ES2968185T3 - Un proceso de formación de espuma flexible para producir artículos con aislamiento térmico - Google Patents

Un proceso de formación de espuma flexible para producir artículos con aislamiento térmico Download PDF

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Marko Grever
Joachim Holle
Joerg Krogmann
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Abstract

La presente invención se refiere a un proceso discontinuo flexible para producir una serie de al menos dos artículos que contienen espuma de poliuretano térmicamente aislante a partir de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) mezclando las al menos tres corrientes con diferentes proporciones de mezcla. e inyectar la mezcla en cavidades de los artículos, y a una unidad de producción para realizar este proceso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un proceso de formación de espuma flexible para producir artículos con aislamiento térmico
La presente invención se refiere a un proceso discontinuo flexible para producir una serie de al menos dos artículos que contengan espuma de poliuretano termoaislante de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) mezclando al menos tres corrientes con diferentes proporciones de mezclado e inyectando la mezcla en las cavidades de los artículos, y en una unidad de producción para realizar este proceso.
Los artículos como refrigeradores, congeladores, calentadores de agua, cajas frías, etc. que contienen espuma de poliuretano termoaislante se producen mezclando un componente reactivo de isocianato (componente (A), también denominado componente de poliol) y un componente de isocianato (componente (B)) e inyectando la mezcla en la cavidad del artículo que debe llenarse con la espuma de poliuretano termoaislante. La mezcla reacciona y la espuma de poliuretano se generain situdentro de la cavidad del artículo. Un proceso para producir espuma de poliuretano que contiene artículos de una corriente que contiene poliol y una corriente que contiene isocianato se describe en EP 2148156 A1. Un proceso de producción de artículos que comprendan una espuma de poliuretano preparadain situmezclando una primer corriente que contiene poliol, una segunda corriente que contiene un componente isocianato, y una tercera corriente que contiene un componente sensible a la presión y la temperatura, e inyectando la mezcla de reacción en un molde hueco se indica en DE 3612125 A1. WO 2020/002104 A está relacionado con un proceso de producción de artículos espumados al mezclar al menos una corriente que contenga un poliol, una segunda corriente que contenga un isocianato, y una tercera corriente que contenga otro componente, que no es compatible con la primera y/o segunda corriente.
US 2011/221085 A divulga un proceso para la preparación de paneles aislantes de espuma de poliuretano moldeado. Los primeros y segundos componentes reactivos de formación de poliuretano se suministran a un dispositivo de mezclado de alta presión y en dicho proceso se utilizan medios de entrada de datos, medios de control y un procesador de datos compuesto por medios de programa.
La mezcla de los componentes se realiza generalmente en un cabezal de mezcla o en un conjunto de cabezales de mezcla en caso de inyección de múltiples puntos a un molde que está conectado a depósitos de al menos los componentes (A), (B) y, opcionalmente, otros componentes a través de tubos o tuberías de alimentación. Los componentes (A) y (B) se diseñan cuidadosamente seleccionando combinaciones específicas de ingredientes como diferentes polioles, isocianatos, catalizadores, agentes de soplado, tensoactivos, etc., para producir espumas de poliuretano que muestren los perfiles de propiedades requeridos por los diferentes productores o para diferentes fines. Los componentes (A) y (B) suelen suministrarse por separado como mezclas listas para usar por los proveedores a los productores de artículos con aislamiento térmico, por ejemplo, en barriles, contenedores intermedios a granel o vagones cisterna. Para una espuma de poliuretano específica, un componente específico (A) y un componente específico (B) se utilizan en una proporción de mezclado específica. Para otra espuma de poliuretano que difiera de la primera espuma de poliuretano, podría ser necesario un componente (A) y/o (B) diferente. En caso de que se utilice un componente diferente (A) y/o (B) en la misma unidad de producción o línea de producción, deberán modificarse los depósitos del componente (A) y/o (B); los tubos o tuberías de alimentación deben cambiarse o limpiarse, y las entradas y salidas del cabezal de mezcla deben limpiarse antes de que pueda iniciarse la producción de artículos que contengan la otra espuma de poliuretano. Esto da como resultado una pérdida de materia prima y tiempo, y la generación de residuos. Alternativamente, se podrían instalar más áreas de tanques para cada componente alternativo, lo que reduciría los esfuerzos de limpieza, pero se relaciona con altos gastos de capital.
La composición de la mezcla de reacción de poliuretano utilizada en la producción de artículos que contengan una espuma de poliuretano termoaislante debe modificarse, por ejemplo, para la producción de refrigeradores de diferente geometría, lo que requiere la adaptación de la viscosidad y la reactividad de la mezcla de reacción de poliuretano, o la producción de refrigeradores de diferentes clases de energía que se producen, entre otras cosas, con diferentes agentes de soplado. Además, la resistencia química de los materiales utilizados como revestimiento, carcasa, molde, etc., contra ciertos componentes de la espuma de poliuretano como ciertos agentes de soplado físico puede requerir una adaptación de la mezcla de reacción de poliuretano. Además, los parámetros climáticos y las condiciones ambientales, como la temperatura, humedad y presión del aire pueden variar durante la producción de una serie de artículos y, en consecuencia, influir en el proceso de producción, lo que también podría llevar a la necesidad de aplicar diferentes recetas de espumas de PU para garantizar un procesamiento constante con el tiempo. Un ejemplo de este cambio de las condiciones ambientales es un cambio de la temperatura ambiente del lugar de producción que puede requerir la adaptación del catalizador, por ejemplo, cambiar la composición y/o concentración del catalizador para acelerar o reducir el tiempo de reacción de la formación de espuma. Por lo tanto, se necesita un proceso de producción flexible, que permita la producción de diferentes artículos que comprendan espuma de poliuretano termoaislante en una línea de producción o unidad de producción sin necesidad de cambiar y/o limpiar las tuberías de alimentación y los cabezales de mezcla.
Fue objeto de la invención proporcionar un proceso para la producción de artículos con aislamiento térmico por espumas de poliuretano, que es flexible y permite la producción de artículos con aislamiento térmico que contienen diferentes espumas de poliuretano sin necesidad de limpiar y/o cambiar los tubos o tuberías de alimentación, y las entradas y salidas al cabezal de mezcla. Otro objeto de la invención era proporcionar una unidad de producción para realizar dicho proceso.
Este objeto se logra mediante un proceso discontinuo para producir una serie de al menos dos artículos que contienen espuma de poliuretano termoaislante de al menos
(A) una primera corriente que comprende al menos un compuesto reactivo de isocianato,
(B) una segunda corriente que comprende al menos un poliisocianato orgánico, y
(C) una tercera corriente que comprende al menos un compuesto seleccionado a partir de compuestos reactivos de isocianato, poliisocianatos orgánicos, catalizadores, agentes espumantes, extensores de cadena, estabilizadores, agentes reticulantes, pirorretardantes y aditivos, en donde la corriente (C) es diferente de ambas corrientes (A) y (B); en donde el proceso comprende los siguientes pasos
(a) producir al menos un primer artículo al
(a1) proporcionar una primera mezcla de reacción de poliuretano en un dispositivo de mezclado (MD) mezclando al menos las corrientes (A), (B) y (C);
(a2) inyectar la primera mezcla de reacción de poliuretano proporcionada en el paso (a1) en una cavidad de al menos un primer artículo y formar la espuma de poliuretano termoaislante; y
(b) producir al menos un segundo artículo al
(b1) proporcionar una segunda mezcla de reacción de poliuretano en el dispositivo de mezclado (MD) mezclando al menos las corrientes (A), (B) y (C);
(b2) inyectar la segunda mezcla de reacción de poliuretano proporcionada en el paso (b1) en una cavidad de al menos un segundo artículo y formar la espuma de poliuretano termoaislante;
en donde
la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (a1) es diferente de la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (b1),
la cantidad de corriente (C) puede ser cero ya sea en el paso (a1) o en el paso (b1), y
en caso de que la cantidad de corriente (C) no sea cero en el paso (a1) o (b1), la cantidad de corriente (A) o (B) puede ser cero.
En otro aspecto, la presente invención se refiere a un proceso implementado por ordenador para producir una serie de al menos dos artículos que contienen poliuretano termoaislante como se describió anteriormente, en donde las proporciones de mezclado en los pasos (a1) y (b1) son controladas por una unidad de control configurada para controlar la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en los pasos (a1) y (b1) en el dispositivo de mezclado (MD).
En otro aspecto, la presente invención se refiere a una unidad de producción para producir una serie de al menos dos artículos que contienen espuma de poliuretano aislante térmicamente como se define anteriormente.
En otro aspecto, la presente invención se refiere a un programa de ordenador que comprende instrucciones para hacer que la unidad de producción ejecute los pasos del proceso implementado por ordenador descrito anteriormente y un medio legible por ordenador que se haya almacenado allí en el programa de ordenador.
El proceso inventivo permite la producción de al menos un primer y un segundo artículos con aislamiento térmico, en donde la composición de la mezcla de reacción de poliuretano utilizada para la producción de los artículos con aislamiento térmico se modifica entre la producción de al menos un primero y al menos un segundo artículo solamente ajustando la relación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C), es decir, sin necesidad de cambiar y/o limpiar las tuberías o tubos de alimentación o el cabezal de mezcla. Este ajuste de la proporción de mezclado de al menos tres corrientes se realiza de acuerdo con valores predefinidos. Ejemplos de los efectos de la variación de la proporción de mezclado de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) son diferentes perfiles de velocidad de reacción, por ejemplo, mediante la variación de la cantidad del catalizador, y diferentes densidades, por ejemplo, mediante la variación del agente de soplado y/o el contenido de agua.
En lo siguiente, la invención se describe en detalle.
Un aspecto de la presente invención es un proceso discontinuo para producir una serie de al menos dos artículos que contengan espuma de poliuretano termoaislante de al menos
(A) una primera corriente que comprende al menos un compuesto reactivo de isocianato,
(B) una segunda corriente que comprende al menos un poliisocianato orgánico, y
(C) una tercera corriente que comprende al menos un compuesto seleccionado a partir de compuestos reactivos de isocianato, poliisocianatos orgánicos, catalizadores, agentes espumantes, extensores de cadena, estabilizadores, agentes reticulantes, pirorretardantes y aditivos, en donde la corriente (C) es diferente de ambas corrientes (A) y (B); en donde el proceso comprende los siguientes pasos
(a) producir al menos un primer artículo al
(a1) proporcionar una primera mezcla de reacción de poliuretano en un dispositivo de mezclado (MD) mezclando al menos las corrientes (A), (B) y (C);
(a2) inyectar la primera mezcla de reacción de poliuretano proporcionada en el paso (a1) en una cavidad de al menos un primer artículo y formar la espuma de poliuretano termoaislante; y
(b) producir al menos un segundo artículo al
(b1) proporcionar una segunda mezcla de reacción de poliuretano en el dispositivo de mezclado (MD) mezclando al menos las corrientes (A), (B) y (C);
(b2) inyectar la segunda mezcla de reacción de poliuretano proporcionada en el paso (b1) en una cavidad de al menos un segundo artículo y formar la espuma de poliuretano termoaislante;
en donde
la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (a1) es diferente de la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (b1),
la cantidad de corriente (C) puede ser cero ya sea en el paso (a1) o en el paso (b1), y
en caso de que la cantidad de corriente (C) no sea cero en el paso (a1) o (b1), la cantidad de corriente (A) o (B) puede ser cero.
El proceso es un proceso discontinuo para producir una serie de al menos dos artículos que contienen espuma de poliuretano termoaislante. Por “proceso discontinuo” se entiende que se producen al menos dos artículos uno tras otro, en donde la inyección de la mezcla de reacción de poliuretano se interrumpe después de la producción del primer artículo y se continúa para el segundo artículo; es decir, un primer artículo se produce mediante la inyección de la mezcla de reacción de espuma de poliuretano y la inyección se detiene después de la inyección de una cantidad suficiente de la mezcla de reacción de espuma de poliuretano en el primer artículo. La inyección se continúa con el siguiente artículo a producir.
Los artículos producidos de acuerdo con el presente proceso pueden seleccionarse de todos los artículos que contienen una espuma de poliuretano termoaislante, en donde la espuma de poliuretano se preparain situmediante la inyección de la mezcla de reacción de poliuretano en la cavidad provista para la espuma termoaislante. Ejemplos de tales artículos son refrigeradores, como neveras y congeladores; calentadores de agua; cajas aislantes para productos calientes y fríos; tanques de almacenamiento de agua caliente; tableros de aislamiento; y tuberías. Por lo general, el primer artículo producido en el paso (a) y al menos un segundo artículo producido en el paso (b) del presente proceso son diferentes. Por ejemplo, pueden ser diferentes en lo que respecta a las siguientes propiedades: geometría de los artículos, geometría y/o volumen de la cavidad rellena con la espuma de poliuretano, conductividad térmica de la espuma de poliuretano, composición química de la espuma de poliuretano, composición de polioles presentes en la espuma, cantidad y tipo de agente de soplado presente en la espuma, cantidad y tipo de aditivos como tensoactivos y pirorretardantes, etc., cantidad y tipo de catalizadores presentes en la espuma, etc. Preferiblemente, el primer y el segundo artículo difieren en al menos una propiedad física y/o química. Tales propiedades físicas o químicas incluyen las propiedades mencionadas anteriormente.
El término "poliuretano" es conocido por la persona experta en la técnica como que incluye no sólo polímeros que contienen grupos uretano, sino que también incluye polímeros que no contienen o contienen cantidades muy bajas de grupos uretano, siempre que estos polímeros se deriven de isocianatos difuncionales o polifuncionales, ver Polyurethane Handbook, 2a edición 1993, editor Guenter Oertel, Carl Hanser Verlag Munich, Capítulo 2.1.1. Los ejemplos son polieterureas, poliisocianuratos, poliureas y policarbodiimidas.
Las espumas de poliuretano (PU) se pueden producir de una manera conocida al hacer reaccionar poliisocianatos orgánicos con uno o más compuestos que contienen al menos dos átomos de hidrógeno reactivos, preferentemente poliaminas, poliéter, poliéster, y/o alcoholes de éster de poliéter (polioles), en la presencia de agentes de soplado, catalizadores y opcionalmente auxiliares, como estabilizadores, extensores de cadena, agentes reticulantes, pirorretardantes y otros aditivos. La mezcla que contiene los reactivos y aditivos para producir la espuma de PU también se denomina en la presente mezcla de reacción de poliuretano. Esta mezcla de reacción de poliuretano se inyecta en la cavidad que se llenará con la espuma de poliuretano. La mezcla de reacción de poliuretano reacciona y se expande, formando así la espuma de poliuretano que llena la cavidad.
Preferiblemente, la espuma de poliuretano es una espuma rígida de poliuretano de celda cerrada. El término “celda cerrada”, como se utiliza en la presente, significa que la espuma tiene un contenido de celdas abiertas de hasta 20 %, preferido hasta 10 % y más preferido hasta 5 %, véase Polyurethane Handbook, 2a edición, 1993, editor Guenter Oertel, Carl Hanser Verlag Munich, Capítulo 6.3.1.4. El contenido de celdas abiertas se puede determinar de acuerdo con DIN EN ISO 4590 válido en 2016. Estas espumas son conocidas por la persona experta en la técnica y se valoran especialmente por sus propiedades de aislamiento térmico. La preparación de espumas rígidas de poliuretano de celda cerrada y su aplicación se describe, por ejemplo, en Polyurethane Handbook, 2a edición, editor Guenter Oertel, Hanser Publishers Munich 1993, Capítulo 6.
El poliuretano termoaislante tiene preferiblemente un valor lambda en el rango de 16 a 35 mW/(m*K), más preferido en el rango de 17 a 33 mW/(m*K), y en particular en el rango de 18 a 26 mW/(m*K).
Preferentemente, la espuma de poliuretano rígida de celda cerrada utilizada en el elemento de aislamiento térmico tiene una densidad de elevación libre de como máximo 200 g/L, preferentemente de 15 a 200 g/L, más preferentemente de 16 a 150 g/L, incluso más preferentemente de 18 a 80 g/L, más preferentemente de 20 a 60 g/L.
De acuerdo con la invención, la espuma de poliuretano termoaislante se produce a partir de al menos una primera corriente (A), una segunda corriente (B) y una tercera corriente (C).
La corriente (A) comprende al menos un compuesto reactivo de isocianato. El compuesto reactivo del isocianato generalmente contiene al menos dos grupos que son reactivos al isocianato. Preferiblemente, los grupos reactivos de isocianato comprenden un hidrógeno reactivo, por ejemplo, el grupo reactivo de isocianato puede seleccionarse de los grupos de ácido OH, SH, NH y CH.
Preferiblemente el compuesto reactivo de al menos un isocianato es un poliol, por ejemplo, puede seleccionarse del grupo que consiste en polioles de poliéter, polioles de poliéster, polioles de éster de poliéter, polioles de polímero, polioles de policarbonato y mezclas de los mismos.
Un poliol de poliéter en el contexto de la presente invención es un compuesto orgánico que contiene al menos éter y grupos OH como grupos funcionales. El poliol de poliéter tiene típicamente 2 a 20 grupos OH, preferiblemente 2 a 10 grupos OH, de manera particularmente preferible 2 a 8 grupos OH.
Un poliol de poliéster en el contexto de la invención es un compuesto orgánico que contiene al menos éster y grupos OH como grupos funcionales. El poliol de poliéster típicamente tiene 2 a 20 grupos OH, preferiblemente 2 a 10 grupos OH, de manera particularmente preferible 2 a 8 grupos OH.
Un poliol de éster de poliéter en el contexto de la invención es un compuesto orgánico que contiene al menos éter, éster y grupos OH como grupos funcionales. El poliol de éter de poliéster típicamente tiene 2 a 20 grupos OH, preferiblemente 2 a 10 grupos OH, de manera particularmente preferible 2 a 8 grupos OH.
Un poliol de policarbonato en el contexto de la invención es un compuesto orgánico que contiene al menos carbonato y grupos OH como grupos funcionales. El poliol de policarbonato tiene típicamente 2 a 20 grupos OH, preferiblemente 2 a 10 grupos OH, de manera particularmente preferible 2 a 8 grupos OH.
El número de OH de los compuestos de poliol suele estar en el rango de 20 a 1000 mg KOH/g, preferiblemente en el rango de 25 a 850 mg KOH/g, lo más preferiblemente en el rango de 50 a 600 mg KOH/g.
Los polioles de poliéter se obtienen por métodos conocidos, por ejemplo, por polimerización aniónica de óxidos de alquileno con la adición de al menos una molécula iniciadora que comprende de 2 a 8, preferentemente de 2 a 6, átomos de hidrógeno reactivos en forma unida en la presencia de catalizadores. Como catalizadores, es posible usar hidróxidos de metal alcalino tal como hidróxido de sodio o hidróxido de potasio o alcóxidos de metal alcalino tal como metóxido de sodio, etóxido de sodio o potasio o isopropóxido de potasio o, en el caso de polimerización catiónica, ácidos de Lewis tal como pentacloruro de antimonio, eterato de trifluoruro de boro o tierra de blanqueo como catalizadores. Además, los compuestos de cianuro de metal doble, conocidos como catalizadores de d Mc , también se pueden utilizar como catalizadores. Además, los polieteroles se pueden preparar utilizando aminas como catalizador como se divulga, por ejemplo, en WO2011/134866 o WO 2011/134856 A1.
Se da preferencia al uso de uno o más compuestos que tienen de 2 a 4 átomos de carbono en el radical alquileno, por ejemplo, óxido de etileno, óxido de 1,2-propileno, tetrahidrofurano, óxido de 1,3-propileno, óxido de 1,2- o 2,3-butileno, en cada caso ya sea solos o en la forma de mezclas, en particular preferentemente óxido de etileno y/u óxido de 1,2-propileno, como óxidos de alquileno. Las posibles moléculas iniciadoras son, por ejemplo, etilenglicol, dietilenglicol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, derivados de azúcar tal como sacarosa, derivados de hexitol tal como sorbitol, también metilamina, etilamina, isopropilamina, butilamina, bencilamina, anilina, toluidina, toluendiamina, en particular toluendiamina vecinal, naftilamina, etilendiamina, di-etilentriamina, 4,4'-metilendianilina, 1,3,-propanodiamina, 1,6-hexanodiamina, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina y otros alcoholes dihídricos o polihídricos o aminas monofuncionales o polifuncionales. Se da preferencia a etilenglicol, dietilenglicol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, derivados de azúcar tal como sacarosa y derivados de hexitol tal como sorbitol y TDA, preferentemente vic-TDA.
Los polioles utilizados usualmente se preparan por condensación de alcoholes polifuncionales que tienen de 2 a 12 átomos de carbono, por ejemplo, etilenglicol, dietilenglicol, butanodiol, trimetilolpropano, glicerol o pentaeritritol, con ácidos carboxílicos polifuncionales que tienen de 2 a 12 átomos de carbono, por ejemplo, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido decanodicarboxílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, los isómeros de ácidos naftalendicarboxílicos o los anhídridos de los ácidos mencionados. Como materiales de inicio adicionales en la preparación de los poliésteres, también es posible hacer uso concomitante de materiales hidrófobos. Los materiales hidrófobos son materiales insolubles en agua que comprenden un radical orgánico no polar y tienen al menos un grupo reactivo seleccionado de entre hidroxilo, ácido carboxílico, éster carboxílico o mezclas de los mismos. El peso equivalente de los materiales hidrófobos está preferentemente en el intervalo de 130 a 1000 g/mol. Es posible utilizar, por ejemplo, ácidos grasos tal como ácido esteárico, ácido oleico, ácido palmítico, ácido láurico o ácido linoleico y también grasas y aceites tal como aceite de ricino, aceite de maíz, aceite de girasol, aceite de soja, aceite de coco, aceite de oliva o aceite de girasol.
Los polioles de poliéster utilizados tienen preferentemente una funcionalidad de 1,5 a 5, en particular preferentemente de 1,8 a 3,5. Si se utilizan prepolímeros de isocianato como isocianatos, el contenido de compuestos que tienen grupos que son reactivos hacia los isocianatos se calcula con la inclusión de los compuestos que tienen grupos que son reactivos hacia los isocianatos utilizados para preparar los prepolímeros de isocianato.
Los polioles de éster de poliéter se pueden obtener como un producto de reacción de i) al menos una molécula iniciadora que contiene hidroxilo; ii) de uno o más ácidos grasos, monoésteres de ácidos grasos o mezclas de los mismos; iii) de uno o más óxidos de alquileno que tienen de 2 a 4 átomos de carbono. Los poliéteres tienen preferiblemente una funcionalidad promedio entre 2,3 y 5,0, más preferiblemente entre 3,5 y 4,7.
Las moléculas iniciadoras del componente i) se seleccionan generalmente de tal manera que el promedio de funcionalidad del componente i) es preferiblemente de 3,8 a 4,8, más preferiblemente 4,0 a 4,7, incluso más preferiblemente 4,2 a 4,6. Opcionalmente, se utiliza una mezcla de moléculas iniciadoras adecuadas.
Las moléculas iniciadoras del componente i) que contienen preferiblemente hidroxilo se seleccionan del grupo que consiste en azúcares y alcoholes de azúcar (glucosa, manitol, sacarosa, pentaeritritol, sorbitol), fenoles polihídricos, resoles, por ejemplo, productos de condensación oligoméricos formados a partir de fenol y formaldehído, trimetilolpropano, glicerol, glicoles, tales como etilenglicol, propilenglicol y sus productos de condensación, tales como polietilenglicoles y polipropilenglicoles, por ejemplo, dietilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol, y agua.
Dicho ácido graso o monoéster de ácido graso ii) se selecciona generalmente del grupo que consiste en ácidos grasos polihidroxilados, ácido ricinoleico, aceites modificados con hidroxilo, ácidos grasos modificados con hidroxilo y ésteres de ácidos grasos a base de ácido miristoleico, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido esteárico, ácido palmítico, ácido vacénico, ácido petrosélico, ácido gadoleico, ácido erúcico, ácido nervónico, ácido linoleico, ácidoa- yY-linolénico, ácido estearidónico, ácido araquidónico, ácido timnodónico, ácido clupanodónico y ácido cervónico. Los ésteres de metilo de ácidos grasos son los monoésteres de ácidos grasos preferidos. Los ácidos grasos preferidos son el ácido esteárico, ácido palmítico, ácido linolénico y especialmente el ácido oleico, monoésteres de los mismos, preferiblemente ésteres de metilo de los mismos, y mezclas de los mismos. Los ácidos grasos se utilizan preferiblemente como ácidos puramente grasos.
Los óxidos de alquileno adecuados iii) que tienen de 2 a 4 átomos de carbono son, por ejemplo, óxido de etileno, óxido de propileno, tetrahidrofurano, óxido de 1,2-butileno, óxido de 2,3-butileno y/u óxido de estireno. Los óxidos de alquileno se pueden utilizar por separado, alternativamente en sucesión o como mezclas.
De acuerdo con la invención, los polioles de polímero son dispersiones estables de partículas de polímero en un poliol y, por lo tanto, no son propensos a asentarse o flotar. Las partículas del polímero se injertan químicamente en el poliol y actúan como un mejor material de relleno de refuerzo para que la composición del polímero se pueda ajustar para proporcionar las propiedades deseadas. Los polioles de polímero tienen un contenido de humedad muy bajo y evitan así los problemas de material de relleno húmedo. Los polímeros en los polioles de polímero generalmente tienen una baja densidad en comparación con el material de relleno inorgánico, tales como las arcillas o el carbonato de calcio.
Los polioles de polímero adecuados se seleccionan del grupo que consiste en polioles de polímero de estireno-acrilonitrilo (SAN), polioles modificados con polímeros de suspensión de poliurea (PHD) y polioles modificados con polímeros de poliadición de poliisocianato (PIPA). Particularmente preferidos son los polioles de polímero SAN.
Los polioles de polímero SAN son conocidos en la técnica y se divulgan en lonescu's Chemistry and Technology of Polyols and Polyurethanes, 2a edición, 2016 por Smithers Rapra Technology Ltd.. En los polioles de polímero SAN, un poliol portador es el poliol en el que se lleva a cabo la polimerizaciónin situde monómeros olefínicamente insaturados, mientras que los macrómeros son compuestos poliméricos que tienen al menos un grupo olefínicamente insaturado en la molécula y se añaden al poliol portador antes de la polimerización de los monómeros olefínicamente insaturados.
Los polioles de polímero SAN se pueden utilizar preferiblemente en una cantidad de hasta 100 % en peso, con base en el peso total del componente respectivo, preferiblemente con base en el peso total del componente C).
Más preferiblemente, está en una cantidad entre 0,5 % en peso a 70 % en peso. Particularmente para la producción de refrigeradores y congeladores, es una cantidad entre 3 % en peso a 70 % en peso. Para la producción de componentes de tipo sándwich, es una cantidad entre 0,5 % en peso a 35 % en peso.
Los polioles de polímero SAN tienen preferiblemente un número de hidroxilo entre 10 mg KOH/g y 200 mg KOH/g. Más preferiblemente, el número de hidroxilo está entre 10 mg KOH/g a 120 mg KOH/g.
Los polioles de polímero SAN se preparan generalmente mediante polimerización de radicales libres de los monómeros olefínicamente insaturados, preferiblemente acrilonitrilo y estireno, en un poliol de poliéter o poliol de poliéster, normalmente denominado poliol portador, como fase continua. Estos polioles de polímero se preparan preferiblemente mediante polimerizaciónin situde acrilonitrilo, estireno, o preferiblemente mezclas de estireno y acrilonitrilo, por ejemplo, en una relación de peso de 90:10 a 10:90 (estireno: acrilonitrilo), preferiblemente de 70:30 a 30:70 (estireno: acrilonitrilo), utilizando métodos análogos a los descritos en DE 1111394, d E 1222669, DE 1152536 y DE 1152537.
Las características del poliol portador están determinadas en parte por las propiedades deseadas del material de poliuretano final que formará el poliol de polímero SAN. Los polioles portadores son polioles convencionales que tienen preferiblemente una funcionalidad promedio entre 2,0 a 8,0, más preferiblemente 2,0 a 3,0, y preferiblemente un número de hidroxilo entre 10 y 800 mg KOH/g, preferiblemente entre 10 y 500 mg KOH/g, incluso más preferiblemente entre 10 y 300 mg KOH/g, preferiblemente entre 10 y 200 mg KOH/g. Los polioles pueden seleccionarse entre los polioles de poliéter, polioles de poliéster y polioles de éster de poliéter descritos anteriormente.
En una realización, las mezclas de dos o más polioles también se pueden utilizar como polioles portadores.
La corriente (B) comprende al menos un poliisocianato orgánico. El poliisocianato orgánico contiene al menos dos grupos isocianatos. Los posibles poliisocianatos orgánicos incluyen los isocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos y preferiblemente los isocianatos polifuncionales aromáticos conocidos per se. Los poliisocianatos orgánicos pueden modificarse opcionalmente.
Ejemplos específicos incluyen: Diisocianatos de alquileno con 4 a 12 átomos de carbono en el radical alquileno, tales como 1,12-diisocianato de dodecano, 1,4-diisocianato de 2-etiltetrametileno, 1,5-diisocianato de 2-metilpentametileno, 1,4-diisocianato de tetrametileno y preferiblemente 1,6-diisocianato de hexametileno; diisocianatos cicloalifáticos, tales como 1,3- y 1,4-diisocianato de ciclohexano y también cualquier mezcla de estos isómeros, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (IPDI), 2,4- y 2,6-diisocianato de hexahidrotolileno y también las mezclas de isómeros correspondientes, 4,4'-, 2,2'- y 2,4'-diisocianato de diciclohexilmetano y también las mezclas de isómeros correspondientes, y preferiblemente di- y poliisocianatos aromáticos, tales como, por ejemplo, 2,4- y 2,6-diisocianato de tolileno y las mezclas de isómeros correspondientes, 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-diisocianato de difenilmetano y las mezclas de isómeros correspondientes, mezclas de 4,4'- y 2,2'-diisocianatos de difenilmetano, poliisocianatos de polifenilpolimetileno, mezclas de 2,4'-, 2,4'- y 2,2'-diisocianatos de difenilmetano y poliisocianatos de polifenilpolimetileno (MDI bruto), y mezclas de MDI bruto y diisocianatos de tolileno. Los di- o poliisocianatos orgánicos se pueden utilizar individualmente o en forma de sus mezclas.
Los poliisocianatos preferidos son el diisocianato de tolileno (TDI), el diisocianato de difenilmetano (MDI), y especialmente las mezclas de diisocianato de difenilmetano y poliisocianatos de polifenileno-polimetileno (MDI polimérico o PMDI).
Con frecuencia se utiliza también isocianatos polifuncionales modificados, es decir, productos que se obtienen mediante la reacción química de poliisocianatos orgánicos. Ejemplos que pueden mencionarse son los poliisocianatos que comprenden grupos éster, urea, biuret, alofanato, carbodiimida, isocianurato, uretdiona, carbamato y/o uretano.
Se da una preferencia muy particular al empleo de MDI polimérico para la producción de las espumas rígidas de poliuretano de acuerdo con la invención, por ejemplo, Lupranat<®>M20 de BASF SE.
Además, los prepolímeros y mezclas de los isocianatos y prepolímeros descritos anteriormente se pueden utilizar como componente de isocianato. Estos prepolímeros se preparan a partir de los isocianatos descritos anteriormente y los poliéteres, poliésteres o ambos descritos anteriormente y tienen un contenido de NCO de usualmente de 14 a 32 % en peso, preferentemente de 22 a 30 % en peso.
La espuma de poliuretano del elemento de aislamiento térmico de la invención usualmente se prepara por medio de al menos un agente de soplado seleccionado de hidrocarburos no halogenados, hidrocarburos parcialmente halogenados y/o agua.
Los ejemplos de hidrocarburos parcialmente halogenados son fluoroalquenos de C<2>a C<6>, particularmente preferentemente fluoroalquenos de C<3>a C<6>como propenos, butenos, pentenos y hexenos que tienen de 3 a 6 sustituyentes de flúor, donde otros sustituyentes tal como cloro pueden estar presentes, los ejemplos son tetrafluoropropenos, fluorocloropropenos como trifluoromonocloropropenos, pentafluoropropenos, fluoroclorobutenos, hexafluorobutenos o mezclas de los mismos.
Los alquenos fluorados que se prefieren particularmente como agentes de soplado utilizados para la preparación de la espuma de poliuretano rígida de celda cerrada se seleccionan del grupo que consiste encis-otrans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno, 1,1,1-trifluoro-2-cloroprop-1-eno, 1-cloro-3,3,3-trifluoroprop-1-eno, 1,1,1,2,3-pentafluoroprop-1-eno, en formacisotrans,1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-eno, 1-bromopentafluoroprop-1-eno, 2-bromopentafluoroprop-1-eno, 3-bromopentafluoroprop-1-eno, 1,1,2,3,3,4,4-heptafluoro-1-buteno, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-1-penteno, 1-bromo-2.3.3.3- tetra-fluoroprop-1-eno, 2-bromo-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-eno, 3-bromo-1,1,3,3-tetrafluoroprop-1-eno, 2-bromo-3.3.3- trifluor-1-eno, (£)-1-bromo-3,3,3-trifluoroprop-1-eno, 3,3,3-trifluoro-2-(trifluorometil)prop-1-eno, 1-cloro-3,3,3-trifluoroprop-1-eno, 2-cloro-3,3,3-trifluoroprop-1-eno, 1,1,1-trifluoro-2-buteno, y mezclas de los mismos.
Los ejemplos de agentes de soplado de hidrocarburos no halogenados son isómeros de pentano acíclicos y/o ciclopentano, especialmente ciclopentano. Se da preferencia al uso de isómeros de pentano acíclico y/o ciclopentano en el intervalo de 9 % a 17 % en peso, con base en la cantidad total de la mezcla de reacción de poliuretano. Se da preferencia al ciclopentano y mezclas de isopentano con ciclopentano que tienen un contenido de al menos 70 % en peso de ciclopentano, y se da preferencia particular al uso de ciclopentano que tiene una pureza de al menos 90 % en peso, especialmente de al menos 95 % en peso.
El agua es un agente de soplado químico que se emplea en especial preferentemente a una concentración de 1 % a 8 % en peso, preferentemente de 1,2 % a 6 %, más preferentemente de 1,4 % a 5 %, con máxima preferencia de 1,5 % a 3,5 % en peso con base en la cantidad total de mezcla de reacción de poliuretano sin agentes de soplado físico.
Como catalizadores, es posible usar todos los compuestos que aceleran la reacción de isocianato-agua o la reacción de isocianato-poliol. Estos compuestos son conocidos y se describen, por ejemplo, en "Kunststoffhandbuch, volume 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3a edición 1993, capítulo 3.4.1. Éstos incluyen catalizadores basados en amina y catalizadores con base en compuestos metálicos orgánicos. Como catalizadores basados en compuestos metálicos orgánicos, es posible usar, por ejemplo, compuestos de estaño orgánicos tal como sales de estaño(ll) de ácidos carboxílicos orgánicos, por ejemplo, acetato de estaño(II), octoato de estaño(ll), hexanoato de etilo de estaño(ll) y laurato de estaño(ll), y las sales de dialquilestaño(IV) de ácidos carboxílicos orgánicos, por ejemplo, diacetato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño, maleato de dibutilestaño y diacetato de dioctilestaño, y también carboxilatos de bismuto tal como neodecanoato de bismuto(III), 2-etilhexanoato de bismuto y octanoato de bismuto, o sales de metales alcalinos de ácidos carboxílicos, por ejemplo, acetato de potasio o formiato de potasio.
Se da preferencia al uso de una mezcla que comprende al menos una amina terciaria como catalizador. Estas aminas terciarias también pueden llevar grupos que son reactivos hacia el isocianato, por ejemplo, grupos OH, NH o NH<2>. Algunos de los catalizadores más frecuentemente usados son bis(2-dimetilaminoetil) éter, N,N,N,N-pentametildietilentriamina, N,N,N-trietilaminoetoxietanolamina, dimetilciclohexilamina, dimetilbencilamina, trietilamina, trietilendiamina, pentametildipropilentriamina, dimetiletanolamina, N-metilimidazol, N-etilimidazol, tetrametilhexametilendiamina, tris(dimetilaminopropil)hexahidrotriazina, dimetilaminopropilamina, N-etilmorfolina, diazabicicloundeceno y diazabiciclononeno. Se da preferencia al uso de mezclas que comprenden al menos dos aminas terciarias diferentes como catalizadores.
Se añaden estabilizadores para estabilizar la espuma de PU, ejemplos son estabilizadores de espuma y antioxidantes. Los estabilizadores de espuma son materiales que promueven la formación de una estructura celular regular durante la formación de espuma y en lo sucesivo también se denominan tensoactivos. Los ejemplos son: estabilizadores de espuma que comprenden silicona tal como copolímeros de siloxanoxialquileno y otros organopolisiloxanos. También, los productos de alcoxilación de alcoholes grasos, oxo alcoholes, aminas grasas, alquilfenoles, dialquilfenoles, alquilcresoles, alquilresorcinol, naftol, alquilnaftol, naftilamina, anilina, alquilanilina, toluidina, bisfenol A, bisfenol alquilado A, alcohol polivinílico y también otros productos de alcoxilación de productos de condensación de formaldehído y alquilfenoles, formaldehído y dialquilfenoles, formaldehído y alquilcresoles, formaldehído y alquilresorcinol, formaldehído y anilina, formaldehído y toluidina, formaldehído y naftol, formaldehído y alquilnaftol y también formaldehído y bisfenol A o mezclas de dos o más de estos estabilizadores de espuma. Los estabilizadores de espuma se usan preferentemente en una cantidad de 0,5 a 5 % en peso, en particular preferentemente de 1 a 3 % en peso, con base en el peso total de los componentes.
Los extensores de cadena y los agentes reticulantes suelen tener un peso molecular entre 49 g/mol y 499 g/mol. Pueden añadirse extensores de cadena bifuncionales y agentes reticulantes trifuncionales y de mayor funcionalidad o, en su caso, mezclas de los mismos. Los extensores de cadena y/o agentes reticulantes utilizados son preferiblemente aminas alcalinas y, en particular, dioles y/o trioles con pesos moleculares preferiblemente entre 60 g/mol y 300 g/mol.
Se pueden utilizar pirorretardantes como aditivos para la espuma de poliuretano. Como retardantes de flama, en general es posible usar los retardantes de llama conocidos de la técnica anterior. Los retardantes a la flama adecuados son, por ejemplo, sustancias bromadas no incorporables, ésteres bromados, éteres bromados (Ixol) o alcoholes bromados tal como alcohol dibromoneopentílico, alcohol tribromoneopentílico y PHT-4-diol y también fosfatos clorados tal como tris(2-cloroetil)fosfato, tris(2-cloropropil)fosfato (TCPP), tris(1,3-dicloropropil)fosfato, fosfato de tricresilo, tris(2,3-dibromopropil)fosfato, tetrakis(2-cloroetil)etilendifosfato, metanofosfonato de dimetilo, dietanolaminometil-fosfonato de dietilo y también polioles de retardante a la flama que comprende halógeno comercial. Es posible usar fosfatos o fosfonatos tal como etanofosfonato de dietilo (DEEP), fosfato de trietilo (TEP), propilfosfonato de dimetilo (DMPP), fosfato de difenil cresilo (DPK) y otros como retardantes a la flama líquidos adicionales. Aparte de los retardantes a la flama mencionados anteriormente, es posible usar retardantes a la flama inorgánicos u orgánicos tal como fósforo rojo, preparaciones que comprenden fósforo rojo, hidrato de óxido de aluminio, trióxido de antimonio, óxido de arsénico, polifosfato de amonio y sulfato de calcio, grafito expandible o derivados de ácido cianúrico tal como melamina, o mezclas de al menos dos retardantes a la flama, por ejemplo, polifosfatos de amonio y melamina y opcionalmente almidón de maíz 0 polifosfato de amonio, melamina, grafito expandible y opcionalmente poliésteres aromáticos para hacer las espumas de poliuretano rígidas resistentes a la flama. Los retardantes a la flama preferidos son los retardantes a la flama que contienen fósforo citados, se da preferencia particular al propilfosfonato de dimetilo (DMPP), etanofosfonato de dietilo (DEEP), fosfato de trietilo (TEP), fosfato de difenilo de cresilo (DPK), fosfato de trifenilo (TPP) y fosfato de tris-(2-cloropropilo) (TCPP), con preferencia especial que se da TCPP
Se pueden añadir aditivos adicionales a la mezcla de reacción para producir las espumas de poliuretano. Se puede hacer mención de, por ejemplo, sustancias surfactantes, reguladores celulares, materiales de relleno, tintes, pigmentos, inhibidores de hidrólisis, sustancias fungistáticas y bacteriostáticas.
La corriente (C) comprende al menos un compuesto seleccionado a partir de compuestos reactivos de isocianato, poliisocianatos orgánicos, catalizadores, agentes de soplado, extensores de cadena, estabilizadores, agentes reticulantes, pirorretardantes y aditivos como se describió anteriormente, siempre que la corriente (C) sea diferente de ambas corrientes (A) y (B), es decir, que la composición de la corriente (C) sea diferente de la composición de las corrientes (A) y (B). La diferencia puede ser, por ejemplo, la presencia o ausencia de un compuesto o una concentración diferente de un compuesto, por ejemplo, la concentración de catalizador o agente de soplado. De acuerdo con una realización de la invención, la corriente (C) difiere de las corrientes (A) y (B), respectivamente, en la presencia y/o ausencia de al menos un compuesto, es decir, la corriente (C) contiene al menos un compuesto adicional que no está presente en la corriente (A) y/o no contiene al menos un compuesto que está presente en la corriente (A), y la corriente (C) contiene al menos un compuesto adicional que no está presente en la corriente (B) y/o no contiene al menos un compuesto que está presente en la corriente (B). Un compuesto puede considerarse como presente en caso de que su concentración en una corriente sea de al menos 0,03 % en peso, con base en el peso total de la corriente.
El proceso de acuerdo con la invención comprende los pasos (a) y (b), en donde en el paso (a) se produce al menos un primer artículo y en el paso (b) se produce al menos un segundo artículo. Cada uno de los pasos (a) y (b) comprende dos subpasos, en donde en el subpaso 1 se proporciona una mezcla de reacción de poliuretano en un dispositivo de mezclado (MD) mezclando al menos las corrientes (A), (B) y (C), y en el subpaso 2 la mezcla de reacción de poliuretano del subpaso 1 se inyecta en una cavidad del artículo a producir y la espuma de poliuretano termoaislante se formain situ.Dentro de la cavidad puede haber una presión igual que la presión ambiente o alternativamente puede haber vacío, vacío parcial, respectivamente, durante la formación de espuma o al menos al inicio de la inyección, que luego cambia durante la formación de espuma.
La proporción de mezclado de al menos las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (a1) es diferente de la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (b1), En consecuencia, las mezclas de reacción de poliuretano de los pasos (a1) y (b1) tienen diferentes composiciones y contienen diferentes cantidades de las tres corrientes (A), (B) y (C), en función de la cantidad total de la mezcla de reacción de poliuretano.
La cantidad de corriente (C) puede ser cero en el paso (a1) o en el paso (b1), por ejemplo, la mezcla de reacción de poliuretano del paso (a1) puede prepararse mezclando (A), (B) y (C) y la mezcla de reacción de poliuretano del paso (b1) puede prepararse mezclando (A) y (B) sin (C), o viceversa. En caso de que la cantidad de corriente (C) no sea cero en el paso (a1) o (b1), la cantidad de corriente (A) o (B) puede ser cero, por ejemplo, la mezcla de reacción de poliuretano del paso (a1) puede prepararse mezclando (A) y (B), y la mezcla de reacción de poliuretano del paso (b1) puede prepararse mezclando (B) y (C), o viceversa. El término “no es cero” significa por encima de cero.
De acuerdo con una realización de la invención, las cantidades de cada una de las corrientes (A), (B) y (C) no son cero en al menos uno de los pasos (a1) y (b1), es decir, la cantidad de corriente (C) puede ser cero ya sea en el paso (a1) o en el paso (b1), mientras que las cantidades de corrientes (A) y (B) están por encima de cero en ambos pasos (a1) y (b1).
De acuerdo con otra realización de la invención, las cantidades de cada uno de al menos las tres corrientes (A), (B) y (C) no son cero en ambos pasos (a1) y (b1).
También es posible utilizar otras corrientes (D), (E), etc., además de las tres corrientes (A), (B) y (C) en los subpasos (1) para añadir flexibilidad adicional al proceso.
Las tres corrientes (A), (B) y (C) suelen ser líquidas a la temperatura de procesamiento, es decir, su viscosidad es lo suficientemente baja como para introducirlas en el dispositivo de mezclado (MD) mediante bombas.
Las composiciones y las proporciones de mezclado de al menos tres corrientes (A), (B), (C) y, opcionalmente, otras corrientes se eligen preferentemente de modo que los poliisocianatos orgánicos y los compuestos reactivos de isocianato presentes en la mezcla de reacción de poliuretano se hagan reaccionar en cantidades tales que el índice de isocianato es de 70 a 300, preferiblemente de 90 a 200, de manera particularmente preferible de 100 a 150.
En los pasos (a1) y (b1), al menos tres corrientes (A), (B) y (C) se mezclan en un dispositivo de mezclado (MD). Las tres corrientes (A), (B) y (C) por lo general se proporcionan desde depósitos separados de al menos (A), (B) y (C), respectivamente. Dichos depósitos pueden ser tanques, barriles, contenedores u otros medios para almacenar cantidades mayores de al menos tres corrientes (A), (B) y (C). Es posible alimentar las tres corrientes simultáneamente en el dispositivo de mezclado (MD) o premezclar al menos dos de las al menos tres corrientes y alimentar las corrientes premezcladas en el dispositivo de mezclado (MD) simultáneamente con al menos la tercer corriente después de premezclar.
Se prefiere, que en los pasos (a1) y (b1), al menos tres corrientes (A), (B) y (C) se proporcionen desde depósitos separados de al menos (A), (B) y (C), respectivamente, que se conectan con el dispositivo de mezclado (MD) durante los pasos (a1) y (b1), preferiblemente los depósitos se conectan durante todo el proceso de producción, excepto los reemplazos necesarios para el relleno de los depósitos. Dicha conexión suele ser proporcionada por tubos o tuberías de alimentación, y puede incluir válvulas y otros medios de dosificación, así como medios para el transporte de las corrientes como bombas. Estos depósitos pueden conectarse directamente con el dispositivo de mezclado (MD) o puede haber un dispositivo de premezclado proporcionado entre los depósitos de al menos dos de las corrientes y el dispositivo de mezclado (MD) que permita la premezcla de estas al menos dos corrientes antes de que las corrientes premezcladas entren en el dispositivo de mezclado (MD) simultáneamente con la(s) corriente(s) no premezclada(s) que se alimenta directamente en el dispositivo de mezclado (MD) desde su(s) depósito(s) respectivo(s). El premezclado de las corrientes se realiza preferiblemente después del empuje de las corrientes, por ejemplo, después de las bombas o válvulas de empuje, y antes del dispositivo de mezclado (MD), y puede llevarse a cabo a una separación preferiblemente inferior a 5 m del dispositivo de mezclado (MD) inyectando una corriente en otra corriente mediante la apertura de una válvula, con o sin necesidad adicional de cualquier dispositivo de mezclado, como se describió anteriormente. La separación entre el final del premezclado de las corrientes y el mezclado final de todas las corrientes en el dispositivo de mezclado (MD) es más preferiblemente inferior a 50 cm y más preferiblemente inferior a 20 cm.
El dispositivo de mezclado (MD) puede ser cualquier dispositivo de mezclado conocido por la producción de espuma de poliuretano que contiene artículos mediante la inyección de una mezcla de reacción de poliuretano en una cavidad y formando la espumain situ.Es posible utilizar un dispositivo de mezclado o un conjunto de dos o más dispositivos de mezclado para llenar la cavidad. Este último puede, por ejemplo, ser útil en caso de que la cavidad se llene mediante inyección de múltiples puntos, es decir, se llene mediante más de un orificio de inyección. Los dispositivos de mezclado (Md ) utilizados en un conjunto pueden ser iguales o diferentes, preferiblemente son iguales.
Preferiblemente el dispositivo de mezclado es un cabezal de mezcla de alta presión o un cabezal mezclador de baja presión, pero más preferiblemente un cabezal de mezcla de alta presión. Tales cabezales de mezcla de alta presión están disponibles comercialmente. Sólo para aclarar, el dispositivo de mezclado (MD) utilizado en el paso (a1) es el mismo dispositivo de mezclado (MD) utilizado en el paso (b1). La alimentación del dispositivo de mezclado se lleva a cabo generalmente mediante bombas, que pueden funcionar a baja presión, como 100 a 5.000 kPa (1 a 50 bar), más preferiblemente 200-4.000 kPa (2-40 bar), más preferiblemente 500-2.000 kPa (5-20 bar), o a alta presión, como 5.000 a 26.000 kPa (50 a 260 bar), más preferiblemente 9.000 a 23.000 kPa (90 a 230 bar), más preferiblemente 11.000 a 18.000 kPa (110-180 bar), con el fin de dispensar la corriente respectiva en un cabezal de mezcla. La mezcla dentro de los cabezales de mezcla se puede conseguir mediante, entre otros, un mezclador estático simple, mezcladores dinámicos de baja presión, mezclador de elementos rotativos y mezclador de impacto de alta presión. La mezcla se puede controlar simplemente encendiendo y apagando, e incluso mediante un software de control de proceso equipado con medidores de flujo, de modo que se pueden controlar parámetros, tales como la proporción de mezclado o la temperatura.
Por ejemplo, el mezclado a través de un aparato de impacto de alta presión se puede hacer mediante la combinación simultánea de las corrientes separadas dentro de una cámara de mezclado mediante el uso de bombas de alta presión para la entrada de las corrientes separadas a través de boquillas en la cámara de mezclado. Alternativamente, el mezclado se puede lograr de una manera posterior, de modo que la combinación de algunas corrientes ya se produce directamente antes de una cámara de mezclado. El premezclado de corrientes antes del mezclado final en una cámara de mezclado se lleva a cabo entre las bombas de alta presión y la cámara de mezclado, en donde se produce el mezclado final de todas las corrientes. Por ejemplo, el premezclado se puede lograr inyectando una corriente en otra a través de la apertura de una válvula con o sin otros dispositivos de mezclado, tal como un mezclador estático o dinámico. La distancia entre el final del premezclado de corrientes y el mezclado final de todas las corrientes tiene preferiblemente una longitud de trayectoria no superior a 2 m, preferiblemente no superior a 50 cm, preferiblemente no superior a 20 cm, por lo tanto, la incompatibilidad de las corrientes separadas no representa la calidad del producto final.
Por ejemplo, el cabezal de mezcla MT 18-4 de Hennecke se puede aplicar para el procesamiento de múltiples corrientes de componentes descritos como parte de la invención. Este cabezal de mezcla puede inyectar simultáneamente hasta cuatro componentes de reacción en la cámara de mezclado. Desde la cámara de mezclado, la mezcla de reacción fluye hacia un tubo de salida desplazado 90°. Esto conduce a un mezclado facilitado con salida tranquila de la mezcla. La mezcla de reacción se descarga de una manera laminar y sin salpicaduras en el molde abierto. El cabezal de mezcla ofrece una salida laminar con inyección en moldes abiertos en un rango de 125 a 600 cm3/s.
En los pasos (a2) y (b2) del presente proceso, las mezclas de reacción de poliuretano proporcionadas en los pasos (a1) y (b1) se inyectan en una cavidad del primer y segundo artículo, respectivamente, y se forma la espuma de poliuretano termoaislante. Es posible llevar a cabo la inyección en la cavidad y el proceso de formación de espuma mientras la cavidad está a presión ambiente o, alternativamente, se puede aplicar una presión reducida o vacío a la cavidad para acelerar el proceso de inyección y llenado, y lograr una distribución más uniforme de la mezcla de reacción de espuma de poliuretano en la cavidad. La presión reducida sólo puede aplicarse durante el inicio de la inyección o puede aplicarse continuamente durante todo el proceso de llenado y formación de espuma. Durante la inyección y reacción de la mezcla de reacción de poliuretano, la cavidad puede estar completamente o casi completamente rodeada de paredes, por ejemplo, una carcasa de refrigerador o las paredes dobles de una tubería, pero la cavidad también puede estar parcialmente abierta y puede estar cubierta, una tapa o una lámina de material de recubrimiento o similares, después del proceso de formación de espuma, por ejemplo, una puerta del refrigerador, en donde un hueco abierto de la puerta se llena con la mezcla de reacción de poliuretano y se cubre con una lámina del material de recubrimiento después.
Los pasos (a) y (b) se llevan a cabo preferentemente en la misma línea de producción o unidad de producción. Cada uno de los pasos (a) y (b) puede repetirse dos o más veces. También es posible continuar con el paso (a) después de terminar el número deseado de paso (b). Otra posibilidad de llevar a cabo el presente proceso es añadir uno o más pasos (c), (d), etc., en donde se produce al menos un tercer, cuarto, etc., artículo, y en donde las proporciones de mezclado de los pasos (c1), (d1), etc., son diferentes de las proporciones de mezclado en los otros subpasos 1.
El presente proceso puede llevarse a cabo por medio de una unidad de control. Por lo tanto, otro aspecto de la presente invención es un proceso implementado por ordenador para producir una serie de al menos dos artículos que contienen espuma de poliuretano termoaislante como se describió anteriormente, en donde las proporciones de mezclado en los pasos (a1) y (b1) son controladas por una unidad de control configurada para controlar la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en los pasos (a1) y (b1) en el dispositivo de mezclado (MD). La alimentación de al menos tres corrientes puede, por ejemplo, controlarse ajustando la cantidad de cada corriente controlando la tasa de flujo de cada corriente de alimentación o los tiempos de apertura de la presión y la válvula en el cabezal de mezcla, etc. El término “configurado” significa que la unidad de control está programada para realizar las funciones necesarias para el control de la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en los pasos (a1) y (b1) en el dispositivo de mezclado (MD). La unidad de control normalmente comprende un controlador o un procesador. A modo de ejemplo, la unidad de control puede ser un ordenador con medios adaptados para controlar la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en los pasos (a1) y (b1) en el dispositivo de mezclado. Además, la unidad de control puede estar compuesta por un ordenador compuesto por un programa informático que incluya instrucciones para hacer que la unidad de control controle la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en los pasos (a1) y (b1). De acuerdo con una realización del proceso implementado por ordenador, la unidad de control está configurada para controlar la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en el dispositivo de mezclado (MD) desde los depósitos, de modo que al menos las tres corrientes (A), (B) y (C) se introducen en el dispositivo de mezclado (MD) en una primera proporción de mezclado para producir al menos un primer artículo y en una segunda proporción de mezclado para producir al menos un segundo artículo, en donde la primera y la segunda proporción de mezclado son diferentes.
De acuerdo con otra realización del proceso implementado por ordenador, la unidad de control está programada para repetir el paso (a) con una primera proporción de mezclado predefinida por un primer número predefinido de veces y repetir el paso (b) con una segunda proporción de mezclado predefinida por un segundo número predefinido de veces. Esto significa que, por ejemplo, se produce una primera serie de, por ejemplo, 10, 20 o más artículos repitiendo el paso (a) 10, 20 o más veces con una proporción específica de las corrientes (A), (B) y (C), y luego una segunda serie de, por ejemplo, 10, 20, o más artículos se producen repitiendo el paso (b) 10, 20 o más veces con una proporción especificada de las corrientes (A), (B) y (C) que es diferente de la proporción especificada utilizada en el paso (a). Los artículos producidos por la repetición del paso (a) son los mismos y los artículos producidos en el paso (b) son los mismos, pero difieren de los artículos producidos en el paso (a).
De acuerdo con otra realización del proceso implementado por ordenador, la información sobre los artículos que se van a producir se proporciona a la unidad de control mediante un sensor que lee una etiqueta de información legible por sensor que se proporciona con los artículos que se van a producir y/o la información sobre las condiciones ambientales de producción se proporciona mediante un sensor que detecta información sobre las condiciones ambientales de producción.
La etiqueta de información legible por sensor puede ser un chip RFID (identificación de radiofrecuencia) o un código 2D, tal como códigos QR (respuesta rápida), variantes de códigos QR, matriz de datos, código Aztec, código JAB (sólo otro código de barras), y código de barras. Por ejemplo, la etiqueta de información puede adjuntarse directamente a la cubierta o carcasa del artículo como una etiqueta.
La información sobre las condiciones ambientales de producción se proporciona mediante un sensor que detecta al menos un parámetro de condición ambiental. Estos parámetros de condición ambiental pueden seleccionarse de temperatura, presión de aire y humedad, pero no se limitan a estos parámetros. Dicho sensor se encuentra generalmente cerca de la línea de producción o está directamente conectado a ella. La información sobre las condiciones ambientales durante la producción facilitada a la unidad de control podrá controlar directamente la proporción de mezclado de al menos las corrientes (A), (B) y (C) de acuerdo con las proporciones de mezclado predefinidas en función de uno o más parámetros de las condiciones ambientales, o pueden ajustarse a los datos de una base de datos para determinar la proporción de mezclado, como se indica a continuación.
La información sobre los artículos a producir y/o las condiciones ambientales de producción facilitadas a la unidad de control podrá contener directamente la proporción de mezclado de al menos las corrientes (A), (B) y (C). También es posible que la información contenga otros datos sobre el artículo a producir que estén alineados con los datos sobre las proporciones de mezclado de una base de datos para determinar la proporción de mezclado. Estos otros datos también se denominan en lo sucesivo “especificación”. Por ejemplo, la especificación puede ser un número de modelo del artículo a producir o un valor de un parámetro de condición ambiental para el cual la información necesaria sobre la proporción de mezclado se almacena en la base de datos. La especificación también puede ser una conductividad térmica deseada de la espuma de poliuretano o un valor de viscosidad deseado de la mezcla de reacción de poliuretano o un agente de soplado deseado. Los sensores transmiten la especificación a la base de datos, opcionalmente mediante la unidad de control. La base de datos contiene información sobre la determinación de la proporción de mezclado correcta en función de la especificación recibida, y determina la proporción de mezclado correcta en función de la especificación y transmite la proporción de mezclado a la unidad de control. La unidad de control ajusta la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en el dispositivo de mezclado (MD) en los pasos (a1) y (b1) en consecuencia, es decir, según la proporción de mezclado contenida en la información o determinada por medio de la base de datos. La base de datos puede estar ubicada cerca de la unidad de control, pero también se puede ubicar de forma remota. La base de datos se puede conectar a la unidad de control a través de los sistemas de comunicación cableados e inalámbricos habituales o redes como LAN, WLAN, red celular Bluetooth®, etc. También es posible que una inteligencia artificial de autoaprendizaje permita la optimización en línea de las proporciones de mezclado con base en un bucle de retroalimentación de la base de datos.
Un ejemplo del proceso implementado por ordenador descrito anteriormente, que está influenciado por las condiciones ambientales, es la producción de artículos que contienen una espuma de PU termoaislante, en donde el paso (A) se repite varias veces a una temperatura ambiente T1. Un sensor que detecta la temperatura en el lugar de producción detecta entonces un cambio de temperatura a una temperatura T2 que requiere la adaptación de la reactividad de la mezcla de reacción de poliuretano para mantener la misma calidad de los artículos producidos. La temperatura cambiada T2 es transmitida por el sensor de temperatura a una base de datos, opcionalmente mediante la unidad de control. La base de datos se configura para determinar la proporción de mezclado en función de la temperatura, por ejemplo, mediante proporciones de mezclado predefinidas en función de la temperatura, y determina la proporción de mezclado adaptada a T2 y transmite el mezclado adaptado a la unidad de control. La unidad de control continúa con el paso (b) del proceso de producción según la proporción de mezclado adaptada.
Un ejemplo del proceso implementado por ordenador descrito anteriormente, que se lleva a cabo mediante etiquetas de información legibles por sensores, es la producción de artículos que contienen una espuma de PU termoaislante, en donde las carcasas están provistas de una etiqueta de información legible por sensores que contiene un número de modelo. Un primer conjunto de artículos con un primer número de modelo se produce en el paso (a) y un segundo conjunto de artículos con un segundo número de modelo se produce en el paso (b). Cada etiqueta de información es leída por el sensor y la información es transmitida a una base de datos configurada para determinar la proporción de mezclado correspondiente, por ejemplo, mediante una tabla que contiene las proporciones de mezclado requeridas para un determinado número de modelo, opcionalmente mediante la unidad de control. La base de datos determina la proporción de mezclado correcta para el número de modelo y transmite la proporción de mezclado a la unidad de control. Después de producir el primer conjunto de artículos con un primer número de modelo según la proporción de mezclado obtenida de la base de datos por medio de las etiquetas de información en el paso (a), el proceso continúa en el paso (b) con una proporción de mezclado diferente que es recibida por la unidad de control desde la base de datos por medio de las etiquetas de información del segundo conjunto de artículos con un segundo número de modelo diferente.
También es posible combinar los ajustes de las proporciones de mezclado con base en la información sobre los artículos a producir con los ajustes de las proporciones de mezclado con base en la información sobre las condiciones ambientales en el proceso de producción, incluso es posible combinarlos en un paso (a) y/o (b) del proceso.
Otro aspecto de la presente invención es una unidad de producción para producir una serie de al menos dos artículos que contienen espuma de poliuretano termoaislante de acuerdo con el proceso implementado por ordenador descrito anteriormente. Esta unidad de producción comprende un dispositivo de mezclado (MD); depósitos separados de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) conectadas con el dispositivo de mezclado (MD); un portamoldes para las carcasas de los artículos que se van a producir; y una unidad de control configurada para controlar la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en el dispositivo de mezclado (MD) desde los depósitos de al menos (A), (B) y (C). La unidad de control controla las proporciones de mezclado de al menos tres corrientes en los pasos (a1) y (b1) en el dispositivo de mezclado (MD), en particular de modo que la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (a1) sea diferente de la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (b1) . La unidad de producción puede incluir además un sensor para leer etiquetas de información legibles por sensor y/o un sensor para detectar información sobre las condiciones ambientales de producción. En tales casos, la unidad de producción podrá incluir además un acceso a una base de datos que contenga información para determinar las proporciones de mezclado de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) que deben introducirse en el dispositivo de mezclado (M<d>) con base en la información facilitada por el sensor para la lectura de etiquetas de información legibles por sensores a partir de etiquetas de información legibles por sensores, que suelen proporcionarse con los artículos a producir, y/o suministradas por el sensor para detectar información sobre las condiciones ambientales de producción. La carcasa de un artículo suele ser la parte exterior del artículo que se va a producir, por ejemplo, la carcasa exterior de un refrigerador o una caja aislante, que puede formar un borde de la cavidad en el artículo que se va a llenar con la espuma de PU.
De acuerdo con una realización de la unidad de producción, la unidad de producción comprende una unidad de control que está configurada para controlar la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en el dispositivo de mezclado (MD) desde los depósitos, de modo que al menos las tres corrientes (A), (B) y (C) se introducen en el dispositivo de mezclado (MD) en una primera proporción de mezclado para producir al menos un primer artículo y en una segunda proporción de mezclado para producir al menos un segundo artículo, en donde la primera y la segunda proporción de mezclado son diferentes.
Otros aspectos de la invención se refieren a un programa informático que comprende instrucciones para hacer que la unidad de producción descrita anteriormente ejecute los pasos del proceso implementado por ordenador para producir una serie de al menos dos artículos que contengan espuma de poliuretano termoaislante como se describió anteriormente y un medio legible por ordenador que tenga almacenado en él este programa de ordenador.
La invención se ilustra en más detalle por los siguientes ejemplos sin limitar la invención.
Ejemplos
Los Ejemplos E1 a E3 se prepararon a partir de tres corrientes (A), (B) y (C), directamente una tras otra en un dispositivo de mezclado (MD) cambiando las proporciones de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) de acuerdo con la invención, lo que dio como resultado un proceso que comprende los pasos (a), (b) y otro paso (c) en donde se produce un tercer artículo. Para cada ejemplo se produjeron y utilizaron 2 muestras de E1 a E6 como muestras de prueba. Los ejemplos E4, E5 y E6 se llevaron a cabo por separado para demostrar diferentes corrientes (A), (B) y (C) que se pueden utilizar para llevar a cabo el proceso como se describió anteriormente, lo que da como resultado espumas de poliuretano con diferentes propiedades.
Polioles, isocianatos, agentes de soplado, aditivos y otras materias primas
Polioles A a E:
Poliol A: Poliol de poliéter con base en sacarosa, glicerina y óxido de propileno (PO); valor OH de 427 mg KOH/g;
funcionalidad: 6,0
Poliol B: Poliol de poliéter con base en vic-TDA y PO; valor OH de 399 mg KOH/g; funcionalidad: 3,9
Poliol C: Poliol de poliéter con base en vic-TDA, óxido de etileno (EO) y PO; valor OH de 160 mg de KOH/g;
funcionalidad: 3,9
Poliol D: Poliol de polímero con base en estireno y acrilonitrilo (relación 2:1, estireno:acrilonitrilo; (poliol de polímero SAN) derivado de un poliol de poliéter con base en glicerina, PO y
EO (valor OH de 56 mg KOH/g, funcionalidad=2,7); contenido sólido de 45 % en peso; valor OH de 30 mg KOH/g (c.f. lonescu's Chemistry and Technology of Polyols and Polyurethanes, 2a edición, 2016 por Smithers Rapra Technology Ltd). Los polioles de polímero SAN están disponibles bajo el nombre comercial, tal como, pero sin limitarse a, Lupranol® de BASF.
Poliol E: Poliol de éster de poliéter con base en sacarosa, glicerol, PO y biodiésel, valor OH de 420 mg de KOH/g;
funcionalidad: 4,5
Tensoactivo F:
Tensoactivo de silicio Tegostab® B 84204 de Evonik
Mezcla de catalizador G:
que contiene
Catalizador G1): Dimetilciclohexilamina
Catalizador G2): Bis(2-dimetilaminoetil)éter
Catalizador G3): Tris(dimetilaminopropil)hexahidro-1,3,5-triazina o acetato de potasio
Catalizador G4): Dimetilbencilamina
Agentes de soplado:
CP95: Ciclopentano 95 - ciclopentano con una pureza > 95 %; por ejemplo, de Haltermann Carless
HCFO-1233zd: por ejemplo, Solstice LBA de Honeywell
HFO-1336mzz: por ejemplo, Opteon 1100 de Chemours
Isocianato H:
Polímero-MDI con contenido de 31,5 % en peso (Lupranat® M20S de BASF)
Métodos analíticos utilizados
• Contenido de agua según DIN 51777
• Valor OH según DIN 53240
• Valor de amina según DIN 16945
• Contenido de NCO según DIN EN ISO 14896
Conductividad térmica
La conductividad térmica se determinó utilizando un instrumento Taurus TCA300 DTX a una temperatura de punto medio de 10 °C. Para preparar las muestras de prueba, la mezcla de reacción de poliuretano se importó en un molde de 2000 x 200 x 50 mm con un sobre-empaquetamiento de 1517,5 % y se desmoldó 4,5 min después. Después de un envejecimiento de 24 horas en condiciones normales, se cortan del centro varios cuboides de espuma (en las posiciones 10, 900 y 1700 mm en el extremo inferior del moldeo Brett) de 200 x 200 x 50 mm. A continuación, los lados superior e inferior se retiraron para obtener muestras de prueba de 200 x 200 x 30 mm.
Determinación del comportamiento de desmoldeo
El comportamiento de desmoldeo se determinó mediante la medición de la post-expansión de los cuerpos de espuma producidos utilizando un molde de caja de 700 x 400 x 90 mm a una temperatura de molde de 45±2 °C en función del tiempo de desmoldeo y el grado de sobre-empaquetamiento (OP, por sus siglas en inglés), que corresponde a la relación de densidad aparente total/densidad de llenado mínima. La post-expansión se determinó midiendo los cuboides de espuma después de 24 h. La post-expansión muestra el hinchamiento del bloque de espuma en mm.
Densidad de llenado mínima para una parte de componente/densidad de elevación libre
La densidad de llenado mínima se determinó importando sólo una cantidad suficiente de mezcla de reacción de poliuretano en un molde de 2000 x 200 x 50 mm a una temperatura de molde de 45±2 °C para llenar el molde. La densidad de elevación libre se determinó permitiendo que la mezcla de reacción de poliuretano de formación de espuma se expandiera en una bolsa de plástico a temperatura ambiente. La densidad se determinó en un cubo removido del centro de la bolsa de plástico llena de espuma.
Procedimiento general para preparar la mezcla de reacción
Se añadió un agente de soplado al componente A) y/o C). Se utilizó un mezclador de alta presión MT18-4 TopLine HK 650/650/45P de Hennecke GmbH, que funcionaba a una velocidad de salida de 250 g/s para mezclar los componentes A) y C), los cuales (uno y/o ambos) se habían mezclado con los agentes de soplado, con la cantidad requerida del componente B), para obtener una proporción de mezclado deseada. La temperatura de los componentes A), B) y C) fue de 20 °C, mientras que la del componente C) fue de 30 °C en el caso de E5.
La mezcla de reacción se inyectó posteriormente en moldes, se reguló la temperatura a 40 °C, midiendo 2000 mm x 200 mm x 50 mm y/o 400 mm x 700 mm x 90 mm, y se permitió que se formara la espuma en ellos. El sobre-empaquetamiento fue de 14,5 %, es decir, se utilizó un 14,5 % más de mezcla de reacción de la necesaria para espumar completamente el molde.
Los resultados se muestran en las tablas 1a y 1b. Las cantidades de los compuestos se dan en partes en peso (pep). La composición de las corrientes (A) y (B) es la misma en los ejemplos E1 a E6. Las composiciones de las corrientes (A) y (B) son también las mismas en los ejemplos E7-E10. La composición de la corriente (C) es la misma en los ejemplos<e>2 y E3, pero diferente en los ejemplos E4, E5 y E6. La composición de la corriente (C) es la misma en los ejemplos E7-E10, pero diferente de las de E1-E6. En los ejemplos E1 y e 7, la cantidad de corriente (C) es cero. Cada ejemplo E1 a E10 podría considerarse como un representante de un paso (a1), (b1) o (c1), en donde un tercer artículo se produce utilizando una tercera proporción de mezclado. Al combinar los ejemplos adecuados E1 a E10, queda claro que se pueden obtener diferentes espumas de poliuretano simplemente variando la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C). Por ejemplo, la combinación de los tres ejemplos E1, E2 y E3, así como la combinación de los ejemplos E7, E8, E9 y E10 representan procesos en los que en los pasos (a1), (b1) y (c1), las corrientes (A), (B) y (C) se utilizan en diferentes proporciones de mezclado. Específicamente, para E1-E3, A: C : B es 100 : 0 : 127, 80 : 20 : 124, y 65 : 35 : 122, respectivamente, dando como resultado espumas de poliuretano con diferentes conductividades térmicas y valores de post-expansión. El ejemplo E1 no contiene agentes de soplado fluorados. Los agentes de soplado fluorados suelen ser más caros que el ciclopentano, pero dan como resultado una conductividad térmica más baja. Por otro lado, los agentes de soplado fluorados pueden interactuar indeseablemente con los materiales utilizados para la carcasa, el revestimiento, etc. De manera similar, los ejemplos E1 y E4, E1 y E5, o los ejemplos E1 y E6 podrían combinarse en un proceso de acuerdo con la presente invención, produciendo diferentes espumas de poliuretano variando las proporciones de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C). Para E7-E10, las respectivas proporciones de mezclado son A: C : B es 100 : 0 : 131, 70 : 30 : 130, 30 : 70 : 128 y 0 : 100 : 128, respectivamente. En esos casos, las formulaciones muestran diferentes reactividades, de modo que los tiempos de gel de los sistemas también pueden controlarse a través de las proporciones de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C).
Tabla 1a
Tabla 1b
Conductividad térmica [mW/mK] 19,6 19,4 19,4 19,3

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso discontinuo para producir una serie de al menos dos artículos que contengan espuma de poliuretano termoaislante a partir de al menos
(A) una primera corriente que comprende al menos un compuesto reactivo de isocianato,
(B) una segunda corriente que comprende al menos un poliisocianato orgánico, y
(C) una tercera corriente que comprende al menos un compuesto seleccionado a partir de compuestos reactivos de isocianato, poliisocianatos orgánicos, catalizadores, agentes espumantes, extensores de cadena, estabilizadores, agentes reticulantes, pirorretardantes y aditivos, en donde la corriente (C) es diferente de ambas corrientes (A) y (B); en donde el proceso comprende los siguientes pasos
(a) producir al menos un primer artículo al
(a1) proporcionar una primera mezcla de reacción de poliuretano en un dispositivo de mezclado (MD) mezclando al menos las corrientes (A), (B) y (C);
(a2) inyectar la primera mezcla de reacción de poliuretano proporcionada en el paso (a1) en una cavidad de al menos un primer artículo y formar la espuma de poliuretano termoaislante; y
(b) producir al menos un segundo artículo al
(b1) proporcionar una segunda mezcla de reacción de poliuretano en el dispositivo de mezclado (MD) mezclando al menos las corrientes (A), (B) y (C);
(b2) inyectar la segunda mezcla de reacción de poliuretano proporcionada en el paso (b1) en una cavidad de al menos un segundo artículo y formar la espuma de poliuretano termoaislante;
en donde
la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (a1) es diferente de la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (b1),
la cantidad de corriente (C) puede ser cero ya sea en el paso (a1) o en el paso (b1), y
en caso de que la cantidad de corriente (C) no sea cero en el paso (a1) o (b1), la cantidad de corriente (A) o (B) puede ser cero.
2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde el primer y el segundo artículo difieren en al menos una propiedad física y/o química.
3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde la espuma de poliuretano termoaislante es una espuma de poliuretano rígida de celda cerrada.
4. El proceso de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los artículos se seleccionan de refrigeradores, como neveras y congeladores: cajas aislantes para productos fríos y calientes; calentadores de agua; tanques de almacenamiento de agua caliente; tableros aislantes; y tuberías.
5. El proceso de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 4, en donde al menos tres corrientes (A), (B) y (C) se introducen simultáneamente en el dispositivo de mezclado (MD) o dos de las al menos tres corrientes se premezclan y se introducen en el dispositivo de mezclado (MD) después de premezclar simultáneamente con al menos la tercer corriente.
6. El proceso de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 5, en donde en los pasos (a1) y (b1), al menos tres corrientes (A), (B) y (C) se proporcionan a partir de depósitos separados de al menos (A), (B) y (C), respectivamente, que se conectan con el dispositivo de mezclado (MD) durante los pasos (a1) y (b1).
7. El proceso de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 6, en donde en al menos uno de los pasos (a1) y (b1) las cantidades de cada uno de las corrientes(A), (B) y (C) no son cero.
8. Un proceso implementado por ordenador para producir una serie de al menos dos artículos que contengan espuma de poliuretano termoaislante de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 7, en donde las proporciones de mezclado en los pasos (a1) y (b1) son controladas por una unidad de control configurada para controlar la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en los pasos (a1) y (b1) en el dispositivo de mezclado (MD).
9. El proceso implementado por ordenador de conformidad con la reivindicación 8, en donde la unidad de control está programada para repetir el paso (a) con una primera proporción de mezclado predefinida por un primer número predefinido de veces y repetir el paso (b) con una segunda proporción de mezclado predefinida por un segundo número predefinido de veces.
10. El proceso implementado por ordenador de conformidad con la reivindicación 8, en donde la información sobre los artículos que se van a producir se proporciona a la unidad de control mediante un sensor que lee una etiqueta de información legible por sensor que se proporciona con los artículos que se van a producir y/o la información sobre las condiciones ambientales de producción mediante un sensor para detectar información sobre las condiciones ambientales de producción.
11. El proceso implementado por ordenador de conformidad con la reivindicación 10, en donde la etiqueta de información legible por sensor es un chip RFID (identificación de radiofrecuencia) o un código 2D, tal como códigos QR (respuesta rápida), variantes de códigos QR, matriz de datos, código Aztec, código JAB (sólo otro código de barras), y código de barras.
12. El proceso implementado por ordenador de conformidad con la reivindicación 10, en donde la información sobre las condiciones ambientales de producción se proporciona a la unidad de control mediante un sensor que detecta al menos un parámetro de condición ambiental seleccionado de temperatura, humedad y presión de aire.
13. El proceso implementado por ordenador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en donde la información sobre los artículos a producir y/o las condiciones ambientales de producción suministradas a la unidad de control contiene la proporción de mezclado de al menos tres corrientes (A), (B) y (C), o la información se ajusta a los datos sobre las proporciones de mezclado de una base de datos para determinar la relación de mezcla; y la unidad de control ajusta la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en el dispositivo de mezclado (MD) en los pasos (a1) y (b1) de acuerdo con la proporción de mezclado contenida en la información o determinada por medio de la base de datos.
14. Una unidad de producción para producir una serie de al menos dos artículos que contengan espuma de poliuretano termoaislante de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 8 a 13, que comprende un dispositivo de mezclado (MD); depósitos separados de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) que se conectan con el dispositivo de mezclado (MD); un portamoldes para la carcasa de los artículos a producir; y una unidad de control configurada para controlar la alimentación de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) en el dispositivo de mezclado (MD) desde los depósitos de al menos (A), (B) y (C), en donde la unidad de control controla las proporciones de mezclado de al menos tres corrientes en los pasos (a1) y (b1) en el dispositivo de mezclado (MD), de modo que la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (a1) sea diferente de la proporción de mezclado de las corrientes (A), (B) y (C) en el paso (b1).
15. La unidad de producción de conformidad con la reivindicación 14, que comprende un sensor para leer etiquetas de información legibles por sensor y/o un sensor para detectar condiciones ambientales de producción.
16. La unidad de producción de conformidad con la reivindicación 15, en donde la unidad de producción comprende un acceso a una base de datos que contiene información para determinar las proporciones de mezclado de al menos tres corrientes (A), (B) y (C) que deben introducirse en el dispositivo de mezclado (MD) con base en la información facilitada por el sensor para la lectura de etiquetas de información legibles por sensores a partir de etiquetas de información legibles por sensores y/o del sensor para detectar las condiciones ambientales de producción.
17. Un programa informático que comprende instrucciones para hacer que la unidad de producción de una o más de las reivindicaciones 14 a 16 ejecute los pasos del proceso de una o más de las reivindicaciones 8 a 13.
18. Un medio legible por ordenador que tenga almacenado en él el programa informático de la reivindicación 17.
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