ES2204705T3 - Procedimiento para elaborar espumas biscoelasticas, combinacion de polioles y sistema de reaccion utiles para el mismo. - Google Patents
Procedimiento para elaborar espumas biscoelasticas, combinacion de polioles y sistema de reaccion utiles para el mismo.Info
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Abstract
Un procedimiento de un paso o de prepolímero para preparar una espuma de poliuretano viscoelástica con un índice de NCO de 70-120 haciendo reaccionar: a) una composición de poliisocianato; b1) un poliol de polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal media de 2-6, donde el EO está presente como EO terminal y/o EO aleatorio, siendo el contenido total de EO al menos 50% en peso; b2) un poliol de polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una funcionalidad de hidroxi nominal media de 2-6, donde el EO está presente como EO terminal y/o EO aleatorio, estando el contenido total de EO entre 20-50% enpeso, teniendo un contenido de hidroxi primario de al menos 50% calculado sobre la cantidad de grupos hidroxilo primarios y secundarios; b3) un poliol de polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal media de 2-6, que tiene un contenido de hidroxi primario de al menos 50% calculado sobre la cantidad de grupos hidroxilo primarios ysecundarios, y que tiene un contenido de EO de 10 a 20% en peso; b4) un polialquilenglicol que tiene un peso molecular medio de 100 a 1200; haciéndose reaccionar estos polioles b1, b2, b3 y b4 de acuerdo con las siguientes proporciones, basadas en los pesos combinados de b1, b2, b3 y b4, b1: 30-85% en peso, b2: 5-65% en peso, b3: 5-40% en peso, b4: 0-50% en peso; c) agua; y d) aditivos y adyuvantes conocidos de por sí; y donde el prepolímero de poliisocianato tiene un índice de NCO por encima de 20% en peso en el caso de que se use el procedimiento del prepolímero.
Description
Procedimiento para elaborar espumas
viscoelásticas, combinación de polioles y sistema de reacción
útiles para el mismo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para elaborar espumas viscoelásticas. También se
refiere a sistemas de reacción que son útiles en dicho
procedimiento, así como a combinaciones de polioles específicas.
Las espumas viscoelásticas se producen
habitualmente a partir de una combinación de polioles que comprende
un poliol rígido que contiene un índice de OH de
180-400. Esto proporciona desventajas. El primer
problema es que este poliol rígido es habitualmente todo PO, y por
tanto solamente con grupos hidroxi secundarios, y por tanto menos
reactivo. La segunda desventaja es que este poliol rígido conduce a
espumas altamente reticuladas, y por tanto con propiedades mecánicas
inferiores (la resistencia al desgarro y la elongación son bastante
bajas). La tercera desventaja es que la calidad del flujo es escasa
(debido a una formación de red inicial).
US-P-4839397
describe una espuma con propiedades de aislamiento obtenida con un
índice por debajo de 80, que es adhesiva, tiene una alta densidad y
un factor de pérdida de al menos 0,4. Las espumas adhesivas
viscoelásticas se producen notablemente a partir de una combinación
de polioles tal como 48 partes de poliol PO/EO, índice de OH 42,
peso molecular 4000, 26 partes de PPG, índice de OH 250, peso
molecular 450, y 6 partes de poliol PO/EO, índice de OH 28, como un
regulador de las celdillas.
US-P-5847014
describe un procedimiento para elaborar una espuma a partir de una
combinación de polioles que comprende notablemente un poliol
estándar, un poliol de amina no terciaria y amina/alcohol.
WO-A-9816567
describe una espuma obtenida a partir de una mezcla de polioles que
comprende 30-70% de un poliol que tiene un alto
contenido de hidroxi primario y 70-30% de un poliol
rígido que tiene un peso molecular en el intervalo de 300 a
1000.
La presente invención se dirige a solucionar
estos problemas y a proporcionar espumas viscoelásticas fácilmente
procesables sin recurrir a poliol duro.
La presente invención también se dirige a
proporcionar una espuma de poliuretano flexible que exhibe una baja
deformación por compresión, una resiliencia muy baja (buena
amortiguación), una buena resistencia al desgarro, una elongación
muy alta y un factor de pérdida alto.
La presente invención también se dirige a
proporcionar un sistema de amplio intervalo de capacidad de
procesamiento (un amplio intervalo de relación 2,4'/4,4' para MDI),
de baja viscosidad para las corrientes de ingredientes (que serían
especialmente útiles para elaborar artículos moldeados para
aislamiento sonoro, y que podrían usarse en maquinaria de
poliuretano del estado de la técnica).
La invención proporciona así un procedimiento de
un paso o de prepolímero para preparar una espuma de poliuretano
viscoelástica con un índice de NCO de 70-120
haciendo reaccionar:
a) una composición de poliisocianato;
b1) un poliol de
polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una
funcionalidad de hidroxilo nominal media de 2-6,
donde el EO está presente como EO terminal y/o EO aleatorio, siendo
el contenido total de EO al menos 50% en peso;
b2) un poliol de
polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una
funcionalidad de hidroxi nominal media de 2-6, donde
el EO está presente como EO terminal y/o EO aleatorio, estando el
contenido total de EO entre 20-50% en peso, teniendo
un contenido de hidroxi primario de al menos 50% calculado sobre la
cantidad de grupos hidroxilo primarios y secundarios;
b3) un poliol de
polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una
funcionalidad de hidroxilo nominal media de 2-6, que
tiene un contenido de hidroxi primario de al menos 50% calculado
sobre la cantidad de grupos hidroxilo primarios y secundarios, y
que tiene un contenido de EO de 10 a 20% en peso;
b4) un polialquilenglicol que tiene un peso
molecular medio de 100 a 1200;
haciéndose reaccionar estos polioles b1, b2, b3 y
b4 de acuerdo con las siguientes proporciones, basadas en los pesos
combinados de b1, b2, b3 y b4, b1: 30-85% en peso,
b2: 5-65% en peso, b3: 5-40% en
peso, b4: 0-50% en peso;
c) agua; y
d) aditivos y adyuvantes conocidos de por sí;
y donde el prepolímero de poliisocianato tiene un
índice de NCO por encima de 20% en peso en el caso de que se use el
procedimiento del prepolímero.
La invención también se refiere a una composición
de poliol específica que comprende los tres o cuatro polioles
previos de acuerdo con relaciones específicas.
La invención también se refiere a un sistema de
reacción que comprende A) un prepolímero de poliisocianato obtenido
haciendo reaccionar el poliisocianato con parte de la composición
de poliol de la invención y b) un componente reactivo con
isocianato que comprende el resto de la composición de poliol de la
invención y agua.
En el contexto de la presente invención, los
siguientes términos, siempre y cuando se usen, tienen el siguiente
significado:
1) índice de isocianato o índice de NCO:
la relación de grupos NCO sobre átomos de
hidrógeno reactivos con isocianato presentes en la formulación, dada
como un porcentaje:
\frac{[NCO] \ x \
100}{[hidrógeno \
activo]}(%)
En otras palabras, el índice de NCO expresa el
porcentaje de isocianato realmente usado en una formulación con
respecto a la cantidad de isocianato teóricamente requerida para
reaccionar con la cantidad de hidrógeno reactivo con isocianato
usado en una formulación.
Debe observarse que el índice de isocianato,
según se usa aquí, se considera desde el punto de vista del
procedimiento de espumación real que implica el ingrediente de
isocianato y los ingredientes reactivos con isocianato.
Cualesquiera grupos isocianato consumidos en una etapa preliminar
para producir poliisocianatos modificados (incluyendo tales
derivados de isocianato denominados en la técnica como cuasi- o
semiprepolímeros y prepolímeros) o cualesquiera hidrógenos activos
que han reaccionado con isocianato para producir polioles o
poliaminas modificados no se tienen en cuenta en el cálculo del
índice de isocianato. Sólo se tienen en cuenta los grupos isocianato
libres y los hidrógenos reactivos con isocianato libres (incluyendo
los del agua) presentes en la fase de espumación real.
2) La expresión átomos de hidrógeno reactivos con
isocianato, según se usa aquí con el propósito de calcular el índice
de isocianato, se refiere al total de átomos de hidrógeno de
hidroxilo y amina presentes en las composiciones reactivas en forma
de polioles, poliaminas y/o agua; esto significa que con el
propósito de calcular el índice de isocianato en el procedimiento de
espumación real, se considera que un grupo hidroxilo comprende un
hidrógeno reactivo, se considera que un grupo amino primario o
secundario comprende un hidrógeno reactivo y se considera que una
molécula de agua comprende dos hidrógenos activos.
3) Sistema de reacción: una combinación de
componentes en la que el componente de poliisocianato se mantiene en
un recipiente separado de los componentes reactivos con
isocianato.
4) La expresión "espuma de poliuretano",
según se usa aquí, se refiere generalmente a productos celulares
como los obtenidos haciendo reaccionar poliisocianatos con
compuestos que contienen hidrógenos reactivos con isocianato,
usando agentes de espumación, y en particular incluye productos
celulares obtenidos con agua como agente espumante reactivo (que
implica una reacción de agua con grupos isocianato que da enlaces
urea y dióxido de carbono y que produce espumas de
poliurea-uretano).
5) El término "funcionalidad de hidroxilo
nominal media" se usa aquí para indicar la funcionalidad (número
de grupos hidroxilo por molécula) media de la composición de poliol
con la suposición de que esta es la funcionalidad (número de átomos
de hidrógeno activos por molécula) media del iniciador o los
iniciadores usados en su preparación, aunque en la práctica a menudo
será algo menor debido a alguna insaturación terminal. El peso
equivalente medio de un poliol es el peso molecular medio dividido
por esta funcionalidad de hidroxilo nominal media.
6) El término "media" se usa para indicar
una media en número.
7) El término "espumas viscoelásticas"
pretende indicar las espumas que tienen una resiliencia de al menos
40%, según se mide de acuerdo con ISO 8307.
El siguiente modo de describir polioles se usa en
la presente solicitud:Un poliol de PO-EO es un
poliol que tiene en primer lugar un bloque de PO unido al iniciador
seguido por un bloque de EO. Un poliol de
PO-PO/EO-EO es un poliol que tiene
en primer lugar un bloque de PO y a continuación un bloque de PO y
EO distribuidos aleatoriamente. Un poliol de
PO-PO/EO-EO es un poliol que tiene
en primer lugar un bloque de PO y a continuación un bloque de PO y
EO distribuidos aleatoriamente y a continuación un bloque de EO. Un
poliol de PO-EO es un poliol que tiene en primer
lugar un bloque de PO y a continuación un bloque de EO. En las
descripciones previas, solo se describe una cola de un poliol (véase
del iniciador); la funcionalidad de hidroxi nominal determinará
cuántas de tales colas estarán presentes.
Los poliisocianatos usados en el prepolímero
pueden seleccionarse de poliisocianatos, especialmente
diisocianatos, alifáticos, cicloalifáticos y aralifáticos, como
diisocianato de hexametileno, diisocianato de isoforona,
1,4-diisocianato de ciclohexano, diisocianato de
4,4'-diclohexilmetano y diisocianato de m- y
p-tetrametilxilileno, y en particular
poliisocianatos aromáticos como diisocianatos de tolileno (TDI),
diisocianatos de fenileno y lo más preferiblemente
difenilisocianatos de metileno que tienen una funcionalidad de
isocianato de al menos dos. Se prefieren los difenilisocianatos de
metileno (MDI).
Los difenilisocianatos de metileno (MDI) pueden
seleccionarse de 4,4'-MDI puro, mezclas isómeras de
4,4'-MDI y 2,4'-MDI y menos de 10%
en peso de 2,2'-MDI, MDI crudo y polímero que tiene
funcionalidades de isocianato por encima de 2, y variantes
modificadas del mismo que contienen grupos carbodiimida,
uretonimina, isocianurato, uretano, alofanato, urea o biuret. Los
difenilisocianatos de metileno más preferidos son
4,4'-MDI puro y mezclas isómeras de
4,4'-MDI con 2,4'-MDI, que
contienen opcionalmente hasta 50% en peso de MDI crudo o polímero
y/o MDI modificado con uretonimina y/o carbodiimida y/o uretano.
Pueden usarse si se desea mezclas de estos difenilisocianatos de
metileno preferidos con, en particular, hasta 25% en peso de otros
poliisocianatos mencionados previamente, especialmente TDI. El
poliisocianato puede contener partículas de urea dispersadas y/o
partículas de uretano preparadas de un modo convencional, por
ejemplo añadiendo una cantidad pequeña de una isoforonadiamina al
poliisocianato.
El prepolímero se obtiene mediante métodos
estándar conocidos por el experto. El índice de NCO es al menos 20%,
preferiblemente al menos 23%, más preferiblemente al menos 25% en
peso.
Poliisocianatos preferidos usados en el
procedimiento comprenden al menos 80% en peso de
4,4'-MDI (difenilisocianato de metileno). La parte
restante puede comprender isómeros del mismo, oligómeros de
funcionalidades superiores del mismo, variantes del mismo o
cualquier otro isocianato (tal como TDI), según se describe
previamente.
El poliol b1 es un poliol rico en EO. Puede
prepararse mediante métodos conocidos. Comprende PO y EO, donde el
EO puede ser aleatorio, terminal o ambos. Preferiblemente, el EO es
aleatorio en su mayoría. El contenido de EO es mayor que 50% en
peso (sobre las unidades de oxialquileno totales presentes).
El poliol b2 puede tener una estructura del tipo
PO-PO/EO-EO o del tipo
PO/EO-EO o del tipo PO-EO. El
contenido total de EO es de 20 a 50% en peso (sobre las unidades de
oxialquileno totales presentes), preferiblemente de 21 a 45%. El
poliol b2 tiene un contenido de OH primario de al menos 50%,
preferiblemente al menos 70%. En el poliol de tipo
PO-PO/EO-EO, el primer bloque de PO
comprende preferiblemente de 20 a 75% en peso de las unidades de
PO. En los polioles b2) que comprenden EO tanto terminal como
aleatorio, la relación en peso de EO terminal/EO aleatorio
preferiblemente es de 1:3 a 3:1. El poliol que tiene una estructura
del tipo PO-PO/EO-EO puede
producirse notablemente de acuerdo con las enseñanzas de la
US-A-5594097 de Chaffanjon y otros.
El poliol que tiene una estructura del tipo
-PO/EO-EO puede producirse notablemente de acuerdo
con las enseñanzas de US-A-4559366
de Hostettler. Un ejemplo de un poliol b2) es uno en el que el
contenido de EO terminal es de 10-20% en peso.
El poliol b3 puede prepararse mediante métodos
conocidos. Tiene un contenido de hidroxi primario de al menos 50%,
preferiblemente al menos 70%. Puede ser de diversas estructuras
(PO-EO, PO/EO, etc.), donde el EO puede ser
aleatorio, terminal o ambos. El contenido de EO es de 10 a 20% en
peso (sobre las unidades totales de oxialquileno presentes). Un
poliol preferido es uno en el que EO está presente como EO
terminal.
El poliol b4 es opcional y es un
polialquilenglicol tal como polioxietilenglicol PEG o
polioxipropilenglicol PPG. Un poliol preferido es un diol de
PEG.
La funcionalidad nominal media de estos polioles
está comprendida entre 2 y 6, preferiblemente entre 2 y 4.
El peso equivalente medio está comprendido
generalmente entre 1000 y 4000, preferiblemente 1500 y 3500, excepto
para el poliol b4.
Los polioles se hacen reaccionar en el
procedimiento de acuerdo con las siguientes proporciones,
expresadas sobre la base de los pesos combinados de los
polioles:
b1 : 30-85%, preferiblemente
40-70% en peso
b2 : 5-65%, preferiblemente
10-30% en peso
b3 : 5-40%, preferiblemente
5-25% en peso
b4 : 0-50%, preferiblemente
0-40% en peso.
Cada uno de los componentes b1, b2, b3 y b4 puede
estar comprendido por mezclas.
También puede estar presente material dispersado.
Este se conoce como poliol modificado con polímero, y comprende, por
ejemplo, SAN o PIPA (poliadición de poliisocianato) o PHP
(dispersión de poliurea).
Los polioles modificados con polímero que son
particularmente interesantes de acuerdo con la invención son
productos obtenidos mediante la polimerización in situ de
estireno y/o acrilonitrilo en polioles de
poli(oxietileno/oxipropileno) y productos obtenidos mediante
la reacción in situ entre un poliisocianato y un compuesto amino- o
hidroxi-funcional (tal como trietanolamina) en un
poliol de poli(oxietileno/oxipropileno). El contenido de
sólidos (basado en el peso total de polioles b1+b2+b3+b4) puede
variar dentro de amplios límites, por ejemplo de 5 a 50%. Se
prefieren tamaños de partícula del polímero dispersado de menos de
50 \mum. También pueden usarse mezclas.
La invención también se refiere a una mezcla de
polioles específica, que comprende los tres o cuatro polioles que
se definen previamente, de acuerdo con las siguientes proporciones,
expresadas sobre la base de los pesos combinados de los
polioles:
b1 : 30-85%, preferiblemente
40-70% en peso
b2 : 5-65%, preferiblemente
10-30% en peso
b3 : 5-40%, preferiblemente
5-25% en peso
b4 : 0-50%, preferiblemente
0-40% en peso.
Se usa agua como el agente de expansión. Puede
añadirse dióxido de carbono, si es necesario. Es apropiado usar de
1,0 a 10%, preferiblemente de 1,5 a 5% en peso de agua basado en el
peso del componente de poliol total (que ha prerreaccionado y que
no ha prerreaccionado, es decir, el poliol de partida total o los
compuestos reactivos con isocianato de partida totales), donde el
agua puede usarse opcionalmente junto con dióxido de carbono.
Otros ingredientes convencionales (aditivos y/o
adyuvantes) pueden usarse al elaborar los poliuretanos. Estos
incluyen catalizadores, por ejemplo aminas terciarias y compuestos
de estaño orgánicos, tensioactivos, agentes de reticulación o de
extensión de la cadena, por ejemplo compuestos de bajo peso
molecular tales como dioles, trioles (que tienen un peso molecular
por debajo del de b3/b4) y diaminas, agentes ignifugantes, por
ejemplo fosfatos de alquilo halogenados, cargas y pigmentos. Pueden
usarse estabilizantes de la espuma, por ejemplo copolímeros de
bloques de polisiloxano-poli(óxido de alquileno)
para estabilizar o regular las celdillas de la espuma.
La cantidad de estos ingredientes secundarios
usados dependerá de la naturaleza del producto requerido y puede
variarse dentro de límites bien conocidos para un técnico en las
espumas de poliuretano.
Estos componentes, notablemente los polioles b1,
b2, b3 y b4, pueden añadirse en cualquier orden, con tal de que el
procedimiento sea de un paso o un procedimiento de prepolímero en
el que el prepolímero se usa de acuerdo con los índices de NCO
indicados previamente.
Los polioles pueden añadirse uno después de otro,
o por partes, en cualquier orden (por ejemplo, parte de b1, a
continuación el resto de b1 junto con la totalidad de b2+b3+b4 o la
totalidad de b2 y a continuación la totalidad de b1 y a
continuación la totalidad de b3 y a continuación la totalidad de
b4).
En una modalidad, el prepolímero se obtiene con
todo el poliol b1, y sin poliol b2, b3 y b4, que se añaden así a
través de la composición reactiva con isocianato.
Los componentes de la mezcla de reacción que
forma el poliuretano pueden mezclarse entre sí de cualquier manera
conveniente, por ejemplo usando cualquier equipo de mezcladura
descrito y los componentes individuales pueden premezclarse a fin
de reducir el número de corrientes de componentes que requieren
ponerse en contacto en la etapa de mezcladura final. A menudo es
conveniente tener un sistema de dos corrientes en el que una
corriente comprende el poliisocianato o el prepolímero de
poliisocianato y la segunda corriente comprende la totalidad de los
otros componentes de la mezcla de reacción.
Las espumas viscoelásticas pueden elaborarse de
acuerdo con la técnica de moldeo o de materiales en placas. Las
espumas pueden prepararse preferiblemente mediante procedimientos
de moldeo con curado en caliente o en frío conocidos. Las espumas
pueden usarse en las industrias del mobiliario y los automóviles en
asientos, cojines y colchones, y para amortiguación y aislamiento de
sonidos.
Las espumas viscoelásticas así obtenidas tienen
una densidad de ascensión libre comprendida entre, por ejemplo, 25 y
80 kg/m^{3}, preferiblemente 30 y 70 kg/m^{3}. Estas espumas
muestra una resiliencia de como mucho 35%, preferiblemente como
mucho 25%, más ventajosamente como mucho 10%.
La invención también proporciona un sistema de
reacción que permitirá que el productor de espumas elabore la espuma
deseada haciendo reaccionar las composiciones de poliisocianato y
poliol. Este sistema proporciona un modo relativamente simple al
cliente para elaborar un producto a menudo a partir de una variedad
de productos químicos combinando dos composiciones bajo condiciones
apropiadas. El componente de poliisocianato está separado o está en
el prepolímero (si existe), mientras que el componente reactivo con
isocianato comprende el resto del poliol. Bajo la modalidad del
prepolímero, se prevé cualquier combinación (con tal de que se
cumpla la característica del índice de NCO). Cubre notablemente las
siguientes posibilidades: parte de b1+b2+b3+b4 en el prepolímero, a
continuación el resto de b1+b2+b3+b4 en la composición reactiva con
isocianato; parte de b1+b2 pero no b3/b4, a continuación el resto
de b1+b2 y la totalidad de b3/b4; parte de b1+b3+b4 pero no b2, a
continuación el resto de b1+b3+b4 y la totalidad de b2; la totalidad
de b1, a continuación la totalidad de b2+b3+b4; la totalidad de b2,
a continuación la totalidad de b1+b3+b4; parte de b1, a continuación
el resto de b1 junto con la totalidad de b2+b3+b4; parte de b2, a
continuación el resto de b2 junto con la totalidad de b1+b2+b3. En
una modalidad, el sistema de reacción comprende A) un prepolímero
obtenido con la totalidad del poliol b1 (con tal de que se cumpla
la característica del valor de NCO) y B) el resto del poliol y los
otros reaccionantes.
El procedimiento es especialmente útil cuando el
contenido de EO, basado en todo el poliol (que ha prerreaccionado o
no), es superior que 40%, preferiblemente superior que 50% en
peso.
Los siguientes ejemplos ilustran la invención sin
limitar la misma.
A no ser que se indique otra cosa, todas las
partes serán en peso.
(todas las funcionalidades son funcionalidades
nominales)
Poliol
A
PO/EO, con EO como aleatorio. El contenido de EO
es 75% en peso. El peso equivalente medio es 1336. La funcionalidad
es 3, el valor de OH es 42 mg de KOH/g.
Poliol
B
PO-PO/EO-EO, el
contenido total de EO es 28,6% en peso. El contenido de EO terminal
es 15% en peso. El peso equivalente medio es 2004. La funcionalidad
es 3, el índice de OH es 28 mg de KOH/g. El contenido de OH primario
es 87%.
Poliol
C
PO-PO/EO-EO, el
contenido total de EO es 21% en peso. El contenido de EO terminal es
15% en peso. El peso equivalente medio es 2004. La funcionalidad es
3, el valor de OH es 28 mg de KOH/g. El contenido de OH primario es
83%.
Poliol
D
PO/EO-EO, el contenido total de
EO es 29,6% en peso. El contenido de EO terminal es 15% en peso. El
peso equivalente medio es 2004. La funcionalidad es 3, el índice de
OH es 28 mg de KOH/g. El contenido de OH primario es 84%.
Poliol
E
PO-EO, con EO como terminal. El
contenido de EO es 15% en peso. El peso equivalente medio es 2004.
La funcionalidad es 3, el índice de OH es 28 mg de KOH/g. El
contenido de OH primario es 81%.
Poliol
F
Poliol de polímero, con 20% en peso de sólidos de
uretano dispersados procedentes de trietanolamina y MDI modificado
con uretonimina en el poliol E.
Poliol
G
PEG 200.
Poliol
H
PEG 600.
Isocianato
A
MDI modificado que comprende 72,8% en peso de MDI
(2,0% del cual es 2,4' y 2,2') y 27,2% en peso de MID modificado con
uretonimina. La funcionalidad es 2,12. El índice de NCO es 29,3% en
peso.
Isocianato
B
Cuasi-prepolímero basado en MDI
(81,3% en peso del isocianato, 30% del cual es
2,4'-MDI y 18,7% es la especie oligómera de
funcionalidad superior, la funcionalidad es 2,16) y poliol E. El
índice de NCO es 29,7% en peso.
Isocianato
C
MDI que comprende 78,2% en peso de diisocianato,
26,0% del cual es 2,4'-MDI y 21,8% es la especie
oligómera de funcionalidad superior. La funcionalidad es 2,19. El
índice de NCO es 32,6% en peso.
Isocianato
D
MDI que tiene un contenido de isómero 4,4' de 50%
en peso. El índice de NCO es 33,6% en peso, la funcionalidad es
2,0.
| B4113 | Tensioactivo de Goldschmidt |
| D8154 | Catalizador de amina de Air Products |
| Niax A1 | Catalizador de Union Carbide |
| D33LV | Catalizador de Air Products |
Se producen espumas de acuerdo con el siguiente
esquema. Los polioles, los catalizadores, los tensioactivos y agua
se mezclan antes de la adición de isocianatos. Las combinaciones de
polioles y los isocianatos se mezclan a 20ºC durante 8 segundos
antes de la espumación. Se elaboran espumas de ascensión libre en
cubetas de plástico de 2,5 l a 10 l. Se elaboran espumas moldeadas
con un molde cuadrado de 9,1 l precalentado hasta 45ºC.
Las propiedades de la espuma se determinan de
acuerdo con los siguientes métodos y patrones:
| Naturaleza de las celdillas: | |
| Recesión (%) | |
| FRD (Densidad de Ascensión Libre) | ISO 845 |
| Artículo Moldeado | |
| OAD (Densidad Global) (kg/cm^{3}) | ISO 845 |
| CD (Densidad del Núcleo) (kg/cm^{3}) | |
| Espumación | |
| Tiempo de cremado (s) | |
| Final de la Ascensión | |
| Dureza por compresión | |
| CLD 40% (kPa) | ISO 3386-1 |
| Pérdida por histéresis (%) | |
| Deformación por compresión (grosor) | ISO 1856 |
| Seco 75% (%) | |
| Húmedo 75% (%) | |
| Resiliencia (%) | ISO 8307 |
| Resistencia al desgarro (N/m) | ISO 8067 |
| Max | |
| Resistencia a la tracción (kPa) | ISO 1798 |
| Elongación (%) | |
| Factor de pérdida | DIN53576 |
Los resultados se resumen en las siguientes
tablas. Nótese que los factores de pérdida de las espumas de los
ejemplos 14, 15 y 16 son 0,62, 0,68 y 0,8, respectivamente.
Las espumas de los ejemplos 7, 8, 9, 14, 15, 23,
24 y 25 exhiben superficies adhesivas. La invención también
proporciona así espumas con propiedades adhesivas.
Los ejemplos 1, 5 y 6 son comparativos.
Claims (10)
1. Un procedimiento de un paso o de prepolímero
para preparar una espuma de poliuretano viscoelástica con un índice
de NCO de 70-120 haciendo reaccionar:
a) una composición de poliisocianato;
b1) un poliol de
polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una
funcionalidad de hidroxilo nominal media de 2-6,
donde el EO está presente como EO terminal y/o EO aleatorio, siendo
el contenido total de EO al menos 50% en peso;
b2) un poliol de
polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una
funcionalidad de hidroxi nominal media de 2-6,
donde el EO está presente como EO terminal y/o EO aleatorio,
estando el contenido total de EO entre 20-50% en
peso, teniendo un contenido de hidroxi primario de al menos 50%
calculado sobre la cantidad de grupos hidroxilo primarios y
secundarios;
b3) un poliol de
polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una
funcionalidad de hidroxilo nominal media de 2-6,
que tiene un contenido de hidroxi primario de al menos 50%
calculado sobre la cantidad de grupos hidroxilo primarios y
secundarios, y que tiene un contenido de EO de 10 a 20% en peso;
b4) un polialquilenglicol que tiene un peso
molecular medio de 100 a 1200;
haciéndose reaccionar estos polioles b1, b2, b3 y
b4 de acuerdo con las siguientes proporciones, basadas en los pesos
combinados de b1, b2, b3 y b4, b1: 30-85% en peso,
b2: 5-65% en peso, b3: 5-40% en
peso, b4: 0-50% en peso;
c) agua; y
d) aditivos y adyuvantes conocidos de por sí;
y donde el prepolímero de poliisocianato tiene un
índice de NCO por encima de 20% en peso en el caso de que se use el
procedimiento del prepolímero.
2. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que estos polioles b1, b2, b3 y b4 se hacen
reaccionar de acuerdo con las siguientes proporciones, basadas en
los pesos combinados de b1, b2, b3 y b4: b1: 40-70%
en peso, b2: 10-30% en peso, b3:
5-25% en peso, b4: 0-40% en
peso.
3. El procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 1-2, en el que el poliol b2) es
del tipo -PO-PO/EO-EO, del tipo
-PO/EO-EO o del tipo -PO-EO.
4. El procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 1-3, en el que la funcionalidad de
los polioles b1, b2 y b3 es 2-4 y en el que los
polioles b1 a b4 comprenden además partículas dispersadas y en el
que el contenido de EO del poliol basado en los pesos combinados de
b1, b2, b3 y b4 es al menos 40% en peso y en el que el
poliisocianato es MDI o una variante modificada del mismo.
5. El procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 1-4, en el que el índice de NCO es
al menos 23% en peso y en el que el índice de NCO es
70-110.
6. Un sistema de reacción que comprende A) un
prepolímero de poliisocianato que tiene un índice de NCO de al
menos 20% en peso, obtenido haciendo reaccionar el poliisocianato
con parte de la composición de poliol de acuerdo con las
reivindicaciones 1-4, y B) un componente reactivo
con isocianato que comprende el resto de la composición de poliol
de acuerdo con las reivindicaciones 1-4 y agua.
7. Una composición de poliol que comprende:
b1) un poliol de
polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una
funcionalidad de hidroxi nominal media de 2-6,
donde el EO está presente como EO terminal y/o EO aleatorio, siendo
el contenido total de EO al menos 50% en peso;
b2) un poliol de
polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una
funcionalidad de hidroxi nominal media de 2-6,
donde el EO está presente como EO terminal y/o EO aleatorio,
estando el contenido total de EO entre 20-50% en
peso, teniendo un contenido de hidroxi primario de al menos 50%
calculado sobre la cantidad de grupos hidroxilo primarios y
secundarios;
b3) un poliol de
polioxietileno-polioxipropileno, que tiene una
funcionalidad de hidroxilo nominal media de 2-6,
que tiene un contenido de hidroxi primario de al menos 50%
calculado sobre la cantidad de grupos hidroxilo primarios y
secundarios y que tiene un contenido de EO de 10 a 20% en peso;
b4) un polialquilenglicol que tiene un peso
molecular medio de 100 a 1200;
estando presentes estos polioles b1, b2, b3 y b4
de acuerdo con las siguientes proporciones, basadas en los pesos
combinados de b1, b2, b3 y b4, b1: 30-85% en peso,
b2: 5-65% en peso, b3: 5-40% en
peso, b4: 0-50% en peso.
8. La composición de poliol de acuerdo con la
reivindicación 7, en la que estos polioles b1, b2, b3 y b4 están
presentes de acuerdo con las siguientes proporciones, basadas en
los pesos combinados de b1, b2, b3 y b4: b1: 40-70%
en peso, b2: 10-30% en peso, b3:
5-25% en peso, b4: 0-40% en
peso.
9. La composición de poliol de acuerdo con las
reivindicaciones 7-8, en la que el poliol b2) es
del tipo -PO-PO/EO-EO, del tipo
-PO/EO-EO o del tipo -PO-EO.
10. La composición de poliol de acuerdo con las
reivindicaciones 7-9, en la que el contenido de EO
del poliol basado en los pesos combinados de b1, b2, b3 y b4 es al
menos 40% en peso.
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