MX2013010461A

MX2013010461A - Espuma de pu rigida con baja conductividad termica y buena estabilidad termica.

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Publication number: MX2013010461A
Application number: MX2013010461A
Authority: MX
Inventors: Gianpaolo Tomasi; Christof Grieser-Schmitz; Ludwig Windeler; Carsten Ellersiek; Gunnar Kampf
Original assignee: Basf Se
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-10-28
Also published as: PL2688933T3; KR20140018936A; RU2013146808A; EP2688933A2; KR101903816B1; DK2688933T3; AU2012230372A1; AU2012230372B2; EP2688933B1; WO2012126916A2; CN103459450A; HUE025196T2; ES2543311T3; BR112013022558A2; WO2012126916A3; CN103459450B

Abstract

La invención se refiere a una espuma de poliuretano que puede obtenerse al hacer reaccionar por lo menos un poliéter poliol como el componente (A), por lo menos un poliéter poliol basado en por lo menos una amina como el componente (B), por lo menos un poliéster poliol como el componente (C), y por lo menos un poliisocianato como el componente (D), en la presencia de por lo menos una catalizador seleccionado del grupo que consiste de sales de ácidos carboxílicos con 1 a 20 átomos de carbono, los compuestos que contienen aminas y las mezclas de los mismos, como el componente (E), y por lo menos un agente de soplado como el componente (F), con la proporción de los grupos OCN a los grupos OH (índice ISO) siendo entre 140 y 180. Además, la presente invención se refiere a un método para producir esta espuma de poliuretano, para el uso del mismo para aislamiento, particularmente para aislamiento de tubería y/o un aislador de tubería que contiene una espuma de poliuretano de acuerdo con la invención.

Description

ESPUMA DE PU RÍGIDA CON BAJA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Y BUENA ESTABILIDAD TÉRMICA La presente invención se refiere a una espuma de poliuretano que puede obtenerse al hacer reaccionar por lo menos un poliéter poliol como el componente (A) , por lo menos un poliéter poliol basado en por menos una amina como el componente (B) , por lo menos un poliéster poliol como el componente (C) y por lo menos un poliisocianato como el componente (D) , en la presencia de por lo menos un catalizador seleccionado del grupo que consiste de sales de ácidos carboxílieos que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, compuestos que comprenden amina y mezclas de los mismos como el componente (E) y por lo menos un agente de soplado como el componente (F) , en donde la proporción de grupos OCN a grupos OH (índice de ISO) es de 140 a 180. La presente invención además se refiere a un proceso para producir la espuma de poliuretano, su uso para aislamiento, en particular para el aislamiento de tuberías, y también el aislamiento de tubería que comprende una espuma de poliuretano de acuerdo con la invención.

Las espumas de poliuretano que pueden utilizarse para el aislamiento de tuberías ya se conocen a partir de la técnica anterior.

La US 2006/0052467 describe una composición de poliol la cual es adecuada para el procesamiento con poliisocianatos apropiados para dar espumas.

La DE 10 2004 001 317 Al describe espumas de poliuretano para aislamiento de tuberías. Estas espumas de poliuretano pueden obtenerse al hacer reaccionar un componente de isocianato (a) con una mezcla de poliol (b) , en donde la mezcla de poliol comprende polioles que tienen un número hidroxilo de más de 70 mg KOH/g y tiene una viscosidad de menos de 3000 mPa-s, medida de acuerdo con DIN 53019 a 20°C. Este documento generalmente describe que los compuestos que tienen por lo menos dos grupos los cuales son reactivos hacia isocianato son posibles como polioles. Los ejemplos son compuestos que tienen grupos OH, grupos SH y/o grupos NH2.

La EP 1 288 239 Al describe un proceso para producir espumas de poliuretano-poliisocianurato sólidas. Éstas comprenden diversos poliol poliéteres.

La WO 98/37116 describe igualmente un proceso para producir espumas de poliuretano sólido al hacer reaccionar un componente de poliisocianato con una mezcla de componentes de poliol. De acuerdo con este documento, el componente de poliisocianato es un compuesto de poliisocianato de polimetilenpolifenilo o un derivado del mismo. La mezcla de componentes poliol comprende un poliol el cual se obtienen al enlazar un óxido de alquileno a una amina alifática y un poliéter poliol aromático el cual se obtiene al enlazar un óxido de alquileno a una amina aromática .

La US 2003/0134923 Al igualmente describe espumas de poliuretano que comprenden el producto de reacción de un poliisocianato orgánico y un poliéster poliol.

La WO 2005/090432 Al describe un proceso para producir espumas de poliuretano sólidas que tienen un índice de isocianato desde 110 a 120 al hacer reaccionar una composición de poliisocianato orgánico con una mezcla la cual es reactiva hacia grupos isocianato. Separados de los poliéster polioles, los polieteroles basados en aminas aromáticas también se encuentran presentes en la mezcla de reacción descrita.

La EP 1 735 365 Bl describe poliuretanos y un proceso para producirlos. Para este propósito, una composición de poliisocianato orgánico se hace reaccionar con una composición que es reactiva hacia los grupos isocianato y comprende, por ejemplo, poliéter polioles o poliéster poliol polioles.

La WO 00/63276 Al describe una mezcla de poliol para producir las espumas de poliuretano rígidas. Esta mezcla comprende productos de adición de óxidos de alquileno en diaminas aromáticas o poliaminas. Un poliéster poliol poliol también puede estar presente como los compuestos los cuales reaccionan hacia grupos isocianato.

Las espumas de poliuretano conocidas a partir de la técnica anterior aún se encuentran en la necesidad de mejoramiento con respecto a la conductividad térmica y su comportamiento térmico. En particular, la conductividad térmica de las espumas de poliuretano de acuerdo con la técnica anterior puede reducirse sin que la estabilidad térmica se deteriore.

A la luz de la técnica anterior, por lo tanto es un objeto de la presente invención proporcionar una espuma de poliuretano que tenga un perfil particularmente equilibrado y por lo tanto apropiadamente ventajoso con respecto de la conductividad térmica y la estabilidad térmica. Una espuma de poliuretano que tiene una conductividad térmica particularmente baja debe proporcionarse puesto que la espuma de poliuretano de acuerdo con la invención se utilizará, por ejemplo, como aislamiento, en particular como aislamiento de tubería. Aparte de una baja conductividad térmica, la espuma de poliuretano de la invención debe tener una buena estabilidad térmica.

Estos objetos se logran de acuerdo con la invención por una espuma de poliuretano que puede obtenerse al hacer reaccionar (A) por lo menos un poliéter poliol como el componente (A) , (B) por lo menos un poliéter poliol basado en por lo menos una amina como el componente (B) , (C) por lo menos un poliéster poliol como el componente (C) y (D) por lo menos un poliisocianato como el componente (D) en la presencia de por lo menos un catalizador seleccionado del grupo que consiste de sales de ácidos carboxílicos que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, compuestos que comprenden amina y mezclas de los mismos como el componente (E) y por lo menos un agente de soplado como el componente (F) , en donde la proporción de los grupos OCN a los grupos OH (índice de ISO) es de 140 a 180.

Además, los objetos se logran por un proceso para producir una espuma de poliuretano de acuerdo con la invención, que comprende por lo menos las siguientes etapas: (I) el contacto de los componentes (A) , (B) , (C) , (D) , (E) y (F) para dar un producto de reacción y (II) la espumación del producto de reacción obtenida en la etapa (I) .

Los objetos también se logran por el uso de la espuma de poliuretano de la invención para aislamiento, y por una tubería aislada que comprende una espuma de poliuretano de acuerdo con la invención.

Los componentes individuales de la espuma de poliuretano de la invención se describen en detalle en lo siguiente : Componente (A) : Por lo menos un poliéter poliol se encuentra presente como el componente (A) en la espuma de poliuretano de acuerdo con la invención. Para los propósitos de la presente invención, todos los poliéter polioles conocidos por aquellos con experiencia en la técnica son generalmente adecuados como el componente (A) .

Se da preferencia a utilizar un poliéter poliol basado en por lo menos un alcohol polihídrico como el componente (A) .

De acuerdo con la invención, los poliéter polioles que tienen por lo menos dos átomos de hidrógeno los cuales son reactivos hacia isocianato, de preferencia poliéter polioles que tienen números OH en el margen de 100 a 1200 mg de KOH/g, se utilizan de preferencia como el componente (A) .

Los poliéter polioles los cuales se utilizan de preferencia tienen, por ejemplo, una funcionalidad en el margen de 2 a 8, en particular de 3 a 8.

Los poliéter polioles que se utilizan de preferencia como el componente (A) se preparan por métodos conocidos por aquellos con experiencia en la técnica, por ejemplo, por polimerización aniónica de óxidos de alquileno en la presencia de catalizadores, de preferencia hidróxidos de metal álcali.

Como los óxidos de alquileno, se hace usualmente uso del óxido de etileno y/o el óxido de propileno, de preferencia el óxido de 1 , 2-propileno puro.

Las moléculas de partida utilizadas son, en particular, compuestos que tienen por lo menos 2, de preferencia de 3 a 8 , grupos hidroxilo en la molécula.

Como moléculas de partida que tienen por lo menos 2, de preferencia de 3 a 8, grupos hidroxilo en la molécula, se da preferencia a utilizar trimetilolpropano, glicerol, pentaeritritol , compuestos de azúcar tales como glucosa, sorbitol, manitol y sacarosa, fenoles polihídricos , resoles, tales como productos de condensación oligoméricos de fenol y formaldehído y condensados de Mannich de fenoles, formaldehído y dialcanolaminas y también melamina.

Por consiguiente la presente invención proporciona de preferencia la espuma de poliuretano de la invención en la cual por lo menos un poliéter poliol (componente (A) ) se basa en por lo menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste de trimetilolpropano, glicerol, pentaeritritol, compuestos de azúcar tales como glucosa, sorbitol, manitol y sacarosa, fenoles polihídricos, resoles, tales como por ejemplo, productos de condensación oligoméricos de fenol y formaldehídos y condensados de Mannich de fenol, formaldehído y dialcanolaminas, melamina y mezclas de los mismos .

Los poliéter polioles utilizados como el componente (A) tienen una funcionalidad de preferencia de 3 a 8. Además, los poliéter polioles utilizados como el componente (A) tienen números hidroxilo de preferencia de 100 mg KOH/g a 1200 mg KOH/g y en particular de 240 mg KOH/g a 570 mg KOH/g.

En una modalidad preferida, una mezcla de 2, 3, 4 ó 5 poliéter polioles que difieren por ejemplo en términos de la molécula de partida y/o los óxidos de alquileno utilizados se utiliza como el componente (A) .

Por ejemplo, una mezcla que comprende por lo menos un poliéter poliol basado en un azúcar polisacárido como componente (al) se utiliza como el componente (A) . El azúcar polisacárido es de preferencia sacarosa.

En una modalidad preferida, los poliéter polioles utilizados como el componente (al) no se basan exclusivamente en por lo menos un azúcar polisacárido sino de una pluralidad de alcoholes polihídricos , por ejemplo seleccionados de entre pentaeritritol y/o dietilenglicpl , se utilizan como bases.

El poliéter poliol utilizado como el componente (al) tiene, por ejemplo, un número OH desde 100 a 700 mg KOH/g, de preferencia de 200 a 600 mg KOH/g, particularmente de preferencia de 300 a 500 mg KOH/g, muy particularmente de preferencia de 350 a 450 mg KOH/g.

En una modalidad más preferida, el poliéter poliol utilizado como el componente (al) tiene una funcionalidad promedio de, por ejemplo, desde 2 a 6, de preferencia desde 3 a 5, particularmente de preferencia desde 3.5 a 4.5.

En la mezcla de poliéter polioles los cuales se utilizan de preferencia como el componente (A) un poliéter poliol adicional basado en por lo menos un azúcar monosacárido (a2) de preferencia se encuentra presente.

Un azúcar monosacárido, sobre el cual se basa el componente (a2) , es por ejemplo, sorbitol.

El poliéter poliol utilizado como el componente (a2) tiene, por ejemplo, un número OH desde 200 a 800 mg KOH/g, de preferencia de 300 a 700 mg KOH/g, particularmente de preferencia de 400 a 600 mg KOH/g, muy particularmente de preferencia de 450 a 550 mg KOH/g.

En una modalidad más preferida, el poliéter poliol utilizado como el componente (a2) tiene una funcionalidad promedio de, por ejemplo, desde 3 a 7, de preferencia desde 4 a 6, particularmente de preferencia desde 4.5 a 5.5.

Como el poliéter poliol adicional, el cual se encuentra presente en la mezcla de poliéter polioles los cuales se utilizan de preferencia como el componente (A) , por lo menos un poliéter poliol basado en por lo menos un por lo menos alcohol dihídrico se encuentra presente de preferencia como el componente (a3) en la mezcla.

Los por lo menos alcoholes dihídricos presentes en el componente (a3) pueden ser dihídrico, trihídrico, tetrahídrico o pentahídrico, es decir, comprenden dos, tres, cuatro o cinco grupos hidroxi por molécula.

Por lo menos un alcohol dihídrico particularmente preferido presente en el componente (a3) es por ejemplo, glicerol .

En una modalidad más preferida, el poliéter poliol utilizado como el componente (a3) tiene un número OH de, por ejemplo, desde 500 a 1100 mg KOH/g, de preferencia de 600 a 1000 mg KOH/g, particularmente de preferencia de 700 a 900 mg KOH/g.

En una modalidad más preferida, el poliéter poliol utilizado como el componente (a3) tiene una funcionalidad promedio de, por ejemplo, desde 1 a 5, de preferencia desde 2 a 4, particularmente de preferencia desde 2.5 a 3.5.

En una modalidad particularmente preferida, una mezcla comprende por lo menos un poliéter poliol basado en un azúcar polisacárido (al) , por lo menos un poliéter poliol basado en un azúcar monosacárido (a2) y por lo menos un poliéter poliol basado en por lo menos uno de por lo menos alcohol dihídrico (a3) se utiliza como el componente (A) en la espuma de poliuretano de la invención.

La presente invención por lo tanto proporciona de preferencia la espuma de poliuretano de la invención en la cual una mezcla que comprende por lo menos un poliéter poliol basado en un azúcar polisacárido (al) , por lo menos un poliéter poliol basado en un azúcar monosacárido (a2) y por lo menos un poliéter poliol basado en por lo menos uno de por lo menos alcohol dihídrico (a3) se utiliza como el componente (A) .

El componente (A) generalmente se encuentra presente en una cantidad de 10 a 60% en peso, de preferencia de 20 a 50% en peso, particularmente de preferencia desde 25 a 45% en peso, en cada caso basado en la suma de componentes (A) , (B) , (C) y (E) , en la espuma de poliuretano de la invención. Si una mezcla de diversos poliéter polioles se utiliza como el componente (A) , las cantidades especificadas se basan en esta mezcla.

La suma de los componentes (A) , (B) , (C) y (E) de acuerdo con la invención, es siempre 100% en peso.

Componente (B) : Por lo menos un poliéter poliol basado en por lo menos una amina se encuentra presente como el componente (B) en la espuma de poliuretano de la invención. Para los propósitos de la presente invención, todos los poliéter polioles que satisfacen las condiciones especificadas son generalmente adecuados como el componente (B) .

Las aminas presentes en el componente (B) por ejemplo, se seleccionan del grupo que consiste de aminas que tienen por lo menos dos grupos amino primarios en la molécula, dándose preferencia a utilizar diaminas aromáticas y/o poliaminas, por ejemplo fenilendiaminas, 2,3-, 2,4-, 3,4- y 2 , 6-toluendiamina o 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-diaminodifenilmetano y también diaminas y poliaminas alifáticas, tales como etilendiamina .

La toluendiamina (TDA) de preferencia se utiliza como la molécula de partida para el componente (B) , con uno de los isómeros mencionados o una mezcla de los isómeros mencionados que es capaz de utilizarse.

La presente invención por lo tanto proporciona de preferencia una espuma de poliuretano de acuerdo con la invención en la cual por lo menos una amina en el componente (B) es toluendiamina (TDA) .

El componente (B) de la espuma de poliuretano de la invención se obtiene, por ejemplo, al hacer reaccionar un óxido de alquileno, por ejemplo seleccionado del grupo que consiste de tetrahidrofurano, óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de 1,2- o 2 , 3 -butileno, óxido de estireno y mezclas de los mismos, de preferencia una mezcla de óxido de etileno y óxido de propileno, con las aminas antes mencionadas. Las condiciones de reacción para esta reacción se conocen per se por aquellos con experiencia en la técnica .

En una modalidad más preferida, el poliéter poliol utilizado como el componente (B) tiene un número OH de, por ejemplo, desde 100 hasta 700 mg KOH/g, de preferencia desde 200 hasta 600 mg KOH/g, particularmente de preferencia desde 300 hasta 500 mg KOH/g, muy particularmente de preferencia de 350 hasta 450 mg KOH/g.

En una modalidad más preferida, el poliéter poliol utilizado como el componente (B) tiene una funcionalidad promedio de, por ejemplo, desde 1 a 6, de preferencia desde 2 a 5, particularmente de preferencia desde 3 a 4.5.

El componente (B) generalmente se encuentra presente en una cantidad de 10 a 50% en peso, de preferencia de 20 a 40% en peso, particularmente de preferencia desde 25 a 35% en peso, en cada caso basado en la suma de los componentes (A) , (B) , (C) y (E) , en la espuma de poliuretano de la invención.

Componente (C) : Por lo menos un poliéster poliol se encuentra presente como el componente (C) en la espuma de poliuretano de la invención.

Los poliéster polioles utilizados como el componente (C) de preferencia se preparan por la condensación de alcoholes polifuncionales, de preferencia dioles, que tienen de 2 a 12 átomos de carbono, de preferencia desde 2 hasta 6 átomos de carbono, por ejemplo, etilenglicol , dietilenglicol , butandiol, trimetilolpropano, glicerol o pentaeritritol , con ácidos carboxílieos polifuncionales que tienen desde 2 hasta 12 átomos de carbono, por ejemplo ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido subérico, ácido acelaico, ácido sebácico, ácido decandicarboxílico, ácido maleico, ácido fumárico y de preferencia ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, tereftalato de polietileno reciclado y los isómeros de ácidos naftalendicarboxílicos o anhídridos de los mismos.

Se da particular preferencia a poliesteroles , preparados a partir del anhídrido ftálico y/o ácido tereftálico y/o tereftalato de polietileno reciclado. Como materiales de partida adicionales en la preparación de los poliésteres, también es posible hacer uso concomitante de materiales hidrofóbicos . Los materiales hidrofóbicos son materiales insolubles en agua que comprenden un radical orgánico no polar y también tienen por lo menos un grupo reactivo seleccionado de entre hidroxilo, ácido carboxílico, éster carboxílico y mezclas de los mismos. El peso equivalente de los materiales hidrofóbicos se encuentra en el margen de 130 a 1000 g/mol . Por ejemplo, es posible utilizar ácidos grasos tales como ácido esteárico, ácido oleico, ácido palmítico, ácido láurico o ácido linoleico, y también grasas y aceites, tales como por ejemplo aceite de ricino, aceite de maíz, aceite de girasol, aceito de coco, aceite de olivo o aceite de resina. Si los poliésteres comprenden materiales hidrofóbicos , la proporción de los materiales hidrofóbicos basada en el contenido de monómero total del poliesterol es de preferencia desde 1 hast 30% en moles, particularmente de preferencia desde 4 hasta 15% en moles.

En una modalidad particularmente preferida, ' un poliéster poliol constituido de anhídrido ftálico, dietilenglicol y ácido oleico se encuentra presente como el componente (C) .

Los poliéster polioles utilizados de acuerdo con la invención como el componente (C) tienen una funcionalidad de generalmente desde 1.5 hasta 8, de preferencia desde 1.5 hasta 5, particularmente de preferencia desde 1.5 hasta 3.

Los poliéster polioles utilizados de acuerdo con la invención como el componente (C) generalmente tienen números hidroxilo desde 100 mg KOH/g hasta 850 mg KOH/g, de preferencia desde 100 mg KOH/g hasta 400 mg KOH/g y en particular desde 150 mg KOH/g hasta 300 mg KOH/g.

El componente (C) generalmente se encuentra presente en una cantidad de 10 a 50% en peso, de preferencia de 20 a 40% en peso, particularmente de preferencia desde 25 a 35% en peso, en cada caso basado en la suma de los componentes (A) , (B) , (C) y (E) , en la espuma de poliuretano de la invención.

Componente (D) : Por lo menos un poliisocianato se encuentra presente como el componente (D) en la espuma de poliuretano de la invención. Para el propósito de la presente invención, los diisocianatos y/o poliisocianatos alifáticos, cicloalif ticos y en particular aromáticos habituales pueden utilizarse como poliisocianato.

Ejemplos específicos los cuales pueden mencionarse son 2,4- y 2 , 6-diisocianato de tolileno (TDI) y las mezclas de isómeros correspondientes, 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-diisocianato de difenilmetano (MDI) y las mezclas de isómeros correspondientes, mezclas de 4,4'- y 2 , 41 -diisocianatos de difenilmetano, poliisocianatos de polifenilpolimetileno, mezclas de 4,4'-, 2,4'- y 2 , 2 ' -diisocianatos de difenilmetano y poliisocianatos de polifenilenpolimetileno (MDI sin purificar) y mezclas de MDI sin purificar y diisocianatos de tolileno. Los diisocianatos y poliisocianatos orgánicos pueden utilizarse individualmente o en la forma de mezclas.

También se hace uso con frecuencia de isocianatos polifuncionales modificados, es decir, productos obtenidos por la reacción química de diisocianatos orgánicos y/o poliisocianatos. Ejemplos de los cuales pueden mencionarse son diisocianatos y poliisocianatos que comprenden grupos isocianurato y/o uretano. Los poliisocianatos modificados pueden mezclarse opcionalmente entre sí o con poliisocianatos orgánicos no modificados tales como 2,4'-, 4 , 4 ' -diisocianato de difenilmetano, MDI sin purificar, 2,4- y/o 2,6-diisocianato de tolileno.

Además, también es posible utilizar productos de reacción de isocianatos polifuncionales con polioles polihídricos y también mezclas de los mismos con otros diisocianatos y poliisocianatos.

El MDI sin purificar que tiene un contenido de NCO desde 29 hasta 33% en peso se ha encontrado que es particularmente útil como poliisocianato orgánico.

En una modalidad preferida, el poliisocianato se selecciona de modo que tenga una viscosidad de menos de 1000 mPas, de preferencia desde 100 hasta 1000 mPas, particularmente de preferencia desde 120 hasta 1000 mPas, medida de acuerdo con DIN 53019 a 20°C.

En una modalidad más preferida, el poliisocianato utilizado como el componente (D) tiene una funcionalidad promedio de, por ejemplo, desde 1 a 6, de preferencia desde 2 a 4, particularmente de preferencia desde 2.5 a 3.5.

En una modalidad particularmente preferida, una mezcla de 1 , 4 ' -diisocianato de difenilmetano con oligómeros e isómeros de mayor funcionalidad (MDI sin purificar) , que tiene un contenido de NCO de 20 a 40% en masa, de preferencia desde 25 a 35% en masa, por ejemplo 31.5% en masa, y una funcionalidad promedio de 2 hasta 4, de preferencia desde 2.5 hasta 3.5, por ejemplo alrededor de 2.7, se encuentra presente como el componente (D) .

El componente (D) generalmente se encuentra presente en una cantidad de 100 a 250% en peso, de preferencia de 160 a 200% en peso, particularmente de preferencia desde 170 a 190% en peso, en cada caso basado en la suma de los componentes (A) , (B) , (C) y (E) , en la espuma de poliuretano de la invención.

Componente (E) : La espuma de poliuretano de la invención se obtiene al hacer reaccionar los componentes (A) , (B) , (c) y (D) antes mencionados en la presencia de por lo menos un catalizador seleccionado del grupo que consiste de sales de ácidos carboxílieos que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, compuestos que comprenden amina y mezclas de los mismos como el componente (E) .

Los compuestos mencionados como catalizadores son conocidos per se por aquellos con experiencia en la técnica y se encuentran comercialmente disponibles.

En una modalidad de la espuma de poliuretano de la invención, las sales de ácidos carboxílicos que tienen desde 1 hasta 20 átomos de carbono los cuales de preferencia catalizan la reacción de reticulación para formar alofanatos, biurets o la trimerización para formar isocianuratos se utilizan como el catalizador en la producción de la espuma.

Ejemplos de sales adecuadas son sales de metal, especialmente sales de amonio, sales de metal álcali, por ejemplo sales de Li, Na, K, Rb o Cs, o sales de metal alcalinotérreo, por ejemplo sales de Be, Mg, Ca, Sr o Ba, de los ácidos carboxílicos correspondientes . Se da preferencia a utilizar las sales de ácidos carboxílicos lineales o ramificados, sustituidos o sin sustituir, saturados o insaturados, alifáticos o aromáticos que tienen 1 a 20 átomos de carbono, por ejemplo seleccionados del grupo que consiste de ácido fórmico, ácido acético, ácido octanoico, ácido tartárico, ácido cítrico, ácido oleico, ácido esteárico, ácido ricinoleico y mezclas de los mismos, o ácidos carboxílicos sustituidos o sin sustituir, aromáticos que tienen de 6 a 20 carbonos, por ejemplo seleccionados del grupo que consiste de ácido benzoico, ácido salicílico y mezclas de los mismos. Los sustituyentes adecuados son por ejemplo, grupos hidroxi y/o amino.

Los catalizadores particularmente preferidos de esta modalidad se seleccionan del grupo que consiste de formiato de potasio, acetato de potasio, octoato de potasio, octoato de amonio, formiato de 2-hidroxi-N, , N-trimetil-1-propanamonio , formiato de trimetilhidroxipropilamonio y mezclas de los mismos.

En una modalidad adicional de la invención, es posible utilizar compuestos que comprenden amina los cuales por sí mismos catalizan la reacción para formar alofanatos, biurets o la trimerización para formar isocianuratps como catalizadores. Los compuestos que comprenden amina los cuales se prefieren de acuerdo con la invención son, por ejemplo, seleccionados del grupo que consiste de ?,?',?"-tris (dimetilaminopropil) hexahidrotriazina (CAS 15875-13-5), tris-3-dimetilaminopropilamina, pentametildietilentriamina, pentametildipropilentriamina, trimetilaminoetiletanolamina, dimetilaminoetoxietanol , 2 , 4 , 6- tris (dimetilaminoetil) fenol y mezclas de los mismos.

En esta modalidad, ?,?',?"-tris (dimetilaminopropil) hexahidrotriazina se prefiere particularmente.

La presente invención por lo tanto particularmente de preferencia proporciona la espuma de poliuretano de la invención en la cual por lo menos un catalizador utilizado como el componente (E) se selecciona del grupo que consiste de formiato de potasio, acetato de potasio, octoato de potasio, octoato de amonio, formiato de 2, hidroxi-N, , -trimetil-l-propanamonio, formiato de trimetilhidroxipropilamonio, ?,?' , N"-tris (dimetilaminopropil) hexahidrotriazina, tris-3 -dimetilaminopropilamina, pentametildietilentriamina, pentametildipropilentriamina, trimetilaminoetiletanolamina, dimetilaminoetoxietanol , 2 , 4 , 6-tris (dimetilaminoetil) fenol y mezclas de los mismos.

Aparte de los catalizadores antes mencionados (componente (E) ) también es posible, de acuerdo con la invención, hacer uso adicional de catalizadores adicionales que aceleran fuertemente la reacción de los grupos isocianato con los grupos que son reactivos hacia los grupos isocianato. Tales catalizadores son, por ejemplo, aminas fuertemente básicas, tales como aminas alifáticas terciarias, imidazoles, amidinas, y alcanolaminas .

El componente (E) generalmente se encuentra presente en una cantidad de 0.1 a 5% en peso, de preferencia de 0.2 a 3% en peso, particularmente de preferencia desde 0.3 a 2% en peso, en cada caso basado en la suma de los componentes (A) , (B) , (C) y (E) , en la espuma de poliuretano de la invención. Si se utiliza una mezcla de catalizadores, se aplican a estas mezclas las cantidades especificadas.

Es importante para el propósito de la invención que la espuma de poliuretano de la invención se produzca en la presencia de los catalizadores especificados. Una combinación particularmente ventajosa de la baja conductividad térmica y la buena estabilidad térmica se logra por este medio y por la interacción de los componentes específicos (A) , (B) , (C) y (D) junto con el índice de ISO específico.

Componente (F) : De acuerdo con la invención, los agentes de soplado conocidos por aquellos con experiencia en la técnica, por ejemplo agua y/o ácidos carboxílieos , en particular ácido fórmico que reacciona con los grupos isocianato para eliminar el dióxido de carbono, puede utilizarse generalmente como un agente de soplado (componente (F) ) . También es posible utilizar agentes de soplado físicos en combinación con o en lugar de agua. Existen compuestos que son inertes hacia los componentes de partida y son usualmente líquidos a temperatura ambiente y se vaporizan bajo las condiciones de la reacción de uretano. El punto de ebullición de estos compuestos se encuentra de preferencia por debajo de 50 °C. Los agentes de soplado físicos también incluyen compuestos los cuales son gaseosos a temperatura ambiente y se introducen bajo presión en los componentes de partida o se disuelven en el mismo, por ejemplo dióxido de carbono, alcanos y fluoroalcanos de baja ebullición. Los compuestos se seleccionan usualmente del grupo que consiste de alcanos y/o cicloalcanos que tienen por lo menos 4 átomos de carbono, dialquiléteres, ésteres, cetonas, acétales, fluoroalcanos que tienen de 1 a 8 átomos de carbono, y tetraalquilsilanos que tienen de 1 a 3 átomos de carbono en la cadena de alquilo, en particular tetrametilsilano . Ejemplos los cuales pueden mencionarse son propano, n-butano, isobutano y ciclobutano, n-pentano, isopentano y ciclopentano, ciclohexano, dimetiléter, metiletiléter, metilbutiléter, formiato de metilo, acetona, y también fluoroalcanos que pueden degradarse en la troposfera y por lo tanto no dañan la capa de ozono, por ejemplo, trifluorometano, difluorometano, 1,1,1,3,3 -pentafluorobutano, 1,1,1,3,3 -pentafluoropropano, 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano, difluoroetano y heptafluoropropano . Los agentes de soplado físico mencionados pueden utilizarse ya sea solos o en cualquier combinación de uno con otro.

El componente (F) generalmente se encuentra presente en una cantidad de 2 a 25% en peso, de preferencia de 10 a 20% en peso, en cada caso basado en la suma de los componentes (A) , (B) , (C) y (E) , en la espuma de poliürétano de la invención.

Además de los componentes antes mencionados, la espuma de poliuretano de la invención puede comprender opcionalmente aditivos adicionales conocidos per se por aquellos con experiencia en la técnica, por ejemplo, reticuladores . De acuerdo con la invención, un reticulador es un compuesto que tiene un peso molecular de 60 a 400 g/mol y por lo menos 3 átomos de hidrógeno que son reactivos hacia isocianatos. Un ejemplo de tales compuestos es glicerol .

Los reticuladores se utilizan generalmente en una cantidad de 1 a 10% en peso, de preferencia de 2 a 6% en peso, basado en la suma de los componentes (A) , (B) , (C) y (E) . En una modalidad adicional, la espuma de poliuretano de la invención puede comprender por lo menos un extensor de cadena. Para el propósito de la presente invención, los extensores de cadena son compuestos que tienen un peso molecular de 60 a 400 g/mol y tienen 2 átomos de hidrógeno que son reactivos hacia isocianatos. Ejemplos de tales compuestos son butandiol, dietilenglicol , dipropilenglicol y etilenglicol .

Los extensores de cadena se utilizan generalmente en una cantidad de 2 a 20% en peso, basado en la suma de los componentes (A), (B) , (C) y (E) .

Los reticuladores y los extensores de cadena pueden utilizarse ya sea individualmente o en combinación.

Los aditivos adicionales por ejemplo se seleccionan del grupo que consiste de sustancias activas-de superficie, estabilizadores, por ejemplo, estabilizadores de espuma, reguladores de célula, cargas, tintes, pigmentos, pirorretardantes , antiestáticos, inhibidores de hidrólisis, sustancias fungistáticas y bacterioestáticas y mezclas de las mismas.

Pirorretardantes adecuados generalmente son los pirorretardantes conocidos a partir de la técnica anterior, por ejemplo éteres brominados (Ixol) alcoholes brominados tales como dibromoneopentílico, alcohol tribromoneopentílico y ???-4-diol y también fosfatos clorinados tales como fostato de tris (2-cloroetilo) , fosfato de tris (2-cloroisopropilo) (TCPP) , fosfato de tris (1,3-dicloroisopropilo) , fosfato de tris (2 , 3 -dibromopropilo) , y tetrakis (2-cloroetil) etilendifosfato .

Como pirorretardantes sin halógeno líquidos adicionales, es posible utilizar etanfosfonato de dietilo (DEEP) , fosfato de trietilo (TEP) , propilfosfonato de dimetilo (DMPP) , fosfato de difenilcresilo (DPC) y otros.

Para el propósito de la presente invención, los pirorretardantes se utilizan en una cantidad de 0 a 65% en peso, de preferencia de 0 a 60% en peso, de mayor preferencia de 0 a 50% en peso, basado en la suma de los componentes (A) , (B) , (C) y (E) . Si los pirorretardantes se encuentran presentes de acuerdo con la invención, éstos se utilizan en una cantidad de 2 a 65% en peso, de preferencia de 5 a 60% en peso, de mayor preferencia de 5 a 50% en peso, basado en la suma de los componentes (A) , (B) , (C) y (E) .

También es importante para el propósito de la invención que la relación de grupos OCN a grupos OH, conocidos como el índice ISO, en la mezcla de reacción para producir la espuma de poliuretano de la invención es desde 140 a 180, de preferencia de 145 a 165, particularmente de preferencia de 150 a 160. Este índice ISO específico en combinación con las otras características especificadas que son importantes para la invención resulta en una espuma de poliuretano que tiene una combinación particularmente ventajosa de baja conductividad térmica y la estabilidad térmica que se obtiene.

La presente invención también proporciona un proceso para producir una espuma de poliuretano de acuerdo con la invención, que comprende por lo menos las siguientes etapas : (I) el contacto de los componentes (A), (B) , (C) , (D) , (E) y (F) para dar un producto de reacción y (II) la espumación del producto de reacción obtenido en la etapa (I) .

Los procesos para producir espumas de poliuretano se conocen per se por aquellos con experiencia en la técnica. Por ejemplo, la espuma de poliuretano de la invención puede producirse por lotes o continuamente por el proceso de pre-polímero o de preferencia por el proceso de una sola vez con la ayuda de los aparatos de mezcla conocidos (etapas (I) y (II) ) .

Se ha encontrado que es particularmente ventajoso emplear el proceso de dos componentes y mezclar los componentes formativos (A) , (B) , (C) , (E) y (F) en la etapa (I) para dar un componente de poliol, reaccionar éste con los poliisocianatos (D) y espumar esta mezcla en la etapa (II) . Un resumen general de la producción de espumas de poliuretano y su uso como capa de cubierta o de preferencia capa de núcleo en elementos compuestos y también su uso como capa de aislamiento en la tecnología de enfriamiento o calentamiento se han publicado, por ejemplo, en los capítulos correspondientes de Kunststoffhandbuch, volumen 7, "Poliuretano", editado por Günter Oertel, Carl-Hanser-Verlag Munich, la. edición, 1966, 2a. edición, 1983 y 3a. edición, 1993.

Además, la presente invención también comprende el uso de la espuma de poliuretano de la invención para aislamiento, en particular aislamiento de tuberías.

La espuma de poliuretano de la invención se utiliza de preferencia para aislamiento de tuberías, por ejemplo, tuberías de calefacción urbana.

En una modalidad preferida, el sistema de poliuretano de la invención se utiliza para aislamiento de tuberías con camisa compuestas aisladas para redes de calefacción urbana establecidas en el suelo de acuerdo con DIN EN 253.

La invención además proporciona una tubería aislada que comprende una espuma de poliuretano de acuerdo con la invención. La tubería aislada de la invención es, por ejemplo, se configura de i) una tubería para un medio, ii) una capa de material de aislamiento que comprende la espuma de poliuretano de la invención, y iii) una tubería exterior.

La tubería (i) para un medio generalmente es una tubería de acero que tiene un diámetro externo de 1 a 120 cm, de preferencia de 4 a 110 cm y una longitud de 1 a 24 metros, de preferencia de 6 a 16 metros.

Una capa de material de aislamiento (ii) , que comprende la espuma de poliuretano de la invención se dispone en el exterior de la tubería para un medio. Esta capa generalmente tiene un espesor de 1 a 10 cm, de preferencia de 2 a 5 cm.

En una modalidad preferida, la capa de material de aislamiento tiene una densidad volumétrica general de menos de 90 kg/m3, de preferencia de 70 a 87 kg/m3. Para propósitos presentes, la densidad volumétrica general es la distribución de densidad volumétrica sobre la sección transversal de tubería y la longitud de tubería.

En una modalidad más preferida, la capa de material de aislamiento (ii) que comprende la espuma de poliuretano de la invención tiene una conductividad térmica de menos de 27 mW/mK, de preferencia de 22 a 26.9, medida de acuerdo con EN ISO 8497.

La tubería exterior (iii) rodea la capa de material de aislamiento y generalmente comprende plástico, por ejemplo polietileno, y usualmente tiene un espesor de i a 30 mm. El diámetro interno de la tubería exterior es generalmente de 6 a 140 cm, de preferencia 10 a 120 era.

La tubería exterior (iii) puede comprender opcionalmente una pluralidad de capas las cuales se combinan en la operación de extrusión. Un ejemplo de esto es la introducción de películas con multicapas entre espuma de poliuretano y manguito de PE, con la película que comprende por lo menos una capa metálica para mejorar la acción de barrera. Las tuberías exteriores adecuadas de este tipo se describen en la EP-A-960 723.

En una modalidad particularmente preferida, la tubería aislada es una tubería con camisa compuesta aislada para redes de calentamiento urbano extendidas en el suelo, cuya tubería cumple los requisitos de DIN EN 253.

Ejemplos La invención se ilustra por los siguientes ejemplos.

Las formulaciones 1-2 de acuerdo con la invención -5 son formulaciones comparativas.

· Poliéter A: iniciado por medio de sacarosa, pentaeritritol y dietilenglicol, alcoxilado con PO; número de OH = 403 mg KOH/g, funcionalidad = 3.9 • Poliéter B: iniciado por medio de sorbitol, alcoxilado con PO; número de OH = 490 mg KOH/g, funcionalidad = 4.9 Poliéter C: iniciado por medio de TDA, alcoxilado con PO y EO; número de OH = 390 mg KOH/g, funcionalidad = 3.8 Poliéter D: iniciado por medio de glicerol, alcoxilado con PO; número de OH = 805 mg KOH/g, funcionalidad = 3 Poliéster A: producto de esterificación de anhídrido ftálico, dietilenglicol y ácido oleico, número de OH = 210 mg, KOH/g, funcionalidad = 2 DPG: dipropilenglicol, número de OH = 840 mg, KOH/g; funcionalidad = 2 Estabilizador basado en silicona (L 6900 de omentive) Cat 1: dimetilciclohexilamina Cat 2 : N, ' , N" -tris (dimetilaminopropil) hexahidrotriazina Cat 3: acetato de potasio (47% en etilenglicol) IsoPMDI 92140 de BASF SE, mezcla de difenilmetano 1 , 41 -diisocianato con oligómeros e isómeros de funcionalidad mayor (MDI sin purificar) , que tiene un contenido de NCO de 31.5% en peso, y .una funcionalidad promedio de aproximadamente 2.7. i tabla muestra que la conductividad térmica puede significativamente a una estabilidad térmica constante por el uso de un sistema de espuma de PU rígida de acuerdo con la invención.

Métodos analíticos: La determinación de la conductividad térmica de tuberías DN 50 con camisa compuesta pueden llevarse a cabo de acuerdo con DIN EN 253:2006-02, apéndice G e ISO 8497.

Los matraces de aluminio se llenan manualmente con espuma en una cantidad de 210 g (que corresponde a la densidad de espuma de 80 kg/m3) . Las tapas de roscas sirven para sellar el matraz completamente. Los matraces de aluminio espumados se almacenan a 180°C durante 30 a 40 días. Después de cortar y abrir el matraz de aluminio, se evalúan visualmente los cambios, color y la estructura celular.

La temperatura de transición vitrea se midió por medio de análisis mecánico dinámico (DMA) . El máximo del factor de pérdida tan d se tomó como la temperatura de transición vitrea.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una espuma de poliuretano que puede obtenerse al hacer reaccionar (A) por lo menos un poliéter poliol como el componente (A) , basado en por lo menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste de trimetilolpropano, glicerol, pentaeritritol, compuestos de azúcar, tales como glucosa, sorbitol, manitol y sacarosa y mezclas de los mismos . (B) por lo menos un poliéter poliol basado en por lo menos una amina como el componente (B) , (C) por lo menos un poliéster poliol como el componente (C) y (D) por lo menos un poliisocianato como el componente (D) , en la presencia de por lo menos un catalizador seleccionado del grupo que consiste de sales de ácidos carboxílicos que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, compuestos que comprenden amina y mezclas de los mismos como el componente (E) y por lo menos un agente de soplado como el componente (F) , en donde la proporción de los grupos OCN a los grupos OH (índice de ISO) es de 145 a 165.

2. La espuma de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 1, en donde por lo menos una amina en el componente (B) es toluendiamina (TDA) .

3. La espuma de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde una mezcla que comprende por lo menos un poliéter poliol basado en un azúcar polisacárido (al) , por lo menos un poliéter poliol basado en un azúcar monosacárido (a2) y por lo menos un poliéter poliol basado en por lo menos uno de por lo menos alcohol dihídrico (a3) se utiliza como el componente (A) .

4. Un proceso para producir una espuma de poliuretano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, el cual comprende por lo menos las siguientes etapas: (I) el contacto de los componentes (A) , (B) ( (C) , (D) , (E) y (F) para dar un producto de reacción y (II) la espumación del producto de reacción obtenido en la etapa (I) .

5. El uso de una espuma de poliuretano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 para aislamiento.

6. El uso de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el aislamiento es el aislamiento de tubería.

7. Una tubería aislada que comprende una espuma de poliuretano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.