ES2310920T3 - Agente de separacion y su utilizacion en la produccion de cuerpos moldeados de poliuretano. - Google Patents
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Abstract
Dispersiones de agentes de separación para la producción de cuerpos moldeados de poliuretanos, que contienen en lo esencial A) por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por los jabones, los aceites, las ceras y las siliconas y B) por lo menos un carboxilato de bismuto y C) un disolvente orgánico y eventualmente D) usuales agentes auxiliares y aditivos, caracterizado porque como componente B) por lo menos una sal de Bi(III) con ácidos orgánicos R-COOH, seleccionada entre el trioctoato de bismuto y/o el trineodecanoato de bismuto.
Description
Agente de separación y su utilización en la
producción de cuerpos moldeados de poliuretano.
El invento se refiere a agentes de separación y
a su utilización en la producción de cuerpos moldeados de
poliuretanos.
Es conocido que los sistemas de poliuretanos
utilizados para la producción de cuerpos moldeados, muestran una
fuerte adhesión frente a los materiales utilizados en los moldes, de
manera preferida materiales fuertemente conductores del calor,
tales como metales. Por lo tanto, al realizar el desmoldeo de los
cuerpos moldeados de poliuretanos se necesitan unos agentes de
separación, que sean aplicados sobre las paredes de los moldes que
entran en contacto con poliuretanos y/o con la mezcla de reacción
destinada a formar poliuretanos.
Tales agentes de separación se componen de
dispersiones o emulsiones de ceras, jabones, aceites y/o siliconas
en disolventes tales como hidrocarburos o agua. Después de haber
aplicado el agente de separación sobre el molde, el disolvente se
evapora y las sustancias no volátiles, activas para separación,
forman una delgada película separadora, para que el cuerpo moldeado
de poliuretano, después de su producción, se pueda sacar fácilmente
desde el molde.
Junto al efecto separador propiamente necesario,
el agente de separación toma a su cargo todavía otras funciones,
así él influye también muy grandemente sobre la superficie del
cuerpo moldeado de poliuretano, que debe ser de poros finos o
respectivamente lisa y uniforme; entre otras cosas, también con el
fin de garantizar una buena capacidad de las piezas moldeadas
terminadas para ser guarnecida con telas o cueros.
En el transcurso de una optimización cada vez
más grande de las velocidades de producción en la industria
auxiliar abastecedora de constructores de automóviles, es
precisamente la propiedad arriba descrita, de la capacidad del
cuerpo moldeado de poliuretano para ser guarnecido, la que se ha
convertido en una característica cualitativa muy importante.
Una posibilidad de mejorar la calidad
superficial de las piezas moldeadas de poliuretanos es el empleo de
sustancias, que catalizan la reacción de un poliol con un isocianato
y de esta manera la aceleran. Los agentes de separación, que se
encuentran en el mercado para piezas moldeadas de poliuretanos,
contienen por lo tanto usualmente los denominados agentes
aceleradores con estaño, es decir catalizadores sobre la base de
compuestos orgánicos de estaño. Junto al mejoramiento de la calidad
superficial, estos agentes aceleradores con estaño actúan también
apoyando a la separación, al acelerar ellos la reacción de un poliol
con un isocianato junto a la interfase entre la espuma y la
película separadora. Son especialmente apropiados ciertos
dicarboxilatos de
di-n-butil-estaño,
como se describen por ejemplo en el documento de patente europea EP
1.082.202. Principalmente se emplea el dilaurato de
dibutil-estaño (DBTL), tal como se describe p.ej. en
el documento de patente alemana DE 35 41 513 o en el documento EP
164501.
Tal como es sabido, el DBTL es caracterizado con
R 50/53 (peligroso para el medio ambiente, muy tóxico para
organismos acuáticos) y alberga en sí mismo riesgos para el medio
ambiente, en el caso del almacenamiento y del transporte de agentes
de separación, que contienen DBTL.
Por lo tanto ya ahora muchos clientes de espumas
moldeadas de poliuretanos, por ejemplo en los sectores de las
suelas de zapatos o de los colchones, piden que el agente de
separación utilizado esté exento de estaño.
Además, por parte de la ECB (European Chemical
Bureau = Oficina Química Europea) se ha llevado a cabo una
clasificación, que caracteriza a los compuestos orgánicos de estaño
como tóxicos para la reproducción con las series de R
R60-R61. Algunos dicarboxilatos de
di-n-butil-estaño,
entre ellos el DBTL, serán afectados por esto.
El documento DE 19 25 675 divulga unas
dispersiones de agentes de separación para la producción de cuerpos
moldeados de poliuretanos de acuerdo con el prefacio de la
reivindicación 1.
Una misión del presente invento fue por lo
tanto, encontrar unos agentes externos de separación desde los
moldes, que estén exentos de compuestos que contengan estaño, que
sin embargo, a pesar de todo, muestren un buen efecto de separación
e influyan favorablemente sobre las superficies de los cuerpos
moldeados de poliuretanos, es decir dejen tras de sí unas
superficies de poros finos, de poros ligeramente abiertos así como
uniformes y lisas.
De modo sorprendente, se encontró, por fin, que
cumple esta misión una dispersión de clásicas sustancias activas
para separación, tales como ceras, jabones, aceites y/o siliconas en
disolventes orgánicos en común con sales de bismuto de ácidos
orgánicos en unas proporciones de 0,05 a 10% en peso, de manera
preferida de 0,1 a 5% en peso, en particular de 0,2 a 1% en
peso.
Son objeto del invento, por lo tanto, unas
dispersiones de agentes de separación para la producción de cuerpos
moldeados de poliuretanos, que contienen en lo esencial
- A)
- por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por los jabones, los aceites, las ceras y las siliconas y
- B)
- por lo menos un carboxilato de bismuto y
- C)
- un disolvente orgánico y eventualmente
- D)
- usuales agentes auxiliares y aditivos,
- empleándose como componente B) por lo menos una sal de Bi(III) con ácidos orgánicos R-COOH, seleccionada entre el trioctoato de bismuto y/o el trineodecanoato de bismuto.
De manera preferida, las dispersiones se
componen:
- A)
- de 0,5 a 40% en peso de por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por los jabones, los aceites, las ceras y las siliconas,
- B)
- de 0,05 a 10% en peso de por lo menos uno de los carboxilatos de bismuto arriba mencionados,
- C)
- de 0,1 a 10% en peso de agentes auxiliares y aditivos,
- D)
- hasta 100% en peso de un disolvente orgánico.
Los carboxilatos de bismuto se pueden preparar a
partir de compuestos de Bi(III) con los ácidos orgánicos
R-COOH de acuerdo con los procedimientos conocidos a
partir de la bibliografía, o se pueden obtener como productos
usuales en el comercio bajo los respectivos nombres de marcas, tales
como el trioctoato de bismuto y/o el trineodecanoato de bismuto,
por ejemplo bajo los respectivos nombres de marcas Borchi® Kat (de
la entidad Borchers GmbH) o Tegokat® (de la entidad Goldschmidt TIB
GmbH), Neobi® 200, de la entidad Shepherd, y Coscat®, de la entidad
Caschem. Estas sustancias no se clasifican como tóxicas ni como
perjudiciales para el medio ambiente.
Estas sales catalizan por una parte la reacción
de los polioles con los isocianatos junto a las interfases entre la
mezcla de reacción y la superficie del molde, e influyen además
sobre la constitución superficial de la espuma, en dirección a
producir la celularidad y la estructura que se necesitan. Ésta debe
de estar situada dentro de un determinado tamaño de las celdillas
(con una fina celularidad, pero no debe presentarse ninguna
microespuma ni ninguna espuma gruesa) y deben ser de poros
ligeramente abiertos (no cerrados ni predominantemente abiertos).
Estos criterios están ampliamente referidos a la práctica, es decir
que se pueden optimizar mediante algunos ensayos orientativos, y
facilitan la capacidad de guarnición del cuerpo moldeado, por
ejemplo, con guarniciones textiles.
Un objeto adicional del invento es la
utilización de estas dispersiones como agentes externos de
separación en la producción de cuerpos moldeados de
poliuretanos.
Como clásicas sustancias activas para separación
se pueden utilizar, conforme al invento, por ejemplo:
Ceras, es decir ceras líquidas, sólidas,
naturales o sintéticas, también oxidadas y/o parcialmente
saponificadas,
ésteres de ácidos carboxílicos con alcoholes o
alcoholes grasos,
jabones metálicos, tales como sales de metales
alcalinos o de metales alcalinos-térreos de ácidos
grasos,
aceites, tales como hidrocarburos líquidos o
viscosos a la temperatura ambiente, eventualmente pero no de manera
preferida mediando utilización conjunta de hidrocarburos
oligoméricos y/o poliméricos insaturados,
siliconas, tales como
poli(dimetilsiloxanos), eventualmente sustituidos con
radicales hidrocarbilo alifáticos o aromáticos.
Típicas ceras activas para separación se exponen
por ejemplo en los folletos de empresas "Waxes by Clariant,
production, characteristics and applications" [Ceras de Clariant,
producción, características y aplicaciones], Clariant, mayo de
2003, y "Formtrennmittel mit Vestowax®" [agentes de separación
desde moldes con Vestowax®] de Degussa, febrero de 2001.
Como disolventes se pueden emplear de manera
preferida unos disolventes que están exentos de hidrocarburos
fluoro-clorados FCKW (del alemán
Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen). De
manera preferida, se emplean unos hidrocarburos con unos intervalos
de ebullición de 25 a 280ºC, de manera preferida de 80 a 200ºC, de
manera preferida con unos puntos de inflamación de > 22ºC, de
manera especialmente preferida de > 55ºC.
Ejemplos de apropiados disolventes son bencina
especial 100/140, Shellsol® D 40, Exxsol® D 40; como una isoparafina
tal como p.ej. mezclas de isoundecano e isododecano (Isopar® H), o
como una trementina mineral (conocida como White Spirits) por
ejemplo Kristallöl K 30.
Como sustancias auxiliares y aditivas usuales se
pueden emplear uno o varios de los compuestos conocidos en el
estado de la técnica, seleccionados entre el conjunto formado por
los agentes estabilizadores de las espumas de poliuretanos, p.ej,
copolímeros de polisiloxanos y poliéteres, además talco, agentes
espesantes, ácido silícico, eventualmente catalizadores usuales en
las proporciones usuales de aproximadamente 0,1 a 10% en peso.
Las dispersiones conformes al invento se pueden
preparar de acuerdo con los procedimientos conocidos en el estado
de la técnica. De manera preferida, se procede disponiendo
previamente las sustancias activas para separación en una forma
fundida, introduciendo con mucho consumo de fuerzas de cizalladura
una parte del disolvente, luego añadiendo con poco consumo de
fuerzas de cizalladura el disolvente restante con los demás
componentes.
El invento se refiere además a la utilización de
los descritos agentes de separación en la producción de cuerpos
moldeados de poliuretanos.
Clásicamente, el molde es llevado a la deseada
temperatura del molde de 40 a 80ºC, de manera preferida de 45 a
75ºC, se rocía interiormente con un agente de separación, se espera
durante un cierto período de tiempo hasta que se haya evaporado la
mayor cantidad del disolvente y luego se introduce por bombeo el
sistema reactivo para la formación de poliuretanos a base de
polioles, poliisocianatos y eventualmente otros aditivos, tales
como catalizadores, agentes estabilizadores de la espuma y agentes
de expansión. El molde se cierra y después del periodo de tiempo de
endurecimiento se abre el molde y la pieza moldeada se
desmoldea.
El invento se refiere además a la guarnición de
los cuerpos moldeados de poliuretanos, producidos con ayuda de los
descritos agentes de separación, con telas, géneros textiles, velos,
cueros u otros materiales de guarnición, por ejemplo para asientos
de automóviles, muebles tapizados o colchones.
\vskip1.000000\baselineskip
- -
- una microcera = ceras usuales en el comercio con una temperatura de solidificación de 50 a 90ºC,
- -
- una cera polietilénica = ceras usuales en el comercio con una temperatura de solidificación de 50 a 90ºC,
- -
- un disolvente de hidrocarburo = fracciones de bencina usuales en el comercio con unos intervalos de ebullición de 80 a 200ºC,
- -
- Tegokat® neodecanoato de bismuto(III), fabricante Goldschmidt TIB GmbH
- -
- Borchi® Kat octoato de bismuto(III), fabricante Borchers GmbH
- -
- Kosmos® 19 = dilaurato de dibutil-estaño (DBTL), fabricante: Degussa,
- -
- DC® 190 = poliéter-siloxano, fabricante: Air Products,
- -
- Desmophen® PU 21IK01 = poliéter-poliol, fabricante: Bayer,
- -
- Tegoamin® TA 33, fabricante: Degussa,
- -
- Tegoamin® AS-1, fabricante: Degussa,
- -
- Tegostab® EP-K-38 = siloxano modificado con radicales orgánicos, fabricante: Degussa,
- -
- Suprasec® 2412 = difenilmetano-4,4'-diisocianato, fabricante: Huntsman.
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Ejemplo
1
2,5% en peso de una cera polietilénica (con un
punto de solidificación de 60ºC) y 2,5% en peso de una microcera
(con un punto de solidificación de 70ºC) se funden y se mezclan con
45% en peso de un hidrocarburo (con un punto de inflamación de
56ºC). 48,5% de un hidrocarburo (con un punto de inflamación de
56ºC) se espesa con 0,5% en peso de Tegokat® neodecanoato de
bismuto y 1% en peso del poliéter-siloxano DC 190, y
se añaden a la dispersión de cera.
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Ejemplo
2
2,5% en peso de una cera polietilénica (con un
punto de solidificación de 60ºC) y 2,5% en peso de una microcera
(con un punto de solidificación de 70ºC) se funden y se mezclan con
45% en peso de un hidrocarburo (con un punto de inflamación de
56ºC). 48,5% de un hidrocarburo (con un punto de inflamación de
56ºC) se espesa con 0,5% en peso de Borchi® Kat octoato de bismuto
y con 1% en peso de DC® 190, y se añaden a la dispersión de
cera.
Ejemplo comparativo
A
2,5% en peso de una cera polietilénica (con un
punto de solidificación de 60ºC) y 2,5% en peso de una microcera
(con un punto de solidificación de 70ºC) se funden y se mezclan con
45% en peso de un hidrocarburo (con un punto de inflamación de
56ºC). 49% de un hidrocarburo (con un punto de inflamación de 56ºC)
se mezcla con 1% en peso de DC® 190, y se añaden a la dispersión de
cera.
Ejemplo comparativo
B
2,5% en peso de una cera polietilénica (con un
punto de solidificación de 60ºC) y 2,5% en peso de una microcera
(con un punto de solidificación de 70ºC) se funden y se mezclan con
45% en peso de un hidrocarburo (con un punto de inflamación de
56ºC). 48,5% de un hidrocarburo (con un punto de inflamación de
56ºC) se mezcla con 0,5% en peso de Kosmos® 19 y 1% en peso de DC®
190, y se añade a la dispersión de cera.
Los agentes de separación fueron aplicados por
atomización con una boquilla de 0,5 mm, en unas cantidades próximas
a la práctica de 20 g/m^{2}, sobre placas metálicas de ensayo, y
se convierte en espuma sobre estas placas en un molde de caja a
55ºC un sistema espumable de poliuretano, que se compone de 100
partes de Desmophen® PU 21IK01, 3,5 partes de agua, 0,4 partes de
Tegoamin® TA 33, 0,25 partes de Tegoamin® AS-1, 0,7
partes de dietanolamina, 0,5 partes de Tegostab®
EP-K-38, 0,2 partes de ácido acético
(al 60% en agua) y 63,5 partes de Suprasec® 2412.
Después del endurecimiento (durante 10 minutos)
las placas metálicas se retiran desde la espuma mediando utilización
de un aparato medidor de la fuerza elástica, a fin de medir un
grado para el efecto de separación.
Tal como se puede observar a partir de la
anterior tabla, las sales de bismuto no tóxicas utilizadas conforme
al invento en los agentes de separación 1 y 2 muestran manifiestas
ventajas técnicas frente al valor a ciegas sin ningún catalizador
(agente de separación A) y tienen técnicamente el mismo efecto que
los tóxicos compuestos de estaño (agente de separación B).
Claims (4)
1. Dispersiones de agentes de separación para la
producción de cuerpos moldeados de poliuretanos, que contienen en
lo esencial
- A)
- por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por los jabones, los aceites, las ceras y las siliconas y
- B)
- por lo menos un carboxilato de bismuto y
- C)
- un disolvente orgánico y eventualmente
- D)
- usuales agentes auxiliares y aditivos,
caracterizado porque como componente B)
por lo menos una sal de Bi(III) con ácidos orgánicos
R-COOH, seleccionada entre el trioctoato de bismuto
y/o el trineodecanoato de bismuto.
2. Dispersiones de acuerdo con la reivindicación
1, que contienen en lo esencial:
- A)
- de 0,5 a 40% en peso de por lo menos un agente activo para separación, seleccionado entre el conjunto formado por los jabones, los aceites, las ceras y las siliconas y
- B)
- de 0,05 a 10% en peso de un carboxilato de bismuto y eventualmente,
- C)
- de 0,1 a 10% en peso de agentes auxiliares y aditivos, y
- D)
- hasta 100% en peso de un disolvente.
3. Utilización de las dispersiones de agentes de
separación de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, para la
producción de cuerpos moldeados de poliuretanos.
4. Utilización de las dispersiones de agentes de
separación de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, para el
mejoramiento de la capacidad de guarnición de cuerpos moldeados de
poliuretanos producidos con ellas.
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