MX2014000790A - Composicion para la fabricacion de un material de espuma basado en taninos, un material de espuma que se puede obtener a partir de este, y el proceso de fabricacion de los mismos. - Google Patents

Composicion para la fabricacion de un material de espuma basado en taninos, un material de espuma que se puede obtener a partir de este, y el proceso de fabricacion de los mismos.

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Abstract

Una composición para la fabricación de un material de espuma basado en taninos flavonoides, incluye un polvo de taninos flavonoides principalmente del tipo de la prorobineditinidina y/o la profisetínidina, de acuerdo con una cantidad en peso en el intervalo entre 40% y 45% de la composición, alcohol furfurilico, un agente espumante, y un catalizador. La composición está totalmente exenta de formaldehídos, y contiene una cantidad de alcohol furfurilico mayor que 20% en peso de la composición. La composición hace posible obtener materiales de espuma de altas características y bajo costo, que pueden por lo general usarse en los campos de la construcción y en la industria automotriz y en los vehículos en general.

Description

COMPOSICIÓN PARA LA FABRICACIÓN DE UN MATERIAL DE ESPUMA BASADO EN TANINOS. UN MATERIAL DE ESPUMA QUE SE PUEDE OBTENER A PARTIR DE ÉSTE. Y EL PROCESO DE FABRICACIÓN DE LOS MISMOS La presente invención por lo general se refiere a materiales de espuma adaptados para utilizarse en una amplia gama de aplicaciones y, por lo general, en los campos de la construcción y de la industria automotriz y, en general, en los vehículos.
Los materiales de espuma orgánicos se conoce que han sido utilizados durante un largo tiempo como material aislante.
Por ejemplo, espuma de poliestireno, espuma de poliuretano, lana mineral, guata de celulosa, lana de madera, cáñamo, y materiales de espuma a base de resina fenólica son parte de esta categoría de materiales.
Sin embargo, los materiales de espuma a base de poliestireno y poliuretano, a pesar del hecho de que tienen altas propiedades de aislamiento térmico, son muy sensibles al fuego y fácilmente inflamables, y liberan gases muy tóxicos durante su combustión. Sin embargo, los materiales de espuma fenólica, que tiene mejores propiedades de resistencia al fuego, son más frágiles y costosos.
Por otra parte, todos estos materiales de espuma conocidos tienen origen sintético y contienen productos químicos que se derivan de la industria petroquímica, y por lo tanto no son sustancias renovables, ya que su disponibilidad en la naturaleza es limitada. Entre estos, los materiales de espuma a base de madera fenólica y tanino-resorcinol son muy frágiles y se componen de cantidades notables de compuestos petroquímicos, por lo tanto no son renovables y, después de todo, son poco eco-compatibles.
En particular, la invención se relaciona con una composición para la fabricación de un material de espuma basado en taninos, del tipo que se define en la introducción de la reivindicación 1.
Los materiales de espuma a base de tanino flavonoides son ya conocidos, los taninos flavonoides consisten de moléculas polifenólicas pequeñas, principalmente solubles en agua, que se extraen a partir de varias especies de plantas.
En particular, la invención se refiere a composiciones a base de taninos del tipo prorobineditinidina y profisetinidina, típicamente obtenidos a partir de cortezas de árboles de Mimosa (Acacia mearnsii) o Acacia (Acacia mangium), o de madera de quebracho (Schinopsis lorenzii y/o Schinopsis balansae), a través de un proceso de extracción no contaminante llevado a cabo por medio de agua caliente con o sin aditivos, o por disolventes orgánicos. En particular, los flavonoides de taninos son productos que se dan de manera natural, así que son renovables, y están disponibles en la naturaleza en grandes cantidades, y no son derivados de petroquímicos.
Las formulaciones utilizadas hasta ahora con el fin de obtener materiales de espuma que contienen taninos, potencialmente contienen también cantidades relativamente significativas de formaldehído, que es un producto contaminante, tóxico y cancerígeno.
En particular, una composición ya conocida, utilizada para la fabricación de materiales de espuma a base de taninos, que comprende 44.2% en peso de tanino, 15.5% en peso de alcohol furfurílico (FA), 10.9% en peso de formaldehído (Fo), 4.4% en peso de éter dietílico (DEE), y 16.2% en peso de ácido p-toluenosulfónico (p- TSA). Esta composición conocida, es reportada en el siguiente como estándar (STD).
Sin embargo, se ha confirmado que las liberaciones de formaldehído en las sustancias del aire pueden causar irritaciones e inflamaciones de la piel, de los ojos y de las vías respiratorias, así como efectos neurológicos adversos tales como dolor de cabeza, vértigo y fatiga, y que también puede promover el desarrollo de las alergias y el asma infantil. Por lo tanto, el formaldehído se ha clasificado como un elemento "sospechoso de ser carcinogénico" en la UE, y como "carcinogénico seguro" para la CIRC (Centro de International de Investigación sobre la Cáncer, bajo la autoridad de la OMS).
Como consecuencia de las normas que entrarán en vigor en breve plazo (PNSE2), será obligatorio identificar las emisiones de los productos que contienen formaldehído, que se utiliza, por ejemplo, para el aislamiento térmico.
Sería por lo tanto aconsejable obtener un material de espuma con una composición que consista, tanto como sea posible, de recursos disponibles en la naturaleza, por lo tanto, del tipo renovable, en particular, sin ninguna necesidad de utilizar sustancias basadas en petroquímicos, que tenga además propiedades de baja conductividad térmica, alta resistencia al fuego, bajo costo, fácil preparación, baja friabilidad y buena resistencia al agua, y al mismo tiempo carente de formaldehído.
En particular, el objeto de la invención es proporcionar una composición para la fabricación de un material de espuma basado en taninos, que tiene las características deseadas, mencionadas anteriormente.
Este objetivo se alcanza a través de una composición como se define en las reivindicaciones 1 a 10.
En virtud de la composición sujeto de la invención, en vista del hecho de que la composición, de acuerdo con la invención, comprende, de manera esencial, taninos, alcohol furfurílico, un agente espumante y un catalizador, y en virtud del hecho de que la composición contiene una cantidad de alcohol furfurílico de 20% en peso y carece por completo de formaldehído, es posible obtener un material de espuma de origen ecológico, no tóxico y el 90% del cual está basado en recursos disponibles en grandes cantidades en la naturaleza, basado en no petroquímicos.
De hecho, alcohol furfurílico es un producto de origen natural derivado de la reducción catalítica de furfural, que se obtiene como un residuo de la hidrólisis de azúcares de cosechas agrícolas.
Por otra parte, los materiales de espuma obtenibles a partir de esta composición son extremadamente ligeros, poco costosos, fáciles de producir, y tienen características de buena resistencia mecánica, alta resistencia al fuego, alto grado de infusibilidad, absoluta no inflamabilidad, reducida conductividad térmica, y por lo tanto buenas propiedades de aislamiento térmico, así como de resistencia al agua, resistencia a la compresión, y una mejor flexibilidad que la de los materiales de espuma conocidos hasta ahora.
Estas características hacen, en extremo interesante para su uso el material de espuma obtenible a partir de la composición de la invención, en particular en el campo de los materiales de construcción, en la industria del automóvil y en la industria de los vehículos en general.
Por otra parte, el objeto de la invención es un material de espuma obtenible a partir de dicha composición, tal como se define en la reivindicación 11 , así como un proceso para la fabricación de tal material de espuma, tal como se define en las reivindicaciones 12 a 15.
Otras características y ventajas de la invención se aclararán mediante la siguiente descripción detallada, proporcionada como un ejemplo no limitativo y a la que se hace referencia a los dibujos adjuntos en los que: la Figura 1 comprende una serie de imágenes de microscopio de electrones a) a f) para las secciones de muestras de materiales de espuma obtenidas a partir de una composición de acuerdo con la invención, así como una imagen g) de una muestra de un material de espuma obtenido a partir de un formulación estándar de acuerdo con el estado de la técnica, la Figura 2 es un diagrama que muestra la densidad aparente de una serie de materiales de espuma de acuerdo con la invención que comprende 30 g de tanino, como una función de la cantidad respectiva de alcohol furfurílico, la Figura 3 es un diagrama que muestra la conductividad térmica de una serie de muestras de material de espuma obtenidas a partir de la composición de la invención, y de varios materiales de espuma conocidos en la técnica, como una función de la respectiva densidad aparente, y la Figura 4 es un diagrama que muestra las curvas de esfuerzo/tensión características obtenidas por una serie de muestras de materiales de espuma de acuerdo con la invención, y por un material de espuma obtenido a partir de una formulación estándar del estado de la técnica.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA COMPOSICIÓN Se obtiene un material de espuma de acuerdo con la invención, a partir de una composición que incluye principalmente taninos flavonoides del tipo de las prorobineditinidina y/o profisetinidina, en forma de un polvo, alcohol furfurílico (2-furilmetanol o 2-furancarbinol), un agente espumante, y un catalizador.
El polvo de taninos se utiliza, de acuerdo con una cantidad en peso, en el intervalo entre 40% y 45%.
El alcohol furfurílico se utiliza de acuerdo con una cantidad en peso mayor que 20%, con el objetivo de sustituir el formaldehído usado en las composiciones conocidas, con el fin de evitar del todo cualquier uso de formaldehído en la composición de la invención y en el material de espuma respectivo.
Como agente espumante se utiliza un líquido, que tiene un punto de ebullición de entre 30°C y 100°C, idealmente entre aproximadamente 40°C y 60°C, basado, de manera conveniente, en éter etílico, pentano, y/o una mezcla de isómeros de pentano, y que de preferencia consiste, en el siguiente ejemplo no limitativo, de éter dietílico.
El catalizador es del tipo basado en ácido, orgánico o inorgánico, y, de preferencia, consiste de ácido p-toluenosulfónico (p-TSA) o, como alternativa, el ácido tricloroacético.
Agua también puede usarse de acuerdo con una cantidad en peso entre 0% y 15% de la composición, por ejemplo entre 8% y 9%.
Por otra parte, un isocianato se puede añadir a la composición, tal como PMDI (diisocianato de difenilmetano polimérico) con el objetivo de aumentar la resistencia mecánica del material de espuma a obtener.
En particular, la cantidad de agente espumante (por ejemplo éter dietílico) en la composición es mayor que 5% en peso, y la cantidad de catalizador (por ejemplo ácido p-toluenosulfónico -p-TSA) es menor que 16% en peso.
La composición mencionada, con anterioridad, permite un material de espuma, en el que se obtienen altas características, tal como se explica en más detalle a continuación, como resultado de un proceso para la fabricación del material de espuma en un molde cuya forma corresponde a la del material a obtenerse.
EJEMPLOS En lo sucesivo, los ejemplos se describen, con fines meramente ilustrativos y no limitativos, de composiciones que se pueden utilizar para la fabricación de un material de espuma a base de taninos de acuerdo con la invención, así como el proceso de fabricación relevante, con particular referencia a las siguientes Tablas 1 y 2.
En la Tabla 1 , se muestran las cantidades en peso en gramos de los componentes que se usan para preparar una serie de muestras del nuevo material de espuma.
Estas muestras están indicadas en general como Fx-y, donde x y y son las cantidades del catalizador (p-TSA) y del alcohol furfurílico (FA), respectivamente. Fo y DEE indica la cantidad de formaldehido y éter dietílico, respectivamente. En la Tabla 1 , para comparación, la composición estándar (STD) del material de espuma conocido también se mencionó.
Muestra F9-18 F9-20 F9-22 F11-18 F11-20 F11-22 STD Tabla 1 El material de espuma basado en taninos que carece de formaldehídos, de acuerdo con la invención, se prepara como sigue.
Inicialmente, se mezclan alcohol furfurílico (FA: de 18 a 22 g), éter dietílico (DEE - agente espumante: 5 g) y de preferencia agua (6 g). A continuación, 30g de polvo de tanino se incorporan progresivamente, se agita fuertemente la masa durante aproximadamente 15s por ejemplo usando un agitador helicoidal de un tipo conocido per se.
Finalmente, 9 a 11g de catalizador, por ejemplo un ácido orgánico, por lo general que consiste de p-toluenosulfónico (p-TSA), se añade mediante agitación durante aproximadamente 2 Os, y la mezcla es vertida en un molde de la forma que corresponde al material de espuma que desea obtenerse.
Después de un tiempo de espera variable, del orden de algunos minutos, el catalizador comienza la auto-polimerización del alcohol furfurílico con el tanino. Esta reacción, que es exotérmica, genera calor y provoca que el agente espumante (DEE) hierva, lo que provoca el comienzo de la etapa de expansión de la mezcla en el molde. Como una alternativa, el calor necesario para la expansión de la composición se puede suministrar, también sólo en parte, a partir de una fuente de calor externa.
La expansión tiene lugar después de un tiempo de espera de algunos minutos, lo que permite que el molde se llene de la mejor manera, hasta que el material de espuma tiene una forma que corresponde a la definida por el molde. De esta forma, es posible obtener una forma del material de espuma de cualquier geometría y volumen.
En la siguiente Tabla 2, se proporcionan las composiciones de las mismas muestras mencionadas en la Tabla 1 , incluyendo la composición estándar que consta de formaldehído, en las que se refiere a los porcentajes en peso de sus componentes.
Muestra F9-18 F9-20 F9-22 F11-18 F11-20 F11-22 STD p-TSA (%) 13.2 12.9 12.5 15.7 15.3 14.9 16.2 FA (%) 26.5 28.6 30.6 25.7 27.8 29.7 15.5 Fo (%) - - - - - - 10.9 DEE (%) 7.4 7.1 6.9 7.1 6.9 6.8 4.4 Agua (%) 8.8 8.6 8.3 8.6 8.3 8.1 8.8 Taninos(%) 44.1 42.9 41.7 42.9 41.7 40.5 44.2 TOTAL 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% Tabla 2 Con referencia a las cantidades de la Tabla 2, en una primera etapa del proceso de fabricación del material de espuma, se mezclan el alcohol furfurílico, de acuerdo a una cantidad en peso mayor que 20% y el agente espumante, por lo general, éter dietílico en una cantidad mayor que 5%.
Preferiblemente, el agua de acuerdo con una cantidad en peso entre aproximadamente 8% y 9% de la composición final, se añade a la mezcla así obtenida.
El polvo de tanino, entonces, se incorpora en la mezcla así obtenida, de acuerdo a una cantidad entre 40% y 45% en peso, y la mezcla se agita de nuevo.
A continuación, un catalizador basado en un ácido, por lo general ácido p-toluenosulfónico (p-TSA) o, como una alternativa, ácido tricloroacético, se añade de acuerdo a una cantidad en peso menor que 16%, y se agita con la mezcla.
Un isocianato también puede añadirse a la mezcla, tal como PMDI, por ejemplo de acuerdo a una cantidad variable entre 5% y 20% en peso de la composición.
La mezcla así obtenida se vierte en el molde, donde la expansión de los mismos tiene lugar, tal como como se ha descrito previamente.
En particular, la formulación de la composición se optimiza con el fin de evitar un endurecimiento demasiado rápido del material de espuma, y con el fin de evitar o minimizar la formación de porosidades en el material, y también para que el material no sufra algún hundimiento o colapso como resultado de una etapa de endurecimiento demasiado larga. En particular, en virtud de un adecuado balance entre expansión y endurecimiento del material de espuma, éste ni se colapsa ni se rompe.
El mismo proceso se utilizó para preparar el material de espuma estándar a base de taninos (STD) que contiene formaldehído, con el fin de comparar los materiales de acuerdo con la invención y el material de la composición estándar, como se informa en el siguiente.
ANÁLISIS DE LAS MUESTRAS OBTENIDAS Todas las muestras de los materiales de espuma obtenidas como se describió anteriormente, se cortaron en la forma de paralelepípedos, y se pesaron, con el fin de medir su densidad aparente.
Todas las muestras resultaron ser homogéneas y carentes de defectos.
Las pequeñas muestras obtenidas fueron entonces metalizadas con oro, y se examinaron con un microscopio de electrones de escaneo Hitachi S 520 (SEM).
Su conductividad térmica se midió a temperatura ambiente con el método TPS (fuente plana transitoria - Disco caliente TPS 2500), y también la medida de su resistencia a la compresión se llevó a cabo, por una máquina de ensayo universal Instron 4206 con una relación de carga de 2.0 mm/min.
La Figura 1 muestra las imágenes obtenidas por el SEM con aumento de 50x, para las secciones de las muestras mencionadas anteriormente, en particular, en conexión con las composiciones F9-18 (a), F9-20 (b), F9-22 (c), F11-18 (d), F11-20 (e) y F11-22 (f) como se menciona en las Tablas 1 y 2, así como para una sección de la muestra con la formulación estándar que contiene formaldehído (g) de acuerdo con el estado de la técnica.
ESTRUCTURA DE LAS MUESTRAS OBTENIDAS Como se puede observar a partir de las imágenes de la Figura 1 , la estructura de la mayor parte de los materiales de espuma obtenidos, muestra células cerradas y abiertas, separadas por delgadas membranas de las células cercanas. En algunas zonas, las membranas se rompen, en particular en el caso de la más alta cantidad de alcohol furfurílico, tales como en el caso de las muestras (b), (c), (d) y (f).
Como resultado de una mayor cantidad de p-TSA en la formulación (las muestras (d), (e), (f)), la estructura del material de espuma tiene células, relativamente, más pequeñas, incluso si tal efecto es de pequeña entidad.
Por otro lado, altas cantidades de alcohol furfurílico (FA) no implican un efecto claro sobre la dimensión promedio de las células, pero provocan una reducción significativa en la densidad aparente del material pertinente. En cualquier caso, es preferible utilizar cantidades de alcohol furfurílico sólo dentro de un rango estrecho (de 18 a 22 g, con referencia a la Tabla 1), de lo contrario el material de espuma es poco estable y poco homogéneo.
La Figura 2 muestra la densidad aparente (g/cm) de las muestras del material de espuma de acuerdo con la invención, que está en conexión con las composiciones F9-18, F9-20, F9-22, F11-18, F11-20 y F11-22, como una función de la cantidad en peso de alcohol furfurílico utilizado en las composiciones pertinentes, y se refiere a las muestras de material de espuma que contienen 30 g de tanino.
Como se puede observar en la Figura 2, mediante el aumento de la cantidad de alcohol furfurílico, se reduce la densidad aparente del material de espuma respectivo y, por lo tanto, en otras palabras, el material está "más expandido". De hecho, una mayor cantidad de alcohol furfurílico provoca una reacción más exotérmica, que sirve como la base para el crecimiento del material de espuma relevante. Por lo tanto, menos catalizador puede usarse (9g en lugar de 11 g) sin modificar, de manera apreciable, la estructura del material de espuma. El tanino absorbe una parte del calor, que hace al material de espuma homogéneo y causa un crecimiento bastante lento del mismo.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE ESPUMA DE LA INVENCIÓN En general, se ha encontrado que, con la composición de la presente invención y en comparación con la composición estándar del estado de la técnica, la sustitución de formaldehído por mayores cantidades tanto de alcohol furfurílico o el agente espumante, permite obtener un material de espuma cuyas características son, en general, mejores que las que se obtienen con las composiciones estándar, y eso, en todo caso, permite evitar el uso de cualquier formaldehído.
En la Figura 3, se muestran conductividades térmicas WV(K-m) de los materiales de espuma a base de taninos, de acuerdo con la invención, como una función de la densidad aparente relativa (g/cm), en comparación con conductividades térmicas de otros materiales de espuma conocidos en la técnica, en particular los materiales de espuma como el fenólico (PF), el basado en alcohol urea-formaldehído-furfurílico (UFF), el basado en poliuretano (PU), el basado en madera fenólica (LPF), y el basado en polietileno (PE).
Puede notarse que los materiales de la presente invención tienen una conductividad térmica menor a la vista de una baja densidad aparente, y por lo tanto sus características de aislamiento térmico son totalmente comparables con las de los materiales de espuma a base poliuretano (PU), y son mejores que las de los de fenólico (PF), o las de los materiales de espuma a base de alcohol urea-formaldehído-furfurílico (UFF). Hay que tener en cuenta que, sin embargo, materiales de espuma a base de PU son más sensibles al fuego y que liberan compuestos altamente tóxicos durante su combustión.
En el caso de los materiales de acuerdo con la invención, su característica de no inflamabilidad, debido a la presencia de alcohol furfurílico y taninos, los hace más favorables con respecto a materiales a base de PU.
En particular, entre los materiales de espuma basados en taninos, la conductividad térmica de aquéllos de acuerdo con la presente invención es menor que la de la composición estándar (STD) que contiene formaldehído, y por lo tanto, han demostrado ser mejores desde un punto de vista de aislamiento térmico.
En la Figura 4, se muestran las características de esfuerzo/tensión de compresión de los materiales basados en taninos de acuerdo con la invención, en particular, obtenidos para las muestras de material de espuma de las composiciones F9-18, F9-20, F9-22, F11-18, F11-20 y F11-22, en comparación con las características de la muestra del material de espuma estándar (STD) que contiene formaldehído.
Las curvas de la Figura 4 muestran la forma típica esperada de sólidos provistos de una estructura celular, similar a la que se obtiene por la formulación estándar que contiene formaldehído. En particular, las curvas de esfuerzo/tensión tienen tres zonas claramente reconocibles: una zona inicial de respuesta lineal elástica, una zona intermedia sustancialmente plana o "meseta", y una zona final de "densificación". La mayoría de los materiales de espuma de acuerdo con la invención tienen un buen comportamiento elástico, y por lo tanto una menor rigidez, con respecto al material estándar (STD), a excepción de la composición F11-18. En consecuencia, los materiales de espuma obtenidos a partir de las composiciones F9-18, F9-20, F9-22, F11-20 y F11-22, son menos frágiles que el material estándar (STD) que contiene formaldehído, y por lo tanto no se rompen fácilmente. Por otra parte, el módulo de elasticidad es menor, de manera significativa. Esto involucra una mejora significativa con respecto a la formulación conocida anteriormente, a base de taninos y formaldehído.
Este comportamiento se debe al hecho de que el formaldehído inmoviliza fácilmente las moléculas de taninos durante la reticulación, y por lo tanto reduce fuertemente la movilidad de dichas moléculas, lo que provoca una polimerización incompleta y la formación de un retículo polimérico frágil de tipo vitreo. Por lo tanto, la ausencia de formaldehído en las composiciones de la presente invención permite una flexibilidad mucho mayor a conseguirse en las cadenas de polímero de los materiales de espuma pertinentes.
Por lo general, los materiales de espuma se clasifican como rígidos, parcialmente rígidos o flexibles, basados en su resistencia a la compresión: > 0.08 MPa, 0.015÷0.08 MPa y < 0.015 MPa, respectivamente.
Los materiales de espuma del tipo F9-18, F9-20, F9-22, F11-18 y F11-20 de acuerdo con la invención son esencialmente rígidos, mientras que el material del tipo F11-22, que tiene la menor densidad aparente (Figura 2), es en realidad suave. Dado que el material F11-22 es también el que muestra la conductividad térmica más pequeña, de alrededor de 0.038 W/m/° K (Figura 3), es particularmente interesante, ya que combina una ligereza relevante, muy buenas cualidades de aislamiento además de su origen natural, con propiedades de ser a prueba de fuego y de bajo costo.
Por otra parte, los materiales de espuma de la invención son considerablemente menos hidrófilos que los materiales similares que contienen formaldehído, y tienen un muy baja mojabilidad. De hecho, una gota de agua que se coloca en su superficie requiere un tiempo muy largo, del orden de 5 ÷ 10 minutos, para ser absorbida lentamente, dado que, debido a la porosidad del material, el agua se dispersa de manera gradual en ésta.
En vez, en la formulación estándar previamente conocida, el agua se absorbe en una manera muy rápida, y la cantidad de agua que puede ser absorbida por el material de espuma seco, puede alcanzar hasta siete veces su peso inicial.
En conclusión, un material de espuma a base de taninos de acuerdo con la invención se puede obtener como resultado de una preparación "más ecológica", sin ningún uso de formaldehído.
Los materiales de acuerdo con la invención, en comparación con la primera generación de materiales de espuma basados en taninos que contienen formaldehído, tienen en general una menor densidad aparente, una menor conductividad térmica reducida que los hace aptos para ser utilizados como materiales de aislamiento térmico, y con una hidrofilia menor. Además, son mucho menos frágiles que los materiales similares que contienen formaldehído, y tienen una mayor flexibilidad y una friabilidad baja, así como buenas características de resistencia mecánica. Por otra parte no se queman y son auto-extinguibles y, si están sujetos a una gran cantidad de calor, se consumen lentamente.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una composición para la fabricación de un material de espuma basado en taninos flavonoides, principalmente, del tipo de la prorobineditinidina y/o la profisetinidina, de acuerdo con una cantidad en peso, que por lo general está en el intervalo entre 40% y 45% de la composición, alcohol furfurílico, un agente espumante, y un catalizador, caracterizada porque contiene una cantidad de alcohol furfurílico de más de 20% en peso de la composición, y porque está totalmente exenta de formaldehídos.
2. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada porque dicho agente espumante tiene un punto de ebullición entre 30 °C y 100 °C, preferiblemente entre 40 °C y 60 °C.
3. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada además porque dicho agente espumante es a base de éter etílico, pentano, y/o una mezcla de isómeros de pentano.
4. Una composición de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada además porque dicho agente espumante es éter dietílico.
5. Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada además porque dicho catalizador se basa en un ácido, del tipo orgánico o inorgánico.
6. Una composición de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada además porque dicho catalizador es ácido p-toluenosulfónico (p-TSA).
7. Una composición de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada además porque dicho catalizador es ácido tricloroacético.
8. Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada además porque contiene una cantidad de agente espumante mayor que 5% en peso, y una cantidad de catalizador menor que 16% en peso de la composición.
9. Una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada además porque contiene una cantidad de agua entre 0% y 15% en peso de la composición
10. Una composición de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, caracterizada además porque contiene, adicionalmente, un isocianato, tal como PMDI.
11. Un material de espuma orgánico basado en taninos, caracterizado porque es obtenible a partir de una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Un procedimiento de fabricación de un producto de material de espuma orgánico utilizable como un aislante térmico, caracterizado porque comprende las etapas de: preparar un molde de la forma que corresponde con la del producto a obtenerse, preparar alcohol furfurílico y un agente espumante con un punto de ebullición que esté comprendido en el intervalo entre 30°C y 100°C, preferiblemente en el intervalo entre 40°C y 60°C, tal como éter dietílico, y mezclar entre sí tales componentes, preparar un polvo de taninos de flavonoides, principalmente del tipo de la prorobineditinidina y/o la profisetinidina, e incorporarlo en la mezcla que incluye el alcohol furfurílico y el agente espumante, y mezclar la mezcla así obtenida, preparar un catalizador a base de ácido, tal como ácido p-toluenosulfónico (p-TSA) o ácido tricloroacético, añadirlo a la mezcla obtenida, y someter toda la mezcla a la acción de mezclado, vaciar la composición obtenida en dicho molde, permitiendo que la reacción de los componentes continúe, hasta que la composición está completamente espumada en el molde.
13. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado además porque comprende, adicionalmente, la etapa de unir una cantidad predeterminada de agua a la mezcla de alcohol furfurílico y agente espumante.
14. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, caracterizado además porque el alcohol furfurílico se prepara de acuerdo a una cantidad mayor que 20% en peso de la composición, el agente espumante de acuerdo con una cantidad mayor que 5% en peso de la composición, el agua de acuerdo a una cantidad entre aproximadamente 0% y 15% en peso de la composición, el catalizador de acuerdo con una cantidad menor que 16% en peso de la composición, y los taninos de acuerdo con una cantidad entre 40% y 45% en peso de la composición.
15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado además porque comprende también la etapa de preparación de un isocianato, tal como P DI, y de añadirlo a la mezcla antes mencionada de componentes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20120860A1 (it) * 2012-10-02 2014-04-03 Silvachimica S R L Composizione a base di tannini vegetali, priva di formaldeide e di solventi organici bassobollenti, per la produzione di un materiale espanso, e relativo procedimento.
ITTO20130091A1 (it) 2013-02-04 2014-08-05 Silvachimica S R L Composizione per la produzione di un materiale espanso elastico a base di tannini, e relativo procedimento.
ITTO20130445A1 (it) * 2013-05-31 2014-12-01 Silvachimica S R L Composizione per la fabbricazione di un materiale espanso a base di tannini privo di formaldeide, materiale espanso da essa ottenibile, e relativo procedimento.
CA2895772C (en) * 2014-07-03 2023-12-12 Silvachimica S.R.L. Polymeric composition for manufacturing a polyphenol based foam material, and process thereof
EP3172066B1 (en) * 2014-07-21 2017-11-29 Bridgestone Corporation Tyre comprising a foam material for sound absorption
FR3025203B1 (fr) 2014-08-26 2016-12-09 Renfortech Mousses epoxy derivees de formulations reactives biosourcees
DE102015209043A1 (de) 2015-05-18 2016-11-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Verbundwerkstoff enthaltend Tannin und Leichtbauteil
US10155069B2 (en) 2016-09-09 2018-12-18 King Abdulaziz University Bone graft with a tannin-hydroxyapatite scaffold and stem cells for bone engineering
CN115477850B (zh) * 2022-09-06 2023-06-27 西南林业大学 一种生物质基多孔材料及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1408873A (en) * 1971-09-15 1975-10-08 Leer Koninklijke Emballage Process of preparing polyfuran foams
US4003873A (en) * 1971-11-04 1977-01-18 The Dow Chemical Company Cement-phenolic resin compositions
US3948824A (en) * 1972-09-08 1976-04-06 Ashland Oil, Inc. Cellular polymeric masses
DE2625811A1 (de) * 1975-06-10 1976-12-16 African Territories Wattle Ind Verschaeumbare kunststoffmasse
JP3110235B2 (ja) * 1993-12-29 2000-11-20 旭有機材工業株式会社 発泡硬化型フェノール樹脂系組成物
US7211137B2 (en) * 2004-10-15 2007-05-01 Ashland Licensing And Intellectual Property Llc Binder composition comprising condensed tannin and furfuryl alcohol and its uses
US20070299167A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Gang-Fung Chen Two-part bio-based furfuryl adhesive composition for engineered wood
EP2197946A1 (en) * 2007-10-08 2010-06-23 Dow Global Technologies Inc. Phenolic novolac foams and compositions for preparing them

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