PT99472B - Processo para a preparacao de um pre-polimero terminado em isocianato e de uma espuma de poliuretano flexivel obtida a partir dele - Google Patents
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Description
MEMÓRIA DESCRITIVA
Resumo
O presente invento diz respeito a um processo para a preparação de um pré-polímero terminado em isocianato por meio de de reacção de um poli-isocianato compreendendo 4,4'-metileno-difenildi-isocianato e polioxialquileno-poliol em que o poliol tem uma funcionalidade média (número médio de grupos funcionais) de 2 a 4, um peso equivalente de hídroxilo de 2.200 a 3.500 e contem resíduos de oxietileno numa quantidade de 40 a 68 por cento em peso; e à sua utilização num processo para a produção de espuma de poliuretano flexível.
Este invento relaciona-se com um prépolímero terminado em isocianato e um processo para a sua utilização na produção de artigos e poliuretano, particularmente espuma de poliuretano flexível.
As espumas de poliuretano são geralmente preparadas por mistura intima em condições de reacção de uma substancia contendo grupos isocianato com uma substancia contendo grupos contendo átomos de hidrogénio reactivos com isocianato. A substancia contendo átomos de hidrogénio reactivos com isocianato é geralmente um polial e pode ser uma amina ou um poliol poliéter terminado em imina, um poliol poliéster ou especialmente um poliol poliéter convencional. O isocianato é geralmente um poliisocianato orgânico, especialmente um poliisocianato aromático tal como diisocianato de tolueno ou um poliisocianato ligado a (poli) metileno tal como difenildiisocianato de metileno (MDI).
Ao preparar espuma de poliuretano com células abertas, flexível, é vantajoso utilizar poliisocianatos ou composições de poliisocianato que compreendem uma quantidade significativa de um diisocianato, limitando desse modo a ligação cruzada na estrutura polimérica e proporcionando propriedades físicas desejáveis tais como alongamento. Especialmente desejável devido às propriedades físicas da espuma resultante é a utilização de difenildiisocianato de 4,4'-metileno na produção de espuma de poliuretano.
No caso de diisocianatos ligados a metileno tais como difenildiisocianato de metileno (MDI) e especialmente o isómero- 4,4', podem ser encontrados problemas de processamento na preparação da espuma. 0 isómero-4,4 é um sólido à temperatura ambiente e assim guando utilizado num estado relativamente puro, requere que a preparação da espuma seja realizada a temperaturas elevadas. A fim de ultrapassar este problema, é conhecida neste campo a técnica de operar com misturas de poli- e/ou diisocianatos compreendendo 4.4'-DMI, ver por exemplo, Patente dos E.U.A.No. 4.256.849. Um meio alternativo para ultrapassar este inconveniente do processamento consiste em preparar um prépolímero terminado em isocianato a partir de 4,4'-DMI reduzindo desse modo a sua tendência para solidificar às temperaturas ambiente ou mais baixas.
Os prépolímeros terminados em isocianato são geralmente preparados por reacção de um grande excesso molar de um isocianato apropriado com um composto contendo hidrogénio activo. Esses compostos contendo hidrogénio activo são usualmente compostos difuncionais ou trifuncionais de variados pesos moleculares, e especialmente poliois de poliéter. A selecção do composto contendo hidrogénio activo é feita tomando em consideração as propriedades físicas desejadas para a espuma resultante. Por exemplo, ao preparar espumas de poliuretano flexível conhecidas como espumas de cura a frio é desejável usar um poliol de poliéter compreendendo resíduos de oxietileno. As espumas são identidfiçadas como espumas de cura a frio porque quando removidas do molde a necessidade de aquecer a espuma para acelerar a cura do polímero já não é necessária. Essa espuma de cura a frio pode geralmente ser utilizada durante um período de tempo relativamente curto sem qualquer risco significativo de deformação.
A publicação da Patente EP 22.617, descreve um processo para a produção de espumas de poliuretano flexíveis de cura a frio por reacção de uma composição de poliisocianato orgânico preparado a partir da reacção de difenildiisocianato de metileno com um diol ou triol de polioxialquileno contendo desde pelo menos 50 por cento em peso, distribuídos ao acaso, de resíduos de oxietileno e tendo um peso equivalente de hidroxilo de 1.000 a 2.000. Embora esse prépolímero ultrapasse essencialmente os problemas de processamento associados a 4,4'-DMI e proporcione uma espuma com propriedades físicas aceitáveis é desejável melhorar ainda mais as propriedades da espuma a fim de ir ao encontro das necessidades industriais cada vez mais exigentes. Particularmente, é desejado melhorar as propriedades de alongamento mantendo-se entretanto a totalidade das propriedades físicas aceitáveis tais como a extenção da abertura celular no interior da espuma.
Para este efeito, foi investigada a preparação de prépolímeros terminados em isocianato a partir de poliois de polioxialquileno alternativos e a sua subsequente utilização na produção de espuma de poliuretano.
Surpreendentemente, verificou-se actualmente que para se obter uma melhoria das propriedades da espuma, particularmente alongamento, é necessário seleccionar o poliol de polioxialquileno tomando em consideração tanto o seu peso equivalente de hidroxilo como o seu conteúdo em oxietileno.
Num primeiro aspecto, este invento é um prépolímero terminado em isocianato preparado por reacção de um poliisocianato compreendendo difenildiisocianato de 4,4'-metileno numa quantidade de pelo menos 40 por cento em peso com um poliol de polioxialquileno, em que o poliol tem uma funcionalidade média de 2 a 4 e um peso equivalente de hidroxilo variando entre 2.200 e 3.500 e contem resíduos de oxietileno numa quantidade que varia entre 40 e 68 por cento em peso.
Num segundo aspecto, este invento é um processo para a preparação de uma espuma de poliuretano por mistura intima de componentes de condições de reacção compreendendo
(a) composição de poliisocianato contendo um prépolímero terminado em isocianato preparado por reacção de um poliisocianato compreendendo difenildiisocianato de 4,4'-metileno numa quantidade de pelo menos 40 por cento em peso com um poliol de polioxialquileno, em que o poliol tem uma funcionalidade média de 2 a 4 e um peso equivalente de hidroxilo de 2.200 a 3.500 e contem resíduos de oxietileno numa quantidade variando entre 40 e 68 por cento em peso; e (b) uma composição contendo hidrogénio activo compreendendo (1) um peso equivalente elevado de material reactivo com isocianato, (2) um agente de sopro, e (3) um catalisador para promover a formação de grupos uretano em que o componente (a) está presente numa quantidade que proporcione de 0,6 a 1,3 grupos de isocianto por átomo de hidrogénio activo presente no componente (b).
Ainda num terceiro aspecto, este invento é uma espuma de poliuretano com células abertas tendo uma densidade média de 10 a 250 quilogramas por metro cúbico preparada de acordo com o processo atrás referido.
O prépolímero terminado em isocianato deste invento pode ser caracterizado como tendo um conteúdo de isocianato que varia entre 5 e 31 por cento em peso, de preferência 10, com maior preferência 15, ainda com maior preferência 25 e com a maior preferência 28 por cento e mais até 31 por cento em peso.
O prépolímero terminado em isocianato deste invento é preparado por contacto em condições de reacção de um poliisocianato com um poliol de polioxialquileno. 0 poliol de polioxialquileno usado na preparação do prépolímero tem uma funcionalidade média de 2 a 4, de preferência de 2 a 3 e com a maior preferência tem uma funcionalidade média de 3.
A expressão funcionalidade média significa o número de sítios reactivos com isocianato por molécula, no caso dos poliois, grupos hidroxilo, capazes de reagir com grupos isocianato.
poliol de polioxialquileno é ainda caracterizado pelo facto de ter um peso equivalente de hidroxilo variando entre 2.200 e 3.500 e contem resíduos de oxietileno variando entre 40 e 68 por cento em peso.
De preferência o peso equivalente de hidroxilo do poliol é de 2.300 e com maior preferência 2.400 e até 3.200, com maior preferência até 2.800.
O conteúdo de resíduo oxietileno do poliol é de preferência 55 e com maior preferência 58 e com a maior preferência 60 a 65, com maior preferência até 64 por cento em peso. Um conteúdo de oxietileno do poliol para além destes limites da variação quando eventualmente incorporado numa espuma de poliuretano pode não proporcionar as desejadas propriedades caracteristicas da espuma resultante.
A distribuição dos resíduos de oxietileno no interior do poliol pode consistir num bloco ou numa série de blocos de oxietileno situados quer internamente quer terminalmente na cadeia de polioxialquileno, ou alternativamente de um modo ao acaso ao longo da totalidade da cadeia de polioxialquileno do poliol, ou suas combinações.
A parte restante da cadeia de polioxialquileno quando não constituída pelos resíduos de oxietileno compreende resíduos de oxipropileno, oxibutileno, ou suas misturas, mais especialmente resíduos de oxipropileno. Esses resíduos são obtidos a partir da reacção de óxidos de alquileno, óxido de propileno e óxido de butileno respectivamente. Uma fonte conveniente e preferida de resíduos de oxietileno é o óxido de etileno. Resíduos a partir de outros óxidos podem também estar presentes.
Métodos para preparar os poliois de polioxialquileno atrás descritos são bem conhecidos nesta técnica e compreendem geralmente a adição catalisada por base do(s) óxido(s) de alquileno, especialmente óxido de etileno e óxido de propileno, a um iniciador di-, tri-, ou tetrafuncional a temperaturas e pressões elevadas.
Iniciadores apropriados incluem compostos difuncionais tais como água, etileno glicol, propileno glicol e seus aductos de oxialquileno mais elevados, bis-(4-hidroxifenil)-2,2-propano e aductos de glicol de anidrido ftálico; compostos trifuncionais tais como trimetilolpropano, hexanetriol e especialmente glicerina; e compostos tetrafuncionais tais como etilenediamina e pentaeritritol.
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Os iniciadores preferidos devidos a uma rápida disponibilidade e a um conveniente processamento são ãgua, etileno glicol, propileno glicol, glicerina e seus aductos oxialquileno, sendo especialmente preferida a glicerina.
poliisocianato usado para preparar o prépolímero consiste essencialmente num difenildiisocianato de metileno ou num polifenil poliisocianato de polimetileno ou suas misturas, em que o poliisocianato compreende uma quantidade de pelo menos 40 por cento em peso do isómero difenildiisocianato de 4,4'-metileno (MDI). De preferência o poliisocianato compreende 45, com maior preferência 52, e com a maior preferência de 60 até 98, com maior preferência até 90 por cento em peso de 4,4'-DMI.
Quando não constituída por 4,4'-MDI, a parte restante do pilisicianato usado na reacção para preparar o prépolímero pode compreender 2,4'-MDI, 2,2'-MDI, polifenil poliisocianatos de polimetileno ou suas misturas. Quando presente, vantajosamente 2,4'-MDI não constitui mais do que 50 por cento em peso do isocianato usado para preparar o prépolímero e o polifenil poliisocianto de polimetileno não mais do que 50 por cento em peso.
Numa apresentação preferida deste invento, o poliol de polioxialquileno, de preferência um triol, é feito reagir com um poliisocianato consistndo essencialmente em 4,4'-MDI, 2,4'-MDI e polifenil poliisocianato de polimetileno em que a relação percentual em peso entre 4.4'-MDI e 2,4'-MDI tendo como base a totalidade do peso de poliisocianato presente varia entre 40:40 e 90:2, de preferência entre 50:30 e 75:10, e com maior preferência entre 50:25 e 65;12 por cento, sendo o restante constituído por polifenil poliisocianato de polimetileno.
I
Exemplificativo de um tal poliisocianato preferido para utilização na preparação de prépolímero é o obtido por mistura de 4,4'-MDI e 2,4'-MDI numa relação em peso de 70:30 com uma composição de difenildiisocianato de metileno tal como, por exemplo,
TM
VORANATE M220 fornecido por Dow Chemical Company, e contendo polifenil poliisocianato de polimetileno (aproximadamente 57,5 por cento em peso), 4,4'-MDI (40 por cento em peso) e 2,4'-MDI (2,5 por cento em peso). A combinação da mistura 70:30, TM
4,4'-/2,4'-MDI com VORONATE M220 numa relação de por exemplo
60:40 em peso proporciona um poliisocianato apropriado para utilização na produção de prépolímero consistindo essencialmente em 4,4'-MDI (58 por cento), 2,4' (19 por cento) e polifenil poliisocianato de polimetileno (23 por cento). Esse prépolímero obtido a partir do poliisocianato preferido é também apropriado para utilização imediata na preparação de uma espuma de poliuretano flexível sem, por exemplo, qualquer subsequente mistura com outros poliisocianatos.
Numa apresentação menos preferida, o poliol de polioxialquileno pode ser reagido com um poliisocianato consistindo essencialmente em 4,4'-MDI e 2,4'-MDI a fim de proporcionar um prépolímero o qual se subsequentemente desejado pode ser misturado com outros isocianatos incluindo difenildiisocianato de metileno crú.
Ao preparar o prépolímero a quantidade relativa de poliol de polioxialquileno para poliisocianato é tal que proporcione um prépolímero resultante tendo o conteúdo em isocianato atrás mencionado. Ao preparar o prépolímero o poliol de polioxialquileno pode também, facultativamente, ser usado em combinação com outrs substancias reactiva com isocianato convencionalmente usadas na preparação de prépolímeros terminados em isocianato. Quando usado em combinação com outras substancias reactivas com isocianato convencionais o poliol de polioxialquileno atrás descrito está presente numa quantidade que varia entre 1 e 99 por cento em peso da totalidade da mistura reactiva com isocianato usada para preparar o prépolímero terminado em isocianato. De preferência o poliol de polioxialquileno encontra-se presente numa quantidade de pelo menos 10 e com maior preferência de pelo menos 20 por cento em peso. Essas substancias convencionais incluem por exemplo etileno glicol, porpileno glicol, e seus aductos com peso molecular mais elevado tais como os obtidos por reacção com óxido de Co a C. alquileno, e que não se situem no âmbito da descrição anterior do poliol polioxialquileno. Exemplificativos de aductos com peso molecular mias elevado são polioxipropileno glicois tendo um peso molecular variando entre 134 e 2.000 tais como, por exemplo, os designados como VORANOL* P400, VORANOL* P1010 e VORANOL* P2000 todos fornecidos por The Dow Chemical Company. Outras substancias reactivas com isocianatos convencionais também incluem aductos de oxialquileno de iniciadores tais como os indicados para o polioxialquileno glicol atrás descrito.
O prépolímero pode ser preparado usando condições que foram descritas em técnicas anteriores para essas preparações. Tipicamente, o prépolímero pode ser preparado pela adição controlada do poliol ao isocianato misturando entretanto contínuamente. A taxa de adição do poliol ao isocianato é vantajosamente tal que mantenha, se necessário com aquecimento ou arrefecimento, a temperatura da reacção entre 45°C e 90°C, de preferência entre 60°C e 80°C.
No segundo aspecto deste invento, proporciona-se um processo para a preparação de espuma de poliuretano misturando íntimamente em condições de reacção componentes compreendendo >
(a) o prépolímero tal como foi atrás descrito facultativamente como parte da composição de poliisocianato; e (b) uma composição contendo hidrogénio activo compreendendo (1) um material reactivo com isocianato com peso equivalente elevado, (2) um agente de sopro, e (3) um catalisador para promover a formação de grupos uretano em que o componente (a) estã presente numa quantidade que proporcione de 0,6 1 1,3 grupos de isocianato por átomo de hidrogénio activo presente no componente (b).
O material reactivo com isocianato de elevado peso equivalente presente no componente (b) é um composto contendo de 2 a 8, de preferência de 2 a 4 átomos de hidrogénio, reactivos com isocianato, por molécula e que tem um peso equivalente médio que varia entre 500 e 3.000 e de preferência entre 800 e 2.500. Materiais típicos reactivos com isocianato de elevado peso equivalente incluem poliaminas, poliois de poliéster e especialmente poliois de poliéter. O poliol de poliéter, pode ser um poliol de polioxipropileno ou um poliol de poli(oxipropilene-oxietileno) ou uma sua mistura. Esses poliois de poliéter são bem conhecidos nesta técnica encontrando-se muitos deles disponíveis comercialmente. O poliol de poli(oxipropilene-oxietileno) inclui oxietileno revestido com poliois de polioxipropileno e outros produtos ao acaso ou em bloco obtidos por reacção de óxido de etileno e de propileno com iniciadores contendo hidrogénio activo.
Material reactivo com isocianato de peso equivalente apropriadamente elevado para utilização na preparação de espumas de poliuretano é constituído por poliois de poliéter, geralamente dióis e triois tendo um peso equivalente de hidroxilo médio que varia entre 500 e 3.000 e de preferência entre 800 e 2.5000.
Exemplificativos desses poliois de poliéter são os vendidos por TM
The Dow Chemical Company sob a marca comercial VORANOL e . TM TM TM incluem, por exemplo VORANOL 4711, VORANOL 6001, VORANOL
TM . . . . . .
3322 e VORANOL 1421. Outros poliois apropriados incluem poliois copoliméricos do tipo PHD, PIPA ou SAN tais como, por exemplo,
VORANOLTM
CP-8020.
O agente de sopro contido no componente (b) encontra-se presente numa quantidade que proporcione a espuma de poliuretano resultante com uma densidade total que varie entre 10 e 250 quilogramas por metro cúbico, de preferência 15, com maior preferência 25, e com a maior preferência 30 e de preferência até 100, com maior preferência até 80 quilogramas por metro cúbico.
Numa apresentação preferida deste invento o agente de sopro compreende água. A água reage com porções de isocianato levando à geração de dióxido de carbono, funcionando a nascente de dióxido de carbono assim gerada como um agente de sopro proporcionando uma estrutura celular ao poliuretano.
Tipicamente, a quantidade de água presente proporcionan do uma suficiente capacidade de sopro para dar origem a espumas com as densidades desejadas varia entre 1,0 e 7 partes em peso por 100 partes em peso de componente (b), tendo como base o peso total de todos os constituintes presentes no componente (b). Vantajosamente, essas quantidades de água são de preferência 2,5, com maior preferência 3,5 a 6, com maior preferência até 5,5 partes em peso.
A quantidade de agente de sopro requerida para preparar espumas com a densidade desejada pode ser proporcionada totalmente pela utilização de água. Contudo, para além da água, pequenas quantidades de agentes de sopro físicos podem estar presentes quando necessário para se conseguir obter a densidade desejada. Exemplificativos desses agentes de sopro físicos que podem estar presentes incluem, por exemplo, cloreto de metileno, triclorofluo rometano, didlorotrifluorometano, clorodifluoroetano;
hidrocarbonetos tais como pentano e hexano; e gases arrastados tais como azoto e dióxido de carbono do ar.
Catalisadores apropriados que podem ser usados no processo deste invento para promover a formação de grupos uretano incluem aminas terciárias e compostos organometâlicos especialmente compostos de estanho. Exemplificativos de catalisadores apropriados são compostos de amina terciária incluindo N,N-dimetilciclohexilamina, N,N-dimetilbenzilamina, Ν,Ν-dimetanolamina, bis(dimetilaminoetil)éter e l,4-diazobiciclo[2.2.2]octano; são compostos de estanho incluindo octoato estanhoso e dilaurato de dibutilestanho. Combinações de compostos de amina e/ou estanho como catalisadores podem ser utilizados vantajosamente no processo.
No processo deste invento o componente (a) está presente numa quantidade suficiente para proporcionar de 0,6 a 1,3 grupos de isocianato por átomo de hidrogénio reactivo com isocianato presente em ambos os componentes (b). De preferência, a guantidade de componente (a) é tal que proporciona de 0,8 a 1,15, com maior preferência até 1,05 grupos de isocianato por átomo de hidrogénio activo. A quantidade de isocianato presente pode também ser expressa em termos de um índice de reacção com isocianato. Neste caso, um índice de reacção com isocianato de 100 corresponde a uma relação de 1 entre o grupo isocianto e o átomo de hidrogénio reactivo com isocianato.
I
Outros componentes convencionais que facultativamente, mas vantajosamente se encontram presentes no processo, incluem surfactantes tais como, por exemplo, copolímeros de siloxano-oxialquileno tais como produtos vendidos com a marca comercial Tegostab por Th. Goldschmidt incluindo B-4113 e B-4690; agentes extensores da cadeia tais como, por exemplo, etileno glicol, 1,4-butanediol, dietanolamina, diisopropanolamina e poliamina; agentes de enchimento; retardadores do fogo, por exemplo melamina; pigmentos e corantes.
Os componentes da reacção que forma espuma, podem ser misturados entre sí de qualquer modo conveniente, por exemplo, utilizando qualquer equipamento de mistura descrito na técnica anterior para esta finalidade. Se desejado componentes não inter-reactivos podem ser pré-misturados de modo a reduzir o número de correntes de componentes que requerem uma mistura íntima uns com os outros. É geralmente vantajoso usar um sistema de duas correntes em que uma corrente compreende normalmente prépolímero e facultativamente qualquer poliisocianato adicional, enquanto que a segunda corrente compreende normalmente todos os outros componentes da mistura da reacção e que essencialmente não interactuam antes da mistura com a corrente de isocianato.
processo do invento e o prépolímero terminado em isocianato são particularmente úteis na preparação de espumas de poliuretano especialmente espumas de cura a frio. Essas espumas são apropriadas para muitos campos de aplicação incluindo estofamento, amortecimento do som e vibrações e para almofadar.
A utilização de prépolímeros neste invento na preparação de espumas de poliuretano proporciona espumas apresentando um melhor grau de alongamento em comparação com as espumas obtidas a partir de prépolímeros conhecidos na técnica de reacção.
>
invento é ilustrado pelos Exemplos que se seguem nos quais todas as partes e percentagens são em peso, a não ser que indicado de um modo diferente.
Os prépolímeros são preparados de acordo com o processo posteriormente descrito e avaliado preparando a partir deles espumas de poliuretano flexíveis usando a formulação de poliol indicada mais abaixo. A espuma de poliuretano é preparada misturando intimamente o isocianato, prépolímero, com a formulação de poliol usando uma máquina de produção de' espuma de pressão elevada.
Formulação de Poliol
100 partes ι
polioxipropileno-oxietileno (15% term.)-poliol iniciado com glicerina; peso molecular 6000
3,75 partes
0,8 parte
0,15 parte ãgua trietilenodiamina (33% em dipropileno glicol)
Catalisador NIAX-A1 fornecido por Union Carbide Co.
0,8 parte
Surfactante, Tegostab B4113 fornecido por Th Goldschmidt Ag.
São referidas as propriedades físicas das espumas moldadas resultantes obtidas por mistura dos componentes da reacção em condições de pressão elevada e introduzindo a massa da reacção num molde com termostato ligado para 50’C. Os processos do teste utilizados para medir as propriedades físicas são referidos para resistência tensil e alongamento - DIN 53571; deformação por carga de compressão (CLD)- DIN 53577; e para deflecção por carga com amolgadela (ILD)- DIN 53576.
Prépolímero 1
Um prépolímero terminado em isocianato tendo um conteúdo de isocianato de 29 por cento em peso é preparado fazendo reagir 11,1 partes de triol de polioxetileuo-òxipropileno (peso equivalente de hidroxilo 2463; conteúdo de oxietileno 61 por cento, distribuído ao acaso) com 100 partes de uma mistura de isocianatos constituídos por 4,4'-MDI (58 por cento), 2,4'-MDI (19 por cento) e polifenil poliisocianato de polimetileno (23 por cento).
O poliol é adicionado a uma mistura de isocianatos misturando entretanto contínuamente a uma taxa tal que mantenha uma temperatura de reacção entre 65°c e 70 °C. Quando a quantidade total do poliol é adicionada a mistura da reacção resultante é agitada à mesma temperatura durante uma hora adicional a fim de assegurar que a reacção fique completa.
As propriedades das espumas obtidas por reacção do prépolímero assim preparado com a formulação de poliol identificada são apresentadas aqui mais abaixo.
η
índice Reacção Isocianato | Espuma 1 90 | Espuma 2 100 | Espuma 3 110 |
Densidade subindo livremente (kg/m3) | 36 | 36 | / |
Densidade moldada (kg/m3) | 44,4 | 44,9 | 45,2 |
Alongamento (%) | 143 | 133 | 119 |
Resistência Tensil (kPa) | 117 | 138 | 181 |
CLD (kPa) | 3,56 | 4,44 | 6,43 |
ILD (N) | 150 | 195 | 260 |
>
Prépolímero 2
Um prépolímero terminado em isocianato tendo um conteúdo de isocianato de 29 por cento em peso é preparado de acordo com o mesmo processo que o do Prépolímero 1, fazendo reagir 11,0 partes de um triol polioxietileno-oxipropileno (peso equivalente de hídroxilo 2270; conteúdo de oxietileno 59 por cento, distribuído ao acaso) com 100 partes de uma mistura de isocianatos constituída por 4,4'-MDI (58 por cento), 2,4'-MDI (19 por cento) e polifenil poliisocianato de polimetileno (23 por cento).
As propriedades das espumas obtidas por reacção do prépolímero assim obtido com a formulação de poliol identificada são indicadas aqui mais abaixo.
índice
Reacção
Isocianato
Espuma 4 | Espuma 5 | Espuma 6 |
90 | 100 | 110 |
Densidade moldada (kg/m3)
Alongamento (»)
44,7 44,4 44,5
130 125 118
Resistência
Tensil (kPa)
134 152 180
CLD (kPa)
4,34 5,41 6,44
Prépolímero Comparativo A
É preparado um prépolímero comparativo tendo um conteúdo de isocianato de 29 por cento, pelo mesmo processo que foi utilizado para o Prépolímero 1, fazendo reagir 10,8 partes de um triol de polioxietileno-oxipropileno (peso equivalente de hidroxilo 1670; conteúdo de oxietileno 72 por cento, distribuído ao acaso) com 100 partes de uma mistura de isocianatos constituídos por 4,4'-MDI (58 por cento), 2,4'-MDI (19 por cento) e polifenil poliisocianato de polimetileno (23 por cento).
Espuma A*
Espuma B*
Espuma C* índice
Reacção
Isocianato
100
110
Densidade subindo livremente (kg/m3)
Densidade moldada (kg/m3)
Alongamento (%)
Resistência
Tensil (kPa)
CLD (kPa)
ILD (N) /
45,7 45,6
120 115
122 140
3,81 4,77
150 190
45,5
159
5,89
240 * não um exemplo deste invento
Prépolímero Comparativo B
É preparado um prépolímero comparativo tendo um conteu do de isocianato de 29 por cento em peso, pelo mesmo processo que foi utilizado para o Prépolímero 1, fazendo reagir 11,1 partes de um triol de polioxietileno-oxipropileno (peso equivalente de hidroxilo 2670; conteúdo de oxietileno 70 por cento, distribuído ao acaso) com 100 partes de uma mistura de isocianatos 4,4'-MDI (58 por cento), 2,4'-MDI (19 por cento) e polifenil poliisocianato de polimetileno (23 por cento).
Espuma D*
Espuma E* índice
Reacção
Isocianato
100
Densidade
47,8
46,8 moldada
Alongamento (%)
117
103
Resistência
Tensil (kPa)
118
143
CLD (kPa)
4,12
5,08 * Não um exemplo deste invento
Espumas 1 a 6 apresentam a performance de alongamento aumentada que pode ser obtida com os prêpolímeros deste invento em comparação com prêpolímeros comparativos.
Prépolímero 3
Um prépolímero terminado em isocianato tendo um conteúdo de isocianato de 29 por cento em peso é preparado de acordo com o processo que foi indicado para o Prépolímero 1, apenas este exemplo, 11,1 partes de de um triol de polioxietileno-oxialquileno (peso equivalente de hidroxilo 2635; conteúdo de oxietileno 61 por cento distribuído igualmente sob a forma de um bloco de oxietileno interno e de um bloco de oxietileno terminal) são feitos reagir com a mesma mistura de polisocianatos.
Prépolímero Comparativo C
Um prépolímero comparativo tendo um conteúdo de isocianato de 29 por cento em peso é preparado pelo mesmo porcesso que foi utilizado para o Prépolímero 1, fazendo reagir 10,9 partes de um triol de polioxietileno-oxipropileno (peso equivalente de hidroxilo 1954; conteúdo de oxietileno 64 por cento, distribuído ao acaso) com 100 partes de uma mistura de isocianatos constituída por 4,4'-MDI (58 por cento), 2,4'-MDI (19 por cento) e polifenil poliisocianato de polimetileno (23 por cento).
quadro que se segue apresenta as propriedades físicas de espumas obtidas por reacção dos prêpolímeros 1, 3 e C com a formulação de poliol apresentada aqui anteriormente. As espumas são preparadas neste caso usando uma unidade de mistura/dispersão sob pressão baixa.
Os dados obtidos indicam claramente a performance de alongamento vantajosa que se pode obter com os prépolímeros deste invento.
Prépolímero índice Reacção Isocianato | 1 | 3 | c* | ||||||
90 | 100 | 110 | 90 | 100 | 110 | 90 | 100 | 110 | |
Densidade 36 37 subindo livremente (kg/m3) | 36 | 36 | 37 | 36 | 37 | 37 | 39 | ||
Densidade moldada (kg/m3) | 48 | 48 | 48 | 47 | 49 | 48 | 49 | 49 | 49 |
Alongamento (%) | 138 | 145 | 118 | 147 | 142 | 132 | 126 | 119 | 108 |
Resistência | 130 | 178 | 200 | 150 | 188 | 206 | 146 | 174 | 227 |
Tensil (kPa) * Não um exemplo deste invento
Prépolímero 4
Um prépolímero terminado em isocianato tendo um conteúdo de isocianato de 27,5 por cento em peso é preparado de acordo com o processo geral tal como é indicado para o Prépolímero 1. Neste exemplo 11,1 partes de uma mistura de poliol, compreendendo 24 por cento em peso de um triol de polioxietileno-oxialquileno (peso equivalente de hidroxilo: conteúdo de oxietileno 61% distribuído ao acaso) e 76 por cento em peso de um glicol polioxi propileno tendo um peso molecular de 1.000, são feitos reagir com 89 partes de uma mistura de polisocianatos. A mistura de poliisocianatos é constituída por 4,4'-MDI (61%), 2,4'-MDI (9%) e polifenil poliisocianato de polimetileno (30%).
Claims (3)
- REIVINDICAÇÕES is. - Processo para a preparação de um pré-polímero terminado em isocianato caracterizado por se fazer reagir um poli-isocianato compreendendo 4,4'-metileno-difenildi-isocianato numa quantidade de pelo menos 40 por cento em peso com um polioxialquileno-poliol, em que o poliol tem uma funcionalidade média (número médio de grupos funcionais) de 2 a 4 e um peso equivalente de hidroxilo de 2.200 a 3.500 e contem resíduos de oxietileno numa quantidade de 40 a 68 por cento em peso.22. - Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por o poli-isocianato compreender 4,4'-metileno-difenildi-isocianato numa quantidade de 52 a 90 por cento em peso.32. - Processo de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por o poli-isocianato compreender adicionalmente 2,4'-metileno-difenildi-isocianato e facultativamente um polimetileno-polifenil-poli-isocianato.42. - Processo de acordo com as Reivindicações la 3, caracterizado por o polioxialquileno-poliol ter um peso equivalente de hidroxilo de 2.300 a 3.200 e conter resíduos de oxietileno numa quantidade de 58 a 65 por cento em peso.52. - Processo de acordo com a Reivindicação 4, caracterizado por o poli-isocianato compreender 4,4'-metileno-difenildi-isocianato e 2,4'-metileno-difenildi-isocianato e facultativamente polimetileno-polifenil-poli-isocianato em que a percentagem em peso relativa de 4,4'- e 2,4'-metileno-difenildi-isocianato presentes varia entre 40:40 e 90:2 por cento sendo o restante polimetileno-polifenil-poli-isocianato.
- 6§. - Processo para a preparação de uma espuma de poliuretano, caracterizado por se proceder â mistura íntima, sob condições de reacção, de componentes compreendendo:(a) uma composição de poli-isocianato contendo um pré-polímero terminado em isocianato tal como é preparado nas reivindicações 1 a 5; e (b) uma composição contendo hidrogénio activo compreendendo (1) um material reactivo com isocianato, de peso equivalente elevado, (2) um agente de sopro, e (3) um catalisador para promover a formação de grupos uretano em que o componente (a) está presente numa quantidade que proporciona 0,6 a 1,3 grupos isocianato por átomo de hidrogénio activo presente no componente (b).
- 7^. - Processo de acordo com a Reivindicação 6, caracterizado por se obter uma espuma de poliuretano de célula aberta tendo uma densidade média de 10 a 250 quilogramas por metro cúbico.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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BB1A | Laying open of patent application |
Effective date: 19920525 |
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FG3A | Patent granted, date of granting |
Effective date: 19990118 |