ES2962717T3 - Sistemas multicomponentes para la preparación de productos esponjados - Google Patents
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Abstract
Los productos espumados se fabrican mediante sistemas de varios componentes, que ventajosamente están exentos de isocianato. Los componentes de los sistemas se combinan, sometiéndose luego la mezcla resultante a curado y formación de espuma para proporcionar un producto espumado, en el que las características del producto espumado pueden variarse seleccionando reactivos particulares que estarán presentes en el sistema de múltiples componentes. Los sistemas emplean al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula, al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales de tiol por molécula, al menos un iniciador de radicales libres, al menos un agente soplador. agente, al menos un tensioactivo y opcionalmente al menos un promotor para el iniciador de radicales libres. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistemas multicomponentes para la preparación de productos esponjados
Campo de la Invención
La presente invención se refiere a sistemas libres de isocianato que comprenden múltiples componentes, en donde, cuando los componentes se combinan, tiene lugar la formación de espuma y el curado de los componentes mezclados para proporcionar un producto espumado.
Antecedentes de la Invención
Las espumas de poliuretano se utilizan ampliamente desde hace muchos años. Espumas de este tipo se sintetizan típicamente utilizando cantidades aproximadamente estequiométricas de monómeros que contienen isocianato y polioles. Los monómeros de isocianato más comunes son el diisocianato de metilen difenilo (MDI) y diisocianato de tolueno (TDI). Para ambos compuestos químicos, la exposición crónica de bajo nivel plantea riesgos tales como daños al sistema respiratorio, sensibilización, síntomas de asma y una probabilidad incrementada tanto de defectos de nacimiento como de cáncer. La exposición crónica de bajo nivel es inevitable para determinados trabajadores que fabrican y utilizan espumas de poliuretano.
La manipulación adecuada de estos productos químicos puede prevenir incidentes de exposición aguda. Sin embargo, las consecuencias son muy altas cuando se producen errores o accidentes. La exposición aguda al MDI es tóxica para el sistema respiratorio y, si bien el MDI es implacable, la exposición aguda a TDI es aún más dañina. Una sola exposición por inhalación a TDI es tóxica para el sistema respiratorio y es mortal.
En 2017, el Departamento de Control de Sustancias Tóxicas de California comenzó a exigir que fabricantes de espumas en aerosol informan detalladamente sobre las alternativas químicas a los isocianatos. Se espera que esta información se utilice para redactar una nueva legislación. La industria de las espumas cree que en un futuro próximo California prohibirá el uso de MDI y TDI en espumas en aerosol.
Los peligros de los isocianatos se extienden más allá del lugar de trabajo. El daño potencial a la sociedad incluye riesgos iniciales durante la producción, el transporte y el almacenamiento. Aguas abajo, existen preocupaciones sobre isocianato residual en productos de consumo, incluido el aislamiento de espuma en aerosol para el hogar. En conjunto, la tecnología de poliuretano presenta un riesgo significativo de exposición a isocianatos durante la producción, el manejo y almacenamiento en la planta, el transporte desde la planta al cliente, la manipulación y el almacenamiento del cliente, el uso del cliente, la distribución y hasta el consumidor final de la espuma. Un reciente suceso ocurrido en la India es un ejemplo de este daño más amplio, en donde cuatro personas murieron y trece resultaron heridas por exposición accidental en una planta de TDI.
A pesar de estos importantes riesgos para la salud y la seguridad, se reconoce que la espuma de poliuretano es extremadamente útil debido a su capacidad para proporcionar una diversidad de propiedades de materiales de espuma en muchas aplicaciones. El desafío de resolver los problemas de salud generalizados que plantean las espumas de poliuretano se centra en el desarrollo de una tecnología de espuma alternativa libre de isocianatos que ofrezca una gama equiparable de propiedades de materiales.
Ya se conocen diversas tecnologías para la preparación de productos esponjados, que evitan el uso de reaccionantes que contienen isocianato.
Por ejemplo, la solicitud de patente europea EP 2993200 A1 describe una composición precursora de espuma polimérica que comprende los componentes (a) un oligómero de (met)acrilato di- o tri-funcional; (b) un compuesto de tiol difuncional o superior; y (c) un compuesto de borano como iniciador. Se emplean cantidades relativamente altas de compuesto de tiol, lo cual es desventajoso debido al olor sulfuroso y desagradable que típicamente tienen compuestos de este tipo. Una composición similar se describe en el documento WO 2017/036525 A1.
El documento WO 2014/070973 A1 describe espumas nanocompuestas de acrilato de tiol que se basan en copolímeros sintetizados haciendo reaccionar un monómero alquino o acrilato con un compuesto nitrogenoso para convertir una porción del monómero en una amina terciaria y para obtener una mezcla de monómero que no han reaccionado y la amina terciaria, hacer reaccionar luego la mezcla con un tiol que tiene al menos dos grupos tiol.
El documento WO 2017/157711 A1 describe un sistema multi-parte que comprende uno o más compuestos que tienen dos o más grupos funcionales polimerizables en los radicales libres por molécula, uno o más compuestos de politiol que comprenden dos o más grupos tiol por molécula y uno o más iniciadores en los radicales libres.
A pesar de estos desarrollos arriba mencionados, sigue existiendo la necesidad de nuevas tecnologías de espumas libre de isocianatos que puedan proporcionar a la industria de las espumas sistemas que sean capaces de utilizarse de manera muy similar a los sistemas de espumas de poliuretano convencionales y que puedan proporcionar espumas termoestables que tengan una gama equiparable de propiedades de materiales adecuados para diversas aplicaciones de uso final.
Sumario de la Invención
La presente invención es como se define en las reivindicaciones.
La presente invención, de acuerdo con determinadas realizaciones, proporciona sistemas multi-componente para preparar productos esponjados. Los componentes individuales formulados del sistema son generalmente estables y, por lo tanto, pueden almacenarse durante períodos de tiempo prolongados sin reacción o deterioro significativo. Sin embargo, cuando se combinan los componentes, se produce la reacción y la formación de espuma de los componentes mixtos, típicamente en unos pocos minutos incluso a temperatura ambiente, para formar un producto esponjado estable, sin necesidad de aplicar estímulos externos tales como luz o calor. Los reaccionates presentes en los componentes individuales se pueden variar según se desee con el fin de lograr propiedades materiales particulares en el producto esponjado que se produce, ofreciendo por lo tanto una versatilidad equiparable a la que se puede lograr en la tecnología de espuma de poliuretano convencional, pero sin el uso de isocianatos.
En una primera realización, el sistema multicomponente comprende, consiste esencialmente en o consiste en:
un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula; y
un segundo componente compuesto por al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol por molécula.
Al menos un iniciador en los radicales libres está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente. Además, en el caso de que el sistema multicomponente tenga una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,5 : 1 o mayor y el al menos un iniciador en los radicales libres incluya al menos un peróxido orgánico, el sistema multicomponente comprende adicionalmente al menos un promotor para el al menos un peróxido orgánico, en donde el al menos un peróxido orgánico y el al menos un promotor para el al menos peróxido orgánico están presentes en diferentes componentes (en particular, el promotor está presente en el primer componente y el peróxido orgánico está presente en el segundo componente).
En una segunda realización, el sistema multicomponente comprende, consiste esencialmente en o consiste en:
un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula, al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol más por molécula, al menos un promotor y al menos un estabilizador; y
un segundo componente compuesto por al menos un iniciador en los radicales libres;
en donde el al menos un promotor es un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos un del primer componente o del segundo componente.
La invención también proporciona un producto esponjado, en donde el producto esponjado es un producto de reacción esponjado y curado de uno de los sistemas multicomponente arriba mencionados.
En otras realizaciones de la invención, se proporcionan métodos para producir un producto esponjado. Métodos de este tipo comprenden una etapa de combinar el primer componente y el segundo componente de los sistemas multicomponente como se describió arriba.
Descripción Detallada de Determinadas Realizaciones de la Invención
Los productos esponjados de acuerdo con la invención pueden ser espumas flexibles (cauchoides) o rígidas (duras) y pueden ser espumas compuestas por celdas abiertas, celdas cerradas o tanto celdas abiertas como celdas cerradas, dependiendo de los materiales particulares utilizados para formular el sistema multicomponente para el producto esponjado.
Los sistemas multicomponente empleados para preparar los productos esponjados incluyen una o más sustancias de cada uno de los siguientes grupos: compuestos de (met)acrilato (que contienen dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula), compuestos de tiol (que contienen dos o más más grupos funcionales tiol por molécula), agentes esponjantes, tensioactivos e iniciadores en los radicales libres, como se explicará con más detalle posteriormente. También pueden estar presentes uno o más promotores para el o los iniciadores en los radicales libres. Ingredientes adicionales opcionales de la formulación incluyen, por ejemplo, compuestos de (met)acrilato que contienen un único grupo funcional de (met)acrilato por molécula, estabilizadores, pigmentos/colorantes, promotores de adhesión, cargas y otros aditivos. Estos ingredientes se separan en al menos dos componentes, en donde cada uno de los componentes es preferiblemente estable a temperatura ambiente (250 C) durante un período de tiempo definido (p. ej., al menos dos semanas, al menos un mes, al menos tres meses o al menos seis meses). El término "estable", tal como se utiliza en esta memoria, significa que cada uno de los ingredientes del componente exhibe menos del 10 %, o preferiblemente menos del 5 % de cambio en su composición química durante el período de tiempo definido. Preferiblemente, cada uno de los componentes del sistema multicomponente es líquido a 250C, sujeto al entendimiento de que los componentes pueden contener ingredientes individuales que están en forma líquida, gaseosa o sólida.
No está fuera del alcance de la invención separar sustancias dentro de los grupos antes mencionados entre diferentes componentes del sistema multicomponente. Adicionalmente, puede resultar beneficioso que cada uno de los componentes contenga la misma sustancia. Sin embargo, se debe tener cuidado de segregar sustancias que sean reactivas entre sí o inestables en presencia de otras (por ejemplo, si se utiliza un promotor para el iniciador de radicales libres, generalmente será preferible que todo el promotor esté presente en un componente y todo el iniciador de radicales libres estará presente en el otro componente).
Una forma ilustrativa de formular el sistema multicomponente es hacer que un primer componente contenga el (los) compuesto(s) de (met)acrilato y el (los) promotor(es), con un segundo componente que contenga el (los) compuesto(s) de tiol, tensioactivo(s), iniciador(es) en el (los) radical(es) libres y agente(s) de soplado. Otras variaciones resultarán evidentes basándose en la siguiente descripción detallada de la invención.
En vista de la siguiente descripción, un formulador será capaz de decidir qué sustancias incluir en cada componente y decidir sobre la identidad y cantidad de cada una de las sustancias basándose en las características específicas de la aplicación de uso final objetivo que motiva el trabajo de formulación. Entre otra información, el formulador puede considerar las estabilidades deseadas de los componentes separados, propiedades físicas de la formulación objetivo (p. ej., la viscosidad de cada uno de los componentes y la viscosidad de la mezcla formada inicialmente combinando los componentes), los volúmenes relativos deseados de los componentes separados, la procesabilidad de las sustancias individuales, la procesabilidad de la formulación (es decir, la procesabilidad de cada uno de los componentes y la mezcla formada combinando los componentes), la reactividad objetivo de los componentes cuando se combinan (p. ej., el tiempo requerido para alcanzar un grado satisfactorio de curado en el producto esponjado) a la aplicación prevista del sistema multicomponente, las propiedades objetivo del producto esponjado resultante (p. ej., densidad de la espuma, tenacidad, flexibilidad, resistencia, estructura celular, propiedades aislantes, etc.) y la aplicación específica del producto espumado.
Las viscosidades de las mezclas obtenidas inicialmente mezclando los componentes de acuerdo con la presente invención se puede seleccionar y ajustar para que sean similares a las de los sistemas de espuma de poliuretano de dos componentes convencionales que se conocen y utilizan en la técnica, para permitir que se utilicen los equipos y las técnicas de procesamiento y aplicación de espuma de poliuretano de dos componentes existentes. . Por ejemplo, en ciertas realizaciones de la invención, el primer y segundo componente, cuando se combinan inicialmente, pueden formar una mezcla que tiene una viscosidad a 250 C de 50 cps a 10.000 cps.
Compuestos de (met)acrilato
Los sistemas multicomponente de la presente invención incluyen al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula, aunque los sistemas multicomponente pueden contener adicionalmente uno o más compuestos de (met)acrilato que tienen solo un grupo funcional (met)acrilato por molécula. Tal como se utiliza en esta memoria, el término (met)acrilato incluye tanto acrilato como metacrilato. Preferiblemente, el primer componente comprende al menos un compuesto de acrilato que tiene dos o más grupos funcionales de acrilato por molécula. Compuestos de (met)acrilato adecuados incluyen tanto monómeros de (met)acrilato como oligómeros de (met)acrilato. Por ejemplo, el primer componente puede comprender uno o más monómeros de (met)acrilato, pero ningún oligómero de (met)acrilato. En otras realizaciones, el primer componente puede comprender al menos un monómero de (met)acrilato y al menos un oligómero de (met)acrilato. T ambién puede ser posible formular el primer componente de manera que comprenda uno o más oligómeros de (met)acrilato, pero ningún monómero de (met)acrilato.
Específicamente, los compuestos que tienen dos o más grupos funcionales polimerizables de acrilato y/o metacrilato por molécula y útiles en el primer componente del sistema multicomponente incluyen tanto monómeros como oligómeros de (met)acrilato.
Ejemplos de monómeros de (met)acrilato útiles que contienen dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula incluyen ésteres de acrilato y metacrilato de alcoholes polihídricos (compuestos orgánicos que contienen dos o más, p. ej., 2 a 6 grupos hidroxilo por molécula).
Ejemplos específicos de alcoholes polihídricos adecuados incluyen alquilen C2-20 glicoles (pueden preferirse los glicoles que tienen un grupo alquileno C2-10, en los que la cadena de carbono puede estar ramificada; p. ej., etilenglicol, trimetilenglicol, 1,2-propilenglicol), 1,2-butanodiol , 1,3-butanodiol, 2,3-butanodiol, tetrametilenglicol (1,4-butanodiol), 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,8-octanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,12-dodecanodiol, ciclohexano-1,4-dimetanol, bisfenoles y bisfenoles hidrogenados, así como sus derivados alcoxilados (p. ej., etoxilados y/o propoxilados), en donde, por ejemplo, de 1 a 20 moles de un óxido de alquileno tal como óxido de etileno y/u óxido de propileno se han hecho reaccionar con 1 mol de glicol, dietilenglicol, glicerol, glicerol alcoxilado, trietilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol, trimetilolpropano, trimetilolpropano alcoxilado, ditrimetilolpropano, ditrimetilolpropano alcoxilado, pentaeritritol, pentaeritritol alcoxilado, dipentaeritritol, dipentaeritritol alcoxilado, ciclohexanodiol, ciclohexanodiol alcoxilado, ciclohexanodimetanol, ciclohexanodimetanol alcoxilado, norborneno dimetanol, norborneno dimetanol alcoxilado, norbornano dimetanol, norbornano dimetanol alcoxilado, polioles que contienen un anillo aromático, aductos de ciclohexano-1,4-dimetanol y óxido de etileno, aductos de bisfenol y óxido de etileno, aductos de bisfenol y óxido de etileno hidrogenado, aductos de bisfenol y óxido de propileno, aductos de bisfenol y óxido de propileno hidrogenado, aductos de ciclohexano-1,4-dimetanol y óxido de propileno, alcoholes de azúcar y alcoholes de azúcar alcoxilados. Alcoholes polihídricos de este tipo pueden estar total o parcialmente esterificados (con ácido (met)acrílico, anhídrido (met)acrílico, cloruro de (met)acriloilo o similares), con la condición de que contengan al menos dos grupos funcionales (met)acrilato por molécula. Tal como se utiliza en esta memoria, el término "alcoxilado" se refiere a compuestos en los que uno o más epóxidos, tales como óxido de etileno y/u óxido de propileno, se han hecho reaccionar con grupos que contienen hidrógeno activo (p. ej., grupos hidroxilo) de un compuesto base, tal como un alcohol polihídrico, para formar uno o más restos de oxialquileno. Por ejemplo, se pueden hacer reaccionar de 1 a 25 moles de epóxido por mol de compuesto base. De acuerdo con determinados aspectos de la invención, el o los monómeros de (met)acrilato utilizados pueden tener un peso molecular relativamente bajo (p. ej., no más de 1000 dalton, tal como de 100 a 1000 dalton).
Cualquiera de los oligómeros funcionalizados con (met)acrilato conocidos en la técnica también se pueden utilizar en la presente invención, con la condición de que oligómeros de este tipo contengan dos o más grupos funcionales (met)acrilato.por molécula. El peso molecular medio numérico de oligómeros de este tipo puede variar ampliamente, p. ej., de aproximadamente 100 a aproximadamente 2500 o de aproximadamente 100 a aproximadamente 750 dalton. De acuerdo con determinadas realizaciones, a medida que aumenta el peso molecular medio numérico del oligómero, puede preferirse aumentar la funcionalidad promedio del oligómero (es decir, aumentar el número promedio de grupos funcionales de (met)acrilato por molécula del oligómero) a 3, 4 o superior. T al como se utiliza en esta memoria, la expresión "peso molecular medio numérico" se refiere, en el caso de un compuesto individual discreto al peso molecular calculado de ese compuesto basado en su estructura conocida o, en el caso de una mezcla de compuestos (como puede estar comúnmente presente en (met)acrilatos oligoméricos), al peso molecular medio numérico determinado por cromatografía de permeación en gel utilizando patrones de calibración de poliestireno.
Oligómeros de (met)acrilato libres adecuados incluyen, por ejemplo, oligómeros de (met)acrilato de poliéster, oligómeros de (met)acrilato de epoxi, oligómeros de (met)acrilato de poliéter, oligómeros de (met)acrilato de poliuretano, oligómeros de (met)acrilato acrílico, oligómeros de (met)acrilato de polidieno, oligómeros de (met)acrilato de policarbonato y combinaciones de los mismos. Oligómeros de este tipo se pueden seleccionar y utilizar en combinación con uno o más monómeros funcionalizados con (met)acrilato con el fin de potenciar la flexibilidad, resistencia y/o módulo, entre otros atributos, de una espuma de resina curada preparada utilizando el sistema multicomponente de la presente invención.
Oligómeros de (met)acrilato de poliéster ejemplares incluyen los productos de reacción de ácido acrílico o metacrílico o mezclas de los mismos con poliéster polioles terminados en grupos hidroxilo. El proceso de reacción se puede realizar de manera que todos o esencialmente todos los grupos hidroxilo del poliéster poliol se hayan (met)acrilado, particularmente en los casos en los que el poliéster poliol sea disfuncional. Los poliéster polioles se pueden preparar mediante reacciones de policondensación de componentes con funcionalidad de polihidroxilo (en particular, dioles) y compuestos con funcionalidad de ácido policarboxílico (en particular, dioles) y compuestos funcionales de ácido policarboxílico (en particular, ácidos y anhídridos dicarboxílicos). Los componentes funcionales de polihidroxilo y ácido policarboxílico pueden tener cada uno estructuras lineales, ramificadas, cicloalifáticas o aromáticas y pueden utilizarse individualmente o como mezclas.
Ejemplos de oligómeros de (met)acrilato de epoxi adecuados incluyen los productos de reacción de ácido acrílico o metacrílico o mezclas de los mismos con éteres o ésteres de glicidilo.
Oligómeros de (met)acrilato de poliéter adecuados incluyen, pero no se limitan a los productos de reacción de condensación de ácido acrílico o metacrílico o mezclas de los mismos con polieteroles que son poliéter polioles (tales como polietilenglicol, polipropilenglicol o politetrametilenglicol). Polieteroles adecuados pueden ser sustancias lineales o ramificadas que contienen enlaces éter y grupos hidroxilo terminales. Los polieteroles se pueden preparar mediante polimerización con apertura del anillo de éteres cíclicos tales como tetrahidrofurano u óxidos de alquileno con una molécula iniciadora. Moléculas iniciadoras adecuadas incluyen agua, materiales con función polihidroxilo, poliésterpolioles y aminas.
Oligómeros de (met)acrilato de poliuretano (a los que veces también se alude como "oligómeros de (met)acrilato de uretano ") capaces de utilizarse en los sistemas multicomponente de la presente invención incluyen uretanos basados en poliéster polioles y poliéter polioles alifáticos y/o aromáticos y diisocianatos de poliéster alifáticos y/o aromáticos y diisocianatos de poliéter rematados con grupos extremos (met)acrilato. Oligómeros de (met)acrilato de poliuretano adecuados incluyen, por ejemplo, oligómeros de di- y tetra-acrilato de uretano a base de poliéster alifático, oligómeros de di- y tetra-acrilato de uretano a base de poliéter alifático, así como oligómeros de di- y tetra-acrilato de uretano a base de poliéster/poliéter alifático.
En diversas realizaciones, los oligómeros de (met)acrilato de poliuretano se pueden preparar haciendo reaccionar diisocianatos alifáticos y/o aromáticos con poliéster polioles terminados en grupos OH (incluyendo poliéster polioles aromáticos, alifáticos y alifáticos/aromáticos mixtos), poliéter polioles, policarbonato polioles, policaprolactona polioles, polidimetilsiloxano polioles o polibutadieno polioles, o combinaciones de los mismos para formar oligómeros funcionalizados con isocianato que luego se hacen reaccionar con (met)acrilatos funcionalizados con hidroxilo, tales como acrilato de hidroxietilo o metacrilato de hidroxietilo para proporcionar grupos (met)acrilato terminales. Por ejemplo, los oligómeros de (met)acrilato de poliuretano pueden contener dos, tres, cuatro o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula.
Oligómeros de (met)acrilato acrílico adecuados (a kis que veces también se alude en la técnica como "oligómeros acrílicos") incluyen oligómeros que pueden describirse como sustancias que tienen una cadena principal acrílica oligomérica que está funcionalizada con uno o grupos (met)acrilato (que puede estar en un extremo del oligómero o colgante de la cadena principal acrílica). La cadena principal acrílica puede ser un homopolímero, un copolímero aleatorio o un copolímero de bloques compuesto por unidades repetidas de monómeros acrílicos. Los monómeros acrílicos pueden ser cualquier (met)acrilato monomérico tal como (met)acrilatos de alquilo C1-C6, así como (met)acrilatos funcionalizados tales como (met)acrilatos que portan grupos hidroxilo, ácido carboxílico y/o epoxi. Oligómeros de (met)acrilato acrílico se pueden preparar utilizando cualesquiera procedimientos conocidos en la técnica tal como oligomerizando monómeros, al menos una porción de los cuales está funcionalizada con grupos hidroxilo, ácido carboxílico y/o epoxi (p. ej., (met)acrilatos de hidroxialquilo, ácido (met)acrílico, (met)acrilato de glicidilo) para obtener un compuesto intermedio oligómero funcionalizado, que luego se hace reaccionar con uno o más reaccionantes que contienen (met)acrilato para introducir los grupos funcionales de (met)acrilato deseados.
Monómeros y oligómeros de (met)acrilato ejemplares pueden incluir di(met)acrilatos de bisfenol A etoxilados; di(met)acrilato de trietilenglicol; di(met)acrilato de etilenglicol; di(met)acrilato de tetraetilenglicol; di(met)acrilatos de polietilenglicol; diacrilato de 1,4-butanodiol; dimetacrilato de 1,4-butanodiol; diacrilato de dietilenglicol; dimetacrilato de dietilenglicol; diacrilato de 1,6-hexanodiol; dimetacrilato de 1,6-hexanodiol; diacrilato de neopentilglicol; di(met)acrilato de neopentilglicol; dimetacrilato de polietilenglicol (600) (en que 600 se refiere al peso molecular medio numérico aproximado de la porción de polietilenglicol); diacrilato de polietilenglicol (200); dimetacrilato de 1,12-dodecanodiol; diacrilato de tetraetilenglicol; diacrilato de trietilenglicol; dimetacrilato de 1,3-butilenglicol; diacrilato de tripropilenglicol; diacrilato de polibutadieno; diacrilato de metil pentanodiol; diacrilato de polietilenglicol (400); dimetacrilato de bisfenol A etoxilado<2>; dimetacrilato de bisfenol A etoxilado3; diacrilato de bisfenol A etoxilado; dimetacrilato de ciclohexano dimetanol; diacrilato de ciclohexano dimetanol; dimetacrilato de bisfenol A etoxilado<10>(en que el número que sigue a "etoxilado" es el número medio de restos oxialquileno por molécula); diacrilato de dipropilenglicol; dimetacrilato de bisfenol A etoxilado4; dimetacrilato de bisfenol A etoxilado<s>; dimetacrilato de bisfenol A etoxilado8; diacrilatos de hexanodiol alcoxilados; diacrilato de ciclohexano dimetanol alcoxilado; diacrilato de dodecano; diacrilato de bisfenol A etoxilado4; diacrilato de bisfenol A etoxilado<10>; dimetacrilato de polietilenglicol (400); dimetacrilato de polipropilenglicol (400); diacrilatos metálicos; diacrilatos metálicos modificados; dimetacrilatos metálicos; dimetacrilato de polietilenglicol (1000); polibutadieno metacrilado; diacrilato de neopentilglicol propoxilado3; dimetacrilato de bisfenol A etoxilado<30>; diacrilato de bisfenol A etoxilado<30>; diacrilatos de neopentilglicol alcoxilados; dimetacrilatos de polietilenglicol; diacrilato de 1,3-butilenglicol; dimetacrilato de bisfenol A etoxilado<2>; diacrilato de dipropilenglicol; diacrilato de bisfenol A etoxilado<4>; diacrilato de polietilenglicol (600); dimetacrilato de polietilenglicol (1000); diacrilato de triciclodecano dimetanol; diacrilato de neopentilglicol propoxilado<2>; diacrilatos de alcoholes alifáticos alcoxilados; trimetacrilato de trimetilolpropano; triacrilato de trimetilolpropano; triacrilato de isocianurato de tris (2-hidroxietilo); triacrilato de trimetilolpropano etoxilado<20>; triacrilato de pentaeritritol; triacrilato de trimetilolpropano etoxilado<3>; triacrilato de trimetilolpropano propoxilado; triacrilato de trimetilolpropano etoxilado<s>; triacrilato de trimetilolpropano propoxilado<s>; triacrilato de trimetilolpropano etoxilado<g>; ésteres de acrilato trifuncionales alcoxilados; ésteres de metacrilato trifuncionales; ésteres de acrilato trifuncionales; triacrilato de glicerilo propoxilado<3>; triacrilato de glicerilo propoxilado<5,5>; triacrilato de trimetilolpropano etoxilado^; ésteres trifuncionales de ácido fosfórico; ésteres trifuncionales de ácido acrílico; tetraacrilato de pentaeritritol; tetraacrilato de ditrimetilolpropano; tetraacrilato de pentaeritritol etoxilado<4>; tetraacrilato de polioxietileno de pentaeritrilol; pentaacrilato de dipentaeritritol; ésteres de pentaacrilato; oligómeros de epoxi acrilato; oligómeros de epoxi metacrilato; oligómeros de acrilato de uretano; oligómeros de metacrilato de uretano; oligómeros de acrilato de poliéster; oligómeros de metacrilato de poliéster; oligómero de metacrilato de estearilo; oligómeros de acrilato acrílico; oligómeros de acrilato perfluorados; oligómeros de metacrilato perfluorados; oligómeros de aminoacrilato; oligómeros de poliéter acrilato modificados con amina; y oligómeros de aminometacrilato.
Compuestos de (met)acrilato particularmente preferidos que tienen dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula incluyen diacrilato de dipropilenglicol y diacrilato de triciclodecano dimetanol.
Compuestos de tiol
Los sistemas multicomponente de la presente invención también incluyen al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol (es decir, grupos -SH) por molécula (a los que veces también se alude como en esta memoria un "politiol"). De acuerdo con una realización preferida, el al menos un compuesto de tiol comprende, consiste esencialmente en o consiste en al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol alifáticos por molécula. Tal como se utiliza en esta memoria, la expresión "tiol alifático" se refiere a un grupo tiol que está directamente unido a un átomo de carbono alifático. Los grupos funcionales tiol, de acuerdo con realizaciones preferidas de la invención, pueden ser grupos tiol primarios y/o grupos tiol secundarios. Los múltiples grupos tiol presentes en un único compuesto tiol pueden ser iguales o diferentes entre sí (p. ej., los múltiples grupos tiol pueden ser todos grupos tiol primarios, todos grupos tiol secundarios o una combinación de grupos tiol primarios y secundarios). Compuestos de tiol adecuados para uso en la presente invención pueden contener dos, tres, cuatro, cinco, seis o más grupos tiol por molécula, por ejemplo.
De acuerdo con realizaciones preferidas de la invención, se emplea un compuesto de tiol que es un éster de 2-mercaptoacetato, 3-mercaptopropionato o 3-mercaptobutirato de un alcohol, en particular un polialcohol que contiene dos o más grupos hidroxilo por molécula, tal como un glicol; trimetilolpropano; pentaeritritol; o similar.
En otras realizaciones preferidas se utiliza un politiol de un poliéter oligomérico, tal como un oligómero de etilenglicol, en el que los grupos hidroxilo terminales se reemplazan por grupos tiol. Compuestos de este tipo pueden corresponder a la fórmula general HS(R-O)<n>R-SH, en donde n es un número entero de al menos 1 (p. ej., 1-10) y cada uno de los R es igual o diferente y es un resto alquileno tal como etileno, propileno, tetrametileno o similares. 1,8-dimercapto-3,6-dioxaoctano es un ejemplo específico de este tipo de compuesto de tiol.
Politioles del tipo descrito en las Publicaciones de Pat. de EE.UU. N°s 2012/0035291 y 2018/0297943 y la Publicación PCT WO 2018/146415, cuyas divulgaciones completas se incorporan como referencia para todos los fines, también se pueden utilizar como el compuesto de tiol en la presente invención.
Ejemplos de compuestos de tiol adecuados incluyen:
(a) compuestos de tiol que incluyen una estructura de hidrocarburo funcionalizada con dos o más grupos tiol (p. ej., compuestos de tiol alifáticos tales como politioles de alcanos C2-20, politioles alifáticos aromáticos tales como xililenditiol, politioles obtenidos sustituyendo un átomo de halógeno en un aducto de halohidrina de un alcohol con un grupo mercapto, y compuestos de politiol que incluyen un producto de reacción de un compuesto de poliepóxido con sulfuro de hidrógeno);
(b) compuestos de politiol que incluyen una estructura de éter representada por la fórmula (I):
en donde R1 y R2 son independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C1-10; m es 0, 1 o 2; y n es 0 o 1; y
(c) compuestos de politiol que, además de dos o más grupos tiol, incluyen al menos una estructura éster representada por la fórmula (Il):
R 1
----- O— C-----(CHA,— C-----(CH2)„----- SH
O R2 (II)
en donde R1, R2, m y n son como se definen anteriormente.
Ejemplos ilustrativos de compuestos de politiol de tipo (a) incluyen 2,5-hexanoditiol, 2,9-decanoditiol y 1,4-bis(1 mercaptoetil)benceno.
Ejemplos de compuestos de politiol de tipo (b), que incluyen una estructura de éter, incluyen compuestos que tienen una estructura tal como un grupo 2-mercaptoetil éter, un grupo 2-mercaptopropil éter, un grupo 3-mercaptopropil éter, un grupo 2-mercaptobutil éter, un grupo 3-mercaptobutil éter, un grupo 4-mercaptobutil éter, un grupo 5-mercaptopentil éter o un grupo 5-mercaptohexil éter.
Ejemplos de compuestos de politiol de tipo (c), que incluyen una estructura de éster, incluyen compuestos producidos esterificando un ácido carboxílico que contiene un grupo mercapto, que es un compuesto en el que un átomo de hidrógeno está unido al extremo izquierdo de la estructura de fórmula (Il), con un alcohol polihídrico.
Ejemplos específicos de ácidos carboxílicos que contienen un grupo mercapto, que son compuestos en los que un átomo de hidrógeno está unido al extremo izquierdo de la estructura de fórmula (Il), incluyen ácido tioglicólico, ácido 2-mercaptopropiónico, ácido 3-mercaptobutírico, ácido 2-mercaptoisobutírico, ácido 3-mercaptoisobutírico, ácido 3-mercaptopropiónico, ácido 3-mercapto-3-fenilpropiónico y ácido 3-mercapto-3-metilbutírico. Entre estos compuestos, se prefieren el ácido 3-mercaptobutírico, el ácido 3-mercapto-3-fenilpropiónico, el ácido 3-mercapto-3-metilbutírico y similares, y son más preferidos el ácido 3-mercaptobutírico y similares.
Ejemplos específicos de alcoholes polihídricos adecuados incluyen alquilen C2-20 glicoles (pueden preferirse glicoles que tienen un grupo alquileno C2-10, en los que la cadena de carbono puede estar ramificada; p. ej., etilenglicol, trimetilenglicol, 1,2-propilenglicol, 1,2-butanodiol, 1,3-butanodiol, 2,3-butanodiol, tetrametilenglicol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,8-octanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,12-dodecanodiol, ciclohexano-1,4-dimetanol y bisfenol-A hidrogenado), dietilenglicol, poli(oxialquilen)glicoles, glicerol, trietilenglicol, polietilenglicoles, dipropilenglicol, tripropilenglicol, polipropilenglicoles, politetrametilen éter glicoles, trimetilolpropano, ditrimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol, ciclohexanodiol, ciclohexanodimetanol, norborneno dimetanol, norbornano dimetanol, policarbonato dioles, polisiliconas modificadas con un grupo hidroxi en cada extremo, polioles que contienen un anillo aromático, isocianurato de tris-2-hidroxietilo, 2,2-bis[4-(2hidroxietiloxi)fenil]propano, 4,4’-(9-fluoreniliden)bis(2-fenoxietanol), aductos de ciclohexano-1,4-dimetanol y óxido de etileno, aductos de bisfenol-A hidrogenado y óxido de etileno, aductos de ciclohexano-1,4-dimetanolpropileno y óxido de propileno, aductos de bisfenol-A y óxido de propileno hidrogenados.
Ejemplos de compuestos de politiol adecuados incluyen compuestos de politiol representados por la fórmula (III) o la fórmula (IV):
en donde R<3>a R<6>son independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C<1-10>(p. ej., un grupo alquilo C<1-3>lineal o ramificado, tal como un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo o un grupo isopropilo) y LC(=O)-O- es una estructura de fórmula (Il).
Ejemplos específicos de compuestos de politiol adecuados incluyen: éster di(1-mercaptoetílico) del ácido ftálico; éster di(2-mercaptopropílico) del ácido ftálico; éster di(3-mercaptobutílico) del ácido ftálico; éster di(3-mercaptoisobutílico) del ácido ftálico; bis(3-mercaptobutirato) de etilenglicol, bis(3-mercaptobutirato) de propilenglicol; bis(3-mercaptobutirato) de dietilenglicol; bis(3-mercaptobutirato) de butanodiol; bis(3-mercaptobutirato) de octanodiol; tris(3-mercaptobutirato) de trimetilolpropano; tetrakis(3-mercaptobutirato) de pentaeritritol; hexakis(3-mercaptobutirato) de dipentaeritritol; bis(3-mercaptobutirato) de 1,3-butanodiol; bis(3-mercaptobutirato) de 1,4-butanodiol; bis(3-mercaptobutirato) de neopentilglicol; bis(3-mercaptobutirato) de 1,6-hexanodiol); bis(3-mercaptobutirato) de 1,8-octanodiol; bis(3-mercaptobutirato) de 1,9-nonanodiol; bis(3-mercaptobutirato) de ciclohexano-1,4-dimetanol; bis(3-mercaptobutirato) de dietilenglicol; bis(3-mercaptobutirato) de trietilenglicol; bis(3-mercaptobutirato) de polietilenglicol, bis(3-mercaptobutirato) de dipropilenglicol, bis(3-mercaptobutirato) de tripropilenglicol, bis(3-mercaptobutirato) de polipropilenglicol, bis(3-mercaptobutirato) de politetrametilen éter glicol, bis(3-mercaptobutirato) de un aducto de ciclohexano-1,4-dimetanol y óxido de etileno, bis(3-mercaptobutirato) de un aducto de bisfenol-A y óxido de etileno hidrogenado, bis(3-mercaptobutirato) de un aducto de ciclohexano-1,4-dimetanol y óxido de propileno, bis(3-mercaptobutirato) de un aducto de bisfenol-A y óxido de propileno hidrogenado, tris(3-mercaptobutirato) de glicerol, tetrakis(3-mercaptobutirato) de diglicerol, tris(3-mercaptobutirato) de trimetilolpropano, tetrakis(3-mercaptobutirato) de ditrimetilolpropano, tetrakis(3-mercaptobutirato) de pentaeritritol, hexakis(3-mercaptobutirato) de dipentaeritritol , bis(2-mercaptopropionato) de etilenglicol, bis(2-mercaptopropionato) de propilenglicol, bis(2-mercaptopropionato) de dietilenglicol, bis(2-mercaptopropionato) de butanodiol, bis(2-mercaptopropionato) de octanodiol, tris(2-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tetrakis(2-mercaptopropionato) de pentaeritritol, hexakis(2-mercaptopropionato) de dipentaeritritol, bis(3-mercaptoisobutirato) de etilenglicol, bis(3-mercaptoisobutirato) de propilenglicol), bis(3-mercaptoisobutirato) de dietilenglicol, bis(3-mercaptoisobutirato) de butanodiol, bis(3-mercaptoisobutirato) de octanodiol, tris(3-mercaptoisobutirato) de trimetilolpropano, tetrakis(3-mercaptoisobutirato) de pentaeritritol, hexakis(3-mercaptoisobutirato) de dipentaeritritol, bis(2mercaptoisobutirato) de etilenglicol, bis(2-mercaptoisobutirato) de propilenglicol, bis(2-mercaptoisobutirato) de dietilenglicol, bis(2-mercaptoisobutirato ) de butanodiol, bis(2-mercaptoisobutirato) de octanodiol, tris(2-mercaptoisobutirato) de trimetilolpropano, tetrakis(2-mercaptoisobutirato) de pentaeritritol, hexakis( 2-mercaptoisobutirato) de dipentaeritritol, bis(4-mercaptovalerato) de etilenglicol; bis(4-mercaptoisovalerato) de propilenglicol; bis(4-mercaptovalerato) de dietilenglicol; bis(4-mercaptovalerato) de butanodiol; bis(4-mercaptovalerato) de octanodiol; tris(4-mercaptovalerato) de trimetilol-propano; tetrakis(4-mercaptovalerato) de pentaeritritol; hexakis(4-mercaptovalerato) de dipentaeritritol; bis(3-mercaptovalerato) de etilenglicol; bis(3-mercaptovalerato) de propilenglicol; bis(3-mercaptovalerato) de dietilenglicol; bis(3-mercaptovalerato) de butanodiol; bis(3-mercaptovalerato) de octanodiol; tris(3-mercaptovalerato) de trimetilolpropano; tetrakis(3-mercaptovalerato) de pentaeritritol; hexakis(3- mercaptovalerato) de dipentaeritritol; bis(3-mercaptobutirato) de bisfenol-A hidrogenado; éter-3-mercaptobutirato de bisfenol-A dihidroxietilo; (3-mercaptobutirato) de 4,4'-(9-fluoreniliden)bis(2-fenoxietilo); bis(3-mercapto-3-fenilpropionato) de etilenglicol; bis(3mercapto-3-fenilpropionato) de propilenglicol; bis(3-mercapto-3-fenilpropionato) de dietilenglicol; bis(3-mercapto-3-fenilpropionato) de butanodiol; bis(3-mercapto-3-fenilpropionato) de octanodiol; tris(3-mercapto-3-fenilpropionato) de trimetilolpropano; tris-(3-mercapto-3-fenilpropionato) de trimetilolpropano; isocianurato de tris-2-(3-mercapto-3-fenilpropionato)etilo; tetrakis(3-mercapto-3-fenilpropionato) de pentaeritritol; hexakis(3-mercapto-3-fenilpropionato) de dipentaeritritol; bis(tioglicolato) de etilenglicol; bis(tioglicolato) de trimetilenglicol, bis(tioglicolato) de propilenglicol; bis(tioglicolato) de 1,3-butanodiol; bis(tioglicolato) de 1,4-butanodiol; bis(tioglicolato) de neopentilglicol; bis(tioglicolato) de 1,6-hexanodiol; bis(tioglicolato) de 1,8-octanodiol; bis(tioglicolato) de 1,9-nonanodiol; bis(tioglicolato) de ciclohexano-1,4-dimetanol; bis(tioglicolato) de dietilenglicol; bis(tioglicolato) de trietilenglicol; bis(tioglicolato) de polietilenglicol; bis(tioglicolato) de dipropilenglicol; bis(tioglicolato) de tripropilenglicol; bis(tioglicolato) de polipropilenglicol; bis(tioglicolato) de politetrametilen éter glicol; un bis(tioglicolato) de un aducto de ciclohexano-1,4-dimetanol y óxido de etileno; un bis(tioglicolato) de un aducto de bisfenol-A y óxido de etileno hidrogenado; un bis(tioglicolato) de un aducto de ciclohexano-1,4-dimetanol y óxido de propileno; un bis(tioglicolato) de un aducto de bisfenol-A y óxido de propileno hidrogenado; tris(tioglicolato) de glicerol; tetrakis(tioglicolato) de diglicerol; tris(tioglicolato) de trimetilolpropano; tetrakis(tioglicolato) de ditrimetilolpropano; tetrakis(tioglicolato) de pentaeritritol; hexakis(tioglicolato) de dipentaeritritol; bis(3-mercaptopropionato) de etilenglicol; bis(3-mercaptopropionato) de trimetilenglicol; bis(3-mercaptopropionato) de propilenglicol; bis(3-mercaptopropionato) de 1,3-butanodiol; bis(3-mercaptopropionato) de 1,4-butanodiol; bis(3-mercaptopropionato) de neopentilglicol; bis(3-mercaptopropionato) de 1,6-hexanodiol; bis(3-mercaptopropionato) de 1,8-octanodiol; bis(3-mercaptopropionato) de 1,9-nonanodiol; bis(3-mercaptopropionato) de ciclohexano-1,4-dimetanol; bis(3-mercaptopropionato) de dietilenglicol; bis(3-mercaptopropionato) de trietilenglicol; bis(3-mercaptopropionato) de polietilenglicol; bis(3-mercaptopropionato) de dipropilenglicol; bis(3-mercaptopropionato) de tripropilenglicol; bis(3-mercaptopropionato) de polipropilenglicol; bis(3-mercaptopropionato) de politetrametilen éter glicol; un bis(3-mercaptopropionato) de un aducto de ciclohexano-1,4dimetanol y óxido de etileno, un bis(3-mercaptopropionato) de un aducto de bisfenol-A y óxido de etileno hidrogenado, un bis(3-mercaptopropionato) de un aducto de ciclohexano-1,4-dimetanol y óxido de propileno, un bis(3-mercaptopropionato) de un aducto de bisfenol-A y óxido de propileno hidrogenado, tris(3-mercaptopropionato) de glicerol; tetrakis(3-mercaptopropionato) de diglicerol; tris(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano; tetrakis(3-mercaptopropionato) de ditrimetilolpropano; tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol; 1,8-dimercapto-3,6-dioxaoctano; y hexakis(3-mercaptopropionato) de dipentaeritritol.
Se pueden utilizar combinaciones de dos o más compuestos de tiol diferentes en el segundo componente.
Compuestos de (Met)acrilato que Tienen un Único Grupo Funcional de (Met)acrilato por Molécula
Los sistemas multicomponente de la presente invención pueden comprender opcionalmente uno o más compuestos de (met)acrilato que contienen un único grupo funcional de acrilato o metacrilato por molécula (a los que se alude en esta memoria como "compuestos funcionalizados con mono(met)acrilato"). Puede utilizarse cualquiera de compuestos de este tipo conocidos en la técnica. Típicamente, el o los compuestos funcionalizados con mono(met)actilato, si se utilizan, estarán presentes en el mismo componente que el o los compuestos de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula.
Ejemplos de compuestos funcionalizados con mono(met)acrilato adecuados incluyen, pero no se limitan a ésteres de mono-(met)acrilato de alcoholes alifáticos (en donde el alcohol alifático puede ser de cadena lineal, ramificada o alicíclica y puede ser un mono-alcohol , un di-alcohol o un polialcohol, con la condición de que solo un grupo hidroxilo esté esterificado con ácido (met)acrílico; ésteres de (met)acrilato de alcoholes aromáticos (tales como fenoles, incluyendo fenoles alquilados); ésteres de mono(met)acrilato de alcoholes alquilarílicos (tales como alcohol bencílico); ésteres de mono-(met)acrilato de glicoles oligoméricos y poliméricos, tales como dietilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol, polietilenglicol y polipropilenglicol; ésteres de (met)acrilato de éteres monoalquílicos de glicoles, glicoles oligoméricos, glicoles poliméricos; ésteres de mono-(met)acrilato de alcoholes alifáticos alcoxilados (p. ej., etoxilados y/o propoxilados) (en donde el alcohol alifático puede ser de cadena lineal, ramificada o alicíclica y puede ser un mono-alcohol, un di-alcohol o un polialcohol, con la condición de que solo un grupo hidroxilo del alcohol alifático alcoxilado esté esterificado con ácido (met)acrílico); ésteres de mono-(met)acrilato de alcoholes aromáticos alcoxilados (p. ej., etoxilados y/o propoxilados) (tales como fenoles alcoxilados); mono(met)acrilatos de caprolactona; y similares.
Los siguientes compuestos son ejemplos específicos de compuestos funcionalizados con mono(met)acrilato adecuados para uso en los sistemas multicomponente de la presente invención: (met)acrilato de metilo; (met)acrilato de etilo; (met)acrilato de n-propilo; (met)acrilato de n-butilo; (met)acrilato de isobutilo; (met)acrilato de n-hexilo; (met)acrilato de 2-etilhexilo; (met)acrilato de n-octilo; (met)acrilato de isooctilo; (met)acrilato de n-decilo; (met)acrilato de n-dodecilo; (met)acrilato de tridecilo; (met)acrilato de tetradecilo; (met)acrilato de hexadecilo; (met)acrilato de 2-hidroxietilo; (met)acrilato de 2- y 3-hidroxipropilo; (met)acrilato de 2-metoxietilo; (met)acrilato de 2-etoxietilo; (met)acrilato de 2- y 3-etoxipropilo; (met)acrilato de tetrahidrofurfurilo; (met)acrilato de tet rahid rofu rfurilo alcoxilado; (met)acrilato de isobornilo; 2-(2-(met)acrilato de etoxietoxi)etilo; (met)acrilato de ciclohexilo; (met)acrilato de glicidilo; (met)acrilato de isodecilo: (met)acrilato de 2-fenoxietilo; (met)acrilato de laurilo; (met)acrilato de isobornilo; (met)acrilato de 2-fenoxietilo; (met)acrilatos de fenol alcoxilados; (met)acrilatos de nonilfenol alcoxilados; (met)acrilato formal de trimetilolpropano cíclico; (met)acrilato de trimetilciclohexanol; (met)acrilato de monometil éter de dietilenglicol; (met)acrilato de monoetil éter de dietilenglicol; (met)acrilato de monobutil éter de dietilenglicol; (met)acrilato de monoetil éter de trietilenglicol; (met)acrilato de laurilo etoxilado; (met)acrilatos de metoxipolietilenglicol; y combinaciones de los mismos.
De acuerdo con determinadas realizaciones de la invención, la composición no contiene compuesto funcionalizado con mono(met)acrilato alguno (es decir, compuestos que contienen solo un único grupo funcional acrilato o metacrilato por molécula). Sin embargo, la composición puede comprender uno o más compuestos funcionalizados con mono(met)acrilato. De acuerdo con determinadas realizaciones, la cantidad de compuesto funcionalizado con mono(met)acrilato con respecto a la cantidad de compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula es limitada.
Por ejemplo, el al menos un compuesto funcionalizado con multi(met)acrilato que contiene dos o más grupos funcionales de (met)acrilato por molécula pueden estar presentes en una cantidad eficaz para satisfacer la siguiente ecuación:
A/[A B] > 0,4
en donde A = cantidad total en peso de compuesto de (met)acrilato que contiene dos o más grupos funcionales (met)acrilato por molécula y B = cantidad total en peso de compuesto funcionalizado con mono(met)acrilato que contiene un único grupo funcional (met)acrilato por molécula. De acuerdo con otras realizaciones de la invención, A/[A B] 0,5, A/[A B] > 0,6, A/[A B] 0,7, A/[A B] > 0,8, A/[A B] > 0,9, A/[A B] 0,95.
Relación de Compuesto de Tiol a Compuesto de (Met)acrilato
Las cantidades relativas de compuesto(s) de tiol y compuesto(s) de (met)acrilato en el sistema multicomponente de la presente invención se pueden variar según sea apropiado a la vista de las propiedades y características que pueden desearse para el sistema multicomponente y/o el producto esponjado obtenido a partir del mismo.
En determinadas realizaciones de la invención, la cantidad de compuesto de tiol empleada es baja con relación a la cantidad de compuesto de (met)acrilato. Por ejemplo, el sistema multicomponente puede tener una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de menos de 0,5: 1,0,4: 1 o menos, 0,35: 1 o menos, 0,3: 1 o menos, o 0,25 o menos. Utilizando una cantidad molar relativamente baja de compuesto de tiol es ventajoso porque los compuestos de tiol típicamente son más costosos que los compuestos de (met)acrilato y a menudo también tienen un olor desagradable.
Sin embargo, en otras realizaciones, se emplean cantidades molares superiores de compuesto de tiol con respecto a la cantidad molar de compuesto de (met)acrilato que puede estar presente. Por ejemplo, el sistema multicomponente puede tener una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,5 : 1 o mayor, p. ej., 0,55 : 1 o mayor, 0,6 : 1 o mayor o 0,7 : 1 o mayor. Sin embargo, típicamente se prefiere generalmente que la relación molar de grupos funcionales tiol no sea mayor que 1 : 1, p. ej., no mayor que 0,95 : 1, no mayor que 0,9 : 1, no mayor que 0,85 : 1 o no mayor que 0,8 : 1.
De acuerdo con realizaciones preferidas, el sistema multicomponente tiene una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de al menos 0,01 : 1, al menos 0,05 : 1 o al menos 0,1 : 1.
En realizaciones en las que el sistema multicomponente tiene una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,5 : 1 o mayor y el al menos un iniciador en los radicales libres incluye al menos un peróxido orgánico, el sistema multicomponente comprende adicionalmente al menos un promotor para el al menos un peróxido orgánico, en donde el al menos un peróxido orgánico y el al menos un promotor para el al menos un peróxido orgánico están presentes en diferentes componentes (en particular, el promotor está presente en el primer componente y el peróxido orgánico está presente en el segundo componente). Unperóxido orgánico y promotor de este tipo para el peróxido orgánico también pueden estar presentes opcionalmente en el sistema multicomponente cuando la relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato es inferior a 0,5 : 1.
Iniciadores en los Radicales Libres
Iniciadores en los radicales libres adecuados para uso en la presente invención incluyen cualquier sustancia capaz de iniciar la polimerización (el curado) en los radicales libres del o de los compuestos de (met)acrilato. De acuerdo con una realización, se emplea un iniciador en los radicales libres que es estable a temperatura ambiente (25 °C), pero se activa calentándolo a una temperatura elevada (es decir, el iniciador en los radicales libres se activa térmicamente). De acuerdo con otra realización, el iniciador en los radicales libres es, por sí solo o formulado en un componente de acuerdo con la presente invención, estable a temperatura ambiente, pero se activa combinándolo con uno o más promotores que facilitan la generación de especies de radicales libres capaces de iniciar la polimerización. Una activación de este tipo utilizando un promotor se produce ventajosamente a temperatura ambiente (p. ej., de 150C a 300C). Se puede utilizar una combinación de promotor(es) y calentamiento para activar el iniciador en los radicales libres, en determinadas realizaciones de la invención.
Iniciadores en los radicales libres adecuados incluyen, por ejemplo, iniciadores azoicos, peróxidos orgánicos (incluyendo peróxidos de dialquilo, peróxidos de alquilarilo y peróxidos de diacilo), hidroperóxidos, percetales, perésteres, peroxidicarbonatos y perácidos. Ejemplos ilustrativos específicos de iniciadores en los radicales libres adecuados para su uso en la presente invención incluyen di-í-butil azodiisobutironitrilo (AIBN), peróxido de benzoílo, hidroperóxido de cumeno, peróxido de metiletilcetona e hidroperóxido de í-butilo.
El sistema multicomponente de la presente invención debe formularse para que contenga una cantidad de iniciador en los radicales libres (o combinación de iniciadores en los radicales libres) eficaz para lograr el curado de los componentes, una vez combinados, dentro de un período de tiempo predeterminado (que deseablemente será dentro de 60 minutos, dentro de 45 minutos, dentro de 30 minutos o dentro de 15 minutos desde el momento en que se mezclan los componentes, de acuerdo con diversas realizaciones de la invención).
Típicamente, el iniciador en los radicales libres está presente en el sistema multicomponente en una cantidad total de 0,05 a 2 % en peso basado en el peso total del sistema multicomponente.
De acuerdo con determinadas realizaciones, los sistemas multicomponente de la presente invención no contienen catalizador de adición de Michael alguno.
Promotores de Iniciadores en los Radicales Libres
Uno o más promotores para el iniciador en los radicales libres pueden estar presentes en el sistema multicomponente de la presente invención. Si están presentes, se prefiere que promotor o promotores de este tipo estén presentes en un componente distinto del componente que contiene el iniciador en los radicales libres, para evitar la activación prematura del iniciador en los radicales libres. Sustancias de este tipo catalizan, fomentan o activan la descomposición de uno o más de los iniciadores en los radicales libres presentes en los sistemas multicomponentes cuando los componentes se combinan, acelerando con ello el curado del sistema multicomponente por el iniciador en los radicales libres .
Promotores adecuados incluyen, por ejemplo, especies metálicas tales como sales metálicas, en particular sales de metales seleccionadas del grupo que consiste en Li, Al, Mg, Co, Fe, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, Sn, Au, Pd, V y Pt. La porción aniónica de la sal puede ser un haluro, nitrato, sulfato o carboxilato (p. ej., lactato, acetato, hexanoato, naftenato), por ejemplo. Sales haluro, en particular sales cloruro, son especialmente preferidas. También se pueden utilizar complejos de los metales antes mencionados.
Típicamente, el sistema multicomponente comprenderá una cantidad de promotor eficaz para reducir el tiempo de curado del sistema multicomponente (una vez mezclado) en comparación con el tiempo de curado observado en ausencia de promotor. Una cantidad de este tipo variará dependiendo de un cierto número de factores, pero en diversas realizaciones de la invención el promotor está presente en una cantidad que proporciona al menos 5, 10, 20, 30, 40 o 50 ppm en total del o de los metales seleccionados del grupo que consiste en Li, Al, Mg, Co, Fe, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, Sn, Au, Pd, V y Pt, basados en el peso total del sistema multicomponente. En otras realizaciones, el sistema multicomponente contiene promotor(es) en una cantidad para proporcionar no más de 5000, 3500 o 2000 ppm de metal(es) de este tipo en el sistema multicomponente, basado en el peso total del sistema multicomponente.
Tensioactivos
Los sistemas multicomponente de la presente invención incluyen uno o más tensioactivos. El o los tensioactivos pueden ser parte del primer componente o del segundo componente o pueden estar presentes tanto en el primer componente como en el segundo componente. Un tensioactivo o una combinación de tensioactivos pueden ayudar o fomentar la estabilización de las células de gas formadas durante la formación de espuma del sistema multicomponente (p. ej., inhibiendo la coalescencia de burbujas), pero pueden cumplir una o más de otras funciones, tal como reducir la tensión superficial, compatibilizar o dispersar los ingredientes de un componente, o compatizar los componentes una vez combinados.
Los tipos de tensioactivos útiles en la presente invención no están particularmente limitados, pero se pueden emplear ventajosamente tensioactivos no iónicos y, en particular, tensioactivos que contienen silicio, tales como aceites de silicona o copolímeros de bloques de siloxano-oxialquileno.
Los tensioactivos que contienen silicio preferidos son materiales no hidrolizables tales como copolímeros de silicio-glicol. Ejemplos de tensioactivos de este tipo pueden incluir, pero jo se limitan a TegoStab® B 8465, TegoStab® B 8484, TegoStab® B 8486, Momentive® L-5130, Momentive® L-5180, Momentive® L-5340, Momentive® L-5440, Momentive® L-6100, Momentive® L-6900, Momentive® L-6980, Momentive® L-6988, Air Products DC-193, Air Products DC-197, Air Products DC-5582, Air Products-5598, Goldschmidt® AG B-8408, Goldschmidt® AG B-8407, Goldschmidt® AG B-8409, Goldschmidt® AG B-8462 y otros descritos en las Pat. de EE.UU. N°s 2.834.748; 2.917.480; y 4.147.847 (cada una de las cuales se incorpora en esta memoria como referencia en su totalidad para todos los fines), y mezclas de los mismos.
Tensioactivos ejemplares que no contienen silicio, útiles en la presente invención, pueden incluir, pero no se limitan a alquilfenoles oxietilados, alcoholes grasos oxietilados, aceites de parafina, ésteres de aceite de ricino, ésteres de ácido ricinoleico, aceite rojo de pavo, aceite de cacahuete, parafinas y alcoholes grasos, y tensioactivo LK-443 de Air Products y mezclas de los mismos. Una mezcla de cualquier número de tensioactivos que contienen silicio, combinada con una mezcla de cualquier número de tensioactivos que no contienen silicio puede servir como el componente tensioactivo de esta invención.
En términos generales, en el sistema multicomponente se incluye una cantidad de tensioactivo que es eficaz para proporcionar una mayor estabilidad de las células de gas que se forman, debido a la presencia del o de los agentes de soplado, a medida que el sistema multicomponente reacciona y forma espuma para proporcionar un producto esponjado. Típicamente, el sistema multicomponente de la presente invención contiene al menos 0,1 %, o al menos 0,3 %, o al menos 0,5 % en peso de tensioactivo, en total, basado en el peso total del sistema multicomponente, pero no más del 15 %, no más del 10 % o no más del 5 % en peso de tensioactivo, en total, basado en el peso total del sistema multicomponente. Por ejemplo, el sistema multicomponente puede estar compuesto de 0,1 a 3 % en peso de tensioactivo, en total, basado en el peso total del sistema multicomponente.
Agentes de Soplado
Los sistemas multicomponente de la presente invención incluyen uno o más agentes de soplado. El o los agentes de soplado pueden ser parte del primer componente o del segundo componente o pueden estar presentes tanto en el primer componente como en el segundo componente. El agente de soplado puede ser cualquier producto químico o sustancia que se vaporice como resultado del calor generado durante el curado (polimerización) del sistema multicomponente, que reaccione o se descomponga para formar un gas durante el curado, o que reaccione o se descomponga para formar un producto químico o sustancia que se vaporiza durante el curado. Agentes de soplado que son más útiles en el contexto de la presente invención son productos químicos o sustancias que tienen puntos de ebullición a presión atmosférica de hasta aproximadamente 180 ° C que producen productos de reacción o descomposición que tienen puntos de ebullición a presión atmosférica por debajo de 1800C.
En la presente invención se pueden utilizar agentes de soplado tanto físicos como químicos o combinaciones de los mismos. Los agentes de soplado químicos son capaces típicamente de desprender gases, tales como dióxido de carbono o nitrógeno, mediante reacción química o descomposición. Los agentes de soplado físicos son típicamente gases o líquidos volátiles de bajo punto de ebullición que se añaden a la composición formadora de espuma. En una realización de la presente invención, el agente de soplado en el sistema multicomponente comprende uno o más agentes de soplado físicos seleccionados de hidrofluorocarbonos (HFCs), hidroclorofluorocarbonos (HCFCs), hidrofluoroolefinas (HFOs), hidroclorofluoroolefinas (HCFOs), hidrocloroolefinas (HCOs), alcanos lineales, alcanos ramificados, alcanos cíclicos, dióxido de carbono, formiato de metilo, gases inertes, gases atmosféricos, alcoholes (preferiblemente alcoholes de C1 a C5), aldehídos (preferiblemente aldehídos de C1 a C4), éteres (preferiblemente éteres de C1 a C4, tales como dimetiléter) y diéteres, éteres fluorados, éteres fluorados insaturados, cetonas, fluorocetonas, agua o mezclas de los mismos.
Agentes de soplado de hidrofluorocarbonos ejemplares, útiles en la presente invención incluyen, pero no se limitan a difluorometano (HFC-32); 1-fluoroetano (HFC-161); 1,1-difluoroetano (HFC-152a), 1,2-difluoroetano (HFC-152), 1,1,1-trifluoroetano (HFC-143a), 1,1,2-trifluoroetano (HFC-143); 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a); 1,1,2,2-tetrafluoroetano
(HFC-134); 1,1,1,2,2-pentafluoroetano (HFC-125); 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (HFC-245fa); 1,1,2,2,3-pentafluoropropano (HFC-245ca); 1,1,1,2,3-pentafluoropropano (HFC-245eb); 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropano (HFC-236fa); 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (HFC-227ea); 1,1,1,3.3-pentafluorobutano (HFC-365mfc); 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropropano (HFC-4310); o mezclas de los mismos. En una realización preferida de la presente invención, el agente de soplado de hidrofluorocarbono comprende HFC-365mfc; HFC-245fa; HFC-152a; o mezclas de los mismos.
Agentes de soplado de hidrofluoroolefina (HFO) ejemplares, útiles en la presente invención, incluyen, pero no se limitan a pentafluoropropenos, tales como 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (HFO1225ye); tetrafluoropropenos, tales como 1,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234ze, isómeros E y Z), 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf) y 1,2,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234ye); trifluoropropenos, tales como 3,3,3-trifluoropropeno (HFO-1243zf); tetrafluorobutenos, tales como (HFO-1345); isómeros de pentafluorobuteno, tales como (HFO-1354); isómeros de hexafluorobuteno, tales como (HFO-1336); isómeros de heptafluorobuteno, tales como (HFO-1327); isómeros de heptafluoropenteno, tales como (HFO-1447); isómeros de octafluoropenteno, tales como (HFO-1438); e isómeros de nonafluoropenteno, tales como (HFO-1429). Preferiblemente, los agentes de soplado de hidrofluoroolefina contienen 3, 4, 5 o 6 carbonos. En otra realización preferida de la presente invención, el agente de soplado de hidrofluoroolefina se selecciona de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf); 1,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234ze), particularmente el isómero trans; 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (HFO-1336mzz), particularmente el isómero cis; o mezclas de los mismos.
Agentes de soplado de hidroclorofluoroolefina (HCFO) ejemplares, útiles en la presente invención, incluyen, pero no se limitan a 1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (HCFO-1233zd) (isómeros E y Z); 2-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (HCFO-1233xf); HCFO-1223; 1,2-dicloro-1,2-difluoroeteno (isómeros E y Z); 3,3-dicloro-3-fluoropropeno, 2-cloro-1,1,1,4,4,4-hexafluorobuteno-2 (isómeros E y Z); y 2-cloro-1,1,1,3,4,4,4-heptafluorobuteno-2 (isómeros E y Z). Un agente de soplado de hidrocloroolefina ejemplar de la presente invención es trans-1,2-dicloroetileno (TDCE).
Agentes de soplado de alcano ejemplares, útiles en la presente invención, incluyen, pero no se limitan a ciclopentano; pentano; isobutano; gas propano líquido (LPG); y similares y combinaciones de los mismos.
La cantidad de agente de soplado en el sistema multicomponente de la presente invención se puede variar según sea apropiado con el fin de lograr, por ejemplo, una densidad particular deseada en el producto esponjado producido utilizando el sistema multicomponente. En términos generales, el agente de soplado está presente en una cantidad eficaz para conseguir un producto curado que forma espuma, es decir, un producto que contiene al menos algunas celdas. Las celdas formadas como resultado de la formación de espuma provocada por el o los agentes de soplado pueden ser celdas cerradas, celdas abiertas o una combinación de celdas abiertas y cerradas. La densidad del producto esponjado puede ser, por ejemplo, de 0,01 g/cm3 a 0,80 g/cm3. Típicamente, el sistema multicomponente se formula de manera que contenga de 1 a 25 % en peso de agente de soplado en total, basado en el peso total del sistema multicomponente. Por ejemplo, el sistema multicomponente puede comprender de 5 a 20 % en peso de agente de soplado, en total, basado en el peso total del sistema multicomponente.
Estabilizadores
El sistema multicomponente de la presente invención puede comprender uno o más estabilizadores, que pueden estar presentes en uno o todos los componentes del sistema. Estabilizadores adecuados incluyen compuestos y sustancias que funcionan para prevenir o reducir la reacción prematura o el deterioro de los materiales presentes en el componente, extendiendo o mejorando con ello la vida útil del componente individual. Si uno de los componentes contiene tanto compuesto de tiol como compuesto de (met)acrilato, será especialmente ventajoso incluir al menos un estabilizador en el componente, ya que mezclas de compuesto de tiol/compuesto de (met)acrilato de este tipo tienden a ser inestables en ausencia de estabilizador, dependiendo de su reactividad inherente entre sí.
Estabilizadores adecuados para estabilizar mezclas de compuestos de tiol y compuestos de (met)acrilato son bien conocidos en la técnica e incluyen, por ejemplo, compuestos fenólicos (incluyendo compuestos fenólicos estéricamente impedidos y compuestos fenólicos sustituidos con alquenilo); compuestos de ácido fosfónico; compuestos de fosfito; hidroquinonas; sales de hidroxilamina; polisulfuros de dialquilo; ácidos orgánicos; y similares y combinaciones de los mismos. Ejemplos específicos de estabilizadores adecuados incluyen, pero no se limitan a pirogalol, ácido vinilfosfónico, ácido fenilfosfónico, ácido fosforoso, ácido (12-fosfonododecil)fosfónico, ácido (3-bromopropil)fosfónico, butilhidroxitolueno, metoxi hidroquinona, isoeugenol, alfa-tocoferol, 4-terc.-butilcatecol,ácido gálico, galato de laurilo, fosfito de trifenilo, fosfito de tris(2,4-di-terc.)-butilfenilo), sal de aluminio de N-nitroso-N-fenilhidroxilamina y 4-metoxi-1 -naftol y combinaciones de los mismos.
Un componente del sistema multicomponente de la presente invención puede contener, por ejemplo, de 5 a 1000 ppm, en total, de estabilizador(es).
Otros Aditivos Opcionales
Los sistemas multicomponente de la presente invención pueden contener adicionalmente uno o más aditivos adicionales. Aditivos adicionales de este tipo pueden estar presentes en el primer componente solo, en el segundo componente solo, o tanto en el primer componente como en el segundo componente, con la condición de que sean compatibles con los demás ingredientes presentes en componente(s) de este tipo.
Ejemplos de aditivos opcionales que pueden incluirse en el sistema multicomponente incluyen, pero no se limitan a cargas, retardantes de llama, pigmentos/colorantes, modificadores de impacto, plastificantes, agentes de control de reología, promotores de adhesión y similares y combinaciones de los mismos. En realizaciones preferidas de la invención, el sistema multicomponente se formula sin isocianato.
Aditivos y cargas ejemplares pueden incluir, pero no se limitan a polímeros (especialmente polímeros termoplásticos) tales como poliolefinas (p. ej., polietileno lineal de baja densidad, polietileno de ultrabaja densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad, cualquier otro tipo de polietileno, polipropileno), poli(acetato de vinilo), acetato de etil vinilo, poli(butirato de vinilo), cauchos, uretanos termoplásticos, resinas acrílicas (p. ej., polímeros de acrilatos de alquilo, tales como homopolímeros de metacrilato de metilo y copolímeros de metacrilato de metilo y uno o más de otros monómeros de (met)acrilato) y terpolímeros aleatorios de etileno, acetato de vinilo y anhídrido maleico (tales como los vendidos por Arkema bajo la marca "Orevac"); sustancias inorgánicas tales como sílices pirógenas secas, sílices precipitadas, sílices modificadas en superficie, arcillas, zeolitas y polvos minerales; copolímeros de bloques, modificadores de impacto y polímeros diseñados por bioingeniería, tales como partículas de núcleo-envolvente. Para aumentar el grado de expansión de la espuma se pueden utilizar partículas de plástico huecas que contengan una sustancia volátil (tales como las vendidas por Akzo Nobel bajo la marca "Expancel").
Las nanopartículas inorgánicas representan un tipo preferido de aditivo que puede utilizarse en la presente invención. Se pueden añadir nanopartículas a la formulación para afectar las propiedades de la espuma final tales como la conductividad térmica. En particular, la composición orgánica-inorgánica combinada del producto esponjado que incorpora nanopartículas inorgánicas de este tipo puede mejorar las propiedades aislantes frente a una formulación equiparable sin las nanopartículas inorgánicas añadidas. También se pueden utilizar partículas orgánicas, incluyendo nanopartículas orgánicas.
Promotores de adhesión ilustrativos adecuados incluyen ésteres de ácido acrílico acrilado, ésteres de ácido sulfúrico acrilado, ésteres de ácido fosfórico acrilado, cualquier otro ácido orgánico acrilado o ácido inorgánico acrilado y monómeros u oligómeros orgánicos de cualquier funcionalidad que expandan la superficie del sustrato. Pigmentos incluyen cualquier producto químico o sustancia que proporcione un color visible a la formulación o al producto esponjado terminado. Estos incluyen moléculas orgánicas conjugadas, compuestos inorgánicos, y compuestos organometálicos. Los colorantes también pueden tener propiedades fotocromáticas, electrocromáticas o mecanocromáticas y pueden exhibir fotoconmutación u otros efectos visuales sensibles. Los colorantes pueden ser fluorescentes o fosforescentes y también pueden tener propiedades de cambio de color con respecto a estos fenómenos.
Métodos para Fabricar Productos Esponjados
Un producto esponjado de acuerdo con la presente invención se prepara combinando los componentes del sistema multicomponente como se describe en esta memoria. Típicamente, cada uno de los componentes se almacena por separado del o de los otros componentes hasta que esté listo para su uso, por ejemplo en tambores, bolsas, recipientes a granel, tanques o similares separados o en compartimientos separados de un dispositivo de mezcladura/dispensación tal como una lata de aerosol o similares, de acuerdo con cualquiera de las prácticas y procedimientos conocidos o utilizados en la técnica de sistemas de poliuretano multicomponente. Las cantidades deseadas de cada uno de los componentes se mezclan utilizando cualquier procedimiento o aparato adecuado. Preferiblemente, la mezcladura se lleva a cabo de una manera eficaz para lograr una mezcla uniforme u homogénea.
De acuerdo con una realización de la invención, los componentes del sistema multicomponente se mezclan a temperatura ambiente (p. ej., temperatura de la sala o aproximadamente 10 °C a 40 °C) y se deja que la mezcla resultante simplemente reaccione y se cure sin aplicación de calor externo u otro estímulo externo (tal como radiación actínica). La mezcladura se puede realizar mediante cualquier medio conocido en la técnica, incluyendo las técnicas practicadas en el campo de las espumas de poliuretano multicomponente. En términos generales, será deseable formular el sistema multicomponente de manera que los componentes experimenten una reacción exotérmica cuando se combinen, lo cual es suficiente para volatilizar o activar el o los agentes de soplado y provocar la formación de espuma en los componentes combinados mientras curan. Sin embargo, también es posible aplicar calor externo para ayudar a acelerar o controlar de otro modo la velocidad de formación de espuma y el curado. De acuerdo con una realización, el producto esponjado se forma inicialmente sin aplicación de calor externo y luego se somete a un tratamiento térmico posterior a la formación de espuma (en un horno calentado, por ejemplo).
Por lo tanto, los sistemas multicomponente de la presente invención se pueden emplear para fabricar artículos compuestos de un producto esponjado, en donde el producto esponjado es el producto de reacción esponjado y curado .obtenido mezclando el primer y el segundo componentes. Un método de este tipo puede comprender combinar el primer componente y el segundo componente del sistema multicomponente para obtener una mezcla y luego poner en contacto la mezcla con al menos un sustrato. Un contacto de este tipo puede implicar la aplicación de la mezcla a al menos una superficie del sustrato, por ejemplo mediante pulverización, revestimiento, extrusión u otro método de aplicación de este tipo. Las cantidades del primer componente y del segundo componente que se combinan pueden seleccionarse y variarse para proporcionar las concentraciones y proporciones deseadas de los ingredientes individuales de la mezcla que se forma, lo que afectará a las propiedades de curado y formación de espuma de la mezcla y el producto esponjado obtenido a partir del mismo.
La mezcla obtenida inicialmente combinando los componentes del sistema multicomponente, que típicamente está en forma líquida o semilíquida, puede introducirse en un espacio cerrado o definido (tal como un molde, una cavidad hueca, paredes espaciadas o similares), de modo que a medida que los componentes mezclados reaccionan y forman espuma, se expanden y llenan al menos parcialmente el espacio cerrado o definido. Se pueden utilizar métodos de pulverización, extrusión y vertido in situ. Los sistemas multicomponente de la presente invención son especialmente útiles como espumas "polimerizadas in situ".
Usos de Productos Esponjados
Los productos esponjados obtenidos de acuerdo con la presente invención son útiles en cualquiera de las aplicaciones en las que convencionalmente se han utilizado espumas de poliuretano, tales como aplicaciones de aislamiento, amortiguación de sonido y vibraciones, masillas, adhesivos, materiales compuestos y similares. En particular, los productos esponjados se pueden utilizar para proporcionar artículos tales como materiales de envasado, cojines de asiento, aislamiento acústico, aislamiento térmico, colchones, almohadas, aislamiento de electrodomésticos, aislamiento de edificios y espumas en aerosol.
Aspectos de la Invención
Aspectos ilustrativos y no limitativos de la presente invención se pueden resumir como sigue:
Aspecto 1: Un sistema multicomponente para preparar un producto esponjado, que comprende:
a) un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o
más grupos funcionales (met)acrilato por molécula; y
b) un segundo componente compuesto por al menos un compuesto tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol por molécula;
en donde al menos un iniciador en los radicales libres está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o del segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente;
en donde en el caso de que el sistema multicomponente tenga una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,5 : 1 o mayor y el al menos un iniciador en los radicales libres incluya al menos un peróxido orgánico, el sistema multicomponente comprende adicionalmente al menos un promotor para el al menos un peróxido orgánico, en donde el al menos un iniciador en los radicales libres y el al menos un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres están presentes en diferentes componentes.
Aspecto 2: El sistema multicomponente del Aspecto 1, en donde el sistema multicomponente tiene una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,4 : 1 o menos.
Aspecto 3: El sistema multicomponente del Aspecto 2, en donde el sistema multicomponente comprende al menos un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres y el al menos un iniciador en los radicales libres y el al menos un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres está presente en diferentes componentes.
Aspecto 4: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 3, en donde el primer componente está compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales (met)acrilato por molécula y un peso molecular medio numérico de hasta 1000 dalton.
Aspecto 5: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 4, en donde el primer componente está compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato seleccionado del grupo que consiste en diacrilato de dipropilenglicol y diacrilato de triciclodecano dimetanol.
Aspecto 6: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 5, en donde el segundo componente está compuesto por al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol alifáticos por molécula.
Aspecto 7: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 6, en donde el segundo componente está compuesto por al menos un compuesto de tiol que tiene tres o más grupos funcionales tiol alifáticos por molécula.
Aspecto 8: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 7, en donde el segundo componente está compuesto por al menos un compuesto de tiol que es un 2-mercaptoacetato, éster de 3-mercaptopropionato o éster de 3-mercaptobuirato de un polialcohol que contiene dos o más grupos hidroxilo por molécula.
Aspecto 9: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 8, en donde al menos un iniciador en los radicales libres incluye al menos un iniciador en los radicales libres seleccionado del grupo que consiste en compuestos azo, peróxidos orgánicos, hidroperóxidos, percetales, perésteres, peroxidicarbonatos y perácidos.
Aspecto 10: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 9, en donde el al menos un tensioactivo incluye al menos un tensioactivo que contiene silicio.
Aspecto 11: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 10, en donde el al menos un agente de soplado incluye al menos un agente de soplado físico.
Aspecto 12: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 11, en donde la relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato es inferior a 0,3 : 1.
Aspecto 13: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 12, que comprende un total de 50 a 85 por ciento en peso de compuesto(s) (met)acrilato basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 14: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 13, que comprende un total de 5 a 20 por ciento en peso de compuesto de tiol basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 15: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 14, que comprende un total de 5 de 0,05 a 3 por ciento en peso de iniciador en los radicales libres basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 16: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 15, que comprende un total de 0,1 a 3 por ciento en peso de tensioactivo basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 17: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 16, que comprende un total de 1 a 25 por ciento en peso de agente de soplado basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 18: Un producto esponjado, en donde el producto esponjado es un producto de reacción esponjado y curado del sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 17.
Aspecto 19: El producto esponjado del Aspecto 18, en donde el producto esponjado es una espuma de celda abierta, una espuma de celda cerrada o una espuma que comprende tanto celdas abiertas como celdas cerradas.
Aspecto 20: Un método para fabricar un producto esponjado, que comprende una etapa de combinar:
(a) un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales (met)acrilato por molécula; y
(b) un segundo componente compuesto por al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol por molécula;
en donde al menos un iniciador en los radicales libres está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos uno del primer componente o del segundo componente; y
en donde en el caso de que el primer componente y el segundo componente en combinación tengan una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,5 : 1 o mayor y el al menos un iniciador en los radicales libres incluya al menos un peróxido orgánico, el sistema multicomponente comprende adicionalmente al menos un promotor para el al menos un peróxido orgánico, estando el al menos un peróxido orgánico y el al menos un promotor para el al menos un peróxido orgánico presentes en diferentes componentes.
Aspecto 21: El método del Aspecto 20, en donde el sistema multicomponente forma espuma y cura para formar un producto esponjado al mezclar el primer componente y el segundo componente a 25 °C.
Aspecto 22: Un sistema multicomponente para preparar un producto esponjado, que comprende:
a) un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales (met)acrilato por molécula, al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol por molécula, al menos un promotor, y al menos un estabilizador; y
b) un segundo componente compuesto por al menos un iniciador en los radicales libres; en donde el al menos un promotor es un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos uno del primer componente o del segundo componente.
Aspecto 23: El sistema multicomponente del Aspecto 22, en donde el sistema multicomponente tiene una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,4 : 1 o menos.
Aspecto 24: El sistema multicomponente del Aspecto 22 o Aspecto 23, en donde el primer componente está compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales (met)acrilato por molécula y un peso molecular medio numérico de hasta 1000 dalton.
Aspecto 25: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 24, en donde el primer componente está compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato seleccionado del grupo que consiste en diacrilato de dipropilenglicol y diacrilato de triciclodecano dimetanol.
Aspecto 26: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 25, en donde el primer componente está compuesto por al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol alifáticos por molécula.
Aspecto 27: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 26, en donde el primer componente está compuesto por al menos un compuesto tiol que tiene tres o más grupos funcionales tiol alifáticos por molécula.
Aspecto 28: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 27, en donde el primer componente está compuesto por al menos un compuesto de tiol que es un 2-mercaptoacetato, éster de 3-mercaptopropionato o éster de 3-mercaptobuirato de un polialcohol que contiene dos o más grupos hidroxilo por molécula.
Aspecto 29: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 28, en donde el al menos un iniciador en los radicales libres incluye al menos un iniciador en los radicales libres seleccionado del grupo que consiste en compuestos azoicos, peróxidos orgánicos, hidroperóxidos, percetales, perésteres, peroxidicarbonatos y perácidos.
Aspecto 30: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 29, en donde el al menos un tensioactivo incluye al menos un tensioactivo que contiene silicio.
Aspecto 31: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 30, en donde el al menos un agente de soplado incluye al menos un agente de soplado físico.
Aspecto 32: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 31, en donde la relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato es inferior a 0,3 : 1.
Aspecto 33: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 32, que comprende un total de 50 a 85 por ciento en peso de compuesto(s) de (met)acrilato basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 34: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 33, que comprende un total de 5 a 20 por ciento en peso de compuesto de tiol basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 35: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 34, que comprende un total de 0,05 a 3 por ciento en peso de iniciador en los radicales libres basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 36: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 35, que comprende un total de 0,1 a 3 por ciento en peso de tensioactivo basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 37: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 36, que comprende un total de 1 a 25 por ciento en peso de agente de soplado basado en el peso total del sistema multicomponente.
Aspecto 38: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 37, en donde el al menos un promotor incluye al menos un promotor que es una sal o complejo de un metal seleccionado del grupo que consiste en Li, Al, Mg, Co, Fe, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, Sn, Au, Pd, V y Pt.
Aspecto 39: El sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 38, en donde el al menos un estabilizador incluye al menos un estabilizador seleccionado del grupo que consiste en compuestos fenólicos; compuestos de ácido fosfónico; compuestos de fosfito; hidroquinonas; sales de hidroxilamina; ácidos orgánicos; polisulfuros de dialquilo y combinaciones de los mismos.
Aspecto 40: Un producto esponjado, en donde el producto esponjado es un producto de reacción esponjado y curado del sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 22 a 39.
Aspecto 41: El producto esponjado del Aspecto 40, en donde el producto esponjado es una espuma de celda abierta, una espuma de celda cerrada o una espuma que comprende tanto celdas abiertas como celdas cerradas.
Aspecto 42: Un método para fabricar un producto esponjado, que comprende una etapa de combinar:
a) un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales (met)acrilato por molécula, al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol por molécula, al menos un promotor, y al menos un estabilizador; y
b) un segundo componente compuesto por al menos un iniciador en los radicales libres;
en donde el al menos un promotor es un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos un del primer componente o del segundo componente.
Aspecto 43: El método del Aspecto 42, en donde una mezcla obtenida combinando el primer componente y el segundo componente forma espuma y cura para formar un producto esponjado al combinar el primer componente y el segundo componente a 25 °C.
Aspecto 44: Un método para fabricar un artículo compuesto de un producto esponjado, comprendiendo el método combinar el primer componente y el segundo componente del sistema multicomponente de cualquiera de los Aspectos 1 a 17 o 22 a 39 para obtener una mezcla y poner en contacto la mezcla con al menos un sustrato.
Dentro de esta memoria descriptiva, las realizaciones se han descrito de una manera que permite escribir una memoria descriptiva clara y concisa, pero se pretende y se apreciará que las realizaciones se pueden combinar o separar de diversas formas sin apartarse de la invención. Por ejemplo, se apreciará que todas las características preferidas descritas en esta memoria son aplicables a todos los aspectos de la invención descrita en esta memoria.
En algunas realizaciones, la presente invención puede interpretarse como que excluye cualquier elemento o etapa del procedimiento que no afecte materialmente a las características básicas y novedosas de los sistemas multicomponentes, composiciones obtenidas al combinar los componentes de los sistemas multicomponentes, métodos para fabricar y utilizar los sistemas multicomponentes y composiciones, y el producto esponjado preparado utilizando los sistemas multicomponentes y composiciones obtenidas a partir de los mismos. Adicionalmente, en algunas realizaciones, se puede interpretar que la invención excluye cualquier elemento o etapa del procedimiento no especificado en esta memoria.
Ejemplos
Ejemplo 1(de acuerdo con la invención)
El siguiente ejemplo describe la preparación de un producto espinjado a partir de un sistema de dos componentes, en el que se utiliza un (met)acrilato monomérico y una relación molar relativamente baja de grupos funcionales tiol a (met)acrilato (0,167 : 1).
Se emplearon los siguientes ingredientes, en las cantidades mostradas en la Tabla 1:
SR833S = diacrilato de triciclodecano dimetanol, peso molecular 304 dalton (Sartomer)
12 % Cobalt Hex-Cem® = bis(2-etilhexanoato) de cobalto (Borchers)
Thiocure® PETMP = tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (Bruno Bock)
TegoStab® B 8484 = tensioactivo de silicona (Evonik)
Luperox® DDM-9 = peróxido de metil etil cetona (Arkema)
Los componentes A y B se prepararon por separado. Un pequeño exceso (3%) de Componente B se utilizó para compensar la pérdida de material en las paredes del recipiente en el que se preparó Componente B. Luego se añadió Componente B vertiéndolo en Componente A y se mezcló a mano durante 25 segundos. Inmediatamente después de completar esta etapa de mezcladura, la mezcla de Componente A/Componente B reaccionó y se expandió dando un producto esponjado. La espuma dura y quebradiza tenía una gran altura de elevación y un porcentaje de celdas cerradas del 6 %.
Tabla 1.
Ejemplo 2(de acuerdo con la invención)
El siguiente ejemplo describe la preparación de un producto esponjado a partir de un sistema de dos componentes en el que se utiliza una combinación de un (met)acrilato monomérico y un (met)acrilato oligomérico (para proporcionar un sistema de mayor viscosidad que el Ejemplo 1) y una relación molar más alta de tiol a grupos funcionales (met)acrilato (0,5 : 1). Como en el Ejemplo 1, el sistema de dos componentes contenía adicionalmente un peróxido orgánico y un promotor para el peróxido orgánico.
Se emplearon los siguientes ingredientes, en las cantidades mostradas en la Tabla 2:
Monómero 1 = monómero de acrilato tetrafuncional, peso molecular 296 dalton
Oligómero 1 = oligómero de acrilato de uretano a base de poliéster alifático hexafuncional, peso molecular medio numérico 816,8 dalton
12 % Cobalt Hex-Cem® = bis(2-etilhexanoato) de cobalto (Borchers)
DMDOTM = 1,8-dimercapto-3,6-dioxaoctano (Arkema)
TegoStab® B 8484 = tensioactivo de silicona (Evonik)
Luperox® DDM-9 = peróxido de metiletilcetona (Arkema)
Los componentes A y B se prepararon por separado. Luego se añadió Componente B vertiéndolo en Componente A y se mezcló a mano durante 65 segundos. Inmediatamente después de completarse esta etapa de mezcladura, la mezcla de Componente A/Componente B reaccionó y se expandió hasta dar un producto esponjado. La espuma tenía una densidad alta y una dureza media.
Tabla 2.
Ejemplo 3(de acuerdo con la invención)
Se emplearon los siguientes ingredientes, en las cantidades mostradas en la Tabla 3. La relación molar de grupos funcionales tiol a (met)acrilato fue 0,25 : 1.
SR351H = triacrilato de trimetilolpropano, peso molecular 296 dalton (Sartomer)
12 % Cobalt Hex-Cem® = bis(2-etilhexanoato) de cobalto (Borchers)
DMDOTM = 1,8-dimercapto-3,6-dioxaoctano (Arkema)
TegoStab® B 8484 = tensioactivo de silicona (Evonik)
Luperox® CU-80 = hidroperóxido de cumeno (Arkema)
Los Componentes A y B se prepararon por separado. Luego se añadió Componente B vertiéndolo en Componente A y mezclando a mano durante 2 minutos. Tres minutos después de que se completó esta etapa de mezcladura, la mezcla de Componente A/Componente B reaccionó y se expandió para formar un producto esponjado. La espuma de alta dureza tenía una altura de elevación media-baja.
Tabla 3.
Ejemplo 4(de acuerdo con la invención)
Se emplearon los siguientes ingredientes, en las cantidades que mostradas en la Tabla 4. La relación molar de grupos funcionales tiol a (met)acrilato fue de 0,167 : 1.
SR238B = diacrilato de 1,6-hexanodiol, peso molecular 226 dalton (Sartomer)
12 % Cobalt Hex-Cem® = bis(2-etilhexanoato) de cobalto (Borchers)
Thiocure® PETMP = tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (Bruno Bock)
TegoStab® B 8484 = tensioactivo de silicona (Evonik)
Luperox® DDM-9 = peróxido de metil etil cetona (Arkema)
Los componentes A y B se prepararon por separado. Se utilizó un pequeño exceso (2 %) de Componente B para compensar la pérdida de material en las paredes del recipiente en el que se preparó Componente B. Luego se añadió Componente B vertiéndolo en Componente A y se mezcló a mano durante 2 minutos. No se observó formación de espuma durante ese tiempo ni durante las siguientes 24 horas.
Tabla 4.
Ejemplo 5(de acuerdo con la invención)
Se emplearon los siguientes ingredientes, en las cantidades mostradas en la Tabla 5. La relación molar de grupos funcionales tiol a (met)acrilato fue de 0,25 : 1.
Monómero 2 = diacrilato alifático de cadena larga, peso molecular 310 dalton
12 % Cobalt Hex-Cem® = bis(2-etilhexanoato) de cobalto (Borchers)
Thiocure® PETMP = tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (Bruno Bock)
TegoStab® B 8484 = tensioactivo de silicona (Evonik)
Luperox® DDM-9 = peróxido de metil etil cetona (Arkema)
Los Componentes A y B se prepararon por separado. Luego se añadió Componente B vertiéndolo en Componente A y se mezcló a mano durante 2 minutos. Aproximadamente 5 minutos más tarde, la mezcla de Componente A/Componente B reaccionó y se expandió formando una espuma dura y densa con una altura de elevación baja.
Tabla 5.
Ejemplo 6(de acuerdo con la invención)
Se emplearon los siguientes ingredientes, en las cantidades mostradas en la Tabla 6. La relación molar de grupos tiol a (met)acrilato fue 0,25 : 1.
SR349 = diacrilato de bisfenol A etoxilado, peso molecular 468 dalton (Sartomer)
12 % Cobalt Hex-Cem® = bis(2-etilhexanoato) de cobalto (Borchers)
Thiocure® PETMP = tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (Bruno Bock)
TegoStab® B 8484 = tensioactivo de silicona (Evonik)
Luperox® DDM-9 = peróxido de metiletilcetona (Arkema)
Los Componentes A y B se prepararon por separado. Luego se añadió Componente B vertiéndolo en Componente A y se mezcló a mano durante 40 segundos. Después de completar esta etapa de mezcladura, la mezcla de Componente A/Componente B reaccionó lentamente a lo largo de aproximadamente 30 segundos para formar un sólido blando. En este ejemplo no se produjo espuma.
Tabla 6.
Ejemplo 7(de acuerdo con la invención)
Se emplearon los siguientes ingredientes, en las cantidades mostradas en la Tabla 7. La relación molar de grupos tiol a (met)acrilato fue 0,25 : 1.
SR508 = diacrilato de dipropilenglicol, peso molecular 242 dalton (Sartomer)
12 % Cobalt Hex-Cem® = bis(2-etilhexanoato) de cobalto (Borchers)
Thiocure® PETMP = tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (Bruno Bock)
TegoStab® B 8484 = tensioactivo de silicona (Evonik)
Luperox® DDM-9 = peróxido de metiletilcetona (Arkema)
Los Componentes A y B se prepararon por separado. Luego se añadió Componente B vertiéndolo en Componente A y se mezcló a mano durante 40 segundos. Inmediatamente después de completar esta etapa de mezcladura, la mezcla de Componente A/Componente B reaccionó y se expandió para formar un producto esponjado. La espuma suave y flexible tenía una altura de elevación alta.
Tabla 7.
Ejemplo 8(de acuerdo con la invención)
Se emplearon los siguientes ingredientes, en las cantidades mostradas en la Tabla 8. La relación molar de grupos tiol a (met)acrilato fue 0,25 : 1.
SR272 = diacrilato de trietilenglicol, peso molecular 258 dalton (Sartomer)
12 % Cobalt Hex-Cem® = bis(2-etilhexanoato) de cobalto (Borchers)
Thiocure® PETMP = tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (Bruno Bock)
TegoStab® B 8484 = tensioactivo de silicona (Evonik)
Luperox® DDM-9 = peróxido de metil etil cetona (Arkema)
Los Componentes A y B se prepararon por separado. Luego se añadió Componente B vertiéndolo en Componente A y se mezcló a mano durante 2 minutos. Aproximadamente 2 minutos después de completar esta etapa de mezclaura, la mezcla del Componente A/Componente B reaccionó y se expandió para formar una espuma densa con una altura de elevación alta.
Tabla 8.
Ejemplo 9(de acuerdo con la invención)
Se emplearon los siguientes ingredientes, en las cantidades mostraadas en la Tabla 9. La relación molar de grupos tiol a (met)acrilato fue 0,25 : 1.
SR247 = diacrilato de neopentilglicol, peso molecular 212 dalton (Sartomer)
12 % Cobalt Hex-Cem® = bis(2-etilhexanoato) de cobalto (Borchers)
Thiocure® PETMP = tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (Bruno Bock)
TegoStab® B 8484 = tensioactivo de silicona (Evonik)
Luperox® DDM-9 = peróxido de metil etil cetona (Arkema)
Los Componentes A y B se prepararon por separado. Luego se añadió Componente B vertiéndolo en Componente A y se mezcló a mano durante 2 minutos. Aproximadamente 5-10 minutos más tarde, la mezcla de Componente A/Componente B reaccionó y se expandió para formar una espuma dura y densa con una altura de elevación baja.
Tabla 9.
Claims (15)
1. Un sistema multicomponente para preparar un producto esponjado, que comprende:
a) un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o
más grupos funcionales (met)acrilato por molécula; y
b) un segundo componente compuesto por al menos un compuesto tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol por molécula;
en donde al menos un iniciador en los radicales libres está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o del segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente;
en donde en el caso de que el sistema multicomponente tenga una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,5 : 1 o mayor y el al menos un iniciador en los radicales libres incluya al menos un peróxido orgánico, el sistema multicomponente comprende adicionalmente al menos un promotor para el al menos un peróxido orgánico, en donde el al menos un iniciador en los radicales libres y el al menos un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres están presentes en diferentes componentes.
2. El sistema multicomponente de la reivindicación 1, en donde el sistema multicomponente tiene una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,4 : 1 o menos.
3. El sistema multicomponente de la reivindicación 2, en donde el sistema multicomponente comprende al menos un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres y el al menos un iniciador en los radicales libres y el al menos un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres está presente en diferentes componentes.
4. El sistema multicomponente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos un tensioactivo incluye al menos un tensioactivo que contiene silicio.
5. Un producto esponjado, en donde el producto esponjado es un producto de reacción curado y espumado del sistema multicomponente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
6. El producto esponjado de la reivindicación 5, en donde el producto esponjado es una espuma de celda abierta, una
espuma de celda cerrada o una espuma que comprende tanto celdas abiertas como celdas cerradas.
7. Un método para fabricar un producto esponjado, que comprende una etapa de combinar:
(a) un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales (met)acrilato por molécula; y
(b) un segundo componente compuesto por al menos un compuesto tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol por molécula;
en donde al menos un iniciador en los radicales libres está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos uno del primer componente o del segundo componente; y
en donde en el caso de que el primer componente y el segundo componente en combinación tengan una relación molar de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,5 : 1 o mayor y el al menos un iniciador en los radicales libres incluya al menos un peróxido orgánico, el sistema multicomponente comprende adicionalmente al menos un promotor para el al menos un peróxido orgánico, estando el al menos un peróxido orgánico y el al menos un promotor para el al menos un peróxido orgánico presentes en diferentes componentes.
8. Un sistema multicomponente para preparar un producto esponjado, que comprende:
a) un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales (met)acrilato por molécula, al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol por molécula, al menos un promotor, y al menos un estabilizador; y
b) un segundo componente compuesto por al menos un iniciador en los radicales libres; en donde el al menos un promotor es un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos uno del primer componente o del segundo componente.
9. El sistema multicomponente de la reivindicación 8, en el que el sistema multicomponente tiene una relación molar de 5 de grupos funcionales tiol a grupos funcionales (met)acrilato de 0,4 : 1 o menos.
10. El sistema multicomponente de la reivindicación 8 o 9, en donde el al menos un promotor incluye al menos un promotor que es una sal o complejo de un metal seleccionado del grupo que consiste en Li, Al, Mg, Co, Fe, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, Sn, Au, Pd, V y Pt.
11. El sistema multicomponente de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde el al menos un estabilizador incluye al menos un estabilizador seleccionado del grupo que consiste en compuestos fenólicos; compuestos de ácido fosfónico; compuestos de fosfito; hidroquinonas; sales de hidroxilamina; ácidos orgánicos; polisulfuros de dialquilo; y combinaciones de los mismos.
12. Un producto esponjado, en donde el producto esponjado es un producto de reacción esponjado y curado del sistema multicomponente de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11.
13. El producto esponjado de la reivindicación 12, en donde el producto esponjado es una espuma de celda abierta, una espuma de celda cerrada o una espuma que comprende tanto celdas abiertas como celdas cerradas.
14. Un método para fabricar un producto esponjado, que comprende una etapa de combinar:
a) un primer componente compuesto por al menos un compuesto de (met)acrilato que tiene dos o más grupos funcionales (met)acrilato por molécula, al menos un compuesto de tiol que tiene dos o más grupos funcionales tiol por molécula, al menos un promotor, y al menos un estabilizador; y
b) un segundo componente compuesto por al menos un iniciador en los radicales libres;
en donde el al menos un promotor es un promotor para el al menos un iniciador en los radicales libres, al menos un tensioactivo está presente en al menos uno del primer componente o el segundo componente, y al menos un agente de soplado está presente en al menos un del primer componente o del segundo componente.
15. Un método para fabricar un artículo compuesto de un producto esponjado, comprendiendo el método combinar el primer componente y el segundo componente del sistema multicomponente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 u 8 a 11 para obtener una mezcla y poner en contacto la mezcla con al menos un sustrato.
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