ES2287204T3 - Metodo para producir una espuma de poliuretano rigida. - Google Patents
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Abstract
Un método para producir una espuma de poliuretano rígida que comprende la reacción de un polialcohol con un poliisocianato en presencia de un catalizador de amina y un agente de soplado, utilizándose como catalizador de amina, al menos un compuesto de amina que tiene al menos un tipo de sustituyente seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo, un grupo amino primario y un grupo amino secundario en su molécula y siendo un compuesto seleccionado del grupo que consiste en N, N-dimetiletilendiamina, N, N-dimetilpropilendiamina, N, N-dimetilhexametilendiamina, N-acetiletilendiamina, N, N, N''-trimetildietilendtriamina, N, N, N'', N"-tetrametiltrietilentetramina, N, N, N'', N", N"'', N""-pentametiltetraetilenpentamina, N, N, N'', N", N"''-hexametilpentaetilenhexamina o polioxipropilendiamina, trimetiletilendiamina, trimetilpropilendiamina, trimetilhexametilendiamina, tetrametildietilentriamina, bis(N, N-dimetilaminopropil)amina, o N-metilpiperazina, N, N-dimetilaminoisopropanol, N, N-dimetilaminoetoxietanol, N, N-dimetilaminoetil-N''-metilaminoetanol, N, N-dimetilaminopropil-N''-metilaminoetanol, éter N, N, N''-trimetil-N''-hidroxietilbisaminoetílico, N, N-dimetilaminoetil-N''-metilaminoetil-N"-metilaminoisopropanol, N, N-bis(3-dimetilaminopropil)-N-isopropanolamina, N-(3-dimetilaminopropil)-N, N-diisopropanolamina, N-(2-hidroxietil)-N''-metilpiperazina, N, N-dimetilaminohexanol, 5-dimetilamino-3-metil-1-pentanol y N-(2-dimetilaminoetil)-N''-metilpiperazina, y y utilizándose como agente de soplado, 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoropropano (HFC-245fa) y/o 1, 1, 1, 3, 3-pentafluorobutano (HFC-365mfc).
Description
Método para producir una espuma de poliuretano
rígida.
La presente invención se refiere a un método
para producir una espuma de poliuretano rígida haciendo reaccionar
un polialcohol con un poliisocianato en presencia de un catalizador
de mina, un agente de soplado y otros agentes auxiliares, según lo
requiera el caso. Más en particular, se refiere a un método para
producir una espuma de poliuretano rígida excelente en su fluidez,
conductividad térmica, moldeabilidad y estabilidad dimensional de
la espuma, utilizándose como agente de soplado,
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) y/o
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365mfc), y como catalizador, un compuesto de
amina reactivo, definido según la reivindicación 1.
El uso de espumas de poliuretano está muy
extendido como espumas flexibles para su uso para cojines de
asientos para automóviles, colchones, muebles, etc.; como espumas
semi-rígidas que se utilizan para panelas de
instrumentos para automóviles, cabeceros,
reposa-brazos, etc., y espumas rígidas que se
utilizan para refrigeradores eléctricos, materiales de
construcción, etc.
En los últimos años, en la producción de espumas
de poliuretano rígidas, ha sido enormemente necesario mejorar la
fluidez y conductividad térmica de las espumas con el fin de
reducir los costes y ahorrar energía. Las reacciones para formar
una espuma de poliuretano comprenden principalmente dos reacciones,
es decir, una reacción de formación de grupo uretano (reacción de
gelificación) a través de una reacción de un polialcohol con un
isocianato, y una reacción de formación de grupo urea y gas dióxido
de carbono (reacción de soplado) a través de una reacción de un
isocianato con agua, influyendo el catalizador de una manera
sustancial no solamente sobre las velocidades de estas reacciones
sino también en lo que se refiere a la fluidez, la conductividad
térmica, la moldeabilidad, la estabilidad dimensional, las
propiedades físicas, etc., de la espuma.
En la producción de espumas de poliuretano
rígidas, se emplean dicloromonofluoroetanos (HCFCs) como agentes de
soplado. Sin embargo, conllevan el problema de destruir la capa de
ozono. En tales circunstancias, se ha propuesto un agente de
soplado para sustituirlos,
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) o
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365mfc) en los últimos años, ya que están
exentos del problema de destruir la capa de ozono. Por otra parte,
normalmente ha sido común el uso de un catalizador de metal
orgánico o un catalizador de amina terciaria como catalizador para
la producción de poliuretanos, estando asentado que el catalizador
de amina terciaria puede ser un catalizador excelente para la
producción de poliuretanos. Entre los compuestos de amina
terciaria, los utilizados a nivel industrial como catalizadores
para la producción de poliuretanos, se incluyen por ejemplo,
trietilen diamina,
N,N,N',N'-tetrametil-1,6-hexanodiamina,
bis(2-dimetilaminoetil)éter, N N N' N''
N''-pentametildietilentriamina,
N-metilmorfolina y
N-etilmorfolina.
No obstante, tanto HFC-245fa
como HFC-365mfc apenas son solubles en un
polialcohol y resultan caros, en comparación con los HCFC, etc. y
por lo tanto, solamente se pueden utilizar en pequeñas cantidades
al mezclarlos. Por lo tanto, en el caso de que se utilicen
HFC-245fa o HFC-365mfc como agente
de soplado, cuando se emplea el catalizador de amina terciaria que
se ha mencionado, aumenta la cantidad de agua que se utiliza y
surge el problema de que la espuma tiende a ser inferior en la
fluidez y la conductividad térmica en comparación con una espuma de
poliuretano rígida obtenida mediante el uso de HCFC convencionales
o similares como agentes de soplado. Existe un enorme deseo de
superar este problema.
US-A-6.086.788
se refiere a espumas de célula cerrada de poliisocianurato y
poliuretano sopladas con hidrofluorocarbono, en las que se añade
\alpha-metil estireno, isobutanol y/o
isopropanol. El método para producir esta espuma comprende la
reacción de polialcoholes y poliuretano/poliisocianurato, pudiendo
ser el agente de soplado HFC-245fa.
En WO-A-97/38045
se describe la preparación de espumas de poliuretano y
poliisocianurato haciendo reaccionar los poliisocianatos con
polialcoholes, utilizándose HFC-245fa como agente
de soplado y catalizándose la reacción con un compuesto de amina
terciaria.
En
EP-A-0.842.972 se describe un método
para la preparación de espumas de polímero a base de isocianato.
Este método comprende la reacción de un poliisocianato y un
poliéster polialcohol y las espumas se pueden preparar utilizando
el agente de soplado HFC-245fa y en presencia de la
amina
2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol.
La presente invención ha sido realizada a la
vista de estos problemas, teniendo por objeto la presente invención
proporcionar un método para producir una espuma de poliuretano
rígida, empleando un catalizador que es capaz de mejorar la
fluidez, la conductividad térmica, la moldeabilidad y la
estabilidad dimensional de la espuma, incluso cuando se utiliza
HFC-245fa o HFC-365mfc como agente
de soplado.
Los autores de la presente invención han llevado
a cabo un exhaustivo estudio para resolver estos problemas y, como
resultado, han observado que en el caso de que se utilice
HFC-245fa o HFC-365mfc como agente
de soplado, se puede obtener una espuma de poliuretano rígida con
excelente fluidez, conductividad térmica, moldeabilidad y
estabilidad dimensional, utilizando como catalizador de amina un
compuesto de amina que tiene al menos un tipo de sustituyente
seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo, un grupo
amino primario y un grupo amino secundario, o
N-(2-dimetilaminoetil)-N'-metilpiperazina.
La presente invención ha sido completada basándose en este
descubrimiento.
Es decir, la presente invención proporciona un
método para producir una espuma de poliuretano rígida, que
comprende la reacción de un polialcohol con un poliisocianato en
presencia de un catalizador de amina y un agente de soplado,
utilizándose como catalizador de amina un compuesto de amina, tal
como se define en la reivindicación 1, y como agente de soplado
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245a) y/o
1,1,1,3,3-pentafluorobutano (HFC-
365mfc).
365mfc).
A continuación, se describirá la presente
invención en detalle haciendo referencia a los modos de realización
preferibles.
En la presente invención, espuma de poliuretano
rígida significa una espuma termoestable que tiene una estructura
de célula cerrada muy reticulada, tal como describe Gunter Oertel,
"Polyurethane Handbook" (1985), Hanser Publishers (Alemania),
p. 234-313 o Keiji Iwata "Polyurethane Resin
Handbook" (1987), Nikkan Kogyo Shinbunsha, p.
224-283. Las propiedades físicas de la espuma de
uretano rígida no están limitadas en particular. No obstante,
normalmente, la densidad es de 10 a 100 kg/m^{3}, y la
resistencia a compresión está dentro del intervalo de 50 a 1.000
kPa.
En la presente invención, el compuesto de amina
que se utiliza como catalizador, es un compuesto de amina definido
según la reivindicación 1.
Estos compuestos de amina son, desde el punto de
vista de una alta actividad catalítica, como compuesto de amina
primaria, N,N-dimetiletilendiamina,
N,N-dimetilpropilendiamina,
N,N-dimetilhexametilendiamina,
N-acetiletilendiamina,
N,N,N'-trimetildietilentriamina,
N,N,N',N''-tetrametiltrietilentetramina,
N,N,N',N'',N'''-pentametiltetraetilenpentamina,
N,N,N',N'',N''',N''''-hexametilpentaetilenhexamina o
polioxipropilendiamina; como compuesto de amina secundaria,
trimetiletiletilendiamina, trimetilpropilendiamina,
trimetilhexametilendiamina, tetrametildietilentriamina,
bis(N,N-dimetilaminopropil)amina o
N-metilpiperazina; y como alcanol amina,
N,N-dimetilaminoisopropanol,
N,N-dimetilaminoetoxietanol,
N,N-dimetilaminoetil-N'-metilaminoetanol,
N,N-dimetilaminopropil-N'-metilaminoetanol,
éter
N,N,N'-trimetil-N'-hidroxietilbisaminoetílico,
N,
N-dimetilaminoetil-N'-metilaminoetil-N''-metilaminoisopropanol,
N,N-bis(3-dimetilaminopropil)-N-isopropanolamina,
N-(3-dimetilaminopropil)-N,N-diisopropanolamina,
N-(2-hidroxietil)-N'-metilpiperazina,
N,N-dimetilaminohexanol o
5-dimetilamino-3-metil-1-pentanol.
Por otra parte, el compuesto de amina que se
utiliza como catalizador de amina de la presente invención puede
producirse fácilmente a través de métodos conocidos en la
bibliografía. Por ejemplo, se pueden mencionar un método para hacer
reaccionar un dialcohol con una diamina, un método de aminación de
un alcohol o un método de metilación por reducción de un alcohol de
monoamino o una diamina.
Por otra parte, se puede producir fácilmente
N-(2-dimetilaminoetil)-N'-metilpiperazina
como catalizador de la presente invención a través de métodos
conocidos en la bibliografía. Por ejemplo, se pueden mencionar un
método de metilación por reducción de
N-(2-aminoetil)piperazina o un método de
reacción de cloruro de N-metilpiperazina con
2-(dimetilamino) etilo.
La cantidad de catalizador de amina utilizada en
la presente invención se encuentra normalmente en el intervalo de
0,01 a 20 partes en peso, preferiblemente de 0,05 a 10 partes en
peso, por cada 100 partes en peso del polialcohol utilizado. Si es
inferior a 0,01 partes en peso, la moldeabilidad de la espuma
tiende a deteriorarse y hay probabilidad de que la estabilidad
dimensional sea escasa. Por otra parte, si excede 20 partes en
peso, no solamente es imposible conseguir el efecto de aumentar el
catalizador, sino que también es probable que la fluidez de la
espuma sea
escasa.
escasa.
El catalizador de amina que se utilice en el
método para producir un poliuretano según la presente invención, es
el compuesto de amina mencionado, pero es posible utilizar otro
catalizador en combinación dentro de un intervalo que no se aleje
de la presente invención. Como este otro catalizador, se puede
mencionar un catalizador de metal orgánico convencional, una sal
metálica de un ácido carboxílico, una amina terciaria o una sal de
amonio cuaternario, por ejemplo.
El catalizador de metal orgánico no está
limitado en particular siempre y cuando sea uno convencional. Por
ejemplo, se pueden mencionar diacetato estanoso, dioctoato
estanoso, dioleato estanoso, dilaurato estanoso, óxido de
dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño, dilaurato de
dibutilestaño, dicloruro de dibutilestaño, dilaurato de dioctil
estaño, octanoato de plomo, naftenato de plomo, naftenato de níquel
y naftenato de cobalto.
La sal metálica de un ácido carboxílico puede
ser cualquiera de las convencionales. Por ejemplo, se pueden
mencionar una sal de metal alcalino o una sal de metal
alcalinotérreo de un ácido carboxílico. El ácido carboxílico no
está limitado en particular y puede consistir, por ejemplo, en un
ácido mono o dicarboxílico alifático como por ejemplo ácido
acético, ácido propiónico, ácido 2-etilhexanoico o
ácido adípico o un ácido mono- o dicarboxilico aromático como ácido
benzoico o ácido ftálico. Por otra parte, como metal para formar el
carboxilato, se pueden mencionar un metal alcalino como litio,
sodio o potasio, o un metal alcalinotérreo como calcio y magnesio,
como ejemplos
preferibles.
preferibles.
La amina terciaria puede ser una amina
convencional y no está limitada en particular. Por ejemplo, se
pueden mencionar como compuesto de amina
N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina,
N,N,N',N'-tetrametilpropilendiamina,
N,N,N',N'',N''-pentametildietilentriamina,
N,N,N',N'',N''-pentametil-(3-aminopropil)-etilendiamina,
N,N,N',N'',N''- pentametildipropilentriamina,
N,N,N',N'-tetrametilguanidina,
1,3,5-tris(N,N-dimetilaminopropil)hexahidro-S-triazina,
1,8-diazabiciclo[5.4.0]undeceno-7,
trietilendiamina,
N,N,N',N'-tetrametilhexametilendiamina,
N,N'-dimetilpiperazina, dimetilciclohexilamina,
N-metilmorfolina, N-etilmorfolina,
bis(2-dimetilaminoetil)éter,
1-metilimidazol,
1,2-dimetilimidazol,
1-isobutil-2-metilimidazol
o 1-dimetilaminopropilimidazol.
La sal de amonio cuaternario puede ser una
convencional y no está limitada en particular. Por ejemplo, se
pueden mencionar haluro de tetraalquilamonio como cloruro de
tetrametilamonio, un hidróxido de tetralaquilamonio como hidróxido
de tetrametilamonio o una sal de ácido orgánico de
tetraalquilamonio, como 2-etilhexanoato de
tetrametilamonio, formato de
2-hidroxipropiltrimetilamonio o
2-etilhexanoato de
2-hidroxipropiltrimetilamonio.
El catalizador de amina de la presente invención
puede utilizarse en solitario o en combinación con otros
catalizadores, tal como se ha descrito anteriormente. Para preparar
la mezcla, se puede utilizar un disolvente como dipropilen glicol,
etilen glicol, 1,4-butanodiol o agua, según lo
requiera el caso. La cantidad de disolvente no está limitada en
particular, pero preferiblemente es como máximo 3 veces más el peso
en relación con la cantidad total del catalizador. Si excede 3
veces más en peso, tiende a influir en las propiedades físicas de
la espuma y por ello no es deseable tampoco por motivos económicos.
El catalizador preparado de esta forma puede utilizarse añadido al
polialcohol, o se puede añadir varios catalizadores de amina por
separado al polialcohol. No existe ninguna restricción en
particular sobre la manera de adición.
El polialcohol que se utilice en el método de la
presente invención incluye, por ejemplo, poliéter polilacoholes
convencionales, poliéster polialcoholes, polialcoholes de polímero
y otros polialcoholes resistentes a llama como, por ejemplo,
polialcoholes que contienen fósforo y polialcoholes que contienen
halógeno. Estos polialcoholes pueden utilizarse en solitario o
combinándolos de manera apropiada al mezclarlos.
Los poliéter polialcoholes que se utilizan en el
método de la presente invención se pueden producir por ejemplo a
través de una reacción de adición de un óxido de alquileno como por
ejemplo óxido de etileno u óxido de propileno al material de
partida que es un compuesto que tiene al menos dos grupos de
hidrógeno activos, como por ejemplo un alcohol polihidroxílico como
etilen glicol, propilen glicol, glicerol, trimetilol propano o
pentaeritritol, una amina como etilendiamina o una alcanolamina
como etanolamina o dietanolamina, como por ejemplo, a través del
método descrito en "Polyurethane Handbook" editado por Gunter
Oertel (1985), Hanser Publishers (Alemania), p.
42-53.
Los poliéster polialcoholes que se utilizan en
el método de la presente invención pueden ser por ejemplo los que
se pueden obtener por reacción de un ácido dibásico con un glicol,
con posterior residuo durante la producción de nilón tal como se
describe en "Polyurethane Resin Handbook", editado por Keiji
Iwata, (primera edición publicado en 1987), THE NIKKAN KOGYO
SHIMBUN, LTD. p. 117, trimetilolproprano, un residuo de
pentaeritritol, un residuo de un poliéster de tipo ftalato,
poliéster polialcoholes derivados de tratamientos de dichos
productos residuales.
Los polialcoholes de polímero que se utilizan en
el método de la presente invención pueden consistir por ejemplo en
polialcoholes de polímero obtenidos por reacción del poliéter
polialcohol que se ha mencionado con un monómero etilénicamente
insaturado como butadieno, acrilonitrilo o estireno, en presencia de
un catalizador de polimerización de radicales.
Los polialcoholes de resistencia a llama que se
utilizan en el método de la presente invención pueden ser por
ejemplo polialcoholes con contenido en fósforo que se pueden
obtener por adición de un óxido de alquileno a un compuesto de
ácido fosfórico, polialcoholes que contienen halógeno que se pueden
obtener por polimerización de apertura de anillo de
epiclorohidrina u óxido de triclorobutileno y fenol
polialcoholes.
En el método de la presente invención, es
preferible un polialcohol que tiene un índice de hidroxilo medio de
100 a 800 mgKOH/g. Es aún más preferible un polialcohol que tiene
un índice de hidroxilo medio comprendido entre 200 y 700
mgKOH/g.
El poliisocianato que se utiliza en la presente
invención puede ser un poliisocianato convencional y no está
limitado en particular y puede consistir por ejemplo en un
poliisocianato aromático como, por ejemplo, diisocianato de tolueno
(TDI), diisocianato de difenilmetano (MDI), diisocianato de
naftileno o diisocianato de xilileno, un poliisocianato alifático
como diisocianato de hexametileno, un poliisocianato alicíclico como
diisocianato de diciclohexilo o diisocianato de isoforona o una
mezcla de los mismos. Entre ellos, es preferible TDI o su derivado
o MDI o su derivado, y se pueden utilizar en combinación como una
mezcla. Como TDI o sus derivados, se pueden mencionar una mezcla de
2,4-TDI y 2,6-TDI, o un derivado de
prepolimero de isocianato terminal de TDI. Como MDI o su derivado,
se puede mencionar una mezcla de MDI o su polímero, es decir un
diisocianato de polifenil-polimetileno, y/o un
derivado de diisocianato de difenilmetano con contenido en grupo
isocianato terminal.
La relación entre dicho poliisocianato y el
polialcohol no está limitada en particular, si bien, tal como se
representa según el índice de isocianato (es decir grupos
isocianato/grupos hidrógeno activo en reacción con los grupos
isocianato), normalmente se encuentra preferiblemente en el
intervalo de 60 a 400.
El agente de soplado que se utiliza en el método
de la presente invención es
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) y/o
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365fmc). Se puede utilizar también una mezcla
de HFC-245fa con agua y/o un hidrocarburo de bajo
punto de ebullición, o una mezcla de HFC-365mfc con
agua y/o un hidrocarburo con bajo punto de ebullición.
Como hidrocarburo de bajo punto de ebullición,
se emplea normalmente un hidrocarburo que tenga un punto de
ebullición comprendido entre 0 a 70°C. Específicamente, puede
consistir por ejemplo en propano, butano, pentano, ciclopentano,
hexano o HFC-227 como por ejemplo
1,1,1,2,3,3-heptafluoropropano
(HFC-227ea), HFC-134 como por
ejemplo 1,1,1,2-tetrafluoroetano
(HFC-134a) o una mezcla de ellos.
La cantidad de agente de soplado se determina
dependiendo de la densidad y las propiedades físicas de la espuma
deseadas. Específicamente, se selecciona para que la densidad de la
espuma obtenida sea normalmente la comprendida entre 10 y 200
kg/m^{3}, preferiblemente entre 20 y 100 kg/m^{3}.
En la presente invención, se puede utilizar un
agente tensioactivo como estabilizante de espuma, según lo requiera
el caso. Como agente tensioactivo utilizado, se puede mencionar
por ejemplo un agente tensioactivo de tipo silicona orgánica
convencional. Específicamente, se puede mencionar un agente
tensioactivo no iónico como por ejemplo un copolimero de
siloxano-polioxialquileno orgánico, un compolímero
de grasa de silicona o una mezcla de ellos, por ejemplo. La
cantidad de dicho tensioactivo es normalmente la comprendida entre
0,1 y 10 partes en peso por cada 100 partes en peso del
polialcohol.
En la presente invención, se puede incorporar un
agente de reticulación o un agente de extensión de cadena, según lo
requiera el caso. Como agente de reticulación o agente de
extensión de cadena, se puede utilizar un alcohol polihidroxilico
que tenga un peso molecular bajo pudiéndose mencionar por ejemplo
etilen glicol, 1,4-butanodiol o glicerol, una amina
polialcohol que tenga un peso molecular bajo, como por ejemplo
dietanolamina o trietanolamina o una poliamina, como por ejemplo
etilendiamina, xililendiamina o metilenbis ortocloroanilina.
En el método de la presente invención, se puede
emplear un retardante de llama según lo requiera el caso. El
retardante de llama que se utilice puede consistir por ejemplo en
un retardante de llama reactivo, como por ejemplo un polialcohol
con contenido en fósforo, como por ejemplo ácido fosfórico
propoxietilado o un ácido dibutilpirofosforóico propoxilado
obtenido a través de una reacción de adición de ácido fosfórico con
óxido de alquileno, fosfato terciario, como fosfato de tricresilo,
un fosfato terciario con contenido en halógeno como fosfato de
tris(2-cloroetilo) o fosfato de
tris(cloropropilo), un compuesto orgánico con contenido en
halógeno, como dibromopropanol, dibromoneopentil glicol o
tetrabromobisfenol A, o un compuesto inorgánico como óxido de
antimonio, carbonato de magnesio, carbonato de calcio o fosfato de
aluminio. Su cantidad no está limitada en particular pudiendo
variar dependiendo de la retardancia llama requerida. No obstante,
normalmente es la comprendida entre 4 y 20 partes en peso por cada
100 partes en peso del polialcohol.
En el método de la presente invención, se pueden
incorporar un agente colorante, un agente para prevenir el
envejecimiento u otros aditivos conocidos, según lo requiera el
caso. Los tipos y cantidades de dichos aditivos pueden atenerse a
los intervalos habituales de dichos aditivos.
El método de la presente invención se lleva a
cabo mezclando rápidamente y agitando un líquido mixto que
contenga los materiales de partida mencionados, inyectándolo luego
en un contenedor o molde adecuado, seguido del espumado y el
moldeo. El mezclado y la agitación pueden llevarse a cabo por medio
de un mecanismo de agitación común o en una máquina de espumado de
poliuretano exclusiva. Como máquina de espumado de poliuretano, se
puede utilizar una máquina de tipo rociado a alta presión o baja
presión.
El producto obtenido según el método de la
invención puede utilizarse para diversas aplicaciones. Por ejemplo,
se puede aplicar a un refrigerador, un congelador o un material de
construcción aislante térmico.
A continuación, se describirá la presente
invención con mayor detalle haciendo referencia a los ejemplos y
ejemplos comparativos. No obstante, debe entenderse que la presente
invención no queda limitada en ningún modo a dichos ejemplos
específicos.
En los siguientes ejemplos y ejemplos
comparativos, los métodos de medida de los diferentes artículos
medidos fueron los siguientes.
Tiempo de cremado: Se midió a simple vista el
tiempo transcurrido hasta que empezó a elevarse la espuma.
Tiempo de gelificación: A medida que prosiguió
la reacción, se midió el tiempo transcurrido hasta que la
sustancia líquida cambio a la sustancia de resina.
Tiempo sin pegajosidad: Se midió el tiempo
transcurrido hasta que desapareció la pegajosidad en la superficie
de espuma.
Tiempo de elevación: Tiempo transcurrido hasta
que terminó la elevación de la espuma a simple vista.
Se inyectó una cantidad determinada previamente
de un líquido mixto en un molde de aluminio de 100 x 25 x 3,0 cm, y
se midió la longitud (cm) de la espuma formada. Cuanto mayor fue
la longitud de la espuma, mejor fue su fluidez.
Se llevó a cabo el espumado libre por medio de
un molde de aluminio de 50 x 50 x 4,5 cm, y se cortó la porción
central de la espuma formada en un tamaño de 20 x 20 x 3,0 cm, y se
midió con precisión el tamaño y el peso, tras lo cual se calculó la
densidad de núcleo.
Se cortó la porción central de una espuma
formada en un molde de aluminio de 50 x 50 x 4,5 cm en un tamaño de
20 x 20 x 3,0 cm para obtener un espécimen de prueba, que se midió
según un modelo ANACON 88.
Se mantuvo una espuma formada en un molde de
aluminio de 50 x 50 x 4,5 cm en condiciones de -30°C durante 48
horas, tras lo cual se midió el cambio en la orientación del
grosor.
Ejemplos 1 a 3, a 6, Ejemplo de
referencia 2 y Ejemplos comparativos 1 a
5
Se mezclaron el polialcohol, el agente de
soplado y el agente tensioactivo en la proporción de mezclado que
se indica en la tabla 1 para preparar una premezcla A. Se
introdujeron 48,6 g de la premezcla A en un vaso de polietileno de
300 ml, y se añadió el catalizador que se indica en la tabla 1 en
una cantidad suficiente para que la reactividad fuera 60 segundos
tal como se representa por el tiempo de gelificación que siguió, y
se ajustó la temperatura a 10°C. Se introdujo un líquido de
poliisocianato (MR-200) con la temperatura ajustada
a 10°C en un contendor por separado, en el vaso de premezcla A en
una cantidad suficiente para que el índice de isocianato (relación
molar de grupos isocianato/grupos OH x 100) fuera 110, y se agitó
rápidamente con un mecanismo de agitación a 6.500 rpm durante 3
segundos. La solución mixta obtenida por agitación fue transferida
a un vaso de polietileno de 2 l a una temperatura de 40°C, tras lo
cual se midió la reactividad durante el espumado. A continuación,
se aumentó la escala del material de partida y se puso la solución
mixta en un molde con la temperatura ajustada a 40°C del mismo
modo, y se llevó a cabo el moldeo de la espuma. Una vez
transcurrido un período de 10 minutos desde el momento en el que se
introdujo la solución mixta, se extrajo la espuma del molde. Se
examinaron en la espuma moldeada, la fluidez, la densidad de
núcleo, la conductividad térmica y la estabilidad dimensional de la
espuma. En la tabla 2 se muestran los resultados.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
* \+ Ejemplo de referencia fuera del marco de la invención\cr 1)
\+ \begin{minipage}[t]{145mm} Poliéter polialcohol de tipo
amina aromática/sacarosa (índice OH = 440 mgKOH/g), fabricado por
Asahi Glass Company, Limited \end{minipage} \cr 2) \+
\begin{minipage}[t]{145mm} Agente tensioactivo de tipo silicona
(Marca registrada: SZ-1627), fabricado por Nippon
Unicar Company Limited \end{minipage} \cr 3) \+
N,N - dimetilaminoetoxietanol (fabricado por TOSOH
CORPORATION)\cr 4) \+
N,N,N' - trimetilaminoetiletanolamina (fabricado por
TOSOH CORPORATION)\cr 5) \+
N,N,N' - trimetildietilentriamina (producto preparado
por metilación por reducción de dietilen triamina).\cr 6) \+
\begin{minipage}[t]{145mm}
N,N-dimetilaminoetil-N'-metilaminoetil-N''-metilaminoisopropanol
(producto obtenido por adición de óxido de propileno a dietilen
triamina, seguido de metilación por reducción)
\end{minipage} \cr 7) \+
N,N - dimetilpropilendiamina (fabricado por TOSOH
CORPORATION)\cr 8) \+
Bis (N,N - dimetilaminopropil) amina
(fabricado por Aldrich)\cr 9) \+ \begin{minipage}[t]{145mm}
N,N,N',N'-tetrametilhexametilendiamina (Marca
registrada: TOYOCAT-MR, fabricado por TOSOH
CORPORATION). \end{minipage} \cr 10) \+
N,N - dimetilciclohexilamina (fabricado por
Aldrich)\cr 11) \+ \begin{minipage}[t]{145mm}
N,N,N',N',N''-pentametildietilentriamina (marca
registrada: TOYOCAT-DT, fabricado por TOSOH
CORPORATION) \end{minipage} \cr 12) \+
\begin{minipage}[t]{145mm} Trietilendiamina 33% en peso de
solución de etilen glicol (marca registrada: TEDA- L33, fabricado
por TOSOH CORPORATION) \end{minipage} \cr 13) \+
\begin{minipage}[t]{145mm} MDI en bruto
(MR-200), índice = (moles de grupos NCO/moles de
grupos OH) x 100, fabricado por Nippon Polyurethane Industry Co.,
Ltd.
\end{minipage} \cr}
Ejemplos comparativos 6 a
14
Se mezclaron el polialcohol, el agente de
soplado y el agente tensioactivo y en la relación de mezcla que se
indica en la tabla 1 para preparar la premezcla A, Se incorporaron
48,6 g de la premezcla A en un vaso de polietileno de 300 ml, y se
añadió el catalizador que se indica en la tabla 1 en una cantidad
suficiente para que la reactividad fuera 60 segundos tal como se
representa por el tiempo de gelificación siguiente, y se ajustó la
temperatura a 20°C, Se introdujo un líquido de poliisocianato
(MR-200) ajustado a una temperatura de 20°C en un
contenedor distinto, en el vaso de la premezcla A en una cantidad
suficiente para que el índice de isocianato (relación molar de los
grupos isocianato/grupos OH x 100) fuera 110, y se agitó
rápidamente con un mecanismo de agitación a 6,500 rpm durante 3
segundos. Se transfirió la solución mixta obtenida por agitación a
un vaso de polietileno de 2 litros ajustado a una temperatura de
40°C, tras lo cual se midió la reactividad durante el espumado. A
continuación, se aumentó la escala del material de partida, y se
colocó la solución mixta en un molde ajustado a una temperatura a
40°C, de la misma manera, y se llevó a cabo el moldeo de espuma.
Una vez transcurridos 10 minutos desde que se hubo introducido la
solución, se extrajo la espuma del molde, A partir de la espuma
moldeada, se evaluaron la fluidez, la densidad de núcleo, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional de la espuma. En
la tabla 2 se muestran los resultados.
Tal como se puede observar de la tabla 2, en el
método para producir una espuma de poliuretano rígida empleando
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) como agente de soplado, se puede
producir una excelente espuma en cuanto a la fluidez, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional utilizando el
compuesto de amina de la presente invención como catalizador.
En concreto, los ejemplos 1 y 6 son ejemplos en
los que se produjeron las espumas de poliuretano rígidas utilizando
los catalizadores de la presente invención, En cada uno de ellos,
se obtuvo una espuma de uretano rígida excelente en cuanto a la
fluidez, la conductividad térmica y la estabilidad dimensional.
Por otra parte, los ejemplos comparativos 1 a 5,
en los que se emplearon catalizadores de amina terciaria sin grupo
hidroxilo, grupo amino primario o grupo amino secundario en sus
moléculas, las moléculas obtenidas fueron inferiores en lo que se
refiere a la fluidez y la conductividad térmica, Asimismo, en los
ejemplos comparativos 6 a 14, en los que se utilizó
1,1-dicloro-1-fluoroetano
(HCFC-141b) como agente de soplado, e incluso al
utilizar los compuestos de amina de la presente invención como
catalizadores, no se obtuvieron efectos notables en la fluidez, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional de las
espumas.
Ejemplo 7 y Ejemplos 8 a
16
Se mezcló el polialcohol, el agente de soplado y
el agente tensioactivo en la relación de mezclado que se indica en
la tabla 3 para preparar una premezcla A. Se introdujeron 48,6 g de
la premezcla A en un vaso de polietileno de 300 ml, y se añadió el
catalizador que se indica en la tabla 3 en una cantidad suficiente
para que la reactividad fuera 60 segundos tal como se representa
por el tiempo de gelificación siguiente, y se ajustó la temperatura
a 10°C. Se introdujo un líquido de poliisocianato
(MR-200) con la temperatura ajustada a 10°C en un
contenedor por separado, en el vaso de la premezcla en una cantidad
suficiente para que el índice de isocianato (relación molar de
grupos isocianato/grupos OH x 100) fuera 110, y se agitó
rápidamente con un mecanismo de agitación a 6,500 rpm durante 3
segundos. Se transfirió la solución mixta obtenida por agitación a
un vaso de polietileno de 2 litros ajustado a una temperatura de
40°C, tras lo cual se midió la reactividad durante el espumado. A
continuación, se aumentó la escala del material de partida, y se
colocó la solución mixta en un molde ajustado a una temperatura de
40°C del mismo modo, y se llevó a cabo el moldeo de la espuma. Una
vez transcurridos 10 minutos desde que se hubo introducido la
solución mixta, se extrajo la espuma del molde. A partir de la
espuma moldeada, se evaluaron la fluidez, la densidad de núcleo, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional de la espuma. En
la tabla 4 se muestran los resultados.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
* \+ Ejemplo de referencia fuera del alcance de la presente
invención\cr 1) \+ \begin{minipage}[t]{143mm} Poliéter
polialcohol de tipo amina aromática/sacarosa (índice de OH = 440
mgKOH/g), fabricado por Asahi Glass Company, Limited
\end{minipage} \cr 2) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
Agente tensioactivo de silicona (Marca registrada:
SZ-1657), fabricado por Nippon Unicar Company
Limited \end{minipage} \cr 3) \+
N,N - dimetilaminoetanol (fabricado por Aldrich).\cr
4) \+ N,N - dimetilaminoisopropanol (fabricado por
Aldrich)\cr 5) \+ N - acetiletilendiamina (fabricado
por TOKYO KASEI KOGYO Co., Ltd.)\cr 6) \+ Polioxipropilendiamina
(producto preparado por aminación de polietilen glicol, n = 2,6)\cr
7) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
N,N-dimetilaminopropil-N'-metilaminoetanol
(producto de obtenido por adición de óxido de etileno a éter
diaminoetílico, seguido de metilación por reducción)
\end{minipage} \cr 8) \+
N,N,N' - trimetil - N' - hidroxietilbisaminoetiléter (fabricado
por Aldrich)\cr 9) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
N,N-bis(3-dimetilaminopropil)-N-isopropanolamina
(producto preparado por adición de óxido de polipropileno a
bis(3-metilaminopropil)amina)
\end{minipage} \cr 10) \+
N-(3 - dimetilaminopropil) - N,N - diisopropanolamina
(fabricado por Aldrich)\cr 11) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
N-(2-hidroxietil)-N'-metilpiperazina
(marca registrada TOYOCAT-HP, fabricado por TOSOH
CORPORATION \end{minipage} \cr 12) \+
N,N - dimetilaminohexanol (fabricado por TOKYO KASEI
KOGYO Co., Ltd.)\cr 13) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
N,N,N',N'-tetrametilhexametilendiamina (marca
registrada: TOYOCAT-MR, fabricado por TOSOH
CORPORATION). \end{minipage} \cr 14) \+
\begin{minipage}[t]{143mm} MDI en bruto
(MR-200) INDICE = (moles de grupos NCO/moles de
grupos OH) x 100 fabricado por Nippon Polyurethane Industry Co.
Ltd.
\end{minipage} \cr}
Ejemplos comparativos 15 a
24
Se mezclaron el polialcohol, el agente soplado y
el agente tensioactivo en la relación de mezcla que se muestra en
la tabla 3 para preparar una premezcla A. Se introdujeron 48,6 g de
la premezcla A en un vaso de polietileno de 300 ml, y se añadió el
catalizador que se indica en la tabla 3 en una cantidad suficiente
para que la reactividad fuera 60 segundos tal como se representa
por el tiempo de gelificación siguiente, y se ajustó la temperatura
a 20°C. Se introdujo un líquido de poliisocianato
(MR-200) con la temperatura ajustada a 20°C en un
contenedor distinto, en el vaso de la premezcla A en una cantidad
suficiente para que el índice de isocianato (relación molar de
grupos isocianato/grupos OH x 100) fuera 110, y se agitó
rápidamente con un mecanismo de agitación a 6.500 rpm durante 3
segundos. Se transfirió la solución mixta obtenida por agitación a
un vaso de polietileno de 2 litros ajustado a una temperatura de
40°C, tras lo cual se midió la reactividad durante el espumado. A
continuación, se aumentó la escala del material de partida y se
colocó la solución mixta en un molde ajustado a una temperatura de
40°C de la misma manera, y se llevó a cabo el moldeo de espuma. Una
vez transcurridos 10 minutos desde que se hubo introducido la
solución mixta, se extrajo la espuma del molde. A partir de la
espuma moldeada, se evaluaron la fluidez, la densidad de núcleo y
la conductividad térmica y la estabilidad dimensional de la espuma.
En la tabla 4 se muestran los resultados.
Tal como se puede observar en la tabla 4, en el
método para producir una espuma de poliuretano rígida empleando
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) como agente de soplado, se puede
producir una espuma excelente en cuanto a la fluidez, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional utilizando el
compuesto de amina de la presente invención como catalizador.
En concreto, los ejemplos 7 a 16 son ejemplos en
los que se produjeron espumas de poliuretano rígidas utilizando los
catalizadores de la presente invención y en cada uno de ellos se
obtuvo una espuma de uretano rígida excelente en cuanto a la
fluidez, la conductividad térmica y la estabilidad dimensional.
En cambio, en los ejemplos comparativos 15 a 24
en los que se utilizó
1,1,-dicloro-1-fluoroetano
(HCFC-141b) como agente de soplado, utilizándose
incluso los compuestos de amina de la presente invención como
catalizadores, no se observaron efectos notables en lo que respecta
a la fluidez, la conductividad térmica y la estabilidad dimensional
de las espumas.
Ejemplos 17 a 19 y ejemplos
comparativos 25 a
29
Se mezclaron el polialcohol, el agente de
soplado y el agente tensioactivo en la relación de mezcla que se
indica en la tabla 5 para preparar una premezcla A. Se introdujeron
48,6 g de la premezcla A en un vaso de polietileno de 300 ml, y se
añadió el catalizador que se indica en la tabla 5 en una cantidad
suficiente para que la reactividad fuera 60 segundos, tal como
queda representado por el tiempo de gelificación que sigue y se
ajustó la temperatura a 10°C. Se colocó un líquido de
poliisocianato (MR-200) con la temperatura ajustada
a 10°C en un contenedor distinto, en el vaso de la premezcla A en
una cantidad suficiente para que el índice de isocianato (relación
molar de grupos isocianato/grupos OH x 100) fuera 110, y se agitó
rápidamente con un mecanismo de agitación a 6.500 rpm durante 3
segundos. Se transfirió la solución mixta obtenida por agitación a
un vaso de polietileno de 2 litros ajustado a una temperatura de
40°C, tras lo cual se midió la reactividad durante el espumado. A
continuación, se aumentó la escala del material de partida y se
colocó la solución mixta en un molde ajustado a una temperatura de
40°C de la misma manera, y se llevó a cabo el moldeo de la espuma.
Una vez transcurridos 10 minutos desde el momento en que se hubo
introducido la solución mixta, se extrajo la espuma del molde. A
partir de la espuma moldeada, se evaluaron la fluidez, la densidad
del núcleo y la conductividad térmica y la estabilidad dimensional
de la espuma. En la tabla 6 se muestran los resultados.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
1) \+ \begin{minipage}[t]{145mm} Poliéster polialcohol de tipo
amina aromática/sacarosa (índice OH = 440 mgKOH/g), fabricado por
Asahi Glass Company, Limited \end{minipage} \cr 2) \+
\begin{minipage}[t]{145mm} Agente tensioactivo de tipo silicona
(Marca registrada: SZ-1627), fabricado por Nippon
Unicar Company Limited \end{minipage} \cr 3) \+
N-(2 - dimetilaminoetil) - N' - metilpiperazina
(TOYOCAT - NP, fabricado por TOSOH CORPORATION)\cr
4) \+ N,N,N',N' - tetrametilhexametilendiamina
(TOYOCAT - MR, fabricado por TOSOH CORPORATION)\cr
5) \+ N,N - dimetilciclohexilamina (fabricado por
Aldrich)\cr 6) \+ N,N,N',N',N'' - pentametildietilentriamina
(TOYOCAT - DT, fabricado por TOSOH CORPORATION)\cr
7) \+ \begin{minipage}[t]{145mm} Trietilendiamina 33% en peso
de solución de etilen glicol (marca registrada:
TEDA-L33, fabricado por TOSOH CORPORATION)
\end{minipage} \cr 8) \+ \begin{minipage}[t]{145mm} MDI
en bruto (MR-200), ÍNDICE = (moles de grupos
NCO/moles de grupos OH) x 100, fabricado por Nippon Polyurethane
Industry Co., Ltd.
\end{minipage} \cr}
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos comparativos 30 a
36
Se mezclaron el polialcohol, el agente de
soplado y el agente tensioactivo en la reacción de mezcla que se
muestra en la tabla 5 para preparar la premezla A. Se introdujeron
48,6 g de la premezcia A en un vaso de polietileno de 300 ml, y se
añadió el catalizador que se indica en la tabla 5, en una cantidad
suficiente para que la reactividad fuera 60 segundos tal como se
representa por el tiempo de gelificación que siguió, y se ajustó la
temperatura a 20°C. Se introdujo un líquido de poliisocianato
(MR-200) con la temperatura ajustada a 20°C en un
contendor por separado, en el vaso de premezcia A en una cantidad
suficiente para que el índice de isocianato (relación molar de
grupos isocianato/grupos OH x 100) fuera 110, y se agitó
rápidamente con un mecanismo de agitación a 6.500 rpm durante 3
segundos. La solución mixta obtenida por agitación fue transferida
a un vaso de polietileno de 2 l a una temperatura de 40°C, tras lo
cual se midió la reactividad durante el espumado. A continuación, se
aumentó la escala del material de partida y se puso la solución
mixta en un molde con la temperatura ajustada a 40°C según el mismo
modo, y se llevó a cabo el moldeado de espuma. Una vez transcurrido
un período de 10 minutos desde el momento en el que se introdujo la
solución mixta, se extrajo la espuma del molde. Se examinaron en la
espuma moldeada, la fluidez, la densidad de núcleo, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional de la espuma. En
la tabla 6 se muestran los
resultados.
resultados.
Tal como se puede observar de la tabla 5, en el
método para producir una espuma de poliuretano rígida empleando
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) como agente de soplado, se puede
producir una excelente espuma en cuanto a la fluidez, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional utilizando el
compuesto de amina de la presente invención como catalizador.
En concreto, los ejemplos 17 a 19 son ejemplos
en los que se produjeron las espumas de poliuretano rígidas
utilizando los catalizadores de la presente invención. En cada uno
de ellos, se obtuvo una espuma de uretano rígida excelente en
cuanto a la fluidez, la conductividad térmica y la estabilidad
dimensional.
En cambio, en los ejemplos comparativos 25 a 29,
en los que se emplearon catalizadores de amina terciaria comunes,
las espumas obtenidas fueron inferiores en lo que se refiere a la
fluidez y la conductividad térmica, Asimismo, en los ejemplos
comparativos 30 a 36, en los que se utilizó
1,1-dicloro-1-fluoroetano
(HCFC-141b) como agente de soplado, e incluso al
utilizar los compuestos de amina de la presente invención como
catalizadores, no se obtuvieron efectos notables en la fluidez, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional de las
espumas.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 20, 22 a 24, Ejemplo de
referencia 21 y Ejemplos comparativos 37 a
48
Se mezclaron el polialcohol, el agente de
soplado y el agente tensioactivo en la reacción de mezcla que se
muestra en la tabla 7 para preparar la premezla A. Se introdujeron
48,6 g de la premezcla A en un vaso de polietileno de 300 ml, y se
añadió el catalizador que se indica en la tabla 7, en una cantidad
suficiente para que la reactividad fuera 45 segundos tal como se
representa por el tiempo de gelificación que siguió, y se ajustó la
temperatura a 20°C. Se introdujo un liquido de poliisocianato
(MR-200) con la temperatura ajustada a 20°C en un
contendor por separado, en el vaso de premezcla A en una cantidad
suficiente para que el índice de isocianato (relación molar de
grupos isocianato/grupos OH x 100) fuera 110, y se agitó
rápidamente con un mecanismo de agitación a 6.500 rpm durante 3
segundos. La solución mixta obtenida por agitación fue transferida
a un vaso de polietileno de 2 litros a una temperatura de 40°C,
tras lo cual se midió la reactividad durante el espumado. A
continuación, se aumentó la escala del material de partida y se
puso la solución mixta en un molde con la temperatura ajustada a
40°C según el mismo modo, y se llevó a cabo el moldeado de espuma.
Una vez transcurrido un período de 10 minutos desde el momento en
el que se introdujo la solución mixta, se extrajo la espuma del
molde. Se examinaron en la espuma moldeada, la fluidez, la densidad
de núcleo, la conductividad térmica y la estabilidad dimensional de
la espuma. En la tabla 8 se muestran los
resultados.
resultados.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
* \+ Ejemplo de referencia fuera del alcance de la invención\cr 1)
\+ \begin{minipage}[t]{143mm} Poliéter polialcohol de tipo
amina aromática/sacarosa (índice de OH = 440 mgKOH/g), fabricado
por Asahi Glass Company, Limited \end{minipage} \cr 2) \+
\begin{minipage}[t]{143mm} Agente tensioactivo de silicona
(Marca registrada: SZ-1627), fabricado por Nippon
Unicar Company Limited \end{minipage} \cr 3) \+
N,N - dimetilaminoetoxietanol (fabricado por TOSOH
CORPORATION)\cr 4) \+
N,N,N' - trimetilaminoetiletanolamina (fabricado por
TOSOH CORPORATION)\cr 5) \+
N,N - dimetilpropilendiamina (fabricado por TOSOH
COPORATION)\cr 6) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
N,N-dimetilaminoetil-N'-metilaminoetil-N''-metilaminoisopropanol
(producto obtenido por adición de óxido de propileno a dietilen
triamina, seguido de metilación por reducción)
\end{minipage} \cr 7) \+
Bis (N,N - dimetilaminopropil) amina
(fabricado por Aldrich)\cr 8) \+
N,N,N',N' - tetrametilhexametilendiamina
(TOYOCAT - MR, fabricado por TOSOH CORPORATION)\cr
9) \+ N,N - dimetilciclohexilamina (fabricado por
Aldrich)\cr 10) \+
N,N,N',N',N'' - pentametildietilentriamina
(TOYOCAT - DT, fabricado por TOSOH CORPORATION)\cr
11) \+ \begin{minipage}[t]{143mm} Trietilendiamina 33% en peso
de solución de etilen glicol (marca registrada:
TEDA-L33, fabricado por TOSOH CORPORATION)
\end{minipage} \cr 12) \+ \begin{minipage}[t]{143mm} MDI
en bruto (MR-200), ÍNDICE = (moles de grupos
NCO/moles de grupos OH) x 100, fabricado por Nippon Polyurethane
Industry Co., Ltd.
\end{minipage} \cr}
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se puede observar de la tabla 8, en el
método para producir una espuma de poliuretano rígida empleando
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365mfc) como agente de soplado, se puede
producir una excelente espuma en cuanto a la fluidez, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional utilizando el
compuesto de amina de la presente invención como catalizador.
En concreto, los ejemplos 20 a 24 son ejemplos
en los que se produjeron las espumas de poliuretano rígidas
utilizando los catalizadores de la presente invención y, en cada
uno de ellos, se obtuvo una espuma de uretano rígida excelente en
cuanto a la fluidez, la conductividad térmica y la estabilidad
dimensional.
En cambio, en los ejemplos comparativos 37 a 40,
en los que se emplearon catalizadores de amina terciaria sin grupo
hidroxilo, grupo amino primario o grupo amino secundario en sus
moléculas, las espumas obtenidas fueron inferiores en lo que se
refiere a la fluidez y la conductividad térmica. Asimismo, en los
ejemplos comparativos 41 a 48, en los que se utilizó
1,1-dicloro-1-fluoroetano
(HCFC-141b) como agente de soplado, e incluso al
utilizar los compuestos de amina de la presente invención como
catalizadores, no se obtuvieron efectos notables en la fluidez, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional de las
espumas.
Ejemplo de referencia 25 y Ejemplos
26 a
34
Se mezclaron el polialcohol, el agente de
soplado y el agente tensioactivo en la proporción de mezclado que
se indica en la tabla 9 para preparar una premezcla A. Se
introdujeron 48,6 g de la premezcla A en un vaso de polietileno de
300 ml, y se añadió el catalizador que se indica en la tabla 9 en
una cantidad suficiente para que la reactividad fuera 45 segundos
tal como se representa por el tiempo de gelificación que siguió, y
se ajustó la temperatura a 20°C. Se introdujo un líquido de
poliisocianato (MR-200) con la temperatura ajustada
a 20°C en un contendor por separado, en el vaso de premezcla A en
una cantidad suficiente para que el índice de isocianato (relación
molar de grupos isocianato/grupos OH x 100) fuera 110, y se agitó
rápidamente con un mecanismo de agitación a 6.500 rpm durante 3
segundos. La solución mixta obtenida por agitación fue transferida
a un vaso de polietileno de 2 litros a una temperatura de 40°C,
tras lo cual se midió la reactividad durante el espumado. A
continuación, se aumentó la escala del material de partida y se
puso la solución mixta en un molde con la temperatura ajustada a
40°C según el mismo modo, y se llevó a cabo el moldeado de espuma.
Una vez transcurrido un período de 10 minutos desde el momento en
el que se introdujo la solución mixta, se extrajo la espuma del
molde. Se examinaron en la espuma moldeada, la fluidez, la densidad
de núcleo, la conductividad térmica y la estabilidad dimensional
de la espuma. En la tabla 10 se muestran los
resultados.
resultados.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
* \+ Ejemplo de referencia fuera del alcance de la invención\cr 1)
\+ \begin{minipage}[t]{143mm} Poliéter polialcohol de tipo
amina aromática/sacarosa (índice OH=440 mgKOH/g), fabricado por
Asahi Glass Company, Limited. \end{minipage} \cr 2) \+
\begin{minipage}[t]{143mm} Agente tensioactivo de tipo silicona
(marca registrada: SZ-1627), fabricado por Nippon
Unicar Company Limited \end{minipage} \cr 3) \+
N,N - dimetilaminoetanol (fabricado por Aldrich),\cr
4) \+ N,N - dimetilaminoisopropanol (fabricado por
Aldrich)\cr 5) \+ N - acetiletilendiamina (fabricado
por TOKYO KASEI KOGYO Co. Ltd.)\cr 6) \+ Polioxipropilendiamina
(producto preparado por aminación de polietilen glicol, n = 2,6)\cr
7) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
N,N-dimetilaminopropil-N'-metilaminoetanol
(producto obtenido por adición de óxido de etileno a éter
diaminoetílico, seguido de metilación por reducción)
\end{minipage} \cr 8) \+
N,N,N' - trimetil - N' - hidroxietilbisaminoetiléter
(fabricado por Aldrich)\cr 9) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
N,N-bis(3-dimetilaminopropil)-N-isopropanolamina
(producto preparado por adición de óxido de polipropileno a
bis(3-metilaminopropil)amina)
\end{minipage} \cr 10) \+
N-(3 - dimetilaminoproil) - N,N - diisopropanolamina
(fabricado por Aldrich)\cr 11) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
N-(2-hidroxietil)-N'-metilpiperazina
(marca registrada: TOYOCAT-HP, fabricado por TOSOH
CORPORATION) \end{minipage} \cr 12) \+
N,N - dimetilaminohexanol (fabricado por TOKYO KASEI
KOGYO Co., Ltd.)\cr 13) \+ \begin{minipage}[t]{143mm}
N,N,N',N'-tetrametilhexametilendiamina (marca
registrada TOYOCAT-MR, fabricado por TOSOH
CORPORATION) \end{minipage} \cr 14) \+
\begin{minipage}[t]{143mm} MDI en bruto
(MR-200), ÍNDICE = (moles de grupos NCO/moles de
grupos OH) x 100, fabricado por Nippon Polyurethane Industry Co.,
Ltd.
\end{minipage} \cr}
Ejemplos comparativos 49 a
58
Se mezcló el polialcohol, el agente de soplado y
el agente tensioactivo en la relación de mezclado que se indica en
la tabla 9 para preparar una premezcla A. Se introdujeron 48,6 g de
la premezcla A en un vaso de polietileno de 300 ml, y se añadió el
catalizador que se indica en la tabla 9 en una cantidad suficiente
para que la reactividad fuera 45 segundo tal como se representa por
el tiempo de gelificación siguiente, y se ajustó la temperatura a
20ºC. Se introdujo un líquido de poliisocianato
(MR-200) con la temperatura ajustada a 10ºC en un
contenedor por separado, en el vaso de la premezcla en una cantidad
suficiente para que el índice de isocianato (relación molar de
grupos isocianato/grupos OH x 100) fuera 110, y se agitó
rápidamente con un mecanismo de agitación a 6,500 rpm durante 3
segundos. Se transfirió la solución mixta obtenida por agitación a
un vaso de polietileno de 2 litros ajustado a una temperatura de
40ºC, tras lo cual se midió la reactividad durante el espumado. A
continuación, se aumentó la escala del material de partida, y se
colocó la solución mixta en un molde ajustado a una temperatura de
40°C del mismo modo, y se llevó a cabo el moldeo de la espuma. Una
vez transcurridos 10 minutos desde que se hubo introducido la
solución mixta, se extrajo la espuma del molde. A partir de la
espuma moldeada, se evaluaron la fluidez, la densidad de núcleo, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional de la espuma. En
la tabla 10 se muestran los resultados.
Tal como se puede observar de la tabla 2, en el
método para producir una espuma de poliuretano rígida empleando
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365fa) como agente de soplado, se puede
producir una excelente espuma en cuanto a la fluidez, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional utilizando el
compuesto de amina de la presente invención como catalizador.
En concreto, los ejemplos 25 a 34 son ejemplos
en los que se produjeron las espumas de poliuretano rígidas
utilizando los catalizadores de la presente invención. En cada uno
de ellos, se obtuvo una espuma de uretano rígida excelente en
cuanto a la fluidez, la conductividad térmica y la estabilidad
dimensional.
En cambio, en los ejemplos comparativos 49 a 58,
en los que se empleó
1,1-dicloro-1-fluoroetano
(HCFC-141b) como agente de soplado, e incluso al
utilizar los compuestos de amina de la presente invención como
catalizadores, no se obtuvieron efectos notables en la fluidez, la
conductividad térmica y la estabilidad dimensional de las
espumas.
De acuerdo con el método de la presente
invención, se puede producir una espuma de poliuretano rígida
excelente en cuanto a la fluidez, la conductividad térmica y la
estabilidad dimensional de la espuma, sin deteriorar las
propiedades físicas de la espuma, incluso si se utiliza
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) y/o
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365mfc) como agente de soplado.
Por otra parte, según el método de la presente
invención, es posible obtener una espuma físicamente comparable o
superior a la espuma producida mediante el uso de un agente de
soplado convencional (HCFC-141b).
Claims (7)
1. Un método para producir una espuma de
poliuretano rígida que comprende la reacción de un polialcohol con
un poliisocianato en presencia de un catalizador de amina y un
agente de soplado, utilizándose como catalizador de amina, al menos
un compuesto de amina que tiene al menos un tipo de sustituyente
seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo, un grupo
amino primario y un grupo amino secundario en su molécula y siendo
un compuesto seleccionado del grupo que consiste en
N,N-dimetiletilendiamina,
N,N-dimetilpropilendiamina,
N,N-dimetilhexametilendiamina,
N-acetiletilendiamina,
N,N,N'-trimetildietilendtriamina,
N,N,N',N''-tetrametiltrietilentetramina,
N,N,N',N'',N''',N''''-pentametiltetraetilenpentamina,
N,N,N',N'',N'''-hexametilpentaetilenhexamina o
polioxipropilendiamina, trimetiletilendiamina,
trimetilpropilendiamina, trimetilhexametilendiamina,
tetrametildietilentriamina,
bis(N,N-dimetilaminopropil)amina, o
N-metilpiperazina,
N,N-dimetilaminoisopropanol,
N,N-dimetilaminoetoxietanol,
N,N-dimetilaminoetil-N'-metilaminoetanol,
N,N-dimetilaminopropil-N'-metilaminoetanol,
éter
N,N,N'-trimetil-N'-hidroxietilbisaminoetílico,
N,N-dimetilaminoetil-N'-metilaminoetil-N''-metilaminoisopropanol,
N,N-bis(3-dimetilaminopropil)-N-isopropanolamina,
N-(3-dimetilaminopropil)-N,N-diisopropanolamina,
N-(2-hidroxietil)-N'-metilpiperazina,
N,N-dimetilaminohexanol,
5-dimetilamino-3-metil-l-pentanol
y
N-(2-dimetilaminoetil)-N'-metilpiperazina,
y
y utilizándose como agente de soplado,
1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) y/o
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365mfc).
2. El método para producir una espuma de
poliuretano rígida según la reivindicación 1, en el que se utiliza
como agente de soplado 1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa) y agua en combinación.
3. El método para producir una espuma de
poliuretano rígida según la reivindicación 1, en el que se utilizan
como el agente de soplado
1,1,1,3,3-pentafluorobutano
(HFC-365mfc) y agua.
4. El método para producir una espuma de
poliuretano rígida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
en el que se utiliza el compuesto de amina en una cantidad
comprendida entre 0,01 y 20 partes en peso por cada 100 partes en
peso del polialcohol.
5. El método para producir una espuma de
poliuretano rígida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
llevándose a cabo la reacción por adición de un agente tensioactivo
como agente auxiliar.
6. El método para producir una espuma de
poliuretano rígida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
llevándose a cabo la reacción por adición de un agente de
reticulación o un agente de extensión de cadena como agente
auxiliar.
7. El método para producir una espuma de
poliuretano rígida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
llevándose a cabo la reacción por adición de un retardante de llama
como agente auxiliar.
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