MX2014000032A - Sistema de aspersion de poliuretano utilizado para minimizar la emision de un poliisocianato. - Google Patents

Abstract

Un sistema de aspersión de poliuretano minimiza las emisiones de un poliisocianato mientras que rocía una mezcla de un poliisocianato y una composición de resina sobre una superficie. El sistema incluye un primer tanque de suministro de reactivo que incluye la composición de resina. El sistema también incluye un segundo tanque de suministro de reactivo que incluye el poliisocianato. El sistema además incluye una bomba no gaseosa que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo, un aparato de mezclado que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo para mezclar la composición de resina y el poliisocianato antes de rociar, y una tobera de aspersión particular que se acopla con el aparato de mezclado. El sistema de aspersión de poliuretano produce menos de 50 partes del poliisocianato por un billón de partes de aire de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521 mientras que rocía la mezcla sobre la superficie.

Description

SISTEMA DE ASPERSIÓN DE POLIURETANO U ILIZADO PARA MINIMIZAR LA EMISIÓN DE UN POLIISOCIANATO SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud es una continuación en parte de la Solicitud de los Estados Unidos No. de Serie 12/877,411, presentada el 8 de septiembre de 2010, la cual reclama la prioridad en y todos los beneficios de la Solicitud de Patente Provisional de los Estados Unidos No. de Serie 61/240,513, presentada el 8 de septiembre de 2009, la especificación completa de la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia.

CAMPO DE LA DESCRIPCIÓN La presente descripción generalmente se refiere a sistemas de aspersión de poliuretano utilizados para minimizar las emisiones de un poliisocianato . Más específicamente, el sistema utiliza química particular y una bomba no gaseosa para rociar una mezcla de un poliisocianato y una composición de resina en una superficie.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Se conoce bien en la técnica que diversos hidrofluorocarbonos se han investigado como agentes de soplado para espumas a base de poliuretano debido a sus bajos potenciales de comportamiento de ozono. Algunos hidrofluorocarbonos se utilizan en sistemas de poliuretano rociables para formar espumas de poliuretano que muestran una estructura celular mejorada y que pueden procesarse en unos márgenes de baja temperatura. Estas espumas de poliuretano también resisten afluencia excesiva y muestran estabilidad dimensional mejorada cuando se comparan con sus contrapartes.

Sin embargo, para formar estas espumas y utilizar los sistemas de poliuretano de espuma rociables, los poliisocianatos y polioles deben rociarse sobre las superficies, generando así emisiones potencialmente peligrosas. Las cantidades de emisiones son típicamente dependientes de la naturaleza física de un componente que se rocía, prácticas de trabajo, condiciones ambientales (por ejemplo, temperatura, ventilación, y flujo de aire) . Los poliisocianatos se cree que causan irritación y sensibilización de los ojos, piel, y sistema respiratorio con entrar en contacto y con la exposición repetida. Como resultado, la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) ha establecido Límites de Exposición Permisibles (PEL) para poliisocianatos. Estos límites se supone que no se excederán en ningún momento en un espacio de trabajo. El PEL para difenildiisocianato de metileno (MDI) es 0.2 mg/m3 (~20 ppb) . Además, la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) ha establecido Valores Limite de Umbral (TLV) para concentraciones transportadas por aire de poliisocianatos a los cuales un trabajador puede exponerse consistentemente durante un periodo de ocho horas sin efectos adversos para la salud. Los TLV de la ACGIH para MDI son de 0.051 mg/m3 (-5 ppb) . Muchos métodos utilizados para medir las emisiones de MDI son el resultado de prácticas de higiene industrial y experiencia práctica por la industria de Asociaciones de Comercio (por ejemplo, III, CPI y el Panel de Diisocianato de la ACC) . Típicamente, una modificación del método 47 de OSHA, utilizando borboteadores protegidos con filtros de 13 mm, pueden utilizarse y pueden permitir mayor sensibilidad y captura del aerosol, ambos en el borboteador y filtro, para análisis subsecuente.

Los sistemas de poliuretano de espuma rociable típicos producen cantidades de poliisocianatos en el aire que exceden ambas de las PEL y TLV establecidas requiriendo así el uso de respiradores, controles de ingeniería costosos, y otro equipo de protección. Por consiguiente, sigue existiendo una oportunidad para desarrollar un sistema de poliuretano mejorado.

COMPENDIO DE LA DESCRIPCIÓN Y VENTAJAS La presente descripción proporciona un sistema de aspersión de poliuretano utilizado para minimizar las emisiones del poliisocianato mientras que rocía la mezcla sobre la superficie. El sistema incluye un primer tanque de suministro de reactivo que incluye la composición de resina y un segundo tanque de suministro de reactivo que incluye el poliisocianato . El sistema también incluye una bomba no gaseosa que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo. El sistema además incluye un aparato de mezclado que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo para mezclar la composición de resina y el poliisocianato antes de rociar. Aún más, el sistema incluye una tobera de aspersión que se acopla con el aparato de mezclado y que minimiza las emisiones del poliisocianato mientras que la mezcla se rocía sobre la superficie.

La tobera de aspersión incluye un cuerpo de tobera que tiene un eje longitudinal, extremos corriente arriba y corriente abajo opuestos entre sí, y un pasaje definido por el cuerpo de tobera y en comunicación de fluido con los extremos corriente arriba y corriente abajo a lo largo del eje longitudinal para recibir la mezcla. La tobera de aspersión también incluye un orificio de aspersión definido por el cuerpo de tobera y dispuesto en el extremo corriente abajo del cuerpo de tobera transverso al eje longitudinal para rociar la mezcla en un ángulo de aspersión que corresponde a un ángulo de aspersión control desde 15 hasta 125 grados medido a una presión desde 0.703 hasta 4.921 kg/cm3 (10 hasta 40 psi) utilizando agua como un estándar.

El poliisocianato y la composición de resina de esta descripción reaccionan para formar una espuma de poliuretano que cura más rápido que las espumas de aspersión convencionales y que tiene un potencial de agotamiento de ozono minimizado, incrementando asi su protección al medio ambiente. La tobera de aspersión utilizada para rociar la mezcla del poliisocianato y la composición de resina minimiza las emisiones del poliisocianato generadas al rociar la mezcla y permitir a la mezcla rociarse en ambientes cerrados y/o no ventilados con el riesgo minimizado de sobre-exponerse al poliisocianato. La tobera de aspersión y el método de esta descripción también minimizan una necesidad de utilizar respiradores y equipo de protección cuando se rocía la mezcla debido a las emisiones minimizadas del poliisocianato. Además, la tobera de aspersión también permite una distribución efectiva y eficiente de la mezcla reduciendo por consiguiente la sobre-aplicación y el desperdicio.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS DIVERSAS VISTAS DE LOS DIBUJOS Otras ventajas de la presente descripción se apreciarán fácilmente, que la misma se entenderá mejor por referencia a la siguiente descripción detallada cuando se considera junto con los dibujos anexos en donde: la FIGURA la es una vista en planta lateral de una modalidad de la tobera de aspersión de esta descripción que produce un patrón de aspersión plano; la FIGURA Ib es una vista en perspectiva de la tobera de aspersión de la FIGURA la; la FIGURA 2a es una vista en planta lateral de una segunda modalidad de la tobera de aspersión de esta descripción que produce un patrón de aspersión plano; la FIGURA 2b es una vista en perspectiva de la tobera de aspersión de la FIGURA 2a; la FIGURA 3a es una vista en planta lateral de una tercera modalidad de la tobera de aspersión de esta descripción que produce un patrón de aspersión plano; la FIGURA 3b es una vista en perspectiva de la tobera de aspersión de la FIGURA 3a; la FIGURA 4a es una vista en planta lateral de una cuarta modalidad de la tobera de aspersión de esta descripción que produce un patrón de aspersión plano; la FIGURA 4b es una vista en perspectiva de la tobera de aspersión de la FIGURA 4a; la FIGURA 5 es una vista en perspectiva de una quinta modalidad de la tobera de aspersión de esta descripción que produce un patrón de aspersión plano; la FIGURA 6a es una vista en planta lateral de una modalidad de la tobera de aspersión de esta descripción que produce un patrón de aspersión cónico; la FIGURA 6b es una primera vista en perspectiva de la tobera de aspersión de la FIGURA 6a; la FIGURA 6c es una segunda vista en perspectiva de la tobera de aspersión de la FIGURA 6a; la FIGURA 7a es una vista en planta lateral de una segunda modalidad de la tobera de aspersión de esta descripción que produce un patrón de aspersión cónico; la FIGURA 7b es una primera vista en perspectiva de la tobera de aspersión de la FIGURA 7a; la FIGURA 7c es una segunda vista en perspectiva de la tobera de aspersión de la FIGURA 7a; la FIGURA 8a es una vista en planta lateral de una modalidad de una tobera de aspersión de abanico plano de esta descripción e ilustra el ángulo (a) de aspersión y el ancho (W) de aspersión medido a una distancia (D) desde la tobera de aspersión; la FIGURA 8b es una vista en planta lateral de una modalidad de una tobera de aspersión cónica de esta descripción e ilustra el ángulo (a) de aspersión y el ancho (W) de aspersión medido a una distancia (D) desde la tobera de aspersión; la FIGURA 9a es una vista en planta lateral de una modalidad de una tobera de aspersión de abanico plano de esta descripción e ilustra un patrón de aspersión plano que es sustancialmente plano; la FIGURA 9b es una vista ampliada de una modalidad del patrón de aspersión plano que es sustancialmente plano y que es desviado; la FIGURA 9c es una vista ampliada de una segunda modalidad del patrón de aspersión plano que es sustancialmente plano y que tiene una distribución uniforme; la FIGURA 9d es una vista ampliada de una tercera modalidad del patrón de aspersión plano que es sustancialmente plano y que se ahúsa; la FIGURA 10a es una vista en planta lateral de una modalidad de una tobera de aspersión cónica de esta descripción e ilustra un patrón de aspersión cónico; la FIGURA 10b es una vista ampliada de una modalidad del patrón de aspersión cónico que es un cono hueco; la FIGURA 10c es una vista ampliada de una modalidad del patrón de aspersión cónico que es un cono complétela FIGURA 11 es una vista en planta lateral de una superficie y un semicírculo que emana de la superficie y que tiene un radio de cero punto nueve mil ciento cuarenta y cuatro metros (tres pies) dentro del cual una cantidad de emisiones se determina utilizando el Método de Impacto de NIOSH 5521; la FIGURA 12 es una vista esquemática de una modalidad del sistema de aspersión de poliuretano de esta descripción; y la FIGURA 13 es una gráfica de barras de las mediciones de emisión establecidas en la Tabla 1 de los Ejemplos .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA DIVULGACIÓN Un método para minimizar las emisiones de un poliisocianato mientras que rocía una mezcla del poliisocianato y una composición de resina en una superficie (S) para formar una espuma de poliuretano en el mismo se describe en la presente. La terminología "emisiones" se refiere a una cantidad o concentración del poliisocianato presente en el aire como se produce a partir de la aspersión de la mezcla. Típicamente, las emisiones se miden después de aproximadamente 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, o 1, minutos de aspersión continua de la mezcla. Sin embargo, las mediciones de las emisiones necesitan no limitarse a este tiempo y puede ocurrir en cualquier momento después de la aspersión. También se entenderá que las mediciones de las emisiones pueden ocurrir al nivel del suelo, por debajo del grado, o en una posición elevada tal como cuando está sobre un andamio o escalera. Alternativamente, las emisiones se miden a .3048, .6096, .9144, 1.2192, 1.5240, 1.8288, 2.1336, 2.4384, 2.7432, 3.0480, 3.3528, 3.6576, 3.9624, 4.2672, 4.5720, 4.8768, 5.1816, 5.4864, 5.7912, 6.0960 metros (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, o 20 pies) del suelo .

Rociar la mezcla sobre la superficie (S) produce menos de 50, y alternativamente menos de 45, 40, 35, 30, 35, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, o 1, partes del poliisocianato por un millón de partes de aire (ppb) dentro de un semicírculo que emana de la superficie (S) de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521. El semicírculo puede tener cualquier radio, por ejemplo .3048, .6096, .9144, 1.2192, 1.5240, 1.8288, 2.1336, 2.4384, 2.7432, 3.0480, 3.3528, 3.6576, 3.9624, 4.2672, 4.5720, 4.8768, 5.1816, 5.4864, 5.7912, 6.0960, 7.6200, 9.1440, 10.6680, 12.1920, 13.7160, 15.2400 metros (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35, 40, 45, o 50 pies) . En una modalidad, el semicírculo tiene un radio (r) de 0.9144 metros (3 pies) medido de la superficie (S), como se muestra en la FIGURA 11. En otra modalidad, las mediciones de emisiones ocurre dentro de un semicírculo que emana de la superficie (S) y que tiene un radio (r) de 4.5720 metros (15 pies) medido de la superficie (S) . En esta modalidad, rociar la mezcla del poliisocianato y la composición de resina sobre la superficie (S) típicamente produce menos de 25, más típicamente menos de 15, aún más típicamente menos de 10, incluso más típicamente menos de 5, aún más típicamente menos de 3, y más típicamente de menos de 1.2, partes del poliisocianato por un millón de partes de aire (ppb) de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521. En aún otra modalidad, la medición de emisiones ocurre dentro de un semicírculo que emana de la superficie (S) y que tiene un radio (r) de 45.72 centímetros (18 pulgadas) medido desde la cabeza de un técnico que rocía la mezcla aproximadamente 3.0480 metros (10 pies) de la superficie (S). En esta modalidad, rociar la mezcla del poliisocianato y la composición de resina sobre la superficie (S) típicamente produce menos de 25, más típicamente menos de 15, aún más típicamente menos de 10, incluso más típicamente menos de 5, aún más típicamente menos de 3, y más típicamente de menos de 2, partes del poliisocianato por un millón de partes de aire (ppb) de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521. En todas de estas modalidades, las emisiones son típicamente medidas de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521, el cual se entiende bien en la técnica. Se entenderá que las emisiones de otros componentes de la composición de resina u otros componentes utilizados para formar el poliuretano también pueden reducirse. Por ejemplo, si también se utiliza un isocianato monomérico, las emisiones del isocianato monomérico también pueden reducirse. Las emisiones de los otros componentes pueden reducirse en la misma o diferentes cantidades como aquellas del poliisocianato que incluyen aquellos descritos en lo anterior y en lo siguiente.

La superficie (S) sobre la cual la mezcla se rocía puede ser cualquier superficie aunque típicamente es una superficie de una estructura residencial o comercial o edificio, tal como una casa familiar simple o múltiple, una casa modular, o un negocio, que típicamente tiene al menos tres paredes, un piso, y una azotea. Más típicamente, la superficie (S) es una pared, piso, o techo del edificio. En una modalidad, la superficie (S) es una pared del edificio y la mezcla se rocía sobre la pared del edificio en el sitio, es decir, en la ubicación de la construcción. En otra modalidad, la superficie (S) es una pared de un edificio aunque la mezcla se rocía sobre la pared antes de que la pared se instale en el edificio, es decir, fuera de sitio de la ubicación de construcción. La superficie (S) sobre la cual la mezcla se rocía puede ser, pero no se limita a, ladrillo, hormigón, manipostería, pared seca, placa de yeso, yeso, metal, piedra, madera, plástico, un compuesto polimérico, o combinaciones de los mismos. También se contempla que la superficie (S) sobre la cual la mezcla se rocía puede ser una superficie de un vehículo o componente de máquina.

El método incluye las etapas de proporcionar el poliisocianato y proporcionar la composición de resina. En otras palabras, ambos del poliisocianato y la composición de resina se suministran para uso en el método. Típicamente, el poliisocianato y la composición de resina se formulan fuera de sitio y después se suministran a un área en donde se utilizan. En una modalidad, el método incluye la etapa de calentar el poliisocianato y la composición de resina a una temperatura desde 21.11°C hasta 35.00°C (70°F hasta 95°F) y más preferiblemente a una temperatura desde 26.66°C hasta 29.44°C (80°F hasta 85°F). En otra modalidad, el método incluye la etapa de calentar el poliisocianato y la composición de resina a una temperatura de alrededor de 26.66°C (80°F). Sin intentar estar unido por ninguna teoría particular, se cree que esta temperatura promueve la facilidad de flujo del poliisocianato y la composición de resina en un sistema de aspersión de poliuretano descrito en mayor detalle en lo siguiente.

Como se introduce primero en lo anterior, el poliisocianato y la composición de resina reaccionan para formar una espuma de poliuretano en la superficie (S) . La espuma de poliuretano puede ser rígida (es decir, tiene una relación de resistencia a la compresión a resistencia a la tracción de 0.5:1 o mayor y un alargamiento de 10 por ciento o menos) y puede tener un contenido de celda cerrada de al menos 90 por ciento. En una modalidad alternativa, la espuma de poliuretano tiene un contenido de celda cerrada de al menos 95 por ciento. Sin embargo, también se contempla que la espuma de poliuretano puede ser flexible y/o puede definirse además como una espuma de celda abierta. La espuma de poliuretano puede utilizarse para cualquier propósito que incluye, pero no se limita a, aislamiento, sonorización, amortiguación de vibración, y combinaciones de los mismos. Más típicamente, la espuma de poliuretano se utiliza como aislamiento. En una modalidad, la espuma de poliuretano se utiliza como un refuerzo estructural en casas modulares para reducir la fisuracion de la pared seca durante el transporte de las casas modulares a un sitio de la casa. La espuma de poliuretano puede endurecer superficies tales como las paredes de las casas modulares para minimizar el balanceo y el par de torsión durante el transporte.

El poliisocianato de esta descripción puede ser un isocianato simple o puede incluir una mezcla de isocianatos. Típicamente, el poliisocianato se selecciona de, pero no se limita a, el grupo de isocianatos alifáticos, isocianatos cicloalifáticos, isocianatos aralifáticos, isocianatos multivalentes aromáticos, y combinaciones de los mismos. Ejemplos no limitantes particularmente adecuados del poliisocianato incluyen diisocianatos de alquileno que tienen 4 a 12 carbonos en un radical alquileno tal como diisocianato de 1, 12-dodecano, diisocianato de 2-etil-l, 4-tetrametileno, diisocianato de 2-metil-l , 5-pentametileno, diisocianato de 1, 4-tetrametileno y diisocianato de 1 , 6-hexametileno, diisocianatos cicloalifáticos tales como diisocianato de 1,3- y 1 , 4-ciclohexano, l-isocianato-3 , 3 , 5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (diisocianato de isoforona) , diisocianato de 2,4- y 2 , 6-hexahidrotolueno, diisocianato de 2 , 4 ' -diciclohexilmetano, mezclas de diisocianato de 4,4'- y 2 , 4 ' -difenilmetano y poliisocianatos de polifenilenpolimetileno ( DI polimérico) , diisocianato de m-fenileno, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de hexametileno, diisocianato de tetrametileno, ciclohexan-1 , 4-diisocianato, diisocianato de hexahidrotolueno, naftalen-1 , 5-diisocianato, 1-metoxifenil- 2 , 4-diisocianato, diisocianato de 4 , ' -difenilmetano, diisocianato de 4 , 4 ' -bifenileno, diisocianato de 3, 3' -dimetoxi-4, 4' -bifenilo, diisocianato de 3, 3' -dimetil-4 , 4 ' -bifenilo y 3 , 3' -dimetildifenilmetant- , 4 ' -diisocianato, triisocianato de 4 , 4 4"-trifenilmetano, 2, , 6-triisocianato de tolueno; 4, 4' -dimetildifenilmetano-2 , 2' , 5, 5' -tetraisocianato, polifenilen poliisocianato de polimetileno, isómeros de los mismos, y combinaciones de los mismos. En una modalidad, el poliisocianato se define además como difenil diisocianato de metileno (MDI).

En una modalidad alternativa, el poliisocianato se define además como un isocianato multivalente modificado. Como se conoce en la técnica, los isocianatos multivalentes modificados se forman típicamente a través de las reacciones químicas parciales de diisocianatos orgánicos y/o poliisocianatos . Ejemplos no limitantes particularmente adecuados de isocianatos multivalentes modificados incluyen diisocianatos y/o poliisocianatos que tiene grupos éster, grupos urea, grupos biuret, grupos alofanato, grupos carbodiimida, grupos isocianurato, y/o grupos uretano. El poliisocianato puede incluir, pero no se limita a, uno o más grupos uretano y típicamente tiene un contenido de NCO desde 15 hasta 33.6 o desde 21 hasta 32, por ciento en peso, basado en un peso total del poliisocianato. Desde luego, se entenderá que el poliisocianato no se limita a un contenido de NCO. Los grupos uretano del poliisocianato pueden formarse a través de la reacción del poliisocianato base, como se describe en lo anterior, con dioles de bajo peso molecular, trioles, dialquilenglicoles, trialquilenglicoles , polioxialquilenglicoles con un peso molecular promedio en número de hasta 1500 g/mol, dietílenglicol, dipropilenglicol, polioxietilenglicol, polioxipropilenglicol, polioxietilenglicol , polioxipropilenglicol, y/o polioxipropilenpolioxietilenglicoles o -trioles, y combinaciones de los mismos. El poliisocianato también puede incluir uno o más prepolímeros que incluye grupos isocianato que tienen típicamente un contenido de NCO de 9 a 25 y más típicamente desde 14 hasta 21, por ciento en peso basado en un peso total del prepolímero. Alternativamente, el poliisocianato puede definirse además como un poliisocianato liquido que incluye uno o más grupos carbodiimida que tiene un contenido de NCO desde 15 hasta 33.6 o desde 21 hasta 32, por ciento en peso basado en un peso total del poliisocianato . Los poliisocianatos sin purificar también pueden utilizarse en las composiciones de la presente descripción, tal como diisocianato de tolueno sin purificar obtenido por la fosgenacion de una mezcla de toluendiaminas o isocianato de difenilmetano sin purificar obtenido por la fosgenacion de isocianato sin purificar como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 3,215,652, la descripción de la cual se dirige a la fosgenacion se incorpora expresamente en la presente para referencia. En una modalidad, el poliisocianato puede ser cualquiera de aquellos descritos en la Patente de los Estados Unidos No. 6,534,556, la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación a los poliisocianatos.

Con referencia ahora a la composición de resina, la composición de resina tiene un contenido de hidroxilo de al menos 400 mg KOH/g. En una modalidad, la composición de resina tiene un contenido de hidroxilo desde 400 hasta 550 mg KOH/g. La composición de resina también tiene típicamente una viscosidad de menos de 0.50 kg/ (m-s) (500 centipoises) , y más típicamente desde 0.40 hasta 0.50 kg/(m-s) (400 hasta 500 centipoises), medidos a 25°C. Utilizando un Viscómetro Brookfield. Alternativamente, la composición de resina puede ser como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 6,534,556, la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación a la composición de resina.

La composición de resina incluye un (i) agente de soplado que es un líquido bajo una presión mayor que presión atmosférica. En una modalidad, el (i) agente de soplado se selecciona del grupo que consiste de hidrocarbonos de C2 a C7 no halogenados volátiles, hidrofluorocarbonos, y mezclas de los mismos. En otra modalidad, el (i) agente de soplado es un agente de soplado físicamente activo, tal como un hidrofluorocarbono de C1-C4 que tiene un punto de ebullición de 26°C o menos. Como se conoce en la técnica, los agentes de soplado físicamente activos típicamente ebullen a una temperatura de espumacion exotérmica o menos, más típicamente a 50°C o menos. Ejemplos de agentes de soplado físicamente activos de manera particular adecuados incluyen, pero no se limitan a, hidrocarbonos no halogenados volátiles que tienen de dos a siete átomos de carbono tal como alcanos, alquenos, cicloalcanos que tiene hasta 6 átomos de carbono, dialquiléter, cicloalquilenéteres y cetonas, e hidrofluorocarbonos (HFC) .

El (i) agente de soplado puede tener un potencial de agotamiento de ozono de cero. En otras modalidades, el (i) agente de soplado tiene un potencial de agotamiento de ozono de menos de 1.1, menos de 1, menos de 0.8, menos de 0.6, menos de 0.1, o desde 0.01 hasta 0.1. Como se conoce en la técnica, la terminología "potencial de agotamiento de ozono" se define como una relación de un impacto sobre el ozono de un primer químico comparado con un impacto sobre el ozono de una masa similar de triclorofluorometano (R-ll/CFC-11) . En otras palabras, el potencial de agotamiento de ozono es una relación de pérdida global de ozono debido a un químico dado a una pérdida global de ozono debido a CFC-11 de la misma masa .

En aún otras modalidades, el (i) agente de soplado se define además como, pero no se limita a, un hidrocarburo no halogenado volátil tal como un alcano lineal o uno ramificado tal como butano, isobutano, 2 , 3-dimetilbutano, n-e isopentanos, n- e isohexanos, n- e isoheptanos, n- e isooctanos, n- e isononanos, n- e isodecanos, n- e isoundecanos, y n- e isodedecanos, alquenos tal como 1-penteno, 2-metilbuteno, 3-metilbuteno, y 1-hexeno, cicloalcanos tales como ciclobutano, ciclopentano, y ciclohexano, éteres lineales y/o cíclicos tales como dimetiléter, dietiléter, metiletiléte , vinilmetiléter, viniletiléter, diviniléter, tetrahidrofurano y furano, cetonas tal como acetona, metiletilcetona y ciclopentanona, isómeros de los mismos, y combinaciones de los mismos.

En otra modalidad, el (i) agente de soplado se define además como un hidrofluorocarbono tal como difluorometano (HFC-32), 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC-134a) , 1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano (HFC-134), 1 , 1-difluoroetano (HFC-152a), 1 , 2-difluoroetano (HFC-142) , trifluorometano, heptafluoropropano (R-227a) , hexafluoropropano (R-136) , 1, 1, 1-trifluoroetano, 1, 1, 2-trifluoroetano, fluoroetano (R-161) , 1, 1, 1, 2, 2-pentafluoropropano, pentafluoropropileno (R-2125a) , 1, 1, 1, 3-tetrafluoropropano, tetrafluoropropileno (R-2134a), difluoropropileno (R-2152b), 1,1,2,3,3-pentafluoropropano, 1 , 1 , 1 , 3 , 3-pentafluoro-n-butano, y 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoropentano (245fa) , isómeros de los mismos, y combinaciones de los mismos. En una modalidad alternativa, el (i) agente de soplado se define además como 1 , 1 , 1 , 2-tetrafluoroetano (HFC-134a), también conocido como R-134a. HFC-134a tiene un punto de ebullición de 247 K (-26°C a 760 mm/Hg) y se vaporiza fácilmente a presión atmosférica. Alternativamente, el (i) agente de soplado puede ser como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 6,534,556, la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación a los agentes de soplado. Típicamente, el (i) agente de soplado se encuentra presente en una cantidad desde 2 hasta 20, más típicamente en una cantidad desde 5 hasta 15, y más típicamente en una cantidad desde 7 hasta 10 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de resina. Sin embargo, la cantidad del (i) agente de soplado utilizada típicamente depende de una densidad deseada de la espuma de poliuretano y solubilidad del (i) agente de soplado en la composición de resina. Es deseable minimizar las cantidades del (i) agente de soplado utilizado para reducir costos.

Además del (i) agente de soplado, la composición de resina también incluye un (ii) primer poliol. El primer poliol se selecciona del grupo de un poliol Mannich, un poliol autocatalitico, y combinaciones de los mismos. Como se conoce en la técnica, polioles autocataliticos típicamente incluyen uno o más grupos de nitrógeno terciario (por ejemplo, grupos amina) y típicamente requiere menos nivelación con los grupos hidroxilo primarios para lograr el rendimiento adecuado. Ejemplos no limitantes adecuados del poliol autocatalitico incluyen Pluracol® SG 360, Pluracol® P824, Pluracol® P736, Pluracol® P922, Pluracol® P1016, y combinaciones de los mismos. Cada uno de estos polioles autocataliticos se encuentra comercialmente disponible de BASF Corporation. Desde luego, el poliol autocatalitico no se limita a aquellos descritos en lo anterior y puede ser cualquiera conocido en la técnica. En una modalidad, el poliol autocatalitico es como se define en la Patente de los Estados Unidos No. 6,924,321, la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación a esta modalidad. En una modalidad, ningún otro catalizador se utiliza junto con el poliol autocatalitico. Sin embargo, uno o más catalizadores pueden utilizarse como se selecciona por alguien con experiencia en la técnica.

El poliol Mannich puede ser cualquiera conocido en la técnica aunque típicamente tiene una viscosidad de al menos 4.00 kg/(m-s) (4,000 centipoises) a 25°C. El poliol Mannich se forma típicamente mediante alcoxilacion de un compuesto de Mannich (por ejemplo, un producto de condensación de fenol o un fenol sustituido (por ejemplo, nonilfenol) , formaldehído, y una alcanolamina, tal como dietanolamina ) . Como se conoce en la técnica, esta alcoxilacion puede incluir pre-mezclar el fenol con la dietanolamina y después agregar formaldehído a una temperatura por debajo de una temperatura de formación de Novolac. Típicamente, después de que el formaldehído reacciona, el agua se desprende para proporcionar un producto de reacción de Mannich sin purificar. El producto de reacción de Mannich puede entonces alcoxilarse con un óxido de alquileno tal como óxido de propileno, óxido de etileno, o combinaciones de los mismos. El óxido de alquileno típicamente incluye desde 80% en peso hasta alrededor de 100% en peso óxido de propileno y menos de alrededor de 20% en peso óxido de etileno. La alcoxilacion de los productos de reacción de Mannich se describen en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 3,297,597 y 4,137,265, las descripciones de las cuales se incorporan expresamente en la presente para referencia. En una modalidad, el poliol Mannich es como se define en la Patente de los Estados Unidos No. 6,495,722, la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación a esta modalidad. Típicamente, los polioles Mannich tienen al menos un nitrógeno que contiene la porción (por ejemplo, -N (CH2 ) 4 (OH) 2) enlazada simplemente a una porción de CH2.

Más específicamente, alcoxilación de producto de reacción de Mannich se lleva a cabo típicamente al introducir el óxido de propileno al producto de reacción de Mannich bajo presión. El catalizado no agregado es típicamente necesario desde los átomos de nitrógeno básico en el producto de reacción que proporciona alcoxilación catalítica suficiente. Típicamente, la alcoxilación procede a temperaturas desde 30°C hasta 200°C, y más típicamente a temperaturas desde 90°C hasta 120°C. En estas temperaturas, los grupos hidroxilo fenólicos y los grupos hidróxilo alcanolamino reaccionan para formar grupos hidroxipropilo . Cualesquier compuestos sin reaccionar o parcialmente reaccionado típicamente se remueve del (ii) primer poliol. En una modalidad, el poliol Mannich es como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 6,534,556, el cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación a los polioles Mannich. En otra modalidad, el poliol Mannich incluye un poliol amino aromático que tiene un contenido amino de al menos 2.8 meq/g.

Típicamente, el poliol Mannich se encuentra presente en una cantidad desde 10 hasta 60, más típicamente en una cantidad desde 20 hasta 50, y más típicamente en una cantidad desde 20 hasta 40 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de resina.

Además, la composición de resina incluye (iii) al menos un poliol adicional distinto del (ii) primer poliol. El (iii) poliol adicional puede ser cualquiera conocido en la técnica y tiene al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con isocianato. El (iii) poliol adicional típicamente tiene un número de hidroxilo promedio desde 150 hasta 800 mg de KOH/g, pero no se limita a tal valor. Ejemplos no limitantes adecuados del (iii) poliol adicional incluyen politioéter polioles, amidas poliéster y poliacetales que contienen grupos hidroxilo, policarbonatos alifáticos que incluyen grupos hidroxilo, poliéteres polioxialquileno amina terminados, poliéster polioles, polioxialquilen poliéter polioles, y combinaciones de los mismos.

Los poliéster polioles pueden incluir hasta alrededor de 40 por ciento en peso de glicol libre y pueden definirse además como e-caprolactona o como ácidos hidroxicarboxílieos , por ejemplo, ácido ?-hidroxicaproico . El poliéster poliol puede formarse de ácidos dicarboxílicos orgánicos que tienen 2 a 12 átomos de carbono, ácidos dicarboxílicos alifáticos que tienen de 4 a 6 átomos de carbono, o alcoholes multivalentes, tal como dioles, que tiene de 2 a 12 átomos de carbono y de mayor preferencia de 2 a 6 átomos de carbono. Ejemplos no limitantes adecuados de ácidos dicarboxilicos incluyen ácido succinico, ácido glutárico, ácido adipico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido decandicarboxilico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, y combinaciones de los mismos. Alternativamente, los derivados de ácido dicarboxilico también pueden utilizarse y pueden incluir, por ejemplo, mono- o di-ésteres de ácido dicarboxilico de los alcoholes que tienen de 1 a 4 átomos de carbono, o anhídridos de ácido dicarboxilico. Las mezclas de ácido dicarboxilico de ácido succinico, ácido glutárico y ácido adipico en relaciones en peso de 20-35:35-50:20-32 partes en peso se prefieren. Ejemplos típicos de alcoholes divalentes y multivalentes que pueden utilizarse para formar el poliéster poliol incluyen etandiol, dietilenglicol, 1,2- y 1, 3-propandiol, dipropilenglicol, 1, 4-butandiol, 1 , 5-pentandiol , 1, 6-hexandiol, 1, 10-decandiol, glicerina y trimetilolpropanos, tripropilenglicol, tetraetilenglicol, tetrapropilenglicol , tetrametilenglicol, 1, 4-ciclohexan-dimetanol, etandiol, dietilenglicol, 1 , -butandiol , 1, 5-pentandiol, 1, 6-hexandiol, y combinaciones de los mismos.

El poliéster poliol puede formarse por policondensación/esterificación de ácidos policarboxilicos orgánicos, por ejemplo, ácidos policarboxilicos aromáticos o alifáticos y/o derivados de los mismos, y alcoholes multivalentes en la ausencia de catalizadores o en una atmósfera inerte tal como nitrógeno, dióxido de carbono, o un gas noble. Típicamente, el poliéster poliol se forma a temperaturas desde 150°C hasta 250°C y más típicamente a temperaturas desde 180°C hasta 220°C. La reacción puede llevarse a cabo como un proceso de lote o como un proceso continuo y puede incluir un catalizador que incluye hierro, cadmio, cobalto, plomo, zinc, antimonio, magnesio, titanio y/o estaño. Para producir los poliéster polioles, los ácidos policarboxilicos orgánicos y alcoholes multivalentes se condensan de preferencia en una relación molar de 1:1-1.8 y más preferiblemente en una relación molar de 1:1.05-1.2.

Alternativamente, los poliéster polioles aromáticos pueden formarse utilizando subproductos de éster de la fabricación de tereftalato de dimetilo, tereftalatos de polialquileno, anhídrido itálico, residuos de la fabricación de ácido itálico o anhídrido itálico, ácido tereftálico, residuos de la fabricación de ácido tereftálico, ácido isoftálico, anhídrido trimelítico, y combinaciones de los mismos .

Los poliéter polioles pueden formarse por polimerización aniónica con hidróxidos álcali tales como hidróxido de sodio o hidróxido de potasio o alcoholatos álcali, tales como metilato de sodio, etilato de sodio, o etilato de potasio o isopropilato de potasio como catalizadores y con la adición de al menos una molécula iniciadora de preferencia que incluye de 2 a 8 y más preferiblemente de 3 a 8, átomos de hidrógeno reactivos. Alternativamente, polimerización catiónica con ácidos de Lewis tal como pentacloruro de antimonio y trifluoruro eterato de boro pueden utilizarse. Los poliéter polioles puede prepararse a partir de cualesquier iniciadores conocidos en la técnica que incluyen, pero no se limita a, etilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, trimetilenglicol , 1, 2-butandiol, 1, 5-pentandiol, 1, 6-hexandiol, 1 , 7-heptandiol , hidroquinona, resorcinol glicerol, glicerina, 1, 1, 1-trimetilol-propano, 1 , 1 , 1-trimetiloletano, pentaeritritol , 1, 2, 6-hexantriol, glucósido de a-metilo, sacarosa, sorbitol, 2, 2-bis (4-hidroxifenil) -propano, tetrahidrofurano y mezclas de óxido de alquileno tetrahidrofurano, epihalohidrinas tales como epiclorohidrina, y combinaciones de los mismos. Estos iniciadores pueden reaccionar con cualquier óxido de alquileno adecuado tal como óxido de 1, 3-propileno, óxido de 1,2- y 2 , 3-butileno, óxidos de amileno, óxido de estireno, óxido de etileno, óxido de 1 , 2-propileno, y combinaciones de los mismos.

Ejemplos no limitantes de poliéter polioles que pueden incluirse en la composición de resina incluyen polioxietilenglicol, polioxipropilenglicol , polioxibutilenglicol, politetrametilenglicol, copolimeros de bloque, polioxipropilenglicol, polioxietilenglicol, poli-1,2-oxibutilenglicol, polioxietilenglicol, poli-1,4-tetrametilenglicol, polioxietilenglicol, glicoles de copolimero preparados a partir de mezclas o adición secuencial de dos o más óxidos de alquileno, y combinaciones de los mismos. Los poliéter polioles particularmente preferidos incluyen, pero no se limitan a, poliol Voranol® 370, un poliéter poliol a base de sacarosa que tiene un número hidroxilo de aproximadamente 370 y comercialmente disponible de Dow Chemical, poliéter tetroles Pluracol® 450 y 550 que tienen números hidroxilo aproximadamente 560 y 450, respectiva y comercialmente disponibles de BASF Corporation, LHT-240 un poliéter triol que tiene un número hidroxilo de aproximadamente 270 y comercialmente disponibles de AC West Virginia Polyol Company.

En una modalidad, el (iii) poliol adicional se forma a partir de condensación de un iniciador de amina y un óxido de alquileno. Los iniciadores de amina adecuados incluyen, pero no se limitan a, anilina, N-alquilfenilendiaminas , 2, 4' -2, 2', y 4 , ' -metilendianilina, 2, 6- o 2, 4-toluendiamina, toluendiaminas vecinales, o-cloro-anilina, p-aminoanilina, 1 , 5-diaminonaftaleno, metilendianilina, productos de condensación de anilina y formaldehído, diaminotoluenos isoméricos, aminas alifáticas tales como mono-, di-, y trialcanolaminas , etilendiamina, propilendiamina, dietilentriamina, metilamina, etanolamina, dietanolamina, N-metil- y N-etiletanolamina, N-metil- y N-etildietanolamina, trietanolamina, triisopropanolamina, 1 , 3-diaminopropano, 1 , 3-diaminobutano, 1, 4-diaminobutano, y combinaciones de los mismos. Alternativamente, el (iii) poliol adicional puede formarse a partir de la condensación de un iniciador tiol y un óxido de alquileno. El iniciador tiol puede incluir, pero no se limita a, un producto de condensación de tiodiglicol, un producto de reacción de un ácido dicarboxilico y un tioéter glicol, alcantioles que incluye al menos dos grupos -SH tales como 1 , 2-etanditiol , 1, 2-propanditiol, 1, 2-propanditiol, y 1, 6-hexanditiol, alquentioles tales como 2-buten-l , 4-ditiol, alquintioles tales como 3-hexin-l, 6-ditiol, y combinaciones de los mismos. Alternativamente, el (iii) poliol adicional puede incluir funcionalmente amida de poliéster. En una modalidad, un poliacetal se condensa con un óxido de alquileno. Aún más, el (iii) poliol adicional puede ser cualquiera de los polioles adicionales descritos en la Patente de los Estados Unidos No. 6,534,556, la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación a estos polioles adicionales.

También se entenderá que el (iii) poliol adicional puede definirse además como un poliol simple o como dos o más polioles que se combinan juntos. En otras palabras, más de un poliol adicional puede incluirse en la composición de resina. En varias modalidades, dos, tres, cuatro, y cinco poliol adicionales se incluyen en la composición de resina.

El (iii) poliol adicional se encuentra presente típicamente en una cantidad desde 10 hasta 60, más típicamente en una cantidad desde 20 hasta 50, y más típicamente en una cantidad desde 20 hasta 40 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de resina. En una modalidad, el (iii) poliol adicional se define además como un poliéter poliol iniciado con sacarosa que se encuentra presente en una cantidad de menos de o igual a alrededor de 20 por ciento en peso basado en un peso total de la composición de resina. En otra modalidad, el (iii) poliol adicional se define además como un poliéter tetrol que se encuentra presente en una cantidad de menos de o igual a alrededor de 20 por ciento en peso basado en un peso total de la composición de resina. En una modalidad adicional, el (iii) poliol adicional se define además como un poliéter triol que se encuentra presente en una cantidad de menos de o igual a alrededor de 30 por ciento en peso basado en un peso total de la composición de resina.

La composición de resina también puede incluir adicionalmente (iv) un catalizador. El (iv) catalizador puede incluir uno o más catalizadores y típicamente incluye una combinación de catalizadores. En una modalidad, el (iv) catalizador incluye un catalizador de curado de poliuretano. Típicamente, los catalizadores de curado de poliuretano aceleran una reacción del poliisocianato y el primer poliol y/o el (iii) poliol adicional. Los catalizadores de curado de poliuretano también pueden acortar el tiempo de adherencia, promover la resistencia en verde y minimizar la contracción de la espuma. Los catalizadores de curado de poliuretano adecuados incluyen, pero no se limitan a, catalizadores organometálicos, tales como catalizadores de organo-plomo, catalizadores de estaño, titanio, cobre, mercurio, cobalto, níquel, hierro, vanadio, antimonio y manganeso, y combinaciones de los mismos. El catalizador de curado de poliuretano puede definirse además como una mezcla de octoato de plomo y naftanato de plomo. En una modalidad, el (iv) catalizador es sustancialmente libre de plomo y típicamente incluye menos de 0.1, más típicamente de menos de 0.01, y más típicamente de menos de 0.001 partes en peso de plomo por 100 partes en peso del (iv) catalizador. En otra modalidad, el (iv) catalizador está libre de plomo. En una modalidad, el (iv) catalizador incluye octanoato de plomo que está presente en una cantidad desde 0.3 a 0.9 por ciento en peso basado en un peso total de la composición de resina. En una modalidad adicional, el (iv) catalizador es como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 6,534,556, la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación a estos catalizadores.

Los catalizadores de curado de poliuretano adecuados incluyen, pero no se limitan a, aminas terciarias tales como trietilamina, 3-metoxipropildimetilamina, trietilendiamina, tributilamina, dimetilciclohexilamina, dimetilbencilamina, N-metil-, N-etil- y N-ciclohexilmorfolina, N, N, N' , N' -tetrametiletilendiamina, N, , N' , ' -tetrametilbutandiamina o -hexandiamina, N, N, N' -trimetilisopropilpropilendiamina, pentametildietilentriamina, tetrametildiaminoetiléter, bis (-dimetilaminopropil) urea, dimetilpiperazina, l-metil-4-dimetilaminoetilpiperazina, 1, 2-dimetilimidazol, 1-azabicilo [3.3.0] octano y de preferencia 1, 4-diazabicilo f 2.2.2] octano, y compuestos de alcanolamina, tal como trietanolamina, triisopropanolamina, N-metil- y N-etildietanolamina dimetiletanolamina, y combinaciones de los mismos.

Además de los catalizadores de curado de poliuretano, el (iv) catalizador también puede incluir un catalizador de soplado que promueve una reacción del (i) agente de soplado. El catalizador de soplado puede incluir éteres de amina terciaria tales como N, N, , "-tetrametil- 2, 2' -diaminodietil éter, 2-dimetilaminoetil-l, 3-dimetilaminopropil éter, , N-dimorfolinoetil éter, y combinaciones de los mismos. El catalizador de soplado puede utilizarse puro o disuelto en un portador tal como un glicol. En varias modalidades, el catalizador de soplado se define además como pentametildietilentriamina y/o polioxipropilendiamina y se encuentra presente en una cantidad desde 0.01 hasta 3.0 por ciento en peso basado en un peso total de la composición de resina.

Además del (iv) catalizador, la composición de resina también puede incluir opcionalmente un (v) tensioactivo . El (v) tensioactivo típicamente suporta la homogenización del (i) agente de soplado, (ii) primer poliol y (iii) poliol adicional y regula una estructura celular de la espuma de poliuretano. Ejemplos no limitantes de (v) tensioactivos adecuados incluyen sales de ácidos sulfónicos, por ejemplo, metal alcalino y/o sales de amonio de ácido oleico, ácido esteárico, ácido dodecilbencen- o dinaftilmetan-disulfónico, y ácido ricinoleico, estabilizadores de espuma tales como copolímeros de siloxanoxialquileno y otros organopolisiloxanos , alquilfenoles oxietilados, alcoholes grasos oxietilados, aceites de parafina, ésteres de aceite de ricino, ásteres de ácido ricinoleico, aceite de rojo de Turquía y aceite de cacahuate, y reguladores celulares, tales como parafinas, alcoholes grasos, y dimetilpolisiloxanos . En una modalidad, el (v) tensioactivo es un tensioactivo sin silicona. En otras palabras, en esta modalidad, el (v) tensioactivo está libre de silicona. Un tensioactivo sin silicona particularmente adecuado es LK-443 comercialmente disponibles de Air Products Corporation. El (v) tensioactivo puede incluirse en la composición de resina en una cantidad desde 0.001 hasta 5 por ciento en peso. Sin embargo, estas cantidades no se pretende que limiten esta descripción.

La composición de resina también puede incluir adicionalmente (vi) agua. El agua puede ser de cualquier pureza incluyendo de la llave, pozo, desionizada, destilada, y similares. Típicamente, el agua se encuentra presente en una cantidad minimizada. Por ejemplo, en varias modalidades en donde se utiliza agua, el agua se encuentra presente en cantidades desde 0.1 hasta 10, más típicamente desde 0.1 hasta 5, y más típicamente desde 1 hasta 3, partes en peso de agua por 100 partes en peso de la composición. El agua puede incluirse como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 6,534,556, la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación al agua. En una modalidad, el agua se utiliza como un agente de soplado.

Además, la composición de resina puede incluir opcionalmente un (vii) aditivo o una pluralidad de aditivos. El aditivo puede seleccionarse del grupo de extendedores de cadena, agentes anti-espumantes , aditivos de procesamiento, terminadores de cadena, solventes, agentes tensioactivos, promotores de adhesión, pirorretardantes, antioxidantes, tintes, estabilizadores de luz ultravioleta, cargas, agentes tixotrópicos, estabilizadores, fungicidas, pigmentos, colorantes, agentes bacteriostáticos , y combinaciones de los mismos. En varias modalidades, el (vi) aditivo es un pirorretardante o una mezcla de pirorretardantes. Ejemplos de pirorretardantes adecuados incluyen, pero no se limitan a, tricresilfosfato, tris (2-cloroetil) fosfato, tris (2-cloropropil ) fosfato, tris (2, 3-dibromopropil ) fosfato, rojo fosforoso, hidrato de óxido de aluminio, trióxido de antimonio, óxido de arsénico, polifosfato de amonio (Exolit®) y sulfato de calcio, trióxido de molibdeno, molibdato de amonio, fosfato de amonio, pentabromodifenilóxido, 2, 3-dibromopropanol, hexabromociclododecano, dibromoetildibromociclohexano, grafito expandible o derivados de ácido cianúrico, melamina, almidón de maíz, y combinaciones de los mismos. La composición de resina típicamente incluye de 2 a 40, y más típicamente de 5 a 20, partes en peso del aditivo por 100 partes en peso de la composición de resina. El aditivo puede ser como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 6,534,556, la cual se incorpora expresamente en la presente para referencia en relación al aditivo.

En una modalidad, la química de la reacción entre un isocianato (típicamente MDI) y una resina (que comprende un poliol, por ejemplo, 50 a 60% en peso para espumas de celda cerrada o 30 a 50% en peso para espumas de celda abierta) influencia uno o más parámetros del sistema y/o método de esta descripción. Por ejemplo, para formar una espuma de celda cerrada, un agente de soplado se utiliza típicamente para obtener una densidad deseada que puede ser de alrededor de 30.44 a alrededor de 40.05 kg/m3 (1.9 a alrededor de 2.5 libras por pie cúbico). El agente de soplado puede volatilizarse en un gas debido al calor de la reacción. Para algunas espumas de celda cerrada, la reacción dominante es típicamente entre el isocianato y el poliol. Puede existir otra reacción entre las moléculas de agua y el isocianato. Para formar una espuma de celda abierta, las reacciones tienden a ser más equilibradas. Una reacción entre agua y un isocianato puede ser más prevalente en la formación de espuma de celda abiertas que en espuma de celda cerrada. Estas reacciones pueden ocurrir en una relación en volumen de uno a uno entre el isocianato y el poliol. En una modalidad, una resina típica utilizada para formar las espumas de celda cerrada incluye uno o más poliéster polioles y uno o más poliéter polioles.

En varias modalidades, uno o más de los siguientes componentes puede utilizarse para formar, por ejemplo, espumas de celda abierta y/o cerrada para aislamiento, techado, etc: Con referencia de nuevo al método, el método también incluye la etapa de combinar la composición de resina con el poliisocianato en la ausencia de otros agentes de soplado para formar la mezcla. Típicamente, con la combinación, la mezcla se define además como una "mezcla de formación de espuma" debido a que el (i) agente de soplado se vaporiza espontáneamente cuando se expone a presión atmosférica el poliisocianato y la composición de resina se combinan y se procesan. En otras palabras, el (i) agente de soplado actúa como un agente de formación de espuma para espumar la mezcla sobre una superficie de un sustrato sobre el cual se aplica la mezcla.

El poliisocianato y la composición de resina pueden combinarse por cualquier medio conocido en la técnica para formar la mezcla, por ejemplo, en un dosificador. Típicamente, la etapa de combinar se produce en un aparato de mezclado tal como un mezclador estático, cámara de mezclado por choque, o una bomba de mezclado. En una modalidad, la etapa de mezclar se presenta en un tubo de mezclado estático. Alternativamente, el poliisocianato y la composición de resina pueden combinarse en una tobera de aspersión (20) , siempre y cuando la mezcla se rocíe de acuerdo con esta descripción. El poliisocianato y la composición de resina se combinan típicamente en un índice de isocianato desde alrededor de 100 a 140, más típicamente de 100 a 130, incluso más típicamente de 110 a 120, y más típicamente de 110 a 115.

En una modalidad, el poliisocianato y la composición de resina se combinan para formar la mezcla en la ausencia de agentes de soplado que no tienen el (i) agente de soplado descrito en lo anterior. En aún otra modalidad, el (i) agente de soplado se agrega a la composición de resina cuando la composición de resina se combina con el poliisocianato.

En otra modalidad, el poliisocianato y la composición de resina se combinan con una corriente de aire que tiene típicamente una presión desde 0.070 hasta 0.351 kg/cm2 (1 hasta 5 psi) , más típicamente desde 0.140 hasta 0.281 kg/cm2 (2 hasta 4 psi), y más típicamente de alrededor de 0.210 kg/cm2 (3 psi). En esta modalidad, el aire no está funcionando como un agente de soplado y en su lugar funciona como un agente de mezclado. Se contempla que el poliisocianato puede combinarse con la corriente de aire antes de combinarse con la composición de resina. Alternativamente, la composición de resina puede combinarse con la corriente de aire antes de combinarse con el poliisocianato. Además, el poliisocianato y la composición de resina pueden combinarse simultáneamente con la corriente de aire. La corriente de aire ayuda a mezclar y promover incluso el rociado y distribución de la mezcla, como se describe en mayor detalle en lo siguiente.

El método también incluye la etapa de rociar la mezcla sobre la superficie (S) para formar la espuma de poliuretano en la misma. Típicamente, la mezcla se rocía en un índice de aspersión desde 0.45 hasta 13.61 kg/min (1 a 30 lbs/min), de 2.27 a 11.34 kg/min (5 a 25 lbs/min) de 2.27 a 9.07 kg/min (5 a 20 lbs/min), de 2.27 a 4.54 kg/min (5 a 10 lbs/min), de 2.27 a 6.8 kg/min (5 a 15 lbs/min), de 6.8 a 9.07 kg/min (15 a 20 lbs/min), de 9.07 a 11.34 kg/min (20 a 25 lbs/min) , de 11.34 a 13.61 kg/min (25 a 30 lbs/min) , de 2.71 a 7.71 kg/min (6 a 17 lbs/min), o alrededor de 6.8 kg/min (15 lbs/min) . También, la mezcla se roció típicamente a una presión de menos de 17.57 kg/cm2 (250 psi) y más típicamente a una presión desde 16.17 a 16.87 kg/cm2 (230 hasta 240 psi) . Se contempla que la mezcla puede rociarse en cualquier índice o margen de índices dentro de los márgenes establecidos en lo anterior. Similarmente, se contempla que la mezcla puede rociarse a cualquier presión o margen de presiones dentro de los márgenes establecidos en lo anterior.

En el método, la mezcla se rocía con emisiones minimizadas desde la tobera (20) de aspersión. La tobera (20) de aspersión a través de la cual la mezcla se rocía es típicamente una tobera de abanico plano o una tobera de cono. La terminología "abanico plano" y "cono" se conoce bien por aquellos en la técnica del diseño de toberas. Las toberas de (20) aspersión útiles se encuentran comercialmente disponibles de Spraying Systems Co. de heaton, Illinois bajo los nombres comerciales VeeJet®, WashJet®, FloodJet®, FlatJet®, FullJet®, y FoamJet®. Las toberas (20) de aspersión particularmente útiles incluyen las tobera de abanico plano VeeJet® y las toberas de cono WashJet®. Las FIGURAS 1-5 ilustran toberas de abanico plano particularmente útiles mientras las FIGURAS 6 y 7 ilustran tobera de conos particularmente útiles. Desde luego, la presente descripción no se limita al uso de estas toberas (20) de aspersión particulares y pueden utilizar cualesquier toberas de cono o de abanico plano conocidas en la técnica o cualquier otro tipo de toberas siempre y cuando la mezcla se rocié de acuerdo con esta descripción. La tobera (20) de aspersión puede formarse de cualquier material conocido en la técnica aunque se forma típicamente de latón, acero inoxidable, Kynar®, acero inoxidable endurecido, y/o cerámica.

La mezcla se rocía a través de la tobera (20) de aspersión en un ángulo de aspersión (a) que corresponde a un ángulo de aspersión control desde 15 hasta 125 grados medido a una presión desde 0.703 hasta 2.812 kg/cm2 (10 hasta 40 psi) utilizando agua como un estándar, como se ilustra en las FIGURAS 8 y 9. Dicho de otro modo, los ángulos de aspersión reales medidos cuando se rocía la presente mezcla a través de la tobera (20) de aspersión puede ser diferente de los márgenes de ángulo de aspersión de control descritos en la presente debido a la viscosidad de la mezcla cuando se compara con la viscosidad del estándar de agua. Como un ejemplo, la viscosidad de la mezcla puede ser mayor que la viscosidad del estándar de agua. Como tal, el ángulo de aspersión real que se emite desde la tobera (20) de aspersión cuando se rocía la mezcla puede ser diferente del ángulo de aspersión que puede producirse de otra forma si el agua se rocía a través de la misma tobera (20) de aspersión. Por consiguiente, el ángulo de aspersión control se refiere a un ángulo de aspersión que se logra cuando se rocía agua a través de la tobera (20) de aspersión a una presión desde 0.703 hasta 2.812 kg/cm2 (10 hasta 40 psi) .

En una modalidad, el ángulo de aspersión (a) se define además como que corresponde a un ángulo de aspersión control desde 15 hasta 120 grados cuando se mide a una presión de 2.812 kg/cm2 (40 psi) utilizando agua como un estándar. En esta modalidad, el patrón de aspersión plano típicamente tiene un ancho (W) de aspersión que corresponde con una ancho de aspersión control desde 5.08 a 76.2 centímetros (2 hasta 30 pulgadas) medida a una distancia (D) de alrededor de 25.4 centímetros (10 pulgadas) desde la tobera (20) de aspersión, como se muestra en la FIGURA 8a, también utilizando agua como un estándar. Dicho de otro modo, los anchos de aspersión reales medidos cuando se rocía la presente mezcla a través de la tobera (20) de aspersión puede ser diferente del ancho de aspersión control descrito en la presente debido a la viscosidad de la mezcla cuando se compara con la viscosidad del estándar de agua. Igual que en lo anterior, la viscosidad de la mezcla puede ser mayor que la viscosidad del estándar de agua. Como tal, el ancho de aspersión real que se emite desde la tobera (20) de aspersión cuando se rocía la mezcla puede ser diferente del ancho de aspersión que puede producirse de otra manera si el agua se rocía a través de la misma tobera (20) de aspersión. Por consiguiente, el ancho de aspersión control se refiere a un ancho de aspersión que se logra cuando se rocía agua a través de la tobera (20) de aspersión medida a una distancia (D) de alrededor de 25.4 centímetros (10 pulgadas) desde la tobera (20) de aspersión.

La mezcla puede rociarse en un patrón de aspersión plano que es sustancialmente plano. Se entenderá que la terminología "sustancialmente plano" se refiere a un patrón de aspersión que es plano, casi plano y/o que exhibe características asociadas con un elemento plano, sin que se restrinja necesariamente a este significado. Típicamente, las toberas (20) de aspersión distribuyen la mezcla como un abanico plano o tipo hoja de rocío. Como se conoce en la técnica del diseño de tobera, existen varios tipos diferentes de toberas (20) de aspersión planas que incluyen configuraciones axiales y de deflector. Típicamente, los ángulos de aspersión más estrechos producen corrientes de la mezcla a mayores presiones en la superficie (S) . En una modalidad, el patrón de aspersión plano tiene un patrón ahusado, como se conoce y define en la técnica. En otra modalidad, el patrón de aspersión plano tiene una distribución uniforme, como se conoce también y se define en la técnica. Típicamente, el patrón de aspersión plano que es sustancialmente plano es del tipo que se rocía a través de una tobera de aspersión plana.

En otras modalidades similares, el ángulo (a) de aspersión corresponde a un ángulo de aspersión control de 15, 25, 40, 50, 65, 80, 95, 110, o 120 grados cuando se mide a una presión de 2.812 kg/cm2 (40 psi) utilizando agua como un estándar. La terminología "patrón de aspersión plano" es bien reconocida por aquellos con experiencia en la técnica y se ilustra aproximadamente en la FIGURA 9a. Se contempla que la mezcla puede rociarse en cualquier ángulo de aspersión o dentro de cualesquier márgenes de ángulos de aspersión dentro de los márgenes establecidos en lo anterior.

Alternativamente, el ángulo (a) de aspersión puede definirse además como que corresponde a un ángulo de aspersión control desde el equivalente a 15 a 125 grados cuando se mide a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) en un patrón de aspersión cónico utilizando agua como un estándar. En una modalidad, la mezcla se rocía en un patrón de aspersión cónico que tiene un ancho (W) de aspersión que corresponde a un ancho de aspersión control desde 5.08 hasta 76.2 cm (2 hasta 30 pulgadas) medido a una distancia (D) de alrededor de 25.4 centímetros (10 pulgadas) desde la tobera (20) de aspersión, como se muestra en la FIGURA 8b, utilizando también agua como un estándar. En otras modalidades, el ángulo (a) de aspersión se define además como correspondiente a un ángulo de aspersión control desde 50 hasta 80 grados cuando se mide a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) utilizando agua como un estándar o correspondiente a un ángulo de aspersión control desde 120 hasta 125 grados cuando se mide a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) utilizando agua como un estándar, como se muestra en la FIGURA 9b. En otras modalidades similares, el ángulo (a) de aspersión se define además como correspondiente a un ángulo de aspersión control de alrededor de 60 o 70 grados cuando se mide a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) utilizando agua como un estándar. La terminología "patrón de aspersión cónico" se conoce por aquellos con experiencia en la técnica del diseño de tobera y se ilustra aproximadamente en la FIGURA 9b. Típicamente, los patrones de aspersión cónicos de la presente descripción son anillos huecos de la mezcla rociada desde la tobera (20) de aspersión. Se contempla que la mezcla puede rociarse en cualquier ángulo de aspersión o dentro de cualquier margen de ángulos de aspersión dentro de los márgenes establecidos en lo anterior.

En una modalidad, la presente mezcla se rocía con una tobera de aspersión que se encuentra comercialmente disponible de Spraying Systems Co. of Wheaton, Illinois que tiene un número de pieza de 5050. En esta modalidad, la tobera de aspersión se clasifica para flujo de 18.92 litros (5 galones) de agua por minuto de agua a 2.812 kg/cm2 (40 psi), produce un ángulo de aspersión control de aproximadamente 50°, produce un ángulo de aspersión de la presente mezcla de alrededor de 31°, y produce un ancho de aspersión de la presente mezcla de aproximadamente 43.18 centímetros (17 pulgadas) cuando se mide a una distancia (D) de alrededor de 76.2 centímetros (30 pulgadas) desde la tobera de aspersión. En otra modalidad, la presente mezcla se rocía con una tobera de aspersión que se encuentra comercialmente disponible de Spraying Systems Co que tiene un número de pieza de 5070. En esta modalidad, la tobera de aspersión se clasifica para el flujo de 18.92 litros (5 galones) de agua por minuto de agua a 2.812 kg/cm2 (40 psi), produce un ángulo de aspersión control de aproximadamente 70°, produce un ángulo de aspersión de la presente mezcla de alrededor de 35°, y produce un ancho de aspersión de la presente mezcla de aproximadamente 48.26 centímetros (19 pulgadas) cuando se mide a una distancia (D) de alrededor de 76.2 centímetros (30 pulgadas) desde la tobera de aspersión. En aún otra modalidad, la presente mezcla se rocía con una tobera de aspersión que se encuentra comercialmente disponible de Spraying Systems Co. que tiene un número de pieza de 5030. En esta modalidad, la tobera de aspersión se clasifica del flujo de 18.92 litros (5 galones) de agua por minuto de agua a 2.812 kg/cm2 (40 psi), produce un ángulo de aspersión control de aproximadamente 30°, produce un ángulo de aspersión de la presente mezcla de alrededor de 43°, y produce un ancho de aspersión de la presente mezcla de aproximadamente 60.96 centímetros (24 pulgadas) cuando se mide a una distancia (D) de alrededor de 76.2 centímetros (30 pulgadas) desde la tobera de aspersión. En aún otra modalidad, la presente mezcla se rocía con una tobera de aspersión que se encuentra comercialmente disponible de Spraying Systems Co. que tiene un número de pieza de 5015. En esta modalidad, la tobera de aspersión se clasifica por el flujo de 18.92 litros (5 galones) de agua por minuto de agua a 2.812 kg/cm2 (40 psi) , produce un ángulo de aspersión control de aproximadamente 15°, produce un ángulo de aspersión de la presente mezcla de alrededor de 47°, y produce un ancho de aspersión de la presente mezcla de aproximadamente 66.04 centímetros (26 pulgadas) cuando se mide a una distancia (D) de alrededor de 76.2 centímetros (30 pulgadas) desde la tobera de aspersión.

El patrón de aspersión producido por la tobera de aspersión, ya sea plana o cónica, no se limita a los anchos anteriores y puede tener diferentes anchos como se desea por alguien con experiencia en la técnica. Como primero se describe en lo anterior, los anchos de aspersión reales medidos cuando se rocía la presente mezcla a través de la tobera (20) de aspersión pueden ser diferentes de los anchos de aspersión control descritos en la presente debido a la viscosidad de la mezcla cuando se compara con la viscosidad del estándar de agua. En una modalidad, el ancho (W) de aspersión se refiere al ángulo (a) de aspersión y la presión de aspersión. Sin embargo, el ancho (W) de aspersión no necesariamente puede relacionarse con el ángulo (a) de aspersión y/o la presión de aspersión. La siguiente tabla establece algunos anchos (W) de aspersión control ejemplares pero no limitantes que pueden utilizarse en esta descripción. Los siguientes anchos de aspersión control se miden a una presión de 2.812 kg/cm2 (40 psi) utilizando agua como un estándar.

Además del método, un sistemas de aspersión de poliuretano (de aquí en adelante denominado como el "sistema") también se proporciona. Un diagrama esquemático no limitante de una modalidad del sistema se establece en la FIGURA 12 en donde (A) es una modalidad de un dosificador o mezclador de esta descripción, (B) es una manguera calentada, (C) es una manguera flexible calentada, (D) es una pistola de aspersión de fusión, (E) es una línea de aire, (F) es una bomba de alimentación, (G) es una línea de suministro de fluido, y (H) es una entrada de fluido. El sistema se utiliza para minimizar las emisiones del poliisocianato mientras que se rocía la mezcla del poliisocianato y la composición de resina sobre la superficie (S). El sistema incluye un primer tanque de suministro de reactivo que incluye la composición de resina y un segundo tanque de suministro de reactivo que incluye el poliisocianato. El primer y segundo tanques de suministro de reactivo puede ser cualesquiera conocido en la técnica tal como totes, tambores, y tanques, y pueden ser de cualquier tamaño y forma. Típicamente, el primer y segundo tanques de suministro de reactivo tiene una capacidad desde 68.03 kg hasta 18143.69 kg (150 libras hasta 40,000 libras). El primer y segundo tanques de suministro de reactivo son típicamente transportables y de peso ligero de tal manera que pueden utilizarse fácilmente en una variedad de aplicaciones. Alternativamente, el primer y segundo tanques de suministro de reactivo pueden ser permanentes y no movibles. También se contempla que el sistema puede incluir más de dos tanques de suministro de reactivo. Por ejemplo, tercero y cuarto, (o más) tanques de suministro de reactivo pueden utilizarse y pueden incluir poliisocianatos adicionales, polioles, o aditivos, además de aquellos descritos en lo anterior. Típicamente, los contenidos de ambos del primero y segundo tanques de suministro de reactivo tienen una viscosidad de menos de o igual a alrededor de 1.20 kg/(m-s) (1200 cps) y más típicamente menos de alrededor de 0.60 kg/(m-s) (600 cps) cuando se mide a 21.11°C (70°F).

El sistema también incluye una bomba no gaseosa, es decir, una bomba que no utiliza un gas para bombear, empujar, o mover los contenidos del primer y segundo tanques de suministro de reactivo. La bomba no gaseosa no se limita particularmente y puede definirse además como una bomba de pistón, una bomba dosificadora de pistones opuestos, una bomba de pistón de doble acción, una bomba neumática, una bomba de elevación directa, una bomba de gravedad, una bomba hidráulica, una bomba de desplazamiento positivo tal como una bomba de engranajes, una bomba de cavidad progresiva, una bomba de tipo roots, una bomba peristáltica, una bomba de tipo oscilante, una bomba de impulso, una bomba de ariete hidráulico, una bomba de velocidad, una bomba centrífuga, una bomba de flujo radial, una bomba de flujo axial, una bomba de flujo mixto, una bomba de chorro-eductor, una bomba de vapor, una bomba sin válvulas, una bomba giratoria, una bomba de tornillo, una bomba de engranaje giratorio, una bomba de diafragma, una bomba de paletas, etc.

Típicamente, la bomba no gaseosa se encuentra en comunicación de fluido con ambos del primer y segundo tanques de suministro de reactivo y puede suministrar una presión desde 7.03-35.15 kg/cm2 (100-500 psi) , desde alrededor de 14.061 hasta 17.57 kg/cm2 (200 hasta 250 psi), desde alrededor de 17.57 hasta 35.15 kg/cm2 (250 hasta 500 psi), o de alrededor de 16.52 kg/cm2 (235 psi). En una modalidad, el sistema incluye una unidad de dosificación de bombeo que puede operarse a una presión de alrededor de 14.06 a 17.57 kg/cm2 (200 a 250 psi).

El sistema también incluye un aparato de mezclado (o más de un aparato de mezclado) , por ejemplo, un dosificador, que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo y se acopla con la bomba no gaseosa para mezclar la composición de resina y el poliisocianato antes de rociar. El aparato de mezclado se acopla típicamente y en comunicación de fluido con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo mediante medios de conexión tales como manguitos, válvulas, y/o líneas de fluido. En una modalidad, los medios de conexión se calientan a una temperatura desde 23.88°C (75°F) hasta 32.22°C (90°F). El aparato de mezclado también se acopla típicamente con la bomba no gaseosa mediante medios de conexión que pueden ser los mismos o diferentes de los medios de conexión descritos en lo anterior.

En una modalidad alternativa, uno o más aparatos de mezclado se acoplan y en conexión de fluido con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo a través de un, dispositivo de control de relación. El dispositivo de control de relación puede definirse además como una pieza de engranaje que se utiliza para monitorear y controlar la relación de los contenidos del primer y segundo tanques de suministro de reactivo. Uno o más aparatos de mezclado también pueden acoplarse y estar en conexión de fluido con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo a través de un controlador de flujo. El controlador de flujo y el dispositivo de control de relación pueden acoplarse y estar en conexión de fluido entre si. Típicamente, el controlador de flujo controla un flujo de los contenidos del primer y segundo tanques de suministro de reactivo.

El aparato de mezclado puede definirse además como un dosificador de componente plural, como se conoce en la técnica. Ejemplos adecuados pero no limitantes del aparato de mezclado se encuentran comercialmente disponibles de Graco Inc. of Minneapolis, MN, bajo los nombres comerciales de Reactor E-XP1 y E-XP2, Reactor E-10, Reactor H-XP2 y H-XP3, Reactor H-VR, Guardian A-6, Reactor E-20 y E-30, Reactor E-10, Reactor H-25, H-40 y H-50, Reactor A-20, Guardian A-5, Gusmer H-20/35, Gusmer-Decker Proportioners . Ejemplos no limitantes adicionales de los aparatos de mezclado, y sistema de espuma por aspersión más generales que pueden utilizar una o más modalidades de la presente descripción, incluyen SPRAYTITE 178, ENERTITE NM, ENERTITE US, SPRAYTITE 180, SPRAYTITE 158, y SPRAYTITE 158LDWREV, como se establece en la técnica. De hecho, los aparatos de mezclado y los sistemas de espuma por aspersión generales los cuales pueden utilizar una o más modalidades de la presente descripción no se limitan particularmente. La bomba no gaseosa de esta descripción puede definirse además como una bomba de uno o más de estos aparatos. Los componentes, diseños, orientaciones, operaciones, y especificaciones de cada uno de los aparatos de mezclado antes mencionados, y las bombas no gaseosas incluidas en la presente, se contemplan expresamente como adecuadas para su uso en esta descripción y como componentes opcionales en esta descripción. Descripciones individuales de cada uno de estos componentes no se incluyen en la presente a la brevedad, pero ninguno permanece como las opciones no limitantes contempladas para uso en esta descripción.

Además, el sistema incluye la tobera (20) de aspersión, la cual puede ser como se describe en lo anterior y/o en lo siguiente. La tobera (20) de aspersión se acopla con el aparato de mezclado y minimiza las emisiones del poliisocianato mientras que rocía la mezcla sobre la superficie (S) . La tobera (20) de aspersión típicamente se define además como una tobera de cono o una tobera de abanico. Las toberas de cono particularmente adecuadas incluyen, pero no se limitan a, toberas de cono completo, toberas de cono hueco, y combinaciones de los mismos. Las toberas de abanico particularmente adecuadas incluyen, pero no se limitan a, toberas de abanico plano, toberas de abanico de inundación, y combinaciones de los mismos. Desde luego, cualquier tobera de aspersión conocida en la técnica puede utilizarse con el sistema siempre y cuando la mezcla se rocíe como se describe en lo anterior y la tobera de aspersión minimice las emisiones del poliisocianato al rociar.

Además de la descripción anterior, la tobera (20) de aspersión típicamente incluye un cuerpo de tobera (22) que tiene un eje longitudinal (L) y extremos (24, 26) corriente arriba y corriente abajo opuestos entre sí, como se muestran en las FIGURAS 1-7. La tobera (20) de aspersión también tiene típicamente un pasaje definido por el cuerpo de tobera (22) y en comunicación de fluido con los extremos (24, 26) corriente arriba y corriente abajo a lo largo del eje (L) longitudinal para recibir la mezcla.

La tobera (20) de aspersión también tiene típicamente un orificio (28) de aspersión definido por el cuerpo (22) de tobera y dispuesto en el extremo (26) corriente abajo del cuerpo (22) de tobera transverso al eje (L) longitudinal para rociar la mezcla, como también se muestra en las FIGURAS 1-7. El orificio de aspersión (28) puede ser de cualquier tamaño y forma pero típicamente es circular y tiene un radio (r) desde alrededor de 0.0254 hasta 0.635 cm (0.01 hasta alrededor de 0.25 pulgadas).

En una modalidad, el extremo (24) corriente arriba de la tobera (20) de aspersión se enrosca de tal manera que la tobera (20) de aspersión puede ser una tobera "macho" o "hembra", como se conoce en la técnica. Ejemplos de toberas "macho" se ilustran en las FIGURAS la, Ib, 3a, 3b, 5, 6a-6c, y 7a-7c. Ejemplos de toberas "hembra" se ilustran en las FIGURAS 2a, 2b, 4a, y 4b. En otra modalidad, el cuerpo (22) de tobera tiene una pestaña (30) formada integralmente gue se extiende radialmente desde el mismo, como se muestra en las FIGURAS 1-7. La pestaña (30) formada integralmente puede disponerse entre el extremo (24) corriente arriba roscado y el extremo (26) corriente abajo para soportar el cuerpo (22) de tobera y mostrado en las FIGURAS la, Ib, 3a, 3b, 5, 6a-6c, y 7a-7c. Típicamente, la pestaña (30) tiene una pluralidad de partes planas (32) dispuesto transversas al eje (L) longitudinal para permitir el acoplamiento roscado del extremo (24) corriente arriba roscado a una línea de suministro que proporciona la mezcla del poliisocianato y la composición de resina a la tobera (20) de aspersión como se muestra en las FIGURAS 1-7. La tobera (20) de aspersión también puede incluir un inserto, tal como una paleta estabilizadora, (no mostrada en las Figuras) para reducir la turbulencia de la mezcla y mejorar la eficiencia del patrón de aspersión.

Además, el sistema también puede incluir cualquier otro componente típico tal como las válvulas de soplado de aire, descargas de agua, extractores de aire, filtros, y similares. Estos componentes pueden seleccionarse por alguien con experiencia en la técnica y se utiliza en cualquier punto apropiado en el sistema. En una modalidad, el sistema incluye una serie de reguladores y válvulas. Los elementos del sistema de aspersión pueden "acoplarse" entre sí por cualesquier medios conocidos en la técnica que incluyen tuberías, tubos, con líneas de suministro, y similares, como se selecciona por alguien con experiencia en la técnica.

EJEMPLOS Una mezcla (Mezcla 1) de un poliisocianato y una composición de resina de esta descripción se forma y se rocía sobre una superficie de acuerdo con el método de esta descripción. Una mezcla comparativa (Mezcla Comparativa 1) que incluye el mismo poliisocianato y una composición de resina comparativa también se forma y se rocía sobre una superficie pero no de acuerdo con esta descripción. Durante el rociado, las concentraciones (es decir, emisiones) del poliisocianato en el aire se miden de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521 y se reportan en lo siguiente.

Formación y Roció de la Mezcla 1 : La composición química de Mezcla 1 es como sigue: Poliisocianato : El poliisocianato es difenildiisocianato de metileno (MDI) que se encuentra comercialmente disponible de BASF Corporation. El poliisocianato se combina con la Composición de Resina descrita en lo siguiente en un índice de Isocianato de alrededor de 115.

Composición de Resina: La Composición de Resina incluye lo siguiente en donde las partes en peso son partes por 100 partes en peso de la composición de resina: 10 partes en peso del Agente de Soplado el cual es 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoropropano (HFC R-245fa) que se encuentra comercialmente disponibles de Honeywell bajo el nombre comercial de Enovate®; 27.25 partes en peso de un Poliol Mannich el cual es un poliéter poliol que tiene una funcionalidad nominal de aproximadamente cuatro, un número hidroxilo de 425 mg KOH/g, y un tapón de óxido de etileno al 20%, y que se encuentra comercialmente disponibles de Carpenter Co. bajo el nombre comercial of Carpol® MX-425; 33.45 partes en peso de Poliol Adicional 1 el cual es un poliéster poliol aromático que tiene un número hidroxilo de 235-265 mg KOH/g y comercialmente disponible de Oxid, Inc. de, Texas bajo el nombre comercial Terol® 250; 3 partes en peso del Poliol Adicional 2 el cual es un poliéter poliol iniciado con glicerina/sacarosa que tiene un número hidroxilo nominal de 280 mg KOH/g y una funcionalidad nominal de 7 y se encuentra comercialmente disponible de Carpenter Co. bajo el nombre comercial Carpol® GSP-280; 0.3 partes en peso del Catalizador 1 el cual es dimetiletanolamina y se encuentra comercialmente disponible de Air Products & Chemicals, Inc. bajo el nombre comercial de DABCO® DMEA; 3 gramos del Catalizador 2 el cual es una solución de 1 , 4-Diazabiciclo [2.2.2 ] octano que se encuentra comercialmente disponible de Air Products & Chemicals, Inc. bajo el nombre comercial de DABCO® 33LV; 1.5 partes en peso del Catalizador 3 el cual es un catalizador de soplado que es polioxipropilendiamina que se encuentra comercialmente disponible de Huntsman Corporation bajo el nombre comercial de D-230; 0.5 partes en peso del Catalizador 4 el cual es un catalizador de estaño que se encuentra comercialmente disponible de Air Products & Chemicals, Inc. bajo el nombre comercial de DABCO® T; 1 parte en peso del Tensioactivo el cual es un tensioactivo de silicona que se encuentra comercialmente disponible de Air Products & Chemicals, Inc. bajo el nombre comercial de DABCO® DC 193; 10 partes en peso del Aditivo 1 el cual es un pirorretardante que es trietilfosfato se encuentra comercialmente disponible de Shanghia Soar Roe bajo el nombre comercial de TEP; 8 partes en peso del Aditivo 2 el cual es un pirorretardante que se encuentra comercialmente disponible de Great Lakes Chemical bajo el nombre comercial de PHT 4-Diol; 2 partes en peso de agua desionizada.

Después de la formación, la Mezcla 1 se rocía sobre una superficie de cartón que utiliza el método de esta descripción y una tobera de aspersión de abanico plano que se encuentra comercialmente disponible de Spraying Systems Co. bajo el nombre comercial VeeJet® 4U-4040. Esta muestra se rocía a través de la tobera de aspersión de abanico plano a una presión de 17.57 kg/cm2 (250 psi), en un ángulo de aspersión de 40 grados, a una temperatura de alrededor de 29.44°C (85°F), y en un índice de aproximadamente 4.082 kg/min (9 lbs/minuto) , utilizando la pistola de aspersión de impacto de tipo Graco Fusión que es aire purgado con un Módulo de AR4242, como se conoce en la técnica.

Más específicamente, la Mezcla 1 se rocía sobre la superficie de cartón durante aproximadamente 15 minutos. A lo largo de los 15 minutos, las concentraciones (es decir, emisiones) del poliisocianato en el aire se miden en dos diferente intervalos de distancia (Distancias 1 y 2). Las concentraciones se midieron de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521 y se reportaron como un promedio en partes por billón del poliisocianato en el aire. Las concentraciones se establecieron en la Tabla 1 siguiente.

Para los presentes Ejemplos, una modificación del método 47 de OSHA, utilizando borboteadores protegidos con filtros de 13 mm, se utilizaron y se permitió mayor sensibilidad y captura del aerosol, ambos en el borboteador y el filtro, para análisis subsecuente del monómero y tres oligómeros en el anillo de MDI .

Formación y Roció de la Mezcla Comparativa 1 : Una muestra de la Mezcla Comparativa también se rocía en una superficie de cartón aunque se rocía utilizando una pistola de aspersión de impacto de tipo Graco Fusión que es aire purgado con un Módulo AR4242, como se conoce en la técnica. Las muestras se rociaron utilizando la configuración de aplicación de espuma de aspersión estándar a una presión de 84.36 kg/cm2 (1200 psi), a una temperatura de alrededor de 54.44°C (130°F), a un índice de aproximadamente 4.989 kg/min (11 lbs/minuto) , y durante un tiempo de alrededor de 15 minutos. Una tobera de aspersión de esta descripción no se utiliza en lo absoluto en el rocío de la Mezcla Comparativa 1.

A lo largo de los 15 minutos, las concentraciones (es decir, emisiones) del poliisocianato en el aire se miden en dos diferente intervalos de distancia (Distancias 1 y 2) . Las concentraciones se midieron de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521 y se reportaron como un promedio en partes por billón del poliisocianato en el aire. Las concentraciones se establecieron en la Tabla 1 siguiente y en la gráfica de barras de la Figura 13.

TABLA 1 Las emisiones reportadas en la Distancia 1 se determinaron aproximadamente 0.7620 m (2.5 pies) medidas perpendicularmente desde las superficie de cartón a una altura de aproximadamente 1.82 m (6 pies) del suelo. La entrada del equipo de monitoreo se colocó a la altura del hombro del rocío individual. En la gráfica de barras de la Figura 13, esta distancia puede describirse alternativamente como distancia "Personal".

Las emisiones reportadas en la Distancia 2 se determinaron de aproximadamente 3.048 metros (10 pies) medidos perpendicularmente desde la superficie de cartón a una altura de 1.219 m (4 pies) del suelo. En la gráfica de barras de la Figura 13, la distancia puede describirse alternativamente como la distancia del "Área".

La "Emisión Global" se calcula al sumar las emisiones de las Distancias 1 y 2, por ejemplo, de las distancias "Personal" y de "Área" de la Figura 13.

Los resultados establecidos en lo anterior indican que el uso del sistema y método de esta descripción disminuyen significativamente las emisiones y la concentración del poliisocianato en el aire. Los resultados también indican que la mezcla puede rociarse utilizando esta descripción en ambientes cerrados y/o no ventilados con el riesgo minimizado de sobre-exponerse al poliisocianato. Los resultados además indican que este método minimiza una necesidad de utilizar respiradores y equipo de protección cuando se rocía la mezcla.

Uno o más de los valores descritos en lo anterior pueden variar por +5%, ±10%, ±15%, ±20%, ±25%, etc. Siempre y cuando la varianza permanezca dentro del alcance de la descripción. Resultados inesperados pueden obtenerse de cada miembro del grupo de Markush independientemente de todos los otros miembros . Cada miembros puede basarse individualmente y o en combinación y proporciona soporte adecuado para modalidades especificas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. La materia objeto de todas las combinaciones de las reivindicaciones independientes y dependientes, tanto dependientes simples como múltiples, se encuentran expresamente contempladas en la presente. La descripción se ilustra incluyendo palabras de descripción más que de limitación. Muchas modificaciones y variaciones de la presente descripción son posibles a la luz de las enseñanzas anteriores, y la descripción puede practicarse de otro modo que como se describe específicamente en la presente.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un sistemas de aspersión de poliuretano utilizado para minimizar las emisiones de un poliisocianato mientras que rocía una mezcla de un poliisocianato y una composición de resina en una superficie, el sistema caracterizado porque comprende: A. un primer tanque de suministro de reactivo que comprende la composición de resina que tiene un contenido de hidroxilo de al menos 400 mg KOH/g y que comprende; (i) un agente de soplado que es un líquido a temperatura ambiente bajo una presión mayor que la presión atmosférica; (ii) un primer poliol seleccionado del grupo de un poliol Mannich, un poliol autocatalítico, y combinaciones de los mismos; (iii) al menos un poliol adicional distinto del primer poliol; (iv) un catalizador opcional; (v) un tensioactivo opcional, y (vi) opcionalmente agua, en donde la composición de resina no tiene otros agentes de soplado; B. un segundo tanque de suministro de reactivo que comprende el poliisocianato; C. una bomba no gaseosa que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo; D. un aparato de mezclado que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo para mezclar la composición de resina y el poliisocianato antes de rociar; E. una tobera de aspersión que se acopla con el aparato de mezclado y que produce menos de 50 partes del poliisocianato por un billón de partes de aire de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521 mientras que rocía la mezcla sobre la superficie para formar una espuma de poliuretano, la tobera de aspersión comprende; (i) un cuerpo de tobera que tiene un eje longitudinal, extremos corriente arriba y corriente abajo opuestos entre sí, y un pasaje definido por el cuerpo de tobera y en comunicación de fluido con los extremos corriente arriba y corriente abajo a lo largo del eje longitudinal para recibir la mezcla; y (ii) un orificio de aspersión definido por el cuerpo de tobera y dispuesto en el extremo corriente abajo del cuerpo de tobera transverso al eje longitudinal para rociar la mezcla en un ángulo de aspersión que corresponde a un ángulo de aspersión control desde 15 hasta 125 grados medido a una presión desde 0.703 hasta 4.921 kg/cm2 (10 hasta 4.92 kg/cm2 (40 psi) ) utilizando agua como un estándar.

2. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la espuma de polxuretano tiene un contenido de celda cerrada de al menos 90 por ciento.

3. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la espuma de poliuretano se define además como una espuma de celda abierta.

4. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la bomba no gaseosa se define además como una bomba de pistón.

5. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el primer y segundo tanques de suministro de reactivo se presurizan a una presión desde alrededor de 14.06 hasta alrededor de 17.576 kg/cm2 (200 hasta alrededor de 250 psi) .

6. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el aparato de mezclado se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo mediante un medio de conexión que se calienta a una temperatura desde 32.22°C (90°F) hasta 37.77°C (100°F) .

7. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el aparato de mezclado se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo mediante un medio de conexión que se calienta a una temperatura desde 51.66°C (125°F) hasta 57.22°C (135°F) .

8. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el ángulo de aspersión se define además como correspondiendo a un ángulo de aspersión control desde 15 hasta 120 grados medido a una presión de 4.92 kg/cm2 (40 psi) utilizando agua como un estándar, en donde la mezcla se rocía en un patrón de aspersión plano que es sustancialmente plano, y en donde el patrón de aspersión plano tiene un ancho de aspersión que corresponde a un ancho de aspersión control desde 5.08 hasta 76.20 cm (2 hasta 30 pulgadas) medido a una distancia de alrededor de 25.40 centímetros (10 pulgadas) desde la tobera de aspersión utilizando agua como el estándar .

9. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el ángulo de aspersión se define además como correspondiendo a un ángulo de aspersión control de 15, 25, 40, 50, 65, 80, 95, 110, o 120 grados medidos a una presión de 4.92 kg/cm2 (40 psi) utilizando agua como un estándar.

10. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el ángulo de aspersión se define además como correspondiendo a un ángulo de aspersión control desde 15 hasta 125 grados medidos a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) utilizando agua como un estándar, en donde la mezcla se rocía en un patrón de aspersión cónico, y en donde el patrón de aspersión cónico tiene un ancho de aspersión que corresponde a un ancho de aspersión control desde 5.08 hasta 76.20 cm (2 hasta 30 pulgadas) a una distancia de alrededor de 25.40 centímetros (10 pulgadas) desde la tobera de aspersión utilizando agua como el estándar .

11. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el ángulo de aspersión se define además como correspondiendo a un ángulo de aspersión control desde 50 hasta 80 grados medido a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) utilizando agua como un estándar.

12. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 10, en donde el ángulo de aspersión se define además como correspondiendo a un ángulo de aspersión control desde 120 hasta 125 grados medido a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) utilizando agua como un estándar .

13. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la tobera de aspersión que se acopla con el aparato de mezclado produce menos de 25 partes del poliisocianato por un billón de partes de aire de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521 mientras que se mide a una distancia horizontal de alrededor de 0.7620 m (2.5 pies) de una superficie y a una distancia vertical de alrededor de 1.82 m (6 pies) del suelo.

14. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la tobera de aspersión que se acopla con el aparato de mezclado produce menos de 8 partes del poliisocianato por un billón de partes de aire de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521 mientras que se mide a una distancia horizontal de alrededor de 3.0480 metros (10 pies) de una superficie y a una distancia vertical de alrededor de 1.219 m (4 pies) del suelo .

15. Un sistema de aspersión de poliuretano utilizado para minimizar las emisiones de un poliisocianato mientras que rocía una mezcla de un poliisocianato y una composición de resina sobre una superficie, el sistema caracterizado porque comprende A. un primer tanque de suministro de reactivo presurizado a una presión desde alrededor de 14.06 hasta alrededor de 17.57 kg/cm2 (200 hasta alrededor de 250 psi) y que comprende la composición de resina que tiene un contenido de hidroxilo de al menos 400 mg KOH/g y que comprende; (i) un agente de soplado que es un líquido a temperatura ambiente bajo una presión mayor que la presión atmosférica; (ii) un primer poliol seleccionado del grupo de un poliol Mannich, un poliol autocatalítico, y combinaciones de los mismos; (iii) al menos un poliol adicional distinto del primer poliol; (iv) un catalizador opcional; (v) un tensioactivo opcional, y (vi) opcionalmente agua, en donde la composición de resina no tiene agentes de soplado; B. un segundo tanque de suministro de reactivo presurizado a una presión desde alrededor de 14.06 hasta alrededor 17.57 kg/cm2 (200 hasta alrededor de 250 psi) y que comprende el poliisocianato; C. una bomba de pistón que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo; D. un aparato de mezclado que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo para mezclar la composición de resina y el poliisocianato antes de rociar; E. una tobera de aspersión que se acopla con el aparato de mezclado, la tobera de aspersión comprende; (i) un cuerpo de tobera que tiene un eje longitudinal, extremos corriente arriba y corriente abajo opuestos entre sí, y un pasaje definido por el cuerpo de tobera y en comunicación de fluido con los extremos corriente arriba y corriente abajo a lo largo del eje longitudinal para recibir la mezcla; y (ii) un orificio de aspersión definido por el cuerpo de tobera y dispuesto en el extremo corriente abajo del cuerpo de tobera transverso al eje longitudinal para rociar la mezcla en un ángulo de aspersión que corresponde a un ángulo de aspersión control desde 15 hasta 125 grados medido a una presión desde 0.703 hasta 4.921 kg/cm2 (10 hasta 4.92 kg/cm2 (40 psi)) utilizando agua como un estándar, y en donde la tobera de aspersión que se acopla con el aparato de mezclado produce menos de 8 partes del poliisocianato por un billón de partes de aire de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521 mientras que se mide a una distancia horizontal de alrededor de 3.0480 metros (10 pies) de una superficie y a una distancia vertical de alrededor de 1.219 m (4 pies) del suelo .

16. Un sistemas de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el ángulo de aspersión se define además como correspondiendo a un ángulo de aspersión control desde 15 hasta 125 grados medido a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) utilizando agua como un estándar, en donde la mezcla se rocía en un patrón de aspersión cónico, y en donde el patrón de aspersión cónico tiene un ancho de aspersión que corresponde a un ancho de aspersión control desde 5.08 hasta 76.20 cm (2 hasta 30 pulgadas) a una distancia de alrededor de 25.40 centímetros (10 pulgadas) desde la tobera de aspersión utilizando agua como el estándar.

17. Un sistemas de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque el ángulo de aspersión se define además como correspondiente a un ángulo de aspersión control desde 50 hasta 80 grados medido a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) utilizando agua como un estándar.

18. Un sistemas de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque el ángulo de aspersión se define además como correspondiendo a un ángulo de aspersión control desde 120 hasta 125 grados medido a una presión de 0.703 kg/cm2 (10 psi) utilizando agua como un estándar.

19. Un sistemas de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque el aparato de mezclado se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo mediante un medio de conexión que se calientan a una temperatura desde 32.22°C (90°F) hasta 37.77°C (100°F).

20. Un sistema de aspersión de poliuretano de conformidad con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque el aparato de mezclado se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo mediante un medio de conexión que se calienta a una temperatura desde 51.66°C (125°F) hasta 57.22°C (135°F) . RESUMEN DE LA INVENCION Un sistema de aspersión de poliuretano minimiza las emisiones de un poliisocianato mientras que rocía una mezcla de un poliisocianato y una composición de resina sobre una superficie. El sistema incluye un primer tanque de suministro de reactivo que incluye la composición de resina. El sistema también incluye un segundo tanque de suministro de reactivo que incluye el poliisocianato. El sistema además incluye una bomba no gaseosa que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo, un aparato de mezclado que se acopla con el primer y segundo tanques de suministro de reactivo para mezclar la composición de resina y el poliisocianato antes de rociar, y una tobera de aspersión particular que se acopla con el aparato de mezclado. El sistema de aspersión de poliuretano produce menos de 50 partes del poliisocianato por un billón de partes de aire de acuerdo con el Método de Impacto de NIOSH 5521 mientras que rocía la mezcla sobre la superficie.