ES2288553T3 - Extensores de cadena amina sinergicos en elastomeros en pulverizacion de poliurea. - Google Patents
Extensores de cadena amina sinergicos en elastomeros en pulverizacion de poliurea. Download PDFInfo
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Abstract
Un procedimiento para producir una poliurea elastomérica que comprende las etapas de: a) proporcionar un componente de isocianato en un primer recipiente de almacenamiento; b) proporcionar un componente de aminas en un segundo recipiente de almacenamiento, en el que dicho componente de aminas incluye una isoforona diamina alquil sustituida, caracterizado por que comprende una mezcla de las aminas: en la que el material N, N''-di-sustituido está presente en cualquier cantidad entre el 90, 00% y el 99, 99% en peso en base al peso total de la mezcla, y en la que R puede representar cualquier grupo pendiente seleccionado del grupo que está constituido por: metilo; etilo; 1-propilo; 1-butilo; 1-pentilo; 4-metil-2-pentilo; 2-propilo; 2-butilo; 2-metil-1-propilo; y ciclohexilo, en combinación con al menos otra amina útil en la fabricación de poliurea; y c) mezclar una porción del componente de isocianato contenido en dicho primer recipiente de almacenamiento con una porción del componente de aminas contenido en el segundo recipiente de almacenamiento, de tal manera que se forma una composición de poliurea, en el que la relación de dicho componente de isocianato a dicho componente de aminas en la poliurea resultante es cualquier relación que se encuentre en el intervalo entre 1, 00:1, 00 y 1, 20:1, 00.
Description
Extensores de cadena amina sinérgicos en
elastómeros en pulverización de poliurea.
Esta solicitud reivindica prioridad a la
solicitud de patente provisional de Estados Unidos nº de serie
60/298.470 presentada el 15 de junio de 2001 que en la actualidad
está todavía en trámite.
La presente invención se refiere a la tecnología
de elastómeros de pulverización de poliurea. Más en particular, se
refiere al control de la velocidad de la reacción por la que la
poliurea se forma a partir de un isocianato orgánico y una
poliamina orgánica, tal como una diamina.
En la tecnología de elastómeros de pulverización
de poliurea de varios componentes, normalmente es necesario regular
la velocidad de la reacción, por razones prácticas. En general, la
ralentización de los sistemas de poliurea se lleva a cabo a través
del uso de diaminas especializadas que pueden retrasar el comienzo
del curado a través de una combinación de factores estéricos y
electrónicos. Las diaminas son, de forma típica, especies cíclicas
con bajo peso molecular y los expertos en la técnica de la
tecnología de los elastómeros de poliurea las denominan comúnmente
extensores de cadena.
El estado actual de la técnica de la tecnología
de los elastómeros de poliurea utiliza extensores de cadena de
aminas secundarias con bajo peso molecular para ajustar la velocidad
de los sistemas de elastómeros de pulverización de poliurea. En la
actualidad, UNILINK® 4200 de UOP es el principal extensor de cadena
empleado para extender los tiempos de gelificación y de secado.
Este producto es relativamente elevado en coste a \sim 4,50
\textdollar-5,00/0,5 kg, y ha mostrado tener un
precio prohibitivo en algunas circunstancias. Una versión alifática
de UNILINK® 4200 también está disponible en UOP bajo la marca
comercial CLEARLINK® 1000.
El documento US 5.616.677 A describe un
elastómero de pulverización de poliurea alifática que comprende un
componente (A) que incluye un isocianato alifático y un componente
(B) que incluye (1) un polioxialquileno poliol terminado en amina y
(2) un extendedor de cadena de diaminas cicloalifáticas, en el que
entre aproximadamente el 20% hasta aproximadamente el 80% de las
aminas primarias se han convertido en aminas secundarias.
Se ha descubierto que los derivados de isoforona
diamina presentan una relación sinérgica con otros extendedores de
cadena comúnmente empleados y ofrecen una eficacia potenciada en lo
que se refiere a la ralentización del perfil de curado del
elastómero de poliurea. De acuerdo con la invención, las extensiones
de los tiempos de gelificación y secado se consiguen de forma más
fácil a niveles de carga más bajos para estas mezclas de
extendedores de cadena que las que se logran a través del solo uso
de las moléculas individuales.
Se han descubierto efectos sinérgicos cuando un
derivado de isoforona diamina (XTA-754) se combina
con otros extendedores de cadena (esto es, ETHACURE® 100 y UNILINK®
4200) típicamente utilizados en formulaciones de elastómeros de
pulverización de poliurea. El uso de mezclas XTA-754
ofrece una eficacia potenciada en lo que se refiere a la
ralentización del perfil de curado del elastómero de poliurea que el
que se puede conseguir cargando de forma similar los extendedores
de cadena individuales cuando se usan por ellos mismos.
De acuerdo con la invención existen
procedimientos y revestimientos como se describe en las
reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones
dependientes se describen las realizaciones preferidas.
Esta invención se refiere a elastómeros de
pulverización de poliurea basados en la tecnología de revestimiento
con diversos componentes. Los materiales elastómeros de
pulverización de poliurea resultantes se derivan de la reacción
entre un componente de isocianato (A) y un componente de resina
amínica (B).
El componente (A), o componente de isocianato,
puede estar constituido por cualquier número de prepolímeros o
cuasi-prepolímeros adecuados con base aromática o
alifática. Estas son las composiciones de isocianato convencionales
conocidas para los expertos en la técnica. Los ejemplos preferidos
incluyen cuasi-prepolímeros basados en MDI tales
como los disponibles en el mercado como RUBINATE® 9480, RUBINATE®
9484, y RUBINATE® 9495 de Huntsman International, LLC. Los
isocianatos empleados en el componente (A) pueden incluir
isocianatos alifáticos del tipo descrito en la Patente de Estados
Unidos nº 4.748.192. Estos incluyen diisocianatos alifáticos y, más
particularmente, son la forma trimerizada o biurética de un
diisocianato alifático, tal como diisocianato de hexametileno
(HDI), o el monómero bifuncional del diisocianato de tetraalquil
xileno, tal como diisocianato de tetrametil xileno. El diisocianato
de ciclohexano debe considerarse también un isocianato alifático
útil. Otros poliisocianatos alifáticos útiles se describen en la
Patente de Estados Unidos nº 4.705.814. Aquellos incluyen
diisocianatos alifáticos, por ejemplo, alquilen diisocianatos con 4
a 12 átomos de carbono en el radical alquileno, tales como
diisocianato de 1,12-dodecano y diisocianato de
1,4-tetrametileno. También son útiles los
diisocianatos cicloalifáticos, tales como diisocianato de 1,3 y
1,4-ciclohexano, así como cualquier mezcla de estos
isómeros,
1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano
(diisocianato de isoforona); diisocianato de 4,4'-, 2,2'- y
2,4'-diciclohexilmetano, así como las mezclas de
isómeros correspondientes, y los similares.
También se puede usar una amplia variedad de
poliisocianatos aromáticos para formar un elastómero de poliurea
con espuma de acuerdo con la presente invención. Los poliisocianatos
aromáticos típicos incluyen diisocianato de
p-fenileno, polifenilisocianato de polimetileno,
diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de
dianisidina, diisocianato de bitolileno,
naftalen-1,4-diisocianto,
bis(4-isocianatofenil)metano,
bis(3-metil-3-iso-cianatofenil)metano,
bis(3-metil-4-isocianatofenil)metano,
y diisocianato de 4,4'-difenilpropano. Otros
poliisocianatos aromáticos usados en la práctica de la invención
son mezclas de poliisocianato de polifenilo unido por puentes de
metileno que tienen una funcionalidad de aproximadamente 2 a
aproximadamente 4. Estos últimos compuestos de isocianato se
producen generalmente por la fosgenación de las poliaminas de
polifenilo unido por puentes de metileno, que se producen de forma
convencional por la reacción de formaldehído y aminas aromáticas
primarias, tales como anilina, en presencia de ácido clorhídrico
y/u otros catalizadores ácidos. Los procedimientos conocidos para
la preparación de poliaminas y los poliisocianatos de polifenilo
unido por puentes de metileno correspondientes de éstas se
describen en la bibliografía y en muchas patentes, como por ejemplo,
Patentes de Estados Unidos nº 2.683.730; 2.950.263; 3.012.008;
3.344.162 y 3.362.979. Normalmente, las mezclas de poliisocianatos
de polifenilo unido por puentes de metileno contienen del
aproximadamente 20% al aproximadamente 100% en peso de isómeros de
difenil-diisocianato de metileno, siendo el resto
polifenil diisocianatos de polimetileno con funcionalidades
superiores y pesos moleculares superiores. Son típicas las mezclas
de poliisocianato de polifenilo que contienen del aproximadamente
20% al aproximadamente 100% en peso de isómeros de
difenil-diisocianato, de los cuales aproximadamente
del 20% al aproximadamente 95% en peso de los mismos es el
4,4'-isómero, siendo el resto polifenil
poliisocianatos de polimetileno con peso molecular y funcionalidad
superiores, que tienen una funcionalidad media de aproximadamente
2,1 a aproximadamente 3,5. Estas mezclas de isocianato son
materiales disponibles en el mercado conocidos y se pueden preparar
por medio del procedimiento descrito en la Patente de Estados
Unidos nº 3.362.979. Un poliisocianato aromático preferido es
bis(4-fenilisocianato) metileno o MDI. El
MDI puro, los cuasi-prepolímeros de MDI, el MDI puro
modificado, etc. son útiles para preparar elastómeros adecuados.
Debido a que el MDI puro es un sólido y, así pues, es incómodo de
usar con frecuencia, también son útiles en la presente memoria
descriptiva los productos líquidos basados en MDI o
bis(4-fenilisocianato) metileno. La Patente
de Estados Unidos nº 3.394.164 describe un producto líquido de MDI.
Más generalmente, también se incluye MDI puro modificado con
uretonimina. Este producto se realiza calentando MDI destilado puro
en presencia de un catalizador. El producto líquido es una mezcla de
MDI puro y MDI modificado. Por supuesto, el término isocianato
también incluye cuasi-prepolímeros de isocianatos o
poliisocianatos con materiales que contienen hidrógeno activo.
Cualquiera de los isocianatos mencionados anteriormente se pueden
usar en forma del componente de isocianato en la presente
invención, solo o en combinación con otros isocianatos anteriormente
mencionados.
El componente (B), o componente de resina
aminínica, está constituido de forma típica por una mezcla
comprendida por poliéter aminas con medio a elevado peso molecular,
extendedores de cadena de aminas con bajo peso molecular, y otros
aditivos opcionales tales como pigmentos, promotores de adherencia,
y estabilizadores ligeros. Las polieteraminas sirven de componentes
de aminas con medio a elevado peso molecular y son un bloque de
construcción clave en los segmentos de bloques suaves del
revestimiento de poliurea. En la realización preferida, las poliéter
aminas adecuadas incluyen las disponibles en el mercado de Huntsman
Petrochemical Corporation of Austin, Texas, e incluyen sin
limitación aminas de JEFFAMINE® D-230, JEFFAMINE®
D-400, JEFFAMINE® D-2000, JEFFAMINE®
T-403 y JEFFAMINE® T-5000. Por lo
general, las poliéteraminas útiles como una porción del componente
amínico de acuerdo con la presente invención se describen por la
fórmula:
En la que R_{1} y R_{2} se seleccionan cada
uno independientemente del grupo constituido por: hidrógeno, un
grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de
cadena lineal o ramificada; o un radical de la fórmula:
\newpage
En la que R_{3}, cada vez que aparece, puede
ser un grupo alquilo que tiene cualquier número de átomos de
carbono seleccionados de 1, 2, 3, 4, 5, ó 6, de cadena lineal o
ramificada; R_{4}, cada vez que aparece, es un grupo con puente
de alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó
6 átomos de carbono; Z es un grupo hidroxi o grupo alquilo que
contiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o
ramificada; q es un número entero entre 0 y 400; y en la que X es
cualquiera de:
- i)
- un grupo hidroxi o grupo alquilo que tiene cualquier número de átomos de carbono seleccionados de 1, 2, 3, 4, 5, ó 6; ó
- ii)
- un
grupo R_{6} --
\uelm{N}{\uelm{\para}{R _{5} }}-- ó R_{6} --\uelm{N}{\uelm{\para}{R _{5} }}-- R_{7} en el que R_{5} y R_{6} se seleccionan cada uno independientemente del grupo constituido por: hidrógeno, un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; o
como se define anteriormente en la
que Z es un grupo hidroxi o grupo alcoxi que contiene 1, 2, 3, 4, 5,
ó 6 átomos de carbono, y en el que R_{7} es un grupo con puente de
alquileno de cadena lineal o ramificada que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6
átomos de carbono;
o
- iii)
- un resto de la fórmula:
en la que R_{10}, R_{11},
R_{14}, y R_{15} se seleccionan cada uno independientemente del
grupo constituido por: hidrógeno, un grupo alquilo que tiene 1, 2,
3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; el
resto
como se define anteriormente en la
que Z es un grupo hidroxi o grupo alcoxi que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó
6 átomos de carbono; R_{8} y R_{12} son cada uno
independientemente grupos alquilo que tienen 1, 2, 3, 4, 5, ó 6
átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; R_{9}, R_{13},
y R_{21} se seleccionan cada uno independientemente de un enlace
con puente de alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene 1, 2,
3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; R_{16}, R_{17}, R_{18},
R_{19}, R_{20} se seleccionan cada uno independientemente de
hidrógeno o un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de
carbono; d es 0 ó 1; a es cualquier número entero entre 0 y 100, con
la condición de que cuando X es un resto de la fórmula proporcionada
en iii) arriba, b y c pueden ser cada una independientemente
cualquier número entero que varía entre 0 y 390, y la suma de a+b+c
es cualquier número entre 2 y
400.
En la práctica de esta invención, se puede usar
un solo poliol terminado en amina con elevado peso molecular.
Asimismo, se pueden usar mezclas de polioles terminados en amina con
elevado peso molecular, tales como mezclas de materiales di- y
tri-funcionales y/o materiales con peso molecular
diferente o composición química diferente. Asimismo, en el
componente (A) se pueden incluir poliéteres terminados en amina, con
elevado peso molecular, o simplemente poliéter aminas y se pueden
solos o en combinación con los polioles anteriormente establecidos.
El término peso molecular elevado pretende incluir poliéter aminas
que tienen un peso molecular de al menos aproximadamente 200. En
particular se prefieren las series JEFFAMINE® de poliéter aminas
disponibles en Huntsman Petrochemical Corporation, e incluyen sin
limitación aminas de JEFFAMINE® D-230, JEFFAMINE®
D-400, JEFFAMINE® D-2000,
JEFFAMINE® T-403 y JEFFAMINE®
T-5000. Estas poliéter aminas se describen con
particularidad en el folleto del producto de Huntsman Petrochemical
Corporation titulado "THE JEFFAMINE® POLYOXYAKYLENEAMINES".
Cualquiera de las aminas mencionadas específicamente o descritas de
otra forma a las anteriores se pueden usar en forma del componente
de amina en la presente invención, solo o en combinación con las
aminas anteriormente mencionadas.
Los extendedores de cadena utilizados pueden
incluir moléculas tanto aromáticas como alifáticas comúnmente
empleadas en la tecnología de poliurea actual. También es bastante
útil usar mezclas de exendedores de cadena para ajustar los tiempos
de gelificación y de secado de los elastómeros de poliurea
resultantes. Por lo general, estos extendedores de cadena incluyen
productos disponibles en el mercado como XTA-754 de
Huntsman Petrochemical Corporation, ETHACURE® 100 y ETHACURE® 300
de Albermale Corporation, y UNILINK® 4200 de UOP Corporation. Los
extendedores de cadena útiles en esta invención incluyen, por
ejemplo, XTA-754,
1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenceno,
1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenceno
(ambos materiales también se denominan dietiltoluendiamina o DETDA y
están disponibles en el mercado como ETHACURE® 100, de Albermale
Corporation, Baton Rouge, La.),
4,4'-bis(sec-butilamino)difenilmetano
(disponible en el mercado como UNILINK® 4200, un producto de UOP
Corporation) y
1,3,5-trietil-2,6-diaminobenceno,3,5,3',5'-tetraetil-4,4'-diaminodifenilmetano
y los similares. Los extendedores de cadena de diaminas aromáticas
particularmente preferidos son
1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenceno
o una mezcla de este compuesto con
4,4'-bis(sec-butilamino)difenilmetano
o
1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenceno.
Dentro del alcance en su totalidad de esta invención se incluyen
algunos materiales de extendedores de cadena alifáticos como se
describe en las Patentes de Estados Unidos nº 4.246.363, 4.269.945,
y 5.470.890. Otros extendedores de cadena incluyen
4,4'-bis(sec-butilamino),
di(metiltio)-toluendiamina (disponible en el
mercado como ETHACURE® 300, un producto de Albermale Corporation) o
N,N'-bis(t-butil)etilendiamina,
cada uno de los cuales se puede usar solo o, preferiblemente, en
combinación con
1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenceno
o
1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenceno.
La combinación anteriormente mencionada incluye desde
aproximadamente 1 hasta aproximadamente 99 partes de
4,4'-bis(sec-butilamino)difenilmetano,
di(metiltio)-toluendiamina, o
N,N'-bis(t-butil)etilendiamina
hasta aproximadamente 99 a aproximadamente 1 parte de DETDA.
En el campo de los elastómeros de pulverización
de poliurea aromáticos, el ETHACURE® 100 se ha convertido en el
extendedor de cadena empleado de forma más amplia debido a un
equilibro coste/actuación. Sin embargo, las formulaciones de
pulverización de poliurea que emplean ETHACURE® 100 como el único
extendedor de cadena presentan de forma típica tiempos de
gelificación y secado extremadamente cortos, y frecuentemente
resultan en revestimientos que presentan una morfología de "piel
de naranja". Con el fin de ralentizar tales elastómeros de
pulverización de poliurea aromáticos, se puede incorporar UNILINK®
4200 a la formulación. Sin embargo, el elevado coste relativo de
UNILINK® 4200 frecuentemente limita los niveles de su inclusión, y
así pues, proporciona un límite práctico sobre lo lenta que se puede
hacer una formulación de pulverización de poliurea.
Se ha descubierto que las extensiones de los
tiempos de gelificación y secado se pueden lograr mediante la
inclusión de un derivado de isoforona diamina
(XTA-754 de Huntsman) en las formulaciones de
pulverización de poliurea aromáticas. El derivado de isoforona
diamina se puede preparar haciendo reaccionar la isoforona diamina
con un compuesto carbonilo en condiciones de reducción usando
hidrógeno, así pues:
en el caso de la acetona, para
producir una mezcla de aminas que comprende un nuevo derivado de
isoforona útil de acuerdo con proporcionar una poliurea de la
presente invención. La mezcla de aminas en la parte del producto de
la ecuación anterior se considera convenientemente, a efectos de la
presente memoria descriptiva y las reivindicaciones anexas,
N-mono- y
N,N'-di-isopropil isoforona
diaminas, y se denominan, de forma colectiva, "N, isopropil
isoforona diamina". Esta definición de
"N-isopropil isoforona diamina" incluye los
materiales mono-2-propilados y los
di-2-propilados, y todas las mezclas
de los mismos, independientemente de sus proporciones relativas en
el caso de
mezclas.
En general, se prefiere usar una
N-isopropil isoforona diamina que tenga la cantidad
más elevada de N,N'-di-isopropil
isoforona diamina representada por la segunda estructura de la
ecuación anterior. Una isoforona diamina
N,2-propilada particularmente útil está disponible
en Huntsman Petrochemical Corporation de Austin, Texas, con la
denominación de "XTA-754", que contiene
cualquier cantidad deseada entre el 90,00% y el 99,99% en peso de
N,N'-di-isopropil isoforona diamina
en base al peso total del XTA-754, siendo el
equilibrio el material mono-propilado.
En un sentido general, el producto de reacción
de la reacción de aminación de reducción anterior comprenderá una
mezcla de isoforona diaminas mono-alquiladas y
di-alquiladas, que se pueden representar con las
estructuras:
en la que R puede representar
cualquier grupo pendiente seleccionado del grupo que está
constituido por: metilo; etilo; 1-propilo;
1-butilo; 1-pentilo;
4-metil-2-pentilo;
2-propilo; 2-butilo;
2-metil-1-propilo; y
ciclohexilo. Dicha mezcla del producto de la reacción comprende el
material N,N'-di-sustituido en
cualquier cantidad entre el 90,00% y el 99,99% en peso, incluyendo
todos los porcentajes intermedios, en base al peso total de la
mezcla. Más preferiblemente todavía, dicha mezcla del producto de
la reacción comprende el material
N,N'-di-sustituido en una cantidad
de al menos el 98,00% en peso, en base al peso total de la mezcla.
Para producir una isoforona diamina sustituida con R en forma de
metilo, etilo, 1-propilo, 1-butilo ó
1-pentilo, se lleva a cabo una aminación de
reducción con isoforona diamina en presencia de hidrógeno y
formaldehído, acetaldehído, propionaldehído, butiraldehído o
pentanaldehído, respectivamente. Para producir una isoforona diamina
sustituida con R en forma de
4-metil-2-pentilo,
2-butilo, 2-propilo,
2-metil-1-propilo, y
ciclohexilo se lleva a cabo una aminación de reducción con
isoforona diamina en presencia de hidrógeno y metilisobutil cetona,
metiletil cetona, acetona, isobutilraldehído, y ciclohexanona,
respectivamente.
Se ha descubierto que las extensiones de los
tiempos de gelificación y secado se logran por medio de la inclusión
de este derivado en las formulaciones de pulverización de poliurea
aromáticas. Cuando se usa junto con el ETHACURE® 100 de rápida
reacción, se consigue una extensión lineal y predecible de los
tiempos de gelificación y secado. Sin embargo, debería observarse
que además se encuentra un punto umbral en lo que se refiere a la
concentración de XTA-754 en la mezcla, por encima
del cual tiene lugar la reducción de los tiempos de gelificación y
secado y el texturizado apreciable del revestimiento.
También existe una sinergia aparente entre el
XTA-754 y UNILINK® 4200 en las formulaciones de
elastómeros de pulverización de poliurea. En cargas similares los
tiempos de gelificación y secado se extienden por encima de
aquellos que se encuentran cuando se utiliza UNILINK® 4200 como el
único decelerador. En el uso práctico, se puede añadir UNILINK®
4200 en forma de un extendedor de cadena complementario para después
ralentizar la formulación de poliurea por encima del punto umbral
inherente encontrado con la mezcla óptima de ETHACURE®
100/XTA-754. Se espera que el
XTA-754 compita también con CLEARLINK® 1000, que se
usa en los revestimientos poliméricos alifáticos que tienen buen
color y resistencia uv.
El componente (A) y el componente (B) del
sistema de elastómeros de poliurea presente se combinan o mezclan a
presión elevada; más preferiblemente, se mezclan por choques
directamente en el equipo de alta presión, que es, por ejemplo, un
proporcionador GUSMER®H-V (o un GUSMER®
UR-H-2000) provisto de una pistola
de pulverización GUSMER® Modelo GX-7, en el que se
desea el trabajo o revestimiento de molde abierto. Las relaciones de
estos componentes se ajustan de tal forma que se procesan a una
relación de volumen 1:1, a un índice entre 0,9 y 1,20. Estos
sistemas se pueden procesar dentro de un intervalo de presión de
69,0-241 bar (1.000-3.500 psi) y un
intervalo de temperatura de 48,9ºC-82,2ºC
(120ºF-180ºF) con condiciones de procesamiento
preferidas que incluyen presiones entre 103-172 bar
(1.500-2.500 psi) y temperatura de
60ºC-76,7ºC (140ºF-170ºF).
Así pues, el intervalo de temperatura útil al
que se puede preparar una poliurea flexible de acuerdo con la
invención es cualquier temperatura entre
48,9ºC-82,2ºC (120ºF-180ºF). El
intervalo de presión útil al que se puede preparar una poliurea de
acuerdo con la invención es cualquier presión entre
69,0-241 bar (1.000-3.500 psi). Sin
embargo, un experto habitual reconoce que también son útiles las
temperaturas y presiones fuera de estos intervalos; así pues, la
presente invención no se limita necesariamente a ponerse en práctica
dentro de estos parámetros.
\global\parskip0.900000\baselineskip
De forma sorprendente, se ha descubierto que el
XTA-754 presenta una relación sinérgica entre otros
extendedores de cadena comúnmente empleados y ofrece una eficacia
potenciada en lo que se refiere a la ralentización del perfil de
curado del elastómero de poliurea. Por consiguiente, las extensiones
de los tiempos de gelificación y secado se consiguen de forma más
fácil a niveles de carga más bajos para estas mezclas de
extendedores de cadena que las que se logran a través del solo uso
de las moléculas individuales.
Para todo el trabajo de pulverización descrito
en los ejemplos que siguen, se usó una unidad de proporcionamiento
GUSMER® Marksman (componente plural), provista de una pistola de
pulverización GUSMER® GX-7-400. El
equipo se estableció de tal forma que cada ejemplo se procesa a una
relación de volumen de la mezcla isocianato a resina de 1,00. La
presión de procesamiento de la pulverización se mantuvo a
103-172 bar (1.500-2.500 psi) tanto
en los componentes de la mezcla de resina como de isocianato. El
calor de bloqueo, así como el calor del tubo, se fijó a 71ºC
(160ºF).
(Ejemplo
comparativo)
El componente (A) de un elastómero de
pulverización de poliurea estaba constituido por 108,4 partes de
cuasi-prepolímero, RUBINATE® 9480. El componente
(B) se preparó por combinación de 55,0 partes de JEFFAMINE®
D-2000, 5,0 partes de JEFFAMINE®
T-5000, 18,0 partes de ETHACURE® 100, y 18,0 partes
de UNILINK® 4200. Los componentes (A) y (B) se mezclaron en el
equipo de pulverización de mezcla por choque, de elevada temperatura
y de presión elevada, a una relación de peso (A):(B) de 1,12 y una
relación volumétrica de 1,00. El elastómero de poliurea resultante
se pulverizó sobre un sustrato metálico liso revestido con un agente
de liberación del molde externo basado en oleato de sodio. Un buen
revestimiento resultó presentar un tiempo de gelificación de 7,0
segundos y un tiempo de secado de 12,5 segundos.
El componente (A) de un elastómero de
pulverización de poliurea estaba constituido por 101,71 partes de
cuasi-prepolímero, RUBINATE® 9480. El componente
(B) se preparó por combinación de 48,0 partes de JEFFAMINE®
D-2000, 9,0 partes de JEFFAMINE®
T-5000, 20,0 partes de XTA-754, 9,0
partes de ETHACURE® 100. Los componentes (A) y (B) se mezclaron en
el equipo de pulverización de mezcla por choque, de elevada
temperatura y de presión elevada, a una relación de peso (A):(B) de
1,16 y una relación volumétrica de 1,00. El elastómero de poliurea
resultante se pulverizó sobre un sustrato metálico liso revestido
con un agente de liberación del molde externo basado en oleato de
sodio. Un buen revestimiento resultó presentar un tiempo de
gelificación de 4,5 segundos y un tiempo de secado de 8
segundos.
El componente (A) de un elastómero de
pulverización de poliurea estaba constituido por 101,71 partes de
cuasi-prepolímero, RUBINATE® 9480. El componente
(B) se preparó por combinación de 50,0 partes de JEFFAMINE®
D-2000, 10,0 partes de JEFFAMINE®
T-5000, 15,0 partes de XTA-754,
13,25 partes de ETHACURE® 100. Los componentes (A) y (B) se
mezclaron en el equipo de pulverización de mezcla por choque, de
elevada temperatura y de presión elevada, a una relación de peso
(A):(B) de 1,15 y una relación volumétrica de 1,00. El elastómero de
poliurea resultante se pulverizó sobre un sustrato metálico liso
revestido con un agente de liberación del molde externo basado en
oleato de sodio. Un buen revestimiento resultó presentar un tiempo
de gelificación de 7,0 segundos y un tiempo de secado de 13,0
segundos.
El componente (A) de un elastómero de
pulverización de poliurea estaba constituido por 96,81 partes de
cuasi-prepolímero, RUBINATE® 9480. El componente
(B) se preparó por combinación de 50,0 partes de JEFFAMINE®
D-2000, 9,0 partes de JEFFAMINE®
T-5000, 7,8 partes de XTA-754, 19,8
partes de ETHACURE® 100 y 1,25 partes de UNILINK® 4200. Los
componentes (A) y (B) se mezclaron en el equipo de pulverización de
mezcla por choque, de elevada temperatura y de presión elevada, a
una relación de peso (A):(B) de 1,14 y una relación volumétrica de
1,00. El elastómero de poliurea resultante se pulverizó sobre un
sustrato metálico liso revestido con un agente de liberación del
molde externo basado en oleato de sodio. Un buen revestimiento
resultó presentar un tiempo de gelificación de 6,0 segundos y un
tiempo de secado de 13,0 segundos.
El componente (A) de un elastómero de
pulverización de poliurea estaba constituido por 97,56 partes de
cuasi-prepolímero, RUBINATE® 9480. El componente
(B) se preparó por combinación de 50,0 partes de JEFFAMINE®
D-2000, 9,0 partes de JEFFAMINE®
T-5000, 7,2 partes de XTA-754, 18,59
partes de ETHACURE® 100 y 3,85 partes de UNILINK® 4200. Los
componentes (A) y (B) se mezclaron en el equipo de pulverización de
mezcla por choque, de elevada temperatura y de presión elevada, a
una relación de peso (A):(B) de 1,13 y una relación volumétrica de
1,00. El elastómero de poliurea resultante se pulverizó sobre un
sustrato metálico liso revestido con un agente de liberación del
molde externo basado en oleato de sodio. Un buen revestimiento
resultó presentar un tiempo de gelificación de 9,0 segundos y un
tiempo de secado de 17,0 segundos.
Claims (16)
1. Un procedimiento para producir una poliurea
elastomérica que comprende las etapas de:
- a)
- proporcionar un componente de isocianato en un primer recipiente de almacenamiento;
- b)
- proporcionar un componente de aminas en un segundo recipiente de almacenamiento, en el que dicho componente de aminas incluye una isoforona diamina alquil sustituida, caracterizado porque comprende una mezcla de las aminas:
- en la que el material N,N'-di-sustituido está presente en cualquier cantidad entre el 90,00% y el 99,99% en peso en base al peso total de la mezcla, y en la que R puede representar cualquier grupo pendiente seleccionado del grupo que está constituido por: metilo; etilo; 1-propilo; 1-butilo; 1-pentilo; 4-metil-2-pentilo; 2-propilo; 2-butilo; 2-metil-1-propilo; y ciclohexilo, en combinación con al menos otra amina útil en la fabricación de poliurea; y
- c)
- mezclar una porción del componente de isocianato contenido en dicho primer recipiente de almacenamiento con una porción del componente de aminas contenido en el segundo recipiente de almacenamiento, de tal manera que se forma una composición de poliurea,
en el que la relación de dicho componente de
isocianato a dicho componente de aminas en la poliurea resultante es
cualquier relación que se encuentre en el intervalo entre 1,00:1,00
y 1,20:1,00.
2. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicho componente de isocianato comprende
un cuasi-prepolímero de un isocianato seleccionado
del grupo que está constituido por: un isocianato alifático; y un
isocianato aromático; y un material que contiene hidrógeno
activo.
3. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que el material que contiene hidrógeno
activo es un poliol, un polioxialquileno poliol terminado en amina
con elevado peso molecular, o una mezcla de los mismos.
4. Un procedimiento para producir una poliurea
elastomérica que comprende las etapas de:
- a)
- proporcionar un componente de isocianato en un primer recipiente de almacenamiento;
- b)
- proporcionar un componente de aminas en un segundo recipiente de almacenamiento, en el que dicho componente de aminas incluye una isoforona diamina alquil sustituida, caracterizado porque comprende una mezcla de las aminas:
\newpage
- en la que el material N,N'-di-sustituido está presente en cualquier cantidad entre el 90,00% y el 99,99% en peso en base al peso total de la mezcla, y en la que R puede representar cualquier grupo pendiente seleccionado del grupo que está constituido por: metilo; etilo; 1-propilo; 1-butilo; 1-pentilo; 4-metil-2-pentilo; 2-propilo; 2-butilo; 2-metil-1-propilo; y ciclohexilo; comprendiendo además dicho componente de aminas al menos una polialquilpoliamina de polioxialquileno de la fórmula:
- en la que R_{1} y R_{2} se seleccionan cada uno independientemente del grupo constituido por: hidrógeno, un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; o un radical de la fórmula:
- en la que R_{3}, cada vez que aparece, puede ser un grupo alquilo que tiene cualquier número de átomos de carbono seleccionados de 1, 2, 3, 4, 5, ó 6, de cadena lineal o ramificada; R_{4}, cada vez que aparece, es un grupo con puente de alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; Z es un grupo hidroxi o grupo alquilo que contiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; q es un número entero entre 0 y 400; y en la que X es cualquiera de:
- i.)
- un grupo hidroxi o grupo alquilo que tiene cualquier número de átomos de carbono seleccionados de 1, 2, 3, 4, 5, ó 6; ó
- ii.)
- un
grupo R_{6} --
\uelm{N}{\uelm{\para}{R _{5} }}-- ó R_{6} --\uelm{N}{\uelm{\para}{R _{5} }}-- R_{7} en el que R_{5} y R_{6} se seleccionan cada uno independientemente del grupo constituido por: hidrógeno, un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; o
- como se define anteriormente en la que Z es un grupo hidroxi o grupo alcoxi que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, y en la que R_{7} es un grupo con puente de alquileno de cadena lineal o ramificada que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; o
- iii.)
- un resto de la fórmula:
- en la que R_{10}, R_{11}, R_{14}, y R_{15} se seleccionan cada uno independientemente del grupo constituido por: hidrógeno, un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; el resto
- como se define anteriormente en la que Z es un grupo hidroxi o grupo alcoxi que contiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; R_{8} y R_{12} son cada uno independientemente grupos alquilo que tienen 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; R_{9}, R_{13}, y R_{21} se seleccionan cada uno independientemente de un enlace con puente de alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; R_{16}, R_{17}, R_{18}, R_{19}, R_{20} se seleccionan cada uno independientemente de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; d es 0 ó 1; a es cualquier número entero entre 0 y 100, con la condición de que cuando X es un resto de la fórmula proporcionada en iii) arriba, b y c puede ser cada una independientemente cualquier número entero que varía entre 0 y 390, y la suma de a+b+c es cualquier número entre 2 y 400; y
- c)
- mezclar una porción del componente de isocianato contenido en dicho primer recipiente de almacenamiento con una porción del componente de aminas contenido en el segundo recipiente de almacenamiento, de tal manera que se forma una composición de poliurea, en la que la relación de dicho componente de isocianato a dicho componente de aminas en la poliurea resultante es cualquier relación que se encuentre en el intervalo entre 1,00:1,00 y 1,20:1,00.
5. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, en el que dicho componente de isocianato comprende
un cuasi-prepolímero de un isocianato seleccionado
del grupo que está constituido por: un isocianato alifático; y un
isocianato aromático; y un material que contiene hidrógeno
activo.
6. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que el material que contiene hidrógeno
activo es un poliol, un polioxialquileno poliol terminado en amina
con elevado peso molecular, o una mezcla de los mismos.
7. Un revestimiento de poliurea elastomérica que
se produce:
- a)
- proporcionando un componente de isocianato en un primer recipiente de almacenamiento;
- b)
- proporcionando un componente de aminas en un segundo recipiente de almacenamiento, en el que dicho componente de aminas incluye una isoforona diamina alquil sustituida, caracterizado porque comprende una mezcla de las aminas:
- en la que el material N,N'-di-sustituido está presente en cualquier cantidad entre el 90,00% y el 99,99% en peso en base al peso total de la mezcla, y en la que R puede representar cualquier grupo pendiente seleccionado del grupo que está constituido por: metilo; etilo; 1-propilo; 1-butilo; 1-pentilo; 4-metil-2-pentilo; 2-propilo; 2-butilo; 2-metil-1-propilo; y ciclohexilo, en combinación con al menos otra amina útil en la fabricación de poliurea; y
- c)
- mezclando una porción del componente de isocianato contenido en dicho primer recipiente de almacenamiento con una porción del componente de aminas contenido en el segundo recipiente de almacenamiento, de tal manera que se forma una composición de poliurea,
- en la que la relación de dicho componente de isocianato a dicho componente de aminas en la poliurea resultante es cualquier relación que se encuentre en el intervalo entre 1,00:1,00 y 1,20:1,00.
8. Un revestimiento de acuerdo con la
reivindicación 7 en el que dicho componente de isocianato comprende
un cuasi-prepolímero de un isocianato seleccionado
del grupo que está constituido por: un isocianato alifático; y un
isocianato aromático; y un material que contiene hidrógeno
activo.
9. Un revestimiento de acuerdo con la
reivindicación 8, en el que el material que contiene hidrógeno
activo es un poliol, un polioxialquileno poliol terminado en amina
con elevado peso molecular, o una mezcla de los mismos.
10. Un revestimiento de poliurea elastomérica
que se produce:
- a)
- proporcionando un componente de isocianato en un primer recipiente de almacenamiento;
- b)
- proporcionando un componente de aminas en un segundo recipiente de almacenamiento, en el que dicho componente de aminas incluye una isoforona diamina alquil sustituida, caracterizado porque comprende una mezcla de las aminas:
- en la que el material N,N'-di-sustituido está presente en cualquier cantidad entre el 90,00% y el 99,99% en peso en base al peso total de la mezcla, y en la que R puede representar cualquier grupo pendiente seleccionado del grupo que está constituido por: metilo; etilo; 1-propilo; 1-butilo; 1-pentilo; 4-metil-2-pentilo; 2-propilo; 2-butilo; 2-metil-1-propilo; y ciclohexilo, comprendiendo además dicho componente de aminas al menos una polialquilpoliamina de polioxialquileno de la fórmula:
- en la que R_{1} y R_{2} se seleccionan cada uno independientemente del grupo constituido por: hidrógeno, un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; o un radical de la fórmula:
- en la que R_{3}, cada vez que aparece, puede ser un grupo alquilo que tiene cualquier número de átomos de carbono seleccionados de 1, 2, 3, 4, 5, ó 6, de cadena lineal o ramificada; R_{4}, cada vez que aparece, es un grupo con puente de alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; Z es un grupo hidroxi o grupo alquilo que contiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; q es un número entero entre 0 y 400; y en la que X es cualquiera de:
- i.)
- un grupo hidroxi o grupo alquilo que tiene cualquier número de átomos de carbono seleccionados de 1, 2, 3, 4, 5, ó 6; ó
- ii.)
- un
grupo R_{6} --
\uelm{N}{\uelm{\para}{R _{5} }}-- ó R_{6} --\uelm{N}{\uelm{\para}{R _{5} }}-- R_{7} en el que R_{5} y R_{6} se seleccionan cada uno independientemente del grupo constituido por: hidrógeno, un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; o
- como se define anteriormente en la que Z es un grupo hidroxi o grupo alcoxi que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, y en la que R_{7} es un grupo con puente de alquileno de cadena lineal o ramificada que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; o
- iii.)
- un resto de la fórmula:
- en la que R_{10}, R_{11}, R_{14}, y R_{15} se seleccionan cada uno independientemente del grupo constituido por: hidrógeno, un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; el resto
- como se define anteriormente en la que Z es un grupo hidroxi o grupo alcoxi que contiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; R_{8} y R_{12} son cada uno independientemente grupos alquilo que tienen 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono, de cadena lineal o ramificada; R_{9}, R_{13}, y R_{21} se seleccionan cada uno independientemente del enlace con puente de alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; R_{16}, R_{17}, R_{18}, R_{19}, R_{20} se seleccionan cada uno independientemente de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono; d es 0 ó 1; a es cualquier número entero entre 0 y 100, con la condición de que cuando X es un resto de la fórmula proporcionada en iii) arriba, b y c puede ser cada una independientemente cualquier número entero que varía entre 0 y 390, y la suma de a+b+c es cualquier número entre 2 y 400; y
- c)
- mezclando una porción del componente de isocianato contenido en dicho primer recipiente de almacenamiento con una porción del componente de aminas contenido en el segundo recipiente de almacenamiento, de tal manera que se forma una composición de poliurea, en la que la relación de dicho componente de isocianato a dicho componente de aminas en la poliurea resultante es cualquier relación que se encuentre en el intervalo entre 1,00:1,00 y 1,20:1,00.
11. Un revestimiento de acuerdo con la
reivindicación 10 en el que dicho componente de isocianato comprende
un cuasi-prepolímero de un isocianato seleccionado
del grupo que está constituido por: un isocianato alifático; y un
isocianato aromático; y un material que contiene hidrógeno
activo.
12. Un revestimiento de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que el material que contiene hidrógeno
activo es un poliol, un polioxialquileno poliol terminado en amina
con elevado peso molecular, o una mezcla de los mismos.
13. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 en el que el material
N,N'di-sustituido está presente en al menos una
cantidad del 98,00% en peso en base al peso total de la mezcla.
14. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4 en el que el material
N,N'di-sustituido está presente en al menos una
cantidad del 98,00% en peso en base al peso total de la mezcla.
15. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 7 en el que el material
N,N'di-sustituido está presente en al menos una
cantidad del 98,00% en peso en base al peso total de la mezcla.
16. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 10 en el que el material
N,N'di-sustituido está presente en al menos una
cantidad del 98,00% en peso en base al peso total de la mezcla.
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