ES2855735T3

ES2855735T3 - Espuma de poliuretano viscoelástica con recubrimiento

Info

Publication number: ES2855735T3
Application number: ES17733221T
Authority: ES
Inventors: Kaoru Aou; Yibei Gu; Rajat Duggal; Yasmin N Srivastava; Joseph Jacobs; Qinghao Meng; Gregoire Cardoen; Ralph C Even; Morgan A Springs
Original assignee: Dow Global Technologies LLC; Rohm and Haas Co
Current assignee: Dow Global Technologies LLC; Rohm and Haas Co
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2037-06-01
Also published as: BR112018073988B1; JP7228018B2; AU2017273837B2; BR112018073988A2; JP2019523790A; EP3464403B1; JP2022031650A; US20240043644A1; EP3464403A1; US20210206937A1; MX2018014886A; AU2017273837A1; WO2017210439A1; US20190211171A1; EP3792294A1; JP6968828B2; CN109219625B; CN109219625A

Abstract

Una espuma de poliuretano viscoelástica recubierta, que comprende: una espuma de poliuretano viscoelástica que tiene el recubrimiento encima, teniendo la espuma de poliuretano viscoelástica una resistencia menor que o igual a un 20 % como se mide de acuerdo con ASTM D3574, siendo la espuma de poliuretano viscoelástica el producto de un sistema de reacción que tiene un componente de isocianato que incluye al menos un isocianato y un componente reactivo con isocianato que incluye un componente de poliol, y siendo un índice de isocianato del sistema de reacción de 50 a 150; y un material de recubrimiento sobre e incrustado dentro de la espuma de poliuretano viscoelástica, incluyendo el material de recubrimiento una emulsión polimérica acuosa y un material de cambio de fase encapsulado; en la que el sistema de reacción incluye además un componente de aditivo que incluye al menos un catalizador y al menos uno seleccionado del grupo de: (i) de un 0,1 % en peso a un 6,0 % en peso de una dispersión polimérica acuosa preformada, en base al peso total de la mezcla, teniendo la dispersión polimérica acuosa preformada un contenido en sólidos de un 10 % en peso a un 80 % en peso, en base al peso total de la dispersión polimérica acuosa preformada, y siendo una de una dispersión polimérica ácida acuosa o una dispersión polimérica poliolefínica modificada con ácido acuosa en la que la poliolefina se deriva de al menos una alfa-olefina C2 a C20, y (ii) de un 0,1 % en peso a un 6,0 % en peso de un dispersante polimérico acuoso preformado que tiene un pH de 6,0 a 12,0, en base al peso total de la mezcla, incluyendo el dispersante polimérico acuoso de un 5 % en peso a un 60 % en peso de un componente polimérico y de un 40 % en peso a un 95 % en peso de un medio fluido que incluye al menos agua, incluyendo el componente polimérico al menos un polímero básico derivado de un 20 % en peso a un 100 % en peso de al menos un monómero de ácido hidrófilo que tiene al menos un grupo carbonilo, grupo fosfato, grupo fosfonato o grupo sulfonilo, y opcionalmente derivado de al menos un monómero hidrocarburo terminalmente insaturado hidrófobo.

Description

DESCRIPCIÓN

Espuma de poliuretano viscoelástica con recubrimiento

Campo

Los modos de realización se refieren a espumas de poliuretano viscoelásticas preparadas usando una dispersión polimérica acuosa preformada y un procedimiento de fabricación de dichas espumas de poliuretano viscoelásticas.

Introducción

La espuma de poliuretano viscoelástica flexible (también conocida como espuma de recuperación lenta, espuma con memoria y espuma de alta amortiguación) se caracteriza por una recuperación gradual relativamente lenta de la compresión y la espuma viscoelástica puede tener una resistencia relativamente menor. Las aplicaciones ejemplares para espuma viscoelástica utilizan características de la espuma tales como conformación de forma, atenuación de energía y/o amortiguación de sonido. Por ejemplo, la espuma de poliuretano viscoelástica se puede usar en aplicaciones de comodidad (tales como ropa de cama y almohadas), aplicaciones de amortiguación de impacto (tales como en acolchados y cascos deportivos), en aplicaciones insonorizadas (tales como interiores de automóviles), aplicaciones de amortiguación de ruido y/o vibración (tales como tapones para los oídos, paneles de automóviles, etc.) y aplicaciones de filtración (tales como filtros de aire de vacío, protectores de canalones para proteger el canalón/colector de lluvia contra restos tales como hojas de plantas y nieve derretida). Por ejemplo, el documento US 9.339.117, que proporciona un colchón de espuma que tiene una superficie orientada al cuerpo que comprende una capa de espuma viscoelástica. La superficie orientada al cuerpo comprende además un rebajo o cavidad en el que se puede proporcionar una capa que incluye un núcleo de resortes. El colchón de espuma tiene además una capa de espuma de celda abierta debajo de la capa de espuma viscoelástica. La capa de espuma de celda abierta o reticulada proporciona un incremento en la transpirabilidad. El soporte para el colchón se puede proporcionar además por una capa inferior de espuma convencional. El documento US 2013/085200 proporciona espumas de poliuretano y procedimientos para preparar espumas de poliuretano. El procedimiento puede comprender formar una mezcla de reacción que incluye un componente de tolueno-diisocianato (TDI), un componente reactivo con isocianato que comprende uno o más polioles ricos en óxido de propileno (ricos en PO), uno o más polioles ricos en óxido de etileno (ricos en EO) que tienen un peso equivalente promedio en número combinado de 100 a 500 que comprende de un 10 % a un 28 % en peso del componente reactivo con isocianato total, agua y un componente catalizador que comprende al menos un catalizador, y someter la mezcla de reacción a condiciones suficientes para dar como resultado que la mezcla de reacción se expanda y se cure para formar una espuma de poliuretano viscoelástica que tiene una resistencia menor de un 25 %, como se mide de acuerdo con la prueba H de ASTM D3574.

Se cree que los recubrimientos para espumas, tales como espumas viscoelásticas, minimizan, reducen y/o evitan problemas relacionados con dormir con calor (también llamado "sueño caluroso" o "dormir acalorado") que pueden resultar, en parte, de la falta de suficiente transferencia térmica y/o de humedad del cuerpo humano al medio ambiente. Por ejemplo, dormir con calor puede ser, en parte, el resultado de una manta encima del cuerpo humano y/o del colchón debajo del cuerpo humano. Se han sugerido capas de gel polimérico sólido recubiertas o laminadas (en el molde o bien durante las etapas después de la fabricación) sobre almohadas de espuma a base de poliuretano, por ejemplo, debido a la mayor masa sólida y área de contacto ("efecto disipador de calor"), que dichas capas de gel pueden proporcionar en comparación con la propia espuma (espuma que puede ser principalmente aire). La naturaleza no transpirable de un gel polimérico sólido no se considera un problema para las almohadas, puesto que la cabeza humana no se cubre normalmente por una manta durante el sueño, lo que deja la cabeza humana expuesta al aire de la habitación para un enfriamiento adicional. Sin embargo, para los materiales de colchón, donde las mantas cubren el cuerpo humano durante su uso, se cree que la naturaleza no transpirable de los geles poliméricos sólidos da lugar a una desventaja (tal como dormir con calor, niveles de humedad elevados cerca del cuerpo lo que da lugar a incomodidad, etc.) que no se supera por el "efecto disipador de calor". Por eso se buscan diferentes soluciones.

Sumario

Se pueden realizar modos de realización proporcionando una espuma de poliuretano viscoelástica recubierta que incluye una espuma de poliuretano viscoelástica que tiene el recubrimiento encima, teniendo la espuma de poliuretano viscoelástica una resistencia menor de o igual a un 20 % como se mide de acuerdo con ASTM D3574, siendo la espuma de poliuretano viscoelástica el producto de un sistema de reacción que tiene un componente de isocianato que incluye al menos un isocianato y un componente reactivo con isocianato que incluye un componente de poliol, y siendo un índice de isocianato del sistema de reacción de 50 a 150; y un material de recubrimiento sobre e incrustado dentro de la espuma de poliuretano viscoelástica, incluyendo el material de recubrimiento una emulsión polimérica acuosa y un material de cambio de fase encapsulado;

en la que el sistema de reacción incluye además un componente de aditivo que incluye al menos un catalizador y al menos uno seleccionado del grupo de:

(i) de un 0,1 % en peso a un 6,0 % en peso de una dispersión polimérica acuosa preformada, en base al peso total de la mezcla, teniendo la dispersión polimérica acuosa preformada un contenido en sólidos de un 10 % en peso a un 80 % en peso, en base al peso total de la dispersión polimérica acuosa preformada, y siendo una de una dispersión polimérica ácida acuosa o una dispersión polimérica poliolefínica modificada con ácido acuosa en la que la poliolefina se deriva de al menos una alfa-olefina C2 a C20, y

(ii) de un 0,1 % en peso a un 6,0 % en peso de un dispersante polimérico acuoso preformado que tiene un pH de 6,0 a 12,0, en base al peso total de la mezcla, incluyendo el dispersante polimérico acuoso de un 5 % en peso a un 60 % en peso de un componente polimérico y de un 40 % en peso a un 95 % en peso de un medio fluido que incluye al menos agua, incluyendo el componente polimérico al menos un polímero básico derivado de un 20 % en peso a un 100 % en peso de al menos un monómero ácido hidrófilo que tiene al menos un grupo carbonilo, grupo fosfato, grupo fosfonato o grupo sulfonilo, y opcionalmente derivado de al menos un monómero hidrocarburo terminalmente insaturado hidrófobo.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 ilustra una representación esquemática ejemplar de un aparato de extrusión por fusión usado para preparar una dispersión polimérica acuosa preformada.

La FIG. 2 ilustra las muestras recubiertas de los ejemplos de trabajo 19 y 20 y el ejemplo comparativo E.

Descripción detallada

Una espuma se puede llenar con un material de recubrimiento aplicado sobre la espuma, tal como desde un lado superior de la espuma. El material de recubrimiento con la espuma todavía puede mantener un alto grado de transpirabilidad como se mide por la prueba G de ASTM D3574 (prueba por flujo de aire). El material de recubrimiento incluye un material de cambio de fase y se puede preparar usando una emulsión polimérica acuosa (también denominada látex o aglutinante de látex). Los recubrimientos se pueden usar en otros tipos de espuma, incluyendo espumas de poliuretano tales como espuma a base de poliuretano de alta resistencia, espuma a base de poliuretano en placa y espuma a base de poliuretano rígida. Los recubrimientos se pueden usar con espuma de crecimiento libre y espuma moldeada. Las espumas se pueden denominar espuma hidrófila. El recubrimiento puede estar sobre y/o incrustado dentro de la espuma. Por ejemplo, el recubrimiento puede estar tanto directamente sobre una superficie externa (por ejemplo, la superficie superior orientada a un usuario final) de la espuma como incrustado dentro de huecos en la matriz polimérica de espuma. El recubrimiento puede estar en los puntales de celda de la espuma.

Los modos de realización se refieren al uso del recubrimiento en una espuma de poliuretano viscoelástica, que se puede caracterizar por tener una resistencia menor de o igual a un 20 % como se mide de acuerdo con la prueba H de ASTM D3574 (también se puede denominar prueba de rebote de bola). Por ejemplo, la resistencia puede ser menor de un 15 %, menor de un 10 %, menor de un 8 %, menor de un 7 %, menor de un 4 % y/o menor de un 3 %. La resistencia puede ser mayor de un 1 %. Las espumas de poliuretano viscoelásticas para su uso en la espuma recubierta de la invención se preparan usando un sistema de reacción que incluye un componente de isocianato y un componente reactivo con isocianato. En particular, la espuma viscoelástica se forma como el producto de reacción del componente de isocianato y el componente reactivo con isocianato. El componente de isocianato incluye al menos un isocianato tal como un prepolímero terminado en isocianato y/o un poliisocianato. El componente reactivo con isocianato incluye al menos un compuesto que tiene un grupo con átomo de hidrógeno reactivo con isocianato, tal como un grupo hidroxilo y/o un grupo amina. El componente de isocianato y/o el componente reactivo con isocianato pueden incluir un aditivo tal como un catalizador, un agente de curado, un tensioactivo, un agente de expansión, una poliamina y/o una carga.

De acuerdo con modos de realización, el componente reactivo con isocianato incluye al menos tres componentes. En particular, el componente reactivo con isocianato incluye un componente de poliol, un componente de aditivo y una dispersión polimérica acuosa preformada.

El componente de poliol representa de un 50,0 % en peso a un 99,8 % en peso (por ejemplo, de un 60,0 % en peso a un 99,8 % en peso, de un 70,0 % en peso a un 99,5 % en peso, de un 80,0 % en peso a un 99,0 % en peso, de un 90,0 % en peso a un 99,0 % en peso, etc. para ser el componente mayoritario en el sistema de reacción para formar la espuma de poliuretano viscoelástica) del componente reactivo con isocianato. El componente de poliol incluye al menos un poliol poliéter y opcionalmente puede incluir al menos un poliol poliéster.

El componente de aditivo puede incluir un catalizador, un agente de curado, un tensioactivo, un agente de expansión, una poliamina, agua y/o una carga. El componente de aditivo representa de un 0,1 % en peso a un 50,0 % en peso (por ejemplo, de un 0,1 % en peso a un 40,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 30,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 20,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 15,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 10,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 5,0 % en peso, etc.) del componente de aditivo, en base al peso total del componente reactivo con isocianato. El componente de aditivo en modos de realización ejemplares incluye al menos un catalizador y al menos un tensioactivo.

La dispersión polimérica acuosa preformada opcional puede representar de un 0,1 % en peso a un 6,0 % en peso (por ejemplo, de un 0,1 % en peso a un 5,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 4,1 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 4,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 3,5 % en peso , de un 0,1 % en peso a un 3,0 % en peso, de un 0,4 % en peso a un 2,5 % en peso, de un 0,5 % en peso a un 2,4 % en peso, etc.) del componente reactivo con isocianato.

La dispersión polimérica acuosa preformada es una de una dispersión polimérica ácida acuosa o una dispersión polimérica poliolefínica modificada con ácido acuosa en la que la poliolefina se deriva de al menos una alfa-olefina C²a C²⁰(por ejemplo, al menos una alfa-olefina C²a C¹⁰y/o alfa-olefina C²a C8). La dispersión polimérica acuosa preformada tiene un contenido en sólidos de un 10 % en peso a un 80 % en peso, en base al peso total de la dispersión polimérica acuosa preformada. La dispersión polimérica acuosa puede ser una combinación de una o más dispersiones poliméricas acuosas que se usan para formar la espuma de poliuretano viscoelástica.

La espuma viscoelástica puede ser una espuma de crecimiento libre o una espuma de molde que se prepara opcionalmente usando al menos uno seleccionado del grupo de la dispersión polimérica acuosa preformada y el dispersante polimérico acuoso preformado, mientras que se diferencian entre sí por su composición. Los modos de realización ejemplares pueden incluir solo la dispersión polimérica acuosa preformada, solo el dispersante polimérico acuoso preformado o una combinación de la dispersión polimérica acuosa preformada y el dispersante polimérico acuoso preformado.

La espuma viscoelástica preparada usando el aditivo dispersante polimérico acuoso preformado puede tener un flujo de aire mayor de 4,0 pies cúbicos estándar por minuto (scfm) (aproximadamente 2,4 l/s) en condiciones estándar. La espuma viscoelástica puede tener un flujo de aire mayor de 5,0 pies cúbicos estándar por minuto (scfm) (aproximadamente 2,4 l/s) en condiciones estándar. La espuma viscoelástica puede tener un tiempo de recuperación (también denominado tiempo de recuperación viscoelástica) menor de 20 segundos (por ejemplo, menor de 10 segundos y/o menor de 5 segundos). Por ejemplo, se puede preparar una espuma de poliuretano viscoelástica que tenga un incremento en el flujo de aire sin sacrificar la resistencia.

La espuma viscoelástica se puede recubrir con un material de recubrimiento para formar la espuma de poliuretano viscoelástica recubierta de la invención. El material de recubrimiento puede estar tanto en una superficie externa de la espuma viscoelástica como incrustado dentro de huecos en la matriz polimérica de espuma viscoelástica. El material de recubrimiento incluye un material de cambio de fase encapsulado.

Componente de poliol

El componente de poliol incluye al menos un poliol poliéter y/o poliol poliéster. Los polioles poliéter ejemplares son el producto de reacción de óxidos de alquileno (tales como al menos un óxido de etileno, óxido de propileno y/o óxido de butileno) con iniciadores que contienen de 2 a 8 átomos de hidrógeno activos por molécula. Los iniciadores ejemplares incluyen etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, butanodiol, glicerol, trimetilolpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sorbitol, etilendiamina, toluendiamina, diaminodifenilmetano, polimetilen-polifenilen-poliaminas, etanolamina, dietanolamina, y mezclas de dichos iniciadores. Los polioles ejemplares incluyen productos VORANOL™, disponibles de The Dow Chemical Company. El componente de poliol puede incluir polioles que se pueden usar para formar espumas de poliuretano viscoelásticas.

Por ejemplo, el componente de poliol puede incluir un poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso (en base al peso total de los óxidos de alquileno usados para formar el poliol), que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 6 (por ejemplo, de 2 a 4), y tiene un peso molecular promedio en número de 500 g/mol a 5000 g/mol (por ejemplo, de 500 g/mol a 4000 g/mol, de 600 g/mol a 3000 g/mol, de 600 g/mol a 2000 g/mol, de 700 g/mol a 1500 g/mol y/o de 800 g/mol a 1200 g/mol). El poliol polioxietilenpolioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso puede representar de un 5 % a un 90 % en peso (por ejemplo, de un 10 % a un 90 % en peso, de un 25 % a un 90 % en peso, de un 25 % en peso a un 85 % en peso, de un 35 % en peso a un 85 % en peso, de un 45 % en peso a un 85 % en peso, de un 50 % en peso a un 80 % en peso y/o de un 55 % en peso a un 70 % en peso) del componente reactivo con isocianato. El poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso puede ser el componente mayoritario en el componente reactivo con isocianato.

El componente de poliol puede incluir un poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter de alto peso molecular que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso (en base al peso total de los óxidos de alquileno usados para formar el poliol), que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 4 a 8 (por ejemplo, de 5 a 8), y tiene un peso molecular promedio en número de 5.500 g/mol a 20.000 g/mol (por ejemplo, de 5.500 g/mol a 17.500 g/mol, de 5.500 g/mol a 15.500 g/mol, de 5.500 g/mol a 14.500 g/mol, de 6.500 g/mol a 14.500 g/mol, de 8.500 g/mol a 14.500 g/mol y/o de 10.500 g/mol a 14.500 g/mol). El poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso puede representar de un 5 % en peso a un 90 % en peso (por ejemplo, de un 5 % a un 75 % en peso, de un 5 % a un 55 % en peso, de un 5 % en peso a un 50 % en peso, de un 5 % en peso a un 45 % en peso, de un 5 % en peso a un 35 % en peso, de un 5 % en peso a un 25 % en peso y/o de un 10 % en peso a un 20 % en peso) del componente reactivo con isocianato. El poliol polioxietilen-polioxipropilenpoliéter de alto peso molecular puede ser adicional al poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter de peso molecular relativamente menor analizado anteriormente.

El componente de poliol puede incluir un poliol polioxipropilen-polioxietilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno menor de un 20 % en peso (en base al peso total de los óxidos de alquileno usados para formar el poliol), que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 6 (por ejemplo, de 2 a 4), y tiene un peso molecular promedio en número mayor de 1000 g/mol (o mayor de 1500 g/mol) y menor de 6000 g/mol. Por ejemplo, el peso molecular puede ser de 1500 g/mol a 5000 g/mol, de 1600 g/mol a 5000 g/mol, de 2000 g/mol a 4000 g/mol, y/o de 2500 g/mol a 3500 g/mol. El poliol polioxipropilen-polioxietilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno menor de un 20 % en peso puede representar de un 5 % a un 90 % en peso (por ejemplo, de un 5 % a un 70 % en peso, de un 5 % a un 50 % en peso, de un 10 % en peso a un 40 % en peso y/o de un 10 % en peso a un 30 % en peso) del componente reactivo con isocianato. El poliol polioxipropilen-polioxietilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno menor de un 20 % en peso puede estar en una combinación con el poliol polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso, mientras que el último de estos se incluye en un cantidad mayor.

El componente de poliol puede incluir un poliol polioxipropilen-poliéter que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 6 (por ejemplo, de 2 a 4) y tiene un peso molecular promedio en número de 500 g/mol a 6000 g/mol (por ejemplo, de 500 g/mol a 5500 g/mol, de 600 g/mol a 5000 g/mol, de 700 g/mol a 1500 g/mol, de 800 g/mol a 1200 g/mol, de 3000 g/mol a 6000 g/mol, de 3000 g/mol a 5500 g/mol, de 3500 g/mol a 5500 g/mol y/o de 4500 g/mol a 5500 g/mol). El poliol polioxipropilen-poliéter puede representar de un 5 % en peso a un 90 % en peso (por ejemplo, de un 5 % a un 70 % en peso, de un 5 % a un 50 % en peso, de un 10 % a un 40 % en peso y/o de un 10 % a un 30 % en peso) del componente reactivo con isocianato. El poliol polioxipropilen-poliéter puede estar en una combinación con el poliol polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso, mientras que el último de estos se incluye en una cantidad mayor.

En un modo de realización ejemplar, el componente de poliol puede incluir una combinación del poliol polioxietilenpolioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso, el poliol polioxietilenpolioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno menor de un 20 % en peso , y/o el poliol polioxipropilen-poliéter. En otros modos de realización ejemplares, el componente de poliol puede incluir una combinación del poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso, el poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter de mayor peso molecular que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso, el poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno menor de un 20 % en peso, y/o el poliol polioxipropilen-poliéter.

El componente de poliol se puede mezclar con la dispersión polimérica acuosa preformada (y opcionalmente al menos parte del componente de aditivo) antes de poner en contacto el componente de isocianato.

Componente de aditivo

El componente de aditivo se separa de los componentes que forman la dispersión acuosa preformada y el componente de poliol. El componente de aditivo es parte del componente reactivo con isocianato, pero se pueden incorporar otros aditivos en el componente de isocianato. El componente de aditivo puede incluir un catalizador, un agente de curado, un reticulante, un tensioactivo, un agente de expansión (acuoso y no acuoso, separado de la dispersión polimérica acuosa), una poliamina, un plastificante, una fragancia, un pigmento, un antioxidante, un estabilizante UV, agua (separada de la dispersión polimérica acuosa) y/o una carga. Otros aditivos ejemplares incluyen un extensor de cadena, retardante de la llama, supresor de humo, agente de secado, talco, polvo, agente de desmoldeo, partículas de polímero de caucho ("gel").

El componente de aditivo puede incluir catalizador de estaño, catalizador de cinc, catalizador de bismuto y/o catalizador de amina. La cantidad total de catalizador en el componente reactivo con isocianato puede ser de un 0,1 % en peso a un 3,0 % en peso.

Se puede incluir un tensioactivo en el componente de aditivo, por ejemplo, para ayudar a estabilizar la espuma a medida que se expande y se cura. Los ejemplos de tensioactivos incluyen tensioactivos no iónicos y agentes humectantes tales como los preparados por la adición secuencial de óxido de propileno y a continuación óxido de etileno a propilenglicol, organosiliconas sólidas o líquidas y éteres de polietilenglicol de alcoholes de cadena larga. Se pueden usar tensioactivos iónicos tales como sales de alcanolamina o amina terciaria de ésteres de alquilsulfato ácido de cadena larga, ésteres alquilsulfónicos y ácidos alquilarilsulfónicos. Por ejemplo, la formulación puede incluir un tensioactivo tal como un tensioactivo de organosilicona. La cantidad total de un tensioactivo de organosilicona en el componente reactivo con isocianato puede ser de un 0,1 % en peso a un 5,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 3,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 2,0 % en peso y/o de un 0,1 % en peso a un 1,0 % en peso.

El componente de aditivo puede incluir agua, que se separa de la dispersión polimérica acuosa preformada. El agua puede representar menos de un 2,0 % en peso del peso total del componente reactivo con isocianato. El agua total, incluyendo agua de la dispersión polimérica acuosa preformada y agua del componente de aditivo, puede representar menos de un 5 % en peso del peso total del componente reactivo con isocianato.

El componente de aditivo puede excluir cualquier abridor de celda químico de espuma de poliuretano convencional basado en el uso de la dispersión polimérica acuosa. El componente de aditivo puede excluir polibuteno, polibutadieno e hidrocarburos alifáticos cerosos tales como aceites (por ejemplo, aceite mineral, aceite de parafina y/o aceite nafténico) que se emplean comúnmente como abridores de celda en espumas de baja resistencia. El componente de aditivo puede excluir abridores de celdas que son polioles derivados principalmente de la alcoxilación de óxidos de a,p-alquileno que tienen al menos 4 átomos de carbono, por ejemplo, como se analiza en la patente de EE. UU. n.° 4.596.665. El componente de aditivo puede excluir abridores de celda que son poliéteres de hasta aproximadamente 3500 de peso molecular que contienen una alta proporción (normalmente de un 50 por ciento o mayor) de unidades derivadas de óxido de etileno u óxido de butileno, por ejemplo, como se analiza en la sección de antecedentes de la patente de EE. UU. n.° 4.863.976. El componente de aditivo puede excluir abridores de celda que son polioles poliéter que tienen un peso molecular de al menos 5000 y que tienen al menos un 50 % en peso de unidades de oxietileno, por ejemplo, como se analiza en las reivindicaciones de la patente de EE. UU. n.° 4.863.976.

Componente de isocianato

El componente de isocianato incluye al menos un isocianato. El componente de isocianato está presente en un índice de isocianato de 50 a 150 (por ejemplo, de 60 a 140, de 65 a 130, de 65 a 100, de 65 a 95, de 65 a 90 y/o de 65 a 85). El índice de isocianato se define como el exceso estequiométrico molar de restos de isocianato en una mezcla de reacción con respecto al número de moles de unidades reactivas con isocianato (hidrógenos activos disponibles para la reacción con el resto isocianato), multiplicado por 100. Un índice de isocianato de 100 quiere decir que no hay exceso estequiométrico, de modo que hay 1,0 mol de grupos isocianato por 1,0 mol de grupos reactivos con isocianato, multiplicado por 100.

El componente de isocianato puede incluir uno o más isocianatos tales como poliisocianato y/o prepolímero terminado en isocianato. El isocianato puede ser reactivos que contienen isocianato que son poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos, alicíclicos, arilalifáticos y/o aromáticos o derivados de los mismos. Los derivados ejemplares incluyen prepolímero terminado en NCO (resto de isocianato), alofanato y biuret. Por ejemplo, el componente de isocianato puede incluir al menos un isocianato aromático, por ejemplo, al menos un poliisocianato aromático o al menos un prepolímero terminado en isocianato derivado de un poliisocianato aromático. El componente de isocianato puede incluir al menos un isómero de toluendiisocianato (TDI), TDI bruto, al menos un isómero de difenilmetilendiisocianato (MDI), MDI bruto y/o metilenpolifenilpoliisocianato de mayor funcionalidad. Los ejemplos incluyen TDI en forma de sus isómeros 2,4 y 2,6 y mezclas de los mismos y MDI en forma de sus isómeros 2,4', 2,2' y 4,4' y mezclas de los mismos. Las mezclas de m Di y oligómeros de los mismos pueden ser MDI bruto o polimérico y/o una variante conocida de MDI que comprende grupos uretano, alofanato, urea, biuret, carbodiimida, uretonimina y/o isocianurato. Los isocianatos ejemplares incluyen VORANATE™ M 220 (un metilendifenildiisocianato polimérico disponible de The Dow Chemical Company). Otros poliisocianatos ejemplares incluyen tolilendiisocianato (TDI), isoforondiisocianato (IPDI) y xilendiisocianatos (XDI), y modificaciones de los mismos.

Dispersión polimérica acuosa preformada

La dispersión polimérica acuosa incluye al menos (a) un polímero básico que incluye un polímero ácido y/o un polímero poliolefínico modificado con ácido y (b) un medio fluido (en este caso agua), en el que el polímero básico se dispersa en el medio fluido. La dispersión polimérica acuosa preformada puede ser un componente de fase líquida continua en condiciones ambientales de temperatura ambiente y presión atmosférica y se deriva de una fase líquida (es decir, el medio fluido) y una fase sólida (es decir, el polímero básico).

En modos de realización, la dispersión polimérica acuosa preformada es una de una dispersión polimérica ácida acuosa o una dispersión polimérica poliolefínica modificada con ácido acuosa en la que la poliolefina se deriva de al menos una alfa-olefina C²a C²⁰. Por dispersión polimérica ácida acuosa se quiere decir una dispersión acuosa preparada con un polímero a base de ácido. Por dispersión polimérica poliolefínica modificada con ácido acuosa se quiere decir una dispersión acuosa preparada con un polímero poliolefínico modificado con ácido. Por derivado de al menos una alfa-olefina C²a C²⁰se quiere decir que la poliolefina es un polímero preparado usando al menos una alfaolefina, en la que cada alfa-olefina usada es una alfa-olefina C²a C²⁰(por ejemplo, la poliolefina se puede derivar de al menos uno de etileno, propileno, butileno, hexeno y/u octeno). En modos de realización ejemplares, la poliolefina puede ser un polímero a base de etileno y/o un polímero a base de propileno.

Como se usa en el presente documento, por polímero se quiere decir un compuesto preparado polimerizando monómeros, ya sean del mismo tipo o diferente. Por tanto, el término polímero abarca el término homopolímero, normalmente empleado para referirse a polímeros preparados a partir de un solo tipo de monómero, y el término interpolímero. También abarca todas las formas de interpolímeros, por ejemplo, aleatorio, bloque, homogéneo, heterogéneo, etc. Por copolímero/interpolímero se quiere decir un polímero preparado por la polimerización de al menos dos tipos diferentes de monómeros. Estos términos incluyen tanto copolímeros clásicos, es decir, polímeros preparados a partir de dos tipos diferentes de monómeros, como polímeros preparados a partir de más de dos tipos diferentes de monómeros, por ejemplo, terpolímeros, tetrapolímeros, etc.

Por polímero a base de etileno se quiere decir un polímero que incluye un porcentaje en peso mayoritario de monómero de etileno polimerizado (en base al peso total de monómeros polimerizables), y opcionalmente puede comprender al menos un comonómero polimerizado diferente de etileno (tal como al menos uno seleccionado de alfa-olefina C³a C²⁰) para formar un interpolímero a base de etileno. Por ejemplo, cuando el polímero a base de etileno es un copolímero de etileno-propileno, la cantidad de etileno puede ser mayor de un 50 % en peso, en base al peso total del copolímero. "Unidades derivadas de etileno" quiere decir las unidades de un polímero que se formaron a partir de la polimerización de monómeros de etileno.

Por polímero a base de propileno se quiere decir un polímero que incluye un porcentaje en peso mayoritario de monómero de propileno polimerizado (en base al peso total de monómeros polimerizables), y opcionalmente puede comprender al menos un comonómero polimerizado diferente de propileno (tal como al menos uno seleccionado de una alfa-olefina C²y C⁴a C²⁰) para formar un interpolímero a base de propileno. Por ejemplo, cuando el polímero a base de propileno es un copolímero de propileno-etileno, la cantidad de propileno puede ser mayor de un 50 % en peso, en base al peso total del copolímero. "Unidades derivadas de propileno" quiere decir las unidades de un polímero que se formaron a partir de la polimerización de monómeros de propileno.

La dispersión polimérica ácida acuosa ejemplar puede incluir interpolímeros de etileno-ácido acrílico, interpolímeros de etileno-ácido metacrílico y/o interpolímeros de etileno-ácido crotónico. El interpolímero de etileno-ácido acrílico se prepara por la copolimerización de al menos etileno y ácido acrílico. El interpolímero de etileno-ácido metacrílico se prepara por copolimerización de al menos etileno y ácido metacrílico. El interpolímero de etileno-ácido crotónico se prepara por copolimerización de al menos etileno y ácido crotónico. Se entiende que en una dispersión polimérica ácida acuosa de este tipo, los modos de realización ejemplares no se limitan solo a interpolímeros de etileno-ácido acrílico, interpolímeros de etileno-ácido metacrílico y/o interpolímeros de etileno-ácido crotónico. Por ejemplo, se puede copolimerizar etileno con más de uno de los siguientes: ácido acrílico, ácido metacrílico y/o ácido crotónico.

Las dispersiones poliméricas ácidas acuosas ejemplares pueden incluir al menos un copolímero de etileno-ácido acrílico (EAA) (y/o copolímero de etileno-ácido metacrílico) como polímero básico que se dispersa en el medio fluido (en este caso agua). La dispersión se puede permitir por la tecnología BLUEWAVE™, que es una tecnología de dispersión mecánica registrada y patentada que es una marca comercial de The Dow Chemical Company o una compañía afiliada de The Dow Chemical Company. Por ejemplo, el EAA se puede preparar por copolimerización de etileno con ácido acrílico, lo que proporciona copolímeros de etileno-ácido acrílico EAA. El copolímero de etileno-ácido acrílico puede tener un contenido en ácido acrílico de al menos un 10 % en peso (por ejemplo, de un 10 % en peso a un 70 % en peso, de un 10 % en peso a un 60 % en peso, de un 10 % a un 50 % en peso, de un 10 % en peso a un 40 % en peso, de un 10 % en peso a un 30 % en peso y/o de un 15 % en peso a un 25 % en peso). Los copolímeros de EAA ejemplares están disponibles como productos PRIMACOR™, disponibles de THE DOW CHEMICAL COMPANY. El copolímero de eAa puede tener un índice de fusión de 100 a 2000 g/10 minutos (procedimiento ASTM D-1238 a 190 °C y 2,16 kg). El copolímero de EAA puede tener una viscosidad Brookfield de 5.000 a 13.000 cps a 350 °F y está disponible de The Dow Chemical Company.

El copolímero de etileno-ácido metacrílico se puede preparar por copolimerización de etileno con ácido metacrílico. Los copolímeros de etileno-ácido acrílico, etileno-ácido metacrílico y/o etileno-ácido crotónico ejemplares se analizan en las patentes de EE. UU. n.os 4.599.392 y/o 4.988.781.

Las dispersiones poliméricas poliolefínicas modificadas con ácido acuosas ejemplares incluyen dispersiones vendidas como productos HYPOD™, disponibles de The Dow Chemical Company. Los productos HYPOD™ se pueden permitir por la tecnología BLUEWAVE™, que es una tecnología de dispersión mecánica registrada y patentada que es una marca comercial de The Dow Chemical Company o una compañía afiliada de The Dow Chemical Company. La tecnología BLUEWAVE™ puede utilizar un proceso mecánico de alto cizallamiento que puede funcionar tomando elastómeros y polímeros termoplásticos tradicionales y dividiéndolos en partículas submicrónicas. Las dispersiones poliméricas modificadas con ácido acuosas pueden incluir dispersiones a base de propileno y dispersiones a base de etileno, que pueden combinar el rendimiento de elastómeros y termoplásticos de alto peso molecular con las ventajas de aplicación de una dispersión de base acuosa con alto contenido en sólidos. La poliolefina de la dispersión puede ser una poliolefina catalizada con metaloceno. Las poliolefinas ejemplares se venden en los productos AFFINITY™, ENGAGE™, VERSIFY™ e INFUSE™, disponibles de The Dow Chemical Company.

La dispersión polimérica acuosa se puede preparar usando un agente neutralizante. Los agentes neutralizantes ejemplares incluyen amoníaco, hidróxido de amonio, hidróxido de potasio, hidróxido de sodio, hidróxido de litio y combinaciones de los mismos. Por ejemplo, si un grupo polar del polímero básico es de naturaleza ácida o básica, el polímero se puede neutralizar parcial o totalmente con un agente neutralizante para formar una sal correspondiente. Si se usa la dispersión modificada con polímero ácido preparada usando EAA, el agente neutralizante es una base, tal como hidróxido de amonio, hidróxido de potasio y/o hidróxido de sodio. Los expertos en la técnica apreciarán que la selección de un agente neutralizante apropiado puede depender de la composición específica formulada, y que una elección de este tipo está dentro del conocimiento de los expertos en la técnica.

La dispersión polimérica acuosa se puede preparar en un proceso de extrusión, por ejemplo, como se analiza en la patente de EE. UU. n.° 8.318.257. La FIG. 1 ilustra un diagrama esquemático ejemplar de un aparato de extrusión para fabricar dispersiones poliméricas acuosas. Un extrusor 1 (tal como un extrusor de doble husillo) se puede acoplar a un dispositivo de control de presión 2 (tal como una válvula de control de presión, un regulador de contrapresión, una bomba de fusión y/o una bomba de engranajes). Un depósito de agente neutralizante 3 y un depósito de agua inicial 4, de los que cada uno incluye una bomba (no mostrada), se pueden proporcionar en conexión con el extrusor 1. Las cantidades deseadas de agente neutralizante y agua inicial se proporcionan desde el depósito de agente neutralizante 3 y el depósito de agua inicial 4, respectivamente. Se puede usar cualquier bomba adecuada, por ejemplo, en base al flujo deseado. El agente neutralizante y el agua inicial se pueden precalentar en un precalentador.

Se puede alimentar la resina polimérica (tal como un polímero ácido y/o un polímero poliolefínico) desde el alimentador 7 a una entrada 8 del extrusor 1, donde la resina se funde o se combina. La resina polimérica se puede proporcionar en forma de gránulos, polvo y/o escamas, por ejemplo. Se puede añadir un agente dispersante al extrusor a través de y junto con la resina polimérica o se puede proporcionar por separado al extrusor 1. Por ejemplo, el polímero (y agente dispersante si se incluye) se puede fundir, mezclar y transportar por husillos en una zona de mezcla y transporte. A continuación, el fundido de resina polimérica se envía desde la zona de mezcla y transporte a una zona de emulsificación del extrusor donde las cantidades iniciales de agua y agente neutralizante (de los depósitos 3 y 4) se añaden a través de una entrada 5. La mezcla emulsionada resultante se puede diluir además al menos una vez usando agua adicional por medio de la entrada 9 del depósito 6 en una zona de dilución y enfriamiento del extrusor 1. Como se entenderá por un experto en la técnica, al menos en vista de la patente de EE. UU. n.° 8.318.257, el esquema de dilución de la mezcla emulsionada resultante se puede variar (por ejemplo, en base al contenido en sólidos deseado). Por ejemplo, la mezcla emulsionada se puede diluir además con medio de dispersión adicional de depósitos adicionales en una zona de dilución del extrusor 1. La dispersión se puede diluir hasta al menos un 30 por ciento en peso de dispersión en la zona de dilución.

Con respecto a los husillos en la zona de mezcla y transporte, se pueden ubicar uno o más orificios de restricción giratoria a lo largo del husillo. El orificio de restricción giratoria puede mejorar la estabilidad del proceso de formación de dispersión. Se puede usar orificios de restricción no giratoria. Los husillos pueden incluir discos amasadores de alta mezcla, en algunos modos de realización. Además de los discos amasadores de alta mezcla 60 descritos anteriormente y opcionalmente los discos amasadores de bajo volumen libre 62, que pueden minimizar la distribución del tamaño de partícula ponderada en volumen de dispersiones formadas usando el extrusor 1.

El extrusor 1 incluye zonas de alta creación de emulsión de fase interna (HIPE) a lo largo de una longitud del mismo, por ejemplo, como se analiza en la patente de EE. UU. n.° 8.318.257. Por ejemplo, la dispersión polimérica acuosa se puede preparar usando un sistema que incorpora 12 zonas HIPE, en las que la temperatura se varía en las zonas. Dependiendo de la composición de alimentación (tal como el polímero, agente dispersante, agente neutralizante, etc.), puede ser deseable tener zonas HIPE más largas o más cortas. Se pueden proporcionar múltiples puntos de inyección del medio de dispersión para permitir que las zonas HIPE se extiendan o se acorten según sea necesario. A medida que se forma el tamaño de partícula de las partículas poliméricas dispersadas en la zona HIPE, se debe proporcionar una mezcla adecuada para desarrollar el tamaño de partícula deseado. Tener una longitud variable para la zona HIPE puede permitir que se procese una gama más amplia de polímeros en un solo extrusor, lo que proporciona flexibilidad al proceso, entre otros beneficios.

Los cilindros del extrusor de doble husillo, husillos y puntos de inyección del medio de dilución se pueden variar de modo que la longitud al diámetro (L/D) de la zona HIPE sea al menos 16 cuando se producen dispersiones que contienen EEA. Los aparatos descritos anteriormente se pueden usar para producir dispersiones, donde, en algunos modos de realización, la tasa de alimentación polimérica puede variar de aproximadamente 50 a aproximadamente 2000 lb/h (de aproximadamente 22 a aproximadamente 907 kg/h). En otros modos de realización, la tasa de alimentación polimérica puede variar de aproximadamente 100 a aproximadamente 1000 lb/h (entre aproximadamente 45 y aproximadamente 454 kg/h). En otros modos de realización, la velocidad de husillo puede variar de aproximadamente 300 rpm a aproximadamente 1200 rpm. Aún en otros modos de realización, la presión de descarga del extrusor se puede mantener a una presión que varía de aproximadamente 300 psig (2068 kPa) a aproximadamente 800 psig (5516 kPa) (de aproximadamente 21 bar a aproximadamente 56 bar).

Dispersante polimérico acuoso preformado

El dispersante polimérico acuoso preformado incluye al menos (a) un componente polimérico que incluye un polímero básico que se deriva de un 20 % en peso a un 100 % en peso (por ejemplo, de un 30 % en peso a un 100 % en peso, de un 40 % en peso a un 100 % en peso, de un 50 % en peso a un 100 % en peso, etc.) de al menos un monómero ácido hidrófilo que tiene al menos un grupo carbonilo, grupo fosfato, grupo fosfonato o grupo sulfonilo, u otros grupos ácidos (lo que incluye cualquier combinación de los mismos), y opcionalmente se deriva de al menos un monómero hidrocarburo terminalmente insaturado hidrófobo; y (b) un medio fluido que incluye al menos agua, en el que el polímero básico se dispersa en el medio fluido. Como se usa en el presente documento, por polímero se quiere decir un compuesto preparado polimerizando monómeros, ya sean del mismo tipo o diferente. Por tanto, el término polímero abarca el término homopolímero, normalmente empleado para referirse a polímeros preparados a partir de un solo tipo de monómero, y el término interpolímero. También abarca todas las formas de interpolímeros, por ejemplo, aleatorio, bloque, homogéneo, heterogéneo, etc. Por copolímero/interpolímero se quiere decir un polímero preparado por la polimerización de al menos dos tipos diferentes de monómeros. Estos términos incluyen tanto copolímeros clásicos, es decir, polímeros preparados a partir de dos tipos diferentes de monómeros, como polímeros preparados a partir de más de dos tipos diferentes de monómeros, por ejemplo, terpolímeros, tetrapolímeros, etc. El polímero básico se puede derivar de un monómero o puede ser un copolímero derivado de al menos dos monómeros diferentes. El polímero básico puede tener una microestructura, distribución de peso molecular y/o peso molecular controlados. El polímero básico puede tener un peso molecular promedio en número (Mⁿ) de 1000 a 25.000 g/mol.

Mⁿse refiere al peso molecular promedio en número del dispersante, por ejemplo, como se determina por cualquiera de los siguientes procedimientos: se disuelven dispersantes a una concentración de 2 mg/ml en una solución 20 mM de dihidrogenofosfato de sodio a pH 7 y se pasan a través de un filtro de 0,45 gm y se inyectan 100 gl en una columna de relleno TSKgel GMPW XL (7,5 mm x 30 cm, Tosoh) en tándem con una columna de relleno TSKgel G2500PW XL (7,5 mm x 30 cm, Tosoh) a un caudal de 1 ml/min. La elución se sigue por un detector de índice de refracción y se evalúa el perfil de peso molecular frente a patrones de referencia de poli(ácido acrílico) que varían en peso molecular de 216 g/mol a 1.100.000 g/mol.

Por ejemplo, el polímero básico se puede derivar de al menos un monómero ácido hidrófilo que tiene al menos un grupo carbonilo, por ejemplo, derivar de un monómero carboxilado etilénicamente insaturado o derivar de un monómero que se puede hidrolizar para dar múltiples grupos funcionales de ácido carboxílico. Los ejemplos de monómeros carboxilados etilénicamente insaturados incluyen ácido acrílico, ácido crotónico, ácido metacrílico, ácido cinámico, ácido alfa-cloroacrílico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido glutacónico, ácido traumático, ácido citracónico, ácido mesacónico y ácido aconítico. Los ejemplos de monómeros que se pueden hidrolizar para dar múltiples grupos funcionales de ácido carboxílico incluyen anhídrido maleico, anhídrido citracónico, anhídrido itacónico, anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido traumático y anhídrido glutacónico. Por ejemplo, los monómeros que se pueden hidrolizar para dar múltiples grupos funcionales de ácido carboxílico pueden ser un anhídrido de ácido. En modos de realización ejemplares, el monómero ácido hidrófilo puede ser un ácido carboxílico que tiene más de un grupo carbonilo o un anhídrido de ácido.

El polímero básico se puede derivar de al menos un monómero ácido hidrófilo que tiene al menos un grupo fosfato, por ejemplo, derivar de ácido fosfórico o ésteres del mismo (por ejemplo, los conocidos por un experto en la técnica). El polímero básico se puede derivar de al menos un monómero ácido hidrófilo que tiene al menos un grupo fosfonato, por ejemplo, derivar de ácidos fosfónicos o ésteres de los mismos (por ejemplo, los conocidos por un experto en la técnica). El polímero básico se puede derivar de al menos un monómero ácido hidrófilo que tiene al menos un grupo sulfonilo, por ejemplo, derivar de ácido sulfónico o sustituyentes obtenidos a partir de ácido sulfónico (por ejemplo, los conocidos por un experto en la técnica).

En modos de realización ejemplares, el polímero básico se puede derivar de cualquier combinación de los monómeros ácidos hidrófilos que tienen al menos un grupo carbonilo (tal como un grupo anhídrido de ácido) grupo fosfato, grupo fosfonato o grupo sulfonilo. Por ejemplo, el polímero básico puede ser un copolímero derivado de dos monómeros ácidos hidrófilos diferentes, por ejemplo, derivado de dos monómeros carboxilados etilénicamente insaturados diferentes, derivados de dos monómeros diferentes que se pueden hidrolizar para dar múltiples grupos funcionales de ácido carboxílico. Por ejemplo, el polímero básico se puede derivar de un monómero carboxilado etilénicamente insaturado y un monómero que se puede hidrolizar para dar múltiples grupos funcionales de ácido carboxílico.

En otros modos de realización ejemplares, el polímero básico se puede derivar de cualquier combinación de los monómeros ácidos hidrófilos que tienen al menos un grupo carbonilo (tal como un grupo anhídrido de ácido), grupo fosfato, grupo fosfonato o grupo sulfonilo, y un monómero hidrocarburo terminalmente insaturado hidrófobo. Por ejemplo, el polímero básico se puede derivar de un monómero que se puede hidrolizar para dar múltiples grupos funcionales de ácido carboxílico y un monómero hidrocarburo terminalmente insaturado hidrófobo.

Los ejemplos de los monómeros hidrocarburos terminalmente insaturados hidrófobos incluyen alfa-olefinas C²a C²⁰, compuestos aromáticos etilénicamente insaturados (tales como estireno) y ésteres de alquilo de monómeros carboxilados etilénicamente insaturados (tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo y metacrilato de butilo). Por ejemplo, el monómero hidrocarburo terminalmente insaturado hidrófobo puede ser uno seleccionado de una alfa-olefina C²a C¹⁰o puede ser estireno. Los ejemplos no limitantes de un monómero etilénicamente insaturado sulfonado incluyen ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico y sus sales. Los ejemplos no limitantes de un monómero etilénicamente insaturado fosfatado incluyen metacrilato de 2-(fosfonooxi)etilo y sus sales. Los ejemplos no limitantes de un monómero etilénicamente insaturado fosfonado incluyen ácido vinilfosfónico y sus sales. Los modos de realización ejemplares incluyen al menos un monómero carboxilado etilénicamente insaturado.

El dispersante polimérico acuoso preformado incluye de un 5 % en peso a un 60 % en peso (por ejemplo, de un 5 % en peso a un 50 % en peso, de un 10 % en peso a un 50 % en peso, de un 15 % en peso a un 45 % en peso, de un 15 % en peso a un 40 % en peso, de un 20 % en peso a un 36 % en peso, etc.) de un componente polimérico y de un 40 % en peso a un 95 % en peso de un medio fluido que incluye al menos agua. Por ejemplo, el dispersante polimérico acuoso preformado puede consistir esencialmente en el componente polimérico y el medio fluido. El componente polimérico puede consistir esencialmente en el polímero básico. El dispersante polimérico acuoso preformado puede contener otros componentes, los ejemplos no limitantes incluyen tensioactivos, disolventes orgánicos, iniciador y residuos de transferencia de cadena y cargas.

El dispersante polimérico acuoso preformado tiene un pH de 6,0 a 12,0 (por ejemplo, de 6,5 a 12,0, de 8,0 a 12,0, de 8,0 a 11,5, de 8,0 a 11,0, de 8,0 a 10,5, de 8,0 a 10,0, etc.). El dispersante polimérico acuoso preformado puede ser un componente en fase líquida continua en condiciones ambientales de temperatura ambiente y presión atmosférica y se deriva de una fase líquida (es decir, el medio fluido) y una fase sólida (es decir, el polímero básico). El dispersante polimérico acuoso preformado puede tener un contenido en sólidos de un 10 % en peso a un 80 % en peso (por ejemplo, de un 25 % en peso a un 75 % en peso, etc.), en base al peso total del dispersante polimérico acuoso preformado.

El dispersante polimérico acuoso se puede preparar usando un agente neutralizante. Los agentes neutralizantes ejemplares incluyen amoníaco, hidróxido de amonio, hidróxido de potasio, hidróxido de sodio, hidróxido de litio, hidróxido de calcio, hidróxido de magnesio, hidróxido de cinc, óxido de calcio, óxido de magnesio, óxido de cinc y combinaciones de los mismos. Por ejemplo, si un grupo polar del polímero básico es de naturaleza ácida o básica, el polímero se puede neutralizar parcial o totalmente con un agente neutralizante para formar una sal correspondiente. Por ejemplo, con un dispersante preparado usando ácido acrílico, el agente neutralizante es una base, tal como hidróxido de amonio, hidróxido de potasio y/o hidróxido de sodio. Los expertos en la técnica apreciarán que la selección de un agente neutralizante apropiado puede depender de la composición específica formulada, y que una elección de este tipo está dentro del conocimiento de los expertos en la técnica.

El dispersante polimérico acuoso preformado representa de un 0,1 % en peso a un 6,0 % en peso (por ejemplo, de un 0,1 % en peso a un 5,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 4,1 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 4,0 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 3,5 % en peso, de un 0,1 % en peso a un 3,0 % en peso, de un 0,4 % en peso a un 2,5 % en peso, de un 0,5 % en peso a un 2,4 % en peso, etc.) del componente reactivo con isocianato. El dispersante polimérico acuoso puede ser una combinación de uno o más dispersantes poliméricos acuosos que se usan para formar la espuma de poliuretano viscoelástica.

El contenido en agua total calculado para el sistema de reacción usado para formar la espuma viscoelástica puede ser menor de un 5 % en peso, menor de un 3 % en peso, menor de un 2,0 % en peso y/o menor de un 1,6 % en peso, en base al peso total del sistema de reacción para formar la espuma de poliuretano viscoelástica. El contenido en agua total calculado se calcula como la cantidad total de agua DI (desionizada) añadida a la formulación más la cantidad de agua añadida a la formulación como parte del dispersante polimérico acuoso preformado. Por ejemplo, el contenido en agua total calculado puede ser de un 0,5 % en peso a un 1,6 % en peso, de un 0,5 % en peso a un 1,5 % en peso y/o de un 1,0 % en peso a un 1,5 % en peso.

Los dispersantes poliméricos acuosos ejemplares se venden como productos TAMOL™ y OROTAN™, disponibles de The Dow Chemical Company, y productos BYK y DISPERBYK, disponibles de BYK gmbh, y productos Rhodaline®, disponibles de Rhodia Group, y productos Coadis™, disponibles de Arkema y productos Hydropalal®, disponibles de BASF.

Espuma viscoelástica

La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta puede ser útil en una variedad de aplicaciones de embalaje, aplicaciones de comodidad (tales como colchones, incluyendo cubrecolchones, almohadas, muebles, cojines de asiento, etc.), aplicaciones amortiguadoras de impacto (tales como protectores de parachoques, equipos deportivos y médicos, revestimientos de cascos, etc.), aplicaciones de amortiguadoras de ruido y/o vibración (tales como tapones para los oídos, paneles de automóviles, etc.) y aplicaciones de filtración (tales como filtros de aire de vacío, protectores de canalones para proteger el canalón/colector de lluvia contra restos tales como hojas de plantas y nieve derretida).

La espuma de poliuretano viscoelástica para formar la espuma viscoelástica recubierta se puede preparar en un proceso de placa (por ejemplo, como espuma de crecimiento libre), un proceso de moldeo (tal como en un proceso de espumación en caja) o cualquier otro proceso conocido en la técnica. Se puede añadir el recubrimiento a la espuma de poliuretano viscoelástica después de que se haya formado. En un proceso de placa, los componentes para formar la espuma (por ejemplo, y no los componentes para formar el recubrimiento) se pueden mezclar y verter en una cubeta u otra región donde la formulación reacciona, se expande libremente en al menos una dirección y se cura. Los procesos de plancha se operan en general de forma continua a escalas comerciales. En un proceso de moldeo, los componentes para formar la espuma se pueden mezclar y verter en un molde/caja (calentado o no calentado) donde la formulación reacciona, se expande sin el molde en al menos una dirección y se cura. En un proceso de moldeo, la formulación también puede reaccionar y expandirse dentro de un molde que se puede cerrar de modo que la formulación entra en contacto con el molde en todos los lados (con orificio u orificios de ventilación o en al menos un lado de un molde) y a continuación se cura.

La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta (por ejemplo, el recubrimiento y/o espuma) se puede preparar en condiciones ambientales iniciales (es decir, temperatura ambiente que varía de 20 °C a 25 °C y presión atmosférica estándar de aproximadamente 1 atm). Por ejemplo, la espuma de poliuretano viscoelástica puede incluir un polímero ácido y/o un polímero poliolefínico modificado con ácido (por ejemplo, un polímero que tiene un punto de fusión por encima de 100 °C) sin requerir calentamiento o aplicación de presión al componente reactivo con isocianato. También se puede realizar la espumación a una presión por debajo de la condición atmosférica, para reducir la densidad de espuma y ablandar la espuma. Se puede realizar la espumación a una presión por encima de la condición atmosférica para incrementar la densidad de espuma y por lo tanto el soporte de carga de espuma como se mide por la desviación por fuerza de indentación (IFD). En un proceso de moldeo, la espuma de poliuretano viscoelástica se puede preparar a la temperatura de molde inicial por encima de condición ambiental, por ejemplo, 50 °C y superior. Se puede realizar el sobreembalaje del molde, es decir, el llenado del molde con material de espumación adicional, para incrementar la densidad de espuma.

El contenido en agua total calculado para el sistema de reacción usado para formar la espuma de poliuretano viscoelástica (excluyendo el contenido en agua del recubrimiento) puede ser menor de un 5 % en peso, menor de un 3 % en peso, menor de un 2,0 % en peso y/o menor de un 1,6 % en peso, en base al peso total del sistema de reacción para formar la espuma de poliuretano viscoelástica. El contenido en agua total calculado se calcula como la cantidad total de DI (agua desionizada) añadida a la formulación más la cantidad de agua añadida a la formulación como parte de la dispersión polimérica acuosa preformada. Por ejemplo, el contenido en agua total calculado puede ser de un 0,5 % en peso a un 1,6 % en peso, de un 0,5 % en peso a un 1,5 % en peso y/o de un 1,0 % en peso a un 1,5 % en peso. La espuma de poliuretano viscoelástica resultante puede presentar una mejora en el efecto de absorción capilar y/o una mejora en la gestión de la humedad/calor. Con respecto a la gestión de la humedad y calor de una espuma resultante, por ejemplo, con respecto a un colchón o almohada de espuma de poliuretano viscoelástica, un buen efecto de absorción capilar puede permitir que el sudor se aleje rápidamente de la piel de un usuario. Los aspectos clave del cuerpo humano para mantener la temperatura de comodidad son a través del vapor de humedad al sudar. El sudor es el mecanismo del cuerpo para mantenernos frescos. Un efecto de absorción capilar bueno puede permitir que el usuario permanezca seco y fresco proporcionando un incremento en la comodidad. El efecto de absorción capilar bueno también puede proporcionar que el sudor/agua tenga más área de superficie para evaporarse. Dicho de otra forma, puesto que el sudor/agua se dispersa sobre un área mayor, se puede evaporar más rápidamente que cuando el agua se agrupa junta en un área de superficie pequeña. Además, una buena permeabilidad a la humedad puede permitir que la humedad salga de la piel de un usuario y permitir que el vapor de humedad natural aleje el calor de la piel del usuario. Las propiedades de absorción capilar pueden potenciar las propiedades de la espuma de poliuretano viscoelástica recubierta.

Por ejemplo, la espuma de poliuretano viscoelástica puede presentar una altura de absorción capilar visualmente observable (por ejemplo, en una muestra de la espuma de poliuretano viscoelástica que tiene las dimensiones de 1,0 pulgada x 0,5 pulgadas x 2,0 pulgadas (2,54 cm x 1,27 cm x 5,08 cm), cuando un borde de la muestra se sumerge en 5,0 mm de agua teñida) que es mayor que una altura de absorción capilar visualmente observable de una muestra de una espuma de poliuretano viscoelástica diferente (muestra que tiene las mismas dimensiones) que se prepara usando el mismo componente de isocianato, el mismo contenido en agua total calculado, y el mismo componente reactivo con isocianato, excepto que se excluye la dispersión polimérica acuosa preformada. Por ejemplo, la altura de absorción capilar puede ser mayor en un factor de al menos 3 (por ejemplo, puede ser de 3 a 10 veces mayor y/o de 3,5 a 5,5 veces mayor). Debido a las propiedades de absorción capilar, la solución de recubrimiento se puede absorber capilarmente más fácilmente en la espuma, llevando por tanto menos tiempo total para que toda la solución se aplane en una capa de recubrimiento uniforme sobre ella.

La espuma de poliuretano viscoelástica puede presentar un tiempo de absorción capilar visualmente observado (usando una muestra de la espuma de poliuretano viscoelástica), cuando se disponen tres gotas de agua teñida sobre una superficie de la muestra, que es menor que un tiempo de absorción capilar visualmente observado usando una muestra de una espuma de poliuretano viscoelástica diferente que se prepara usando el mismo componente de isocianato, el mismo contenido en agua total calculado y el mismo componente reactivo con isocianato, excepto que se excluye la dispersión polimérica acuosa preformada. Como se entenderá, las muestras comparadas pueden tener el mismo grosor/profundidad, pero la longitud y la anchura de las muestras no son dependientes de los resultados. El tiempo de absorción capilar se observa visualmente como el tiempo que tardan tres gotas de agua teñida en desaparecer (es decir, absorberse por la espuma) de la superficie de las muestras. El tiempo de absorción capilar se puede disminuir en al menos 30 segundos para que sea significativamente más rápido cuando se usa la dispersión polimérica acuosa preformada. Por ejemplo, el tiempo de absorción puede ser menor de 5 segundos para la espuma de poliuretano preparada usando la dispersión polimérica acuosa preformada (por ejemplo, mayor de medio segundo).

La espuma de poliuretano viscoelástica puede presentar una mejora en la permeabilidad al vapor de agua, por ejemplo, como se mide de acuerdo con ASTM E96/E96M (y opcionalmente en vista de ASTM E2321-03). Por ejemplo, la permeabilidad al vapor de agua se puede mejorar en al menos un 5 % (por ejemplo, de un 5 % a un 20 %) para la espuma de poliuretano preparada usando la dispersión polimérica acuosa preformada.

La espuma de poliuretano viscoelástica puede presentar una dureza Shore OO, por ejemplo, usada para materiales elastoméricos blandos y textiles, puede ser de 30 o menos y/o puede ser mayor de 3 (por ejemplo, mayor de 5, mayor de 8, de 5 a 30, etc.).

Como se entenderá por un experto en la técnica, la comparación anterior de dos espumas diferentes se refiere a espumas preparadas usando las mismas condiciones de proceso, mismo equipo y las mismas formulaciones, excepto por la exclusión de la dispersión polimérica acuosa preformada y/o dispersante polimérico acuoso preformado y el incremento en el contenido en agua para tener en cuenta la exclusión de la dispersión polimérica acuosa preformada en el ejemplo comparativo.

Material de recubrimiento

El material de recubrimiento incluye un recubrimiento de material de cambio de fase (PCM) con una composición acuosa (tal como un aglutinante de látex) de modo que el recubrimiento pueda penetrar en el material de espuma. Por el contrario, una composición de recubrimiento altamente viscosa (tal como el material de cambio de fase sin la composición acuosa) puede reducir sustancialmente la transpirabilidad (como se mide de acuerdo con la prueba por corriente de aire ASTM D-3574) de la espuma ya que formará un recubrimiento grueso en la parte superior de la espuma. Además, el uso de composiciones formadoras de espuma de poliuretano altamente absorbentes de agua puede ser beneficioso para obtener un material transpirable como lo es el uso combinado de dichas espumas con el material de cambio de fase recubierto en base, por ejemplo, para su uso en colchones de cama y capas superiores de colchones ("cubrecolchones").

En modos de realización ejemplares, el material de recubrimiento puede incluir de un 5 % en peso a un 95 % en peso (por ejemplo, de un 10 % en peso a un 90 % en peso, de un 20 % en peso a un 70 % en peso, de un 20 % en peso a un 50 % en peso, de un 20 % en peso a un 40 % en peso, etc.) de uno o más PCM, en base al peso total de los componentes para formar el material de recubrimiento (es decir, peso total de la solución de recubrimiento). En modos de realización ejemplares, el material de recubrimiento puede incluir de un 5 % en peso a un 95 % en peso (por ejemplo, de un 10 % en peso a un 90 % en peso, de un 10 % en peso a un 50 % en peso, de un 10 % en peso a un 30 % en peso, de un 10 % en peso a un 25 %, de un 20 % en peso a un 90 % en peso, de un 30 % en peso a un 80 % en peso, de un 40 % en peso a un 80 % en peso, de un 50 % en peso a un 70 % en peso, etc.) de una o más emulsiones poliméricas acuosas, en base al peso total del material de recubrimiento. La cantidad de una o más emulsiones poliméricas acuosas usadas puede depender de la cantidad de otros aditivos usados en el material de recubrimiento.

En modos de realización ejemplares, con respecto a aditivos, el material de recubrimiento puede incluir de un 0 % en peso a un 30 % en peso (por ejemplo, de un 1 % en peso a un 20 % en peso, de un 3 % en peso a un 15 % en peso, de un 5 % en peso a un 10 % en peso, etc.) de uno o más tensioactivos (componente opcional), en base al peso total de la solución de recubrimiento. El tensioactivo puede ser un tensioactivo de silicona. El material de recubrimiento puede incluir de un 0 % en peso a un 30 % en peso (de un 1 % en peso a un 20 % en peso, de un 1 % en peso a un 10 % en peso, de un 1 % en peso a un 5 % en peso, de un 1 % en peso a un 3 % en peso, etc.), en base al peso total de la solución de recubrimiento, de una o más sílices. La sílice puede ser sílice de combustión.

El material de recubrimiento puede incluir de un 0 % en peso a un 90 % en peso (por ejemplo, de un 1 % en peso a un 80 % en peso, de un 10 % en peso a un 70 % en peso, de un 20 % en peso a un 70 % en peso, de un 30 % en peso a un 70 % en peso, de un 40 % en peso a un 60 % en peso, de un 45 % en peso a un 55 % en peso, etc.), en base al peso total de la solución de recubrimiento, de agua. El tensioactivo y/o sílice se puede combinar previamente en agua, por ejemplo, de modo que el peso del tensioactivo/sílice puede incluir de un 5 % en peso a un 90 % en peso (por ejemplo, de un 20 % en peso a un 80 % en peso, de un 20 % en peso a un 70 % en peso, de un 30 % en peso a un 60 % en peso, de un 45 % en peso a un 55 % en peso, etc.) de agua.

El material de recubrimiento puede incluir de un 0 % en peso a un 30 % en peso (de un 1 % en peso a un 20 % en peso, de un 1 % en peso a un 10 % en peso, de un 1 % en peso a un 5 % en peso, de un 1 % en peso a un 3 % en peso, etc.), en base al peso total de la solución de recubrimiento, de un modificador de reología. Por ejemplo, el modificador de reología puede ser un material a base de uretano-óxido de etileno, uretano-óxido de propileno y/o uretano-óxido de butileno.

El material de recubrimiento puede incluir de un 0 % en peso a un 30 % en peso (de un 5 % en peso a un 30 % en peso, de un 10 % en peso a un 25 % en peso, de un 10 % en peso a un 20 % en peso, etc.), en base al peso total de la solución de recubrimiento, de un glicol. Por ejemplo, el glicol puede tener un peso molecular promedio en número de 150 a 1000 g/mol (por ejemplo, de 150 g/mol a 800 g/mol, de 150 g/mol a 600 g/mol, de 200 g/mol a 500 g/mol, de 300 g/mol a 500 g/mol, etc.). El glicol puede ser un polietilenglicol o polipropilenglicol.

El material de cambio de fase es una sustancia con un alto calor de fusión que, fundiéndose y solidificando a una determinada temperatura, puede almacenar y liberar grandes cantidades de energía. El almacenamiento de calor latente de un PCM se puede lograr a través del cambio de fase líquido-sólido, sólido-líquido, sólido-gas y/o líquidogas. En modos de realización ejemplares, el material de cambio de fase en el material de recubrimiento se usa para el cambio de sólido-líquido. El material de recubrimiento puede incluir un PCM orgánico y/o un PCM inorgánico. En modos de realización ejemplares, el PCM se puede encapsular, de modo que el material PCM se puede someter a cambio de fase dentro de un área encerrada después de que se aplique el material de recubrimiento a la espuma. Por ejemplo, el PCM encapsulado puede incluir un material de núcleo, que incluye uno o más PCM y una cubierta externa o pared de cápsula. La pared de cápsula contiene el PCM, por lo que independientemente de si el PCM está en estado líquido o sólido, la propia cápsula puede permanecer como una partícula sólida o partícula de gel que contiene (por ejemplo, que encierra completamente) el material de núcleo. La pared de cápsula puede incluir un polímero inerte. La encapsulación (por ejemplo, microencapsulación) del PCM se puede lograr por procedimientos tales como secado por pulverización, lechos fluidizados y centrífugos. Los procedimientos ejemplares para encapsulación se analizan, por ejemplo, en la publicación internacional n.° WO 2010/042566.

La pared de cápsula se puede formar de, por ejemplo, un poliacrilato, gelatina, poliuretano, poliurea, ureaformaldehído, urea-resorcinol-formaldehído y/o melamina-formaldehído. La pared de cápsula se puede formar alrededor de uno o más PCM antes de formar el material de recubrimiento, es decir, el material de recubrimiento incluye un PCM encapsulado preformado. El PCM encapsulado puede tener un contenido en PCM total (incluyendo uno o más PCM) de un 50 % en peso a un 99 % en peso (por ejemplo, de un 60 % en peso a un 99 % en peso, de un 70 % en peso a un 99 % en peso, de un 80 % en peso a un 98 % en peso y/o de un 85 % en peso a un 95 % en peso), en base al peso total del PCM encapsulado. El PCM encapsulado puede tener un tamaño de partícula medio de 5 micrómetros a 100 micrómetros para polvo seco. El PCM encapsulado en forma de torta húmeda puede tener un tamaño de partícula medio de 1 micrómetro a 20 micrómetros. Por ejemplo, los PCM encapsulados (por ejemplo, en forma de microcápsulas) están disponibles de Microtek Laboratories, Inc. bajo sus líneas de productos Nextek®, Microtek® y Micronal®, y Encapsys LLC bajo su línea de productos EnFinit™.

El material de núcleo, es decir, PCM, se puede seleccionar de materiales que se encuentran en su mayoría por el cuerpo humano. Por ejemplo, el material de núcleo (que puede incluir uno o más PCM) puede tener una temperatura de fusión de 0 a 50 °C y/o de 10 a 40 °C. El PCM puede ser una parafina o un éster de ácido graso, que absorbe y libera calor para mantener una temperatura particular. Por ejemplo, el PCM puede ser una parafina (por ejemplo, parafina lineal) que incluye de 14 a 28 átomos de carbono y/o de 16 a 21 átomos de carbono. El PCM puede ser un ácido graso o un éster de ácido graso, de los que cualquiera puede ser saturado o insaturado. El PCM puede ser un ácido caprílico, canfenilona, glicerol, ácido láctico, palmitato de metilo o derivados de poli(óxido de etileno) (incluyendo polietilenglicol, como los que tienen de 600 a 1000 g/mol de peso molecular promedio en número), seleccionados de los que tienen puntos de fusión en el intervalo pertinente para el cuerpo humano (por ejemplo, de 0 a 50 °C y/o de 10 a 40 °C). El PCM puede ser sales inorgánicas, en particular hidratos de sal, por ejemplo, NaClNa2SO4-10H2O, Na2SO4-10H2O.

El PCM encapsulado (por ejemplo, el PCM encapsulado preformado) se puede añadir a la composición acuosa para formar el material de recubrimiento. La composición acuosa puede ser un polímero de emulsión acuosa, por ejemplo, la composición acuosa incluye agua y al menos un polímero de emulsión. El polímero de emulsión acuosa se puede preformar, formar en presencia del PCM encapsulado preformado y/o formar en presencia de los materiales para formar el PCM encapsulado.

Las composiciones acuosas ejemplares incluyen: emulsiones de marca PRIMAL™ disponibles de The Dow Chemical Company, emulsiones acrílicas de marca RHOPLEX™ disponibles de The Dow Chemical Company y polímeros de dispersión acuosa de marca HYDRHOLAC™ disponibles de The Dow Chemical Company. El agua puede representar de un 10 % en peso a un 99 % en peso del peso total de la composición acuosa. Se pueden usar técnicas conocidas para la preparación del polímero de emulsión acuosa y los ejemplos incluyen la polimerización de emulsión que comienza con una emulsión que incorpora agua, polímero (tal como monómero) y opcionalmente un tensioactivo. Las composiciones de recubrimiento acuosas ejemplares se analizan en la patente europea n.° EP 1422276 B1 (también disponible como publicación de patente de EE. UU. n.° 2004/0102568).

En modos de realización ejemplares, la composición acuosa incluye (o consiste esencialmente en) un polímero de emulsión acrílica acuosa que contiene, como unidades copolimerizadas, de un 50 % a un 99,75 % en peso, en base al peso de polímero seco, monómero (met)acrílico no iónico monoetilénicamente insaturado incluyendo ésteres, amidas y nitrilos de ácido (met)acrílico, tales como, por ejemplo, monómero de éster (met)acrílico incluyendo acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de decilo, acrilato de laurilo, acrilato de estearilo, metacrilato de metilo, metacrilato de butilo, metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxipropilo; (met)acrilato de urieido; (met)acrilonitrilo y (met)acrilamida. El uso del término "(met)" seguido de otro término tal como acrilato, acrilonitrilo o acrilamida, como se usa a lo largo de la divulgación, se refiere tanto a acrilato, acrilonitrilo o acrilamida como metacrilato, metacrilonitrilo y metacrilamida, respectivamente. Por "monómero no iónico" en el presente documento se quiere decir que el residuo de monómero copolimerizado no porta una carga iónica entre pH = 1-14.

Por ejemplo, la composición acuosa incluye (o consiste esencialmente en) un polímero de emulsión acuosa que contiene, como unidades copolimerizadas, de un 0,25 % a un 10 % en peso, en base al peso del polímero seco, monómero ácido monoetilénicamente insaturado tal como, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido itacónico, metacrilato de sulfoetilo, metacrilato de fosfoetilmonobutilo, ácido fumárico, ácido maleico, itaconato de monometilo, fumarato de monometilo, fumarato y anhídrido maleico. Preferentemente, el polímero de emulsión contiene, como unidades copolimerizadas, de un 0,3 % a un 2,5 % en peso, en base al peso de polímero seco, ácido (met)acrílico.

Por ejemplo, la composición acuosa incluye (o consiste esencialmente en) un polímero de emulsión acuosa que contiene, como unidades copolimerizadas, de un 0 a un 60 % en peso, en base al peso del polímero seco, de monómeros opcionales que no son monómeros (met)acrílicos no iónicos monoetilénicamente insaturados no iónicos ni monómeros ácidos monoetilénicamente insaturados. Los monómeros opcionales incluyen, por ejemplo, estireno o estirenos sustituidos con alquilo; butadieno; (met)acrilato de aminoalquilo, (met)acrilato de N-alquilaminoalquilo, (met)acrilato de N, N-dialquilaminoalquilo; acetato de vinilo, propionato de vinilo u otros ésteres vinílicos; monómeros de vinilo tales como cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno y N-vinilpirrolidona; metacrilato de alilo, viniltolueno, vinilbenzofenona, ftalato de dialilo, dimetacrilato de 1,3-butilenglicol, acrilato de 1,6-hexanodiol y divinilbenceno.

El polímero de emulsión del polímero de emulsión acuosa puede no reticularse sustancialmente cuando se aplica a la espuma como material de recubrimiento, aunque pueden estar presentes niveles bajos de reticulación deliberada o accidental. Cuando se desean niveles bajos de prerreticulación o contenido en gel, se pueden usar niveles bajos de monómeros multietilénicamente insaturados no iónicos opcionales tales como, por ejemplo, 0,1 %-5 %, en peso en base al peso de polímero seco. Sin embargo, es importante que la calidad de la formación de película no se vea afectada materialmente.

Se pueden usar tensioactivos ejemplares en el polímero de emulsión acuosa, tales como por ejemplo emulsionantes aniónicos y/o no iónicos tales como, por ejemplo, sales de metales alcalinos o amonio de sulfatos, sulfonatos o fosfatos de alquilo, arilo o alquilarilo; ácidos alquilsulfónicos; sales de sulfosuccinato; ácidos grasos; monómeros tensioactivos etilénicamente insaturados; y alcoholes o fenoles etoxilados. También se pueden usar tensioactivos polimerizables. Los monómeros tensioactivos polimerizables preferentes son sulfato polietoxilado de nonilfenoxipropenilo (por ejemplo, como Hitenol de Dai-ichi Corp); alquilalilsulfosuccinato de sodio (por ejemplo como Trem LF-40 de Henkel Corp); di-(triciclo (5.2.1.02,6) dec-3-en-(8 o 9)oxietil)sulfosuccinato de amonio; y di-(triciclo (5.2.1.02,6) dec-3-en-(8 o 9)sulfosuccinato de amonio. Adicionalmente, se pueden usar las sales de amonio y metálicas de ácidos orgánicos C6 a C30 insaturados, solas o en combinación con los tensioactivos anteriores. Los ejemplos de estos ácidos son: ácido alfa-metilcinámico, ácido alfa-fenilcinámico, ácido oleico, ácido lineólico (como se describe en la patente de EE. UU. n.° 5.362.832), ácido rincinoleico, la fracción insaturada de ácidos grasos y colofonia de resina líquida, ácido de colofonia desproporcionado, ácidos grasos de aceite de soja, ácidos grasos de aceite de oliva, ácidos grasos de aceite de girasol, ácidos grasos de aceite de linaza, ácidos grasos de aceite de cártamo, monooleato de sorbitán, ácido abiético, sesquioleato de poli(oxietilen)sorbitol y ácido dímero Empol 1010. Los monómeros tensioactivos polimerizables adecuados también incluyen, por ejemplo, derivados de maleato (como se describe en la patente de EE. UU. n.° 4.246.387) y derivados alílicos de etoxilatos de alquilfenol (como se describe en la patente JP-62227435). La cantidad de tensioactivo usado puede ser de un 0,1 % a un 25 % en peso, en base al peso total de polímero. El tensioactivo se puede combinar previamente con agua.

Se puede buscar un recubrimiento de bajo contenido en COV para su uso con espumas, la composición de recubrimiento de bajo contenido en COV puede contener agentes coalescentes que no son COV. Un agente coalescente es un compuesto que se añade a un polímero de emulsión, pintura o recubrimiento de base acuosa y que reduce la temperatura de formación de película mínima (MFFT) del polímero de emulsión, pintura o recubrimiento en al menos 1 °C. El MFFT se mide usando el procedimiento de prueba ASTM D2354. Los ejemplos de un adyuvante coalescente que no es un COV incluyen un plastificante, polímero de bajo peso molecular y tensioactivos. Es decir, un agente coalescente distinto de COV es un agente coalescente que tiene un punto de ebullición por encima de 280 °C a presión atmosférica.

Los procedimientos típicos de preparación de pintura o recubrimiento pueden introducir COV accidentales del polímero de emulsión, biocidas, antiespumantes, jabones, dispersantes y espesantes. Éstos representan típicamente un 0,1 % de COV en peso en base al peso total de la composición de recubrimiento. Se pueden usar procedimientos adicionales tales como separación con vapor y elección de aditivos con bajo contenido en COV como biocidas, antiespumantes, jabones, dispersantes y espesantes, para reducir además la pintura o recubrimiento a menos de un 0,01 % de COV en peso en función del peso total de la composición de recubrimiento.

El material de recubrimiento se puede aplicar a una espuma que tiene una superficie plana recta. El material de recubrimiento también se puede aplicar a superficies curvas (por ejemplo, almohadas con contorno cortado), superficies de topología más complicada (por ejemplo, los llamados acolchados de espuma de "caja de huevos", también conocidos como láminas de espuma contorneadas; otro ejemplo es un patrón ondulado) que son conocidos en la industria de las espumas y colchones. El material de recubrimiento se puede aplicar directamente sobre una superficie de espuma, por ejemplo, se puede recubrir por pulverización y/o verter sobre la superficie de espuma. Se puede permitir que el material de recubrimiento se extienda por sí solo o se puede ayudar a la extensión con el uso de herramientas tales como una varilla o vara de madera o metal, o con el uso de una cuchilla de aire. También se pueden usar instrumentos de recubrimiento de cortina y la espuma se puede mover, con la ayuda de una cinta transportadora, a través de la cortina de líquido de recubrimiento. También se pueden usar recubrimientos de cilindro a cilindro de diversos tipos.

Todas las partes y porcentajes son en peso a menos que se indique de otro modo. Todos los datos de peso molecular se basan en el peso molecular promedio en número, a menos que se indique de otro modo.

Ejemplos

Se pueden preparar dos tipos de espumas como se analiza a continuación. El primer conjunto de muestras de espuma se prepara usando la dispersión polimérica acuosa preformada, pero se pueden preparar ejemplos usando tanto la dispersión polimérica acuosa preformada como el dispersante polimérico acuoso preformado. El segundo conjunto de muestras de espuma se prepara usando el dispersante polimérico acuoso preformado, pero se pueden preparar ejemplos usando tanto la dispersión polimérica acuosa preformada como el dispersante polimérico acuoso preformado.

Muestras de espuma del primer conjunto

Los datos e información descriptiva proporcionados en el presente documento se basan en aproximaciones. Además, los materiales usados principalmente son los siguientes:

AD 1 Una dispersión polimérica ácida acuosa que incluye aproximadamente un 21,7 % en peso de una sal de copolímero de etileno-ácido acrílico neutralizada con hidróxido de potasio y un 78,3 % en peso de agua, preparada usando un extrusor de doble husillo y un esquema de dilución como se describe en la patente de EE. UU. n.° 8.318.257, se prepara como sigue:

Una primera alimentación incluye un 100 % en peso de PRIMACOR™ 5986 (una resina de etilenoácido acrílico que tiene aproximadamente un 20,5 % en peso de ácido acrílico) a un caudal de 234 lb/h (106,1 kg/h), una segunda alimentación incluye un 100 % en peso de hidróxido de potasio (solución en agua con aproximadamente un 45 % en peso de KOH) a una tasa de flujo de 125 lb/h (56,7 kg/h), y una tercera alimentación incluye un 100 % en peso de agua a un caudal de 50 lb/h (22,7 kg/h). Una primera bomba de dilución alimenta agua a 220 lb/h (99,8 kg/h) y una segunda bomba de dilución a 538 lb/h (244,0 kg/h) para lograr el contenido en sólidos deseado. Las condiciones de control de temperatura del barril/zona son las siguientes:

Tabla 1

AD 2 Una dispersión polimérica ácida acuosa de aproximadamente un 32,3 % en peso de una sal de copolímero de etileno-ácido acrílico neutralizada con hidróxido de amonio y un 67,7 % en peso de agua, preparada de manera similar a AD 1 excepto que la segunda alimentación es diferente y el esquema de dilución se varía para lograr el contenido en sólidos mayor deseado, como se entenderá por un experto en la técnica.

AD3 Una dispersión acuosa de un copolímero a base de etileno modificado con ácido acuoso, con un contenido en sólidos de un 40,5 % en peso a un 43,5 % en peso, en base al peso total de la dispersión acuosa (disponible como HYPOD™ 8503 de The Dow Chemical Company y permitido con tecnología BLUEWAVE™).

AD4 Una dispersión acuosa de un polímero poliolefínico modificado con ácido acuoso, con un contenido en sólidos de un 54 % en peso a un 58 % en peso, en base al peso total de la dispersión acuosa (disponible como HYPOD™ XU-36534 de The Dow Chemical Company y permitido con tecnología BLUEWAVE™).

Poliol 1 Un poliol polioxipropilen-poliéter, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 3 y un peso molecular promedio en número de aproximadamente 1000 g/mol (disponible como VORANOL™ 3150 y VORANOL™ 8150, que difieren en el catalizador usado, de The Dow Chemical Company).

Poliol 2 Un poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter iniciado con glicerol, que tiene un contenido en óxido de etileno de aproximadamente un 60 % en peso, una funcionalidad hidroxilo nominal de 3, contenido en hidroxilo primario de aproximadamente un 35 % y un peso molecular promedio en número de aproximadamente 1000 g/mol.

Poliol 3 Un poliol polioxipropilen-polioxietilen-poliéter iniciado con glicerol, que tiene un contenido en óxido de etileno menor de un 20 % en peso, una funcionalidad hidroxilo nominal de 3 y un peso molecular promedio en número de aproximadamente 3100 g/mol (disponible como VORANOL™ 3136 y VORANOL™ 8136, que difieren en el catalizador usado, de The Dow Chemical Company).

Isocianato 1 Un metilendifenildiisocianato polimérico - PMDI (disponible como PAPI™ 94 de The Dow Chemical Company).

Isocianato 2 Un metilendifenildiisocianato polimérico - PMDI (disponible como PAPI™ 23 de The Dow Chemical Company).

Tensioactivo Un tensioactivo de organosilicona (disponible como Niax™ L-618 de Momentive Performance Materials).

Amina 1 Un catalizador de amina terciaria (disponible como Dabco® BL-11 de Air Products).

Amina 2 Un catalizador de amina terciaria (disponible como Dabco® 33-LV de Air Products).

Estaño Un catalizador de estaño (disponible como KOSMOS® 29 de Evonik Industries).

DI Agua desionizada.

Los ejemplos de trabajo 1 a 3 y los ejemplos comparativos A y B se preparan de acuerdo con las formulaciones aproximadas en la tabla 2, a continuación. En los ejemplos a continuación, la masa de formulación total se establece en 1900 gramos. Los ejemplos de trabajo 1 a 3 se preparan usando una de AD 1 y AD 2, que son dispersiones ácidas acuosas preformadas. El ejemplo comparativo A se prepara usando solo agua, es decir, sin usar una dispersión. El ejemplo comparativo B es un intento de preparar una espuma viscoelástica usando copolímero de etileno-ácido acrílico y agua que se añaden por separado, es decir, sin usar una dispersión preformada. Sin embargo, debido a la incapacidad del copolímero de etileno-ácido acrílico para disolverse en agua en condiciones ambientales (se cree, sin pretender limitarse a esta teoría, que se necesitaría una temperatura de al menos aproximadamente 120 °C para fundir los cristales de copolímero de etileno-ácido acrílico en agua) una mezcla de este tipo sería no preferente y/o inadecuada para su uso en una reacción de espumación para formar una espuma viscoelástica. En otras palabras, se cree que la temperatura alta requerida para obtener la solubilidad sería no preferente y/o inadecuada para el propósito en el presente documento y/o los cristales de copolímero de etileno-ácido acrílico no disueltos serían no preferentes y/o inadecuados para el propósito en el presente documento. La densidad de las muestras varía de aproximadamente 2,7 a 3,0 lb/pie3 (de 43 a 48 kg/m3) (de acuerdo con la prueba G de ASTM D 3574).

Tabla 2

* No se puede formar una espuma viscoelástica porque PRIMACOR™ 5986 no se disolvió en agua en condiciones ambientales.

Los ejemplos de trabajo 4 a 11 y el ejemplo comparativo C se preparan de acuerdo con las formulaciones aproximadas en la tabla 3, a continuación. En los ejemplos a continuación, la masa de formulación total se establece en 1900 gramos. Los ejemplos de trabajo 4 a 11 se preparan usando una de AD 3 y AD 4, que son dispersión poliolefínica modificada con ácido acuosa preformada. El ejemplo comparativo C se prepara usando solo agua, es decir, sin usar una dispersión. La densidad de las muestras varía de aproximadamente 2,5 a 3,0 lb/pie3 (de 40 a 48 kg/m3) (de acuerdo con la prueba G de ASTM D3574).

Tabla 3

Para cada uno de los ejemplos de trabajo 1 a 11 y los ejemplos comparativos A a C, se preparan muestras de espuma por espumación en caja en condiciones ambientales, bajo una campana de humos usando una caja de madera de 38 cm x 38 cm x 24 cm (15" x 15" x 9,5") revestida con película de plástico transparente. Se usa un mezclador de 16 agujas (4 agujas cada uno en cuatro sentidos radiales que se separan 90°) a velocidad de rotación alta en ajuste de velocidad de rotación alta, conjuntamente con una cubeta de 1 galón (3,79 l) (16,5 cm de diámetro, 18 cm de alto). Los componentes del componente reactivo con isocianato, con la excepción del catalizador de estaño, se mezclan primero durante 15 segundos a 2400 rpm. A continuación, se añade el catalizador de estaño y se mezcla de inmediato durante otros 15 segundos a 2400 rpm. A continuación, se añade el componente de isocianato y se mezcla de inmediato durante otros 3 segundos a 3000 rpm. A continuación, se vierte el componente de isocianato y el componente reactivo con isocianato mezclados en la caja revestida con película plástica. Se observa que la espuma ha alcanzado altura máxima cuando aparecen burbujas en la superficie superior de la espuma. Una vez que se completa la espumación, se deja además que la espuma se cure durante la noche bajo la campana de humos. Se desechan las paredes de la muestra de espuma y las muestras restantes se caracterizan.

Para el ejemplo de trabajo 12, se preparar la espuma usando una máquina de espumación Cannon Varimax. El poliol 1 y el poliol 3 se usan como una combinación en una proporción de 1:1. El caudal de poliol total se selecciona como 110 lb/min (49,9 kg/min). Se prepara un bollo de espuma con el tamaño de aproximadamente 96 pulgadas x 52 pulgadas x 20 pulgadas (243,84 cm x 132,08 cm x 50,8 cm). La muestra de espuma resultante se corta un día después de que se fabrique la espuma. A continuación, las muestras se acondicionan durante 24 horas antes de que se realicen las pruebas de propiedades físicas.

El contenido en agua total calculado (partes en peso) se calcula como la cantidad total de DI (agua desionizada) añadida a la formulación más la cantidad de agua añadida a la formulación como parte de la dispersión acuosa.

El flujo de aire es una medida del aire que puede pasar a través de la espuma bajo una presión de aire aplicada dada. El flujo de aire se mide como el volumen de aire que pasa a través de una sección cuadrada de 1,0 pulgada (2,54 cm) de grosor x 2 pulgadas x 2 pulgadas (5,08 cm) de espuma a 125 Pa (0,018 psi) de presión. Las unidades se expresan en pies cúbicos estándar por minuto (scfm). Una unidad comercial representativa para medir el flujo de aire se fabrica por TexTest AG de Zúrich, Suiza, y se identifica como TexTest Fx3300. En el presente documento, el flujo de aire se mide de acuerdo con la prueba G de ASTM D3574.

La resistencia promedio se mide de acuerdo con la prueba H de ASTM D3574, en particular usando la prueba de rebote de pelota. El tiempo de recuperación se mide en una pieza de espuma de 4 pulgadas por 4 pulgadas por 2 pulgadas (10,16 cm por 10,16 cm por 5,08 cm) liberando/retornando el cabezal de carga de compresión de una posición de un 75 % (es decir, la muestra de espuma se comprime a un 100 % menos un 75 % del grosor original de la muestra) a la posición donde la compresión de espuma está en una posición de un 10 % (en base al grosor original de la muestra de espuma). El tiempo de recuperación se define como el tiempo desde la liberación/retorno del cabezal de carga de compresión hasta el momento en que la espuma empuja de nuevo contra el cabezal de carga con una fuerza de al menos 1 newton.

IFD se denomina desviación por fuerza de indentación y se mide de acuerdo con la prueba B¹de ASTM D3574. IFD se define como la cantidad de fuerza en libras requerida para indentar en una muestra de placa circular de cincuenta pulgadas cuadradas (322,58 cm2) un determinado porcentaje de grosor original de la muestra. En el presente documento, IFD se especifica como el número de libras a un 25 % de desviación y a un 65 % de desviación para la muestra de espuma. Se buscan valores de IFD menores para espumas viscoelásticas. Por ejemplo, se puede usar una IFD a un 25 % de 6 a 12 para almohadas de cama, almohadas de espalda gruesas, etc. Se puede usar una IFD a un 25 % de 12 a 18 para almohadas de espalda de grosor medio, acolchado de tapicería, etc. Se puede usar una IFD a un 25 % de 18 a 24 para almohadas de espalda finas, matrices de penachos, cojines de asiento muy gruesos, etc. Se puede usar una IFD a un 25 % mayor que 24 para cojines de asiento de promedio a más firmes, colchones firmes, espumas amortiguadoras de impacto, espumas de embalaje, rellenos de alfombra.

IFD a un 25 % de retorno es la capacidad de la espuma para recuperarse. En particular, la IFD a un 25 % de retorno se mide como el porcentaje de la IFD a un 25 % que se recupera después de pasar a través de una IFD a un 65 % de medición y volver a un 25 % de compresión.

Como se usa en el presente documento, el término "resistencia al desgarro" se usa en el presente documento para referirse a la fuerza promedio máxima requerida para rasgar una muestra de espuma que se marca previamente con una hendidura cortada longitudinalmente en la muestra de espuma. Los resultados de prueba se determinan de acuerdo con los procedimientos de la prueba F de ASTM D3574 en libra fuerza por pulgada lineal (lbf/p) o en Newtons por metro (N/m).

Efecto de absorción capilar y gestión de la humedad/calor

El ejemplo de trabajo 12 se evalúa además para determinar la absorción capilar y la gestión de la humedad/calor, combinado con el flujo de aire alto. Para someter a prueba el efecto de humectación por absorción capilar, se prepara el ejemplo comparativo D usando el mismo procedimiento y formulación que el ejemplo de trabajo 12, excepto que el aditivo 3 no se añade a la formulación.

Para obtener un efecto de absorción capilar bueno, los materiales deben tener un efecto de humectación bueno. Para realizar el efecto humectante, se colocan tres gotas de agua teñida en la superficie de las respectivas muestras de espuma que tienen un grosor de 1,0 pulgada (2,54 cm) y el tiempo que tardan las gotas de agua en desaparecer de la superficie se observa visualmente y se registra como el tiempo de absorción capilar. Cada gota de agua es de aproximadamente 42 miligramos. El agua se tiñe con un tinte naranja disponible de Milliken Chemical. Se observa visualmente que el ejemplo de trabajo 12 tiene una velocidad de absorción capilar más rápida y las gotas de agua se alejan por absorción capilar de la superficie de la muestra en un tiempo de absorción capilar de aproximadamente 1 segundo y se observa visualmente que el ejemplo comparativo D tiene una velocidad de absorción capilar más lenta con un tiempo de absorción capilar de 38 segundos. En consecuencia, se ve que cuando las muestras de espuma se preparan usando las mismas condiciones y formulaciones, excepto que se excluye la dispersión polimérica acuosa preformada en el ejemplo comparativo, la velocidad de absorción capilar es más rápida y el tiempo de absorción capilar es menor en aproximadamente 37 segundos, cuando se incluye la dispersión polimérica acuosa preformada.

También se puede someter a prueba la altura de absorción capilar usando una prueba de absorción capilar vertical. En particular, se preparan muestras de espuma que tienen las dimensiones de 1,0 pulgada x 0,5 pulgadas x 2,0 pulgadas (2,54 cm x 1,27 cm x 5,08 cm) para el ejemplo de trabajo 12 y el ejemplo comparativo D. Las puntas de las muestras de espuma se sumergen en 5,0 mm del agua teñida, mientras que las muestras de espuma se mantienen en una posición sustancialmente vertical con respecto al plato horizontal que contiene el agua teñida. Se permite la absorción capilar vertical, es decir, el movimiento ascendente, del agua durante 1 minuto (en condiciones ambientales). A continuación, se mide el movimiento ascendente usando una regla y se registra como la altura de absorción capilar vertical. Se mide el ejemplo de trabajo 12 con una altura de absorción capilar vertical de 6,35 mm y se mide el ejemplo comparativo D con una altura de absorción capilar vertical de 1,59 mm. En consecuencia, se ve que cuando las muestras de espuma se preparan usando las mismas condiciones y formulaciones, excepto que se excluye la dispersión polimérica acuosa preformada en el ejemplo comparativo, la altura de absorción capilar se incrementa en un factor de aproximadamente 4 cuando se incluye la dispersión polimérica acuosa preformada.

Se puede someter a prueba la permeabilidad al vapor de agua del ejemplo de trabajo 12 y el ejemplo comparativo D. En particular, se realiza un procedimiento desecante de cubeta siguiendo ASTM E96/E96M. Además, se sigue ASTM E2321-03 para la práctica estándar, un procedimiento de placa de Petri (el diámetro de la placa de Petri es de 5,5 pulgadas (13,97 cm)). Para someter a prueba cada uno del ejemplo de trabajo 12 y el ejemplo comparativo D, se usan tres especímenes, de los que los especímenes son muestras de espuma que tienen un grosor de aproximadamente 1,30 pulgadas (3,30 cm) y que tienen sus bordes sellados con cera (por ejemplo, cera que se funde a aproximadamente 140 °F (60 °C)). Para someter a prueba la permeabilidad al vapor de agua, la placa de Petri se llena hasta dentro de % pulgadas (0,635 cm) del borde superior. Durante la prueba, el nivel de humedad es de un 72,7 % y el control de temperatura es de 50,8 °F (10,4 °C).

Se observa que el ejemplo de trabajo 12 tiene una permeabilidad al vapor de agua de aproximadamente 71,6 (granos/hora/pie2)/AP x pulgadas (4096,5 nanogramos/(Pa.s.m2)) y se observa que el ejemplo comparativo D tiene una permeabilidad al vapor de agua significativamente menor de aproximadamente 67,4 (granos/hora/pie2)/AP x pulgadas (3856,2 nanogramos/(Pa.s.m2)).

En consecuencia, se ve que cuando las muestras de espuma se preparan usando las mismas condiciones y formulaciones, excepto que se excluye la dispersión polimérica acuosa preformada en el ejemplo comparativo, la permeabilidad al vapor de agua se puede mejorar en aproximadamente un 5,9 % cuando se incluye la dispersión polimérica acuosa preformada.

Muestras de espuma del segundo conjunto

AD 5 Un dispersante polimérico acuoso preformado líquido que incluye de un 21,0 % a un 23,0 % de sal de amonio de policarboxilato patentado y de un 77,0 % a un 79,0 % de agua, y que tiene un pH de 8,5 a 9,0 y se denomina polielectrolito de copolímero hidrófobo (disponible como TAMOL™ 165A Dispersant de The Dow Chemical Company).

AD 6 Un dispersante polimérico acuoso preformado líquido que incluye de un 24,0 % a menor de o igual a un 26,0 % de sal de sodio de policarboxilato patentado y de un 74,0 % a un 76,0 % de agua, y que tiene un pH de 9.5 a 10,8 y se denomina sal de sodio de copolímero de anhídrido maleico (disponible como TAMOL™ 731A Dispersant de The Dow Chemical Company).

AD 7 Un dispersante polimérico acuoso preformado líquido que incluye mayor de o igual a de un 34,0 % a un 36,0 % de polímeros acrílicos patentados, menor de o igual a un 0,2 % de agua amoniacal, mayor de o igual a de un 26,0 % a un 28,0 % de propanodiol, y mayor de o igual a de un 37,0 % a un 39,0 % de agua, y que tiene un pH de 9,3 a 9,8 y se denomina polielectrolito de copolímero hidrófobo (disponible como TAMOL™ 681 Dispersant de The Dow Chemical Company).

AD 8 Un dispersante polimérico acuoso preformado líquido que incluye de un 29,0 % a un 31,0 % de sal de sodio de policarboxilato patentado y de un 69,0 % a un 71,0 % de agua, y que tiene un pH de 9,0 a 10,8 y se denomina polielectrolito aniónico (disponible como TAMOL™ 851 Dispersant de The Dow Chemical Company).

AD 9 Un dispersante polimérico acuoso preformado líquido que incluye de un 34,0 % a un 36,0 % de sal patentada de ácido policarboxilático y de un 64,0 % a un 66,0 % de agua, y que tiene un pH de 6,5 a 7,5 y se denomina polielectrolito aniónico (disponible como TAMOL™ 1254 Dispersant de The Dow Chemical Company).

AD 10 Un dispersante polimérico acuoso preformado líquido con de un 25,0 % a menos o igual a un 29,0 % de copolímeros de estireno/acrílico patentados, menor de o igual a un 0,25 % de agua amoniacal, mayor de o igual a un 1,0 % a menor de o igual a un 2,0 % de éter monometílico de dipropilenglicol, y de un 71,0 % a menor de o igual a un 75,0 % de agua, y que tiene un pH de 8,2 a 8,6 y se denomina dispersante copolímero hidrófobo (disponible como OROTAN™ CA-2500 Dispersant de The Dow Chemical Company).

Los ejemplos de trabajo 13 a 18 y el ejemplo comparativo D se preparan de acuerdo con las formulaciones aproximadas en la tabla 4, a continuación. En los ejemplos a continuación, la masa de formulación total se establece en 1900 gramos. Los ejemplos de trabajo 13 a 18 se preparan usando uno de AD 1, AD 2, AD 3, AD 4, AD 5 y AD 6, respectivamente, que son dispersantes poliméricos acuosos preformados. El ejemplo comparativo D se prepara usando solo agua, es decir, sin usar un dispersante polimérico acuoso. La densidad de las muestras varía de aproximadamente 2,7 a 3,2 lb/pie3 (de 43 a 51 kg/m3) (de acuerdo con la prueba A de ASTM D3574).

Tabla 4

Para cada uno de los ejemplos de trabajo 13 a 18 y los ejemplos comparativos D, se preparan muestras de espuma por espumación en caja en condiciones ambientales, bajo una campana de humos usando una caja de madera de 38 cm x 38 cm x 24 cm (15" x 15" x 9,5") revestida con película de plástico transparente. Se usa un mezclador de 16 agujas (4 agujas cada uno en cuatro sentidos radiales que se separan 90°) a velocidad de rotación alta en ajuste de velocidad de rotación alta, conjuntamente con una cubeta de 1 galón (3,79 l) (16,5 cm de diámetro, 18 cm de alto). Los componentes del componente reactivo con isocianato, con la excepción del catalizador de estaño, se mezclan primero durante 15 segundos a 2400 rpm. A continuación, se añade el catalizador de estaño y se mezcla de inmediato durante otros 15 segundos a 2400 rpm. A continuación, se añade el componente de isocianato y se mezcla de inmediato durante otros 3 segundos a 3000 rpm. A continuación, se vierte el componente de isocianato y el componente reactivo con isocianato mezclados en la caja revestida con película plástica. Se observa que la espuma ha alcanzado altura máxima cuando aparecen burbujas en la superficie superior de la espuma. Una vez que se completa la espumación, se deja además que la espuma se cure durante la noche bajo la campana de humos. Se desechan las paredes de la muestra de espuma y las muestras restantes se caracterizan.

El contenido en agua total calculado (partes en peso) se calcula como la cantidad total de DI (agua desionizada) añadida a la formulación más la cantidad de agua añadida a la formulación como parte del dispersante acuoso.

La resistencia promedio se mide de acuerdo con la prueba H de ASTM D3574, en particular usando la prueba de rebote de pelota. El tiempo de recuperación se mide liberando/retornando el cabezal de carga de compresión de una posición de un 75 % (es decir, la muestra de espuma se comprime a un 100 % menos un 75 % del grosor original de la muestra) a la posición donde la compresión de espuma está en una posición de un 10 % (en base al grosor original de la muestra de espuma). El tiempo de recuperación se define como el tiempo desde la liberación/retorno del cabezal de carga de compresión hasta el momento en que la espuma empuja de nuevo contra el cabezal de carga con una fuerza de al menos 1 newton.

La resistencia a la tracción y el porcentaje de alargamiento se miden de acuerdo con la prueba E de ASTM D3574. Como se usa en el presente documento, el término "resistencia al desgarro" se usa en el presente documento para referirse a la fuerza promedio máxima requerida para rasgar una muestra de espuma que se marca previamente con una hendidura cortada longitudinalmente en la muestra de espuma. Los resultados de prueba se determinan de acuerdo con los procedimientos de la prueba F de ASTM D3574 en libra fuerza por pulgada lineal (lbf/p) o en newtons por metro (N/m).

IFD se denomina desviación por fuerza de indentación y se mide de acuerdo con la prueba B¹de ASTM D3574. IFD se define como la cantidad de fuerza en libras requerida para indentar en una muestra un determinado porcentaje de grosor original de la muestra usando una placa circular de cincuenta pulgadas cuadradas (322,58 cm2). En el presente documento, IFD se especifica como el número de libras a un 25 % de desviación y a un 65 % de desviación para la muestra de espuma. Se buscan valores de IFD menores para espumas viscoelásticas. Por ejemplo, se puede usar una IFD a un 25 % de 6 a 12 para almohadas de cama, almohadas de espalda gruesas, etc. Se puede usar una IFD a un 25 % de 12 a 18 para almohadas de espalda de grosor medio, acolchado de tapicería, etc. Se puede usar una IFD a un 25 % de 18 a 24 para almohadas de espalda finas, matrices de penachos, cojines de asiento muy gruesos, etc. Se puede usar una IFD a un 25 % mayor que 24 para cojines de asiento de promedio a más firmes, colchones firmes, espumas amortiguadoras de impacto, espumas de embalaje, rellenos de alfombra.

Efecto de absorción capilar y gestión de la humedad/calor

Se observa que el ejemplo de trabajo 12 tiene una permeabilidad al vapor de agua de aproximadamente 71,6 (granos/hora/pie2)/AP x pulgadas (4096,5 nanogramos/(Pa.s.m2)) y se observa que el ejemplo comparativo D tiene una permeabilidad al vapor de agua significativamente menor de aproximadamente 67,4 (granos/hora/pie2)/AP x pulgadas (3856,2 nanogramos/(Pa.s.m2)). En consecuencia, se ve que cuando las muestras de espuma se preparan usando las mismas condiciones y formulaciones, excepto que se excluye la dispersión polimérica acuosa preformada en el ejemplo comparativo, la permeabilidad al vapor de agua se puede mejorar en aproximadamente un 5,9 % cuando se incluye la dispersión polimérica acuosa preformada.

Muestras recubiertas del primer conjunto

El primer conjunto de muestras de recubrimiento usa una espuma viscoelástica preparada usando aditivos. Los datos e información descriptiva proporcionados en el presente documento se basan en aproximaciones. Además, los materiales usados principalmente son los siguientes:

PCM Material de cambio de fase microencapsulado (disponible como MPCM 28D de Microtek Laboratories).

Emulsión Un dispersante polimérico acuoso preformado líquido que incluye de un 24,0 % a menor de o igual a un 26,0 % de sal de sodio de policarboxilato patentado y de un 74,0 % a un 76,0 % de agua, y que tiene un pH de 9,5 a 10,8 y se denomina sal de sodio de copolímero de anhídrido maleico (disponible como PRIMAL™ TX 010 de The Dow Chemical Company).

Tensioactivo Niax™ L-7605 diluido con agua a un 50 % en peso (Niax™ L-7605 está disponible de Momentive Performance Materials).

Se preparan muestras de material de recubrimiento ejemplares de acuerdo con las formulaciones en la tabla 5, a continuación.

Tabla 5

Los materiales de recubrimiento 1 y 2 se preparan pesando cada componente en un vaso de precipitados Tri-Pour limpio (o recipiente de plástico adecuado). Se mezclaron a mano usando un depresor de lengua de madera hasta que se formó una mezcla de consistencia uniforme. Los materiales de recubrimiento se pueden distribuir sobre las espumas vertiendo directamente desde el recipiente.

Se preparan muestras de espuma ejemplares para su uso con los materiales de recubrimiento de acuerdo con las formulaciones en la tabla 6, a continuación. Las muestras de espuma se preparan por el procedimiento analizado anteriormente. Las muestras recubiertas se preparan vertiendo el material de recubrimiento indicado poco a poco sobre una superficie de una espuma y se vacían en una capa uniforme y lisa usando un depresor de lengua de madera, y esto se continuó hasta que se vertió toda la solución. A continuación, la espuma se deja en la campana de humos durante la noche a temperatura ambiente durante la noche para secar el agua. El área total de la espuma recubierta se controla a ~ 70 pulgadas cuadradas (451,61 cm2) de modo que la cantidad de PCM por área unitaria sea la misma. El material resultante después del recubrimiento se denomina "espuma recubierta". Para el tiempo de absorción capilar, los valores se dan con un error estándar (usando el símbolo ±) y se deja caer una gota (cada una de aproximadamente 42 miligramos) sobre la superficie de espuma recién cortada. Se usó la pipeta Mitsutoyo Modelo CFC-P24, con agua desionizada. Cuando el tiempo de absorción capilar fue demasiado rápido para registrarlo en 1 segundo, entonces se registró el tiempo como "<1" en la tabla 6.

Se compararon dos sustratos de espuma: una espuma de control viscoelástica y una espuma viscoelástica de flujo de aire alto (también denominada HAFHWW en el presente documento) de acuerdo con los ejemplos. Las muestras se preparan con una máquina Varimax usando la formulación en la tabla 2, cada una con un caudal total de aproximadamente 110 lb/min (49,9 kg/min). Se alimentan los componentes en el lado del poliol (todos los polioles excepto el octoato estannoso) antes en el mezclador de agujas de aproximadamente 2 pies (0,61 m) de largo mezclando a aproximadamente 1200 rpm. El componente de isocianato se agrega por último en el mezclador de agujas y el octoato estannoso se agrega justo antes del componente de isocianato. Se alimenta la mezcla de reacción en una cubeta de aproximadamente 3 pies (0,91 m) de anchura por 1 pie (0,30 m) de largo por 1 pie (0,30 m) de profundidad, y a continuación se deja fluir sobre una cinta transportadora que está revestida con una lámina de polietileno.

Tabla 6

Debido a las mejores propiedades de absorción capilar de agua de los ejemplos 19 y 20, la solución de recubrimiento se absorbe capilarmente más fácilmente en esas dos espumas, llevando por tanto menos tiempo total para que toda la solución se aplane en una capa de recubrimiento uniforme en comparación con la espuma de control viscoelástica. La FIG. 2 muestra la comparación entre las superficies de recubrimiento para ambas espumas. La espuma recubierta de control Visco del ejemplo comparativo E (izquierda) demuestra una capa gruesa sólida de recubrimiento acrílico. Después de comprimir las espumas, la capa de recubrimiento se agrieta. Mientras está en la superficie de espuma recubierta de HAFHWW (derecha), las estructuras de espuma porosa todavía son visibles. La compresión adicional no deforma el aspecto del recubrimiento del ejemplo 20 y no se observa agrietamiento a simple vista. Para el ejemplo 20 y el ejemplo comparativo E, se registraron los tiempos de absorción capilar. El tiempo de absorción capilar fue todavía muy rápido (<1 segundo) para el ejemplo 20, igual que con la correspondiente espuma no recubierta. Para el ejemplo comparativo E, el tiempo de absorción capilar fue de 8 segundos (número total de mediciones = 6).

Se midió el flujo de aire antes y después del recubrimiento de ambas muestras siguiendo ASTM D3574. Los datos se enumeran a continuación en la tabla 3. Cabe destacar que cuando se usa la emulsión de agua polimérica n.° 5-2, la proporción de flujo de aire para espuma recubierta de HAFHWW con respecto a espuma recubierta con control Visco es de 2,28/0,57 = 4,0 veces más flujo de aire. Considerando que la espuma recubierta de control Visco tenía un recubrimiento que se agrietó al comprimir, el flujo de aire en realidad se exageró en comparación con antes del agrietamiento; es decir, la espuma recubierta de control Visco no agrietada tendría valores de flujo de aire aún menores.

Este factor de "4,0 veces" es una potenciación relativa considerando que la proporción de flujo de aire para los sustratos de HAFHWW y control Visco subyacentes es de 6,78/2,57 = 2,6 veces. Por lo tanto, la espuma HAFHWW se ve favorecida en rendimiento sobre las espumas que no absorben capilarmente el agua tan rápidamente.

Muestras recubiertas del segundo conjunto

El segundo conjunto de muestras recubiertas usa una espuma viscoelástica preparada con una formulación de espuma moldeada. Los datos e información descriptiva proporcionados en el presente documento se basan en aproximaciones. Además, los materiales usados principalmente son los siguientes:

Emulsión 2 Un polímero acrílico al 100 %, con un contenido en sólidos de un 55,0 %, un pH de 9,0 a 9,8, una densidad de 9,15 lb/gal (1,10 kg/1) y un tamaño de partícula promedio de 350 nm (disponible como RHOPLEX™ EC- 2540 de The Dow Chemical Company).

Emulsión 3 Un polímero acrílico al 100 %, que tiene un contenido en sólidos de un 55,0 %, un pH de 9,0 a 10,0, una densidad de 9,00 lb/gal (1,09 kg/1) y un tamaño de partícula promedio de 350 nm (disponible como RHOPLEX™ EC-1791 de The Dow Chemical Company).

Modificador Un modificador de reología que se describe como sin disolventes orgánicos y un uretano de óxido de etileno modificado de forma hidrófoba (disponible como ACRYSOL™ RM 725 de The Dow Chemical Company).

Glicol A Un polietilenglicol, que tiene un peso molecular promedio en número de 380 a 420 g/mol y un número de hidroxilo promedio de 264-300 mg KOH/g (disponible como CARBOWAX™ Polyethylene Glycol 400 de The Dow Chemical Company).

Sílice Una sílice de combustión de área de superficie baja que se ha modificado en superficie con dimetiliclorosilano (disponible como CAB-O-SIL® TS-610 de Cabot).

Poliol 4 Un poliol polioxipropilen-polioxietilen-poliéter iniciado con glicerol, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 3, un contenido en óxido de etileno menor de un 20 % en peso, un peso molecular promedio en número de aproximadamente 4900 g/mol y un número de hidroxilo promedio de 34 mg KOH/g (disponible como VORANOL™ 4701 de The Dow Chemical Company).

Poliol 5 Un poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter iniciado con glicerol y sacarosa y rico en OE, que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 6,9, un contenido en óxido de etileno mayor de un 50 % en peso y un peso equivalente de hidroxilo de aproximadamente 11.800 g/mol (disponible como VORANOL™ 4053 de The Dow Chemical Company).

Tensioactivo 2 Un tensioactivo de silicona (disponible como Niax™ L-655 de Momentive Performance Materials). Un catalizador de acción retardada (disponible como Dabco® DC5LE de Air Products).

Se preparan muestras de material de recubrimiento ejemplares de acuerdo con las formulaciones en la tabla 7, a continuación.

Tabla 7

Los materiales de recubrimiento 3 y 4 se preparan pesando cada componente en un vaso de precipitados Tri-Pour limpio (o recipiente de plástico adecuado). Se mezclaron a mano usando un depresor de lengua de madera hasta que se formó una mezcla de consistencia uniforme. Los materiales de recubrimiento se pueden distribuir sobre las espumas vertiendo directamente desde el recipiente.

Se preparan muestras de espuma ejemplares para su uso con los materiales de recubrimiento de acuerdo con las formulaciones en la tabla 8, a continuación. Las muestras de espuma se preparan usando un molde de espuma de caja que tiene dimensiones de 11,3 cm verticalmente y 37,4 cm x 37,4 cm lateralmente. Se usa una cera desmoldeante normal. La temperatura del molde de espuma de caja se establece en 140 °F (60 °C). Se prepararon formulaciones de espuma para un total de 1200 gramos. Los componentes en la tabla 8 se mezclaron usando un mezclador de alto cizallamiento (4 agujas en cada uno de los sentidos que se extienden radialmente) a velocidad de rotación alta en un recipiente de 1 galón (3,79 l). En primer lugar se mezclaron los componentes en la formulación con la excepción de isocianato durante 15 segundos (2400 rpm), seguido de otro ciclo de mezcla durante 15 segundos (2400 rpm). Finalmente, se añadió el isocianato a la mezcla y se mezcló de inmediato durante otros 4 segundos (3000 rpm). A continuación, se vierte la mezcla en el molde de espuma de caja calentado metálico, y se cierra la tapa del molde y se deja espumar. Se retira la espuma después de 5 minutos de curado. El peso de espuma final fue de 975-990 gramos. Se prepararon tres de dichas espumas moldeadas.

Las muestras recubiertas se preparan vertiendo el material de recubrimiento indicado poco a poco sobre una superficie de una espuma y se vacían en una capa uniforme y lisa usando un depresor de lengua de madera, y esto se continuó hasta que se vertió toda la solución. A continuación, la espuma se deja en la campana de humos durante la noche a temperatura ambiente durante la noche para secar el agua. El área total de la espuma recubierta se controla a ~ 70 pulgadas cuadradas (451,61 cm2) de modo que la cantidad de PCM por área unitaria sea la misma. El material resultante después del recubrimiento se denomina "espuma recubierta". El ejemplo comparativo F es la espuma moldeada no recubierta. Los ejemplos 20 y 21 son dos ejemplos de trabajo de espumas recubiertas donde se incorpora el PCM a la formulación de recubrimiento, ejemplos que realizan un recubrimiento flexible que pasa una prueba de flexión de espuma recubierta como se describe a continuación y que tiene una dureza Shore OO por debajo de 30.

Tabla 8

Para las medidas de conductividad térmica, se someten a prueba muestras de espuma según el procedimiento ASTM C518-04, usando espuma que tiene un grosor de 1,0 pulgada (2,54 cm) de grosor (7 x 7 pulgadas (17,78 x 17,78 cm) en dirección lateral). En particular, se mide la conductividad térmica usando un medidor de flujo de calor Laser Comp, en base a la ley de Fourier, conocida de otro modo como la ley de conducción de calor. Se realizan mediciones disponiendo la muestra de espuma entre dos placas isotérmicas planas, que se mantienen a dos temperaturas diferentes (dT). Típicamente, una placa se denomina "placa caliente" y la otra placa se denomina "placa fría". Se llevan a cabo mediciones del flujo de calor a una temperatura de prueba media de 75 °F (23,9 °C) y un diferencial de temperatura de prueba de 40 °F (4,4 °C). Los medidores de flujo de calor Laser Comp miden el flujo de calor en una sola dirección, por lo que la ley de Fourier se puede establecer simplemente como:

q = -A(dT/dx) o A =-q (dx/dT)

en la que: q = flujo de calor (W/m2 o BTU/pie2), A = conductividad térmica (W/m-K o BTU/(h-pie-°F) o BTU.p.h-1 pie-2°F-1) y dT/dx = gradiente de temperatura en la dirección x (K/m o °F/pie).

Para la dureza Shore OO, se acondicionan muestras de espuma en condiciones ambientales de laboratorio durante 18 horas. Se realizan mediciones de acuerdo con ASTM D2240-15, registrándose una media de 5 mediciones como valor de dureza Shore OO. Se usaron los mismos especímenes de muestra que se usaron para las medidas de conductividad térmica (1,0 pulgada (2,54 cm) de grosor, 7 x 7 pulgadas (17,78 x 17,78 cm) en dirección lateral).

Para las pruebas de flexión de espuma recubierta, se doblan muestras de espuma (que tienen dimensiones de 7 x 7 x 1,0 pulgadas (17,78 x 17,78 x 2,54 cm)) a la mitad, con la cara recubierta apuntando hacia afuera. A continuación, se disponen las muestras de espuma doblada dentro de una prensa que tiene 2,0 pulgadas (5,08 cm) de anchura (el lado doblado apunta hacia arriba). A continuación, se inspecciona visualmente el recubrimiento en las muestras para buscar cualquier grieta más ancha de 2 mm. Si no se encuentran dichas grietas, a continuación a la muestra se le asigna "pasa" como valor resultante.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una espuma de poliuretano viscoelástica recubierta, que comprende:

una espuma de poliuretano viscoelástica que tiene el recubrimiento encima, teniendo la espuma de poliuretano viscoelástica una resistencia menor que o igual a un 20 % como se mide de acuerdo con ASTM D3574, siendo la espuma de poliuretano viscoelástica el producto de un sistema de reacción que tiene un componente de isocianato que incluye al menos un isocianato y un componente reactivo con isocianato que incluye un componente de poliol, y siendo un índice de isocianato del sistema de reacción de 50 a 150; y

un material de recubrimiento sobre e incrustado dentro de la espuma de poliuretano viscoelástica, incluyendo el material de recubrimiento una emulsión polimérica acuosa y un material de cambio de fase encapsulado;

en la que

el sistema de reacción incluye además un componente de aditivo que incluye al menos un catalizador y al menos uno seleccionado del grupo de:

(ii) de un 0,1 % en peso a un 6,0 % en peso de un dispersante polimérico acuoso preformado que tiene un pH de 6,0 a 12,0, en base al peso total de la mezcla, incluyendo el dispersante polimérico acuoso de un 5 % en peso a un 60 % en peso de un componente polimérico y de un 40 % en peso a un 95 % en peso de un medio fluido que incluye al menos agua, incluyendo el componente polimérico al menos un polímero básico derivado de un 20 % en peso a un 100 % en peso de al menos un monómero de ácido hidrófilo que tiene al menos un grupo carbonilo, grupo fosfato, grupo fosfonato o grupo sulfonilo, y opcionalmente derivado de al menos un monómero hidrocarburo terminalmente insaturado hidrófobo.

2. La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta como se reivindica en la reivindicación 1, en la que la dispersión polimérica acuosa preformada es un componente de fase líquida continua en condiciones ambientales de temperatura ambiente y presión atmosférica y se deriva de una fase líquida y una fase sólida, siendo la fase líquida agua y siendo la fase sólida un ácido o una poliolefina modificada con ácido en la que la poliolefina se deriva de al menos una alfa-olefina C²a C²⁰.

3. La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta como se reivindica en la reivindicación 1, en la que la dispersión polimérica acuosa preformada es un componente de fase líquida continua en condiciones ambientales de temperatura ambiente y presión atmosférica y se deriva de una fase líquida y una fase sólida, siendo la fase líquida agua e incluyendo la fase sólida un copolímero de etileno-ácido acrílico.

4. La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el componente de poliol incluye al menos un poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso, tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 4, y representa de un 25 % en peso a un 90 % en peso del componente reactivo con isocianato.

5. La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el componente de poliol incluye una combinación de al menos tres polioles, incluyendo la combinación:

(i) un poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso, tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 4, tiene un peso molecular de 700 g/mol a 1500 g/mol, y representa de un 25 % en peso a un 90 % en peso del componente reactivo con isocianato,

(ii) un poliol polioxipropilen-polioxietilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno menor de un 20 % en peso, tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 4, tiene un peso molecular mayor de 1500 g/mol y menor de 6000 g/mol, y representa de un 5 % en peso a un 50 % en peso del componente reactivo con isocianato, y

(iii) un poliol polioxipropilen-poliéter que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 4, tiene un peso molecular de 700 g/mol a 1500 g/mol y representa de un 5 % en peso a un 50 % en peso del componente reactivo con isocianato.

6. La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el componente de poliol incluye una combinación de al menos cuatro polioles, incluyendo la combinación:

(i) un primer poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso, tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 4, tiene un peso molecular de 700 g/mol a 1500 g/mol, y representa de un 25 % en peso a un 85 % en peso del componente reactivo con isocianato, (ii) un segundo poliol polioxietilen-polioxipropilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno de al menos un 50 % en peso, tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 4 a 8, tiene un peso molecular de 8,500 g/mol a 14,500 g/mol, y representa de un 5 % en peso a un 50 % en peso del componente reactivo con isocianato, (iii) un poliol polioxipropilen-polioxietilen-poliéter que tiene un contenido en óxido de etileno menor de un 20 % en peso, tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 4, tiene un peso molecular de 3000 g/mol a 6000 g/mol, y representa de un 5 % en peso a un 50 % en peso del componente reactivo con isocianato, y

(iv) un poliol polioxipropilen-poliéter que tiene una funcionalidad hidroxilo nominal de 2 a 4, tiene un peso molecular de 700 g/mol a 1500 g/mol y representa de un 5 % en peso a un 50 % en peso del componente reactivo con isocianato.

7. La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el material de recubrimiento incluye de un 5 % en peso a un 95 % en peso de uno o más materiales de cambio de fase encapsulados y de un 5 % en peso a un 95 % en peso de una o más emulsiones poliméricas acuosas.

8. La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el material de recubrimiento incluye además al menos uno seleccionado del grupo de un tensioactivo de silicona y una sílice.

9. La espuma de poliuretano viscoelástica recubierta como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el material de recubrimiento incluye además agua.