ES2327272T3 - Masas de gel basadas en poliuretano, su preparacion y uso. - Google Patents
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Abstract
Masas de gel basadas en una mezcla de reacción que se pueden obtener de prepolímeros de NCO y componentes poliol, caracterizadas porque a) los prepolímeros de NCO usados se pueden obtener a partir de poliisocianatos con una funcionalidad de 2,1 a 5 y polioxialquilendiol-monoalquiléteres con un peso molecular de 1000 a 18000, encontrándose la relación de grupos NCO a los grupos OH entre 2:1 y 8:1 y b) los componentes poliol presentan un índice de hidroxilo medio de 6 a 112 y una funcionalidad formal de 3 a 8, encontrándose el índice de la mezcla de reacción en el intervalo de 15 a 60.
Description
Masas de gel basadas en poliuretano, su
preparación y uso.
La presente invención se refiere a masas de gel
mejoradas basadas en una mezcla de reacción de prepolímeros de NCO
y compuestos seleccionados con grupos que pueden reaccionar frente a
grupos isocianato, a un procedimiento para la preparación de estas
masas de gel y a su uso en elementos que distribuyen la presión.
Se ha descrito que las masas de gel para el uso
en elementos que distribuyen la presión, por ejemplo, en acolchados
para sillas de ruedas, se basan sobre todo en poli(cloruro de
vinilo), poliorganosiloxanos y poliuretanos, es decir, productos de
reacción de polioles y poliisocianatos. A este respecto se han
evidenciado como especialmente ventajosas para la regulación
pretendida de las propiedades en los respectivos fines de
aplicación, masas de gel basadas en poliuretanos, como se han
descrito, por ejemplo, en el documento EP-A 057838.
Tales geles de poliuretano que se pueden obtener a partir de
polioles con alto peso molecular (índice de hidroxilo: 20 a 112) y
poliisocianatos, tienen la desventaja de que los dos componentes de
reacción se deben mezclar entre ellos en cantidades muy
discrepantes. Por ello se debe realizar en la preparación a máquina
de los geles la dosificación de los componentes de poliisocianatos
que se usan en cantidades proporcionalmente pequeñas, muy
exactamente y con desviaciones lo más pequeñas posible, ya que de lo
contrario se obtienen masas de gel no homogéneas con distinta
consistencia.
A diferencia de esto se describen en el
documento EP-A 511570 masas de gel de poliuretano,
en las que se usan los componentes en una relación de mezcla que
permite una mezcla homogénea de los componentes, de forma particular
con uso de máquinas a alta presión. El componente poliol se compone
de una mezcla de polioles con índices de hidroxilo menores de 112 y
polioles con índices de hidroxilo en el intervalo de 112 a 600. El
índice de isocianato de la mezcla de reacción se encuentra en el
intervalo de 15 a 59,81, y el producto de funcionalidad isocianato
y poliol en al menos 6,15. Una desventaja de estas masas de gel es
que las propiedades mecánicas sólo pueden variar en estrechos
límites. De este modo con menor dureza (por ejemplo, dureza Shore 00
< 40) sólo puede tener lugar una capacidad de recuperación muy
limitada. Como capacidad de recuperación se designa el tiempo que
necesita un cuerpo de moldeo de gel para regresar después de una
compresión vertical del 50% nuevamente a la altura de partida. La
capacidad de recuperación muy limitada restringe en gran medida los
campos de aplicación posibles de tales geles.
En el documento EP-A 282554 se
describen masas de gel bien toleradas por la piel con pegajosidad
inherente, que se pueden usar por ejemplo en parches para la piel.
Las masas de gel se obtienen mediante reacción de prepolímeros de
NCO (preparados mediante la reacción de un poliisocianato con un
polioxialquilendiol-monoalquiléter) y un compuesto
que contiene hidroxilo, por ejemplo, agua o poliol. El poliol usado
se puede tratar entre otros de dioles, que se hacen reaccionar en
cantidad estequiométrica con el prepolímero de NCO. Una desventaja
de estas masas de gel es que se pueden variar las propiedades
mecánicas sólo en extensión limitada. De este modo se obtiene masas
de gel con capacidad de recuperación baja hasta con inestabilidad
dimensional, si se prueba por ejemplo mediante reducción del índice
al establecimiento de una dureza baja (por ejemplo, Shore 00 <
40).
Por tanto fue objetivo de la presente invención
proporcionar masas de gel que presentan bajas durezas y una buena
capacidad de recuperación y se puedan variar sus propiedades
mecánicas en amplios límites. Al mismo tiempo debe ser posible una
mezcla homogénea de los componentes con uso de equipos a alta
presión, ya que sólo de esta forma se pueden procesar rápidamente
sistemas de gel reactivos.
De forma sorprendente se han encontrado masas de
gel mejoradas que no presentan las desventajas descritas
anteriormente y que consiguen el objetivo de forma destacable.
Son objeto de la invención masas de gel basadas
en una mezcla de reacción de prepolímeros de NCO y componentes
poliol, que se caracteriza porque
- a)
- los prepolímeros de NCO usados se pueden obtener a partir de poliisocianatos con una funcionalidad de 2,1 a 5 y polioxialquilendiol-monoalquiléteres con un peso molecular de 1000 a 18000, encontrándose la relación de grupos NCO a los grupos OH entre 2:1 y 8:1 y
- b)
- los componentes poliol presentan un índice de hidroxilo medio de 6 a 112 y una funcionalidad formal de 3 a 8,
encontrándose el índice de la
mezcla de reacción en el intervalo de 15 a
60.
Las masas de gel de acuerdo con la invención se
preparan mediante reacción de prepolímeros de NCO y componentes
poliol. A este respecto se prepara el prepolímero de NCO usado a
partir de poliisocianatos con una funcionalidad de 2,1 a 5 y
polioxialquilendiol-monoalquiléteres con un peso
molecular de 1000 a 18000, encontrándose la relación de grupos NCO
a los grupos OH entre 2:1 y 8:1. Los componentes poliol usados
presentan un índice de hidroxilo medio de 6 a 112 y una
funcionalidad formal de 3 a 8. El índice de la mezcla de reacción se
encuentra en el intervalo de 15 a 60. Con índice se entiende la
relación de equivalentes de grupos NCO a grupos OH multiplicada por
100. De este modo, por ejemplo, un índice de 15, significa que para
un grupo OH reactivo de los polioles están presentes 0,15 grupos
NCO reactivos de los prepolímeros o para un grupo NCO reactivo de
los prepolímeros están presentes 6,67 grupos OH reactivos de los
polioles.
Los componentes para la preparación de las masas
de gel de acuerdo con la invención se pueden usar en una relación
de mezcla que permita una mezcla homogénea de los componentes, de
forma particular con uso de equipos a alta presión. Mediante el uso
de equipos a alta presión se pueden procesar rápidamente sistemas de
gel reactivos y por tanto producirse económicamente cuerpos de
moldeo de gel en altos tiempos de ciclo. Adicionalmente se pueden
variar las propiedades mecánicas de las masas de gel en amplios
límites. De este modo con menor dureza (Shore 00 < 40) se pueden
obtener buenas capacidades de recuperación como son requeridas, por
ejemplo, en soportes que distribuyen la presión en almohadillas
antidecúbito, reposabrazos, plantillas para zapatos, sillas de
oficina, colchones y sillines de bicicleta.
Las masas de gel de acuerdo con la invención se
prefieren por lo general exentas de agua y pueden contener dado el
caso adicionalmente cargas conocidas de la química del poliuretano
en cantidades del 0 al 50% en peso, referido al peso total de la
masa de gel. Las masas de gel pueden contener dado el caso también
coadyuvantes y aditivos en cantidades del 0 al 25% en peso,
referido a las masas de gel. Pueden estar presentes dado el caso
catalizadores en cantidades del 0 al 5% en peso, referido a la masa
de gel.
Es también objeto de la presente invención un
procedimiento para la preparación de masas de gel, que se
caracterizada porque se hacen reaccionar
- a)
- uno o varios prepolímeros de NCO, que se preparan a partir de poliisocianatos con una funcionalidad de 2,1 a 5 y polioxialquilendiol-monoalquiléteres con un peso molecular de 1000 a 18000, encontrándose la relación NCO/OH entre 2:1 y 8:1, con
- b)
- un componente poliol constituido por uno o varios polioles con un índice de hidroxilo medio de 6 a 112 y una funcionalidad formal de 3 a 8, en presencia de
- c)
- dado el caso del 0 al 5% en peso referido a la masa de gel de uno o varios catalizadores para la reacción entre grupos isocianato e hidroxilo y
- d)
- dado el caso del 0 al 50% en peso, referido a la masa de gel, cargas y
- e)
- dado el caso del 0 al 25% en peso, referido a la masa de gel, coadyuvantes y/o aditivos
encontrándose el índice de la
mezcla de reacción en el intervalo de 15 a
60.
Los poliisocianatos para la preparación de los
componentes de partida a) se tratan preferiblemente de
poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos o aromáticos. Se trata
preferiblemente de di- y/o poliisocianatos líquidos a temperatura
ambiente del grupos de difenilmetano. A estos pertenecen mezclas
líquidas a temperatura ambiente y dado el caso correspondientemente
modificadas de 4,4'-diisocianatodifenilmetano con
2,4'- y dado el caso
2,2'-diisocianatodifenilmetano. Son adecuadas
también mezclas de poliisocianato líquidas a temperatura ambiente
del grupo de difenilmetano, que contienen además de los isómeros
citados sus homólogos superiores y que se pueden obtener de forma
conocida mediante fosgenación de condensados de
anilina/formaldehído. Son adecuados también productos de
modificación que presentan también grupos uretano y/o carbodiimida
de estos di- y poliisocianatos. También son adecuados productos de
modificación que presentan grupos alofanato y/o biuret de di- y
poliisocianatos citados. El componente poliisocianato presenta una
funcionalidad NCO media de 2,1 a 5,0, preferiblemente de 2,5 a
3,1.
Los
polioxialquilendiol-monoalquiléteres para la
preparación de los componentes de partida a) se tratan de
poli(oxialquilen)polioles que se pueden preparar de
forma conocida mediante poliadición de óxidos de alquileno en
compuestos de partida monofuncionales en presencia de catalizadores.
Compuestos de partida preferidos que se pueden usar solos o en
mezcla, son moléculas con un grupo hidroxilo por molécula como
etanol, propanol, butanol, butildiglicol. De este modo se obtienen
monoalquiléteres con un grupo alquilo con 1 a 18 átomos de carbono,
preferiblemente con 2 a 6 átomos de carbono, con especial
preferencia 4 átomos de carbono, es decir, monobutiléteres. Se
preparan preferiblemente los poli(oxialquilen)polioles
usados de acuerdo con la invención a partir de uno o varios óxidos
de alquileno. Óxidos de alquileno usados preferiblemente son
oxirano, metiloxirano y etiloxirano. Estos se pueden usar solos o
en mezcla. Con el uso en la mezcla es posible hacer reaccionar los
óxidos de alquileno entre ellos aleatoriamente o en bloques o ambos.
Se prefiere una mezcla de óxido de propileno y óxido de etileno
para la preparación de
polioxialquilendiol-monoalquiléteres de acuerdo con
la invención con un peso molecular medio numérico de 1000 a 18000
g/mol, preferiblemente de 1000 a 3000 g/mol.
Para la preparación de prepolímeros de
poliisocianato a) usados se calientan los poliisocianatos y los
polioxialquilendiol-monoalquiléteres en la relación
NCO/OH dada (entre 2:1 y 8:1), dado el caso en presencia de un
catalizador, hasta que finaliza la reacción.
El componente poliol b) cumple además de su
función como componente de estructura para la matriz de poliuretano
también el papel de un agente de dispersión. Los polioles que se va
a usar se pueden tratar preferiblemente de polihidroxipoliéteres,
polihidroxipoliésteres, polihidroxipolitioéteres,
polihidroxipoliacetales, polihidroxipolicarbonatos,
polihidroxipoliesteramidas, polihidroxipoliamidas o
polihidroxipolibutadieno conocidos de las química del poliuretano
líquidos de 10 a 60ºC. También se pueden usar como componente poliol
compuestos polihidroxílicos que ya contienen grupos uretano o urea
así como polioles naturales dado el caso modificados, como aceite de
ricino. Evidentemente se pueden usar también mezclas de los
compuestos citados anteriormente, por ejemplo, mezclas de
polihidroxipoliéteres y polihidroxipoliésteres.
Los polioles b) usados se tratan preferiblemente
de polihidroxipoliéteres, que se pueden preparar de forma conocida
mediante poliadición de óxidos de alquileno en compuestos de partida
polifuncionales en presencia de catalizadores. Se preparan
preferiblemente los poli(oxialquilen)polioles usados
de acuerdo con la invención a partir de un compuesto de partida con
3 a 8 átomos de hidrógeno activos en promedio y uno o varios óxidos
de alquileno. Son compuestos de partida preferidos moléculas con
tres a ocho grupos hidroxilo por molécula como trietanolamina,
glicerina, trimetilolpropano, pentaeritritol, sorbitol y sacarosa.
Los compuestos de partida se pueden usar solos o en mezcla, entre
otros, con compuestos de partida difuncionales como dietilenglicol,
dipropilenglicol, trietilenglicol, tripropilenglicol,
1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol. Los
polioles b) usados de acuerdo con la invención se preparan a partir
de uno o varios óxidos de alquileno. Óxidos de alquileno usados
preferiblemente son oxirano, metiloxirano y etiloxirano. Estos se
pueden usar solos o en mezcla. Con el uso en mezcla es posible
hacer reaccionar sucesivamente los óxidos de alquileno
aleatoriamente o en bloques o ambos. Igualmente son adecuados
aquellos polihidroxipoliéteres de alto peso molecular en los que
están presentes poliaductos o policondensados de alto peso
molecular o polimerizados en forma finamente dispersa, disuelta o
en gotas. Compuestos polihidroxólicos modificados de este tipo se
obtienen, por ejemplo, si se deja que tengan lugar reacciones de
poliadición (por ejemplo, reacciones entre poliisocianatos y
compuestos con funcionalidad amino) o reacciones de
policondensación (por ejemplo, entre formaldehído y fenoles y/o
aminas) in situ en los compuestos que presentan grupos
hidroxilo (como se describe, por ejemplo, en el documento
DE-AS 1168075). También son adecuados compuestos
polihidroxílicos modificados mediante polimerizados de vinilo como
se obtienen, por ejemplo, mediante polimerización de estireno y
acrilonitrilo en presencia de poliéteres (por ejemplo, según el
documento US-PS 3383351), para el procedimiento de
acuerdo con la invención como componentes poliol b). Son
representantes de compuestos que se van a usar como componente de
partida b) citados de acuerdo con la invención, por ejemplo, los
descritos en Kunststoff-Handbuch, tomo VII
"Polyurethane", 3ª edición'', editorial Carl Hanser,
Munich/Viena, 1993, páginas 57 a 67 o bien páginas 88 a 90.
Se prefieren usar como componente poliol b) uno
o varios polihidroxipoliéteres, que presentan un índice de
hidroxilo medio de 6 a 112 y una funcionalidad de 3 a 8,
preferiblemente de 3 a 6.
La reacción de formación de gel que discurre
lentamente se puede acelerar dado el caso mediante adición de
catalizadores. A este respecto se pueden usar catalizadores
conocidos que aceleran la reacción entre grupos hidroxilo e
isocianato. De forma particular se tienen en cuenta aminas
terciarias del tipo conocido, por ejemplo, trietilamina,
tributilamina, N-metilmorfolina,
N-etilmorfolina, N-cocomorfolina,
N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina,
1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano,
N-metil-N'-dimetilaminoetilpiperazina,
N,N-dimetilciclohexilamina,
N,N-,N',N'-tetrametil-1,3-butanodiamina,
N,N-dimetilimidazol-\beta-feniletilamina,
1,2-dimetilimidazol o
2-metilimidazol. También se pueden usar
catalizadores metálicos orgánicos, de forma particular catalizadores
de bismuto orgánicos como, por ejemplo, neodecanoato de bismuto
(III) o catalizadores de estaño orgánicos como, por ejemplo, sales
de estaño (II) de ácido carboxílico como acetato de estaño (II),
octoato de estaño (II), etilhexoato de estaño (II) y laurato de
estaño (II) y las sales de dialquilestaño de ácidos carboxílicos
como, por ejemplo, diacetato de dibutilestaño, dilaurato de
dibutilestaño, maleato de dibutilestaño o diacetato de dioctilestaño
solos o en combinación con las aminas terciarias. Se usan
preferiblemente de 0 a 5% en peso, de forma particular de 0,3 a 2,0%
en peso de catalizador o combinación de catalizador, referido a la
masa del gel. Se describen otros representantes de catalizadores
así como particularidades sobre el efecto de catalizadores en
Kunststoff-Handbuch, tomo VII, "Polyurethane",
3ª edición, editorial Carl Hanser, Munich/Viena, 1993 en las páginas
104 - 11.
Cargas que dado el caso se van a usar
conjuntamente pueden ser cargas tanto inorgánicas como también
orgánicas. Como cargas inorgánicas son de citar a modo de ejemplo:
minerales silicatados, por ejemplo, silicatos en capas, óxidos de
metales como óxidos de hierro, de forma particular óxidos de metales
preparados pirogénicamente como Aerosile (como se describen en el
documento EP-B-1 125975), sales
metálicas como espato pesado, pigmentos inorgánicos como sulfuro de
cadmio, sulfuro de cinc así como vidrio, esferas de vidrio de tamaño
micrométrico, esferas huecas de vidrio de tamaño micrométrico, este
otros. Se pueden usar minerales en forma de fibras naturales y
sintéticas como wolastonita y fibras de vidrio de distinta longitud,
que dado el caso pueden ser en capas. Como cargas orgánicas son de
citar a modo de ejemplo: parafinas cristalinas o grasas ("material
de cambio de fase") (como se describe en el documento
EP-B-1 277 801), polvo basado en
poliestireno, poli(cloruro de vinilo), masas de
urea-formaldehído y/o polihidrazodicarbonamidas (por
ejemplo, obtenidas de hidrazina y toluilendiisocianato). A este
respecto se pueden preparar, por ejemplo, resinas de
urea-formaldehído o polihidrazodicarbonamidas
directamente en un poliol que se va a usar para la preparación de
masas de gel de acuerdo con la invención. Se pueden incorporar
también esferas huecas de tamaño micrométrico de origen orgánico
(como se describe en el documento
EP-B-1 142943) o corcho (como se
describe en el documento DE 10024087). Las cargas orgánicas o
inorgánicas se pueden usar individualmente o como mezclas. Las
cargas se incorporan a la mezcla de reacción, en el caso general,
en cantidades del 0 hasta el 50% en peso, preferiblemente del 0 al
30% en peso, referido al peso total de la masa de gel.
A los coadyuvantes y aditivos, que dado el caso
se pueden usar conjuntamente, pertenecen por ejemplo agentes
colorantes, sustancias que se unen a agua, agentes ignífugos,
plastificantes y/o alcoholes monovalentes.
Como agentes colorantes las masas de gel de
acuerdo con la invención pueden contener, por ejemplo, para la
coloración de poliuretanos, colorantes y/o pigmentos colorantes
conocidos de base orgánica y/o inorgánica, por ejemplo, pigmentos
de óxido de hierro y/o óxido de cromo y pigmentos de base
ftalocianina y/o base monoazo.
Como sustancias que se unen a agua son adecuados
tanto compuestos de alta reactividad frente a agua como, por
ejemplo, tris(cloroetil)ortoformato, así como también
cargas que se unen a agua, por ejemplo, óxidos alcalinotérreos,
zeolitas, óxidos de aluminio y silicatos. Se encuentran en el
mercado zeolitas sintéticas adecuadas, por ejemplo, con la
denominación Baylith®.
Agentes ignífugos adecuados dado el caso de uso
conjunto son, por ejemplo, fosfato de tricresilo, fosfato de
tris-2-cloroetilo, fosfato de
tris-cloropropilo y fosfato de
tris-2,3-dibromopropilo. Además de
los fosfatos sustituidos con halógeno ya citados se pueden usar
también agentes ignífugos inorgánicos como hidrato de óxido de
aluminio, polifosfato de amonio, sulfato de calcio, polimetafosfato
de sodio o fosfatos de amina, por ejemplo, fosfatos de melamina.
Como plastificantes son de citar, por ejemplo,
ésteres de ácidos carboxílicos polivalentes, preferiblemente
divalentes con alcoholes monohidroxílicos. El componente ácido de
tales ésteres se pueden derivar, por ejemplo, de ácido succínico,
ácido isoftálico, ácido trimelítico, anhídrido de ácido ftálico,
anhídrido de ácido tetra- y/o hexahidroftálico, anhídrido de ácido
endometilentetrahidroftálico, anhídrido de ácido glutárico,
anhídrido de ácido maleico, ácido fumárico y/o sus ácidos grasos
diméricos y/o triméricos, dado el caso en mezcla con ácidos grasos
monoméricos. Los componentes alcohol de tales ésteres se pueden
derivar, por ejemplo, de alcoholes alifáticos ramificados y/o no
ramificados con 1 a 20 átomos de carbono, como metanol, etanol,
propanol, isopropanol, n-butanol,
sec-butanol, terc-butanol, los
distintos isómeros de alcohol pentílico, alcohol hexílico, alcohol
octílico (por ejemplo,
2-etil-hexanol), alcohol nonílico,
alcohol decílico, alcohol laurílico, alcohol miristílico, alcohol
cetílico, alcohol estearílico y/o de alcoholes grasos y cerosos que
se obtienen de ácidos carboxílicos de origen natural o de origen
natural mediante hidrogenación. Como componentes alcohol se tienen
en cuenta también compuestos hidroxílicos cicloalifáticos y/o
aromáticos, por ejemplo, ciclohexanol y sus homólogos, fenol,
cresol, timol, carvacrol, alcohol bencílico y/o feniletanol. Como
plastificantes se tienen en cuenta además ésteres de alcoholes
citados anteriormente con ácido fosfórico. Dado el caso se pueden
usar también ésteres de ácido fosfórico de alcoholes halogenados
como, por ejemplo, fosfato de tricloroetilo. En este último caso se
puede conseguir al mismo tiempo con el efecto del plastificante un
efecto ignífugo. Evidentemente se pueden usar también ésteres
mixtos de alcoholes y ácidos carboxílicos citados anteriormente. El
plastificante se puede tratar también de los denominados
plastificantes poliméricos, por ejemplo, poliésteres de ácido
adípico, sebácico y/o ftálico. Además se pueden usar también como
plastificantes ésteres de ácido alquilsulfónico del fenol, por
ejemplo, éster fenílico del ácido parafinsulfónico.
Otros aditivos dado el caso de uso conjunto son
alcoholes monohidroxílicos como butanol,
2-etilhexanol, octanol, dodecanol o ciclohexanol,
que se pueden usar dado el caso con el fin de provocar una
interrupción de cadena deseada.
Los aditivos se añaden, en el caso general, a la
mezcla de reacción en cantidades del 0 al 25% en peso,
preferiblemente del 0 al 10% en peso, referido al peso total de la
masa de gel. Se pueden encontrar indicaciones más detalladas sobre
los coadyuvantes y aditivos habituales en la bibliografía
especializada, por ejemplo, Kunststoff-Handbuch,
tomo VII, "Polyurethane", 3ª edición, editorial Carl Hanser,
Munich/Viena, 1993, página 104 y siguientes.
Las masas de gel de acuerdo con la invención se
pueden usar, por ejemplo, como elementos que distribuyen la
presión. A tal fin se requiere por lo general proveer las masas de
gel con un recubrimiento, cubierta o revestimiento parcialmente,
por un lado o por todos los lados. Para obtener el mayor efecto
posible de distribución de la presión de las masas de gel es
ventajoso usar materiales de revestimiento elásticos, que se puedan
expandir. A tal fin se tienen en cuenta particularmente láminas
elásticas, por ejemplo, láminas poliméricas con buen comportamiento
viscoelástico y elevados alargamiento de rotura y resistencia a la
rotura, por ejemplo láminas de poliuretano. Son también adecuados
como revestimientos productos planos textiles elásticos recubiertos
como tejidos, géneros de malla, géneros de punto o napas de
materiales de fibra orgánica o inorgánica naturales o sintéticos
con carácter elástico. Se pueden obtener también revestimientos
flexibles si se reviste la masa de gel con una pintura de dos
componentes formada por un poliuretano. En aplicaciones en las que
se deba aprovechar la capacidad de adherencia de las masas de gel,
por ejemplo, en soportes sobre superficies corporales para personas
o animales, se requiere sólo un recubrimiento o cubierta parcial o
por un lado. Esto es particularmente el caso en aplicaciones de un
solo uso.
La preparación de masas de gel se puede realizar
principalmente de distintas formas. Se puede trabajar, por ejemplo,
según el procedimiento en una sola operación o el procedimiento del
prepolímero. En el procedimiento en una sola operación se juntan de
una vez todos los componentes, por ejemplo, polioles,
poliisocianatos, dado el caso catalizadores y dado el caso cargas
y/o aditivos y se mezclan entre sí de forma intensiva. En el
procedimiento del prepolímero se prepara en primer lugar un
prepolímero de isocianato, en el que se hace reaccionar una parte
de la cantidad de poliol con la cantidad de poliisocianato
disponible para la formación del gel, se incorpora luego al
prepolímero obtenido la cantidad restante de poliol así como dado el
caso catalizador, cargas y/o aditivos y se mezcla de forma
intensiva. Se prefiere especialmente en el sentido de la presente
invención el procedimiento del prepolímero. A este respecto se
mezclan los componentes b) a e) con un "componente poliol",
que se procesa luego con el poliisocianato - prepolímero a). Dado el
caso los catalizadores, cargas así como coadyuvantes y aditivos que
se usen conjuntamente se añaden por lo general al "componente
poliol", sin embargo esto no se requiere obligatoriamente, ya
que con el componente poliisocianato a) se pueden incorporar también
a este catalizadores y/o cargas y/o coadyuvantes y aditivos
compatibles.
La mezcla que se genera con la entremezcla de
los componentes de reacción se aplica en la forma correspondiente.
A este respecto se realiza el trasiego, dosificación y mezcla de
componentes individuales o mezclas de componentes con los
dispositivos conocidos de la química del poliuretano. La cantidad de
la mezcla que se incorpora al molde se debe medir por lo general de
modo que los cuerpos de moldeo presenten una densidad de 1,0 a 1,2
g/cm^{3}. De forma particular con el uso conjunto de cargas
minerales pueden resultar cuerpos de moldeo con una densidad que se
encuentra por encima de 1,2 g/cm^{3}. Como temperatura de partida
de la mezcla que se aplica al molde se selecciona por lo general el
intervalo de 20 a 80ºC, preferiblemente de 40 a 60ºC. La temperatura
del molde es por lo general de 20 a 100ºC, preferiblemente de 40 a
60ºC. En función de los componentes de reacción, catalizadores
añadidos y evolución de la temperatura el tiempo hasta la
finalización de la formación de gel y hasta el desmoldeo del cuerpo
de moldeo puede llevar desde 1 minuto hasta 12 horas,
preferiblemente de 3 a 10 minutos.
Las masas de gel de acuerdo con la invención
tienen la propiedad de deformarse bajo presión, distribuyendo de
este modo la presión, es decir, reducen las puntas de presión, y se
recuperan tras la retirada de la fuerza deformadora a su estado de
partida. Estas se caracterizan especialmente por una baja dureza y
gran elasticidad y se pueden aplicar por tanto de forma diversa,
por ejemplo, como acolchado de gel en calzado ortopédico y calzado
deportivo, sobre sillines de bicicleta, en sillas de montar, sobre
sillones de ruedas y camas hospitalarias, sobre superficies de
asiento, respaldos, reposacabezas y reposabrazos de mobiliario de
asiento, de forma particular sillas de oficina, en colchones, en
asientos de automóvil o asientos similares, sobre mesas de operación
o de exploración médica.
Adicionalmente se puede considerar el uso de
elementos que distribuyen la presión, que se componen de una masa
de gel de acuerdo con la invención con una cubierta o recubrimiento
por un lado y que presentan una gran capacidad de adherencia, de
forma particular sobre superficies corporales de hombres y animales.
Estos son de uso, por ejemplo, como soportes sobre codilleras,
espinilleras o plantillas para impedir y reducir los efectos de
lesiones, de forma particular en actividad deportiva, como soportes
para máscaras cosméticas, por ejemplo, máscaras faciales, como
cubiertas autoadhesivas para vendas en la zona de ojos o de las
orejas con el fin de sujeción, como soportes para la protección de
tejidos débiles en la zona del pecho; como acolchado bajo sillas de
montar, en prótesis o en pañales para reducir los puntos de presión.
La invención se debe aclarar con detalle a continuación con los
siguientes
ejemplos.
ejemplos.
\vskip1.000000\baselineskip
En los ejemplos se usaron los siguientes
polioles y prepolímeros de NCO:
Poliol 1: polieterpoliol, preparado mediante
propoxilación de 1,2-propilenglicol; índice de OH
56, funcionalidad: 2.
Poliol 2: polieterpoliol, preparado mediante
propoxilación de glicerina; índice de OH 56, funcionalidad: 3.
Poliol 3: polieterpoliol, preparado mediante
propoxilación de sorbitol y subsiguiente etoxilación del producto
de alcoxilación; índice de OH 28,5, funcionalidad: 6.
Poliol 4: polieterpoliol, preparado mediante
propoxilación de sorbitol y subsiguiente etoxilación del producto
de alcoxilación; índice de OH 100, funcionalidad: 6.
Prepolímero de NCO 1: prepolímero de Desmodur®
44V10 (producto de Bayer MaterialScience AG; contenido en NCO:
31,8%, funcionalidad NCO media: 2,8; viscosidad (25ºC): 100
mPa\cdots) y Desmophen® VP.VU 50 RE93 (producto de Bayer
MaterialScience AG; peso molecular medio numérico: 1700 g/mol,
funcionalidad: 1) en una relación NCO/OH de 4:1 (contenido en NCO
teórico: 5,8%).
Prepolímero de NCO 2: prepolímero de Desmodur®
44V10 (producto de Bayer MaterialScience AG; contenido en NCO:
31,8%, funcionalidad NCO media: 2,8; viscosidad (25ºC): 100
mPa\cdots) y Desmophen® VP.VU 50 RE93 (producto de Bayer
MaterialScience AG; peso molecular medio numérico: 1700 g/mol,
funcionalidad: 1) en una relación NCO/OH de 2:1 (contenido en NCO
teórico: 2,2%).
Catalizador 1: neodecanoato de bismuto (III)
(Coscat®83, compañía C.H. Erbslöh, 47809 Krefeld).
\vskip1.000000\baselineskip
Para la preparación del prepolímero de
poliisocianato se mezclaron Desmodur® 44V10 y Desmophen® VP.PU
50RE93 en una relación NCO/OH predeterminada, reaccionando la
mezcla de reacción durante cuatro horas a 80ºC y a continuación
enfriándose a temperatura ambiente.
Para la preparación de la masa de gel se
homogenizaron en primer lugar 100 partes en peso de poliol y 1 parte
de catalizador 1. Luego se añadieron x partes en peso de
prepolímero de NCO (relación de mezcla véase la tabla 1) y se
mezclaron en un minuto. La solidificación de la mezcla hasta el gel
comenzó aproximadamente un minuto después de la adición del
prepolímero de NCO. Se obtuvo una masa de gel débilmente elástica,
determinándose su estabilidad dimensional, capacidad de
recuperación y dureza Shore 00.
Los ejemplos comparativos 1 y 2 ilustran que se
obtiene una masa de gel con inestabilidad dimensional si se prueba
a establecer una baja dureza del gel (Shore 00 < 40) mediante
reducción del índice.
Claims (6)
1. Masas de gel basadas en una mezcla de
reacción que se pueden obtener de prepolímeros de NCO y componentes
poliol, caracterizadas porque
- a)
- los prepolímeros de NCO usados se pueden obtener a partir de poliisocianatos con una funcionalidad de 2,1 a 5 y polioxialquilendiol-monoalquiléteres con un peso molecular de 1000 a 18000, encontrándose la relación de grupos NCO a los grupos OH entre 2:1 y 8:1 y
- b)
- los componentes poliol presentan un índice de hidroxilo medio de 6 a 112 y una funcionalidad formal de 3 a 8,
encontrándose el índice de la
mezcla de reacción en el intervalo de 15 a
60.
2. Masas de gel según la reivindicación 1,
caracterizadas porque la mezcla de reacción contiene cargas
en una cantidad del 0 al 50% en peso, referido a la masa de
gel.
3. Masas de gel según la reivindicación 1,
caracterizadas porque la mezcla de reacción contiene
adicionalmente catalizadores en una cantidad del 0 al 5% en peso,
referido a la masa de gel.
4. Masas de gel según la reivindicación 1,
caracterizadas porque la mezcla de reacción contiene
adicionalmente coadyuvantes y aditivos en una cantidad del 0 al 25%
en peso, referido a la masa de gel.
5. Procedimiento para la preparación de masas de
gel según la reivindicación 1, caracterizado porque se hacen
reaccionar
- a)
- uno o varios prepolímeros de NCO, que se preparan a partir de poliisocianatos con una funcionalidad de 2,1 a 5 y polioxialquilendiol-monoalquiléteres con un peso molecular de 1000 a 18000, encontrándose la relación NCO/OH entre 2:1 y 8:1, con
- b)
- un componente poliol constituido por uno o varios polioles con un índice de hidroxilo medio de 6 a 112 y una funcionalidad formal de 3 a 8, en presencia de
- c)
- dado el caso el 0 al 5% en peso, referido a la masa de gel, de uno o varios catalizadores para la reacción entre grupos isocianato y grupos hidroxilo y
- d)
- dado el caso del 0 al 50% en peso, referido a la masa de gel, de cargas y
- e)
- dado el caso del 0 al 25% en peso, referido a la masa de gel, de coadyuvantes y/o aditivos,
encontrándose el índice de la
mezcla de reacción en el intervalo de 15 a
60.
6. Uso de las masas de gel según la
reivindicación 1 para la preparación de soportes o elementos que
distribuyen la presión.
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