MX2008012349A - Composicion de agente de soplado. - Google Patents

Abstract

La materia objeto de la presente invención es una composición de agente de soplado que comprende un solvente orgánico con un punto de ebullición, a presión atmosférica, mayor de 0°C y que tiene un GWP bajo y al menos un compuesto (C) elegido de halocetonas, fluoroácidos, fluoroésteres, fluoroaminas, (hidro) fluoroéteres, (hidro) fluorotioéteres, (hidro) fluoroolefinas, (hidro) fluorocarbonos cíclicos y yodofluoro (hidro) carbonos.

Description

COMPOSICION DE AGENTE DE SOPLADO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a una composición de agente de soplado capaz de usarse en la manufactura de las espumas t ermoplásticas y termoestables.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION En el campo de las espumas termoplásticas y termoestaoles como en otras aplicaciones, el protocolo de Montreal, que se dirige a limitar el daño a la capa de ozono, tiene reglas estrictas impuestas con respecto al uso de productos fluorados. Las últimas se caracterizan por su ODP (siglas en inglés de potencial de eliminación de ozono) . Los CFC (clorofluorocarbonos ) fueron la primera generación de productos, los HCFC (hidro-clorofluorocarbonos) la segunda, ninguno tiene un ODP de cero o insignificante. Este es el caso con la tercera generación de productos, especialmente los HFC (hidrofluDrocarbonos) . Sin embargo, estos productos se usan ampliamente hasta la fecha en el campo de espumas. La ratificación del protocolo de Kyoto sobre el control de emisiones de gases con un efecto invernadero produce una limitación adicional en estos productos fluorados, principal Tiente una reducción en su GWP (siglas en inglés de potencial1 de calentamiento global) . De esta manera, el uso de al menos un HFC como agente de soplado en la manufactura de espumas basadas en isocianato se describe en la Patente EP 381 986. De cara a las restricciones ambientales crecientemente estrictas, se ha sugerido el reemplazo parcial de los HFC en la composición del agente de soplado. El documento de la WO 02/099006 describe una composición azeotrópica de HFC y de trans- 1 , 2 -dicloroetileno como agente de soplado en la manufactura de las espumas.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La materia objeto de la presente invención es la disposición de una composición del agente de soplado que satisface simultáneamente los criterios del ODP insignifi ante y de GWP bajo. Una primera materia objeto de la presente invención es una composición de agente de soplado que comprende un solvente orgánico con un punto de ebullición, a presión atmosférica, de más de 0°C y que tiene un GWP bajo, preferiblemente de menos de 100 o mejor todavía de menos de 20, y al menos un compuesto (C) elegido de halocetonas, fluoroácidos , fluoroésteres , fluoroaminas , (hidro) fluoroéteres , (hidro) fluorotioéteres , (hidro) f1 uoroolefinas , (hidro) fluorocarbonos cíclicos y yodofluoro (hidro) carbonos . Ventajosamente, la composición del agente de soplado comprende esencialmente un solvente orgánico con un punto de ebullición, a presión atmosférica, de más de 0°C y tiene un GWP bajo, preferiblemente de menos de 100 o mejor todavía de menos de 20, y al menos un compuesto (C) elegido de halocetonas , fluoroácidos , fluoroésteres , fluoroaminas , (hidro) fluoroéteres , (hidro) fluorotioéteres , (hidro) fluoroolefinas, (hidro) fluorocarbonos cíclicos y yodofluoro (hidro) carbonos . La composición del agente de soplado de conformidad con la presente invención no tiene solamente un ODP insignificante sino también tiene un GWP bajo, preferiblemente de menos de 150. Esta composición del agente de soplado comprende preferiblemente desde 1 hasta 99% en peso del solvente y desde 99 hasta 1% en peso del o los compuestos C. Ventajosamente, comprende desde 50 hasta 99% en peso del solvente y desde 1 hasta 50% en peso del o los compuestos C. La composición ventajosamente preferida comprende desde 70 hasta 99% en peso del solvente y desde 1 hasta 30% en peso del o los compuestos C. Los (hidro) fluoroéteres se eligen preferiblemente como el compuesto C.

Los (hidro) fluoroéteres significan compuestos que comprenden carbono, flúor, al menos un grupo funcional éter y opcionalmente hidrógeno. Puede hacerse mención en particular, como (hidro) fluoroéteres , de aquellos de la fórmula general (Rh-0)x-Rf en la cual x es igual a 1 ó 2, Rh representa un grupo alquilo opcionalmente fluorado que tiene 1 hasta 4 átomos de carbono y Rf representa un grupo alifático (per) fluorado que tiene; al menos 2 átomos de carbono, preferiblemente entre 2 y 9 átomos de carbono. Rf puede también comprender heteroátomos , tales como oxígeno, nitrógeno y azufre. Los hidrofluoroéteres preferidos son aquellos para los cuales el valor de x es igual a 1. Puede hacerse mención en particular de 1 -metoxinonafluorobutano , n-C4F9OCH3, CF3CF (CF3) CF2OCH3 y (CF3)3COCH3 y 1 -etoxinona- fluorobutano , n-C4F9OC2H5, CF3CF (CF3) CF2OC2H5 y (CF3) 3COC2H5. Los compuestos con las siguientes fórmulas pueden también ser adecuados como hidrofluoroéteres : C8Fi7OCH3, C5F11OC2H5, C3F7OCH3 o 1 , 1 -dimetoxiperfluorociclohexano . El 1 -metoxinonafluorobutano , n-C4F9OCH3, CF3CF (CF3) CF2OCH3 y (CF3)3COCH3, y 1 -etoxinonafluorobutano , n-C4F9OC2H5, CF3CF (CF3) CF2OC2H5 y (CF3)3COC2H5 se eligen ventajosamente como hidrofluoroéteres . Puede hacerse mención en particular, como solvente orgánico, de 1 , 1 -dicloroetano , dioxolano, carbonato de dimetilo, carbonato de propileno, nonafluoro-tert-butanol , acetona, tert-butil metil éter, diisopropil éter, dietil éter, dipropil éter, tert-butil etil éter, 1,2-dimetoxietano, dimetoximetano , 1 , 1 -dimetoxietano , metanol, etanol , n-propanol, isopropanol, n-butanol, s-butanol, t-butanol, propionato de etilo, acetato de etilo, formiato de etilo, acetato de metilo, formiato de metilo, acetato de propilo, acetato de isopropilo, isopentano, 2,2-dimetil-butano, 2 , 3 -dimetilbutano , 2 , 3 -dimetilpentano , 2-metilhexano, 3 -metilhexano , 2 -metilpentano , 3-etilpentano, 3 -metilpentano , ciclohexano, ciclopentano , n-heptano, metilciclopentano , n-pentano, n-hexano, metililo, 2-cloropropano, cloruro de metileno, cloruro de etileno, tricloroetano , (metil ) tetrahidrofurano y dimetil acetil formaldehído . El dioxolano y carbonato de dimetilo se eligen ventajosamente como el solvente orgánico. Las fluoroaminas significan compuestos que comprenden carbono, flúor, al menos un grupo funcional amina y opcionalmente hidrógeno y cloro. Puede hacerse mención en particular de N- (difluorometil ) -N, N-dimetil -amina . (Hidro) fluorotioéteres significa los compuestos que comprenden carbono, flúor, al menos un grupo funcional tioéter y opcionalmente hidrógeno y cloro. Puede hacerse mención en particular de 1 , 1 , 1 , 2 , 2 -pentafluoro-2 -[ (pentafluoroetil ) tio] etano. Un ejemplo de (hidro) fluorocarbonos cíclicos es hepta-fluorociclopentano . Fluoroácidos significa compuestos que comprenden carbono, flúor, al menos un grupo funcional ácido y opcionalmente hidrógeno y cloro. Fluoroésteres significa compuestos que comprenden carbono, flúor, al menos un grupo funcional éster y opcionalmente hidrógeno y cloro. Puede hacerse mención en particular, como yodo-fluoro (hidro) carbonos , de yodotrifluorometano (CF3I), yodopentafluoroetano (C2F5I), 1 -yodoheptafluoropropano (CF3CF2CF2I) , 2 -yodoheptafluoropropano (CF3CFICF3) , yodo-1 , 1 , 2 , 2 -tetrafluoroetano (CHF2CF2I), 2 -yodo- 1 , 1 , 1 -trifluoroetano (CF3CH2I), yodotrifluoroetileno (C2F3I), 1-yodo-1, 1, 2, 3, 3, 3 -hexafluoropropano (CF3CHFCF2I ) ) o 2-yodononaf luoro- tert -butano ((CF3)3CI) . El yodotrifluorometano y yodopentafluoroetano se prefieren. Halocetonas significa compuestos que comprenden carbono, flúor, al menos un grupo funcional de cetona y opcionalmente hidrógeno, cloro y bromo. Las halocetonas pueden representarse por la fórmula general RiCOR2 en la cual Ri y R2, que son idénticos o diferentes, se seleccionan independientemente del grupo que consiste de radicales de fluorocarbono alifáticos o alicíclicos que opcionalmente comprenden hidrógeno, bromo o cloro, es posible que la cadena de átomos de carbono de los radicales sea lineal o ramificada y saturada o no saturada. Ri y R2 pueden opcionalmente formar un anillo. Las halocetonas pueden comprender desde 3 hasta 10 átomos de carbono, preferiblemente desde 4 hasta 8 átomos de carbono. Las halocetonas pueden adicionalmente comprender otros heteroátomos , tales como oxígeno, con objeto de formar un grupo funcional de cetona adicional o un grupo éter, aldehido o éster. Puede hacerse mención en particular, como halocetonas, de 1 , 1 , 1 , 2 , 2 , 4 , 5 , 5 , 5-nonaf luoro-4- (trif luorometil ) -3-pentanona, 1,1,1,2,4,5,5, 5-octaf luoro -2 , 4 -bis (tri-fluorometil) -3 -pentanona, 1,1,1,2,4,4,5,5-octafluoro-2 - (trifluorometil) -3-pentanona, 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6, 6 -undecaf luoro-2 - (trifluorometil ) -3 -hexanona , 1,1,2,2,4,5,5, 5 -octafluoro- 1 - ( trifluorometoxi -4 - (tri-fluorometil) -3-pentanona, 1,1,1,3,4,4,4 -heptaf luoro- 3 - (trifluorometil ) -2 -butanona , 1,1,1,2,2,5,5, 5 -octa- fluoro -4 - (trifluorometil) -3-pentanona o 2 -cloro- 1 , 1 , 1 , 4 , 4 , 5 , 5 , 5 -octafluoro-2 - (trifluorometil ) -3-pentanona. La 1,1,1,2,2,4,5,5, 5-nonafluoro- 4 - (trifluoro-metil ) -3 -pentanona se prefiere. También puede hacerse mención, como halocetonas, de bromo- fluorocetonas , por ejemplo monobromoperfluorocetonas , monohidromonobromoperfluorocetonas , (perf luoro-alcoxi ) monobromoperfluorocetonas , ( fluoroalcoxi ) monobromoperfluorocetonas y monocloromonobromoperfluoro-cetonas . Las (hidro) fluoroolefinas adecuadas son posiblemente 3 , 3 , 4 , 4 , 5 , 5 , 6 , 6 , 6 -nonoafluoro- 1 -hexano o fluoro-propenos de la fórmula general CF3CY=CXnHp en la cual X e Y representan independientemente un átomo de hidrógeno o un átomo de halógeno elegidos de flúor, cloro, bromo y yodo y n y p son enteros que tienen el valor 0, 1 ó 2 y tal que (n+p) es igual a 2. Puede hacerse mención, por ejemplo, de CF3CH=CF2, CF3CH=CFH, CF3CBr=CF2, CF3CH=CH2, CF3CF=CF2, CF3CCI=CF2, CF3CH=CHCI, CF3CCI=CHF, CF3CH=CCI2 y CF3CF=CCI2. El 1, 1, 1, 3 , 3-pentafluoropropano (HFO- 1225zc) , el isómeros cis y trans de 1 , 1 , 1 , 3 -tetrafluoropropano (HFO-1234ze) y 1 , 1 , 1 , 2 -tetrafluoropropano (HFO-1234yf) son particularmente preferidos. La composición del agente de soplado que es particularmente preferida comprende 1 , 3 -dioxolano y al menos un hidrofluoroéter . Una composición del agente de soplado que comprende 1 , 3 -dioxolano y 1-metoxinonafluorobutano que da resultados muy ventajosos. Lo mismo aplica para una composición que comprende 1,3-dioxolano y 1 -etoxinonafluorobutano .

Puede hacerse mención en particular, como otra composición del agente de soplado que es particularmente preferida, de aquella que comprende carbonato de dimetilo y al menos un hidrofluoroéter, tal como 1-metoxinonafluorobutano y 1-etoxinonafluorobutano . La composición del agente de soplado de conformidad con la presente invención resulta ventajosamente en las espumas termoplásticas y termoestables que tienen buena estabilidad dimensional. Esto es muy particularmente adecuado para la manufactura de espumas de poliuretano y ventajosamente para la manufactura de espumas de poliuretano rígidas. En muchas aplicaciones, los componentes de las espumas de poliuretano son premezclados . Más generalmente, la formulación de las espumas se pre-mezcla como dos componentes. El primer componente, mejor conocido bajo el nombre de "componente A" , comprende la composición de isocianato o poliisocianato . El segundo componente, mejor conocido bajo el nombre de "componente B" , comprende el poliol o mezcla de polioles, el agente tensoactivo, el catalizador o catalizadores y el agente o agentes de soplado . Una segunda materia objeto de la presente invención es de esta manera una composición que comprende un poliol o mezcla de polioles y el agente de soplado de la primera materia objeto. La composición de acuerdo con la segunda materia objeto está preferiblemente en la forma de una emulsión . El agente de soplado preferiblemente representa entre 1 y 60 partes en peso por 100 partes en peso de poliol o mezcla de polioles en la composición de la segunda materia objeto. Ventajosamente, representa entre 5 y 35 partes en peso por 100 partes en peso de poliol o mezcla de polioles. Se puede hacer mención en particular, como polioles, de glicerol, etilenglicol , trimetilolpropano , pentaeritritol , polioles de poliéter, por ejemplo aquellos obtenidos al condensar un óxido de alquileno o mezcla de óxidos de alquileno con glicerol, etilenglicol, trimetilolpropano o pentaeritritol , o polioles de poliéster, por ejemplo aquellos obtenidos de ácidos policarboxílieos , en particular ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido adípico, ácido maléico, ácido fumárico, ácido isoftálico o ácido tereftálico, con glicerol, etilenglicol, trimetilolpropano o pentaeritritol. Los polioles de poliéter obtenidos por adición de óxidos de alquileno, en particular óxido de etileno y/u óxido de propileno, a aminas aromáticas, en particular la mezcla 2,4- y 2 , 6-toluendiamina, son también adecuados. Se puede hacer mención en particular, como otros tipos de polioles, de politioéteres que comprenden una terminación hidroxilo, poliamidas, poliésteramidas , policarbonatos , poliacetales , poliolefinas y pol isiloxanos .

Otra materia objeto de la presente invención es un proceso para la fabricación de espumas de poliuretano. Este proceso consiste en hacer reaccionar un poliisocianato orgánico (incluyendo diisocianato) con la composición de acuerdo a la segunda materia objeto. Esta reacción se puede activar usando una amina y/u otros catalizadores y agentes tensoactivo . Además del agente de soplado de acuerdo a la presente invención, el proceso para la fabricación de espumas de poliuretano se puede llevar a cabo en la presencia de un agente de soplado químico, tal como agua. Se puede hacer mención en particular, como poliisocianato, de poliisocianatos alifáticos con un grupo hidrocarburo que puede estar en el rango de hasta 18 átomos de carbono, poliisocianatos cicloalifáticos con un grupo hidrocarburo que puede estar en el rango de hasta 15 átomos de carbono, poliisocianatos aromáticos con un grupo hidrocarburo aromático que tiene desde 6 hasta 15 átomos de carbono y poliisocianatos arilalifáticos con un grupo hidrocarburo arilalifático que tiene desde 8 hasta 15 átomos de carbono. Los poliisocianatos preferidos son 2,4- y 2,6-diiso-cianatotolueno , diisocianato de difenilmetano , isocianato de poli-metilen polifenilo y sus mezclas. Los poliisocianatos modificados, tales como aquellos que comprenden grupos carbodiimida , grupos uretano, grupos isocianurato , grupos urea o grupos diurea, pueden también ser adecuados .

PARTE EXPERIMENTAL Procedimiento para la preparación de una espuma de poliuretano rígido. 100 Partes en peso de poliol Stepanpol PS2412 (tipo poliéster) , 1.5 partes en peso de agente tensoactivo Tegostab B8465, 3 partes en peso de agua y 10 partes en peso de la composición de agente de soplado de acuerdo con la invención se introducen en un vaso de precipitados. La mezcla resultante se agita luego durante un minuto usando un agitador mecánico vertical en una velocidad media de 2000 rev/min. 110 partes en peso de Desmodur 44V70L (isocianato) se introducen posteriormente en el vaso de precipitados y la agitación se lleva a cabo durante 15 segundos con una velocidad media de 3500 rev/min. Mientras se agita la mezcla, el catalizador, compuesto de 2.82 partes en peso de Dabco K15 (mezcla de sal de potasio de ácido 2 -etilhexanoico y de dietilenglicol) y 0.18 parte en peso de Policat 5 (pentametil- dietilentriamina) , se inyecta usando una jeringa de plástico. Después de agitar durante 25 segundos (total), la mezcla se vacía en un molde rectangular cubierto con papel . Hay entonces una espera de 5 minutos antes de remover la espuma del molde y, después de 24 h, la espuma se corta usando una sierra de cinta. El volumen de la espuma cortada se mide antes de pasar en el horno y después de 72 hrs a 70°C en el horno. La diferencia entre el volumen de la espuma después y antes de pasar en el horno da una indicación de la estabilidad dimensional y los datos se dan en la tabla abajo . La diferencia en volumen, expresada como porcentaje, se calcula de la siguiente manera: diferencia en volumen (%) = (volumen final - volumen de partida) /volumen de partida. Los agentes de soplado usados para los ejemplos son como sigue: ejemplo 1 (de acuerdo con la invención) : 75% en peso de carbonato de dimetilo (DMC) y 25% en peso de 1- metoxinonafluorobutano ejemplo 2 (de acuerdo con la invención) : 75% en peso de 1 , 3 -dioxolano y 25% en peso de 1- metoxinonafluorobutano .

Dimensión Espesor Volumen Volumen Diferen antes de antes de antes de de cia en secado al secado secado espuma volumen horno (cm) al horno al horno después (%) (cm) (cm3) de secado al horno (cm3) Ejemplo 1 10.10 10.10 3.00 306.03 391.00 27.77 Ejemplo 2 9.90 9.90 3.00 294.03 365.00 24.14 1,3- 9.90 9.90 3.00 29 .03 76.00 -74.15 Dioxolano DMC 10.10 10.10 2.95 300.93 68.00 -77.40

Claims (8)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes : REIVINDICACIONES

1. Una composición de agente de soplado caracterizada porque comprende un solvente orgánico con un punto de ebullición, a presión atmosférica, mayor de 0°C y que tiene un GWP bajo, preferiblemente de menos de 100 o mejor aún de menos de 20, y al menos un compuesto (C) elegido de halocetonas, fluoroácidos , fluoroésteres , fluoroaminas , (hidro) fluoroéteres , (hidro) fluorotioéteres , (hidro) fluoroolefinas , (hidro) fluorocarbonos cíclicos y yodofluoro (hidro) carbonos .

2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende desde 1 hasta 99% en peso de solvente orgánico y desde 99 hasta 1% en peso de compuesto (s) C, preferiblemente desde 50 hasta 99 partes en peso de solvente orgánico y desde 1 hasta 50% en peso de compuesto (s) C y ventajosamente desde 70 hasta 99% en peso de solvente por 1 hasta 30% en peso de compuesto (s) C.

3. La composición de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque adicionalmente comprende un poliol o una mezcla de polioles.

4. La composición de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el solvente orgánico se elige de dioxolano y carbonato de dimetilo .

5. La composición de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el compuesto C es 1 -metoxinonafluorobutano y/o 1-etoxinonafluorobutano .

6. La composición de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el agente de soplado está presente en una proporción de 1 hasta 60 partes en peso, preferiblemente en una proporción de 5 hasta 35 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol .

7. Un proceso para la fabricación de espumas, caracterizado porque se hace uso del agente de soplado de conformidad con la reivindicación 1, 2, 4 ó 5.

8. Un proceso para la fabricación de las espumas de poliuretano, caracterizado porque se hace uso de una composición de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 hasta 6.