MXPA01008538A - Polimeros de poliuretano resistentes a altas temperaturas - Google Patents

Abstract

Se proporciona una composición de poliuretanoútil para la fabricación de una parte elastomérica. La composición de poliuretano comprende un prepolímero de poliisocianato y un compuesto conteniendo hidrógeno activo, en donde desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 60 porciento en peso de la composición es un aducto deóxido de butileno y desde aproximadamente 70 hasta aproximadamente 100 porciento en peso del aducto deóxido de butileno estápresente en el prepolímero de poliisocianato. También se proporciona un método para preparar un polímero de poliuretano a partir de la composición de poliuretano. Además, se proporciona un método para preparar un articulo de polímero de poliuretano a partir de la composición de poliuretano.

Description

POLÍMEROS DE POLI URETANO RESISTENTES A ALTAS TEMPE RATU RAS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a pol ímeros de poliuretano. De manera más particular, se refiere a pol ímeros de poliuretano moldeados por inyección de reacción (RI M).

DESCRI PCIÓN DE LA TÉCN ICA ANTERIOR Los pol ímeros de poliuretano son útiles en una variedad de aplicaciones elastoméricas. En aplicaciones automotrices, las ventajas de reem plazar metal y otros materiales pesados con materiales de poliuretano son bien conocidas. Por ejemplo, estos polímeros ofrecen alternativas de peso ligero y resistentes a la corrosión, que pueden afectar de manera significativa el costo y el desempeño. Las aplicaciones automotrices adecuadas incluyen la fascia y paneles de cuerpo. La fabricación de suelas de zapatos moldeadas es un ejemplo de cómo son útiles los polímeros basados en isocíanato para aplicaciones de moldes pequeños. Desafortunadamente, el uso de polímeros de poliuretano no siempre está libre de problemas. Cuando los artículos de poliuretano rellenos se exponen a condiciones húmedas y entonces se exponen a temperaturas altas, pueden exhibir defectos de superficie. Esto es una preocupación particular con partes de cuerpo de automóvil, las cuales están presente a temperaturas que exceden 1 77°C. Las partes de poliuretano que contienen demasiada agua pueden exhibir un defecto de superficie conocido en la industria automotriz como formación de burbujas . La formación de burbujas ocurre cuando la humedad absorbida ¡nteractúa con el polímero para producir gas y el gas se acumula en la parte para formar una bolsa de gas. Si el defecto de superficie es severo, la parte completa puede ser rechazada. Como resultado, existe una pérdida en materiales crudos y eficiencia de producción , así como un incremento en los materiales de desecho y desperd icio. Las soluciones obvias para el problema de formación de burbujas incluyen evitar la exposición de la parte polimérica a condiciones húmedas o altas temperaturas. Desafortunadamente, estas soluciones no siempre son factibles o deseables. Controlar la humedad en cada paso de la producción de la parte puede ser costoso. La curación con calor puede impartir propiedades deseables a partes de poliuretano. El calor puede ayudar a curar acabados de pintura, mejorando con ello las proporciones de producción. Adicionalmente, una parte de poliuretano puede unirse a otro artículo que requiera exposición a alta temperatura. Una solución alternativa al problema de formación de burbujas es introducir segmentos hidrofóbicos en el esqueleto polimérico. La patente estadounidense no. 4, 301 , 1 1 0, emitida para Cuscurida, et al. , muestra la preparación de elastómeros de RI M a partir de un poli(oxibutilenoxietilen) glicol , un poliisocianato aromático y un agente extensor de cadena. Desafortunadamente, los polioles que tienen hidroxilos secundarios pueden tener una reactividad que difiere de los polioles teniendo hidroxilos primarios. Esta diferencia de reactividad es frecuentemente indeseable en muchas aplicaciones. De manera similar, la patente estadounidense no. 5, 31 7,076, emitida para Primeaux, I I , describe la preparación de elastómeros de RI M a partir de un poli(oxibutilenoxietilen)glicol terminado en amina. La amina cataliza la reacción así como reacciona con el poliisocianato. Aunque el poliol terminado en amina tiene reactividad mejorada en comparación con polioles que solo tienen hidroxilos secundarios, desafortunadamente tendrá más actividad catal ítica que los polioles teniendo hidroxilos primarios. Es deseable preparar polímeros de poliuretano que no formen burbujas sobre la exposición a humedad seguido por exposición a temperaturas elevadas. Pero, también es deseable preparar polímeros de poliuretano a partir de formulaciones teniendo reactividad similar a aquélla de formulaciones tradicionales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se proporciona una composición de poliuretano útil para la fabricación de una parte elastomérica. La composición de poliuretano comprende un prepolímero de poliisocianato y un compuesto conteniendo hidrógeno activo, en donde desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 60 porciento en peso de la composición es un aducto de óxido de butileno y desde aproximadamente 70 hasta aproximadamente 100 porciento en peso del aducto de óxido de butileno está presente en el prepolímero de poliisocianato. También se proporciona un método para preparar un pol ímero de poliuretano a partir de la com posición de poliuretano. Además, se proporciona un método para preparar un artículo de polímero de poliuretano a partir de la composición de poliuretano.

DESCRI PCIÓN DE LA I NVENCIÓN En la modalidad preferida de la presente invención, la composición de poliuretano comprende un prepol ímero de poliisocianato y un compuesto conteniendo hidrógeno activo, en donde desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 60 porciento en peso de la composición es un aducto de óxido de butileno y desde aproximadamente 70 hasta aproximadamente 100 porciento en peso del aducto de óxido de butileno está presente en el prepolímero de poliisocianato. La presente invención es útil para preparar partes poliméricas de poliuretano. En la presente invención, el polímero de poliuretano puede referir un compuesto de poliuretano, un compuesto de poliurea o mezclas de los mismos. Un compuesto de poliuretano puede ser obtenido mediante la reacción de un poliol con un poliisocianato, en donde el poliol es el compuesto que contiene hidrógeno activo. Un compuesto de poliurea puede ser obtenido mediante la reacción de una amina con un poliisocianato, en donde la amina es el compuesto conteniendo hidrógeno activo. Un compuesto de poliuretano o compuesto de poliurea puede contener tanto funcionalidad de uretano como de urea, dependiendo de qué compuestos estén incluidos en las formulaciones laterales A y/o B. Para los fines de la presente aplicación, no se hará distinción adicional en la presente entre los compuestos de poliuretano y compuestos de poliurea. El térm ino "pol ímero de poliuretano" será usado de manera genérica para describir un compuesto de poliuretano, un compuesto de poliurea y mezclas de los mismos. Los prepolímeros de poliisocianato adecuados tienen un contenido de NCO desde 5 hasta 40 porciento en peso, de preferencia desde 1 5 hasta 30 porciento en peso. Estos prepolímeros son los productos de reacción de poliisocianatos y compuestos que contienen hidrógeno activo, tales como dioles o trioles de bajo peso molecular. Principalmente, los compuestos que contienen hidrógeno activo son multivalentes y son derivados en su mayoría de óxido de butileno. El poliisocianato está presente en exceso estequiométrico, de manera que el prepolímero retiene la funcionalidad de isocianato. El componente de poliisocianato del prepol ímero de la presente invención puede ser seleccionado ventajosamente de poliisocianatos orgánicos, poliisocianatos modificados, prepolímeros basados en isocianato y mezclas de los mismos. Estos pueden incluir isocianatos alifáticos y cicloalifáticos, pero se prefieren los isocianatos aromáticos multifuncionales y en particular, difuncionales. Se prefieren 2,4- y 2,6-toluenodiisocianato (TDI) y las mezclas isoméricas correspondientes; 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-difenilmetano-diisocianato (MDI) y las mezclas isoméricas correspondientes; mezclas de 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-MDI y poliísocianatos de polifenil polimetileno (PMDI); y mezclas de PM DI y TDI . También son útiles con la presente invención , compuestos de isocianato alifáticos y cicloalifáticos, tales como, 1 ,6-hexametilen- diisocianato; 1 -isocianato-3, 5, 5-trimetil-1 -3, isocianatometíl-ciclohexano; 2,4- y 2 , 6-hexahidrotoluenodiisocianato. Las mezclas isoméricas correspondientes 4,4'-, 2,2'- y 2 ,4'-diciclohexilmetanodiisocianato también pueden usarse. El diisocianato de isoforona también puede ser usado con la presente invención. También son usados ventajosamente para el componente de poliisocianato del prepolímero de la presente invención, los así llamados isocianatos multifuncionales modificados, es decir, los productos que son obtenidos a través de reacciones químicas de los poliisocianatos anteriores. Poliísocianatos ejemplares contienen esteres, ureas, biurets, alofanatos, carbodiimidas, uretoniminas y grupos uretano. También pueden usarse los poliisocianatos conteniendo grupos carbodiimida y/o grupos uretonimina teniendo un contenido de grupo isocianato (NCO) desde 10 hasta 40 porciento en peso, más preferiblemente desde 20 hasta 35 porciento en peso. Estos incluyen, por ejemplo, poliisocianatos basados en 4,4'-, 2,4'- y/o 2,2'-MDI y las mezclas isoméricas correspondientes, 2,4- y/o 2,6-TDI y las mezclas isoméricas correspondientes; mezclas de MDI y PMDI , mezclas de TDI y PMDI y/o diisocianatos de difenilmetano. Aún más preferidos para usarse en la presente invención son: (i) poliisocianatos teniendo un contenido de NCO desde 8 hasta 40 porciento en peso conteniendo grupos carbodiimida y/o grupos uretano, desde 4,4'-MDI o una mezcla de 4,4'- y 2,4'-MDI; (ii) prepolímeros conteniendo grupos NCO, teniendo un contenido de NCO desde 1 0 hasta 35 porciento en peso, con base en el peso del prepolímero, preparado mediante la reacción de polioxi-alquilen polioles, teniendo una funcionalidad de preferencia, desde 2 hasta 4 y un peso molecular desde 800 hasta 1 5, 000 con diisocianato de 4 ,4'-d ifenil-metano o con una mezcla de 4,4'- y 2,4'-MDI y mezclas de (i) y (ii) ; y (iii) 2,4- y 2,6-TDI y las mezclas isoméricas correspondientes. PMDI en cualquiera de sus formas también puede ser usado para preparar los poliuretanos de la presente invención. En este caso, de preferencia tiene un peso equivalente entre 1 25 y 300, más preferiblemente desde 1 30 hasta 240 y una funcionalidad promedio de más de 2. Se prefiere más una funcionalidad promedio desde 2.5 hasta 3.5. La viscosidad del componente de poliisocianato es de preferencia, desde 25 (0.025 Pa. s) hasta 5,000 (5 Pa.s) centipoises, pero se prefieren valores desde 1 00 (0.1 00 Pa.s) hasta 2,000 (2 Pa.s) centipoises a 25°C, para facilidad de procesamiento. Se prefieren viscosidades sim ilares, donde se seleccionan componentes de poliisocianato alternativos. Con respecto a los compuestos de hidrógeno activo multivalentes que son derivados en su mayoría de óxido de butileno (de aqu í en adelante "BO POLIOL"), son dioles o trioles de poliéter preferibles. El BO POLIOL tiene un peso equivalente desde aproximadamente 500 hasta aproximadamente 2,000 y un peso molecular desde aproximadamente 1 ,000 hasta aproximadamente 6,000. Más preferiblemente, el BO POLIOL tiene una funcionalidad promedio desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 3 y un peso equivalente desde aproximadamente 1 ,000 hasta aproximadamente 1 ,800. Un iniciador es alcoxilado con óxido de butileno para producir el BO POLIOL. El óxido de butileno puede incluir cantidades menores de otros óxidos de alquileno. Estos polioles pueden ser preparados mediante cualquier método conocido para alguien de habilidad ordinaria en la técnica para preparar poliéter polioles. El prepol ímero de poliisocianato de la presente invención puede ser preparado mediante cualquier medio conocido para alguien de habilidad ordinaria en la técnica para preparar tales prepol ímeros. De preferencia, el componente de poliisocianato es preparado al mezclar un BO POLIOL con un exceso molar de poliisocianato y sostener la mezcla durante tres horas a desde aproximadamente 55°C hasta aproximadamente 85°C, hasta que se alcanza el contenido de NCO deseado. El lado A del prepol ímero de la presente invención se mezcla con el lado B del compuesto conteniendo hidrógeno activo. El lado B puede incluir una poliamina o un poliol. Si el lado B incluye una poliamina, el componente de poliamina puede ser cualquier poliamina o mezcla de poliaminas, las cuales pueden ser usadas para preparar una poliurea. Las poliaminas son compuestos de amina teniendo dos o más hidrógenos reactivos de isocianato por molécula. De preferencia, todos los hidrógenos reactivos de isocianato de la poliam ina son hidrógenos de grupo amina. Ejemplos de tales poliaminas incluyen alqu ilen poliaminas representadas por la fórmula : NH2C2H4(NHC2H4)nX donde X es -OH o -NH2, y donde n tiene el valor de 0 a 5. Cuando X es -NH2, tales alquilen poliaminas incluyen etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, tetraetilenpentamina, pentaetilenhexamína y similares.

También pueden usarse aminas aromáticas con la presente invención . Ejemplos de poliam inas aromáticas incluyen 2,4 y 2,6-toluendiamina, n-aminoetil-piperazina, m-fenilendiamina. Son particularmente útiles con la presente invención dietiltoluendiamina y di-ter-butil-toluendiamina y similares. Un grupo particularmente útil de aminas son aminas derivadas de polioxipropilen dioles y trioles. De preferencia, estas diaminas tienen la fórmula: H2NCH(CH3)CH2[OHC2CH(CH3)]XNH2 en donde x es un entero desde 2 hasta 40, y las triaminas tienen la fórmula: CH2[OCH2CH(CH3)]xNH2 CHCH2CH2[OCH2CH(CH3)]yN H2 I CH2[OCH2CH(CH3)]zNH2 en donde x, y y z representan enteros en el rango desde 1 hasta 15, y la suma de x, y y z es desde 3 hasta 50. Las polioxipropilen diaminas más preferidas tienen un peso molecular promedio desde 230 hasta 2,000. Las polioxipropilen triaminas más preferidas tienen un peso molecular promedio desde 190 hasta 5,000. También son útiles las diaminas que tienen la fórmula: H2NCHCH2[OCHCH2]x-[OCH2CH2]y-[OCH2CH]zNH2 I I CH3 CH3 en donde x+z es igual a 2 hasta 1 0 y y es u n entero desde 1 hasta 50. Los polioles terminados en hidroxilo también pueden ser incluidos en el lado B de las formulaciones para la presente invención. Por ejemplo, los polímeros de la presente invención pueden ser preparados a partir de form ulaciones que incluyen poliéter o pol iéster polioles. Los polioles representativos adecuados para usarse en la presente invención son conocidos de manera general y son descritos en publicaciones tales como High Polymers (Polímeros superiores) , vol. XVI , "Polyurethanes, Chemistry and Technology" (Poliuretanos, química y tecnolog ía) por Saunders y Frisch, Intersciences Publishers, Nueva York, Vol. I , pp. 32-42, 44-54 (1962) y vol. I I , pp. 5-6, 198-199 (1964); Organic Polymer Chemistry (Química de polímeros orgánicos) por K.J . Saunders, Chapman y Hall, Londres, pp. 323-325 (1 973); y Developments in Polyurethans (Desarrollos en poliuretanos), vol. I , J . M. Burst, ed. , Applied Science Publishers, pp. 1 -76 ( 1 978) . Sin embargo, cualquier compuesto conteniendo hidrógeno activo puede ser usado con el método de esta invención. Ejemplos de tales materiales incluyen aquéllos seleccionados de las siguientes clases de composiciones, solas o en mezcla: (a) aductos de óxido de alquileno de polihidroxi-alcanos; (b) aductos de óxido de alquileno de azúcares no reductores y derivados de azúcares; (c) aductos de óxido de alquileno de ácidos fosforosos y polifosforosos; y (d) aductos de óxido de alquileno de polifenoles. Los polioles de estos tipos son referidos en la presente como "polioles de base". Ejemplos de aductos de óxido de alquileno de polih idroxialcanos útiles en la presente son aductos de etilenglicol, propilenglicol, 1 , 3-dihidroxipropano, 1 ,4-dihidroxibutano y 1 ,6-dihidroxihexano, glicerol, 1 , 2,4-trihidroxibutano, 1 , 2,6-trihidroxihexano, 1 , 1 , 1 -trimetiloletano, 1 , 1 , 1 -trimetilolpropano, pentaeritritol, policaprolactona , xi litol , arabitol , sorbitol y manitol . Se prefieren en la presente como ad uctos de óxido de alquileno de polihidroxialcanos los aductos de óxido de etileno de trihidroxialcanos. Otros aductos útiles incluyen etilendiamina, glicerina, amoniaco, 1 , 2,3,4-tetrahidroxibutano, fructosa y sacarosa. También se prefieren los poli(oxipropilen)glicoles, trioles, tetroles y hexoles y cualquiera de estos que sean rematados con óxido de etileno. Estos polioles también incluyen poli(oxipropilenoxietilen)polioles. El contenido de oxietileno debería comprender, de preferencia, menos de 80 porciento en peso del total y más preferiblemente menos de 40 porciento en peso. El óxido de etileno, cuando se usa, puede ser incorporado en cualquier forma junto con la cadena de pol ímero, por ejemplo, como bloques internos, bloques terminales o bloques distribuidos de manera aleatoria o cualquier combinación de los mismos. Los compuestos conteniendo hidrógeno activo de poliadición de poliisocianato (PI PA) pueden ser usados con la presente invención. Los compuestos PI PA normalmente son los productos de reacción de TDI y trietanolamina. Un método para preparar compuestos PI PA puede ser encontrado en, por ejemplo, la patente estadounidense 4, 374,209, emitida para Rowlands. Otra clase de polioles, los cuales pueden ser usados con las formulaciones de la presente invención, son "polioles de copolímero", los cuales son polioles de base que contienen pol ímeros dispersos de manera estable, tales como copolímeros de acrilonitrilo-estireno. La producción de estos polioles de copolímero puede ser a partir de mezclas de reacción comprendiendo una variedad de otros materiales, incluyendo, por ejemplo, catalizadores, tales como, azobisisobutiro-nitrilo; esta bilizantes de poliol de copol ímero; y agentes de transferencia de cadena , tal como isopropanol. Además de los polioles de base descritos antes, otros materiales conteniendo hidrógeno activo son útiles con las formulaciones de la presente invención. Compuestos polifuncionales de bajo peso molecular, tales como glicoles, gliceroles, compuestos di- y tri-amino, y aminoalcoholes polifuncionales pueden ser incluidos en las formulaciones de la presente invención y son particularmente útiles. Por ejemplo, puede usarse etilenglicol como un extensor de cadena. En la práctica de la presente invención, debe haber suficiente óxido de butileno incorporado en el esqueleto del pol ímero de poliuretano para inducir la resistencia a altas temperaturas. Para fines de la presente invención, la resistencia a altas temperaturas es definida como la capacidad de un polímero, desués de ser expuesto primero a humedad y entonces a temperaturas desde aproximadamente 163°C hasta aproximadamente 218°C durante aproximadamente 1 hora, para retener más de sus propiedades físicas, tales como propiedades de tensión, que pol ímeros de poliuretano convencionales. La resistencia a altas temperaturas es definida adicionalmente para incluir la capacidad de un pol ímero para no exhibir defectos de superficie, tal como formación de burbujas cuando se somete a calor y humedad. Los polímeros de la presente invención pueden tener suficiente resistencia a altas temperaturas para permitirles ser usados en aplicaciones, tales como, el proceso de recubrim iento electrol ítico (E-Coat) usado en la fabricación de automóviles. Los pol ímeros de poliuretano más convencionales no pueden ser usados en tales procesos. De preferencia , los pol ímeros de la presente invención perderán menos de 50% de sus propiedades de tensión sobre la exposición a calor y humedad. La cantidad de aductos de óxido de butileno en los polímeros (BOAP) de la presente invención es determinada al calcular el peso total del polímero (PWT), el peso de los aductos de óxido de butileno (BOA), lo cual es representado por la fórmula general: -CH2CH2CHO- I CH3 y usando aquéllos valores en la fórmula: (BOA/PWT) x 1 00 = BOAP El porcentaje de BOAP de la presente invención es desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 60 porciento en peso, de preferencia desde aproximadamente 1 5 hasta aproximadamente 40 porciento en peso, y más preferiblemente, desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 30 porciento en peso. Con el fin de alcanzar las propiedades ventajosas de los polímeros de poliuretano de la presente invención sobre polímeros incluyendo óxido de butileno convencionales, la mayoría de los aductos de óxido de butileno es incorporada en el prepolímero de poliisocianato. Para los fines de la presente invención, la cantidad en porcentaje de aductos de óxido de butileno en el prepolímero (BOAPP) puede ser calculada al determinar el peso total de aductos de óxido de butíleno en el pol ímero (BOAP) y el peso de aductos de óxido de butileno en el prepol ímero (BOAPP) y usando aq uéllos valores en la fórm ula: BOAPP/BOAP X 1 00 = porcentaje en peso de BOAPP. El porcentaje en peso de BOAPP es desde aproximadamente 70 hasta 100 porciento, de preferencia aproximadamente 80 hasta aproximadamente 100 porciento, y muy preferiblemente aproximadamente 1 00 porciento. Además de los materiales ya listados, pueden usarse aditivos con la presente invención . Ejemplos de tales aditivos incluyen: surfactantes, rellenos, agentes de liberación de molde y similares. Puede usarse un aditivo conocido para alguien de habilidad ordinaria en la técnica para preparar pol ímeros de poliuretano con formulaciones de la presente invención. En otra modalidad de la presente invención , se proporciona un método para preparar un polímero de poliuretano. El método comprende mezclar un prepolímero de poliisocianato con un compuesto conteniendo hidrógeno activo, en donde desde aproximadamente 1 0 hasta aproximadamente 60 porciento en peso de la composición es un aducto de óxido de butileno y desde aproximadamente 70 hasta aproximadamente 100 porciento en peso del aducto de óxido de butileno está presente en el prepolímero de poliisocianato. En otra modalidad de la presente invención, se proporciona un método para preparar un artículo de polímero de poliuretano. El método comprende mezclar un prepolímero de poliisocianato con un compuesto conteniendo hidrógeno activo para formar una mezcla reactiva, inyectar la mezcla reactiva en un molde, hacer reaccionar la mezcla reactiva en el molde para formar el artículo de polímero de poliuretano y desmoldar el artículo de pol ímero de pol iuretano, en donde desde aproximadamente 1 0 hasta aproximadamente 60 porciento en peso de la composición es un aducto de óxido de butileno y desde aproximadamente 70 hasta aproximadamente 1 00 porciento en peso del aducto de óxido de butileno está presente en el prepol ímero de poliisocianato. Las modalidades descritas en la presene están dadas para ¡lustrar el alcance y espíritu de la presente invención . Las modalidades harán evidentes para aquéllos expertos en la técnica otras modalidades que también pueden usarse. Estas otras modalidades están dentro del alcance de la presente invención . De esta manera, el alcance de la invención debería ser determinado por las reivindicaciones anexas y sus equivalentes legales, en lugar de por las modalidades dadas en la presente.

EJEMPLOS Los siguientes ejemplos ejemplifican meramente varias modalidades de la invención. Se entiende que los siguientes ejemplos son proporcionados para ilustrar adicionalmente la invención. No limitan en forma alguna el alcance de la presente invención. El poliol A tiene un peso equivalente de 21 5 y una funcionalidad de aproximadamente 2. Es una mezcla de 44.6 partes de poliol B, 15.7 partes de poliol C, 37.7 partes de dietiltoluen diamina (DETDA), 1 .57 partes de estearato de cinc y 0.1 partes de catalizador de dilaurato de dimetilestaño.

El poliol B es preparado a partir de un iniciador de glicerina, el cual es propoxilado a un peso molecular de aproximadamente 4,000 y entonces es etoxilado a un peso molecular de 5, 000. El políol C es un poliol de óxido de propileno amínado teniendo un peso molecular de aproximadamente 2, 000, comercialmente disponible como TEXRI M TR-2000*. *TEXRI M TR-2000 es una designación comercial de Hu ntsmen, Corp. ). El poliol D es un poliéter poliol de óxido de butileno iniciado con glicerina, teniendo un peso molecular de 5, 000. El prepol ímero A es preparado al usar 60 partes de un poliisocianato modificado y 40 partes de un poliéter poliol de óxido de butileno iniciado con glicerina de peso molecular de 3,000. El poliisocianato modificado es una mezcla eutéctica de aductos de diisocianato de 4,4'-difenilmetano y carbodiimida, teniendo un peso equivalente de isocianato de aproximadamente 144. El prepolímero B es un prepolímero convencional preparado con 60 partes del poliisocianato modificado y 40 partes de un poliol iniciado con glicerina de peso molecular de 5,000. El poliol es propoxilado primero a un peso molecular de aproximadamente 4, 100 y entonces es etoxilado a un peso molecular de aproximadamente 5,000.

EJEMPLOS NOS. 1 Y 2 Para el Ejemplo no. 1 , se preparó un elastómero RIM usando la formulación mostrada a continuación en la Tabla 1 , en donde todos los aductos de BO son derivados del prepolímero y los aductos de BO son 22.7% en peso del peso pol imérico total . Para el Ejemplo no. 2, se preparó un elastómero RIM substancialmente de manera idéntica al Ejem plo 1 , excepto que la composición de elástomero no incluye aductos de BO. Los especímenes teniendo dimensiones de 1 0.2 cm x 10.2 cm x 0.32 cm son cortados de placas teniendo dimensiones de 22.9 cm x 22.9 cm x 0.32 cm) preparados usando una máquina RI M Shure-Shot 30*, en donde los lados A y B son sostenidos a 43°C y el molde es sostenido a 71 °C. El tiempo de desmolde es 40 segundos. Las placas son probadas por Fuerza Verde al inclinar una muestra inmediatamente después de que un espécimen es removido del molde y observar la superficie por defectos. Después de ser desmoldadas, las placas son post-curadas a 140°C durante una hora. Las placas son removidas del horno de post-curado y se permite que se enfríen a temperatura ambiente. Después del enfriamiento, los especímenes son sumergidos en agua sostenida a 25°C. Los especímenes son removidos a 24, 48 y 144 horas, se secan al secar y se miden por la ganancia de peso de agua. Los especímenes también son removidos y probados por apariencia de superficie y dureza después de 48 horas del remojo en agua y exposición a altas temperaturas durante una hora como se describe en la Tabla 1 .

TABLA 1 Estabilidad al calor: 0 - Sin pérdida de dureza al doblar el espécimen, sin defectos de superficie 1 - Algo de agrietado/cuarteado de superficie sobre el doblado del espécimen 2 - Muy frágil, el espécimen se cuartea antes de que se logre el doblado 3 - Menos de cinco burbujas menores EJEMPLOS NOS. 3-6 Para los Ejemplos nos. 3-6, se preparan elastómeros RIM como en el Ejem plo 1 usando la formulación de la Tabla 2. Algunas placas de prueba se curan durante 1 hora a 140°C y otras placas de prueba se curan a 1 90°C durante 1 hora. Las propiedades de tensión se miden de acuerdo con ASTM D-638 y las propiedades de impacto se miden de acuerdo con ASTM D-3763. Las placas se colocan en agua a 35°C durante 1 hora, entonces se secan y se prueban por a bsorción de agua. Entonces, las placas se colocan en un horno a 1 90°C durante una hora, se remueven y se vuelven a probar como antes para propiedades de tensión e impacto.

TABLA 2 1 - Dietil toluen diamina. 2 - Catalizador de dilaurato de dimetilestaño, disponible de CK Witco Corporation. 3 - Probado antes del tratamiento con agua y calor. 4 - Probado después del tratamiento con agua y calor.

EJEMPLOS NOS. 7-1 0 Para los Ejemplos nos. 7-1 0, se preparan y prueban elastómeros RI M substancialmente como en los Ejemplos nos. 3-6. Las formulaciones y resultados se exhiben a continuación en la Tabla 3.

TABLA 3 1 - Dietil toluen diamina. 2 - Catalizador de dilaurato de dimetilestaño, disponible de CK Witco Corporation. 3 - Probado antes del tratamiento con agua y calor. 4 - Probado después del tratamiento con agua y calor.

EJ EMPLOS NOS. 1 1 -1 2 Para el Ejemplo no. 1 1 , se prepara un elastómero RI M substancialmente de manera idéntica al Ejemplo 1 , excepto porque el poliol B es reemplazado con 44.6 partes de Poliol D. La parte es probada por fuerza verde con cuarteaduras y observándose la fragilidad. Para el Ejemplo no. 12, un elastómero RI M se hace de manera similar al Ejemplo no. 1 1 , excepto que las condiciones son optimizadas para mejorar la fuerza verde. El nivel de U L-28 es aumentado por 50 porciento, el tiempo hasta que la parte es retirada del molde es incrementado de 40 segundos hasta 60 segundos, la temperatura de molde es incrementada desde 71 °C hasta 90°C, y la temperatura de los lados A y B es incrementada desde 43°C hasta 57°C. La parte es probada para fuerza verde. Aunque se realiza mejor que la parte del Ejemplo no. 1 1 , también muestra agrietado de superficie. El agrietado de superficie no exhibió en los Ejemplos nos. 1 -1 0.

EJEMPLOS NOS. 1 3-16 Para los Ejemplos nos. 13 y 14, los elastómeros RIM se preparan substancialmente de manera idéntica al Ejemplo 1 . Los especímenes se cuartean cuando se prueban por fuerza verde. Después del tratamiento con agua y calor (como con los Ejemplos nos. 3-6), los especímenes son demasiado frágiles para probar. Para los Ejemplos nos. 1 5 y 1 6, se hacen elastómeros RI M de manera similar al Ejemplo no. 1 3, excepto que las condiciones son optim izadas para mejorar la fuerza verde. El nivel de UL-28 es incrementada por 50 porciento, el tiempo hasta que la parte es retirada del molde es incrementado desde 40 segundos hasta 90 segundos y la temperatura de molde es incrementada de 71 °C a 90°C.

TABLA 4

Claims (12)

REIVI N DICACION ES

1 . Una composición de poliuretano comprende: a. un prepolímero de poliisocianato y b. un compuesto conteniendo hidrógeno activo, en donde desde 1 0 hasta 60 porciento en peso de la composición es un aducto de óxido de butileno, desde 70 hasta 1 00 porciento en peso del aducto de óxido de butileno está presente en el prepolímero de poliisocianato y el prepol ímero de poliisocianato tiene un contenido de NCO desde 5 hasta 40 porciento en peso.

2. La composición de poliuretano de la reivindicación 1 , en donde el prepol ímero de poliisocianato tiene un contenido de NCO desde 1 5 hasta 30 porciento en peso.

3. La composición de poliuretano de la reivindicación 1 , en donde desde 15 hasta 40 porciento en peso de la composición es un aducto de óxido de butileno.

4. La composición de poliuretano de la reivindicación 3, en donde desde 20 hasta 30 porciento en peso de la composición es un aducto de óxido de butileno.

5. La composición de poliuretano de la reivindicación 1 , en donde y desde 80 hasta 1 00 porciento en peso del aducto de óxido de butileno está presente en el prepolímero de poliisocianato.

6. La composición de poliuretano de la reivindicación 1 , en donde el compuesto conteniendo hidrógeno activo es una poliamina.

7. La composición de poliuretano de la reivindicación 1 , en donde el compuesto conteiniendo hidrógeno activo es un poliol.

8. La composición de poliuretano de la reivindicación 7, en donde el poliol es terminado en hidroxilo.

9. Un método para preparar un polímero de poliuretano comprendiendo el paso de mezclar un prepol ímero de poliisocianato con un compuesto conteniendo hidrógeno activo, en donde desde 10 hasta 60 porciento en peso de la composición es un aducto de óxido de butileno, desde 70 hasta 100 porciento en peso del aducto de óxido de butileno está presente en el prepol ímero de poliisocianato y el prepolímero de poliisocianato tiene un contenido de NCO desde 5 hasta 40 porciento en peso.

10. Un polímero de poliuretano preparado de acuerdo con la reivídicación 9. 1 1 . Un método para preparar un artículo de polímero de políuretano, que comprende a) mezclar un prepolímero de poliisocianato con un compuesto conteniendo hidrógeno activo para formar una mezcla reactiva; b) inyectar la mezcla reactiva en un molde; c) hacer reaccionar la mezcla reactiva en el molde para formar el artículo de polímero de poliuretano; y d) desmoldar el artículo del polímero de poliuretano, en donde desde 10 hasta 60 porciento en peso de la composición es un aducto de óxido de butileno, y desde 70 hasta 100 porciento en peso del aducto de óxido de butileno está presente en el prepolímero de poliisocianato y el prepol ímero de poliisocianato tiene un contenido de NCO desde 5 hasta 40 porciento en peso. 12. Un artículo de polímero de poliuretano preparado de acuerdo con la reivindicación 1 1 .