vaso de papel conico con 0,66 dm3 de volumen. La temperatura de los dos componentes (componente poliol y componente isocianato) ascendfa a 23 °C. Las relaciones de cantidad indicadas a continuacion se ajustaron de modo que la suma de todos los componentes ascendiera a 60 gramos. Se mezclaron en el vaso de carton en primer lugar los componentes del lado poliol (componente A) con un agitador Pendraulik, se anadio entonces el isocianato (componente B) y se agito durante aprox. 10 segundos con 1400 min'1.
Como tiempo de inicio se define el momento en el que se vuelve visible una dilatacion de volumen de la mezcla. Como tiempo de fraguado se define el momento en el que forma hebras una cerilla puesta en la espuma creciente durante la extraccion. Como tiempo de subida se define el momento en el que ya no se observa ningun movimiento relativo de la espuma y el borde del vaso.
Para la determinacion de la “densidad aparente libre” se corto la cima de la espuma en el borde del vaso. Se peso el peso bruto del vaso relleno con espuma. De esto se resta el peso determinado previamente del vaso vado. El peso neto se dividio entre el volumen del vaso de 0,66 dm3 y se obtuvo la “densidad aparente libre” en gramo por dm3 o bien kg/m3
Tabla 1: Composicion de las espumas de poliuretano preparadas y sus propiedades medidas
Figure imgf000007_0001
(continuacion)
Figure imgf000008_0001
Fabricacion de los elementos de material compuesto y medicion de las emisiones (TVOC = total volatile organic compounds)
La fabricacion de los cuerpos moldeados se realizo en un molde aluminio que puede cerrarse con una tapa, revestido con una lamina de teflon de la dimension 200 x 200 x 20 mm a una temperatura de molde de 45 °C, en el que se colocaron las capas de cubierta relevantes en la base o bien se adhirieron con banda adhesiva en los dos lados en la tapa. La temperatura de los dos componentes (componente poliol y componente isocianato) ascendfa a 23 °C. Se mezclaron en un vaso de carton en primer lugar los componentes del lado poliol con un agitador Pendraulik, se anadio entonces el isocianato y se agito durante aprox. 10 segundos. Entonces se vertio la mezcla en el molde abierto y se cerro este, seleccionandose la cantidad de masa fundida que reacciona de modo que se obtuviera como resultado una densidad aparente promedio de la espuma de 120 g/l. Tras aprox. 10 minutos se desmoldo y se almacenaron los elementos de material compuesto durante 24 horas a temperatura ambiente.
Las probetas, 4 placas en cada caso de (0,2 x 0,2 x 0,04) m3, se fabricaron tal como se ha descrito anteriormente y tras el enfriamiento se empaquetaron en lamina de material compuesto de aluminio. Cada cuatro probetas por calidad se desairearon durante 7 d a TA y aire seco en una camara de desaireacion. El espacio de prueba se acondiciono previamente antes del inicio de la prueba de manera correspondiente a las instrucciones de la prueba (TBeh. = 65 °C, cambio de aire como maximo = 1,8 h-1, TTaup. = 10,4 °C). La camara de prueba se equipo con las probetas y se cerro. A continuacion se inicio el programa de medicion (TBeh. = 65 °C, cambio de aire = 0,4 h -1, TTaup. = 10,4 °C). Las emisiones se unieron durante 8,35 horas con Tenax, Thermosorb y DNPH y despues se analizaron por medio de cromatograffa de gases.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Elementos de material compuesto de dos capas de plastico, que estan unidas entre sf a traves de una capa de nucleo de espuma a base de isocianato, en donde la espuma presenta una densidad aparente segun la norma DIN 53420 de 90 - 350 kg/m3 y puede obtenerse a partir de la reaccion de los componentes que estan constituidos por A) un componente poliol que esta constituido por
a) del 0-25 % en peso, preferentemente del 2-8 % en peso con respecto a la cantidad total de los componentes reactivos frente a isocianato del componente A), de polioles y/o poliaminas y/o polihidroxiaminas de cadena corta reactivos frente a isocianato con un peso molecular de 90-350 g/mol, preferentemente de 200-300 g/mol y una funcionalidad de 2 a 6,
b) del 0,1-25 % en peso, preferentemente del 1 - 5 % en peso, con respecto a la cantidad total del componente A), de partfculas de polihidrazocarbonamida o partfculas de poliurea y polihidrazocarbonamida, c) del 50-90 % en peso, con respecto a la cantidad total de los componentes reactivos frente a isocianato del componente A), de polieterpolioles reactivos frente a isocianato y eventualmente poliesterpolioles con pesos equivalentes de 500-5000 g/mol, preferentemente de 900-2200 g/mol y funcionalidades de 2 a 6, d) catalizadores,
e) agentes expansores,
f) eventualmente coadyuvantes y aditivos
y
B) un componente isocianato con un contenido de grupos isocianato del 20 % y el 33 % en peso, preferentemente entre el 25 % y el 33 % en peso,
en donde la relacion del numero de grupos NCO del componente B) con respecto al numero de grupos del componente A) que reaccionan con grupos NCO asciende a de 0,7:1 a 1,2:1.
2. Elemento de material compuesto segun la reivindicacion 1, en el que las capas de plastico estan constituidas por un plastico termoplastico eventualmente reticulado posteriormente y eventualmente reforzado con fibras.
3. Elemento de material compuesto segun la reivindicacion 1, en el que las capas de plastico estan constituidas por un elastomero eventualmente reticulado posteriormente y eventualmente reforzado con fibras.
4. Procedimiento para la fabricacion de los elementos de material compuesto de acuerdo con la invencion de acuerdo con la reivindicacion 1 de dos capas de plastico que estan unidas entre sf a traves de una capa de nucleo de espuma a base de isocianato, en donde las dos capas de plastico se adhieren en una etapa entre sf a traves de una mezcla reactiva que esta constituida por un componente poliol A) y un componente isocianato B), que reaccionan para dar una espuma con una densidad aparente segun la norma DIN 53420 de 90 - 350 kg/m3, introduciendose las capas de plastico en un molde y antes y/o tras cerrar el molde se inyecta la mezcla reactiva del componente isocianato B) y del componente poliol A) entre las dos capas de plastico, caracterizado por que la mezcla reactiva esta constituida por los siguientes componentes:
A) un componente poliol que esta constituido por
a) del 0-25 % en peso, preferentemente del 2-8 % en peso, con respecto a la cantidad total de los componentes reactivos frente a isocianato del componente A), de polioles y/o poliaminas y/o polihidroxiaminas de cadena corta reactivos frente a isocianato con un peso molecular de 100-350 g/mol, preferentemente de 200-300 g/mol y una funcionalidad de 2 a 6,
b) del 0,1-25 % en peso, preferentemente del 1 - 5 % en peso, con respecto a la cantidad total del componente A) de partfculas de polihidrazocarbonamida o partfculas de poliurea y polihidrazocarbonamida c) del 50-90 % en peso, con respecto a la cantidad total de los componentes reactivos frente a isocianato del componente A), de polieterpolioles reactivos frente a isocianato y eventualmente poliesterpolioles con pesos equivalentes de 500-5000 g/mol, preferentemente de 900-2200 g/mol y funcionalidades de 2 a 6, d) catalizadores,
e) agentes expansores,
f) coadyuvantes y aditivos
B) y un componente isocianato con un contenido en grupos isocianato del 20 % al 33 % en peso, preferentemente del 25 % al 33 % en peso,
en donde la relacion del numero de grupos NCO del componente B) con respecto al numero de grupos del componente A) que reaccionan con grupos NCO asciende a de 0,7:1 a 1,2:1.
5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que la espuma se compacta durante la realizacion del procedimiento hasta obtener al menos el 150 % de la densidad aparente que esta obtendna en el caso de formacion de espuma libre.
6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que la espuma presenta tras la realizacion del procedimiento una resistencia a la compresion de 20-200 kPa, preferentemente de 20-80 kPa (ISO 3386-1-98).
7. Uso de los elementos de material compuesto segun la reivindicacion 1 en piezas de construccion en la construccion de vehnculos y aviones y en la industria de la construccion, por ejemplo como cuadros de mando, revestimientos de puertas, bandejas traseras, consolas, apoyabrazos, asientos de coche, reposacabezas, techos interiores o retrovisores de puerta.
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