PT88518B - Processo para a preparcao de uma espuma de poliuretano possuindo uma elevada resistencia ao fogo - Google Patents

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Description

A presente invenção refere-se essencialmente a uma espuma de poliuretano flexível que possui uma resistência à inflamação muito aumentada, a qual, para além das aplicações tradicionais, é adequada para aplicações onde existe um alto ris» •o de incêndio, tal como, por exemplo, almofadas de assentos pa ra transportes públicos, teatros, ou cinemas, ou colchões em pri sões, hospitais, etc.
Para a preparação destas espumas de poliureta no que possuem uma alta resistência ao fogo utiliza-se actualmen te eom frequêneia ureia livre como agente retardador de incên2 =
dio. Devido à forte solubilidade deste agente retardador de incêndio no poliol e ao consequente aumento rápido e forte da vijs cosidade, é necessário dosear o retardador de fogo separadamente durante a manufactura da espuma de poliuretano, por exemplo por meio de um parafuso de Arquimedes. De facto, devido ao forte aumento da viscosidade que pode ser originado pela adição do retardador de incêndio sólido ao poliol como meio de dispersão líquido, podem surgir determinados problemas, i.e. no campo do doseamento (bombagem) da mistura poliol/ureia, em que o aumento da viscosidade da mistura varia continuamente tornando impossível um doseamento homogéneo e também o controlo do processo de formação de espuma e da qualidade da espuma. Uma tal mistura toma-se quase sólida (gel físico) ao fim de um período inferior a um dia de armazenagem nos reservatórios e condutas da instalação de fabrico da espuma.
Por outro lado, devido à necessidade de se se parar o doseamento do retardador de incêndio sólido, é impossível utilizar-se a tecnologia clássica de preparação de espumas de poliuretano que consiste no doseamento contínuo de componentes líquidos, ou de uma dispersão líquida, numa câmara de mistura da referida instalação.
objectivo principal da presente invenção é o de proporcionar uma solução para os diferentes inconvenientes e de propor uma formulação para a preparação da espuma de poliuretano flexível de elevada resistência ao fogo e que possa ser aplicada de uma maneira fácil aos aparelhos clássicos de prepara ção de espumas de poliuretano.
A fim de realizar este objectivo, a espuma de poliuretano de acordo com a invenção é caracterizada por o re ferido retardador de incêndio compreender pelo menos um dos seguintes componentes:
1) mistura de oligómero linear de ureia-formol possuindo a fórmula geral NH2-CO-NH-/~CH2-NH-CO-NH7n-GH2-NH-CO-NH2, na qual n pode ter um valor entre 0 e 50;
2) ureia em pó cujas partículas são pelo menos parcialmente recolhidas por uma película menos solúvel, tal como de enxofre
3)
ou de uma resina;
dioiandiamida de fórmula gerais
H2N
N.
Num modelo de realização particular da inven çâ·, o conteúdo do referido retardador de incêndio compreende de 20 a 100 partes em peso por 100 partes em peso de poliol básico.
Num modelo de realização mais particular da invenção, a espuma de poliuretano compreende também, para além do retardador de incêndio, uma quantidade entre O e 50 partes era peso, relativamente a 100 partes em peso de poliol, de pelo menos um dos seguintes retardadores de incêndio:
- um fosfato ou fosfonato orgânico halogenado, tal como tris-(2-cloroetil)-fosfato, tris-(dicloropropil)-fosfato, tris-(dibro mopropil)fosfatos, tetrakis-(2-cloroetil)-etileno-dif©sfato;
- um fosfato ou fosfonato livre de halogénio orgânico, tal como tricresilfosfato, dimetil-metil-fosfato;
- um composto de halogénio alifático livre de fósforo, tal como parafina de cloro e pó de PVC;
- um composto halogenado alicíclico ou aromático, tal como difenilóxido bromado;
- óxido de antiménio e/ou borato de zinco numa combinação sinérgica com um retardador de incêndio compreendendo halogénio;
- um retardador de incêndio ou de inflamação inorgânico, tal como sal de amónio, (mais particularmente fosfato de amónio, borato de amónio e sulfato de amónio) e trihidrato de alumínio;
- um composto de azoto orgânico, diferente da ureia ou do oligómero de ureia-formol, tal como melamina e diureia de isobutile no.
A invenção também se refere a um processo pa3B 4 —
ra a preparação da espuma de poliuretano. 0 processo é caracterizado pelo facto do referido retardador de incêndio, que é pra ticamente insolúvel no poliol, ser disperso em pó no poliol e por a mistura ser a seguir posta em contacto com outros componen tes de reacção para se formar a espuma de poliuretano.
Outras particularidades e vantagens da invenção tornar-se-ão claras com a descrição dada a seguir, onde serão dados uma série de exemplos típicos de possíveis aplicações de retardadores de incêndio e dos outros componentes de reacção da espuma de poliuretano flexível de acordo com a invenção.
Esta descrição não limita o âmbito da protec ção uma vez que é dada apenas a título de exemplo da invenção.
A espuma de poliuretano flexível, à qual a invenção se refere, tem uma densidade que se situa entre 20 e
3
150 kg/m , mas especificamente entre 25 e 100 kg/m , e pertence ao tipo que tem uma elasticidade elevada (espuma de resiliência elevada), relativamente ao poliéter.
A espuma de poliuretano em questão pode ser manufacturada ou sob a forma de blocos por meio de formação contínua e livre de espuma de acordo com o processo designado por one shot slebstock*’ ou des continuam ente sob a forma de um molde fechado (processo de moldação).
Os limites de densidade mais típicos para o one shot slebstock contínuo situam-se preferivelmente entre 25 e 80 kg/m , enquanto que para o processo descontínuo num molde
O fechado estão compreendidos preferivelmente entre 40 e 100 kg/m.
Aquelas espumas são caracterizadas pelo facto de compreenderem um retardador de incêndio que lhes proporcio na uma maior resistência ao fogo, e isto também na presença das chamadas fontes de alta ignição, tais como 150 g de papel. Elas encontram então também aplicação em almofadas ou colchões nas chamadas aplicações de alto risco, tais como transportes públicos e repartições públicas como aquelas já mencionadas.
De acordo com a invenção, utilizam-se retardadores de incêndio primários que são menos solúveis na água de = 5 « polióis. Eles podem ser de três tipos:
1) Oligómeros de ureia-formol de baixa linearidade molecular: NH2-C0-NH-/~CH2-NH-CO-NH7n-CH2-CO-NH2, em que n pode ter um valor entre 0 e 50 e preferivelmente entre 1 e 20}
2) ureia modificada fisicamente: consiste em pó de ureia cujas partículas são cobertas por uma película menos solúvel, tal como enxofre fundido de determinadas resinas, onde a referida cobertura pode representar 5 a 30$ em peso relativamente a ureia}
3) diciandiamida com a fórmula:
c = N h2n
Aqueles três tipos de retardadores de incêndio podem estar presentes quer isoladamente, quer em combinação recíproca na fórmula da espuma de poliuretano.
Graças à solubilidade fortemente limitada dos retardadores de incêndio nos componentes da reacção para a preparação de uma espuma de poliuretano, aqueles podem ser dispersos ou na forma de grãos, ou em pó no poliol básico líquido, permitindo-se assim um fácil doseamento e possibilitando ao mesmo tempo a utilização dos equipamentos de doseamento conhecidos para a manufactura da espuma de poliuretano flexível.
trabalho de extinção do incêndio dos retardadores de incêndio utilizados reside na decomposição térmica daqueles compostos de azoto para formação de gases incombustíveis, tais como água, COg, amónio, os quais diluem os gases combustíveis in casu e também têm um fornecimento menor relativamente ao desenvolvimento adicional de fumo e à toxicidade do fumo.
Deste modo, as resinas clássicas de ureia-formol de elevada molecularidade e/ou puras são menos adequadas como retardadores de incêndio nas espumas dê poliuretano flexí= 6 = veis, devido às más temperaturas de dissociação demasiado altas relativamente à temperatura de dissociação da própria espuma de poliuretano.
Os retardadores de incêndio sólidos de acor do com a invenção podem ser doseadas na forma de grãos finos, por exemplo com um diâmetro de 1 a 3 mm, através do poliol como meio de dispersão do último, mas são de preferência moídos ainda mais até se obterem pós de por exemplo 10 a 300 microns, de modo a facilitar o doseamento com as bombas de doseamento. Igual mente, desta forma, se pode obter uma dispersão mais estável e homogénea, sendo as características de extinção de incêndio da espuma de poliuretano melhoradas devido à maior superfície de contacto dos retardadores de incêndio em pó na espuma de poliuretano. A quantidade daqueles retardadores de incêndio que são do tipo dos compostos de azoto orgânicos menos solúveis em água ou no poliol, mais particularmente derivadas de ureia, compreen de preferivelmente entre 20 e 100 partes em peso por 100 partes em peso do poliol básico.
Para além dos chamados retardadores de incêndio primários, a espuma de poliuretano de acordo com a invenção pode eventualmente, mas não necessariamente, compreender outros retardadores de incêndio conhecidos que possibilitam melhorar deste modo o trabalho de extinção do incêndio.
A concentração dos outros retardadores de incêndio ditos secundários varia geraimente entre 0 e 50 partes em peso e mais tipicamente entre 3 e 25 partes em peso relativamente a 100 partes em peso do poliol,
Exemplos destes retardadores de incêndio secundários são:
- fosfatos ou fosfonatos orgânicos halogenados, tais como: tris-(dicloropropil)fosfato, tris-(2-cloroetil)fosfato, tris-(monocloropropil)fosfato, tris-(dibromopropil)fosfato, tetrakis-(2-cloroetil)-etileno-difosfato, etc,
- compostos de halogénio alifáticos livres de fósforo, tais como cloroparafina e pó de PVC;
- compostos halogenados alicíclieos e aromáticos, tais como dife nilóxido de polibrometo, etc.
- óxido de zinco e/ou borato de zinco em combinação sinérgica com um halogénio compreendendo um retardador de incêndio;
- retardadores de incêndio inorgânicos, tais como sal de amónio (mais particularmente fosfato de amónio, borato de amónio e sulfato de amónio) e trihidrato de alumínio;
- compostos de azoto orgânicos, diferentes da ureia ou dos refe ridos oligómeros de ureia-formol, tais como melamina e diureia de isobutileno.
Uma melamina numa quantidade de 10 a 15 par tes em peso por 100 partes em peso de poliol é preferivelmente escolhida como retardador de incêndio secundário.
Num modelo de realização mais específico da invenção faz-se utilização de um oligómero de ureia-formol linear com a fórmula geral referida, na qual n pode variar entre 1 e 20, em combinação com melamina na respectiva proporção de peso: oligómero de formol linear/melamina de 2/l a l/2 e/ou em combinação com o referido fosfato orgânico halogenado na respeç: tiva proporção de peso: oligómero de formol linear/fosfato halo genado de l/0,02 a l/l.
fosfato ou fosfonato orgânico halogenado pode também, para além de fósforo e halogénio, compreender even tualmente grupos OH reactivos que podem ser construídos na cadeia polimérica após reacção com o isocianato. Estes retardadores de incêndio são vendidos inter alia pela Hoechst sob o nome Exolit 107 e Exolit 413.
Por outro lado, a espuma de poliuretano fie xível de acordo com a invenção, a qual compreende pelo menos um dos referidos retardadores de incêndio primários atrás descritos, é preparada com base nas seguintes matérias primas;
l) Poliois
Consistem essencialmente em compostos de polioxialquileno reactivos de elevada molecularidade que são preparadas através da poliadição de propilenónido (Ρθ) e etxlenóxido (Bo) sobre moléculas iniciadoras polifuncionais com grupos OH e/ou NH, e/ou NHg, dos quais os mais txpicos são o glicerol e o trimetilolpropano.
Além disso, o conteúdo de grupos OH primários relativamente à soma dos grupos OH primários e secundários é de pelo menos 60$, o peso molecular está compreendido preferivelmen te entre 4500 e 65OO para uma funcionalidade de 3, o número de grupos de extremidades funcionais por molécula de poliol varia entre 2 e 4 mas é de preferência igual a 3, e tem um número de hidroxilos que pode variar desde 20 até 40 e de preferência desde 24 até 38·
Os polióis activos de elevada molecularidade podem ou não compreender materiais de enchimento poliméricos orgânicos presentes sob a forma de dispersães.
Os materiais de enchimento orgânicos - se presentes - podem ser do seguinte tipo:
- vinil(co)polímeros (polistireno, poliacrilonitrilo), pelo que os vinilmonómeros são in casu polimerizados (via um processo radicalor) no poliol básico e deste modo são também parcialmen te enxertados no mesmo. Tais poliois são designados por poliois poliméricos enxertados··;
- produtos de adição de poliureia, originados pela reacção in ca su entre um isocianato (por exemplo toluenodiisocianato) e uma poliamida (por exemplo hidrazina) no poliol básico como meio de reacção líquido. Estes poliois são vendidos pela Bayer/Mohay sob o nome poliois PHD’’, também conhecidos sob o nome Polyharnstoff Dispersion Polyole;
- produtos de adição de poliureia ou de poliuretano, originados pela reacção em questão entre um isocianato (por exemplo, toluenodiisocianato) e uma alcanolamina (por exemplo dietanolaraina ou trietanolamina) no poliol básico como meio de reacção líquido (estes poliois são vendidos no mercado sob o nome poliois PIPA·’).
A formulação de espuma para espumas de elevada resiliência pode ser baseada nos poliois atrás descritos sem ma-
teriais de enchimento, ou alternativamente nos poliois com materiais de enchimento orgânicos, pelo que nesse caso a quantidade de enchimento pode compreender 4 a 20$ em peso (e mais tipicamente 6 a 15$ em peso). Estes poliois enchidos podem evidentemer te ser uma mistura de um poliol não enchido e de um poliol mais ou menos concentrado.
2, Isocianatos Os isómeros mais típicos são toluenodiisocianato (TDl), 4,4*-difenilmetanodiisocianato (MDl) e seus derivados quimicamente modificados (tais como prepolímero, isocianurato biurato, carbodiimida, etc...).
Também são possíveis misturas de TDI e MDI, quer na forma pura, quer na forma de derivados.
índex NCO daqueles isocianatos varia preferivelmente entre 90 © 120.
3, Agentes catalíticos
Na presente invenção, utilizam-se como agentes catalíticos aminas terciárias, tais como trietilenodiamina, dimetilamineetanol, bis-(2-metil)-aminoetiléter, etc... que são tipicamente utilizadas num poliéter flexível e em espumas de alta resiliência.
Para além daquelas aminas terciárias, podem-se também utilizar agentes catalíticos organometálicos, conforme é também utilizado nas espumas de alta resiliência e num poliéter flexível.
Exemplos típicos são tinoctonato e dibutilindilaurato.
4, Agentes de ligação cruzada/diluentes
São geralmente formados por compostos activos de hidrogénio de baixa molecularidade com uma funcionalidade de 2 a 8 com grupos OH e/ou NH e/ou NHg, ou seja poliálcoois, poli aminas e alcanolaminas.
Aqueles compostos podem desempenhar várias fun * çÕes tais como:
a
- controlo do equilíbrio entre a polimerização (gelificação) e a ventilação (formação de espuma) durante o processo de forma ção de espuma.
- aumento (= catalizar) da velocidade da reacção durante o processo de formação de espuma (no caso da presença de azoto ter ciário no composto)
- influenciar as características físicas (resistência à compressão, etc...) dos materiais obtidos na forma de espuma.
Exemplos típicos destes compostos são a dietanol amina, a trietanolamina, o etxlenoglicol, materiais de adição de propilenóxido e etilenóxido em etilenodiamina, o trimetil o lpropano , o glicerol, a diisopropilamina, diaminas aromátiC6LS j ©tC · · ·
5· Meio reactivo
Como meio reactivo químico utiliza-se a água preferivelmente numa quantidade de 0,8 a 5 partes em peso por 100 partes em peso de poliol, mais especificamente 2 a 4 partes em peso por 100 partes em peso de poliol. Pela reacção de água com o isocianato forma-se gás COg.
Eventualmente, para além da água, pode-se utilizar um meio reactivo físico, tal como materiais de hidrocarbonetos de halogénio, líquidos de baixo ponto de ebulição. Por exemplo triclorofluorometano e cloreto de metileno.
A quantidade deste meio reactivo físico varia geralmente entre 0 e 30 partes em peso por 100 partes em peso de poliol básico, e mais especificamente entre 0 e 20 partes em peso.
6, Agentes tensio-activos
Eventualmente, a fim de se obter uma ainda maior estabilização e homogeneidade da estrutura celular da espuma de poliuretano, tais compostos tensio-activos são frequentemente adicionados com um peso molecular relativamente baixo en relação aos utilizados nas espumas de poliéter convencionais.
• Além disso, aqueles compostos têm uma capacidade de estabiliza11 ção da espuma mais fraca que a das espumas de poliéter.
Os mais típicos são inter alia os óleos de polidimetilsiloxeno ou os copolímeros de polidimetilsiloxano-poli éter, conforme são frequentemente utilizados em formulações de elevada resiliência (ER). Estes compostos são por exemplo «L 5307, L 5305” e I» 5309« (Union Carbide); B 4113« e «B 4380« (Goldschmidt); Q2-5O43 (Dow Corning); «KS43« e «KS53 (Bayer); etc*.·
Nos quadros apresentados a seguir, dão-se um número de exemplos de formulações de espumas de poliuretano com as suas características, de acordo com a invenção.
As abreviaturas e códigos que são utilizados nos quadros são explicados a seguir, bem como no que respeita às matérias primas e às características.
1, MATÉRIAS PRIMAS
a) Poliois
- Pl a tipo polietertriol reactivo
- produto de adição : glicerol + propilenoéxido (PO)t etil enoéxido (BO)
- funcionalidade : 3
- $ OH prim. : 75
- $ EO (relativamente a EO ♦ Ρθ) : 13
- número de hidroxilos (IOH) : 36
- MG 1 47OO
- P2 « idem Pl, mas $ OH prim. : 85 $ EO : 15 10H : 28
MG : 6000
- P3 « idem Pl, mas com material de enchimento de poliureia diss perso (PHD) possuindo uma quantidade de PHD dispersa num total de poliol: 7$ em peso.
- P4 análogo a Pl, mas com um copolímero disperso de poliacri lonitrilo-poliestireno disperso num total de poliol: 10$ em peso.
- P5 análogo a Pl, mas com PIPA« disperso num total de poliol : 10$ em peso (tipo PIPA = produto de adição TDI + =
trietanolamina).
b) Isocianatos
- II ss TDI 8o/2O (mistura de 80$ de 2-4 toluenodiisoeianato +· ♦ 20$ de 2-6 de toluenodiisoeianato)
- 12 = TDI quimicamente modificada, tipo Desmodur MT58” (Bayer) $ NCO = 40,5
- 13 « MDI de partida (mistura de oligómero na base de 4,4’-difenilmetanodiisocianato — $ NCO = 31, por exemplo Desmo— dur 44V2O (Bayer)
- 14 = prepolxmero na base de MDI puro,tipo Supracec VM28” (ICI) - $ NCO ® 25
c) Meios reactivos
- Ttf a total de água na fórmula (partes em peso por 100 partes de poliol) (i.e, levando em linha de conta a presença eventual de água nas matérias - primas utilizadas)
- Fll » triclorofluorometano
-MC » cloreto de metileno
d) Agentes Catalíticos
- CO33LV a DABCO 33LV = 33$ de solução de trietilenodiamina nu ma solução de dipropilenoglicol
- cat. Al (UC) a 70$ de solução de bis-(2-metil)-aminoetiléter num meio de solução de dipropilenoglicol
- cat. A107 (UC) a agente catalítico de amina terciária (Union Carbide) de acção retardada (ainício lento, mas cura rápida), usado tipicamente nos sistemas ER de moldação” preparada de acordo com o método de moldação de espuma
- DBTDL = dibutilindilaurato
e) Agentes tensio-activos
- L53O7 (UC) a copolímero de polidimetilsiloxano-poliéter da Union Carbide, tipicamente utilizado como estabilizador celu lar em espumas de blocos muito resilientes.
- B4113 (Goldschmidt) = copolímero de polidiraetilsiloxano-poli éter de Goldschmidt, usado tipicamente como regulador celular numa espuma de elevada resiliência (bloco ou molde) - opera= 13 = ção menos estabilizante do que o tipo L53O7.
f) Agentes de ligação - cruzada
- DEOA = dietanolamina
- TEOA « trietanolamina
- DIPA - diisopropanolamina
- glicerol
g) Retardadores de incêndio
-PI as mistura de oligómero de ureia-f ormol, de acordo com a fórmula atrás mencionada onde n é igual 4, a qual é moída para um pó com uma granulometria média de 50 microns
-Pl bis : análogo a Fl, mas em que n é igual em média a 10.
-Fl tris: análogo a Fl, mas em que n é igual em média a 30.
-Fl quadri : análogo a Fl, mas em que n é igual em média a 50. -F2 β ureia revestida com enxofre (20% em peso de enxofre) - grãos finos com um diâmetro de + 1 mm,
-F3 * dicianodiamida (dimensão média do grãos 80 microns)
-F4 ss tris-(2-cloroetil)-fosfato -F5 e melamina
2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DAS ESPUMAS
O
- RG as densidade total em kg/nr (espuma livre)
O
- DM as densidade do moldado global em kg/nr ;
- CLD 40%: resistência à compressão para uma compressão a 40% expressa em quilopascais as KPa (norm. ISO 3386)
- ILD 25%: resistência à formação de depressão - expressa em
Newton (norma ISO 2439®)
- ER as elongamento à ruptura em % (norma ISO 1798)
- RR » tensão de cedência em KPa (norma ISO 179θ)
- TR β resistência ao corte em Newton/cm (norma ASTM D 3574)
- CS 5θ% - deformação de compressão para uma compressão a 50% (22 horas - 70° C) de acordo com ISO I856A
- EL = reacção de elasticidade à bola em % - ASTM D3574
- LOI as índice de oxigénio de acordo com ASTM 2863-74. Quanto maior é o número, maior é a resistência ao fogo (espumas facilmente combustíveis têm um LOI = 21). Um LOI de 28 indica uma resistência ao fogo inerente muito alta.
= 14 =
- MVSS302 = ensaio de incêndio com um automóvel.
SE β autoextinção
F » Falha (velocidade do fogo de 100 mm/min)
- Calif. 117 A = ensaio de incêndio em mobiliário (Estado da Califórnia)
P = Satisfaz (durante e após um período de calor de 104° C (22 horas)
F « falha
- UL 94 HF1 » UL 94 ensaio de fogo horizontal (Underwriters Laboratories - EUA) $ neste ensaio, que é especialmente imposto em aplicações electrónicas, não se pode permitir o aparecimento de gotas incandescen tes durante o ensaio.
P = passa
F = falha
F/P ss caso limite
- NBS í ensaio de câmara de fumo (ASTM E662) - norma airbus
ATS 1000.001. Neste caso, a máxima densidade óptica do fumo (DS máx.) é medida sob condições de ensaio em chamas (FL) ou em combustão lenta sem chama (SM).
A concentração de gases de fumo eventualmente tóxicos (ppm), tais como HC1, é também algumas vezes medida.
norm. airbus: DS max. (após 4 a 6 minutos) :< 200 p.p.m. (condições FL & SM): ppm HC1 após 1,5 min.: <50 após 4 min.: <5θθ
- ensaio de maçarico : ensaio de fogo interno, em que uma chama rica em oxigénio (azul) (1100° C-15 cm de comprimento) é apli cada na perpendicular a uma chapa de aço de ensaio de 3 cm de dimensão durante 30 segundos a uma distância de 3 cm (entre o bico do maçarico e a chapa de ensaio).
- ensaio de Boston (EUA) : ensaio de fogo à escala real, em que, no canto (frincha), entre a almofada do assento e de encosto se incendeiam 140 g de papel como fonte de ignição.
Satisfaz (p) no caso da perda de peso da espuma após o ensaio ser inferior a 15$·
- BS 5S52 - ensaio da parte 2 com Crib 5” como fonte de igni= 15 = çãoj este ensaio é utilizado na Grã-Bretanha em mobiliário e impõe que, após o ensaio ter sido executado com um enchimento de espuma de poliuretano complexo em combinação com um forro corrente FR-éster, se satisfaçam simultaneamente os seguintes critérioss
- perda de peso depois do ensaio : ^60 g
- tempo máximo de inflamação : <10 minutos
- tempo máximo de queima sem chama! <Ó0 minutos.
Nos diversos quadros, a formulação é dada em partes em peso relativamente a 100 partes de poliol básico, ao passo que os isocianatos são expressos em índice NCO (relação estequiométrica de NCO relativamente aos compostos activos de hidrogénio).
Quadro I refere-se a exemplos de uma formula ção de poliuretano do tipo espuma de blocos, em que as matérias primas são misturadas umas com as outras manualmente na proporção de 300 g de poliol com a quantidade respectiva do componente remanescente (técnica de mistura manual).
No Quadro II dão-se exemplos de formulações de espumas de poliuretano, e também do tipo de espuma de blocos, onde se faz utilização de uma máquina fábrica piloto, na qual os retardadores de incêndio são pré-misturados por dispersão no poliol básico.
Quadro III apresenta alguns exemplos típicos de formulações de espumas de poliuretano flexíveis de acordo com o processo de formação com moldes.
No Quadro IV apresentam-se as caracteristicas da espuma de poliuretano de acordo com o Quadro I.
Quadro V refere-se às caracteristicas da espuma de poliuretano de acordo com o quadro II, ao passo que o Quadro VI refere-se às caracteristicas da espuma de poliuretano de acordo com o Quadro III, pelo que todas são medidas com almo fadas de moldes (incluindo o forro).
As espumas de poliuretano de acordo com os exemplos do quadro III são manufacturadas por meio de uma máqui-
na de injecção de baixa pressão, a partir dos três seguintes componentes separados:
- poliol conjuntamente com um retardador de incêndio, com a quantidade necessária de água, com os agentes tensio-activos e eventualmente com outros materiais;
- o isocianato
- o meio reactivo físico (Fll ou MC)
A injecção é realizada com um molde metálico de ensaio com as dimensões de 4θ x 40 x 10 cm e a uma temperatu ra de moldagem de 50° C.
Depois da injecção, o molde é fechado de manei ra a não permitir a formação de espuma livre, contrariamente ao que acontece com a formação de espuma de blocos, e este molde ó mantido fechado durante 10 a 15 minutos.
Seguidamente, a almofada formada é desmoldada e submetida a moagem mecânica por compressão entre dois rolos.
“process”, ou seja, a capacidade de funciona mento tecnológica durante o processo de formação de espuma, e o aspecto visual das espumas obtidas são satisfatórias em todos os exemplos (Quadros 1, 11 e 111).
De uma maneira um pouco inesperada, detectou-se que a utilização de retardadores de incêndio da assim desi£ nada mistura de oligomero de ureia-formol linear também melhorou significativamente as características de termoformação da espuma de poliuretano.
Por características de termoformação pretende-se significar a deformação fácil e permanente da espuma sob in fluência de temperatura e força de compressão (por exemplo entre duas placas aquecidas num molde).
« 17 «
Quadro I: Formulações de tipos de espuma de blocoa(mistura normal)
0\ r\0 cn
CM
Quadro I; (Cont.) Formulações de tipos de espuma de blocos (mistura normal)
Quadro I (Cont
Quadro I (Cont
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CM
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Quadro II: Formulações de tipos de espumas de blocos (máquina)
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Quadro II: (Cont.
Quadro III: Formulações de tipos de espumas de molde (máquina
= 24 =
Quadro III (Cont.
(*) Mistura de 80$ em peso de II + 20$ em peso 13 (índex NCO de 105) = 25 =
O r4
Quadro IV: Características dos tipos de espumas de bloco do Quadro
CTi
CM »5 &
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CM rH •d-
O &
Quadro IV (Continuação)
Quadro Vt Caracteristicas dos tipos de espumas de bloco do quadro II
Quadro V: Características dos tipos de espumas de blocos do quadro II (continuação l)
Quadro V (continuação 2)
i?·
(continuação 3)
= 32 =
Tabela VI: Caracteristicas dos tipos de espumas de molde do Quadro III
'4
Tabela Vis Cont

Claims (3)

  1. - 1* Processo para a preparação de uma espuma de poliuretano flexível de elevada elasticidade, possuindo uma denO sidade entre 25 e 150 kg/nr e uma resistência ao fogo relativamente elevada, caracterizado por se fazer reagir um xsocianato e/ou um seu derivado quimicamente modificado com um poliol de e1evada reactividade molecular, na presença de um agente catalíti co, de um agente de ligação cruzada, e/ou de um diluente, de águe. como meio reactivo e de um retardador de inflamação, em que o re tardador de inflamação compreende pelo menos um dos seguintes componentes:
    1) mistura de oligómero linear de ureia-formol com a fórmula geral NH2-CO-NH-/“CH2-NH-CO-NH7n-CH2-NH-CO-NH2, na qual n pode ter o valor entre 0 e 50;
  2. 2) ureia em pó cujas partículas são pelo menos parcialmente recolhidas por uma película menos solúvel, tal como de enxofre ou de uma resina;
  3. 3) diciandiamida com a fórmula geral:
    h2n e por o retardador de inflamação ser disperso em pó no poliol, após o que este último ó a seguir posto em contacto com os outros componentes de reacção para formar uma espuma de poliuretano·
    - 2» Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o retardador de inflamação compreender essencial mente uma mistura de oligómero linear de ureia-formol com a fórmula geral ΝΗ2-ΟΟ-ΝΗ-/“θΗ2-ΝΗ-ΟΟ-ΝΗ7η-ΟΗ2-ΝΗ-ΟΟ-ΝΗ2, em que n pjo de ter um valor entre 0 e 5θ·
    - 3® Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por na fórmula geral da mistura de oligómero de ureia-formol n ter um valor entre 0 a 20.
    - 4» Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o retardador de inflamação compreender essencial mente ureia em pó, cujas partículas são pelo menos recolhidas parcialmente por uma película menos solúvel, tal como de enxofre ou de uma resina.
    - 5® Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o retardador de inflamação compreender essencial, mente diciandiamida com a fórmula gerais
    - 65 Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o retardador de inflamação compreender um conteúdo de ureia livre de pelo menos 15$, preferivelmente de pelo menos 10$.
    - 7® Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o conteúdo do retardador de inflamação ser de 10-100 partes em peso por 100 partes em peso de poliol básico e preferivelmente de 20-100 partes em peso por 100 partes em peso de poliol.
    = 36 =
    - 8* Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a espuma de poliuretano tam bém compreender entre 0 e 50 partes em peso, relativamente a 100 partes em peso de poliol, de pelo menos um dos seguintes retarda dores de inflamação:
    - um fosfato ou fosfonato orgânico halogenado, tal como tris-(2-cloroetil)fosfato, tris-(dicloropropil)fosfato, tris-(dibromo propil)fosfato, tetra-(2-cloretil)-etileno-difosfato;
    - um fosfato ou fosfonato livre de halogénio orgânico, tal como tricresilfosfato, dimetil-metil-fosfato;
    - um composto de halogénio alifático livre de fósforo, tal como parafina de cloro, pó de PVC;
    - um composto halogenado alicíclico ou aromático, tal como difenilóxido bromado;
    - óxido de antimónio e/ou borato de zinco numa combinação sinérgica com um retardador de inflamação compreendendo halogénio;
    - um retardador de inflamação inorgânico, tal como sal de amónio (mais particularmente fosfato de amónio, boreto de amónio e sulfato de amónio) e trihidrato de alumínio;
    - um composto de azoto orgânico, diferente de ureia ou do oligómero de ureia-formol, tal como melamina e diureia de isobutile no.
    - 9& Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8 caracterizado por a espuma de poliuretano compreender, para além da mistura de oligómero linear de ureia-formol, 10 a 50 partes em peso de melamina por 100 partes em peso de poliol.
    vindicações 1 isocianato de
    Processo de acordo com qualquer uma das reia 9, caracterizado por o isocianato compreender di tolueno, 4,4*-difenilmetanodiisocianato e/ou seus _ 10» » 37 » derivados modificados quimicamente, tais como prepolímero, isocianato, biureto, carbodimida.
    - 115 Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado por o índice de NCO do isocianato variar entre 80 e 120.
    - 12» Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por a espuma de poliuretano compreender pelo menos uma amina terciária, tal como trietileno diamina, dimetilaminoetanol ou bis-(2-metil)-aminoetileter como agente catalítico.
    - 13» Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por a espuma de poliuretano compreender pelo menos um composto organo-metálico tal como tinoctoato e dilaurato de dibutilestanho como agente estabilisador,
    Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o retardador de inflamação ser disperso em pá, com uma granulometria que está preferivelmente compreendida entre 10 a 300 microns, no poliol antes deste ser posto em contacto com o isocianato e com os outros ingredientes, para formar a espuma de poliuretano.
    A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi apresentado na Bélgica em 18 de Setembro de 1987, sob o nS. 08701053.
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