ES2259752T3 - Combinaciones de agentes de expansion. - Google Patents
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Abstract
Composición de agente expansión para espuma que consiste esencialmente en trans-1, 2-dicloroetileno y al menos un pentano seleccionado del grupo que consiste en n-pentano, i-pentano y ciclopentano.
Description
Combinaciones de agentes de expansión.
Esta invención se refiere a combinaciones de
agentes de expansión para espumas de
trans-1,2-dicloroetileno ("Trans
12") con uno o más pentanos, y a premezclas de poliol y
composiciones de espuma que contienen tales combinaciones, más
específicamente a combinaciones de Trans 12 con uno o más de
n-pentano ("n-C5"),
i-pentano ("i-C5") y
ciclopentano ("c-C5"). Las combinaciones de
agentes de expansión para espumas son particularmente útiles para
fabricar espumas poliméricas de células cerradas (aislamiento) que
tienen resistencia al fuego mejorada, tales como espumas de
poliestireno, fenólicas y de poliuretano.
Se han utilizado los clorofluorocarbonos
("CFC") como agentes de expansión para espumas de aislamiento
de células cerradas, rígidas durante muchos años debido a que
ofrecen una resistencia al fuego excepcional además de buen
aislamiento térmico. Sin embargo, los CFC se han retirado
progresivamente porque se dice que son perjudiciales para la capa
de ozono. Se han identificado alternativas con reducción cero del
ozono tales como pentanos, pero los pentanos son sumamente
inflamables y sus espumas resultantes experimentan propiedades no
deseadas de comportamiento al fuego. Es cada vez más difícil que
las espumas expandidas con pentano cumplan los rigurosos requisitos
de comportamiento al fuego, de modo que es deseable todavía otra
alternativa con mejor comportamiento de resistencia al fuego.
Se proporcionan composiciones de agentes de
expansión para espumas, composiciones que comprenden Trans 12 y al
menos un pentano seleccionado del grupo que consiste en
n-C5, i-C5 y c-C5
(preferiblemente, c-C5), así como composiciones de
premezcla de espuma y espuma de poliuretano que comprenden un poliol
y la composición de agente de expansión.
Ahora se ha encontrado que las combinaciones
anteriores de pentanos con Trans 12 mejoran espectacularmente la
resistencia al fuego de las espumas expandidas con pentano, así como
mejoran el factor k inicial (conductividad térmica) de tales
espumas. Tal como se indicó anteriormente, estas combinaciones son
particularmente útiles para fabricar espumas poliméricas de células
cerradas (aislamiento) que tienen una resistencia al fuego mejorada,
tales como espuma de poliestireno, fenólicas y de poliuretano.
Además de la combinación de Trans 12 / ciclopentano, los datos de a
continuación confirman la utilidad de las combinaciones de Trans 12
con n-C5, i-C5, mezclas de
n-C5 / i-C5 y mezclas de
c-C5 / i-C5.
Trans 12 generalmente compone más del 1% en
moles de las combinaciones, preferiblemente de aproximadamente el 5
al 25% en moles. Un límite superior práctico de la cantidad de Trans
12 es de aproximadamente el 40 al 45% en moles.
En las composiciones de premezcla, la
combinación de agente de expansión está presente normalmente en un
intervalo de concentración de desde aproximadamente el 2 - 60% en
peso (preferiblemente del 5 - 40% en peso) basado en el peso del
poliol.
En las composiciones de espuma de poliuretano,
las concentraciones eficaces de las combinaciones son normalmente
de aproximadamente el 0,1 - 25% en peso (preferiblemente del 0,5 -
15% en peso) basado en el peso de la formulación de espuma de
poliuretano total.
El agente de expansión puede distribuirse entre
los lados "A" y "B" de la composición de espuma. Todo o
una parte de él puede añadirse también en el momento de la
inyección.
Los otros componentes de las formulaciones de
premezcla y espuma pueden ser aquellos que se utilizan
convencionalmente, componentes y sus proporciones que se conocen
bien por los expertos en la técnica. Por ejemplo, retardantes del
fuego, tensioactivos y poliol son componentes habituales del lado B,
mientras que el lado A está comprendido principalmente por
poliisocianato. Se utiliza frecuentemente agua como agente de
coexpansión. Los lados A y B normalmente se mezclan juntos, seguido
por inyección del catalizador, tras lo cual se vierte la mezcla en
un molde o caja.
La práctica de la invención se ilustra en más
detalle en los siguientes ejemplos no limitantes. Las formulaciones
utilizadas (teniendo todas un índice Iso de 300) contenían cada una
170,51 partes de M-489, un diisocianato de
difenilmetano polimérico disponible de Bayer Corporation; 100 partes
de PS2352, un poliéster poliol que tiene un índice de hidroxilo de
230 - 250 disponible de la Stepan Company; 0,16 partes de
PC-5 y 0,29 partes de PC-46, que
son, respectivamente, pentametildietilentriamina y acetato de
potasio en etilenglicol, catalizadores disponibles de Air Products;
2,57 partes de K-15, octoato de potasio en
dipropilenglicol, un catalizador disponible de Air Products; 2
partes de B-8462, un tensioactivo de copolímero de
polisiloxano-poliéter disponible de Goldschmidt
Chemical Corporation; 10 partes de AB-80, un
retardante del fuego de fosfato de
tris(1-cloro-2-propilo)
disponible de Albright & Wilson Americas, Inc.; y
aproximadamente 22 - 24 partes de agente de expansión, cuyas
cantidades exactas se exponen más particularmente a continuación;
todas las partes son en peso.
El lado A (M489) y el lado B (una mezcla del
poliol, tensioactivo, retardante del fuego y agentes de expansión)
se enfriaron cada uno hasta 10ºC, luego se mezclaron, tras lo cual
se inyectó la mezcla del catalizador. Tras el mezclado adicional
durante aproximadamente 18 segundos, la mezcla se vertió en una
caja. Luego se realizó una prueba de comportamiento de resistencia
al fuego Mobil 45 en muestras de las espumas resultantes. En esta
prueba, se pesaron las muestras antes y después de la exposición a
un quemador y se calcula el porcentaje de pérdida de peso. Cuanto
menor es la pérdida de peso, mejor es el comportamiento al fuego. Se
utilizó una muestra de espuma de núcleo de una pulgada de espesor
para determinar la conductividad térmica (factor k) de la espuma.
La medición del factor k se realiza según la norma ASTM C518. Cuanto
menor es el factor k, mejor es el comportamiento térmico de la
espuma.
En este ejemplo se compara el comportamiento de
c-C5 solo (21,7 partes) con el de las tres
combinaciones mostradas en la tabla I a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
| c-C5 | 20,62 | 19,53 | 16,28 |
| partes de Trans 12 | 1,50 | 3,01 | 7,52 |
| % en moles de Trans 12 | 5 | 10 | 25 |
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados de la pérdida de peso de
resistencia al fuego se muestran en la tabla II:
\vskip1.000000\baselineskip
| c-C5 solo | 10,3% |
| c-C5 con un 5% en moles de Trans 12 | 6,1% |
| c-C5 con un 10% en moles de Trans 12 | 8,6% |
| c-C5 con un 25% en moles de Trans 12 | 3,0% |
\vskip1.000000\baselineskip
La espuma fabricada con c-C5
solo tenía un factor k inicial de 0,157 BTU.pulgada./pie^{2}.h.ºF
a 24ºC, mientras que las espumas fabricadas con los 3 niveles de
Trans 12 tenían factores k de 0,153, 0,153 y 0,149,
respectiva-
mente.
mente.
En este ejemplo se compara el comportamiento de
n-C5 solo (22,32 partes) con el de las dos
combinaciones mostradas en la tabla III a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
| n-C5 | 20,09 | 16,74 |
| partes de Trans 12 | 3,01 | 7,52 |
| % en moles de Trans 12 | 10 | 25 |
Los resultados de la pérdida de peso de
resistencia al fuego se muestran en la tabla IV:
| n-C5 solo | 7,3% |
| n-C5 con un 10% en moles de Trans 12 | 5,6% |
| n-C5 con un 25% en moles de Trans 12 | 3,3% |
\vskip1.000000\baselineskip
La espuma fabricada con n-C5
solo tenía un factor k inicial de 0,164 BTU.pulgada./pie^{2}.h.ºF
a 24ºC, mientras que las espumas fabricadas con los 2 niveles de
Trans 12 tenían factores k de 0,160 y 0,157, respectivamente.
En este ejemplo se compara el comportamiento de
i-C5 solo (22,32 partes) con el de las dos
combinaciones mostradas en la tabla V a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
| i-C5 | 20,09 | 16,74 |
| partes de Trans 12 | 3,01 | 7,52 |
| % en moles de Trans 12 | 10 | 25 |
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados de la pérdida de peso de
resistencia al fuego se muestran en la tabla VI:
\vskip1.000000\baselineskip
| i-C5 solo | 5,1% |
| i-C5 con un 10% en moles de Trans 12 | 4,0% |
| i-C5 con un 25% en moles de Trans 12 | 3,1% |
\vskip1.000000\baselineskip
La espuma fabricada con i-C5
solo tenía un factor k inicial de 0,158 BTU.pulgada./pie^{2}.h.ºF
a 24ºC, mientras que las espumas fabricadas con los 2 niveles de
Trans 12 tenían factores k de 0,157.
En este ejemplo se compara el comportamiento de
Hydrosol solo (22,32 partes) con el de las dos combinaciones
mostradas en la tabla VII a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
| Hydrosol | 20,09 | 16,74 |
| partes de Trans 12 | 3,01 | 7,52 |
| % en moles de Trans 12 | 10 | 25 |
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados de la pérdida de peso de
resistencia al fuego se muestran en la tabla VIII:
| Hydrosol solo | 9,6% |
| Hydrosol con un 10% en moles de Trans 12 | 7,4% |
| Hydrosol con un 25% en moles de Trans 12 | 4,3% |
\vskip1.000000\baselineskip
La espuma fabricada con Hydrosol solo tenía un
factor k inicial de 0,161 BTU.pulgada./pie^{2}.h.ºF a 24ºC,
mientras que las espumas fabricadas con los 2 niveles de Trans 12
tenían factores k de 0,158 y 0,157, respectivamente.
En este ejemplo se compara el comportamiento de
Hydrosol 15 solo (22,32 partes) con el de las dos combinaciones
mostradas en la tabla IX a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
| Hydrosol 15 | 20,09 | 16,74 |
| partes de Trans 12 | 3,01 | 7,52 |
| % en moles de Trans 12 | 10 | 25 |
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados de la pérdida de peso de
resistencia al fuego se muestran en la tabla X:
\vskip1.000000\baselineskip
| Hydrosol 15 solo | 6,4% |
| Hydrosol 15 con un 10% en moles de Trans 12 | 4,3% |
| Hydrosol 15 con un 25% en moles de Trans 12 | 3,5% |
\vskip1.000000\baselineskip
La espuma fabricada con Hydrosol 15 solo tenía
un factor k inicial de 0,159 BTU.pulgada./pie^{2}.h.ºF a 24ºC,
mientras que las espumas fabricadas con los 2 niveles de Trans 12
tenían factores k de 0,158 y 0,155, respectivamente.
En este ejemplo se compara el comportamiento de
una combinación de c-C5 / i-C5 sola
(10,85 partes de c-C5 y 11,16 partes de
i-C5) con el de las dos combinaciones mostradas en
la tabla XI a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
| c-C5 | 9,77 | 8,14 |
| i-C5 | 10,04 | 8,37 |
| partes de Trans 12 | 3,01 | 7,52 |
| % en moles de Trans 12 | 10 | 25 |
Los resultados de la pérdida de peso de
resistencia al fuego se muestran en la tabla XII:
| c-C5 / i-C5 solo | 7,3% |
| c-C5 / i-C5 con un 10% en moles de Trans 12 | 5,1% |
| c-C5 / i-C5 con un 25% en moles de Trans 12 | 3,6% |
\vskip1.000000\baselineskip
La espuma fabricada con c-C5 /
i-C5 solo tenía un factor k inicial de 0,154
BTU.pulgada./pie^{2}.h.ºF a 24ºC, mientras que las espumas
fabricadas con los 2 niveles de Trans 12 tenían factores k de 0,150
y 0,149, respectivamente.
Claims (8)
1. Composición de agente expansión para espuma
que consiste esencialmente en
trans-1,2-dicloroetileno y al menos
un pentano seleccionado del grupo que consiste en
n-pentano, i-pentano y
ciclopentano.
2. Composición de agente expansión para espuma
que consiste esencialmente en
trans-1,2-dicloroetileno y
ciclopentano.
3. Composición de agente expansión para espuma
que comprende
trans-1,2-dicloroetileno y
n-pentano.
4. Composición de agente expansión para espuma
que comprende
trans-1,2-dicloroetileno e
i-pentano.
5. Composición de agente expansión para espuma
que comprende
trans-1,2-dicloroetileno y una
mezcla de n-pentano e
i-pentano.
6. Composición de agente expansión para espuma
que comprende
trans-1,2-dicloroetileno y una
combinación de ciclopentano e i-pentano.
7. Composición de premezcla de espuma que
comprende un poliol y la composición de agente de expansión para
espuma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Composición de espuma de poliuretano que
comprende un isocianato, un poliol y la composición de agente de
expansión para espuma según una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 6.
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