ES2341664T3 - Nuevo modificador de espuma, espumas preparadas de dicho nuevo modificador de espuma y procedimiento de preparacion de dichas espumas. - Google Patents

Nuevo modificador de espuma, espumas preparadas de dicho nuevo modificador de espuma y procedimiento de preparacion de dichas espumas. Download PDF

Info

Publication number
ES2341664T3
ES2341664T3 ES05809907T ES05809907T ES2341664T3 ES 2341664 T3 ES2341664 T3 ES 2341664T3 ES 05809907 T ES05809907 T ES 05809907T ES 05809907 T ES05809907 T ES 05809907T ES 2341664 T3 ES2341664 T3 ES 2341664T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
weight
component
foam
less
butanediol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES05809907T
Other languages
English (en)
Inventor
Nathan L. Anderson
Veril C. Jividen
Stanley L. Hager
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro LLC
Original Assignee
Bayer MaterialScience LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=35745801&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2341664(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Bayer MaterialScience LLC filed Critical Bayer MaterialScience LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2341664T3 publication Critical patent/ES2341664T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4866Polyethers having a low unsaturation value
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4816Two or more polyethers of different physical or chemical nature mixtures of two or more polyetherpolyols having at least three hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C08G18/7621Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring being toluene diisocyanate including isomer mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0008Foam properties flexible
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0041Foam properties having specified density
    • C08G2110/005< 50kg/m3

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

Un procedimiento para la preparación de una espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad de menos 128 kg/m3 (8 pcf), que comprende: (I) hacer reaccionar: (1) un componente de poliisocianato aromático que tiene una funcionalidad de al menos 2,0; (2) de 90 a 99,8 partes, basado en 100 partes en peso de (2) y (3), de un componente reactivo con isocianato que comprende uno o más polioles de poliéter de polioxialquileno que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que contienen menos del 30% en peso de oxietileno copolimerizado, basado en el 100% en peso de oxialquileno; (3) de 0,2 a 10 partes, basado en 100 partes en peso de (2) y (3), de un modificador de espuma que comprende (a) del 35 al 80% en peso, basado en el peso total del componente (3), de al menos un componente de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol y 1,4-butanodiol, y (b) del 20 al 65% en peso, basado en el peso total del componente (3), de uno o más polioles de poliéter que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que tienen más del 50% en peso, basado en el 100% en peso de oxialquileno, de oxietileno copolimerizado; en presencia de: (4) uno o más agentes de soplado; (5) uno o más catalizadores; y (6) uno o más tensioactivos; en el que el Índice de Isocianato es al menos 98.

Description

Nuevo modificador de espuma, espumas preparadas de dicho nuevo modificador de espuma y procedimiento de preparación de dichas espumas.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a nuevos modificadores de espuma que pueden usarse para preparar espumas flexibles. Estos nuevos modificadores de espuma proporcionan una procesabilidad mejorada y propiedades mejoradas de las espumas flexibles resultantes. La presente invención se refiere también al procedimiento para preparar estas espumas flexibles y a las espumas resultantes.
Las instalaciones de fabricación de planchas de espuma necesitan hoy en día producir eficazmente espumas de buena calidad de tipos, categorías y características de rendimiento ampliamente variables. Para que una sola instalación tenga esta diversidad de producción, típicamente es necesario usar varios polioles, tensioactivos, catalizadores, adyuvantes de procesado, aditivos especiales y poliisocianatos diferentes. Obviamente, cada componente diferente requiere un almacenamiento y un sistema de suministro diferente, que da como resultado un aumento del coste y de la complejidad del equipo. Aumenta también la posibilidad de contaminación cruzada entre los componentes y de los errores de formulación.
La preparación de diversos tipos y calidades de espumas de poliuretano flexibles a menudo mejora o se hace más fácil cuando la mezcla reactiva con isocianato comprende niveles minoritarios de uno o más prolongadores de peso molecular bajo, reticulantes o compatibilizantes, y niveles minoritarios de uno o más polioles de alto peso molecular. Estos constituyentes pueden tener un efecto favorable sobre el procesado de la espuma, aunque a menudo tienen un efecto perjudicial sobre ciertas propiedades de la espuma tales como reducción de la porosidad y aumento de la compresión remanente. La reducción en la porosidad de la espuma resulta particularmente desventajosa para planchas de espuma flexibles hechas a índices de isocianato cerca de 100 y mayores. Una sola mezcla de modificador que ofrece mejoras en la producción y en las propiedades de diversos tipos y calidades de planchas de espuma sería un valor añadido para la industria.
Las composiciones que contienen polioles de alto y bajo PM que son resistentes a la separación de fases se conocen y describen en la Patente de Estados Unidos Nº 3.993.576. Estas composiciones comprenden (A) una mezcla insoluble que es susceptible a la separación de fases que comprende (1) de aproximadamente el 50 a aproximadamente el 95% en peso de un poliol de alto peso molecular, y (2) de aproximadamente el 5 a aproximadamente el 50% en peso de un poliol de bajo peso molecular; y (B) un solubilizador para (A) que corresponde a una de las dos fórmulas, que está presente en una cantidad pequeña pero eficaz de manera que toda la composición es estable respecto a las fases. Los polioles de alto peso molecular adecuados son aquellos en los que una mayor parte de los grupos oxialquileno no son grupos oxietileno. El solubilizador comprende derivados del propilenglicol y/o derivados de butilenglicol.
La Patente de Estados Unidos Nº 4.385.133 describe una combinación específica de polioles y un prolongador que da como resultado una mezcla monofásica, homogénea, de los polioles y el prolongador. En particular, el componente poliol es una mezcla que comprende (a) un poliol de polioxipropileno y polioxetileno que tiene una funcionalidad media de 2 a 4, un peso molecular de aproximadamente 3.000 a aproximadamente 10.000 y que contiene al menos un 23% en peso de restos óxido de etileno y (b) un poliol de polioxipropileno y polioxetileno que tiene una funcionalidad media de 2 a 4, un peso molecular de aproximadamente 750 a aproximadamente 2.000 y que contiene al menos un 45% de óxido de etileno. Las proporciones en peso de (a) y (b) se ajustan de manera que el prolongador de glicol alifático sea completamente miscible. Esta combinación se desvela como útil para la preparación de poliuretanos, particularmente cuando se usa un procedimiento RIM (moldeo por inyección con reacción).
Los adyuvantes de procesado de espuma para la producción de planchas de espuma de poliuretano convencionales a bajos índices de isocianato usando procedimientos sin elevación se describen en el documento U.S. 4.950.694. Los adyuvantes de procesado de espuma ayudan a evitar/prevenir que la espuma se fraccione sin destruir la estructura de celda abierta y la alta porosidad característica de la espuma de poliuretano flexible convencional y, particularmente, la espuma de baja densidad blanda. Estos adyuvantes de procesado de espuma comprenden al menos un agente reticulante/prolongador y, posiblemente, un agente de abertura de celda que es preferentemente un monool y/o poliol de óxido de polietileno. Los agentes reticulantes/prolongadores adecuados tienen pesos equivalentes de menos de aproximadamente 200, y los monooles y polioles adecuados para el adyuvante de procesado tienen contenidos de óxido de etileno mayores del 50% en peso.
Las Patentes de Estados Unidos Nº 4.863.976 y 4.929.646 desvelan espumas de poliuretano flexibles, un procedimiento para preparar estas espumas de poliuretano flexibles y composiciones que contienen hidrógeno activo adecuadas. Estas espumas flexibles comprenden (a) al menos un poliol de poliéster de PM relativamente alto o un poliol de poliéter que contiene al menos un 50% en peso de unidades oxipropileno, un derivado terminado en amina de dicho poliol de poliéster o de poliéter o una mezcla de los mismos, (b) una cantidad eficaz de un agente de soplado, (c) un poliol de poliéter de alta funcionalidad basado en un iniciador o una mezcla de iniciadores que tiene al menos aproximadamente 4,0 hidrógenos activos por molécula y un peso molecular de al menos aproximadamente 5.000 y que contiene al menos aproximadamente un 50% en peso de unidades oxietileno y suficientes unidades oxipropileno para hacerlo compatible con el componente (a) a las proporciones relativas de los mismos presentes en la mezcla de reacción, en una cantidad suficiente para proporcionar un aumento medible en la proporción de células abiertas en la espuma comparado con una espuma similar preparada en ausencia de poliol de poliéter de alta funcionalidad y (d) al menos un poliisocianato.
Hay necesidad de un solo poliol aditivo que sea capaz de mejorar el procesado y la tolerancia de calidad de diversos tipos de planchas de espuma flexibles y que evitaría pérdidas en las propiedades de la espuma, tal como reducción de porosidad reducida y aumento de la compresión remanente. Un solo poliol aditivo podría mejorar la eficacia de producción evitando la necesidad de almacenar y suministrar múltiples componentes durante el procedimiento de la plancha de espuma. La presente invención proporciona un modificador de espuma para la producción eficaz de planchas de espuma flexibles.
\vskip1.000000\baselineskip
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a un nuevo modificador de espuma, a un procedimiento para la producción de espumas de poliuretano flexibles usando este modificador de espuma y a las espumas de poliuretano flexibles resultantes.
En el procedimiento para la preparación de una espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad de menos de o igual a 128 kg/m^{3} (8 pcf) el procedimiento comprende (I) hacer reaccionar
(1) un componente de poliisocianato aromático que tiene una funcionalidad de al menos 2,0;
(2) de 90 a 99,8 partes, preferentemente de 95 a 99,7 partes en peso, basado en 100 partes en peso de (2) y (3) de un componente reactivo con isocianato que comprende uno o más polioles de poliéter de polioxialquileno que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que contienen menos del 30% en peso de oxietileno copolimerizado (basado en el 100% en peso de oxialquileno); y
(3) de 0,2 a 10 partes, preferentemente de 0,3 a 5 partes en peso, basado en 100 partes en peso de los componentes (2) y (3), de un modificador de espuma que comprende
(a)
de aproximadamente el 35 al 80% en peso, preferentemente del 40 al 65% en peso, basado en el 100% en peso del componente (3), de al menos un componente de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos, y
(b)
del 20 al 65, preferentemente del 35 al 60% en peso, basado en el 100% en peso del componente (3), de uno o más polioles de poliéter que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso de oxietileno copolimerizado (basado en el 100% en peso del contenido de oxialquileno); en presencia de
(4) uno o más agentes de soplado;
(5) uno o más catalizadores; y
(6) uno o más tensioactivos.
El índice de isocianato para este sistema, basado en la cantidad de todos los componentes de isocianato y todos los componentes reactivos con isocianato presentes, es de al menos 98, y, preferentemente, de 100 a 120.
En una variante, el procedimiento de preparación de espumas flexibles, el modificador de espuma (3) puede comprender:
(a) del 35 al 75%, preferentemente del 40 al 60% y, más preferentemente, más del 50% al 60% en peso, basado en el 100% en peso de la composición, de uno o más compuestos seleccionados entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos;
(b) del 20 al 60%, preferentemente del 30 al 50% en peso, basado en el 100% en peso de la composición, de uno o más polioles de poliéter que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo por molécula, que tienen un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso, basado en el 100% en peso de oxialquileno, de oxietileno copolimerizado; y
(c) del 5% al 25%, preferentemente del 10% al 20% en peso, basado en el 100% en peso de la composición, de dipropilenglicol.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a la espuma flexible de poliuretano resultante que tiene una densidad menor de o igual a 8 pcf. Estas espumas flexibles comprenden el producto de reacción de
(1) un componente de poliisocianato aromático que tiene una funcionalidad de al menos 2,0;
\global\parskip0.930000\baselineskip
(2) de 90 a 99,8, preferentemente 95 a 99,7 partes en peso, basado en 100 partes en peso de (2) y (3), de un componente reactivo con isocianato que comprende uno o más polioles de poliéter de polioxialquileno que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que contienen menos del 30% en peso de oxietileno copolimerizado (basado en el 100% en peso de oxialquileno); y
(3) de 0,2 a 10, preferentemente de 0,3 a 5 partes en peso, basado en 100 partes en peso de (2) y (3), de un modificador de espuma que comprende
(a)
del 35 al 80% en peso, preferentemente del 40 al 65% en peso, basado en el 100% en peso del componente (3), de al menos un componente de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos; y
(b)
del 20 al 65%, preferentemente del 35 al 60% en peso, basado en el 100% en peso del componente (3), de uno o más polioles de poliéter que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso de oxietileno copolimerizado (basado en el 100% en peso del contenido de oxialquileno);
en presencia de
(4) uno o más agentes de soplado;
(5) uno o más catalizadores; y
(6) uno o más tensioactivos.
El índice de isocianato de estas espumas, basado en la cantidad de todos los componentes que contienen isocianato y todos los componentes reactivos con isocianato presentes, es de al menos 98, y, preferentemente, de 100 a 120.
En una variación de las espumas flexibles de la invención, el modificador de espuma (3) puede comprender:
(a) del 35% al 75%, preferentemente del 40% al 60% y, más preferentemente, más del 50% al 60% en peso, basado en el 100% en peso de la composición, de uno o más compuestos seleccionados entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos;
(b) del 20% al 60%, preferentemente del 30% al 50% en peso, basado en el 100% en peso de la composición, de uno o más polioles de poliéter que contienen de 2 a 8 grupos hidroxilo por molécula, que tienen un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso, basado en el 100% en peso de oxialquileno, de oxietileno copolimerizado; y
(c) del 5% al 25%, preferentemente del 10% al 20% en peso, basado en el 100% en peso de la composición, de dipropilenglicol.
De acuerdo con la presente invención, los nuevos modificadores de espuma comprenden:
(a) del 35% al 75%, preferentemente del 40% al 60% en peso, y, más preferentemente, más del 50% al 60% basado en el 100% de la composición, de uno o más compuestos seleccionados entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol y 1,4-butanodiol;
(b) del 20% al 60%, preferentemente del 30% al 50% en peso, basado en el 100% en peso de la composición, de uno o más polioles de poliéter que contienen de 2 a 8 grupos hidroxilo por molécula, que tienen un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso, basado en el 100% en peso de oxialquileno, de oxietileno copolimerizado; y
(c) del 5% al 25%, preferentemente del 10% al 20% en peso, basado en el 100% en peso de la composición, de dipropilenglicol.
Descripción detallada de la invención
En las espumas de poliuretano flexibles y el procedimiento de preparación de las espumas flexibles de la presente invención, las espumas flexibles resultantes generalmente tienen una densidad de menos de o igual a 128 kg/m^{3} (8 pcf) y, preferentemente, menos de o igual a 96 kg/m^{3} (6 pcf).
Las espumas de poliuretano comprenden el producto de reacción de (1) un componente de poliisocianato aromático, (2) un componente reactivo con isocianato que comprende uno o más polioles de poliéter de polioxialquileno y (3) un modificador de espuma, en presencia de (4) uno o más agentes de soplado, (5) uno o más catalizadores y (6) uno o más tensioactivos. Las cantidades relativas de grupos NCO son tales que el Índice de Isocianato es al menos igual a 98, y, preferentemente, al menos 100 de la cantidad estequiométrica necesaria para reaccionar con los grupos reactivos con isocianato en la formulación de espuma global. Se prefiere también que el Índice de Isocianato sea menor de o igual a 120.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Las composiciones adecuadas para su uso como modificadores de espuma (3) en el presente documento comprenden (a) al menos un componente de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezcal de los mismos, y (b) uno o más polioles de poliéter que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso de oxietileno copolimerizado (basado en el 100% en peso del contenido de oxialquileno).
En una realización alternativa de la invención, los modificadores de espuma (3) comprenden, adicionalmente, (c) dipropilenglicol.
Los componentes de poliisocianato adecuados a usar como componente (1) de las espumas flexibles de la invención incluyen, por ejemplo, poliisocianatos aromáticos caracterizados por una funcionalidad mayor de o igual a 2,0. En particular, los poliisocianatos y/o prepolímeros adecuados de los mismos a usar como el componente (1) en la presente invención típicamente tienen contenidos de grupo NCO mayores del 20%. Los poliisocianatos aromáticos adecuados para la presente invención incluyen diisocianato de tolueno incluyendo diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno y mezclas de los mismos, diisocianato de difenilmetano incluyendo diisocianato de 2,2'-difenilmetano, diisocianato de 2,4'-difenilmetano, diisocianato de 4,4'-difenilmetano y mezclas isoméricas de los mismos, poliisocianatos de polifenilmetano, etc. Los poliisocianatos preferidos para la presente invención incluyen diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno y mezclas de los mismos. Un componente de poliisocianato aromático particularmente preferido para la presente invención comprende una mezcla del 80% en peso de diisocianato de 2,4-tolueno y el 20% en peso de diisocianato de 2,6-tolueno.
El componente reactivo con isocianato (2) adecuado para las espumas flexibles de la presente invención comprende uno o más polioles de poliéter de polioxialquileno.
Los polioles de poliéter de polioxialquileno adecuados para este aspecto de la invención incluyen aquellos que tienen una funcionalidad hidroxilo de al menos 2. La funcionalidad hidroxilo de los polioles de poliéter de polioxialquileno adecuados es menor de o igual a 8, preferentemente menor de o igual a 6 y, más preferentemente, menor de o igual a 4. Los polioles de poliéter de polioxialquileno adecuados pueden tener también funcionalidades que varían entre cualquier combinación de estos valores superior e inferior, inclusive, por ejemplo, de al menos 2 a no más de 8, preferentemente de al menos 2 a no más de 6 y, más preferentemente, de al menos 2 a no más de 4. Lo más preferido es que el poliol de poliéter de polioxialquileno tenga una funcionalidad hidroxilo de 3. Típicamente, el números de OH medio (hidroxilo) de los polioles de poliéter de polioxialquileno adecuados es de al menos 20, preferentemente al menos 25, y, más preferentemente, al menos 30. Los polioles de poliéter de polioxialquileno típicamente tienen también números de OH medios de menos de o iguales a 250, preferentemente menos de o igual a 150 y, más preferentemente, menos de o igual a 75. Los polioles de poliéter de polioxialquileno adecuados pueden tener también números de OH (hidroxilo) que varían entre cualquier combinación de estos valores superior e inferior, inclusive, por ejemplo de al menos 20 a 250, preferentemente de al menos 25 a 150 y, más preferentemente, de al menos 30 a 75.
Los polioles de poliéter de polioxialquileno adecuados para el componente reactivo con isocianato (2) de las espumas flexibles son típicamente el producto de reacción de un iniciador o compuesto de partida adecuado y uno o más óxidos de alquileno. Los polioles de poliéter de polioxialquileno del presente aspecto de la invención típicamente tienen menos de o igual al 30% en peso de oxietileno copolimerizado, basado en el 100% en peso del oxialquileno presente. Se prefiere que estos polioles de poliéter tengan menos de o igual a aproximadamente el 25% en peso de oxietileno copolimerizado basado en el 100% en peso de oxialquileno.
De esta manera, el componente reactivo con isocianato (2) de las espumas flexibles comprende uno más polioles de poliéter de polioxialquileno y típicamente se describe en términos de su funcionalidad hidroxilo, número de OH (hidroxilo) y la cantidad de oxietileno copolimerizado. Hablando en general, los polioles de poliéter de polioxialquileno adecuados incluyen aquellos que contienen de 2 a 8 grupos hidroxilo por molécula, que tienen un número de OH (hidroxilo) de 20 a 250 y que contienen menos de o igual al 30% en peso de oxietileno copolimerizado, basado en el 100% en peso del oxialquileno presente en el poliol de poliéter.
Como se usa en el presente documento, el número de hidroxilo se define como el número de miligramos de hidróxido potásico requeridos para la hidrólisis completa del derivado totalmente ftalilado preparado a partir de 1 gramo de poliol. El número de hidroxilo puede definirse también mediante la ecuación:
OH = (56,1 x 1000 / peso eq.) = (56,1 x 1000) x (f / peso mol.)
en la que:
OH:
representa el número de hidroxilo del poliol,
peso eq:
peso por equivalentes molares de los grupos OH contenidos,
f:
representa la funcionalidad nominal del poliol, es decir, el número medio de grupos hidrógeno activos en el iniciador o mezcla de iniciadores usados en la producción del poliol,
y
peso mol.:
representa el peso molecular promedio en número nominal basado en el número de hidroxilo medido y la funcionalidad nominal del poliol.
Entre los polioles de polioxialquileno que pueden usarse están los aductos de óxido de alquileno de diversas moléculas iniciadoras adecuadas. Los ejemplos no limitantes incluyen iniciadores dihídricos tales como etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol, neopentilglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,4-ciclo-hexanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol, hidroquinona, hidroquinona bis(2-hidroxietil)éter, los diversos bisfenoles, particularmente bisfenol A y bisfenol F y sus derivados de bis(hidroxialquil)éter, anilina, las diversas N-N-bis(hidroxialquil)anilinas, alquil aminas primarias y las diversas N-N-bis(hidroxialquil)aminas; iniciadores trihídricos tales como glicerina, trimetilolpropano, trimetiloletano, las diversas alcanolaminas tales como etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, propanolamina, dipropanolamina, y tripropanolamina; iniciadores tetrahídricos tales como pentaeritritol, etilendiamina, N,N,N',N'-tetraquis[2-hidroxialquil]etilendiaminas, tolueno diamina y N,N,N',N'-tetraquis[hidroxialquil]tolueno diaminas; iniciadores pentahídricos tales como diversos alquilglucósidos, particularmente \alpha-metilglucósido; iniciadores hexahídricos tales como sorbitol, manitol, hidroxietil glucósido e hidroxipropil glucósido; iniciadores octahídricos tales como sacarosa; e iniciadores de mayor funcionalidad tales como diversos productos basados en almidón y en almidón parcialmente hidrolizado, y resinas que contienen el grupo metilol y resinas novolak tales como aquellas preparadas a partir de la reacción de un aldehído, preferentemente formaldehído, con un fenol, cresol u otro compuesto que contenga hidroxilo aromático.
Dichos iniciadores o compuestos de partida se copolimerizan típicamente con uno o más óxidos de alquileno para formar los polioles de poliéter de la invención. Los ejemplos de dichos óxidos de alquileno incluyen óxidos de etileno, óxido de propileno, óxidos de butileno, óxido de estireno y mezclas de los mismos. Las mezclas de estos óxidos de alquileno pueden añadirse simultáneamente o secuencialmente para proporcionar bloques internos, bloques terminales o una distribución aleatoria de los grupos óxido de alquileno en el poliol de poliéter. Una mezcla preferida comprende óxido de etileno y óxido de propileno, con la condición de que la cantidad total de oxietileno copolimerizado en el poliol de poliéter resultante sea menor del 30% en peso.
El procedimiento más habitual para la polimerización de dichos polioles es la adición catalizada por bases de los monómeros de óxido a los grupos hidrógeno activos del iniciador polihídrico y, posteriormente, de los restos poliol oligoméricos. El hidróxido potásico o el hidróxido sódico son los catalizadores básicos usados más habitualmente. Los polioles producidos por este procedimiento pueden contener cantidades significativas de monooles insaturados resultantes de la isomerización de monómero de oxipropileno a alcohol alílico en las condiciones de la reacción. Este alcohol monofuncional puede funcionar entonces como un sitio de hidrógeno activo para la adición de óxido adicional.
Una clase preferida de polioles de polioxialquileno son los polioles de poli(oxipropileno/oxietileno) de baja instauración (bajo contenido de monool) fabricados con catalizadores de cianuro metálico doble. Los polioles de baja instauración de poli(oxipropileno/oxietileno) como se definen en el presente documento se preparan mediante la oxialquilación de un compuesto iniciador adecuadamente hídrico con óxido de propileno y óxido de etileno en presencia de un catalizador de cianuro metálico doble. Preferentemente, se usan los catalizadores de complejo de cianuro metálico doble tales como los desvelados en las Patentes de Estados Unidos Nº 5.158.922 y 5.470.813. Los polioles particularmente preferidos incluyen los polioles de poli(oxipropileno/oxietileno) aleatorios que tienen una baja instauración como se describe en el presente documento, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos Nº 5.605.939. La cantidad de óxido de etileno en la mezcla de óxido de etileno/óxido de propileno puede aumentar durante etapas posteriores de la polimerización para aumentar el contenido de hidroxilo primario del poliol. Como alternativa, el poliol de baja instauración puede estar protegido terminalmente con óxido de etileno usando catalizadores que no son de DMC. Por supuesto, es necesario observar aquí los límites descritos anteriormente para el contenido de óxido de etileno en los polioles de poliéter resultantes.
Cuando se realiza la oxialquilación en presencia de catalizadores de cianuro metálico doble, es preferible evitar las moléculas iniciadoras que contienen grupos fuertemente básicos como aminas primarias y secundarias. Adicionalmente, cuando se emplean catalizadores de complejo de cianuro metálico doble, generalmente es deseable oxialquilar un oligómero que comprende una molécula de iniciador "monomérico" oxialquilado previamente. Se ha descubierto, particularmente con los grupos hidroxilo vecinales, que la oxialquilación con DMC es inicialmente lenta y puede ir precedida por un considerable "periodo de inducción" donde no tiene lugar prácticamente ninguna oxialquilación. Se ha descubierto que el uso de un oligómero de polioxialquileno que tiene un número de hidroxilo mayor de 600 mitiga estos efectos. Los iniciadores oligoméricos de polioxialquileno pueden prepararse oxialquilando un iniciador "monomérico" en presencia de un catalizador básico tradicional tal como hidróxido sódico o potásico, u otros catalizadores que no son de DMC. Típicamente, es necesario neutralizar y/o retirar estos catalizadores básicos antes de la adición e iniciación del catalizador de DMC.
Las dispersiones del polímero de poliol representan otra clase preferida de composiciones de poliol de polioxialquileno. Las dispersiones de polímero de poliol son dispersiones de sólidos poliméricos en un poliol. Las dispersiones de polímero de poliol que son útiles en la presente invención incluyen polioles modificados con polímero "PHD" y "PIPA" así como polioles poliméricos "SAN". Cualquier "poliol base" conocido en la técnica puede ser adecuado para la producción de dispersiones de poliol polimérico; sin embargo, se prefieren los polioles de poli(oxialquileno) descritos anteriormente en el presente documento.
Los polioles poliméricos SAN se preparan típicamente mediante polimerización in situ de uno o más monómeros de vinilo, preferentemente acrilonitrilo y estireno, en un poliol, preferentemente, un poliol de poli(oxialquileno), que tiene una cantidad minoritaria de insaturación natural o inducida. Los procedimientos para preparar polioles poliméricos SAN se describen, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nº 3.304.273; 3.383.351; 3.523.093; 3.652.639; 3.823.201; 4.104.236; 4.111.865; 4.119.586; 4.125.505; 4.148.840; 4.172.825; 4.524.157; 4.690.956; y en los documentos Re-28.715; y Re-29.118.
Los polioles poliméricos SAN típicamente tienen un contenido de sólidos poliméricos dentro del intervalo del 3 al 60% en peso, preferentemente del 5 al 50% en peso, basado en el peso total del poliol polimérico SAN. Como se ha mencionado anteriormente, los polioles poliméricos SAN se preparan típicamente mediante la polimerización in situ de una mezcla de acrilonitrilo y estireno en un poliol. Cuando se usa, la proporción de estireno a acrilonitrilo polimerizado in situ en el poliol está típicamente en el intervalo de 100:0 a 0:100 partes en peso, basado en el peso total de la mezcla de estireno/acrilonitrilo y, preferentemente, de 80:20 a 0:100 partes en peso.
Los polioles modificados con polímero PHD típicamente se preparan mediante la polimerización in situ de una mezcla de isocianato con una diamina y/o hidrazina en un poliol, preferentemente, un poliol de poliéter. Los procedimientos para preparar polioles de polímero PHD se describen, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nº 4.089.835 y 4.260.530. Los polioles modificados con polímero PIPA se preparan típicamente mediante la polimerización in situ de una mezcla de isocianato con un glicol y/o glicol amina en un poliol.
Los polioles modificados con polímero PHD y PIPA tienen típicamente un contenido de sólidos poliméricos dentro del intervalo del 3 al 30% en peso, preferentemente del 5 al 25% en peso, basado en el peso total del poliol modificado con polímero PHD o PIPA. Como se ha mencionado anteriormente, los polioles modificados con polímero PHD y PIPA se preparan típicamente mediante la polimerización in situ de una mezcla de isocianato, típicamente, una mezcla que está compuesta por 80 partes en peso, basado en el peso total de la mezcla de isocianato, de diisocianato de 2,4-tolueno y 20 partes en peso, basado en el peso total de la mezcla de isocianato, de diisocianato de 2,6-tolueno, en un poliol, preferentemente, un poliol de poli(oxialquileno).
Mediante la expresión "poliol de polioxialquileno o mezcla de poliol de polioxialquileno" se refiere al total de todos los polioles de poliéter de polioxialquileno, contengan o no los polioles de poliéter de polioxialquileno una dispersión polimérica o sea el poliol o polioles base de una o más dispersiones poliméricas.
Debe apreciarse también que pueden usarse, si se desea, combinaciones o mezclas de diversos polioles de poliéter de polioxialquileno. Es posible que uno de los polioles de poliéter tenga una funcionalidad, número de OH, etc. fuera de los intervalos identificados anteriormente. Por supuesto, aún es esencial que la mezcla o combinación global de polioles de poliéter satisfaga los criterios identificados anteriormente para la funcionalidad de hidroxilo, número de OH y % en peso de oxietileno copolimerizado.
Los agentes de soplado adecuados para su uso como componente (4) de las espumas flexibles de la invención incluyen, por ejemplo, hidrocarburos halogenados, agua, dióxido de carbono líquido, disolventes de bajo punto de ebullición tales como, por ejemplo, pentano y otros agentes de soplado conocidos. Puede usarse agua sola o junto con otros agentes de soplado tales como, por ejemplo, pentano, acetona, ciclopentanona, ciclohexano, hidrocarburos parcial o completamente fluorados, cloruro de metileno y dióxido de carbono líquido. Se prefiere el uso de agua como el único agente de soplado o el uso de agua junto con dióxido de carbono líquido. Hablando en general, la cantidad de agente de soplado presente es de 0,3 a 30 partes, preferentemente de 0,5 a 20 partes en peso, basado en 100 partes en peso del componente (2) presente en la formulación.
Los catalizadores adecuados para el componente (5) de las espumas flexibles de la invención, incluyen, por ejemplo, los diversos catalizadores de poliuretano que se sabe que son capaces de promover la reacción entre el componente de poliisocianato aromático y los componentes reactivos con isocianato, incluyendo agua. Los ejemplos de dichos catalizadores incluyen, aunque sin limitación, aminas terciarias y compuestos metálicos como se conocen y describen en la técnica. Algunos ejemplos de catalizadores de amina terciaria adecuados incluyen trietilamina, tributilamina, N-metilmorfolina, N-etil-morfolina, N,N,N',N'-tetrametiletilen diamina, pentametil-dietilen triamina, y homólogos superiores, 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano, N-metil-N'-(dimetilaminoetil)piperazina, bis(dimetilaminoalquil)-piperazinas, N,N-dimetilbencilamina, N,N-dimetilciclohexilamina, N,N-dietilbencilamina, bis(N,N-dietil-aminoetil)adipato, N,N,N',N'-tetrametil-1,3-butanodiamina, N,N-dimetil-.beta.-feniletilamina, 1,2-dimetilimidazol, 2-metilimidazol, amidinas monocíclicas y bicíclicas, bis(dialquilamino)alquil éteres y aminas terciarias que contienen grupos amina (preferentemente grupos formamida). Los catalizadores usados pueden ser también las conocidas bases de Mannich de aminas secundarias (tal como dimetilamina) y aldehídos (preferentemente formaldehído) o cetonas (tal como acetona) y fenoles. Los catalizadores particularmente preferidos son trietilendiamina, bis(2-dimetilaminoetil)éter, octoato estannoso y dilaurato de dibutil estaño.
Los catalizadores adecuados incluyen también aminas terciarias que contienen átomos de hidrógeno reactivos con isocianato. Los ejemplos de dichos catalizadores incluyen trietanolamina, triisopropanoamina, N-metildietanolamina, N-etildietanolamina, N,N-dimetiletanolamina, sus productos de reacción con óxidos de alquileno (tales como óxido de propileno y/o óxido de etileno) y aminas secundarias-terciarias.
\newpage
Otros catalizadores adecuados incluyen aminas bloqueadas con ácido (es decir, catalizadores de acción retrasada). El agente de bloqueo puede ser un ácido carboxílico orgánico que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, preferentemente 1-2 átomos de carbono. Los ejemplos de agentes de bloqueo incluyen ácido 2-etilhexanoico y ácido fórmico. Puede emplearse cualquier proporción estequiométrica, siendo lo más preferido que un equivalente de ácido bloquee un equivalente del grupo amina. La sal de amina terciaria del ácido carboxílico orgánico puede formarse in situ o puede añadirse a los ingredientes de la composición del poliol en forma de una sal. Para ello, las sales de amonio cuaternario son particularmente útiles. Dichos catalizadores de amina bloqueada con ácido se conocen y describen, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos Nº 6.013.690. Los ejemplos adicionales de catalizadores en gel de amina bloqueada con ácido orgánico adecuados que pueden emplearse son aminas bloqueadas con ácido de trietilendiamina, N-etil o metil morfolina, N,N dimetilamina, N-etil o metil morfolina, N,N-dimetilaminoetil morfolina, N-butil-morfolina, N,N'-dimetilpiperazina, bis(dimetilamino-alquil)-piperazinas, 1,2-dimetil imidazol, dimetil ciclohexilamina. Otros ejemplos incluyen DABCO® 8154, catalizador basado en 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano y DABCO® BL-17, catalizador basado en bis(N,N-dimetilaminoetil) éter (disponible en Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pa.) y POLYCAT® SA-1, POLYCAT® SA-102, y POLYCAT® SA-610/50, catalizadores basados en el catalizador de amina POLYCAT® DBU (disponible en Air Products and Chemicals, Inc.) como se conocen y describen, por ejemplo, en el documento U.S. 5.973.099. Otros catalizadores de amina bloqueada con ácido adecuados para la presente invención incluyen aquellos descritos, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nº 4.219.624, 5.112.878, 5.183.583, 5.789.533, 6.395.796, 6.432.864 y 6.525.107.
Otros catalizadores adecuados incluyen compuestos metálicos orgánicos, especialmente compuestos orgánicos de estaño, bismuto y cinc. Los compuestos orgánicos de estaño adecuados incluyen aquéllos que contienen azufre, tales como mercapturo de dioctil estaño y, preferentemente, sales de estaño (II) de ácidos carboxílicos tales como acetato de estaño (II), octoato de estaño (II), etilhexoato de estaño (II) y laurato de estaño (II), así como compuestos de estaño (IV), tales como dilaurato de dibutilestaño, dicloruro de dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño, maleato de dibutilestaño y diacetato de dioctilestaño. Los compuestos de bismuto adecuados incluyen neodecanoato de bismuto, versalato de bismuto y diversos carboxilatos de bismuto conocidos en la técnica. Los compuestos de cinc adecuados incluyen neodecanoato de cinc y versalato de cinc. Las sales de metales mixtas que contienen más de un metal (tal como sales de ácido carboxílico que contienen tanto cinc como bismuto) también son catalizadores adecuados.
La cantidad de catalizador varía ampliamente dependiendo del catalizador específico usado. Hablando en general, los niveles adecuados de catalizador los determinarán fácilmente los expertos en la materia de la química del poliuretano. De acuerdo con la presente invención, se prefiere que el catalizador comprenda una mezcla de al menos un catalizador de amina y al menos un catalizador de estaño.
Los tensioactivos adecuados para su uso como componente (6) de las espumas flexibles de la invención incluyen tensioactivos de silicona tales, por ejemplo, polisiloxanos y copolímeros de siloxano/poli (óxido de alquileno) de diversas estructuras y pesos moleculares. La estructura de estos compuestos generalmente es tal que un copolímero de óxido de etileno y óxido de propileno se fija a un radical de polidimetil siloxano. Dichos tensioactivos se conocen y describen, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nº 2.764.565, U.S. 3.887.500 y U.S. 3.957.842. En la presente invención se prefiere el uso de tensioactivos, en cantidades del 0,5 al 5% en peso, más preferentemente en cantidades del 0,2 al 3% en peso, basado en el peso del componente (2) presente en la formulación.
Los ejemplos de tensioactivos preferidos, disponibles en el mercado, incluyen los tensioactivos de silicona B-4690, B-4113 y B-8250, B-2370, B-8707, B-8228, B-8002 y sus versiones de baja condensación (LF), que están disponibles en DeGussa/Goldschmidt y los tensioactivos de silicona Niax U-2000; L-620, L-636, L-5614, L-626 y L-627, que están disponibles en el mercado en General Electric/Osi y los tensioactivos de silicona Dabco DC5164, DC5169 y DC5043 que están disponibles en Air Products.
Además, otros aditivos que pueden usarse en las espumas flexibles de la invención incluyen, por ejemplo, agentes de liberación, pigmentos, reguladores de celda, agentes retardantes de llama, plastificantes, colorantes, agentes antiestáticos, antimicrobianos, agentes de reticulación, antioxidantes, estabilizadores UV, aceites minerales, cargas y agentes de refuerzo tales como vidrio en forma de fibras o copos o fibras de carbono.
El componente (3) de la espuma flexible comprende el modificador de espuma. Los modificadores de espuma adecuados pueden ser cualquier mezcla de los componentes (3)(a) y (3)(b), o una mezcla de los componentes (3)(a), (3)(b) y (3)(c).
En la primera realización, el componente (a) del modificador de espuma (3) comprende desde al menos el 35% en peso o mayor y, preferentemente, al menos el 40% en peso o mayor, basado en el 100% en peso del componente (3), de al menos un componente de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos. Además, el componente (a) comprende típicamente no más del 80% en peso y, preferentemente, no más del 65% en peso, basado en el 100% en peso del componente (3), de al menos un componente de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos. El componente (a) puede estar presente también en una cantidad que varía entre cualquier combinación de estos valores superior e inferior, inclusive, por ejemplo del 35% al 80%, preferentemente del 40% al 65% en peso, basado en el 100% en peso del modificador de espuma. El componente (a) del modificador de espuma puede ser 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol o una mezcla de los mismos. Como se usa en este contexto, una mezcla del componente (a) es una mezcla de 1,3-propanodiol con 1,3-butanodiol, una mezcla de 1,3-propanodiol y 1,4-butanodiol, y una mezcla de 1,3 butanodiol y 1,4-butanodiol, o una mezcla de 1,3-propanodiol y 1,3-butanodiol y 1,4-butanodiol. También, en la primera realización, el componente (b) del modificador de espuma (3) típicamente está presente en una cantidad de al menos el 20% en peso o mayor y, preferentemente, en una cantidad de al menos el 35% en peso o mayor, basado en el 100% en peso de (3). Además, el componente (b) del modificador de espuma generalmente estará presente en una cantidad de no más del 65% en peso; y, preferentemente, no más del 60% en peso, basado en el 100% en peso de (3). El componente (b) puede estar presente también en una cantidad que varía entre cualquier combinación de estos valores superior e inferior, inclusive, por ejemplo del 20% al 65%, preferentemente del 35% a 60% en peso, basado en el 100% en peso del modificador de
espuma.
El componente (b) del modificador de espuma comprende uno o más polioles de poliéter que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso de oxietileno copolimerizado (basado en el 100% en peso del contenido de oxialquileno). En una realización de la presente invención, cuando la funcionalidad (es decir, el número de grupos hidroxilo) del poliol de poliéter es mayor de o igual a 4, el peso molecular del poliol de poliéter es menor de 5.000. Estos polioles de poliéter tienen un número de OH correspondiente mayor de 45 hasta e incluyendo 280.
Los polioles de poliéter adecuados a usar como componente (b) de las composiciones de modificador de espuma incluyen, por ejemplo, aquellos polioles de poliéter que tienen una funcionalidad hidroxilo de al menos 2. La funcionalidad hidroxilo de los polioles de poliéter adecuados es menor de o igual a 8, preferentemente menor de o igual a 6, más preferentemente menor de 4. Se prefiere más particularmente que la funcionalidad hidroxilo de los polioles de poliéter sea menor de o igual a 3,8, más preferentemente menor de o igual a 3,5, más particularmente preferentemente menor de o igual a 3,3. Los polioles de poliéter adecuados pueden también tener funcionalidades que varían entre cualquier combinación de estos valores superior e inferior, inclusive, por ejemplo, de al menos 2 a no más de 8, preferentemente de al menos 2 a no más de 6, más preferentemente de al menos 2 a menos de 4, más particularmente preferentemente de al menos 2 a menos de o igual a 3,8, lo más preferentemente de al menos 2 a menos de o igual a 3,5 y lo más particularmente preferentemente de al menos 2 a menos de o igual a 3,3. En una realización, el poliol de poliéter tiene una funcionalidad hidroxilo de al menos 2 y no más de 3.
Típicamente, el número de OH (hidroxilo) de los polioles de poliéter adecuados es de al menos 11, preferentemente al menos 20, y, más preferentemente, al menos 25. Los polioles de poliéter típicamente tienen también números de OH de menos de o igual a 280, preferentemente menos de o igual a 200 y, más preferentemente, menos de o igual a 60. Los polioles de poliéter adecuados pueden tener también números de OH (hidroxilo) que varían entre cualquier combinación de estos valores superior e inferior, inclusive, por ejemplo, de al menos 11 a 280, preferentemente de al menos 20 a 200, y, más preferentemente, de al menos 25 a 60.
Como se usa en el presente documento, el número de hidroxilo se define como el número de miligramos de hidróxido potásico requerido para la hidrólisis completa de un derivado totalmente ftalilado preparado a partir de 1 gramo de poliol. El número de hidroxilo puede definirse también mediante la ecuación:
OH = (56,1 x 1000 / peso eq.) = (56,1 x 1000) x (f / peso mol.)
en la que:
OH:
representa el número de hidroxilo del poliol,
peso eq:
peso por equivalentes molares de los grupos OH contenidos,
f:
representa la funcionalidad nominal del poliol, es decir, el número medio de grupos hidrógeno activos en el iniciador o mezcla de iniciadores usados en la producción del poliol,
y
peso mol.:
representa el peso molecular promedio en número nominal basado en el número de hidroxilo medido y la funcionalidad nominal del poliol.
\vskip1.000000\baselineskip
Entre los polioles de polioxialquileno que pueden usarse están los aductos de óxido de alquileno de diversas moléculas iniciadoras adecuadas. Los ejemplos no limitantes incluyen iniciadores dihídricos tales como etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol, neopentilglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,4-ciclo-hexanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol, hidroquinona, hidroquinona bis(2-hidroxietil)éter, los diversos bisfenoles, particularmente bisfenol A y bisfenol F y sus derivados de bis(hidroxialquil)éter, anilina, las diversas N-N-bis(hidroxialquil)anilinas, alquil aminas primarias y las diversas N-N-bis(hidroxialquil)aminas; iniciadores trihídricos tales como glicerina, trimetilolpropano, trimetiloletano, las diversas alcanolaminas tales como etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, propanolamina, dipropanolamina, y tripropanolamina; iniciadores tetrahídricos tales como pentaeritritol, etilendiamina, N,N,N',N'-tetraquis[2-hidroxialquil]etilendiaminas, tolueno diamina y N,N,N',N'-tetraquis[hidroxialquil]tolueno diaminas; iniciadores pentahídricos tales como diversos alquilglucósidos, particularmente \alpha-metilglucósido; iniciadores hexahídricos tales como sorbitol, manitol, hidroxietil glucósido e hidroxipropil glucósido; iniciadores octahídricos tales como sacarosa; e iniciadores de mayor funcionalidad tales como diversos productos basados en almidón y en almidón parcialmente hidrolizado, y resinas que contienen el grupo metilol y resinas novolak tales como aquellas preparadas a partir de la reacción de un aldehído, preferentemente formaldehído, con un fenol, cresol u otro compuesto que contenga hidroxilo aromático.
Dichos iniciadores o compuestos de partida se copolimerizan típicamente con óxido de etileno y, opcionalmente, con uno o más óxidos de alquileno para formar los polioles de poliéter de la invención. Los ejemplos de dichos óxidos de alquileno incluyen óxido de propileno, óxidos de butileno, óxido de estireno y mezclas de los mismos. Las mezclas de estos óxidos de alquileno pueden añadirse simultáneamente o secuencialmente con el óxido de etileno para proporcionar bloques internos, bloques terminales o una distribución aleatoria de los grupos óxido de alquileno en el poliol de poliéter. Una mezcla preferida comprende óxido de etileno y óxido de propileno, con la condición de que la cantidad total de oxietileno copolimerizado en el poliol de poliéter resultante sea mayor del 50% en peso.
El procedimiento más habitual para la polimerización de dichos polioles es la adición catalizada por bases de los monómeros de óxido a los grupos hidrógeno activos del iniciador polihídrico y, posteriormente, de los restos poliol oligoméricos. El hidróxido potásico o el hidróxido sódico son los catalizadores básicos usados más habitualmente. Los residuos de estos catalizadores se retiran típicamente una vez completada la polimerización.
Otro procedimiento para producir esta clase de polioles de polioxialquileno es usando con catalizadores de cianuro metálico doble. Los polioles de poli(oxipropileno/oxietileno) como se definen en el presente documento se preparan mediante la oxialquilación de un compuesto iniciador adecuadamente hídrico con óxido de propileno y óxido de etileno en presencia de un catalizador de cianuro metálico doble. Preferentemente, se usan los catalizadores de complejo de cianuro metálico doble tales como los desvelados en las Patentes de Estados Unidos Nº 5.158.922 y 5.470.813. Los polioles particularmente preferidos incluyen los polioles de poli(oxipropileno/oxietileno) aleatorios como se describe, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos Nº 5.605.939. La cantidad de óxido de etileno en la mezcla de óxido de etileno/óxido de propileno puede aumentarse durante las etapas posteriores de la polimerización para aumentar el contenido de hidroxilo primario del poliol. Sin embargo, se prefiere evitar los periodos prolongados de suministro de mezclas que contienen niveles de óxido de etileno por encima del 80% debido a la formación de restos sólidos en el poliol. Como alternativa, el poliol de baja instauración puede estar protegido terminalmente con óxido de etileno usando catalizadores que no son de DMC. Por supuesto, es necesario observar aquí los límites descritos anteriormente para el contenido de óxido de etileno en los polioles de poliéter resultantes.
Cuando se realiza la oxialquilación en presencia de catalizadores de cianuro metálico doble, es preferible evitar las moléculas iniciadoras que contienen grupos fuertemente básicos como aminas primarias y secundarias. Adicionalmente, cuando se emplean catalizadores de complejo de cianuro metálico doble, generalmente es deseable oxialquilar un oligómero que comprende una molécula de iniciador "monomérico" oxialquilado previamente. Se ha descubierto, particularmente con los grupos hidroxilo vecinales, que la oxialquilación con DMC es inicialmente lenta y puede ir precedida por un considerable "periodo de inducción" donde no tiene lugar prácticamente ninguna oxialquilación. Se ha descubierto que el uso de un oligómero de polioxialquileno que tiene un número de hidroxilo mayor de 600 mitiga estos efectos. Los iniciadores oligoméricos de polioxialquileno pueden prepararse oxialquilando un iniciador "monomérico" en presencia de un catalizador básico tradicional tal como hidróxido sódico o potásico, u otros catalizadores que no son de DMC. Típicamente, es necesario neutralizar y/o retirar estos catalizadores básicos antes de la adición e iniciación del catalizador de DMC.
Debe apreciarse también que pueden usarse mezclas o combinaciones de diversos polioles de poliéter de polioxialquileno útiles, si se desea. Es posible que uno de los polioles de poliéter tenga una funcionalidad, número de OH, etc. fuera de los intervalos identificados anteriormente. Por supuesto, es esencial aún que la mezcla o combinación global de los polioles de poliéter satisfaga los criterios identificados anteriormente para funcionalidad de hidroxilo, número de OH y % en peso de oxietileno copolimerizado.
En la segunda realización, el componente (a) del modificador de espuma (3) está presente en una cantidad de al menos el 35% en peso o mayor, preferentemente de al menos el 40% en peso y, más preferentemente, de al menos el 50% en peso o mayor, basado en el 100% en peso del componente (3). El componente (a) del modificador de espuma comprende al menos un componente de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos. Además el componente (a) típicamente está presente en una cantidad de no más del 75% en peso y, preferentemente, no más de aproximadamente del 60%, basado en el 100% en peso del componente (3). El componente (a) puede estar presente también en una cantidad que varía entre cualquier combinación de estos valores superior e inferior, inclusive, por ejemplo del 35% al 75%, preferentemente del 40% al 60% en peso y, más preferentemente, del 50% al 60% en peso, basado en el 100% en peso del modificador de espuma.
También, en la segunda realización, el componente (b), el uno o más polioles de poliéter del modificador de espuma está presente en una cantidad de al menos el 20% en peso o mayor y, preferentemente, de al menos el 30% en peso o mayor, basado en el 100% en peso del componente (3). Además, el componente (b), el uno o más polioles de poliéter del modificador de espuma está presente típicamente en una cantidad de no más del 60% en peso o mayor y, preferentemente, no más del 50% en peso, basado en el 100% en peso del componente (3). El componente (b) del modificador de espuma puede estar también presente una cantidad que varía entre cualquier combinación de estos valores superior e inferior, inclusive, por ejemplo, del 20% al 60% y, preferentemente, del 30% al 50% en peso, basado en el 100% en peso del modificador de espuma. Los polioles de poliéter adecuados para el modificador de espuma se han descrito previamente.
La segunda realización del modificador de espuma comprende adicionalmente el componente (c), dipropilenglicol. El componente (c), dipropilenglicol, del modificador de espuma está presente típicamente en una cantidad de al menos el 5% en peso, y, preferentemente, de al menos el 10% en peso, basado en el 100% en peso del modificador de espuma (3). Además, el dipropilenglicol está presente típicamente en una cantidad de no más del 25%, y, preferentemente, de no más del 20% en peso, basado en el 100% en peso del modificador de espuma (3). El componente (c) del modificador de espuma puede estar presente también en una cantidad que varía entre cualquier combinación de estos valores superior e inferior, inclusive, por ejemplo, del 5% al 25% y, preferentemente, del 10% al 20% en peso, basado en el 100% en peso del modificador de espuma.
Las espumas flexibles de acuerdo con la presente invención pueden moldearse o elevarse libremente (es decir, formar una plancha) usando técnicas de procesado convencionales a índices de isocianato que varían de al menos 98 y, preferentemente, de al menos 100. El índice de isocianato es preferentemente menor de o igual a 120. El índice de isocianato puede variar entre cualquiera de estos valores superior e inferior, inclusive. El término "Índice de Isocianato" (denominado también habitualmente "índice NCO"), se define en el presente documento como los equivalentes de isocianato, divididos por los equivalentes totales de materiales que contienen hidrógeno reactivos con isocianato, multiplicado por 100. Para calcular el Índice de Isocianato, todos los componentes reactivos con NCO (incluyendo el agua) se toman en consideración. En la práctica, las espumas flexibles de la presente invención se preparan mezclando los componentes mencionados anteriormente en un equipo de procesado de espuma convencional de acuerdo con las técnicas conocidas por los expertos en la materia. En la preparación de la espuma flexible, los ingredientes se mezclan íntimamente entre sí por el procedimiento denominado "de un solo paso" para proporcionar una espuma mediante un procedimiento en una sola etapa. En el procedimiento "de un solo paso", los reactantes reactivos con isocianato y poliisocianato, los catalizadores, los agentes de soplado, tensioactivos y otros ingredientes opcionales, y los nuevos modificadores de espuma como se han descrito en el presente documento, se mezclan juntos y después se dispersan para que tenga lugar la reacción.
El modo preferido de preparación de la espuma usando la presente invención es el denominado procedimiento de elevación libre o de formación de planchas. En una realización ampliamente usada, la mezcla de espumación se descarga desde un cabezal de mezcla en un transportador en continuo movimiento, de extremos abiertos y generalmente con la parte superior abierta. A medida que el transportador avanza, las reacciones de la espuma provocan que la espuma se expanda libremente hacia arriba, de ahí el término espuma de elevación libre. En otros procedimientos, es decir, el procedimiento "Vertifoam", se produce una plancha de espuma en una dirección de movimiento hacia arriba dosificando la mezcla de espumación en, y permitiendo que se expanda libremente hacia fuera, dentro tubos flexibles que se mueven en una dirección vertical. Otra realización es el procedimiento de formación de espuma en caja, en el que la mezcla de reacción se deposita en una caja grande y se permite que suba. Estos procedimientos los conocen bien los expertos en la materia.
Debido al modificador de espuma empleado de acuerdo con la presente invención, la producción de diversos tipos y calidades de espuma flexible puede conseguirse con menos desechos y, en muchos casos, con propiedades mejoradas.
Por ejemplo, de acuerdo con la invención, pueden prepararse muchas calidades de planchas de espuma convencionales (calidades Normal Support como se especifica en ASTM D 3453 - 01) sin fraccionamiento ni otros defectos de estabilidad mientras se consigue una alta porosidad en la espuma. Como se sabe bien en la industria, estas espumas convencionales son altamente susceptibles a fraccionarse cuando la generación de calor procedente de las reacciones de isocianato no produce una exotermia suficientemente alta para promover las reacciones de curado de la espuma, como a menudo es el caso cuando el nivel de agente de soplado de agua en la formulación está por debajo del 3,5%, basado en el peso total del poliol. Se encuentran problemas similares incluso a niveles de agua mayores cuando se usan agentes de soplado no reactivos/auxiliares tales como dióxido de carbono líquido, acetona o halocarburos. Para evitar el fraccionamiento, la práctica común es elevar los niveles de catalizador, especialmente el catalizador de gelificación organometálico (es decir, octoato estannoso). Sin embargo, aumentar el catalizador de gelificación da como resultado que la espuma tenga un flujo de aire reducido, lo que reduce su rendimiento, especialmente respecto a la compresión remanente y puede hacer que la espuma no sea comercializable. Se ha descubierto que los modificadores de la presente invención reducen significativamente el fraccionamiento en estas espumas e, inesperadamente, consiguen esto mientras que mantienen altos los niveles de flujo de aire en la espuma resultante.
Otra realización adicional es que pueden usarse las mismas composiciones de modificador para mejorar el procesado y la calidad de planchas de espumas flexibles de alto soporte (HS) y de alto soporte-alta elasticidad (HS-HR), como se especifica en ASTM D 3453 01. Muchas espumas flexibles de alto soporte-alta elasticidad se producen añadiendo reticulantes tales como dietanolamina o trietanolamina que confieren estabilidad durante el procesado, pero que pueden dar como resultado la contracción y disminución del flujo de aire en la espuma. Estos reticulantes pueden disminuir también las propiedades de resistencia de la espuma. Se ha descubierto que las mismas composiciones de modificador que mejoran el procesado de las espumas convencionales confieren también una mejor resistencia y mejores propiedades globales a las espumas flexibles HS y HS-HR. El modificador puede conferir también una estructura de celdas finas con una sensación en la mano mejorada.
De acuerdo con la presente invención, la adición de un solo modificador de espuma para HS, HS-HR y planchas de espuma convencionales conlleva ventajas económicas significativas al fabricante de planchas de espuma. Evita la necesidad de múltiples tanques de almacenamiento y múltiples sistemas de bombeo y suministro al cabezal de mezcla. Además, se reduce la oportunidad de contaminación cruzada y de errores de formulación.
Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente detalles para la preparación y uso de las composiciones de la presente invención. La invención, que se expone en la siguiente divulgación, no se limita en su espíritu o ámbito a estos ejemplos. Los expertos en la materia entenderán fácilmente que pueden usarse variaciones conocidas de las condiciones y procedimientos de los siguientes procedimientos preparativos para preparar estas composiciones. A menos que se indique otra cosa, todas las temperaturas están en grados centígrados y todas las partes y porcentajes son partes en peso y porcentajes en peso respecto al peso del poliol en las formulaciones, respectivamente.
Ejemplos
Los siguientes componentes se usaron para preparar modificadores de espuma de acuerdo con la presente invención:
MPD:
2-metil-1,3-propanodiol
1,3-PDO:
1,3-propanodiol
1,4-BDO:
1,4-butanodiol
Poliol A:
un poliol de poliéter iniciado en glicerina que tiene una funcionalidad de 3, un número de OH de 37 y que contiene un 71% en peso de óxido de etileno (basado en el 100% en peso de óxido de alquileno).
DPG:
dipropilenglicol
De acuerdo con la presente invención, se prepararon modificadores de espuma mezclando los tres componentes juntos en partes en peso relativas como se muestra en la Tabla 1.
TABLA 1 Modificadores de Espuma
1
El modificador de Espuma 5 (FM5) de la Tabla 1 era un líquido blanco, transparente, con un número de hidroxilo de 746 mg KOH/g, una viscosidad de 266 m^{2}/s (266 cSt) a 25ºC, una densidad relativa de 1,05 a 25ºC y un punto de congelación de 11ºC.
Se usaron los siguientes componentes para preparar espumas flexibles:
Poliol B:
una dispersión al 8% de SAN (estireno-acrilonitrilo) en una mezcla de poliol base reactivo. Los polioles base se produjeron mediante adición catalizada por KOH de PO y EO a los iniciadores (glicerina/sorbitol). El número de OH medio en la mezcla de poliol era de aproximadamente 34, la funcionalidad nominal era de aproximadamente 4,4, el % de EO era aproximadamente el 17% y el contenido de hidroxilo primario era de aproximadamente el 71%.
Poliol C:
un poliol de poliéter iniciado en glicerina y propilenglicol que tienen una funcionalidad de 2,8, un número de OH de aproximadamente 56 y un contenido de EO de aproximadamente el 7% en peso. El poliol se produjo mediante la adición catalizada por DMC de óxido de etileno y óxido de propileno a los iniciadores.
Poliol D:
un poliol de poliéter co-iniciado por propilenglicol/sacarosa que tiene una funcionalidad de aproximadamente 5,24, un número de OH de aproximadamente 60 y que contiene más de aproximadamente el 75% en peso de EO.
DEOA:
dietanolamina
Fyrol FR2:
tris[1,3-dicloro-2-propil]fosfato
Tensioactivo A:
un tensioactivo de silicona disponible en el mercado como Niax U-2000
Tensioactivo B:
un tensioactivo de silicona disponible en el mercado como Niax L-620
Catalizador A:
un catalizador de amina disponible en el mercado como Niax C 183
Catalizador B:
dilaurato de dibutil estaño, disponible en el mercado como Dabco T-12
Catalizador C:
un catalizador de octoato estannoso, disponible en el mercado como Dabco T-9
Catalizador D:
un catalizador de amina, es decir, bis(2-dimetilamino-etil)éter, disponible en el mercado como Niax A-1
TD-80:
una mezcla isomérica del 80% en peso de diisocianato de 2,4-tolueno y el 20% en peso de diisocianato de 2,6-tolueno.
Todos los resultados de espuma se obtuvieron a partir de procedimientos de mezcla a escala experimental (excepto las Espumas 5 y 6) que consistían en ponderar todos los componentes excepto el estaño y TDI, en un cuarto de recipiente de helado. Los contenidos del recipiente se mezclaron a 2000 rpm durante 90 segundos y se prensaron en una prensa de taladro equipada con un agitador de seis paletas. Después de 90 segundos de tiempo de mezcla la prensa de taladro se detuvo y el catalizador de estaño se añadió a la mezcla. Después de 15 segundos, la mezcladora se reinició y el TDI se añadió después de cinco a ocho segundos de mezcla adicional. La mezcla se continuó hasta que hubieron pasado un total de 120 segundos desde el comienzo de la etapa de mezcla original. Una vez que los reactantes mixtos empezaron a elevarse en el recipiente de helado, los contenidos del recipiente se vertieron en un molde para pastel de 36 cm x 36 cm x 15 cm (14'' x 14'' x 6'') y se permitió que se elevaran durante un total de cinco minutos. El molde para pastel se puso después en un horno a 120ºC durante cinco minutos para "curar" la capa superficial superior para facilitar la manipulación. El curado continuó durante 1 a 3 días en condiciones ambiente antes de cortar los contenidos del molde para pastel para producir una muestra de 30 cm x 30 cm x 10 cm (12'' x 12'' x 4'') para el ensayo de propiedades. El ensayo se realizó generalmente de acuerdo con los procedimientos de ASTM.
La Tabla 2 muestra los resultados en un estudio de tolerancia de estaño que se realizó en el laboratorio usando la formulación de espuma flexible convencional diseñada en el presente documento como Formulación de Espuma Flexible Convencional A. El Modificador de Espuma FM5 y el Modificador de Espuma FM6 se compararon entre sí a niveles de equivalencia molar iguales y con un ejemplo de control que no contenía un modificador de espuma. FM6 es un compuesto disponible en el mercado que se sabe que es útil como modificador de espuma.
La mejora en la tolerancia del procedimiento con FM5 es evidente a partir de este estudio. Véase la Tabla 2. La formulación de control progresó directamente desde el fraccionamiento por debajo de 0,20 pphp de catalizador de estaño para reducir el flujo de aire a 0,22 pphp de catalizador de estaño, y una contracción a 0,3 pphp de catalizador de estaño. FM6 desplazó el punto de fraccionamiento a un nivel de estaño inferior (es decir, 0,14 pphp de catalizador de estaño), pero la espuma aún presentaba un flujo de aire reducido a medida que el contenido de estaño aumentaba marginalmente más allá de este nivel. FM5 también desplazó el punto de fraccionamiento por debajo del nivel de estaño (es decir, 0,12 pphp de catalizador de estaño), pero proporcionó un intervalo significativamente más ancho (es decir, de 0,14 a 0,22 pphp de catalizador de estaño) sobre el que podía producirse la espuma abierta.
Formulación de Espuma Flexible Convencional A
3
5
TABLA 3 Formulación de Espuma Convencional de Soporte Normal - Espumas 1a 4
6
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 4 Propiedades Físicas de las Espumas 1 a 4
7
En las Espumas 5 y 6, se usó una máquina de formación de espuma tipo caja para producir grandes bollos (es decir, el tamaño aproximado era de 1 m x 1 m x 1,5 m) de espuma para el ensayo de las propiedades físicas. Se permitió que los bollos se curaran durante uno a tres días antes de que se cortaran múltiples muestras a partir del centro. Las muestras se envejecieron después durante al menos 24 horas en condiciones de temperatura constante - humedad constante antes de medir las propiedades físicas/mecánicas de la espuma convencional. Las propiedades físicas presentadas son el promedio de los resultados de las múltiples muestras cortadas.
TABLA 5 Formulación de Espuma Convencional de Soporte Normal - Espumas 5 y 6
8
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 6 Propiedades Físicas de las Espumas 5 y 6
9
\newpage
El siguiente conjunto de ejemplos de espumas demuestra los modificadores de 2 componentes de la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 7 Formulaciones de Espuma Convencional de Alto Soporte - Espumas 7 y 8
11
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 8 Formulaciones de Espuma Convencional de Alto Soporte - Espumas 9 a 13
12
13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 9 Formulaciones de Espuma Convencional de Alto Soporte - Espumas 14 a 18
14
TABLA 10 Propiedades de la Espuma para las Espumas 7 a 13
15
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 11 Propiedades de la Espuma para las Espumas 14 a 18
16
17

Claims (25)

1. Un procedimiento para la preparación de una espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad de menos 128 kg/m^{3} (8 pcf), que comprende:
(I) hacer reaccionar:
(1) un componente de poliisocianato aromático que tiene una funcionalidad de al menos 2,0;
(2) de 90 a 99,8 partes, basado en 100 partes en peso de (2) y (3), de un componente reactivo con isocianato que comprende uno o más polioles de poliéter de polioxialquileno que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que contienen menos del 30% en peso de oxietileno copolimerizado, basado en el 100% en peso de oxialquileno;
(3) de 0,2 a 10 partes, basado en 100 partes en peso de (2) y (3), de un modificador de espuma que comprende
(a)
del 35 al 80% en peso, basado en el peso total del componente (3), de al menos un componente de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol y 1,4-butanodiol, y
(b)
del 20 al 65% en peso, basado en el peso total del componente (3), de uno o más polioles de poliéter que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que tienen más del 50% en peso, basado en el 100% en peso de oxialquileno, de oxietileno copolimerizado;
en presencia de:
(4) uno o más agentes de soplado;
(5) uno o más catalizadores; y
(6) uno o más tensioactivos;
en el que el Índice de Isocianato es al menos 98.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el componente (3)(b) tiene una funcionalidad de menos de 3,8.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el componente (3)(b) tiene una funcionalidad de menos de 3,8 y un peso molecular menor de 5000.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que hay presente del 95% al 99,7% en peso del componente (2) y hay presente del 0,3 al 5% en peso del componente (3).
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que índice de isocianato varía de 100 a 120.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que (1) dicho poliisocianato aromático se selecciona entre el grupo constituido por diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de 2,2'-difenilmetano, diisocianato de 2,4'-difenilmetano, diisocianato de 4,4'-difenilmetano, poliisocianatos de polifenilmetileno y mezclas de los mismos.
7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el componente (3), dicho modificador de espuma, comprende (a) del 40 al 65% en peso de dicho componente de bajo peso molecular, y (b) del 35 al 60% en peso de dicho componente de poliol de poliéter.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el componente (3), dicho modificador de espuma, comprende adicionalmente (c) dipropilenglicol.
9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que (3) dicho modificador de espuma comprende:
(a) del 35 al 75% en peso, basado en el peso total del componente (3), de al menos un compuesto de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol y 1,4-butanodiol;
(b) del 20 al 60% en peso, basado en el peso total del componente (3), de uno o más polioles de poliéter que contienen de 2 a 8 grupos hidroxilo por molécula, que tienen un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso, basado en el 100% en peso de oxialquileno, de oxietileno copolimerizado; y
(c) del 5% al 25%, basado en el peso total del componente (3), de dipropilenglicol.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Una espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad de menos de 128 kg/cm^{3} (8 pcf), que comprende el producto de reacción de
(1) un componente de poliisocianato aromático que tiene una funcionalidad de al menos 2,0;
(2) de 90 a aproximadamente 99,8 partes, basado en 100 partes en peso de (2) y (3), de un componente reactivo con isocianato que comprende uno o más polioles de poliéter de polioxialquileno que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un número de OH de 11 a 280 y que contienen menos del 30% en peso de oxietileno copolimerizado, basado en el 100% en peso de oxialquileno;
(3) de 0,2 a 10 partes, basado en 100 partes en peso de (2) y (3), de un modificador de espuma que comprende
(a) del 35 al 80% en peso, basado en el peso total del componente (3), de al menos un componente de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol y 1,4-butanodiol, y
(b) del 20 al 65% en peso, basado en peso total del componente (3), de uno o más polioles de poliéter que tienen de 2 a 8 grupos hidroxilo, un peso equivalente de 200 a 5.000 y que tienen más del 50% en peso de oxietileno copolimerizado, basado en el 100% en peso de oxialquileno;
en presencia de
(4) uno o más agentes de soplado;
(5) uno o más catalizadores; y
(6) uno o más tensioactivos;
en el que el Índice de Isocianato es al menos 98.
\vskip1.000000\baselineskip
11. La espuma de la reivindicación 10, en la que el componente (3)(b) tiene una funcionalidad de menos de 3,8.
12. La espuma de la reivindicación 10, en la que el componente (3)(b) tiene una funcionalidad de menos de 3,8 y un peso molecular menor de 5000.
13. La espuma de la reivindicación 10, en la que hay presente del 95% al 99,7% en peso del componente (2) y hay presente del 0,3 al 5% en peso del componente (3).
14. La espuma de la reivindicación 10, en la que índice de Isocianato varía de 100 a 120.
15. La espuma de la reivindicación 10, en la que (1) dicho poliisocianato aromático se selecciona entre el grupo constituido por diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de 2,2'-difenilmetano, diisocianato de 2,4'-difenilmetano, diisocianato de 4,4'-difenilmetano, poliisocianatos de polifenilmetileno y mezclas de los mismos.
16. La espuma de la reivindicación 10, en la que el componente (3), dicho modificador de espuma, comprende (a) del 40 al 65% en peso de dicho componente de bajo peso molecular, y (b) del 35 al 60% en peso de dicho componente de poliol de poliéter.
17. La espuma de la reivindicación 10, en la que el componente (3), dicho modificador de espuma, comprende adicionalmente (c) dipropilenglicol.
18. La espuma de la reivindicación 17, en la que (3) dicho modificador de espuma comprende:
(a) del 35 al 75% en peso, basado en el peso total del componente (3), de al menos un compuesto de bajo peso molecular seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol y 1,4-butanodiol;
(b) del 20 al 60% en peso, basado en el peso total del componente (3), de uno o más polioles de poliéter que contienen de 2 a 8 grupos hidroxilo por molécula, que tienen un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso, basado en el 100% en peso de oxialquileno, de oxietileno copolimerizado; y
(c) del 5% al 25% en peso, basado en el peso total del componente (3), de dipropilenglicol.
\vskip1.000000\baselineskip
19. Un modificador de espuma que comprende:
(a) del 35 al 75% en peso, basado en el peso total de la composición, de uno o más compuestos seleccionados entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos;
(b) del 20 al 60% en peso, basado en el peso total de la composición, de uno o más polioles de poliéter que contienen de 2 a 8 grupos hidroxilo por molécula, que tienen un número de OH de 11 a 280 y que contienen más del 50% en peso, basado en el 100% en peso de oxialquileno, de oxietileno copolimerizado; y
(c) del 5% al 25% en peso, basado en el peso total de la composición, de dipropilenglicol.
\vskip1.000000\baselineskip
20. El modificador de espuma de la reivindicación 19, que comprende:
(a) del 40 al 60% en peso, basado en el peso total de la composición, de un compuesto seleccionado entre el grupo constituido por 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos;
(b) del 35 al 60% en peso, basado en el peso total de la composición, de dicho poliol de poliéter; y
(c) del 10% al 20% en peso, basado en el peso total de la composición, de dipropilenglicol.
\vskip1.000000\baselineskip
21. El modificador de espuma de la reivindicación 19, en el que (b), dicho poliol de poliéter, contiene de 2 a 6 grupos hidroxilo por molécula y tiene un número de OH de 20 a 200.
22. El modificador de espuma de la reivindicación 19, en el que (b) dicho poliol de poliéter contiene de 2 a menos de 4 grupos hidroxilo por molécula, tiene un número de OH de 25 a 60 y contiene al menos el 60% en peso de oxietileno copolimerizado.
23. El modificador de espuma de la reivindicación 19, en el que el componente (a) comprende 1-4-butanodiol, y el componente (b) comprende un poliol de poliéter que contiene de 2 a menos de 4 grupos hidroxilo por molécula, que tiene un número de OH de 25 a 60 y que contiene al menos el 60% en peso de oxietileno copolimerizado.
24. El modificador de espuma de la reivindicación 19, en el que el componente (b) tiene un peso molecular menor de 5000.
25. El modificador de espuma de la reivindicación 19, que es un líquido blanco, transparente, que tiene un punto de congelación de menos de 20ºC, una viscosidad de menos de 1200 mm^{2}/s (1.200 cSt) a 25ºC y una densidad relativa de menos de 1,09 a 25ºC.
ES05809907T 2004-10-13 2005-10-12 Nuevo modificador de espuma, espumas preparadas de dicho nuevo modificador de espuma y procedimiento de preparacion de dichas espumas. Expired - Lifetime ES2341664T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US964367 2001-09-26
US10/964,367 US7268170B2 (en) 2004-10-13 2004-10-13 Foam modifier, foams prepared from this novel foam modifier and a process for the preparation of these foams

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2341664T3 true ES2341664T3 (es) 2010-06-24

Family

ID=35745801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES05809907T Expired - Lifetime ES2341664T3 (es) 2004-10-13 2005-10-12 Nuevo modificador de espuma, espumas preparadas de dicho nuevo modificador de espuma y procedimiento de preparacion de dichas espumas.

Country Status (15)

Country Link
US (2) US7268170B2 (es)
EP (1) EP1802676B1 (es)
JP (1) JP4926971B2 (es)
KR (1) KR101232484B1 (es)
CN (1) CN100556930C (es)
AT (1) ATE464338T1 (es)
BR (1) BRPI0518188A (es)
CA (1) CA2522027C (es)
DE (1) DE602005020661D1 (es)
ES (1) ES2341664T3 (es)
MX (1) MXPA05010960A (es)
NO (1) NO20072256L (es)
RU (1) RU2403268C2 (es)
WO (1) WO2006044511A1 (es)
ZA (1) ZA200703047B (es)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7268170B2 (en) * 2004-10-13 2007-09-11 Bayer Materialscience Llc Foam modifier, foams prepared from this novel foam modifier and a process for the preparation of these foams
US20070299153A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Hager Stanley L Viscoelastic foams with slower recovery and improved tear
US20080011476A1 (en) * 2006-07-11 2008-01-17 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for coating particulates with tackifying compounds
CN101631810B (zh) * 2006-12-29 2013-07-24 江森自控科技公司 聚氨酯泡沫组成、产品及方法
US8476330B2 (en) 2007-07-13 2013-07-02 Momentive Performance Materials Inc. Polyurethane foam containing synergistic surfactant combinations and process for making same
US8901187B1 (en) 2008-12-19 2014-12-02 Hickory Springs Manufacturing Company High resilience flexible polyurethane foam using MDI
US8906975B1 (en) 2009-02-09 2014-12-09 Hickory Springs Manufacturing Company Conventional flexible polyurethane foam using MDI
JP4920051B2 (ja) * 2009-02-25 2012-04-18 株式会社日立製作所 酸素燃焼ボイラプラント及び酸素燃焼ボイラプラントの運転方法
ES2442627T3 (es) 2009-12-08 2014-02-12 Dow Global Technologies Llc Procedimiento para preparar espumas de celdas abiertas fabricadas con polioles basados en aceite natural y en poli(oxipropilen) polioles
US10669368B2 (en) * 2013-03-15 2020-06-02 Covestro Llc Method to increase the resistance of double metal cyanide catalysts to deactivation
US9371410B2 (en) * 2013-09-16 2016-06-21 Dow Global Technologies Llc Polyurethane elastomers for use in subsea pipeline insulation
BR112016005017B1 (pt) * 2013-09-16 2021-02-17 Dow Global Technologies Llc processo para montar segmentos de tubo
EP3204438B1 (en) * 2014-10-07 2019-10-02 Shell International Research Maatschappij B.V. Improvements relating to polyurethanes
US10279515B2 (en) 2016-02-18 2019-05-07 Covestro Llc Processes for producing flexible polyurethane foam laminates and laminates produced thereby
KR101908934B1 (ko) * 2017-07-24 2018-10-17 코오롱패션머티리얼(주) 화장용 퍼프 및 그 제조방법
US11738487B2 (en) * 2021-01-22 2023-08-29 Covestro Llc Processes for making molded flexible foams and flexible foams produced thereby
KR102859421B1 (ko) * 2023-07-27 2025-09-15 (주)상진폼텍 통기성 메모리폼 형성용 조성물 및 그로부터 제조된 통기성 메모리폼

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993576A (en) * 1974-05-20 1976-11-23 The Dow Chemical Company Mixtures of high and low molecular weight polyols resistant to phase separation
US4385133A (en) * 1982-06-07 1983-05-24 The Upjohn Company Novel compositions and process
US4863976A (en) * 1988-04-26 1989-09-05 Dow Chemical Company Polyurethane foam prepared using high functionalilty cell openers
US4929646A (en) * 1988-04-26 1990-05-29 The Dow Chemical Company Polyurethane foam prepared using high functionality cell openers
US4950694A (en) * 1989-06-29 1990-08-21 Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. Preparation of polyurethane foams without using inert blowing agents
DE3942330A1 (de) * 1989-12-21 1991-06-27 Basf Ag Verfahren zur herstellung von flexiblen polyurethan-weichschaumstoffen mit viskoelastischen, koerperschalldaempfenden eigenschaften und hierzu verwendbare polyoxyalkylen-polyol-mischungen
JP2551861B2 (ja) * 1990-10-05 1996-11-06 豊田合成株式会社 エアバック用カバー
US5084486A (en) * 1990-12-20 1992-01-28 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Reactive feed stream to replace inert blowing agent feed stream in a polyurethane foam process
US5447965A (en) * 1993-06-02 1995-09-05 Imperial Chemical Industries Plc Method for the preparation of flexible polymeric foams
US5484820A (en) * 1994-08-05 1996-01-16 The Dow Chemical Company Polyurethane foam for packaging applications
CZ119297A3 (en) * 1994-10-20 1997-08-13 Dow Chemical Co Process for preparing polyurethane foam in the presence of a hydrocarbon foaming agent, a mixture suitable as a polyurethane precursor and polyurethane foam per se
JPH08217844A (ja) * 1995-02-17 1996-08-27 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd ポリウレタンフォームの製造法
US5464560A (en) * 1995-04-06 1995-11-07 Bayer Corporation Foam-forming mixtures with decreased decomposition of hydrohalocarbon blowing agents
BR9608507A (pt) * 1995-05-12 1999-06-08 Ici Plc Processo para a preparação de espuma rigida de poliuretano processo para preparar uma espuma flexível de poliuretano sistema de reação e espuma flexível de poliuretano
IN1997CH00157A (es) * 1996-10-01 2006-06-09 Recticel
DE10105559A1 (de) * 2001-02-06 2002-08-08 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von niedrigdichten hydrophilen Polyurethanweichschaumstoffen
GB0108061D0 (en) * 2001-03-30 2001-05-23 Baxenden Chem Low monomer one component foam
US8133930B2 (en) * 2003-04-25 2012-03-13 Dow Global Technologies Llc Polyurethane foams made from hydroxymethyl-containing polyester polyols
US7208531B2 (en) * 2003-06-26 2007-04-24 Basf Corporation Viscoelastic polyurethane foam
US20050244628A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-03 Turek Robert L Soft articles and method
US7268170B2 (en) * 2004-10-13 2007-09-11 Bayer Materialscience Llc Foam modifier, foams prepared from this novel foam modifier and a process for the preparation of these foams

Also Published As

Publication number Publication date
DE602005020661D1 (de) 2010-05-27
EP1802676B1 (en) 2010-04-14
CA2522027A1 (en) 2006-04-13
US20060079591A1 (en) 2006-04-13
US7268170B2 (en) 2007-09-11
CA2522027C (en) 2013-01-22
KR20070062995A (ko) 2007-06-18
BRPI0518188A (pt) 2008-11-04
ATE464338T1 (de) 2010-04-15
US20070270519A1 (en) 2007-11-22
NO20072256L (no) 2007-05-25
ZA200703047B (en) 2009-10-28
WO2006044511A1 (en) 2006-04-27
EP1802676A1 (en) 2007-07-04
JP2008516076A (ja) 2008-05-15
MXPA05010960A (es) 2006-05-31
CN100556930C (zh) 2009-11-04
RU2007117493A (ru) 2008-11-20
JP4926971B2 (ja) 2012-05-09
KR101232484B1 (ko) 2013-02-12
RU2403268C2 (ru) 2010-11-10
CN101039983A (zh) 2007-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2341664T3 (es) Nuevo modificador de espuma, espumas preparadas de dicho nuevo modificador de espuma y procedimiento de preparacion de dichas espumas.
ES2343216T3 (es) Procedimiento de produccion de espumas rigidas y semi-rigidas con pequeñas cantidades de diisocianato usando polioles polimericos caracterizados por un alto contenido de solidos y un alto indice de hidroxilo y las espumas resultantes.
CA2654222C (en) Viscoelastic foams with slower recovery and improved tear
CN103635503B (zh) 低密度聚氨酯泡沫体
US10189965B2 (en) Production of viscoelastic polyurethane systems using block polymers having bonded siloxane blocks as cell openers
ES2931312T3 (es) Producción de espumas blandas de poliuretano con dureza mejorada
CN105518047B (zh) 基于pipa多元醇的常规柔性泡沫
CN103003334B (zh) 具有通过烯丙基缩水甘油醚连接的侧链烷基的硅氧烷共聚物及其相关化合物,以及其作为稳定剂用于制备软质聚氨酯泡沫的应用
JP6892853B2 (ja) 強化された圧縮硬度を有する軟質ポリエステルウレタンフォームの製造方法
ES2328132T5 (es) Procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano
US12258438B2 (en) Process for making a flexible polyurethane foam having a hardness gradient
TW201313765A (zh) 軟質聚胺甲酸酯發泡體之製造方法
CN115038735B (zh) 具有缓慢恢复时间的柔软的可洗涤的聚氨酯泡沫
BR112021025648B1 (pt) Poliuretano flexível moldado, espuma flexível moldada, formulação de espuma reativa para fazer a espuma flexível moldada, processo para fazer a espuma flexível moldada, e, uso da espuma flexível moldada
US20160177021A1 (en) Polyurethane foams and the use thereof