MXPA99011138A - Composiciones de poliisocianatos para espumas de poliuretano expandidas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a:Proceso para preparar una espuma de poliuretano rígida que comprende hacer reaccionar una composición de poliisocianato conuna composición reactiva de isocianato en la presencia de un agente de expansión de hidrofluorocarburo, caracterizado porque la composición de poliisocianato comprende (a) de 15 a 42%por peso del diisocianato de difenilmetano, (b) oligómeros de tres anillos del poliisocianato de polimetileno polifenileo en una cantidad tal que la relación de (a) a (b) es igual a 0.2 a 1.8 y (c) homólogos superiores de poliisocianato de polimetileno polifenileno.

Description

COMPOSICIONES DE POLIISOCIONATOS PARA ESPUMAS DE POLIURETANO EXPANDIDAS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a procesos para la producción de espumas rígidas de poliuretano y sistemas de reacción para uso en la misma. Más específicamente, la presente invención apunta a procesos para la producción de espuma rígida de poliuretano en los que se utiliza una composición de poliisocianatos específica, una composición reactiva al isocianato y agentes de expansión de hidrofluorocarburo o hidrocarburo . Las espumas rígidas de poliuretano tienen muchos usos conocidos, como por ejemplo en materiales de construcción y aislación térmica. Estas espumas son conocidas por tener propiedades estructurales superiores, una sorprendente aislación térmica inicial y a largo plazo y buenas propiedades pirorretardantes . Las espumas rígidas de poliuretano han sido convencionalmente preparadas haciendo reaccionar composiciones adecuadas reactivas al poliisocianato y al isocianato en presencia de un agente de expansión adecuado. Con respecto a los agentes de expansión, los ciorofluorocarburos (CFC) tales como CFC-11 (CCI3F) y CFC-12 (CCI2F2) han sido utilizados más ampliamente ya que han demostrado producir espumas que tienen buenas propiedades de aislación térmica, baja inflamabilidad y una excelente estabilidad dimensional. Sin embargo, a pesar de estas ventajas, los CFC han sido descartados, ya que se los ha asociado con la destrucción de la capa de ozono de la atmósfera del aire, asi como también con un posible potencial del calentamiento global. Por consiguiente se ha restringido rigurosamente el uso de los CFC. Los hidroclorofluorocarburos (HCFC) tales como el HCFC 141b (CC12FCH3) y HCFC22 (CHC1F2) se han convertido en una solución intermedia ampliamente utilizada. Sin embargo, los HCFC también han demostrado causar un deterioro similar de la capa de ozono de la atmósfera terrestre y por lo tanto, su uso también está en estudio. En realidad, el fin de la producción y del uso ampliamente difundidos del HCFC se producirá en el corto plazo. Por lo tanto, ha existido la necesidad de desarrollar procesos para la formación de espumas rígidas de poliuretano que utilizan agentes de expansión que tiene un potencial de destrucción del ozono cero y que igualmente proporcionan espumas que tienen excelentes propiedades térmicas y estabilidad dimensional. Una clase de materiales que han sido investigados como agentes de expansión incluye a varios hidrocarburos tales como n-pentano, n-butano y ciclopentano. El uso de estos materiales es bien conocido y ha sido descrito, por ejemplo, en las Patentes de los EE.UU N° 5.096.933, 5.444.101, 5.182.309, 5.367.000 y 5.387.618. Sin embargo, los métodos conocidos para producir espumas con estos agentes de expansión y sistemas de reacción usados en estos métodos no han demostrado producir espumas rígidas de poliuretano que tengan propiedades físicas comercialmente atractivas en densidades que sean lo suficientemente bajas como para hacer factible su uso. En pocas palabras, las propiedades relacionadas con estas espumas expandidas de hidrocarburos, por lo general, han sido inferiores a las espumas expandidas de CFC y HCFC. También se ha prestado atención al uso J de hidrofluorocarburos (HFC) incluyendo 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (HFC 245fa) ; 1, 1, 1, 3, 3pentrafluorobutano (HFC 365 mfc) ; 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC 134a); y 1,1-difluoroetano (HFC 152a) . El uso de estos materiales como agentes de' expansión para espumas rígidas de poliuretano se describe por ejemplo en las patente de los EE.UU. N° 5.496.866; 5.451.084; 4.997.706; 5.430.071 y 5.444.101. Sin embargo, como con los hidrocarburos, los intentos de producir espumas rígidas con estos materiales, por lo general, no han dado como resultado espumas que tengan propiedades estructurales, térmicas y propiedades térmicas comparables con las logradas utilizando CFC-11 como el agente de expansión. La mayoría de los intentos por resolver este problema se han centrado alrededor de la mezcla de diferentes hidrofluorocarburos, hidrocarburos o la mezcla de hidrocarburos con hidrofluorocarburos y/u otros agentes de expansión. Estos intentos se han encontrado con un éxito limitado.

Por consiguiente, queda la necesidad de un proceso para la producción de espumas rígidas de poliuretano que utiliza agentes de expansión de hidrofluorocarburos o hidrocarburos y que proporciona espumas que tienen excelentes propiedades físicas. Este objetivo se obtiene mediante la presente invención que utiliza poliisocianatos poliméricos de una composición especifica en el proceso para la producción de espuma rigida de poliuretano con agentes de expansión de hidrofluorocarburos o hidrocarburos. La presente invención proporciona espumas que tienen mejores propiedades físicas y térmicas de aislación. La presente invención apunta a un proceso para hacer espumas rígidas de poliuretano que comprenden hacer reaccionar: (1) una composición de polifenilen polimetilen poliisocianato; (2) una composición reactiva al isocianato que contiene múltiples grupos reactivos al isocianato que son útiles en la preparación de espumas rígidas de poliuretano o de poliisocianurato modificado con uretano; (3) un agente de expansión de hidrofluorocarburo o hidrocarburo; (4) opcionalmente, agua u otros compuestos que evolucionan en dióxido de carbono, y donde dicho polifenilen polimetilen poliisocianato comprende (a) un 15 a 42 por ciento por peso, en base al 100% del componente de poliisocianato (1), de difenilmetano diisocianato; (b) oligómeros de 3-anillos de polifenilen polimetilen poliisocianato (en adelante denominados triisocianato) en una cantidad tal que la proporción de diisocianato a triisocianato en una cantidad tal que la proporción de diisocianato a triisocianato está entre aproximadamente 0,2 a aproximadamente 1,8; y (c) siendo el resto homólogos superiores de polifenilen polimetilen poliisocianato. Los polifenilen polimetilen poliisocianatos utilizados en la presente invención son los de la Fórmula I.

Los oligómeros de 3 anillos del componente 1 (b) son los representados por la Fórmula I donde n=l . Los homólogos superiores del componente 1 (c) son los representados por la Fórmula"! donde n>l .

La composición de polifenilen polimetilen poliisocianato (1) utilizada en la presente invención comprende entre aproximadamente 15 a 42 por ciento, preferentemente 20 a 40 por ciento y más preferentemente 24 a 38 por ciento por peso, en base al 100 por ciento de componente de poliisocianato, de difenilmetano diisocianatos. El difenilmentano de diisocianato en la forma de sus isómeros 2,2', 2,4' y 4,4' y sus mezclas pueden usarse como en la presente invención. Puede usarse cualquier variación de los isómeros 2,2', 2,4' y 4,4'. La composición de polifenilen polimetilen poliisocianato (1) comprende además el componente de triisocianato en una cantidad tal , que la proporción de diisocianato a triisocianato está/es entre 0,2 a 1,8 y preferentemente entre aproximadamente 0,33 a aproximadamente 1,8. Por ende, el contenido real de triisocianato se determina en base a la cantidad de difenilmetano diisocianato en la composición de polifenilen polimetileno (1) utilizando la relación arriba mencionada. La cantidad es sobre un porcentaje por peso en base a 100 por ciento por peso de la composición de poliisocianato total. A los fines de la aclaración, si la cantidad de difenilmetano diisocianato en una composición dada de polifenilen polimetilen poliisocianato es 30 por ciento y la relación de diisocianato a triisocianato es 1,5, la cantidad de triisocianato que debe incorporarse en la composición de polifenilen polimetilen poliisocianato deberla ser entonces de 20 por ciento por peso en base al 100 por ciento por peso de la composición total. El componente homologo superior (c) puede comprender además isocianatos de funcionalidad superior modificados con varios grupos que contienen grupos de éster, grupos de urea, grupos de- biuret, grupos de alofanato, grupos de carbodiimida, grupos de isocianurato, grupos de uretdiona y grupos de uretano. Estos isocianatos modificados y métodos para la preparación son conocidos en el arte. La composición (1) de polifenilen polimetilen poliisocianato se usa en una cantidad de aproximadamente 35 a aproximadamente 70 del sistema de reacción total. La composición (1) de polifenilen polimetilen poliisocianato puede prepararse mediante métodos conocidos por los expertos en el arte. Los métodos adecuados se describen, por ejemplo, en "Chemistry and Technology of Isocyanates" Ulrich, John Wiley & Sons Inc. (1996) . En general, las composiciones de polifenilen polimetilen poliisocianato se preparan mediante la reacción de anilina con formaldehido en condiciones acidas para formar aminas. A esto le sigue la fosgenación y la descomposición térmica del material resultante en una mezcla de homólogos de isocianato. La cantidad de difenilmetano diisocianato, triisocianato y homólogos superiores en la composición puede manipularse ajustando la anilina a la "proporción/relación de formaldehido y/o las condiciones de reacción. Por ejemplo, resulta, una proporción superior de anilina a formaldehido en una polifenilen polimetilen poliamina que contiene cantidades superiores del componente de ~ difenilmetano diamina y el componente de triamina " y un rendimiento correspondientemente inferior del componente homólogo superior. Por lo tanto, la fosgenación y el clivaje térmico de la polifenilen polimetilen poliamina rinde un producto de polifenilen polimetilen poliisocianato que contiene cantidades superiores del difenilmetano diisocianato y el triisocianato y cantidades menores de los homólogos superiores de isocianato. Además, la composición del componente de polifenilen polimetilen poliisocianato que contiene puede también ser controlado por fraccionamiento, parcial para separar difenilmetano diisocianato junto con una variedad de rutas de reacción modificadas con isocianato. Las composiciones reactivas al isocianato (2) útiles de la presente invención incluyen cualquiera de aquellas conocidas por los expertos en la técnica por ser útiles para la preparación de espumas rígidas de poliuretano. Como ejemplos de composiciones adecuadas reactivas al isocianato que tienen múltiples grupos reactivos al isocianato incluyen poliéter polioles, poliéster polioles y mezclas de los mismos que tienen números de hidroxilo promedio que van desde aproximadamente 20 a aproximadamente 1000 y preferentemente alrededor de 50 a 700 KOH/g y funcionalidad de hidroxilo de aproximadamente 2 a aproximadamente 8 y preferentemente alrededor de 2 a aproximadamente 6. Otros materiales reactivos al isocianato que pueden utilizarse en la presente invención incluyen politioéteres, poliamidas, poliéster amidas, policarbonatos, poliacetales, poliolefinas, polisiloxanos y polimero polioles terminados en hidrógeno. Los poliéter polioles adecuados incluyen productos de reacción de óxidos de alquileno, por ejemplo óxido de etileno y/u óxido de propileno, con iniciadores que contienen de 2 a 8 átomos de hidrógeno activo por molécula. Los iniciadores adecuados incluyen polioles, por ejemplo, dietilenglicol, glicerol, trimetilolpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sorbitol, metil glucósido, mannitol y sucrosa; poliaminas, por ejemplo etileno diamina, tolueno diamina, diaminodifenilmetano y polimetilen polifenilen poliaminas; amino alcoholes, por ejemplo, etanolamina y dietanolamina; y sus mezclas. Los iniciadores preferidos incluyen polioles y poliaminas . Los poliéster polioles adecuados incluyen aquellos preparados haciendo reaccionar un ácido carboxilico y/o un derivado del mismo o un anhidrido policarboxilico con un alcohol polihidrico. Los ácidos policarboxilicos pueden ser cualquiera de los ácidos conocidos alifático, cicloalifático, aromático y/o heterociclico policarboxilico y pueden substituirse (por ejemplo con átomos de halógeno) y/o no saturados. Los ejemplos de ácidos policarboxilicos adecuados y anhídridos incluyen ácido oxálico, ácido malónico, ácido glutárico, ácido pimélico, ácido succinico, ácido adipico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido trimeliticao, anhidrido de ácido trimelitico, dianhidrido piromelitico, anhidrido de ácido ftálico, anhidrido de ácido tetrahidroftálico, anhidrido de ácido hexahidroftálico, anhidrido de ácido tetrahidroftálico endometileno, anhidrido de ácido glutárico, ácido maleico, anhidrido de ácido maleico, ácido fumárico y ácidos grasos dimérico y trimérico, como por ejemplo los de ácido oleico que pueden estar en mezcla con ácidos grasos monoméricos. Los esteres simples de los ácidos policarboxilicos también pueden usarse como ácido tereftálico dimetiléster, ácido tereftálico bisglicol y sus extractos. Si bien los poliéster polioles aromáticos pueden prepararse a partir de materiales reactivos sustancialmente puros como se enumera más arriba, los ingredientes más complejos pueden utilizarse en forma ventajosa, como por ejemplo las corrientes laterales, desechos o residuos de la manufactura del ácido ftálico, anhidrido ftálico, ácido tereftálico, dimetil tereftalato, polietilen tereftalato y similares. Los alcoholes polihidricos adecuados para la preparación del poliéster polioles pueden ser alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos y/o heterociclicos. Los alcoholes polihidricos pueden incluir opcionalmente átomos substituyentes que son inertes en la reacción, por ejemplo, átomos substituyentes de cloro y bromo, y/o pueden ser insaturados. También pueden usarse los aminoalcoholes adecuados, como por ejemplo monoetanolamina, dietanolamina o similares. Entre los ejemplos adecuados de alcoholes polihidricos se incluyen etilenglicol, propilenglicol, polioxialquilenglicoles (como por ejemplo dietilenglicol, polietilenglicol, dipropilenglicol y polipropilenglicol), glicerol y trimetilolpropano. El material reactivo al isocianato se usa en una cantidad de aproximadamente 20% a aproximadamente 70% y preferentemente alrededor de 30% a aproximadamente 60% del sistema de reacción total. El presente proceso comprende además hacer reaccionar la composición (1) de polifenilen polimetilen poliisocianato y la composición (2) reactiva al isocianato con uno o más agentes de expansión de hidrofluorocarburo o hidrocarburo que son vaporizables en condiciones de formación de espuma. Los agentes de expansión de hidrofluorocarburo útiles de la presente invención incluyen: 1, 1, 1, 3 , 3-pentafluoropropano (HFC-245fa) ; 1, 1,1,3, 3-pentafluorobutano (HFC 365mfc) ; 1,1,1,4,4,4-heptafluorobutano (HFC 365mff) ; 1, 1-difluorometano (HFC 152a), 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC 134a) y sus mezclas. Los hidrofluorocarburos preferidos incluyen 1,1,1,3,3-pentafluoropropaio; 1,1,1,3, 3-pentafluorobutano y 1,1,1,2— tetrafluoroetano. Los hidrocarburos apropiados incluyen butano, isobutano, isopentano, n-pentano, ciclopentano, 1-penteno, n-hexano, iso-hexano, 1-hexano, n-heptano, isoheptano y sus mezclas. Preferentemente el agente de expansión de hidrocarburo es isopentano, n-pentano, ciclopentano y sus mezclas. El agente de expansión de hidrocarburo más preferido para ser utilizado en la presente invención es una mezcla de isopentano a n-pentano en una relación de 80:20 a 99:01 partes por peso. El agente de expansión de hidrofluorocarburo deberá utilizarse en una cantidad de aproximadamente 2% a aproximadamente 20% y preferentemente entre aproximadamente 4 y 15 por ciento de todo el sistema de reacción. El agente de expansión de hidrocarburo deberá utilizarse en una cantidad de aproximadamente 2% a aproximadamente 20% y preferentemente entre aproximadamente 4 y 15 por ciento de todo el sistema de reacción. También pueden utilizarse otros agentes de expansión físicos en el presente proceso en combinación con los agentes de expansión de hidrocarburo. Los agentes de expansión apropiados incluyen 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoropropano (HFC-245fa) , 1, 1, 1,2-tetrafluoroetano (HFC 134a), 1, 1-difluoroetano (HFC-125a) ," difluorometano (HFC-32), clorodifluorometano (HCFC-22) y 2-cloropropano . Cuando se los utiliza, estos agentes de expansión pueden mezclarse con el componente reactivo al is'ocianato, el componente de isocianato y/o como un flujo separado del sistema de reacción. Los no-hidrofluorcarburos que pueden vaporizarse como por ejemplo 2-cloropropano, isopentano, ciclopentano también pueden utilizarse en el presente proceso en combinación con los agentes de expansión de hidrofluorocarburo . Cuando se los utiliza, los agentes de expansión pueden mezclarse con el componente reactivo al isocianato, el componente de isocianato y/o como un flujo separado del sistema de reacción. El presente proceso puede comprender, en forma opcional, hacer reaccionar el polifenilen polimetilen polisocianato, la composición reactiva al isocianato y los agentes de expansión de hidrofluorcarburo o hidrocarburo en presencia de agua en una cantidad del 0,1% a aproximadamente 5%; y preferentemente entre aproximadamente 0,2% y 4% de todo el sistema de reacción. El agua reacciona para generar el dióxido de carbono para actuar como agente de expansión adicional. Otros compuestos que desarrollan dióxido de carbono pueden ser utilizados también en lugar de agua o además del agua. Estos compuestos incluyen ácidos carboxilicos y aminas cíclicas . El sistema de reacción puede comprender, además, uno o más agentes auxiliares o aditivos según se requiera para uno o más fines en particular. Los auxiliares o aditivos adecuados incluyen agentes de entrecruzamiento, como por ejemplo, trietanolamina y glicerol; agentes estabilizadores de espuma o tensioactivos, como por ejemplo, siloxano-oxialquileno copolimeros y oxietileno-oxialquileno copolimeros; catalizadores, tales como aminas terciarias (por ejemplo, dimetilciclohexilamina, pentametildietilentriamina, 2,4,6-tris (dimetilaminometil) fenol, y trietilenodiamina) , compuestos organometálicos (por ejemplo, octoato de potasio, acetato de potasio, dibutiltin dilaurato) , sales de amonio cuaternario (por ejemplo, formato de 2-hidroxipropil trimetilamonio) y trizinas N substituidas (N,N',N"-dimetilaminopropilhexahidrotriazina) ; pirorretardantes como compuestos órgano-fosforosos (como por ejemplo fosfatos orgánicos, fosfitos, fosfonato, , polifosfatbs , polifosfitos, polifosfonato, polifosfato de amonio) (por ejemplo trietil fosfato, dietiletil fosfonato, tris (2-cloropropil) -fosfato) y compuestos halogenados (como por ejemplo esteres de tetrabromoftalato, parafinas cloradas); reductores de la viscosidad como por ejemplo, carbonato de propileno y 1-metil-2-pirrolidinona; opacadores infrarrojos como negro de carbón, dióxido de titanio y pedacitos de metal; compuestos reductores del tamaño de las celdas, tales como compuestos fluorados no solubles, inertes y compuestos prefluorados , agentes de refuerzo, como fibra de vidrio y desechos de espuma molidos, agentes de desmolde, como estereato de zinc; antioxidantes, como por ejemplo, hidroxi tolueno butilado; y pigmentos como insumos para azo-/diazo colorante y ftalocianinas. La cantidad de estos materiales auxiliares o aditivos está, por lo general, entre aproximadamente 0,1 a aproximadamente 20%, preferentemente entre aproximadamente 0,3 y 15% y más preferentemente "entre aproximadamente 0,5 y 10%, por peso en base al 100% de la formulación total de la espuma. Al poner en funcionamiento' el proceso para la fabricación de espumas rígidas de acuerdo con esta invención, se pueden utilizar las técnicas conocidas de un solo paso, prepolimero o semi-prepolimero, junto con los métodos de mezcla convencionales, como la mezcla por impacto. Se puede producir la espuma rigida en forma de planchas, moldes, rellenos para cavidades, espuma pulverizada, espuma en burbujas o laminados con otros materiales como papel, metal, plásticos, o planchas de madera. Véase por ejemplo, Saunders y Frisch, Polyurethanes Chemistry and Technology, Part II Interscience Publishers, Nueva York (1962) y las referencias citadas para los distintos métodos de formación de poliuretanos . La presente invención incluye, además, las espumas de poliuretano rígidas producidas mediante los procesos dados a conocer previamente. La presente invención se ilustrará mediante la referencia a los siguientes ejemplos específicos, no limitativos. Ej emplos Salvo otra notación, en los Ejemplos que aparecen más adelante, todas las temperaturas se expresan en grados Celsios y las cantidades de los componentes de las formulaciones se expresan en partes por peso. Los siguientes materiales son utilizados y se hace referencia a los mismos en los ejemplos. Stepanpol® PS-2352 es un poliéster poliol aromático comercializado por Stepan Co . que comprende un fosfato a base de anhidrido phfálico/glicol (poliol con un valor de hidroxilo de 240 KOH/g y una viscosidad de 3.000 cPs a 25°C.

TCPP es tri (beta-cloropropil) fosfato comercializado por Great Lakes Chemical Corporation. Pelron® 9540A es un octoato de potasio en dietilenglicol comercializado por Pelron Corp. Polycat® 8 es un dimetil ciclohexilamina comercializada por Air Products Corp. Tegostab® B8466 es un tensioactivo de silicona comercializado por Goldschmidt Corporation. Borger Isopentane es un producto de isopentano que contiene 97,5% de isopentano y 2,5% de n-pentano comercializado por Phillips Petroleum Company. Hydrofluorocarbon HFC24fa (presurizado) comercializado por AlliedSignal . El Polysocyanate A contiene 32% de difenil metano diisocianatos, con una relación de diisocianato a triisocianato de 1,2 (proporcionando el triisocianato en una cantidad de 26,7%); y 41,3% de homólogos superiores. El Isocyanate B tiene un contenido de difenil metano diisocianato del 44%, una relación de diisocianato a triisociantato del 1,8 (proporcionando 24,4% de trifenildimetano triisocianato) y 31,6% de homólogos superiores. Tanto el Isocyante A como el B tienen un contenido de NCO del 31%. EJEMPLO 1 Se preparó una mezcla de poliol mezclando 100 partes de Stepanpol PS2352 con 14 partes de TCPP, 3 partes de Pelron 9540A, 0,6 partes de Polycat 8; 2,65 partes de Tegostab B8466 y 1,3 partes de agua en un mezclador de alta velocidad a temperatura ambiente. Se prepararon las espumas rígidas a partir de las formulaciones indicadas en la Tabla 1 gue se presenta a continuación. Se agregó mezcla de poliol al tanque del "lado B" de una máquina de alta presión mezcladora y alimentadora de mezclas Edge-Sweets. Luego se agregó una cantidad apropiada de isopentano, en base a las composiciones indicadas en la Tabla 1, al "lado B" --y se mezcló en forma enérgica utilizando un mezclador por aire conectado al tanque. Luego se agregó isocianato al "lado A" del tangue conectado con la máquina para preparar mezclas. Los parámetros de la máquina se definieron de la siguiente manera: Temperatura del lado A (°F) 70 Temperatura del lado B (°F) 70 Presión de mezcla (psig) 2.000 Bombeo rpm lado A 70 Bombeo rpm lado B se ajustó para dar la relación de peso de isocianato adecuada como en la Tabla 1 Velocidad de alimentación (g/seg) 180 Los ingredientes formadores de espuma se inyectaron desde la máquina alimentadora a un recipiente Lily Nro. 10 y se midió la reactividad en espuma de uso libre.

Se midieron las propiedades estructurales en muestras de núcleo tomadas a partir de espumas de 7" x 7" x 15" colocando los ingredientes de espuma en una caja de cartón adecuada . Se midió la densidad de núcleo de la espuma .de acuerdo con ASTM D1622. Se midió la estabilidad dimensional de alta temperatura de acuerdo con ATM D2126. Se midió la fuerza de compresión en forma paralela y perpendicular a la dirección de la elevación de la espuma de acuerdo con el Procedimiento A de ASTM Di621. Se midieron las propiedades térmicas de las espumas de acuerdo con ASTM C518 en la espuma del núcleo a partir de bloques de 2" x 14" x 14". Se analizó el desempeño pirorretardante de acuerdo con ASTM D3014 para medir la retención de peso Butler Chimmey. Tabla 1 Se puede observar con claridad a partir de los datos indicados en la Tabla 1, que la Espuma 1, preparada con Isocyanate A de acuerdo con la presente invención, brinda una espuma de poliuretano rigida que es superior en términos de propiedades estructurales, térmicas y de desempeño pirorretardante comparada con la Espuma 2. La espuma 2 se preparó con Isocyanate B que esta fuera del alcance de la presente invención. Las espumas 3 y 4 se prepararon en densidades comunes de espuma expandida de CFC. Como se indica en la Tabla 1, la Espuma 3, preparada con Isocyanate A de acuerdo con la presente invención, tiene propiedades superiores en términos de estructura, caracteristicas térmicas y del desempeño pirorretardante comparada con la Espuma 4. La Espuma 4 se preparó con Isocyanate B que está fuera del alcance de la presente invención. Además, la Espuma 3 (de acuerdo con la presente invención) se puede comparar con la Espuma 2. La estabilidad dimensional y la retención del peso de Butler Chimney son casi idénticos para las dos espumas. También, la fuerza de compresión, junto con los factores iniciales y envejecidos factor K de la Espuma 3 son superiores a los valores de la Espuma 2. Por consiguiente, los datos demuestran que las espumas preparadas con una composición de poliisocianato de acuerdo con la presente invención (Isocyanate A) cuentan con propiedades de desempeño superiores en densidades inferiores que las propiedades de la espuma preparada con isocianatos convencionales en densidades superiores.

EJEMPLO 2 Se preparó una mezcla de poliol mezclando 100 partes de Stepanpol PS2352 con 4,5 partes de Pelron 9540A. 1,0 partes de Polycat 8, 2,0 partes de Tegostab B8466 y 0,3 partes de agua en una mezcladora de alta velocidad a temperatura ambiente. Se prepararon las espumas rígidas a partir de las formulaciones indicadas en la Tabla 1 a continuación. Se agregó la mezcla de poliol al tanque del "lado B" de una máquina a alta presión de mezcla por impacto y alimentadora Edge-Sweets. Luego se agregó una cantidad apropiada de isopentano, en base a las composiciones indicadas en la Tabla 1, al "lado B" y se mezcló en forma enérgica utilizando un mezclador por aire conectado al tanque. Luego se agregó el isocianato al tanque del "lado A" conectado a la máquina alimentadora. Los parámetros de la máquina se definieron de la siguiente manera: Temperatura del lado A (°F) 70 Temperatura del lado B (°F) 70 Presión de mezcla (psig) 2.000 Bombeo rpm lado A 70 Bombeo rpm lado B se ajustó para dar la relación de peso apropiada de isocianato de acuerdo con la Tabla 1 Velocidad de alimentación (g/seg) 200 Los ingredientes formadores de espuma se inyectaron desde la máquina para preparar mezclas a un recipiente Lily Nro. 10 y se midió la reactivada en espuma de elevación libre. Se midieron las propiedades estructurales en muestras centrales tomadas de espumas de 7" x 7" x 15" colocando los ingredientes de espuma en una caja de cartón apropiada. Se midió la densidad central de la espuma de acuerdo con ASTM D1622. Se midió la estabilidad dimensional de alta temperatura de acuerdo con ATM D2126. Se midió la fuerza de compresión en forma paralela y perpendicular a la dirección de la elevación de la espuma de acuerdo con el Procedimiento ASTM D1621 A. Se midieron las propiedades térmicas de las espumas de acuerdo con ASTM C518 en la espuma central de los bloques de 2" x 14" x 14". Se analizó el desempeño pirorretardante de acuerdo con ASTM D3014 para medir la retención de peso Butler Chimmey.

Se puede observar con claridad a partir de ios datos indicados en la Tabla 1, que la Espuma 1, preparada con Isocyanate A de acuerdo con la presente invención, brinda una espuma de poliuretano rigida que es superior en las propiedades estructurales, caracteristicas térmicas y de desempeño pirorretardante comparada con la Espuma 2. La Espuma 2 se preparó con Isocyanate B que esta fuera del alcance de la presente invención . Las Espumas 3 y 4 se prepararon en densidades típicas de la espuma expandida de CFC. Como se indica en la Tabla 1, la Espuma 3, preparada con Isocyanate A de acuerdo con la presente invención, tiene propiedades superiores en términos de estructura, caracteristicas térmicas y del desempeño pirorretardante comparada con la Espuma 4. La Espuma 4 se preparó con Isocyanate B que está fuera del alcance de la presente invención. Además, la Espuma 3 (de acuerdo con la presente invención) se puede comparar con la Espuma 2. El valor de estabilidad dimensional es casi idéntico para las dos espumas. Además, la fuerza de compresión, junto con el factor inicial y de envejecimiento factor K de la Espuma 3 son superiores a los de la Espuma 2. Por consiguiente, los datos demuestran que las espumas preparadas con una composición de poliisocianato de acuerdo con la presente invención cuentan con mejores propiedades pirorretardantes en densidades inferiores que las propiedades de la espuma preparada con isocianatos convencionales en densidades superiores.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de poliisocianato caracterizada porque comprende lo siguiente: (a) desde aproximadamente 15% hasta aproximadamente 42% por peso " e difenilmetano diisocianato, (b) oligómeros de tres anillos de polifenilen polimetilen poliisocianato en una cantidad tal que la relación de (a) a (b) es equivalente a desde aproximadamente 0,2 a aproximadamente 1,8; y (c) homólogos superiores de polifenilen polimetilen poliisocianato .

2. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los oligómeros de tres anillos de polifenilen polimetilen poliisocianato tienen la siguiente fórmula : donde n=l

3. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los homólogos superiores de polifenilen polimetilen poliisocianato tienen la siguiente fórmula: donde n > 1

4. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el monto de difenilmetano diisocianato es igual a desde aproximadamente 20 a aproximadamente 40 por ciento .

5. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la cantidad de difenilmetano diisocianato es igual a desde aproximadamente 24 a aproximadamente 38 por ciento.

6. Un proceso para preparar una espuma de poliuretano, caracterizado porque comprende hacer reaccionar una composición de poliisocianato de acuerdo con la reivindicación 1, con una composición reactiva al isocianato en presencia de un agente de expansión de hidrofluorocarburo .

7. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el monto de hidrofluorocarburo es igual a desde aproximadamente 2% hasta aproximadamente 20% por peso de la composición.

8. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la cantidad de hidrofluorocarburo es igual a desde aproximadamente 4% hasta aproximadamente 15% por peso de la composición.

9. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el hidrofluorocarburo se selecciona del grupo que consiste en 1, 1, 1, 3 , 3-pentafluoropropano (HFC-245fa) ; 1, 1, 1, 3, 3, -pentafluorobutano (HFC 365mfc); 1,1,1,4,4,4-heptafluorobutano (HFC 356mff) ; 1, 1-difluoroetano (HFC 152a), 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC 134a) y sus mezclas.

10. Un proceso para -preparar una espuma de poliuretano, caracterizado porque comprende hacer reaccionar a una composición de poliisocianato de- acuerdo con la reivindicación 1 con una composición reactiva al isocianato en presencia de un agente de expansión de hidrocarburo.

11. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la cantidad de hidrocarburo es igual a desde aproximadamente 2% hasta aproximadamente 20% por peso de la composición.

12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la cantidad de hidrocarburo es igual a desde aproximadamente 4% hasta aproximadamente 15% por peso de la composición.

13. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el hidrocarburo se selecciona del grupo que consiste de butano, isobutano, isopentano, n-pentano, ciclopentano, 1-penteno, n-hetano, iso-hexano, 1-hexano, n-heptano, isoheptano y sus mezclas.

14. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el hidrocarburo es una mezcla de isopentano a n-pentano en una relación de 80:20 a 99:1 partes por peso.