ES2230839T3 - Macromero precursor de un estabilizador para polimero-polioles. - Google Patents
Macromero precursor de un estabilizador para polimero-polioles.Info
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Abstract
Proceso para la preparación de un macrómero que tiene un peso molecular nominal de por lo menos 4.000, adecuado como precursor de un estabilizador en un polímero- poliol, proceso que comprende hacer reaccionar un polieterpoliol que tiene una funcionalidad nominal de 2, 5.
Description
Macrómero precursor de un estabilizador para
polímero-polioles.
La presente invención se refiere a un proceso
para la preparación de un macrómero que es muy adecuado como
precursor de un estabilizador en polímero-polioles.
Más específicamente, la presente invención se refiere a un proceso
para la preparación de un macrómero adecuado como precursor de un
estabilizador en polímero-polioles, al macrómero
obtenible por este proceso, a un proceso para la preparación de
polioles usando este macrómero y a
polímero-polioles obtenibles por este proceso.
En el contexto de la presente invención, un
macrómero es un compuesto cuya molécula comprende por lo menos uno o
más dobles enlaces polimerizables y una o más colas de poliol. El
doble enlace se puede copolimerizar con monómeros etilénicamente
insaturados, siendo así parte de la cadena del polímero. Las colas
de poliol que se extienden desde la cadena del polímero son
compatibles con el medio poliol líquido en el que está disperso el
polímero, estabilizando así la dispersión. El concepto de usar
macrómeros como precursores de estabilizadores de la dispersión en
sistemas de polímero-polioles es bien conocido como
resulta evidente, por ejemplo, de las patentes
US-A-4.390.645,
US-A-5.364.906 y
EP-A-0.461.800.
Los polímero-polioles se usan
comúnmente para la fabricación de espumas flexibles de poliuretano.
Las espumas flexibles de poliuretano se usan mucho en numerosas
aplicaciones. Los sectores principales de aplicación son la
industria automovilística y aeronáutica, muebles tapizados y
artículos técnicos. Por ejemplo, en automóviles y aviones se usan
mucho asientos totalmente de espuma, cubiertas de los asientos y
respaldos para la espalda y la cabeza, hechos todos de espuma
flexible de poliuretano. Otras aplicaciones incluyen el uso de
espuma flexible de poliuretano como soporte, relleno y acolchado de
alfombras, sillas de asientos de espuma para motocicletas, juntas
entre el cuerpo de un automóvil y sus faros, juntas de labio de
filtros de aire para máquinas y capa aislante en piezas de
automóviles y piezas de máquinas para reducir ruidos y vibraciones.
Se debe apreciar que cada aplicación específica impone sus propios
requisitos en la espuma flexible que se ha de usar. Características
importantes a este respecto son la densidad, dureza, resiliencia y
comportamiento de vaciado de la espuma y, para adecuarse a cada
aplicación, se deben balancear y ajustar óptimamente estas
características.
Un problema que se encuentra generalmente en la
fabricación de polímero-polioles, esto es, un
sistema en el que un polímero está disperso establemente en un
poliol base, es obtener un polímero-poliol que tenga
un contenido relativamente alto de polímero sólido y una viscosidad
suficientemente baja para que sea fácil de manejar. Un
polímero-poliol que tenga esta combinación de
propiedades es favorable para las propiedades de cualquier espuma
de poliuretano producida a partir de dicho
polímero-poliol. Para permitir una dispersión
estable de las partículas del polímero en el medio poliol líquido se
requiere generalmente un precursor de un estabilizador de la
dispersión.
La patente
JP-A-02/247208 describe un
polieter-éster-poliol de peso molecular alto como
estabilizador de dispersión de un polímero-poliol.
Este estabilizador de dispersión se obtiene por polimerización, en
una sola etapa, de un polieter-éster-poliol que
contiene grupos alilo (que a su vez se obtiene por reacción de un
polieterpoliol con un alil glicidil éter), un anhídrido de un ácido
dicarboxílico saturado y un óxido de alquileno. El
polímero-poliol se obtiene posteriormente
disolviendo el estabilizador de dispersión en un polieterpoliol y
polimerizando el(los) monómero(s) etilénicamente
insaturado(s) usando un iniciador de polimerización del tipo
de radicales libres.
Aunque el estabilizador de dispersión descrito en
la patente JP-A-02/247208 origina
polímero-polioles que tienen contenidos
relativamente altos de polímero (alrededor de 45% en peso en los
ejemplos de trabajo) junto con viscosidades relativamente bajas
(alrededor de 5.000-5.500 mPa.s en los ejemplos de
trabajo), todavía se podrían mejorar, quizás no mucho en cuanto al
comportamiento final del estabilizador de dispersión pero más en la
eficacia de aplicar el estabilizador. A este respecto, son
importantes el número de etapas del proceso para llegar al sistema
estabilizado de polímero-poliol, el número de
componentes necesarios para preparar el estabilizador (incluidos
agentes neutralizantes y catalizadores de la polimerización), la
facilidad de procesamiento y manejo del estabilizador y la manera
en la que se prepara el estabilizador. La presente invención
intenta optimizar todos estos aspectos. Además, el estabilizador
final debe tener un comportamiento estabilizador excelente que
permita la formación de polímero-polioles que tengan
un contenido alto de polímero junto con una viscosidad baja. Si se
pudiera conseguir dicho estabilizador, sería atractivo desde el
punto de vista técnico y comercial.
La presente invención proporciona un proceso para
preparar un macrómero adecuado como precursor de un estabilizador de
dispersión para polímero-polioles y que tiene un
comportamiento estabilizador excelente.
Así, la presente invención se refiere a un
proceso para la preparación de un macrómero que tiene un peso
molecular nominal de por lo menos 4.000 y que es adecuado como
precursor de un estabilizador en un polímero-poliol,
proceso que comprende hacer reaccionar un polieterpoliol que tiene
una funcionalidad nominal media de 2,5 a 6,0 y un peso molecular
nominal en el intervalo de 2.500 a 15.000 con un anhídrido cíclico
de un ácido dicarboxílico que no contiene ningún doble enlace
polimerizable y hacer reaccionar posteriormente el aducto así
obtenido con un compuesto epóxido que contiene un doble enlace
polimerizable.
Una ventaja principal del proceso de acuerdo con
la presente invención es que no implica una etapa separada de
polimerización para obtener un estabilizador aislado. En su lugar,
se obtiene un precursor del estabilizador (esto es, el macrómero).
El estabilizador real se forma durante la formación del polímero
disperso cuando el macrómero reacciona con los monómeros que forman
este polímero. En consecuencia, una ventaja adicional es el hecho de
que en la preparación del macrómero no es necesario un catalizador
separado de la polimerización ni un agente neutralizador. Además,
el macrómero obtenido de acuerdo con el presente proceso es mucho
menos viscoso que el estabilizador polimérico obtenido de acuerdo
con la patente JP-A-02/247208, como
resultado de lo cual es más fácil de manejar y tiene mejor
facilidad de procesamiento, esto es, se puede mezclar más
fácilmente en el sistema de la reacción de polimerización.
En la patente
GB-A-1.217.005 se describe un
proceso para la preparación de un polímero-poliol,
en el que primero se hace reaccionar un polieterpoliol con un
anhídrido cíclico de un ácido policarboxílico y después el producto
intermedio así obtenido se hace reaccionar con un
1,2-epóxido, como óxido de etileno y óxido de
propileno. No se describen epóxidos que contengan insaturación
etilénica para permitir la inclusión en la cadena polimérica de un
polímero derivado de monómeros etilénicamente insaturados. La
patente GB-A-1.217.005 tampoco
menciona sistemas de polímero-poliol.
En la patente
GB-A-1.126.025 se describe un
proceso para fabricar polioles poliméricos modificados, en el que se
polimeriza un compuesto etilénicamente insaturado, en condiciones
sustancialmente anhidras y en presencia de un catalizador de
polimerización del tipo de radicales libres y un poliol polimérico
que contiene por lo menos 0,7 grupos etilénicamente insaturados en
la molécula. Convenientemente el poliol polimérico se obtiene por
reacción de un polímero hidroxilado con un epóxido insaturado, como
alil glicidil éter. Sin embargo, la patente
GB-A-1.126.025 no menciona el uso de
anhídridos cíclicos de ácidos dicarboxílicos ni el uso de polioles
poliméricos modificados en sistemas de
polímero-poliol.
El poliol usado para preparar el macrómero en el
proceso de acuerdo con la presente invención es convenientemente un
polieterpoliol, también denominado frecuentemente
polioxialquilenpoliol. Dichos polieterpolioles se obtienen
típicamente por reacción de un compuesto de partida que tiene una
pluralidad de átomos de hidrógeno activo con uno o más óxidos de
alquileno, como óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de
butileno o mezclas de dos o más de ellos. Polieterpolioles
adecuados son los que tienen un peso molecular nominal en el
intervalo de 2.500 a 15.000. Preferiblemente, el poliol tiene
también un contenido alto de hidroxilos primarios, convenientemente
de por lo menos 70%. Se ha encontrado particularmente ventajoso
usar polioles que tienen un peso molecular en el intervalo de 5.000
a 14.000, una funcionalidad nominal en el intervalo de 2,5 a 6,0 y
un contenido de hidroxilos primarios en el intervalo de 70 a 100%,
más preferiblemente de 75 a 95%. El índice de hidroxilo del poliol
tiene convenientemente un valor de 20 a 150 mg de KOH/g, más
convenientemente de 25 a 75 mg de KOH/g.
El anhídrido de ácido dicarboxílico usado debe
tener una estructura cíclica y no debe contener insaturación
etilénica polimerizable, esto es, debe estar exento de dobles
enlaces que se puedan copolimerizar con los monómeros
etilénicamente insaturados usados para preparar polímeros en un
sistema de polímero-poliol. Anhídridos adecuados
incluyen anhídrido succínico, anhídrido glutárico, anhídrido
hexahidroftálico, anhídrido tetrahidroftálico y anhídrido ftálico,
de los que el preferido es el anhídrido ftálico.
El compuesto epóxido que contiene un doble enlace
polimerizable puede ser en principio cualquier
1,2-epóxido que contenga insaturación etilénica.
Ejemplos incluyen glicidil éteres, como alil glicidil éter, y
ésteres de glicidilo, como acrilato de glicidilo o metacrilato de
glicidilo. Un compuesto epóxido que da muy buenos resultados es
metacrilato de glicidilo.
También se ha encontrado que, para incrementar el
peso molecular del macrómero, se puede aplicar una etapa adicional
de reacción que implica una reacción con un compuesto epóxido di- o
polifuncional o con un isocianato di- o polifuncional.
Cualquier epóxido polifuncional usado reaccionará
con los grupos ácidos presentes en las cadenas del precursor del
macrómero como resultado de la reacción entre el poliol y el
anhídrido, reticulando así de hecho las diversas cadenas del
precursor del macrómero. La reacción con el epóxido polifuncional
puede tener lugar directamente antes o directamente después de la
reacción con el compuesto epóxido que contiene un doble enlace
polimerizable. En consecuencia, primero el aducto formado por la
reacción del poliol con el anhídrido cíclico puede reaccionar
parcialmente con un compuesto epóxido di- o polifuncional antes de
reaccionar con el compuesto epóxido que contiene un doble enlace
polimerizable. Alternativamente, primero se hace reaccionar
parcialmente el citado aducto con el compuesto epóxido que contiene
un doble enlace polimerizable y posteriormente se hace reaccionar
el producto así obtenido con un epóxido di- o polifuncional.
Cualquier isocianato polifuncional usado
reaccionará con grupos reactivos adecuados, convenientemente con
grupos hidroxilo, presentes en las cadenas del precursor del
macrómero, reticulando así las diversas cadenas del precursor del
macrómero. El isocianato polifuncional puede reaccionar con el
poliol antes de la reacción entre el poliol y el anhídrido cíclico
o puede reaccionar con el producto de la reacción entre el
compuesto epóxido que contiene un doble enlace polimerizable con el
aducto de la reacción entre el poliol y el anhídrido cíclico. Así,
se puede aplicar el diisocianato di- o polifuncional directamente
antes de la reacción entre el poliol y el anhídrido cíclico o
directamente después de la reacción con el compuesto epóxido que
contiene un doble enlace polimerizable.
Compuestos epóxidos polifuncionales adecuados
incluyen resinas epoxídicas que tienen una funcionalidad de dos o
más, como el diglicidil éter de bisfenol A, el poliglicidil éter de
novolaca fenólica o el tetraglicidil éter de metildifenilamina. Hay
disponible comercialmente un diepóxido difuncional bajo el nombre
comercial EPICOTE 828. Isocianatos polifuncionales adecuados
incluyen los aplicados normalmente en la fabricación de
poliuretanos e incluyen, entre otros,
tolueno-2,4-diisocianato
(2,4-TDI),
tolueno-2,6-diisocianato
(2,6-TDI), mezclas de 2,4-TDI y
2,6-TDI y diisocianato de
4,4'-difenilmetano (MDI).
Las cantidades usadas de los diversos componentes
pueden variar dentro de amplios límites. Convenientemente el poliol
y el anhídrido cíclico se usan en una relación molar de anhídrido a
poliol de 0,2:1 a 4:1, preferiblemente de 0,5:1 a 2:1. La cantidad
de compuesto epóxido, expresada como relación molar relativa con
respecto al poliol de partida, variará normalmente de 0,2:1 a 4:1,
preferiblemente de 0,5:1 a 2:1. La cantidad de epóxido funcional o
de isocianato polifuncional, expresada como relación molar relativa
con respecto al poliol de partida, también variará normalmente en
el intervalo de 1:10 a 1:1.
Además de los componentes antes indicados, se
puede emplear una pequeña cantidad de un catalizador para facilitar
la reacción entre el epóxido polifuncional, si se usa, y la cadena
del precursor del macrómero. Dichos catalizadores son bien
conocidos en la técnica e incluyen compuestos orgánicos de fósforo,
como yoduro, bromuro o hidróxido de tetrametilfosfonio, yoduro de
etiltrifenilfosfonio, bromuro o cloruro de
etiltri(p-tolil)fosfonio y muchos
otros haluros de
(alquil)_{n}(Ar)_{m}-fosfonio,
siendo n+m igual a 4 y representando Ar un grupo aromático, como
fenilo, tolilo o bencilo. Otros catalizadores adecuados incluyen
imidazoles, como 2-metilimidazol, y aminas
terciarias, como trietilamina, tripropilamina y tributilamina.
La temperatura a la que se realiza la preparación
del macrómero puede variar de 60 a 150ºC, convenientemente de 75 a
135ºC.
El macrómero producido de acuerdo con el método
descrito en la presente memoria tiene convenientemente un peso
molecular nominal de por lo menos 4.000, preferiblemente en el
intervalo de 5.000 a 50.000.
Como se ha indicado anteriormente, este macrómero
es un excelente precursor de un estabilizador para dispersiones de
polímeros en un medio poliol líquido. En consecuencia, en otro
aspecto la presente invención se refiere a un proceso que comprende
polimerizar, en un poliol base, por lo menos un monómero
etilénicamente insaturado en presencia de un iniciador de
polimerización y de un macrómero como el descrito en la presente
memoria.
El poliol base puede ser cualquier poliol
adecuado como medio líquido en sistemas de
polímero-poliol. En consecuencia, se puede aplicar
en principio cualquier poliol disponible comercialmente para
sistemas de poliuretanos. Ejemplos incluyen CARADOL
SC46-02, CARADOL MC36-03, CARADOL
SC56-02 y CARADOL MH56-03. El
poliol base usado puede ser el mismo poliol que el poliol usado para
preparar el macrómero aunque también puede ser un poliol
diferente.
Monómeros etilénicamente insaturados adecuados
para preparar el polímero disperso incluyen hidrocarburos aromáticos
vinílicos, como estireno, \alpha-metilestireno,
metilestireno y otros diversos estirenos alquilsustituidos. De
estos, se prefiere usar estireno. El monómero aromático vinílico se
puede usar solo o combinado con otros monómeros etilénicamente
insaturados, como acrilonitrilo, metacrilonitrilo, cloruro de
vinilideno, diversos acrilatos y dienos conjugados como
1,3-butadieno e isopreno. Los monómeros
etilénicamente insaturados preferidos para usar en la presente
invención son estireno y acrilonitrilo en una relación molar de
50:50 a 100:0. Sin embargo, se prefiere particularmente usar
estireno solo o una combinación de estireno y acrilonitrilo en una
relación molar de estireno:acrilonitrilo de 55:45 a 80:20, que
originan polímeros dispersos de poliestireno y copolímeros
dispersos de estireno/acrilonitrilo (SAN), respectivamente.
La cantidad de monómeros etilénicamente
insaturados usados puede variar entre 10 y 60% en peso, basado en
el peso total de poliol base, monómero(s) y macrómero. Sin
embargo, la cantidad de monómero(s) etilénicamente
insaturado(s) es preferiblemente 20 a 55% en peso, más
preferiblemente 30 a 50% en peso, basado en el peso total de poliol
base, monómero(s) y macrómero.
La polimerización de los monómeros se realiza en
presencia de un iniciador de polimerización. Dicho iniciador se
aplica usualmente en una cantidad de 0,01 a 5% en peso, basado en
el peso total de monómeros. Iniciadores de polimerización adecuados
son bien conocidos en la técnica e incluyen compuestos peróxidos y
azocompuestos. Ejemplos de peróxidos son peróxido de dibenzoílo,
peróxido de lauroílo, hidroperóxido de t-butilo,
peróxido de benzoílo y peróxido de
di-t-butilo. Ejemplos de
azocompuestos adecuados son azobis(isobutironitrilo) (AIBN)
y azobis(2-metilbutanonitrilo)(AMBN).
También se pueden añadir o estar presentes en el
medio de la reacción de polimerización, en cantidades pequeñas,
agentes de transferencia de cadenas. El uso de agentes de
transferencia de cadenas y su naturaleza son bien conocidos en la
técnica. Los agentes de transferencia de cadenas permiten un control
de la reticulación que se produce entre las diversas moléculas de
polímeros y, por lo tanto, pueden afectar a la estabilidad del
polímero-poliol. Si se usa, el agente de
transferencia de cadenas se usa convenientemente en una cantidad de
0,1 a 6% en peso, preferiblemente de 0,2 a 5% en peso, basado en el
peso total de reaccionantes. Ejemplos de agentes de transferencia
de cadenas adecuados son 1-butanol,
2-butanol, isopropanol, etanol, metanol, agua,
ciclohexano y mercaptanos, como dodecanotiol, etanotiol,
1-heptanotiol, 2-octanotiol y
toluenotiol.
También se pueden aplicar otros compuestos, como
compuestos que faciliten la mezcla de los diversos componentes,
compuestos que tengan un efecto reductor de la viscosidad y/o
compuestos que permitan que uno o más de los componentes usados se
disuelvan mejor en el medio de la reacción. Un ejemplo de compuesto
que tiene un efecto reductor de la viscosidad, permitiendo así una
mejor mezcla de los componentes, es tolueno.
Los diversos componentes usados en el proceso
para preparar polímero-polioles de acuerdo con la
presente invención se pueden mezclar de diferentes maneras. El
mezclado se puede realizar en una operación continua o discontinua.
En principio, cualquier manera conocida es adecuada para los fines
de la presente invención. Una manera es, por ejemplo, preparar el
polímero-poliol añadiendo los monómeros, el
iniciador de polimerización y parte (10-90%) del
poliol base a un reactor que contiene el resto del poliol base
(90-10%), el macrómero y opcionalmente un agente de
transferencia de cadenas. También se pueden usar y estar presentes
en la alimentación y/o en el reactor otros compuestos auxiliares,
como tolueno.
El polímero-poliol de acuerdo con
la presente invención es muy adecuado para la preparación de
espumas flexibles de poliuretano haciéndolo reaccionar con un
poliisocianato adecuado en presencia de un catalizador adecuado de
poliuretanos, un agente adecuado de soplado y opcionalmente un
agente reticulante. Esta reacción se denomina comúnmente
"espumación". Así, la presente invención se refiere también a
una espuma flexible de poliuretano obtenible espumando una
composición que comprende un polímero-poliol como el
especificado en la presente memoria y un poliisocianato.
Los catalizadores de poliuretanos son bien
conocidos en la técnica e incluyen diferentes compuestos. Una lista
extensa de catalizadores de poliuretanos se da, por ejemplo, en la
memoria de la patente de los Estados Unidos número 5.011.908. Para
los fines de la presente invención, los catalizadores adecuados
incluyen catalizadores basados en estaño, como sales de estaño y
sales de dialquilestaño de ácidos carboxílicos. Ejemplos específicos
son octoato estannoso, oleato estannoso, dilaurato de
dibutilestaño, acetato de dibutilestaño y diacetato de
dibutilestaño. Otros catalizadores adecuados son aminas terciarias
como, por ejemplo,
bis(2,2'-dimetil-amino)etil
éter, trimetilamina, trietilamina, trietilendiamina y
dimetiletanolamina. Ejemplos de catalizadores comercialmente
disponibles del tipo de aminas terciarias son los comercializados
bajo los nombres comerciales NIAX, TEGOAMIN y DABCO (todas son
marcas registradas). El catalizador se usa típicamente en una
cantidad de 0,01 a 2,0 partes en peso por cien partes en peso (ppc)
de polímero-poliol. Las cantidades preferidas de
catalizador son de 0,05 a 1,0 ppc.
Es bien conocido el uso de agentes reticulantes
en la producción de espumas de poliuretano. Las glicolaminas
polifuncionales son útiles para este fin. La glicolamina
polifuncional que se usa más frecuentemente y que también es útil
en la preparación de las espumas flexibles de poliuretano de la
presente invención es dietanolamina, con frecuencia designada
abreviadamente DEOA. Si se usa, el agente reticulante se aplica en
cantidades de hasta 3,0 ppc aunque, lo más convenientemente, se
aplican cantidades en el intervalo de 0,2 a 1,5 ppc.
Los agentes de soplado adecuados incluyen agua,
acetona, dióxido de carbono (líquido), hidrocarburos halogenados,
alcanos alifáticos y alcanos alicíclicos. Debido al efecto
perjudicial de los alcanos fluorados clorados totalmente (CFC)
sobre el ozono, generalmente no se prefiere usar este tipo de
agentes de soplado aunque es posible usarlos dentro del alcance de
la presente invención. Los alcanos halogenados, en los que por lo
menos un átomo de hidrógeno no ha sido sustituido por un átomo de
halógeno (los denominados HCFC) tienen poco o ningún efecto
perjudicial sobre el ozono y, por lo tanto, son los hidrocarburos
halogenados preferidos a usar en espumas sopladas físicamente. Un
agente de soplado muy conveniente del tipo de CFC es
1-cloro-1,1-difluoroetano.
También es conocido el uso de agua como agente (químico) de
soplado. El agua reacciona con grupos isocianato de acuerdo con la
bien conocida reacción de NCO/H_{2} desprendiendo dióxido de
carbono que origina que se produzca el soplado. Finalmente, se
desarrollaron alcanos alifáticos y alicíclicos como agentes de
soplado alternativos de los CFC. Ejemplos de dichos alcanos son
n-pentano (alifático) y ciclopentano y ciclohexano
(alicíclicos). Se debe entender que los agentes de soplado antes
mencionados se pueden usar solos o en mezclas de dos o más. Las
cantidades de agentes de soplado que se deben usar son las
aplicadas convencionalmente, esto es, entre 0,1 y 5 ppc en el caso
de usar agua y entre aproximadamente 0,1 y 20 ppc en el caso de
hidrocarburos halogenados, alcanos alifáticos y alcanos
alicíclicos.
Además, también se pueden usar otros compuestos
auxiliares bien conocidos, como ignífugos, estabilizadores de la
espuma (tensioactivos) y cargas. Los tensioactivos del tipo de
organosiliconas son los aplicados más convenientemente como
estabilizadores de la espuma en la producción de poliuretanos. Hay
disponible una gran variedad de dichos tensioactivos del tipo de
organosiliconas. Usualmente, el estabilizador de la espuma se usa en
una cantidad de hasta 5% en peso, basado en la mezcla de
polímero-poliol reaccionante y poliisocianato
reaccionante.
Se ilustrará más la invención por medio de los
siguientes ejemplos, sin que el alcance de la invención quede
limitado a estas realizaciones específicas.
En los ejemplos 1-6 se describe
la preparación de siete macrómeros (esto es, precursores de
estabilizadores) diferentes. En el ejemplo 7 se ilustra la
aplicación de varios de los macrómeros en la preparación de
polímero-polioles.
En un reactor de un litro, provisto de agitador,
calentador, termopar, condensador y bocas de entrada y salida, y
bajo una atmósfera de nitrógeno se cargaron:
- 778 de un polioxialquilentriol terminado en
óxido de etileno, que tenía un índice de hidroxilo de 36 mg de
KOH/g y un peso molecular nominal de 4.700,
- 38 g de anhídrido ftálico y
- 60 g de metil isobutil cetona.
La mezcla resultante se calentó a 120ºC y se
agitó durante una noche.
Posteriormente, se añadieron 40,1 g de EPICOTE
828 (diglicidil éter de bisfenol A) junto con 0,3 g de yoduro de
etiltrifenilfosfonio en 10 ml de diclorometano a 120ºC y se agitó
durante una noche. Después, se añadieron 8,4 g de metacrilato de
glicidilo junto con 0,1 g de yoduro de etiltrifenilfosfonio en 10
ml de diclorometano y se agitó durante una noche la mezcla
resultante.
El producto obtenido era un líquido transparente
de color amarillo claro que tenía una viscosidad de 28.100 mPa.s.
Este precursor de estabilizador se denomina en la presente memoria
SP-1.
Se preparó el precursor de estabilizador
SP-2 como se ha descrito en el ejemplo 1 excepto
que se usaron 34 g de anhídrido ftálico y 39,0 g de EPICOTE 828 y
posteriormente, en la etapa siguiente, se añadieron 5,1 g de
metacrilato de glicidilo.
El producto obtenido era un líquido transparente
de color amarillo claro que tenía una viscosidad de 37.800
mPa.s.
Se preparó el precursor de estabilizador
SP-3 en un reactor como el descrito en el ejemplo
1. En este reactor se cargaron, bajo una atmósfera de nitrógeno,
3.340 g de un polioxialquilenhexol terminado en óxido de etileno,
que tenía un índice de hidroxilo de 28 mg de KOH/g y un peso
molecular nominal de 12.000, junto con 40 g de anhídrido ftálico (=
1 equivalente molar) y 60 g de metil isobutil cetona. Después de
agitar durante una noche a 120ºC, se añadieron 37,4 g de
metacrilato de glicidilo (= 1 equivalente molar) y 0,34 g de yoduro
de etiltrifenilfosfonio en 10 ml de diclorometano y se agitó
durante una noche.
El producto obtenido era un líquido transparente
de color amarillo claro que tenía una viscosidad de 2.300
mPa.s.
(Comparativo)
Se preparó el precursor de estabilizador
SP-4 como se ha descrito en el ejemplo 3 excepto
que, en la primera etapa, como poliol se usaron 975 g de un
polioxialquilentriol que tenía un índice de hidroxilo de 46 mg de
KOH/g y un peso molecular nominal de 3.600.
El producto obtenido era un líquido transparente
de color amarillo claro que tenía una viscosidad de 730 mPa.s.
Se preparó el precursor de estabilizador
SP-5 como se ha descrito en el ejemplo 4 excepto
que, antes de la primera etapa, el poliol usado en el ejemplo 4 se
sometió a una reacción de acoplamiento con 0,50 equivalentes molares
de 4,4'-MDI en presencia de octoato de estaño
(catalizador). Posteriormente se cargaron en el reactor 961 g del
prepolímero resultante terminado en OH junto con 11,3 g de
anhídrido ftálico y 11,0 g de metacrilato de
glicidilo.
glicidilo.
El producto de color marrón tenía una viscosidad
de 4.990 mPa.s.
Se preparó el precursor de estabilizador
SP-6 como se ha descrito en el ejemplo 5 excepto
que se usaron cantidades menores de anhídrido ftálico y de
metacrilato de glicidilo, a saber, 7,2 g de anhídrido ftálico y 6,8
g de metacrilato de glicidilo.
El producto resultante transparente de color
amarillo claro tenía una viscosidad de 6.500 mPa.s.
Se usaron los macrómeros SP-1 a
SP-6 para preparar polímero-polioles
en los experimentos designados PP-1 a
PP-8 descritos a continuación. Los experimentos
PP-1 a PP-7 ilustran la presente
invención mientras que el experimento PP-8 se
incluye con fines comparativos. El polímero fue poliestireno
(relación S/AN = 100/0) o un copolímero de estireno/acrilonitrilo
(relación S/AN = 60/40).
En un reactor de un litro, provisto de
calentador, agitador, termopar y bocas de entrada y salida, y bajo
una atmósfera de nitrógeno se cargaron las cantidades de
reaccionantes indicadas en la tabla I. Después de calentar el
contenido del reactor (es decir, parte del poliol base, el macrómero
y alcohol isopropílico como agente de transferencia de cadenas) a
la temperatura de reacción, se añadió la carga de alimentación en
un período de 3 horas, excepto en el experimento
PP-5 en el que el período de carga de la
alimentación fue 2 horas. Después de haberse completado la adición,
el producto de la reacción se mantuvo a la temperatura de reacción
durante 2 horas y posteriormente se destilaron los monómeros
residuales durante 5 horas a 120ºC bajo vacío. El poliol base usado
fue el poliol descrito en el ejemplo 4.
Las abreviaturas AMBN y AIBN usadas en la tabla I
significan azobis(2-metilbutanonitrilo) y
azobis(isobutironitrilo) respectivamente.
Los resultados se indican en la tabla II.
En la tabla II se puede ver que los macrómeros de
acuerdo con la presente invención (esto es, SP-1,
SP-2, SP-3, SP-5 y
SP-6) originaron polímero-polioles
estables, que se pueden obtener con conversiones altas (con respecto
a la cantidad de monómeros cargados) y que tienen viscosidades
bajas (esto es, menores que 10.000 mPa.s) con un contenido alto de
sólidos (alrededor del 40% en peso, basado en la cantidad de
monómeros usados). En todos los casos, el tamaño medio de
partículas es menor que 2 \mum, que indica que las partículas
pueden permanecer en estado establemente disperso.
El macrómero que no es de acuerdo con la presente
invención porque su peso molecular es demasiado bajo
(SP-4) no origina un sistema de
polímero-poliol estable (experimento
PP-8) porque, durante la reacción de polimerización,
se produce solidificación del sistema.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (10)
1. Proceso para la preparación de un macrómero
que tiene un peso molecular nominal de por lo menos 4.000, adecuado
como precursor de un estabilizador en un
polímero-poliol, proceso que comprende hacer
reaccionar un polieterpoliol que tiene una funcionalidad nominal de
2,5 a 6,0 y un peso molecular nominal en el intervalo de 2.500 a
15.000 con un anhídrido cíclico de un ácido dicarboxílico que no
contiene ningún doble enlace polimerizable y hacer reaccionar
posteriormente el aducto así obtenido con un compuesto epóxido que
contiene un doble enlace polimerizable, para preparar un macrómero
adecuado como precursor de un estabilizador en un
polímero-poliol.
2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en
el que el poliol tiene un peso molecular nominal en el intervalo de
5.000 a 14.000.
3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó
2, en el que el anhídrido cíclico de un ácido dicarboxílico es
anhídrido ftálico.
4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el compuesto epóxido es
metacrilato de glicidilo o acrilato de glicidilo.
5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que primero se hace reaccionar
parcialmente el aducto con un epóxido di- o polifuncional antes de
hacerlo reaccionar con el compuesto epóxido que contiene un doble
enlace polimerizable.
6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en el que se hace reaccionar
el poliol con un compuesto isocianato di- o polifuncional antes de
la reacción entre el poliol y el anhídrido cíclico de un ácido
dicarboxílico.
7. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en el que primero se hace
reaccionar parcialmente el aducto con el compuesto epóxido que
contiene un doble enlace polimerizable y posteriormente se hace
reaccionar el producto de reacción así obtenido con un compuesto
epóxido di- o polifuncional o con un compuesto isocianato di- o
polifuncional.
8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1-7, proceso que comprende además
polimerizar en un poliol base por lo menos un monómero
etilénicamente insaturado en presencia de un iniciador de
polimerización y el macrómero.
9. Proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en
el que los monómeros etilénicamente insaturados son estireno y
acrilonitrilo en una relación molar de 50:50 a 100:0.
10. Proceso de acuerdo con la reivindicación 8 ó
9, en el que la cantidad de monómero(s) etilénicamente
insa-
turado(s) es 20 a 55% en peso, basado en el peso total de poliol base, monómero(s) y macrómero.
turado(s) es 20 a 55% en peso, basado en el peso total de poliol base, monómero(s) y macrómero.
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