ES2960050T3 - Formulaciones de espuma híbrida - Google Patents

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William A Koonce
William J Harris
Yonghui Zhang
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Abstract

Las realizaciones de la presente divulgación están dirigidas a formulaciones de espuma híbridas que incluyen: una composición reactiva con isocianato y un reticulante de alta funcionalidad; un iniciador de radicales de tipo azo; y un isocianato. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Formulaciones de espuma híbrida
Campo de la descripción
Las realizaciones de la presente descripción se dirigen a formulaciones de espuma híbrida. Más específicamente, las realizaciones se dirigen a formulaciones de espuma híbrida que incluyen: una composición reactiva con isocianato, y un reticulante de alta funcionalidad; un iniciador de radicales de tipo azo; y un isocianato.
Antecedentes
Las espumas son dispersiones en donde se dispersa un gas en un material líquido, un material sólido o un material de gel. Las espumas pueden formarse mediante una reacción química de polioles e isocianato. Las espumas pueden utilizarse para una serie de aplicaciones diferentes, incluyendo aislamiento, ropa de cama, muebles, asientos de vehículos, y reverso de alfombras, entre otros.
Las espumas de poliuretano se describen enUS-2008/015272 Se fabricaron al hacer reaccionar un isocianato con un poliol y los ingredientes que conforman la espuma en presencia de un componente reactivo de doble enlace, particularmente un acrilato, para obtener un cuerpo espumado que se sometió a una reticulación iniciada por radicales con el componente reactivo de doble enlace. En una realización la formación de espuma y la reticulación se llevaron a cabo en paralelo, con un peróxido orgánico opcionalmente incluido como un iniciador de la reticulación. En otra realización, la reticulación se llevó a cabo después de la formación de espuma usando preferiblemente la activación del haz de electrones. En este caso se usaron diferentes formulaciones, mediante el uso de poliéter poliol con MW superior a 1500, no MDI, formulaciones de poliol modificado con polímeros o no HR. En este caso también, fue posible también usar formulaciones seleccionadas que proporcionaron al menos un 10 % de aumento de dureza sin quemado, o que, mediante el uso controlado desde 0,1 hasta 10 partes del componente de doble enlace, proporcionó espumas de baja densidad con más de 4 partes de agua como agente espumante, sin quemado.
Resumen
La presente descripción proporciona composiciones reactivas con isocianato que incluyen una composición de poliol que tiene una funcionalidad promedio de hidroxilo desde 3,7 hasta 5,7 basada en polioles totales de la composición de poliol, un número de hidroxilo promedio desde 370 hasta 550 mg de KOH/g basado en polioles totales de la composición de poliol, y un peso molecular promedio en número desde 400 hasta 750 g/mol basado en polioles totales de la composición de poliol; y un reticulante de alta funcionalidad que tiene una funcionalidad promedio desde 3,0 o más, en donde los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad se seleccionan de grupos acrilato, grupos alilo, grupos OH, grupos NH<2>, grupos COOH, y combinaciones de los mismos, en donde del 10 al 99 por ciento de los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad son grupos acrilato, grupos alilo, o combinaciones de los mismos.
La presente descripción proporciona formulaciones de espuma híbrida que incluyen la composición reactiva con isocianato, un iniciador de radicales de tipo azo, y un isocianato.
La presente descripción proporciona productos de espuma formados curando la formulación de espuma híbrida.
La presente descripción proporciona métodos para formar un producto de espuma, los métodos incluyen combinar: una composición de poliol que tiene una funcionalidad promedio de hidroxilo desde 3,7 hasta 5,7 basada en polioles totales de la composición de poliol, un número de hidroxilo promedio desde 370 hasta 550 mg de KOH/g basado en polioles totales de la composición de poliol, y un peso molecular promedio en número desde 400 hasta 750 g/mol basado en polioles totales de la composición de poliol; un reticulante de alta funcionalidad que tiene una funcionalidad promedio de 3,0 o más, en donde los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad se seleccionan de grupos acrilato, grupos alilo, grupos OH, grupos NH<2>, grupos COOH, y combinaciones de los mismos, en donde del 10 al 99 por ciento de los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad son grupos acrilato, grupos alilo, o combinaciones de los mismos; un iniciador de radicales de tipo azo; y un isocianato para formar una formulación de espuma híbrida; y curar la formulación de espuma híbrida para formar un producto de espuma.
El resumen anterior de la presente descripción no pretende describir cada realización descrita o cada implementación de la presente descripción. La descripción que sigue ejemplifica más particularmente las realizaciones ilustrativas. En varios lugares a lo largo de la solicitud se proporcionan directrices mediante listas de ejemplos, ejemplos que pueden usarse en diversas combinaciones. En cada caso, la lista enumerada sirve sólo como un grupo representativo y no debe interpretarse como una lista exclusiva.
Descripción detallada
Las composiciones reactivas con isocianato que incluyen un reticulante de alta funcionalidad y una composición de poliol que tiene una funcionalidad promedio de hidroxilo desde 3,7 hasta 5,7 basada en polioles totales de la composición de poliol, un número de hidroxilo promedio desde 370 hasta 550 mg de KOH/g basado en polioles totales de la composición de poliol, y un peso molecular promedio en número desde 400 hasta 750 g/mol basado en polioles totales de la composición de poliol. Las formulaciones de espuma híbrida que incluyen la composición reactiva con isocianato, un iniciador de radicales de tipo azo, y un isocianato se describen en la presente descripción.
Estas formulaciones de espuma híbrida pueden curarse para formar espumas híbridas. Como se usa en la presente descripción, “ espumas híbridas” se refiere a espumas que se forman por una reacción de las moléculas que contienen hidrógeno activo con isocianatos, p. ej., en presencia de un catalizador, tensioactivo y agente de soplado, donde la espuma híbrida contiene reticulación química adicional que no se proporciona por reacciones de isocianato. Estas espumas híbridas pueden proporcionar de forma ventajosa una combinación de propiedades que son deseables para un número de aplicaciones. Por ejemplo, las espumas híbridas pueden proporcionar densidades de espuma moldeadas deseables, proporcionando al mismo tiempo una estabilidad dimensional deseable. Tal combinación de propiedades es particularmente ventajosa para aplicaciones de aislamiento térmico donde la formulación de espuma se inyecta en una cavidad para ser llenada por la espuma resultante, tal como un gabinete o puertas de un refrigerador.
Tal como se usa en el presente documento, “ un” , “ uno/a” , “ el/la” , “ al menos uno” , y “ uno o más” se usan indistintamente. El término “ y/o” significa uno, uno o más, o todos los elementos enumerados. Las recitaciones de intervalos numéricos por criterios de valoración incluyen todos los números englobados dentro de ese intervalo (p. ej., del 1 al 5 incluye 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5, etc.)
Como se ha mencionado, las composiciones reactivas con isocianato descritas en la presente descripción incluyen la composición de poliol. Las realizaciones de la presente descripción disponen que las composiciones de poliol tienen una funcionalidad promedio de hidroxilo desde 3,7 hasta 5,7 basada en los polioles totales de la composición de poliol. En otras palabras, las funcionalidades hidroxilo promedio de cada uno de los polioles de la composición de poliol se utilizan, es decir, se promedian sobre una molaridad, para determinar la funcionalidad promedio de hidroxilo de la composición de poliol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 3,7 hasta 5,7; por ejemplo, la composición de poliol puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo desde un límite inferior de 3,7, 3,9, o 4,2 hasta un límite superior de 5,7, 5,3, o 5,0 basado en polioles totales de la composición de poliol.
Las realizaciones de la presente descripción disponen que las composiciones de poliol tienen un número de hidroxilos promedio desde 370 hasta 550 mg de KOH/g basado en los polioles totales de la composición de poliol. En otras palabras, los números de hidroxilos promedio de cada uno de los polioles de la composición de poliol se utilizan, es decir, se promedian sobre una molaridad, para determinar el número de hidroxilos promedio de la composición de poliol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 370 hasta 550 mg KOH/mol; por ejemplo, la composición de poliol puede tener un número de hidroxilos promedio desde un límite inferior de 370, 375, 385, 390, o 400 mg de KOH/g hasta un límite superior de 550, 520, 500, 480, o 475 mg de KOH/g basado en polioles totales de la composición de poliol. El número de hidroxilos promedio para cada poliol de la composición de poliol, como KOH, puede determinarse según ASTM D4274.
Las realizaciones de la presente descripción disponen que las composiciones de poliol tienen un peso molecular promedio en número desde 400 hasta 750 g/mol basado en los polioles totales de la composición de poliol. En otras palabras, los pesos moleculares promedio en número de cada uno de los polioles de la composición de poliol se utilizan, es decir, se promedian sobre una molaridad, para determinar el peso molecular promedio en número de la composición de poliol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 400 hasta 750 g/mol; por ejemplo, la composición reactiva con isocianato puede tener un peso molecular promedio en número desde un límite inferior de 400, 450, 500, o 525 g/mol hasta un límite superior de 750, 725, 700, o 650 g/mol basado en polioles totales de la composición de poliol.
Como se ha mencionado, la composición reactiva con isocianato incluye un reticulante de alta funcionalidad. Como se usa en la presente descripción, “ reticulante de alta funcionalidad” se refiere a un compuesto que tiene una funcionalidad promedio de 3,0 o más, es decir, una funcionalidad promedio de 3,0 o más grupos funcionales por molécula de reticulante de alta funcionalidad. Por ejemplo, el reticulante de alta funcionalidad puede tener una funcionalidad promedio desde un límite inferior de 3,0, 3,3, 3,7, 4,0, 4,3, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, o 4,9 hasta un límite superior de 9,0, 8,5, 8,0, 7,5, 7,0, 6,5, 6,3, 6,0, 5,7, o 5,5. Una o más realizaciones disponen que el reticulante de alta funcionalidad tiene una funcionalidad promedio de 6,0. Los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad pueden seleccionarse de grupos acrilato, grupos alilo, grupos OH, grupos NH<2>, grupos COOH, y combinaciones de los mismos. Los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad pueden ser grupos reactivos con isocianato. Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que del 10 al 99 por ciento de los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad son grupos acrilato, grupos alilo, o combinaciones de los mismos. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales del 10 al 99 por ciento; por ejemplo, los grupos acrilato, grupos alilo o combinaciones de los mismos pueden ser desde un límite inferior de 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, o 70 por ciento hasta un límite superior de 99, 98, 95, 90, 88, u 85 por ciento de los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad.
El reticulante de alta funcionalidad puede tener un peso molecular promedio en número desde 100 hasta 1500 g/mol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 100 hasta 1500 g/mol; por ejemplo, el reticulante de alta funcionalidad puede tener un peso molecular promedio en número desde un límite inferior de 100, 200, 300, 360, 380, o 400 g/mol hasta un límite superior de 1500, 1300, 1100, 1000, 950, o 900, g/mol.
El reticulante de alta funcionalidad puede prepararse usando equipos y condiciones de reacción conocidos. El reticulante de alta funcionalidad puede obtenerse comercialmente. Los ejemplos del reticulante de alta funcionalidad incluyen, pero no se limitan a, penta-/hexaacrilato de dipentaeritritol, citrato de trialilo, pentaacrilato de dipentaeritritol, triacrilato de pentaeritritol, triacrilato de di-trimetilolpropano, y combinaciones de los mismos entre otros. Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que el reticulante de alta funcionalidad se selecciona del pentaacrilato de dipentaeritritol, pentaetilen-acrilato de dipentaeritritol, triacrilato de pentaeritritol, y combinaciones de los mismos.
El reticulante de alta funcionalidad puede ser desde 2 hasta 40 partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 2 hasta 40 partes; por ejemplo, el reticulante de alta funcionalidad puede ser desde un límite inferior de 2, 3, 4, 5, o 10 partes hasta un límite superior de 40, 35, 30, 25, o 20 partes de la composición reactiva con isocianato basado en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Como se ha mencionado anteriormente, las composiciones reactivas con isocianato incluyen una composición de poliol. Como se usa en la presente descripción, “ poliol” se refiere a un compuesto que tiene una funcionalidad promedio de hidroxilo de 1,8 o superior, tal como dioles, trioles, tetroles, y tales. Puede utilizarse un número de diversos polioles para la composición de poliol, tales como los descritos en la presente descripción, entre otros polioles conocidos por los expertos en la técnica.
Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que la composición de poliol puede incluir un poliéter poliol iniciado con sorbitol. El poliéter poliol iniciado con amina puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo desde 5,0 hasta 6,0. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 5,0 hasta 6,0; por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo desde un límite inferior de 5,0, 5,2, o 5,5 hasta un límite superior de 6,0.
El poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener un número de hidroxilo promedio desde 300 hasta 600 mg de KOH/g. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 300 hasta 600 mg de KOH/g; por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener un número de hidroxilo promedio desde un límite inferior de 300, 350, 400, 425, o 450 mg KOH/g hasta un límite superior de 600, 575, o 550 mg KOH/g.
El poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener un peso molecular promedio en número desde 500 hasta 1100 g/mol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 500 hasta 1100 g/mol; por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener un peso molecular promedio en número desde un límite inferior de 500, 550, 600, o 650 g/mol hasta un límite superior de 1100, 1000, 900, 850, 800, o 750 g/mol.
El poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde 90 hasta 150 g/eq. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 90 hasta 150 g/eq.; por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde un límite inferior de 90, 100, o 110 g/mol hasta un límite superior de 150, 140, o 130 g/eq.
El poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener un contenido de óxido de propileno de al menos 60 por ciento en peso basado en un peso total del poliéter poliol iniciado con sorbitol. Por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener un contenido de óxido de propileno desde 60 hasta 98 por ciento en peso basado en un peso total del poliéter poliol iniciado con sorbitol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 60 hasta el 98 por ciento en peso; Por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sorbitol puede tener un contenido de óxido de propileno desde un límite inferior de 60, 65, 70, 72, o 75 por ciento en peso hasta un límite superior de 98, 95, 90, 88, o 85. El poliéter poliol iniciado con sorbitol puede incluir unidades estructurales derivadas de otro óxido de alquileno, p. ej., óxido de etileno y/u óxido de butileno, entre otros.
El poliéter poliol iniciado con sorbitol puede prepararse usando equipos y condiciones de reacción conocidos. Por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sorbitol puede formarse a partir de mezclas de reacción que incluyen sorbitol y óxidos de alquileno, p. ej., óxido de etileno, óxido de propileno, y/u óxido de butileno. El poliéter poliol iniciado con sorbitol puede cubrirse, p. ej., la adición del óxido de alquileno puede realizarse en etapas para localizar o cubrir preferentemente un óxido de alquileno particular en una posición deseada del poliol.
El poliéter poliol iniciado con sorbitol puede obtenerse comercialmente. Los ejemplos de poliéter polioles iniciados con sorbitol comercialmente disponibles incluyen, pero no se limitan a, un número de polioles vendidos con el nombre comercial VORANOL™, tal como RN 482 de<v>O<r>ANOL, disponible en The Dow Chemical Company, entre otros.
Cuando se utiliza, el poliéter poliol iniciado con sorbitol puede ser desde 10 hasta 75 partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 10 hasta 75 partes; por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sorbitol puede ser desde un límite inferior de 10, 15, 20, 25, 30, o 35 partes hasta un límite superior de 75, 70, 65, 60, 55, 50 o 45 partes de la composición reactiva con isocianato basado en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que la composición de poliol puede incluir un poliol iniciado con amina. El poliol iniciado con amina puede iniciarse a partir de amina aromática o amina alifática, por ejemplo, el poliol iniciado con amina puede ser un poliol iniciado de orto toluenodiamina (o-TDA), un poliol iniciado con etilendiamina, una dietilentriamina, un poliol iniciado con triisopropanolamina, o una combinación de los mismos, entre otros.
El poliol iniciado con amina puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo desde 3,0 hasta 6,0. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 3,0 hasta 6,0; por ejemplo, el poliol iniciado con amina puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo desde un límite inferior de 3,0, 3,5, o 4,0 hasta un límite superior de 6,0, 5,0, o 4,5.
El poliol iniciado con amina puede tener un número de hidroxilo promedio desde 250 hasta 650 mg de KOH/g. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 250 hasta 650 mg de KOH/g; por ejemplo, el poliol iniciado con amina puede tener un número de hidroxilo promedio desde un límite inferior de 250, 300, 350, 400, 425, o 450 mg de KOH/g hasta un límite superior de 650, 625, 600, 575, o 550 mg de KOH/g.
El poliol iniciado con amina puede tener un peso molecular promedio en número desde 250 hasta 750 g/mol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 250 hasta 750 g/mol; por ejemplo, el poliol iniciado con amina puede tener un peso molecular promedio en número desde un límite inferior de 250, 350, 375, o 400 g/mol hasta un límite superior de 750, 600, 575, o 550, g/mol.
El poliol iniciado con amina puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde 60 hasta 260 g/eq. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 60 hasta 260 g/eq.; por ejemplo, el poliol iniciado con amina puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde un límite inferior de 60, 90, 100, o 110 g/eq. hasta un límite superior de 260, 220, 200, 180, 150, 140, o 130 g/eq.
El poliol iniciado con amina puede tener un contenido de óxido de propileno de al menos 60 por ciento en peso basado en un peso total del poliol iniciado con amina. Por ejemplo, el poliol iniciado con amina puede tener un contenido de óxido de propileno desde 60 hasta 98 por ciento en peso basado en un peso total del poliol iniciado con amina. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 60 hasta el 98 por ciento en peso; Por ejemplo, el poliol iniciado con amina puede tener un contenido de óxido de propileno desde un límite inferior de 60, 70, 72, o 75 por ciento en peso hasta un límite superior de 98, 95, 90, 88, u 85. El poliol iniciado con amina puede incluir unidades estructurales derivadas de otros óxidos de alquileno, p. ej., óxido de etileno y/u óxido de butileno, entre otros.
El poliol iniciado con amina puede prepararse usando equipos y condiciones de reacción conocidos. Por ejemplo, el poliol iniciado con amina puede formarse a partir de mezclas de reacción que incluyen aminas aromáticas o aminas alifáticas y óxidos de alquileno, p. ej., óxido de etileno y/u óxido de butileno, entre otros. Los óxidos de alquileno pueden añadirse a un reactor de alcoxilación en una etapa o a través de varias etapas en secuencia, en donde en cada etapa puede usarse un solo óxido de alquileno o una mezcla de óxidos de alquileno.
Cuando se utiliza, el poliol iniciado con amina puede ser desde 10 hasta 75 partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 10 hasta 75 partes; por ejemplo, el poliol iniciado con amina puede ser desde un límite inferior de 10, 15, 20, 25, 30, o 35 partes hasta un límite superior de 75, 70, 65, 60, 55, 50, o 45 partes de la composición de poliol basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la combinación de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que la composición de poliol puede incluir un poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina. El poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo desde 3,5 hasta 7,5. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 3,5 hasta 7,5; por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo desde un límite inferior de 3,5, 3,7, o 4,0 hasta un límite superior de 7,5, 7,0, 6,5, 6,0, 5,5, 6,3, o 5,0.
El poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener un número de hidroxilo promedio desde 260 hasta 460 mg de KOH/g. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 260 hasta 460 mg de KOH/g; por ejemplo, el tercer poliéter poliol puede tener un número de hidroxilo promedio desde un límite inferior de 260, 290, o 320 mg de KOH/g hasta un límite superior de 460, 430, o 400 mg de KOH/g.
El poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener un peso molecular promedio en número desde 500 hasta 1500 g/mol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 500 hasta 1500 g/mol; por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener un peso molecular promedio en número desde un límite inferior de 500, 550, 600, o 650 g/mol hasta un límite superior de 1500, 1400, 1250, 1000, 900, 850, 800, o 750 g/mol.
El poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde 90 hasta 250 g/eq. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 90 hasta 250 g/eq.; por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde un límite inferior de 90, 100, o 110 g/eq. hasta un límite superior de 250, 200, 175, 150, 140, o 130 g/eq.
El poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener un contenido de óxido de propileno de al menos 60 por ciento en peso basado en un peso total del poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina. Por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener un contenido de óxido de propileno desde 60 hasta 98 por ciento en peso basado en un peso total del poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 60 hasta el 98 por ciento en peso; Por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede tener un contenido de óxido de propileno desde un límite inferior de 60, 65, 70, 72, o 75 por ciento en peso hasta un límite superior de 98, 95, 90, 88, u 85. El poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede incluir unidades estructurales derivadas de otro óxido de alquileno, p. ej., óxido de etileno. El poliéter poliol iniciado por glicerina/glicerina puede incluir unidades estructurales derivadas de estireno-acrilonitrilo, poliisocianato, y/o poliurea.
El poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede prepararse usando equipos y condiciones de reacción conocidos. Por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede formarse a partir de mezclas de reacción que incluyen sacarosa, óxido de propileno, y glicerina. Una o más realizaciones disponen que el poliol de poliéter iniciado con sacarosa/glicerina se forma a través de una reacción de sacarosa y óxido de propileno. El poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede obtenerse comercialmente. Los ejemplos de poliéter polioles iniciados con sacarosa/glicerina comercialmente disponibles incluyen, pero no se limitan a, un número de polioles vendidos con el nombre comercial VORANOL, tales como VORANo L 360, VORANOL 490, y VORANOL 280 disponibles en The Dow Chemical Company, entre otros.
Cuando se utiliza, el poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede ser desde 5 hasta 50 partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 5 hasta 50 partes; por ejemplo, el poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina puede ser desde un límite inferior de 5, 8, o 10 partes hasta un límite superior de 50, 45, 40, 35, 30, 25, 23, o 20 partes de la composición reactiva con isocianato basado en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que la composición de poliol puede incluir un diol. El diol puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo de 2,0. El diol puede ser un poliéter diol. El diol puede ser un glicol.
El diol puede tener un número de hidroxilo promedio desde 75 hasta 750 mg de KOH/g. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 75 hasta 750 mg de KOH/g; por ejemplo, el diol puede tener un número de hidroxilo promedio desde un límite inferior de 75, 150, o 200 mg de KOH/g hasta un límite superior de 750, 550, o 350 mg de KOH/g.
El diol puede tener un peso molecular promedio en número (Mn) desde 150 hasta 1500 g/mol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 150 hasta 1500 g/mol; por ejemplo, el diol puede tener un peso molecular promedio en número desde un límite inferior de 150, 200, 225, 250, 300, o 350 g/mol hasta un límite superior de 1500, 1450, 1400, o 1300 g/mol.
El diol puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde 75 hasta 750 g/eq. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 75 hasta 750 g/eq.; por ejemplo, el diol puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde un límite inferior de 75, 100, o 125 g/mol hasta un límite superior de 750, 700, o 650 g/eq.
El diol puede tener un contenido de óxido de propileno de al menos 40 por ciento en peso basado en un peso total del diol. Por ejemplo, el diol puede tener un contenido de óxido de propileno desde 40 hasta 98 por ciento en peso basado en un peso total del diol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 40 hasta el 98 por ciento en peso; por ejemplo, el diol puede tener un contenido de óxido de propileno desde un límite inferior de 40, 45, 50, 60, 70, 72, o 75 por ciento en peso hasta un límite superior de 98, 95, 90, 88, u 85. El diol puede incluir unidades estructurales derivadas de otro óxido de alquileno, p. ej., óxido de etileno.
El diol puede prepararse usando equipos y condiciones de reacción conocidos. El diol puede obtenerse comercialmente. Los ejemplos de dioles disponibles comercialmente incluyen, pero no se limitan a, un número de polioles vendidos con el nombre comercial VORANOL, tal como VORANOL 211 0TB, comercializado por The Dow Chemical Company, y como DOW™ P-425, PT-250, y PT-1200, disponible en The Dow Chemical Company, entre otros.
Cuando se utiliza, el diol puede ser desde 1 hasta 15 partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 1 hasta 15 partes; por ejemplo, el poliéter diol puede ser desde un límite inferior de 1, 2, o 5 partes hasta un límite superior de 15, 12, o 10 partes de la composición reactiva con isocianato basado en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que la composición de poliol puede incluir un poliéster poliol aromático. Tal como se usa en la presente descripción, “ poliéster poliol aromático” se refiere a un poliéster poliol que incluye un anillo aromático. Como ejemplo, el poliéster poliol aromático puede ser un poliéster de dietilenglicol de anhídrido Itálico o puede prepararse a partir del uso de ácido dicarboxílico aromático con glicoles. El poliéster poliol aromático puede ser un poliéster-poliéter poliol híbrido, p. ej., según se describe en la publicación internacional n.°WO 2013/053555.
El poliéster poliol aromático puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo desde 1,8 hasta 3,0. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 1,8 hasta 3,0; por ejemplo, el poliéster poliol aromático puede tener una funcionalidad promedio de hidroxilo desde un límite inferior de 1,8, 1,9, o 2,0 hasta un límite superior de 3,0, 2,7, o 2,3.
El poliéster poliol aromático puede tener un número de hidroxilo promedio desde 100 hasta 500 mg de KOH/g. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 100 hasta 500 mg de KOH/g; por ejemplo, el poliéster poliol aromático puede tener un número de hidroxilo promedio desde un límite inferior de 100, 125, 150, 180, o 200 mg de KOH/g hasta un límite superior de 500, 400, 350, 320, o 300 mg de KOH/g.
El poliéster poliol aromático puede tener un peso molecular promedio en número desde 300 hasta 750 g/mol. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 300 hasta 750 g/mol; por ejemplo, el poliéster poliol aromático puede tener un peso molecular promedio en número desde un límite inferior de 300, 350, o 400 g/mol hasta un límite superior de 750, 700, 600, 550, o 500, g/mol.
El poliéster poliol aromático puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde 150 hasta 350 g/eq. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 150 hasta 350 g/eq.; por ejemplo, el poliéster poliol aromático puede tener un peso molecular equivalente de hidroxilo desde un límite inferior de 150, 175, o 200 g/eq. hasta un límite superior de 350, 325, 300, o 250 g/eq.
El poliéster poliol aromático puede prepararse usando equipos y condiciones de reacción conocidos. El poliéster poliol aromático puede obtenerse comercialmente. Los ejemplos de poliéter polioles aromáticos comercialmente disponibles incluyen, pero no se limitan a, un número de polioles vendidos con el nombre comercial STEPANPOL, tal como STEPANPOL PS-2352, disponible en Stepan, entre otros.
Cuando se utiliza, el poliéster poliol aromático puede ser desde 1 hasta 20 partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 1 hasta 20 partes; por ejemplo, el poliéster poliol aromático puede ser desde un límite inferior de 1,2, o 5 partes hasta un límite superior de 20, 15, 12 o partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Las realizaciones de la presente descripción disponen que la composición reactiva con isocianato y/o la formulación de espuma híbrida pueden incluir un catalizador, p. ej., el catalizador puede añadirse a la composición reactiva con isocianato, la formulación de espuma híbrida, o una combinación de las mismas. El catalizador puede ser un catalizador de soplado, un catalizador gelificante, un catalizador de trimerización o combinaciones de los mismos. Tal como se usan en el presente documento, los catalizadores de soplado y los catalizadores gelificantes pueden diferenciarse por una tendencia a favorecer o bien la reacción de urea (soplado), en el caso del catalizador de soplado, o bien la reacción de uretano (gelificación), en el caso del catalizador gelificante. Se puede utilizar un catalizador de trimerización para promover la reacción de isocianurato en las composiciones.
Los ejemplos de catalizadores de soplado, por ejemplo, catalizadores que pueden tender a favorecer la reacción de soplado incluyen, pero no se limitan a, aminas terciarias de cadena corta o aminas terciarias que contienen un oxígeno. El catalizador basado en amina puede no estar impedido estéricamente. Por ejemplo, los catalizadores de soplado incluyen bis-(2-dimetilaminoetil)éter; pentametildietilentriamina, trietilamina, tributilamina, N,N-dimetilaminopropilamina, dimetiletanolamina, N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina y combinaciones de los mismos, entre otros. Un ejemplo de un catalizador de soplado comercial es POLYCAT 5, de Evonik, entre otros catalizadores de soplado disponibles comercialmente.
Los ejemplos de catalizadores gelificantes, por ejemplo, catalizador que pueden tender a favorecer la reacción de gel, incluyen, pero no se limitan a, compuestos organometálicos, aminas terciarias cíclicas y/o aminas de cadena larga, por ejemplo, que contienen varios átomos de nitrógeno y combinaciones de los mismos. Los compuestos organometálicos incluyen compuestos de organoestaño, tales como sales de estaño (II) de ácidos carboxílicos orgánicos, por ejemplo, diacetato de estaño (II), dioctanoato de estaño (II), dietilhexanoato de estaño (II) y dilaurato de estaño (II), y sales de dialquilestaño (IV) de ácidos carboxílicos orgánicos, por ejemplo, diacetato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño, maleato de dibutilestaño y diacetato de dioctilestaño. Las sales de bismuto de ácidos carboxílicos orgánicos también se pueden utilizar como el catalizador gelificante, tal como, por ejemplo, octanoato de bismuto. Las aminas terciarias cíclicas y/o las aminas de cadena larga incluyen dimetilbencilamina, trietilendiamina y combinaciones de las mismas. Los ejemplos de catalizadores gelificantes disponibles comercialmente son POLYCAT 8 y DABCO T-12 de Evonik, entre otros catalizadores gelificantes disponibles comercialmente.
Los ejemplos de catalizadores de trimerización incluyen PMDETA-N,N,N',N'',N"-pentametildietilentriamina; N,N',N"-tris(3-dimetilaminopropil)hexahidro-S-triazina; N,N-dimetilciclo-hexilamina; 1,3,5-tris(N,N-dimetilaminopropil)-shexahidrotriazina; [2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol]; acetato de potasio, octoato de potasio; hidróxidos de tetraalquilamonio tales como hidróxido de tetrametilamonio; hidróxidos de metales alcalinos tales como hidróxido de sodio; alcóxidos de metales alcalinos tales como metóxido de sodio e isopropóxido de potasio; y sales de metales alcalinos de ácidos grasos de cadena larga que tienen de 10 a 20 átomos de carbono y, combinaciones de los mismos, entre otros. Algunos catalizadores de trimerización comercialmente disponibles incluyen DABCO TMR-2, TMR-7, DABCO K 2097; DABCO K15, POLYCAT 41 y POLYCAT 46, cada uno de Evonik, entre otros catalizadores de trimerización comercialmente disponibles.
El catalizador puede ser desde 0,05 hasta 10,0 partes de la composición reactiva con isocianato y/o la formulación de espuma híbrida basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de desde 0,05 hasta 10,0 partes; por ejemplo, el catalizador puede ser de un límite inferior de 0,05, 0,07, 0,1, 0,2, o 0,3 partes hasta un límite superior de 10,0, 9,0, 8,0, 7,0, 6,0, 5,0, 4,5, 4,0, 3,5, 3,4, o 3,3 partes de la composición reactiva con isocianato y/o la formulación de espuma híbrida basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Las realizaciones de la presente descripción disponen que la composición reactiva con isocianato y/o la formulación de espuma híbrida pueden incluir un agente de soplado, p. ej., el agente de soplado puede añadirse a la composición reactiva con isocianato, la formulación de espuma híbrida, o una combinación de las mismas. El agente de soplado puede ser un agente de soplado físico, un agente de soplado químico o combinaciones de los mismos.
Los ejemplos de agentes de soplado físicos incluyen dióxido de carbono líquido; cetonas, tales como acetona; ésteres; aldehídos; alcanos; cicloalcanos, tales como, ciclopentano, ciclohexano, ciclobutano y mezclas de los mismos; otros cicloalcanos que tienen hasta 7 átomos de carbono; éteres, tales como dialquil éteres, éteres de cicloalquileno, fluoroalcanos, hidrofluoroolefinas, hidroclorofluoroolefinas y mezclas de los mismos. Los ejemplos de alcanos incluyen, pero no se limitan a, propano, butano, n-butano, isobutano, n-pentano, isopentano y combinaciones de los mismos. Los ejemplos de dialquil éteres incluyen dimetil éter, metil etil éter, metil butil éter, dietil éter y combinaciones de los mismos. Un ejemplo de un éter de cicloalquileno es furano. Los ejemplos de fluoroalcanos incluyen, pero no se limitan a pentafluoropropano, trifluorometano, difluorometano, difluoroetano, tetrafluoroetano, hepta-fluoropropano, pentafluoroetano, heptafluorobutano, y combinaciones de los mismos, entre otros. Los ejemplos de hidrofluoroolefinas y/o hidroclorofluoroolefinas incluyen, pero no se limitan a, 1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (HFC-1438mzz), Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (HFC-1336mzz, isómero Z), trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, 1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (HFO-1233zd). Una o más realizaciones disponen que se utiliza trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno. Un ejemplo de un agente de soplado físico disponible comercialmente es el agente de soplado de líquidos Solstice 1233zd de Honeywell, entre otros agentes de soplado físicos disponibles comercialmente.
Los ejemplos de agentes de soplado químicos incluyen, pero no se limitan a, agua, ácido fórmico, formiato de metilo, materiales generadores de CO<2>, y combinaciones de los mismos.
El agente de soplado puede ser desde 1,0 hasta 50,0 partes de la composición reactiva con isocianato y/o la formulación de espuma híbrida basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales de desde 1,0 hasta 50,0 partes; por ejemplo, el agente de soplado puede ser desde un límite inferior de 1,0, 1,5, o 2,0 partes hasta un límite superior de 50,0, 45,0, 43,0, 40,0, o 38,0 partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
La composición reactiva con isocianato y/o la formulación de espuma híbrida descritas en la presente descripción pueden incluir un tensioactivo, p. ej., el tensioactivo puede añadirse a la composición reactiva con isocianato, la formulación de espuma híbrida, o una combinación de las mismas. El tensioactivo puede ser un tensioactivo estabilizante de células. Los ejemplos de tensioactivos incluyen compuestos a base de silicio tales como copolímeros de organosilicona-poliéter, tales como copolímeros de bloques de polidimetilsiloxano-polioxialquileno, por ejemplo, siloxano de polidimetilo modificado con poliéter, y combinaciones de los mismos. Los ejemplos de tensioactivos incluyen tensioactivos orgánicos sin base de silicona tales como VORASURF™ 504, disponible en The Dow Chemical Company. Los tensioactivos están disponibles comercialmente e incluyen los disponibles con nombres comerciales tales como NIAX, tales como NIAX L 6988; DABCO; y TEGOSTAB, tal como TEGOSTAB B 8427; entre otros.
El tensioactivo puede ser desde 0,1 hasta 10,0 partes de la composición reactiva con isocianato y/o la formulación de espuma híbrida basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 0,1 hasta 10,0 partes; por ejemplo, el tensioactivo puede ser desde un límite inferior de 0,1, 0,2, o 0,3 partes hasta un límite superior de 10,0, 9,0, 8,0, 7,0, 6,0, 5,0, 4,0, o 3,0 partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Como se mencionó, las formulaciones de espuma híbrida descritas en la presente descripción incluyen la composición reactiva con isocianato, un iniciador de radicales de tipo azo, y un isocianato. Como se usa en la presente descripción, “ iniciador de radicales de tipo azo” se refiere a un compuesto que tiene un grupo azo. Un grupo azo puede representarse por la fórmula: RR1R2CN=NCR3R4R5, donde R, R1, R2, R3, R4, y R5 son cada uno independientemente alquilo, alquilo sustituido, nitrilo, éster, amida, amidina, imidazolina, alquil-O-alquilo, alquil-COOH. Una o más realizaciones disponen que R, R1 y/o R4R5 se combinan para ser un grupo cicloalquilo respectivo.
Si bien no desea limitarse a la teoría, se cree que el iniciador de radicales de tipo azo, como se utiliza en las formulaciones de espuma híbrida descritas en la presente descripción, puede descomponerse para formar gas nitrógeno y radicales de carbono para la adición de uno o más componentes de la formulación de espuma híbrida. Sorprendentemente, no todos los iniciadores de radicales son adecuados para proporcionar las espumas híbridas, como se describe en la presente descripción, que pueden proporcionar densidades deseables de espuma moldeada y rendimiento de aislamiento térmico, proporcionando al mismo tiempo una estabilidad dimensional deseable. Por ejemplo, los iniciadores de radicales de peróxido no son adecuados para proporcionar las espumas híbridas, como se describe en la presente descripción. Sorprendentemente, cuando se utilizan iniciadores de radicales de peróxido, la espuma resultante puede tener una estructura celular no uniforme indeseable y/o deformidades celulares indeseables, tales como tamaños de células grandes indeseables.
Una o más realizaciones disponen que las formulaciones de espuma híbrida están prácticamente exentas de iniciadores radicales de peróxido. En la presente descripción, utilizar menos de 0,1 por ciento en peso del iniciador de radicales de peróxido basado en un peso total de la formulación de espuma híbrida se considera una cantidad nominal del iniciador de radicales de peróxido y la formulación de espuma híbrida se considera prácticamente exenta de iniciadores de radicales de peróxido.
Como se mencionó, no todos los iniciadores radicales son adecuados para proporcionar las espumas híbridas, como se describe en la presente descripción. Si bien no desea limitarse a la teoría, los iniciadores de radicales de tipo azo adecuados, en las concentraciones especificadas, pueden generar un número apreciable de radicales en un intervalo de temperatura particular para facilitar y promover el curado dual durante la formación de espuma. Este intervalo de temperatura particular puede determinarse como una temperatura de semivida durante 0,10 horas, donde la semivida se refiere al tiempo y la temperatura para convertir la mitad del iniciador de radicales de tipo azo en especies y/o subproductos radicales. Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que el iniciador de radicales de tipo azo puede tener una temperatura de semivida durante 0,10 horas desde 0 °C hasta 135 °C. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales de desde 0 °C hasta 135 °C; por ejemplo, el iniciador de radicales de tipo azo puede tener una temperatura de semivida durante 0,10 horas desde un límite inferior de 0, 10, 20, o 30 °C hasta un límite superior de 135, 130, 120, o 110 °C.
Semivida, t<1/2>, en segundos (s) puede determinarse a partir de la ecuación de Arrhenius, Kd = Ae_Ea/RT y la ecuación t<1/2>= ln 2/Kd, donde Kd es una constante de velocidad para la disociación del iniciador azo en s-1, A es el factor de frecuencia Arrhenius en s-1, Ea es la energía de activación para la disociación del iniciador azo en J/mol, R es 8,3142 J/mol K, T es la temperatura en K, donde los valores para Ea, A y/o Kd conocido por iniciadores de radicales azo. Por ejemplo, 2,2'-azobis(isobutironitrilo) (AIBN) con un A de 2,89E+15 s_1 y Ea de 130,23 kJ/mol tiene una temperatura de semivida de 0,10 horas de 100 °C; 2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo) con un A de 1,38E+15 s-1 y Ea de 128,93 kJ/mol tiene una temperatura de semivida de 0,10 horas de 103 °C; y 1,1'-azobis (ciclohexano-1-carbonitrilo) con un A de 1.
10E+16 s_1 y Ea de 142,19 kJ/mol tiene una temperatura de semivida de 0,10 horas de 122 °C.
El iniciador de radicales de tipo azo puede ser un nitrilo azo, un éster azoico, una amida azo, una amidina azo, imidazolina azo o una combinación de los mismos. Los ejemplos del iniciador de radicales de tipo azo son 2,2'-azobis(isobutironitrilo) (AIBN), 2,2'-azobis(4-metoxi-2,4-dimetilvaleronitrilo), 2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo), 2,2'-azobis (2-metilbutironitrilo), 1,1'-azobis(ciclohexano-1-carbonitrilo), 4,4'-azobis(ácido 4-cianovalerico), dimetil 2,2'-azobis(2-metilpropionato), 2,2'-azobis[2-metil-N-(2-hidroxietil)propionamida], 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-il)propano], 2,2'-azobis(2-metilpropionamidina)dihidrocloruro, 2,2'-azobis[N-(2-carboxietil)-2-metilpropionamidina]tetrahidrato, y combinaciones de los mismos, entre otros.
El iniciador de radicales de tipo azo puede ser desde 0,01 hasta 5,0 partes de la formulación de espuma híbrida basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 0,01 hasta 5,0 partes; por ejemplo, el iniciador de radicales de tipo azo puede ser desde un límite inferior de 0,01, 0,05, 0,1 o 0,5 partes hasta un límite superior de 5,0, 4,5, 4,0, 3,5, 3,3, o 3,0 partes de la formulación de espuma híbrida basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
Las formulaciones de espuma híbrida descritas en la presente descripción incluyen un isocianato. El isocianato puede ser un poliisocianato. Tal como se usa en el presente documento, “ poliisocianato” se refiere a una molécula que tiene un promedio de más de 1,0 grupos de isocianato/molécula, por ejemplo, una funcionalidad promedio superior a 1,0.
El isocianato puede ser un poliisocianato alifático, un poliisocianato cicloalifático, un poliisocianato aralifático, un poliisocianato aromático, o combinaciones de los mismos, por ejemplo. Los ejemplos de isocianatos incluyen, pero no se limitan a, polifenilisocianato de polimetileno, 2,4-/2,6-diisocianato de tolueno (TDI), diisocianato de metilendifenilo (MDI), MDI polimérico, triisocianatonano (TIN), diisocianato de naftilo (NDI), 4,4'-diisocianatodiciclohexilmetano, isocianato de 3-isocianatometil-3,3,5-trimetilciclohexilo (diisocianato de isoforona IPDI), diisocianato de tetrametiletileno, diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de 2-metilpentametileno, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno (THDI), diisocianato de dodecametileno, 1,4-diisocianatociclohexano, 4,4'-diisocianato-3,3'-dimetildiciclohexilmetan, 4,4'-diisocianato-2,2-diciclohexilpropano, 3-isocianatometil-1-metil-1-isocianatociclohexano (MCI), 1,3 -diisooctilcianato -4 - metilciclohexano, 1,3 -diisocianato-2-metilciclohexano, y combinaciones de los mismos, entre otros. Además de los isocianatos mencionados anteriormente, pueden utilizarse poliisocianatos parcialmente modificados que incluyen uretdiona, isocianurato, carbodiimida, uretonimina, alofanato o estructura biuret, y combinaciones de los mismos, entre otros.
El isocianato puede ser polimérico. Tal como se usa en la presente descripción “ polimérico” , al describir el isocianato, se refiere a homólogos y/o isómeros de peso molecular más alto. Por ejemplo, el isocianato de metilen-difenilo polimérico se refiere a un homólogo de peso molecular más alto y/o un isómero de isocianato de metilen-difenilo.
Tal como se mencionó, el isocianato puede tener una funcionalidad promedio superior a 1,0 grupos isocianato/molécula. Por ejemplo, el isocianato puede tener una funcionalidad promedio de desde 1,75 hasta 3,50. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 1,75 a 3,50; por ejemplo, el isocianato puede tener una funcionalidad promedio desde un límite inferior de 1,75, 1,85 o 1,95 hasta un límite superior de 3,50, 3,40 o 3,30.
El isocianato puede tener un peso equivalente de isocianato de 80 g/eq a 300 g/eq. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 80 hasta 300 g/eq.; por ejemplo, el isocianato puede tener un peso equivalente de isocianato de desde un límite inferior de 80, 90, 100, 125, 135 o 145 hasta un límite superior de 300, 290, 285 o 280 g/eq.
El isocianato puede prepararse mediante un proceso conocido. Por ejemplo, el poliisocianato puede prepararse mediante fosgenación de poliaminas correspondientes con la formación de cloruros de policarbamoílo y termólisis de los mismos para proporcionar el poliisocianato y cloruro de hidrógeno, o mediante un proceso libre de fosgeno, tal como haciendo reaccionar las poliaminas correspondientes con urea y alcohol para dar policarbamatos, y termólisis de los mismos para dar el poliisocianato y alcohol, por ejemplo.
El isocianato puede obtenerse comercialmente. Los ejemplos de isocianatos comerciales incluyen, pero no se limitan a, poliisocianatos con los nombres comerciales VORANATE™, PAPI™, VORATEC™, e ISONATE™, tales como VORANATE™ M 220, y PAPI™ 27, disponibles de The Dow Chemical Company, entre otros isocianatos comerciales.
El isocianato puede ser desde 70 hasta 400 partes de la formulación de espuma híbrida basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales de desde 70 hasta 400 partes; por ejemplo, el isocianato o puede ser desde un límite inferior de 70, 80, 100, 110, 125, o 140 partes hasta un límite superior de 400, 350, 300, 275, 250, 225, 215, 200, o 180 partes basado en 100 partes de una combinación polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
El isocianato puede utilizarse de tal manera que los componentes reactivos con isocianato pueden hacerse reaccionar con componentes de isocianato en un índice de isocianato desde 80 hasta 300. Por ejemplo, los componentes reactivos con isocianato pueden hacerse reaccionar con componentes de isocianato en un índice de isocianato desde 80 hasta 300, 85 a 250, 85 a 220, 90 a 180, o 95 a 150, entre otros. El índice de isocianato puede determinarse como equivalentes de isocianato dividido entre los equivalentes totales de los componentes reactivos con isocianato, p. ej., hidrógeno reactivo con isocianato, multiplicado por 100. En otras palabras, el índice de isocianato puede determinarse como una razón de grupos isocianato con respecto al hidrógeno reactivo al isocianato, dado como porcentaje. Para aplicaciones de espuma rígida, según realizaciones ilustrativas, el índice de isocianato puede ser desde 100 hasta 150
Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que el índice de isocianato puede ser de desde 100 hasta 150, por ejemplo, para aplicaciones de espuma rígida. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 100 hasta 150; por ejemplo, las formulaciones de espuma híbrida pueden tener un índice de isocianato desde un límite inferior de 100, 103, 105 o 110 hasta un límite superior de 150, 140, 130 o 125.
Una o más realizaciones de la presente descripción disponen que la composición reactiva con isocianato y/o las formulaciones de espuma híbrida descritas en la presente descripción pueden incluir uno o más componentes adicionales, p. ej., componentes adicionales conocidos en la técnica. Los ejemplos de componentes adicionales incluyen agentes compatibilizantes celulares, reticulantes adicionales, agentes de endurecimiento, modificadores de flujo, modificadores de la viscosidad, modificadores de reactividad, disolventes, portadores, promotores de adhesión, diluyentes, estabilizantes, plastificantes, desactivadores de catalizadores, retardantes de llama, cargas inorgánicas, agentes de supresión de humo, agentes de nucleación líquidos, agentes de nucleación sólidos, aditivos de retardo de maduración de Ostwald, pigmentos, colorantes, extensores de cadena, antioxidantes, agentes biocidas, y combinaciones de los mismos, entre otros conocidos en la técnica. Se pueden utilizar diferentes componentes adicionales y/o diferentes cantidades de los componentes adicionales para diversas aplicaciones.
Las formulaciones de espuma híbrida descritas en la presente descripción pueden curarse para formar un producto de espuma, p. ej., una espuma híbrida. Una o más realizaciones de la presente descripción se dirigen a un método para formar un producto de espuma. Las formulaciones de espuma híbrida y/o los productos de espuma pueden prepararse usando métodos, equipos, y condiciones conocidos, que pueden variar para diferentes aplicaciones.
Formar los productos de espuma puede incluir mezclar varios de los componentes descritos en la presente descripción. Por ejemplo, un “ lado A” , que puede incluir el isocianato y varios de los componentes descritos en la presente descripción, puede mezclarse con un “ lado B” , que puede incluir la composición de poliol y un número de componentes descritos en la presente descripción. Las realizaciones de la presente descripción disponen que los componentes, p. ej., el reticulante de alta funcionalidad, el iniciador de radicales de tipo azo, el agente de soplado, y el catalizador, entre otros, pueden añadirse respectivamente e independientemente al lado A, el lado B, o una combinación de los mismos.
Como un ejemplo, para formar un producto de espuma, p. ej., una espuma de poliuretano rígida, el lado A puede mezclarse con el lado B, a temperatura ambiente y a una relación de peso deseada, para formar una mezcla reactiva. La relación en peso puede ser desde 0,25: 1 hasta 4:1 por ciento en peso de un lado A a un lado B; una o más realizaciones disponen que la relación en peso puede ser desde 0,5:1 hasta 2:1 por ciento en peso del lado A al lado B. La mezcla reactiva puede someterse a condiciones suficientes para permitir que se produzca la reacción de formación de espuma y curar la mezcla reactiva para formar el producto de espuma. Por ejemplo, la mezcla reactiva puede calentarse a una temperatura desde 25 °C hasta 80 °C para el curado. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 25 °C hasta 80 °C; por ejemplo, la mezcla reactiva puede calentarse a una temperatura desde un límite inferior de 25, 35, o 45 °C hasta un límite superior a 80, 75 o 70 °C.
Como se mencionó anteriormente, las formulaciones de espuma híbrida pueden prepararse usando métodos, equipos, y condiciones conocidas. El iniciador de radicales de tipo azo puede incorporarse en las formulaciones de espuma híbrida mediante uno o más procesos diversos. Por ejemplo, el iniciador de radicales de tipo azo puede disolverse previamente en un componente de isocianato, p. ej., para formar una solución. Después la solución que contiene un iniciador de radicales azo previamente disuelto puede mezclarse con la composición reactiva con isocianato. También puede utilizarse un medio líquido distinto de un isocianato para disolver previamente, lo que puede denominarse predispersión, el iniciador de radicales de tipo azo. El iniciador de radicales de tipo azo puede añadirse al isocianato y/o a la composición reactiva con isocianato en línea y/o antes de que el isocianato y la composición reactiva con isocianato se mezclen para formar un producto de espuma.
Como se mencionó, los productos de espuma descritos en la presente descripción pueden tener una combinación de propiedades que son deseables para varias de las aplicaciones. Por ejemplo, los productos de espuma descritos en la presente descripción pueden proporcionar de forma ventajosa densidades de espuma moldeadas deseables, proporcionando al mismo tiempo una estabilidad dimensional deseable.
Los productos de espuma descritos en la presente descripción pueden tener una densidad de espuma moldeada desde 27,0 hasta 31,0 kilogramos por metro cúbico (kg/m3). Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 27,0 hasta 31,0 kg/m3; por ejemplo, el producto de espuma puede tener una densidad de espuma moldeada desde un límite inferior de 27,0, 27,2, 27,5, 28,0, 28,5, o 29,0 kg/m3 hasta un límite superior de 31,0, 30,8, 30,4 o 30,0 kg/m3. Los productos de espuma que tienen tales densidades de espuma moldeadas son muy deseables para un número de aplicaciones, p. ej., la fabricación de aparatos tales como refrigerador, congelador, enfriador portátil, etc.
Los productos de espuma descritos en la presente descripción pueden tener una densidad de aumento libre desde 15 hasta 50 kg/m3. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde 15 hasta 50 kg/m3; por ejemplo, el producto de espuma puede tener una densidad de aumento libre desde un límite inferior de 15, 18, 20, 22, o 25 kg/m3 hasta un límite superior de 50, 45, o 40 kg/m3.
De forma adicional, mientras que se proporcionan densidades de espuma moldeadas deseables, los productos de espuma descritos en la presente descripción pueden proporcionar de forma ventajosa una estabilidad dimensional deseable. Puede utilizarse una prueba de fluencia de laboratorio para determinar la estabilidad dimensional. Por ejemplo, los productos de espuma moldeados pueden prepararse para tener un peso de aproximadamente 95 gramos y dimensiones de 30 cm x 20 cm x 5 cm. T res muestras, cada una con dimensiones de 5 cm x 5 cm x 2,5 cm, pueden cortarse respectivamente desde una sección central e interior del producto de espuma moldeado. El peso de cada muestra puede medirse primero, seguido de una determinación del volumen sumergiendo cada muestra en agua y midiendo el volumen de desplazamiento de agua. A continuación, cada muestra puede secarse en seco usando toallas de papel y después colocarse en un recipiente a presión a temperatura ambiente lleno de nitrógeno a una presión de 1 bar durante 10 minutos. Las muestras pueden sacarse después del recipiente a presión para determinar los volúmenes finales respectivos mediante inmersión/desplazamiento en agua, como se ha descrito anteriormente. Dependiendo de cada estabilidad dimensional del producto de espuma, las muestras pueden exhibir cantidades variables de cambio dimensional según el tamaño y la forma después de esta prueba de recipiente a presión. El porcentaje de fluencia puede definirse como: [(V<0>-V-i)/V<0>] x 100 %, donde V<0>es el volumen original de la espuma que se está probando y V<1>es el volumen de la espuma que se somete a prueba después de su exposición a una presión de 1 bar durante 10 min en el recipiente a presión. Como se usa en la presente descripción, un producto de espuma es dimensionalmente estable si el producto de espuma proporciona un porcentaje de fluencia desde 0,0 % hasta 10,0 %. Se incluyen todos los valores y subintervalos individuales desde el 0,0 % hasta el 10,0 %; por ejemplo, el producto de espuma puede tener un % de fluencia desde un límite inferior de 0,0, 0,05, o 0,1 % hasta un límite superior de 10,0, 9,0, 8,0, 7,0, 6,0, 5,0, 4,0, o 3,0 %.
Ejemplos
En los ejemplos, se usan diversos términos y designaciones para materiales que incluyen, por ejemplo, los siguientes:
VORANOL™ RN 482 (poliol iniciado con sorbitol; funcionalidad promedio 6,0; peso molecular promedio en número 700 g/mol; peso equivalente 117 g/eq.; número de hidroxilo promedio 480 mg de KOH/g; obtenido en The Dow Chemical Company);
poliol iniciado con amina (poliol iniciado con toluenodiamina; funcionalidad promedio 4,0; peso molecular promedio en número 476 g/mol; peso equivalente 119 g/eq.; número de hidroxilo promedio 471 mg de KOH/g;). El poliol iniciado con amina se formó utilizando toluenodiamina, óxido de propileno, y óxido de etileno.
VORANOL™ 360 (poliéter poliol iniciado con sacarosa/glicerina; funcionalidad promedio 4,7; peso molecular promedio en número 733 g/mol; peso equivalente 156 g/eq.; número de hidroxilo promedio 360 mg de KOH/g; obtenido en The Dow Chemical Company);
VORANOL™ 2110TB (poliéter diol; funcionalidad promedio 2,0; peso molecular promedio en número 1020 g/mol; peso equivalente 510 g/eq.; número de hidroxilo promedio 110 mg de KOH/g; obtenido en The Dow Chemical Company);
STEPANPOL PS 2352 (poliéster poliol aromático; funcionalidad promedio 2,0; peso molecular promedio en número 468 g/mol; peso equivalente 234 g/eq.; número de hidroxilo promedio 240 mg de KOH/g; obtenido de Stepan Chemical);
DOW™ P-425 (glicol; funcionalidad promedio 2,0; peso molecular promedio en número 425 g/mol; peso equivalente 212,5 g/eq.; número de hidroxilo promedio 264 mg de KOH/g; obtenido en The Dow Chemical Company);
VORANOL™ 225 (poliéter poliol iniciado con glicerina; funcionalidad promedio 3,0; peso molecular promedio en número 225 g/mol; peso equivalente 85 g/eq.; número de hidroxilo promedio 660 mg de KOH/g; obtenido en The Dow Chemical Company);
reticulante de alta funcionalidad (penta-/hexaacrilato de dipentaeritritol /(DPPA); obtenido de Sigma-Aldrich/MilliporeSigma);
POLYCAT 5 (catalizador; PMDETA-N,N,N',N",N"-pentametNdietilenetriamina; obtenido de Evonik);
POLYCAT 41 (catalizador; N,N',N"-tris(3-dimetilaminopropil)hexahidro-S-triazina; obtenido de Evonik);
POLYCAT 8 (catalizador; N,N-dimetilciclo-hexilamina; obtenido de Evonik);
tensioactivo SPE EP-A-98 (tensioactivo; tensioactivo de poliéter de silicona; obtenido de Evonik);
agente de soplado de líquidos Solstice 1233zd (agente de soplado físico; trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno; obtenido en Honeywell);
iniciador de radicales libres LuperoxATC50 (50 % en peso de peróxido de benzoílo en fosfato de tricresilo; obtenido de Sigma-Aldrich/MilliporeSigma);
iniciador de radicales de tipo aro (2,2'azobis(isobutironitrilo, obtenido de Sigma-Aldrich/MÍNiporeSigma); e
isocianato (polifenilisocianato de polimetileno que contiene PAPI™ 27 que contiene MDI y tiene un contenido NCO de aproximadamente 31,4 % en peso y peso molecular equivalente de isocianato de 134; obtenido en The Dow Chemical Company).
Ejemplo 1, se preparó una composición reactiva con isocianato de la siguiente manera. Los polioles enumerados en la Tabla 1 se combinaron en un recipiente mezclando para formar una composición de poliol. Se añadieron tensioactivo, catalizador y agua al recipiente y el contenido se mezcló a 500 rpm usando un mezclador de cabeza a temperatura ambiente durante aproximadamente 2 minutos para proporcionar el Ejemplo 1. Los componentes y las cantidades respectivas que se utilizaron se indican en la Tabla 1.
Ejemplo 2, se preparó una formulación de espuma híbrida de la siguiente manera. Primero se preparó una solución madre de poliisocianato que contenía 2 por ciento en peso de AIBN añadiendo polvo AIBN sólido (50 gramos) en un recipiente con PAPI™ 27 (2450 gramos) a temperatura ambiente y se mezclaron completamente en una solución homogénea sin aglomerado visible de partículas sólidas AIBN. Después se añadió un total de 165,8 partes de la solución estándar a un recipiente con 100 partes de poliol y reticulante de alta funcionalidad, Agente de soplado de líquidos Solstice 1233zd, y componentes, como se informa en la Tabla 1. Los contenidos del recipiente se mezclaron inmediatamente mediante un mezclador de cabeza a 3000 rpm y a temperatura ambiente durante aproximadamente 3 segundos; el contenido pesó aproximadamente 145 gramos. Los contenidos mezclados (aproximadamente 95 gramos) se vertieron inmediatamente en un molde precalentado (60 °C) para formar el Ejemplo 3, un producto de espuma. El tamaño del molde fue de 5 cm x 20 cm x 30 cm. El molde se posicionó verticalmente a lo largo de la dirección de la longitud del molde para la espumación. El producto de espuma se retiró del molde después de 5 min y se colocó en una banca de laboratorio durante la noche antes de conducir la prueba de las propiedades físicas del producto en el producto de espuma resultante. Los componentes y las cantidades respectivas que se utilizaron se indican en la Tabla 1; El índice de isocianato para el Ejemplo 2 fue 120. Cada formulación de espuma híbrida ilustrativa y cada formulación de espuma comparativa de la sección de ejemplos tenían un índice de isocianato de 120, salvo que se indique lo contrario. Para cada formulación de espuma híbrida y cada formulación de espuma comparativa de la sección de ejemplos, se ajustaron las cantidades respectivas de agua y del agente de soplado de líquidos Solstice 1233zd para disponer que la cantidad gaseosa total de agente de soplado en los productos de espuma finales fuera aproximadamente 27,5 cm3 gas/gramo de espuma; y el % en moles de CO<2>fue aproximadamente 25,8 %, salvo que se indique lo contrario.
Los Ejemplos comparativos (EC) A-C se prepararon como Ejemplos 1-3, con los cambios de que se utilizaron respectivamente los componentes y/o cantidades como se indica en la Tabla 1.
Tabla 1
El Ejemplo 3 y el Ejemplo comparativo C se observaron visualmente para comparar las estructuras celulares de los respectivos productos de espuma. La observación visual determinó que el Ejemplo 3 tenía una estructura celular uniforme sin coalescencia celular observable y formación de células grandes. Por el contrario, el Ejemplo comparativo C mostró una estructura celular no uniforme y deformidades celulares observables que incluyen tamaños de células grandes indeseables que resultaron de la coalescencia celular cuando se utilizó peróxido de benzoílo. Las espumas con gran tamaño celular y/o estructura celular no uniforme pueden tener propiedades físicas indeseables, tales como un rendimiento de aislamiento térmico deficiente y una resistencia mecánica reducida.
Los Ejemplos 4-8, composiciones reactivas con isocianato y los Ejemplos comparativos D-H, S-Y, y NN-TT se prepararon como Ejemplo 1, con los cambios de que se utilizaron respectivamente los componentes y/o cantidades como se indica en las Tablas 2-5;
Los Ejemplos 9-13, las formulaciones de espuma híbrida, y los Ejemplos comparativos I-M, Z-FF, y UU-AAA se prepararon como Ejemplo 2 con los cambios de que los Ejemplos 4-8 y los Ejemplos comparativos D-H, S-Y, y NN-TT se utilizaron respectivamente en lugar del Ejemplo 1 y los componentes y/o cantidades como se indica en las Tablas 2-5 se utilizaron respectivamente.
Los Ejemplos 14-18, los productos de espuma, y los Ejemplos comparativos N-R, GG-MM, y BBB-HHH se formaron curando respectivamente los Ejemplos 9-13 y los Ejemplos comparativos I-M, Z-FF, y UU-AA<a>.
Las densidades de espuma moldeadas para los Ejemplos 14-18 y los Ejemplos comparativos N-R, GG-MM, y BBB-HHH se determinaron a partir de las mismas muestras usadas para la medición de fluencia. Se cortaron tres muestras de la sección interior central de las espumas moldeadas. Cada muestra fue de aproximadamente 2"x2"x1". El peso y el volumen de cada muestra se determinaron para el cálculo de la densidad antes de someter la muestra al tratamiento a presión de 1 bar. La densidad medida en tres muestras se promedió y se notificó como la densidad de espuma moldeada. Los porcentajes de fluencia para los Ejemplos 14-18 y los Ejemplos comparativos N-R, GG-MM, y BBB-HHH se determinaron mediante pruebas de fluencia según se describe anteriormente. Los resultados se indican en las Tablas 2-5.
Tabla 2
Los datos de la Tabla 2 ilustran que cada uno de los Ejemplos 14-18 tenía de forma ventajosa una densidad de espuma moldeada desde 27,0 hasta 31,0 kg/m3 y un porcentaje de fluencia desde 0,0 % hasta 10,0 %.
Tabla 3
Los datos de la Tabla 3 ilustran que cada uno de los Ejemplos comparativos N, O, P, Q, y R tenía una densidad de espuma moldeada desde 27,0 hasta 31,0 kg/m3. Sin embargo, a diferencia de los Ejemplos 14-18, los Ejemplos comparativos N, O, P, Q, y R tenían cada uno un porcentaje de fluencia superior al 10,0 %.
Tabla 4
Los datos de la Tabla 4 ilustran que cada uno de los Ejemplos comparativos GG-MM tenía una densidad de espuma moldeada desde 27,0 hasta 31,0 kg/m3. Sin embargo, en contraste con los Ejemplos 14-18, cada uno de los Ejemplos comparativos GG-MM tenía un porcentaje de fluencia superior al 10,0 %.
Tabla 5
Los datos de la Tabla 5 ilustran que cada uno de los Ejemplos comparativos BBB-HHH tenía una densidad de espuma moldeada desde 27,0 hasta 31,0 kg/m3. Sin embargo, en contraste con los Ejemplos 14-18, cada uno de los Ejemplos comparativos BBB-HHH tenía un porcentaje de fluencia superior al 10,0 %.
Los Ejemplos 19-21 (composiciones reactivas con isocianato), los Ejemplos 22-24 (formulaciones de espuma híbrida), los Ejemplos 25-27 (productos de espuma), y los Ejemplos comparativos III-KKK se prepararon respectivamente utilizando un proceso de espumación a alta presión con una máquina EcoRim de ingeniería de alta tecnología de la siguiente manera. El poliisocianato (PAPI 27 o PAPI 27 disuelto con 2 % en peso del iniciador de radicales AIBN), que se denomina “ un lado A” , se cargó en un tanque. Diversas cantidades de polioles, reticulante de alta funcionalidad, tensioactivos, catalizadores, y agua, y otros componentes, si se utilizan, se premezclaron para formar una mezcla homogénea, que se denominó “ lado B” que se cargó en un tanque separado. El agente de soplado de líquidos (LBA, por sus siglas en inglés) Solstice se cargó después directamente en el tanque del lado B y se mezcló durante aproximadamente 20 minutos con un agitador integrado dentro del tanque. Ambos tanques y las líneas se equilibraron térmicamente a una temperatura constante de 70 °F. Después, los contenidos del tanque del lado A y los contenidos del tanque del lado B se mezclaron entre sí mediante un mezclador de impacto de alta presión a una velocidad deseable. Se estableció la presión de las bombas para transferir ambos contenidos del lado A y del lado B al mezclador de impacto a 1500 psi. Basado en la densidad deseable de los productos de espuma, se mezclaron cantidades seleccionadas de los contenidos del lado A y del lado B y se inyectaron inmediatamente en una cavidad de molde, donde los componentes se dejaron reaccionar y se expandieron. Se utilizó un molde Brett (200 cm x 20 cm x 5 cm). El molde Brett se colocó en una posición vertical a lo largo de la dirección longitudinal y los componentes reactivos se inyectaron al molde en un punto de inyección ubicado cerca del extremo inferior del molde. El molde Brett se equilibró térmicamente a una temperatura de 135 °F y su superficie interior se recubrió con una capa delgada de agente de liberación. Los productos de espuma se retiraron del molde después de 5 min y después se acondicionaron en condiciones ambientales en un laboratorio durante aproximadamente 12 horas antes de ensayar las propiedades físicas. Se cortaron tres muestras (5 cm x 5 cm x 2,5 cm) de la espuma de molde Brett desde su sección interior central para mediciones de densidad y fluencia. De forma adicional, para cada uno de los Ejemplos de espuma 25-27 y el Ejemplo comparativo KKK, las mezclas de espuma respectivas (aproximadamente 700 gramos) se dispararon dentro de una bolsa de plástico de 15 galones para permitir la formación de espuma dentro de la bolsa de plástico en una condición sin restricciones. Las densidades núcleo de espuma para estas espumas de “ disparo en bolsa” se determinaron a partir de un espécimen cortado de la parte interior central (aproximadamente 4 pulgadas x 4 pulgadas x 4 pulgadas), y se informó como densidad de aumento libre. Los componentes y cantidades que se utilizaron, así como los porcentajes de fluencia, las densidades de espuma moldeadas y las densidades de aumento libre, se enumeran en la Tabla 6.
Tabla 6
Los datos de la Tabla 6 ilustran que cada uno de los Ejemplos 25-27 tuvo de forma ventajosa una densidad de espuma moldeada desde 27,0 hasta 31,0 kg/m3 y un porcentaje de fluencia desde 0,0 % hasta 10,0 %, así como una densidad de aumento libre desde 15 hasta 50 kg/m3. Los datos de la Tabla 6 ilustran además que cada uno del Ejemplo comparativo KKK tenía una densidad de espuma moldeada desde 27,0 hasta 31,0 kg/m3 y una densidad de aumento libre desde 15 hasta 50 kg/m3. Sin embargo, a diferencia de los Ejemplos 25-27, el Ejemplo comparativo KKK tenía un porcentaje de fluencia mayor que 10,0 %.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Una composición reactiva con isocianato que comprende:
    una composición de poliol que tiene una funcionalidad hidroxilo promedio de 3,7 a 5,7 basada en polioles totales de la composición de poliol, un número de hidroxilo promedio de 370 a 550 mg de KOH/g basado en polioles totales de la composición de poliol, y un peso molecular promedio en número de 400 a 750 g/mol basado en polioles totales de la composición de poliol; y un reticulante de alta funcionalidad que tiene una funcionalidad promedio de 3,0 o más, en donde los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad se seleccionan de grupos acrilato, grupos alilo, grupos OH, grupos NH<2>, grupos COOH, y combinaciones de los mismos, en donde del 10 al 99 por ciento de los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad son grupos acrilato, grupos alilo, o combinaciones de los mismos.
  2. 2. La composición reactiva con isocianato de la reivindicación 1, en donde el reticulante de alta funcionalidad es de 2 a 40 partes de la composición reactiva con isocianato basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
  3. 3. La composición reactiva con isocianato de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde el reticulante de alta funcionalidad tiene un peso molecular promedio en número de 100 a 1500 g/mol;
  4. 4. La composición reactiva con isocianato de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el reticulante de alta funcionalidad se selecciona entre pentaacrilato de dipentaeritritol, penta-/hexaacrilato de dipentaeritritol, triacrilato de pentaeritritol, y combinaciones de los mismos.
  5. 5. Una formulación de espuma híbrida que comprende:
    la composición reactiva con isocianato de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4;
    un iniciador de radicales de tipo azo; y
    un isocianato,
  6. 6. La formulación de espuma híbrida de la reivindicación 5, en donde el iniciador de radicales de tipo azo es de 0,01 a 5,0 partes de la formulación de espuma híbrida basada en 100 partes de una combinación de polioles totales de la composición de poliol y el reticulante de alta funcionalidad.
  7. 7. La formulación de espuma de una cualquiera de las reivindicaciones 5-6, en donde el iniciador de radicales de tipo azo tiene una temperatura de semivida durante 0,10 horas de 0 °C a 135 °C
    en donde la temperatura de semivida se determina a partir de la energía de activación de la disociación del iniciador de radicales de tipo azo usando el método descrito en la descripción.
  8. 8. La formulación de espuma de una cualquiera de las reivindicaciones 5-7, en donde el iniciador de radicales de tipo azo es 2,2'-azobis(isobutironitrilo).
  9. 9. Un producto de espuma formado mediante el curado de la formulación de espuma híbrida de una cualquiera de las reivindicaciones 5-8.
  10. 10. Un método para formar un producto de espuma, comprendiendo el método: combinar:
    una composición de poliol que tiene una funcionalidad hidroxilo promedio de 3,7 a 5,7 basada en polioles totales de la composición de poliol, un número de hidroxilo promedio de 370 a 550 mg de KOH/g basado en polioles totales de la composición de poliol, y un peso molecular promedio en número de 400 a 750 g/mol basado en polioles totales de la composición de poliol; un reticulante de alta funcionalidad que tiene una funcionalidad promedio de 3,0 o más, en donde los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad se seleccionan de grupos acrilato, grupos alilo, grupos OH, grupos NH<2>, grupos COOH, y combinaciones de los mismos, en donde del 10 al 99 por ciento de los grupos funcionales del reticulante de alta funcionalidad son grupos acrilato, grupos alilo, o combinaciones de los mismos;
    un iniciador de radicales de tipo azo; y
    un isocianato para formar una formulación de espuma híbrida; y
    curar la formulación de espuma híbrida para formar el producto de espuma.
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