ES2353434T3 - Procedimiento para fabricar una espuma de poliuretano. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible, según el procedimiento de espumación libre, teniendo la espuma una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3, que comprende hacer reaccionar a un índice de 40-80 una composición de poliisocianato que consiste en diisocianato de difenilmetano y en homólogos de diisocianato de difenilmetano, teniendo dichos homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, y en el que la composición de poliisocianato tiene una funcionalidad isocianato promedio de 2,10-2,40 y un contenido en diisocianato de 2,4'-difenilmetano del 6-45% en peso con la condición de que la relación entre esta funcionalidad (F) y el contenido (C) sea: -123F + 287 &61603; C &61603; -123F + 311, y un polioxietileno polioxipropileno poliol (poliol b1) que tiene un contenido en oxietileno del 5-30% en peso, una funcionalidad nominal de 2-4 y un peso equivalente promedio de 1000-3000, y opcionalmente hasta 18 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1), de un polioxialquileno poliol (poliol b2) que tiene un contenido en oxietileno de al menos el 50% en peso, una funcionalidad nominal de 2-6 y un peso equivalente promedio de 75-2000 y que comprende usar 5-20 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1, de agua como agente de expansión, una cantidad eficaz de un catalizador que mejora la formación de uretano y una cantidad eficaz de un tensioactivo, con la condición de que la cantidad de componentes reactivos con isocianato que tienen un peso equivalente de más de 374 sea al menos de 36 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de poliisocianato y los componentes reactivos con isocianato, de que el procedimiento sea un procedimiento de una vez y de que la cantidad de catalizador sea del 0,1-2% en peso y la cantidad de tensioactivo sea del 0,1-5% en peso, ambas calculadas con respecto a todos los componentes reactivos con isocianato.

Description

La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano.

Tales procedimientos se han descrito ampliamente.

El documento EP 309217, por ejemplo, describe un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible en un procedimiento de una vez a un bajo índice haciendo reaccionar un cierto diisocianato de difenilmetano y un cierto poliol especificado. Las espumas obtenidas tienen una densidad bastante alta.

En el documento EP 309218 se describe un procedimiento similar, en el que se usa más agua como agente de expansión, conduciendo a espumas flexibles que tienen una baja densidad. Las espumas flexibles obtenidas son útiles para colchones y asientos de automóviles y muebles. El documento EP 296449 también da a conocer la preparación de espumas flexibles a un bajo índice mientras que se usan altas cantidades de agua. Se fabrican piezas moldeadas a partir de poliisocianatos que comprenden altas cantidades de diisocianato de tolueno y/o altas cantidades de diisocianato de difenilmetano (MDI) y 2,4’-MDI. Las espumas se usan para los mismos fines. Los documentos WO 00/08083 y WO 01/53370 describen un procedimiento para fabricar espuma de espumación libre o esponjada en bloques y moldeada usando un poliisocianato especificado que comprende una alta cantidad de diisocianato de difenilmetano (MDI). Las espumas obtenidas se usan en colchones, almohadones, asientos de muebles y asientos de automóviles.

Además, el documento EP 830419 describe la preparación de una espuma rígida que tiene una baja densidad haciendo reaccionar en un procedimiento de una vez un cierto diisocianato de difenilmetano y una cierta composición reactiva con isocianato. Mediante trituración bastante intensa de la espuma rígida obtenida, puede obtenerse una cierta espuma flexible. La recuperación de tal trituración intensa requiere una fase de recuperación posterior a temperatura elevada. La cantidad de

polioles usados que tienen un alto peso molecular es bastante baja. La espuma flexible obtenida no muestra ninguna transición vidrio-caucho importante entre -100ºC y +25ºC.

El documento EP 555721 describe un procedimiento para preparar espumas flexibles moldeadas, curadas en frío usando una cantidad relativamente pequeña de agua a un índice superior.

Finalmente, el documento US 6096237 da a conocer el uso de ciertas mezclas de poliisocianato para fabricar espumas de poliuretano termoformables. La cantidad de agua usada es relativamente baja y los polioles usados se han descrito de un modo bastante general.

Sorprendentemente, se ha encontrado que pueden proporcionarse espumas con muy buenas propiedades de absorción acústica y/o aislamiento acústico siempre que se use una composición de poliisocianato específica. Una selección relativamente pequeña de composiciones de poliisocianato es útil dentro de las que tienen una funcionalidad (F) de 2,10-2,40 y que tienen un contenido (C) en diisocianato de 2,4’difenilmetano (2,4’-MDI) del 6-45% en peso. De estos poliisocianatos, son adecuados los que tienen un C que cumple la

fórmula -123F + 287  C  -123F + 311 y preferiblemente -123F + 293  C  -123F + 305.

Además de los requisitos respecto a los poliisocianatos que han de usarse, el procedimiento según la presente invención para preparar las espumas que tienen buenas propiedades de absorción acústica y/o aislamiento acústico debe realizarse a un índice relativamente bajo mientras que se usa una cantidad relativamente alta de agua y una cantidad relativamente alta de componentes reactivos con isocianato que tienen un peso molecular relativamente alto.

En el documento EP 353785 se producen espumas de poliuretano a un bajo índice y usando una cantidad relativamente alta de agua. Los poliisocianatos usados no tienen la funcionalidad y/o el contenido en 2,4’-MDI requeridos. No se han mencionado las propiedades de absorción acústica y/o aislamiento acústico.

Los documentos EP 566248 y EP 566251 muestran un procedimiento para fabricar espumas flexibles que son útiles en asientos de automóviles, entre otros. Los procedimientos dados a conocer son procedimientos de prepolímeros. No se ha hecho ninguna indicación que las espumas fabricadas sean adecuadas para fines de absorción acústica y/o aislamiento acústico.

La presente invención se refiere a una espuma de poliuretano de espumación libre que tiene una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3 y preferiblemente de 8-30 kg/m3 (norma ISO 845) y que tiene una absorción acústica máxima de > 0,8 (medida según la norma ASTM E1050-98 en un tubo de Kundt y a un espesor de espuma de 20 mm), alcanzándose esta absorción máxima a una frecuencia de entre 1000 y 2000 Hz.

La presente invención se refiere además a un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano, según el procedimiento de espumación libre, teniendo la espuma una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3, que comprende hacer reaccionar a un índice de 40-80 una composición de poliisocianato que consiste en diisocianato de difenilmetano y en homólogos de diisocianato de difenilmetano, teniendo dichos homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, y en el que la composición de poliisocianato tiene una funcionalidad isocianato promedio de 2,10-2,40 y preferiblemente de 2,12-2,40 y lo más preferiblemente de 2,15-2,40 y un contenido en diisocianato de 2,4’-difenilmetano del 6-45% en peso con la condición de que la relación entre esta funcionalidad (F) y el contenido (C) sea:

-123F + 287  C  -123F + 311, y un polioxietileno polioxipropileno poliol (poliol b1) que tiene un contenido en oxietileno del 5-30% en peso, una funcionalidad nominal de 2-4 y un peso equivalente promedio de 1000-3000, y opcionalmente hasta 18 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1), de un polioxialquileno poliol (poliol b2) que tiene un contenido en oxietileno de al menos el 50% en peso, una funcionalidad nominal de 2-6 y un peso equivalente promedio de 75-2000 y que comprende usar 5-20 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1,

de agua como agente de expansión, una cantidad eficaz de un catalizador que mejora la formación de uretano y una cantidad eficaz de un tensioactivo, con la condición de que la cantidad de componentes reactivos con isocianato que tienen un peso equivalente de más de 374 sea al menos de 36 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de poliisocianato y los componentes reactivos con isocianato, que el procedimiento sea un procedimiento de una vez y que la cantidad de catalizador sea del 0,1-2% en peso y la cantidad de tensioactivo sea del 0,1-5% en peso, ambas calculadas con respecto a todos los componentes reactivos con isocianato.

Sorprendentemente, se encontró que las espumas según la presente invención muestran una buena absorción acústica en particular entre 1000 y 2000 Hz, lo que significa que una gran área del área entre 0,7 y 1,0 de absorción y entre 1000 y 2000 Hz está bajo la curva de absorción (medido tal como se explicó anteriormente). En términos cuantitativos, preferiblemente al menos el 30% de este área y más preferiblemente el 40-90% de este área está bajo la curva de absorción (medido tal como se explicó anteriormente) para las espumas de la presente invención.

Las espumas según la presente invención pueden fabricarse según el procedimiento según la presente invención. Todavía adicionalmente, la presente invención se refiere a espumas que pueden obtenerse según los procedimientos anteriores y a espumas obtenidas según el procedimiento anterior y al uso de tales espumas para la absorción acústica y/o el aislamiento acústico.

Las espumas según la presente invención muestran una cantidad deseable de células abiertas y un nivel deseable de resistencia al flujo de aire, lo que las hace adecuadas para su uso en aplicaciones en las que la absorción acústica y/o el aislamiento acústico son importantes.

En el contexto de la presente solicitud, los siguientes términos tienen el siguiente significado:

1) índice de isocianato o índice de NCO o índice:

la razón de grupos NCO con respecto a átomos de hidrógeno reactivos con isocianato presentes en una formulación, proporcionada como un porcentaje:

[NCO]x100

(%)

[hidrógeno activo]

En otras palabras, el índice de NCO expresa el porcentaje de isocianato usado realmente en una formulación con respecto a la cantidad de isocianato teóricamente requerida para la reacción con la cantidad de hidrógeno reactivo con isocianato usada en una formulación.

Debe observarse que el índice de isocianato tal como se usa en el presente documento se considera desde el punto de vista del procedimiento de espumación real que implica el componente de isocianato y los componentes reactivos con isocianato usados en esa etapa de reacción. Solamente se tienen en cuanta los grupos isocianato libres y los hidrógenos reactivos con isocianato libres (incluyendo los del agua) presentes en la etapa de espumación real.

2) La expresión “átomos de hidrógeno reactivos con isocianato” tal como se usa en el presente documento para el fin de calcular el índice de isocianato se refiere al total de átomos de hidrógeno de amina e hidroxilo presentes en las composiciones reactivas en forma de polioles, poliaminas y/o agua; esto significa que para el fin de calcular el índice de isocianato en el procedimiento de espumación real, se considera que un grupo hidroxilo comprende un hidrógeno reactivo y se considera que una molécula de agua comprende dos hidrógenos activos.

3) La expresión “espumas de poliuretano” tal como se usa en el presente documento generalmente se refiere a productos celulares tal como se obtienen haciendo reaccionar poliisocianatos con compuestos que contienen hidrógeno reactivo con isocianato, usando agentes espumantes, y en particular incluye productos celulares obtenidos con agua como agente espumante reactivo (lo que implica una reacción de agua con

grupos isocianato produciendo enlaces urea y dióxido de carbono y produciendo espumas de poliurea-poliuretano).

4) La expresión “funcionalidad hidroxilo nominal” o “funcionalidad nominal” o “funcionalidad hidroxilo” se usa en el presente documento para indicar la funcionalidad (número de grupos hidroxilo por molécula) de la composición de poliol en el supuesto de que ésta sea la funcionalidad (número de átomos de hidrógeno activos por molécula) del/de los iniciador(es) usado(s) en su preparación aunque en la práctica a menudo será un poco menor debido a alguna insaturación terminal. La expresión “peso equivalente” se refiere al peso molecular por átomo de hidrógeno reactivo con isocianato en la molécula.

5) La palabra “promedio” se refiere al promedio en número.

6) La expresión “una vez” se refiere a un modo de hacer reaccionar los componentes para preparar la espuma en el que todos los polioles que tienen un peso equivalente de más de 374 se hacen reaccionar con poliisocianato en presencia de agua.

La composición de poliisocianato usada en la presente invención puede fabricarse convenientemente mezclando un diisocianato de difenilmetano (MDI) que comprende una cantidad relativamente alta de 2,4’-MDI y un MDI polimérico o bruto en

razones

apropiadas de modo que se llegue a las cantidades

indicadas

de los componentes de la composición de

poliisocianato.

Los homólogos que tienen una funcionalidad isocianato de 3 o más están contenidos en el denominado MDI polimérico o bruto.

El MDI polimérico o bruto comprende MDI y homólogos que tienen una funcionalidad isocianato de 3 o más y se conocen bien en la técnica. Se fabrican mediante la fosgenación de una mezcla de poliaminas obtenida mediante la condensación ácida de anilina y formaldehído.

Se conoce bien la elaboración tanto de las mezclas de poliaminas como de las mezclas de poliisocianato. La condensación de anilina con formaldehído en presencia de ácidos fuertes tales como ácido clorhídrico proporciona un producto de

reacción que contiene diaminodifenilmetano junto con polimetilenpolifenilenpoliaminas de funcionalidad superior, dependiendo la composición precisa de manera conocida entre otras cosas de la razón de anilina/formaldehído. Los poliisocianatos se fabrican mediante la fosgenación de las mezclas de poliaminas y las diversas proporciones de diaminas, triaminas y poliaminas superiores dan lugar a proporciones relacionadas de diisocianatos, triisocianatos y poliisocianatos

superiores.

Las proporciones relativas de diisocianato,

triisocianato

y poliisocianatos superiores en tales

composiciones

de MDI polimérico o bruto determinan la

funcionalidad promedio de las composiciones, que es el número promedio de grupos isocianato por molécula. Variando las proporciones de los materiales de partida, la funcionalidad promedio de las composiciones de poliisocianato puede variar desde poco más de 2 hasta 3 o incluso superior. Sin embargo, en la práctica, la funcionalidad isocianato promedio preferiblemente oscila desde 2,3-2,8. El valor de NCO de estos MDI poliméricos o brutos es al menos del 30% en peso. El MDI polimérico o bruto contiene diisocianato de difenilmetano, siendo el resto poliisocianatos de polimetileno-polifenileno de funcionalidad superior a dos.

Las composiciones de poliisocianato usadas en el procedimiento según la presente invención pueden fabricarse mezclando una cantidad apropiada de MDI y MDI polimérico o bruto. Por ejemplo, tales poliisocianatos pueden fabricarse mezclando en cantidades relativas apropiadas SUPRASEC MI 20 (que puede obtenerse de Huntsman, SUPRASEC es una marca comercial de Huntsman International LLC), que contiene aproximadamente el 80% en peso de 4,4’-MDI y aproximadamente el 20% en peso de 2,4’-MDI y menos del 2% en peso de 2,2’-MDI y SUPRASEC 2185 (de Huntsman), un MDI polimérico que tiene un valor de NCO del 30,7% en peso; que comprende aproximadamente el 38% en peso de diisocianato, siendo el resto homólogos que

tienen una funcionalidad isocianato de 3 o más; siendo aproximadamente el 6% en peso de los diisocianatos 2,4’-MDI y siendo menos del 1% en peso de los diisocianatos 2,2’-MDI.

Tal como quedará claro a partir de lo anterior, las espumas según la presente invención se basan en poliisocianatos del tipo diisocianato de difenilmetano.

Determinar las cantidades relativas del MDI, como SUPRASEC MI 20, y del MDI polimérico, como SUPRASEC 2185, depende de la composición finalmente deseada y será de rutina para un experto habitual en la técnica, por supuesto a la luz de los ejemplos.

La relación entre la funcionalidad isocianato y el contenido en 2,4-MDI preferiblemente es de -123F + 293  C  -123F + 305.

Los polioles b1) que pueden usarse incluyen productos obtenidos mediante la polimerización de óxido de etileno y óxido de propileno en presencia, si es necesario, de iniciadores polifuncionales. Los compuestos iniciadores adecuados contienen una pluralidad de átomos de hidrógeno activos e incluyen agua, butanodiol, etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, ciclohexanodimetanol, glicerol, trimetilolpropano, 1,2,6-hexanotriol y pentaeritritol. Pueden usarse mezclas de iniciadores y/o óxidos cíclicos. Los polioxietileno polioxipropileno polioles se obtienen mediante la adición secuencial o simultánea de óxidos de etileno y propileno a iniciadores tal como se describió completamente en la técnica anterior. Pueden usarse copolímeros al azar, copolímeros de bloque y combinaciones de los mismos que tienen la cantidad indicada de grupos oxietileno; se prefieren los que tienen al menos parte y preferiblemente todos los grupos oxietileno en el extremo de la cadena de polímero (tapados o con punta). También pueden usarse mezclas de dichos polioles.

Los más preferidos son polioxietileno polioxipropileno polioles que tienen una funcionalidad nominal promedio de 2-4 y lo más preferiblemente de 3 y un contenido en oxietileno del 10

25% en peso, teniendo preferiblemente los grupos oxietileno en el extremo de las cadenas de polímero. Tales polioles están

comercialmente disponibles. Ejemplos son DALTOCEL F428 y F435 de Huntsman (DALTOCEL es una marca comercial de Huntsman International LLC).

Durante los últimos años, se han descrito varios métodos para preparar poliéter polioles que tienen un bajo nivel de insaturación. Los desarrollos han hecho posible usar poliéter polioles en el extremo superior del intervalo de peso molecular dado que pueden prepararse ahora muchos polioles con un nivel de insaturación aceptablemente bajo. Según la presente invención también pueden usarse polioles que tienen un bajo nivel de insaturación.

Los polioles b2) que pueden usarse incluyen productos obtenidos mediante la polimerización de óxido de etileno y opcionalmente óxido de propileno en presencia, cuando sea necesario, de iniciadores polifuncionales. Los compuestos iniciadores adecuados contienen una pluralidad de átomos de hidrógeno activos e incluyen agua, butanodiol, etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, ciclohexanodimetanol, glicerol, trimetilolpropano, 1,2,6hexanotriol, pentaeritritol y sorbitol. Pueden usarse mezclas de iniciadores y/o óxidos cíclicos. Los polioxietileno polioxipropileno polioles se obtienen mediante la adición secuencial o simultánea de óxidos de etileno y propileno a los iniciadores tal como se describió completamente en la técnica anterior. Pueden usarse copolímeros al zar, copolímeros de bloque y combinaciones de los mismos que tienen la cantidad indicada de grupos oxietileno. También pueden usarse mezclas de dichos polioles.

Polioles preferidos b2) son los que tienen una funcionalidad nominal de 2-4 y un peso equivalente promedio de 100-1000 y especialmente los que no tienen grupos oxipropileno (es decir, polioxietileno polioles). Los polioles b2) están comercialmente

disponibles, ejemplos son polioxietileno dioles que tienen un peso molecular promedio de 200, 600 y 1000, DALTOCEL F526, F444, F442 y F555 todos de Huntsman y G2005 de Uniqema. Una

cantidad preferida de poliol b2) es de 2-16 y más preferiblemente de 4-16 partes en peso por 100 partes en peso de poliol b1).

Se usa agua en una cantidad de 5-20 y preferiblemente de 717 partes en peso por 100 partes en peso de poliol b1). Actúa como agente de expansión.

Además, se usa un catalizador que mejora la formación de uretano. Se usa en una cantidad del 0,1-2% en peso (con respecto a todos los componentes reactivos con isocianato). Tales catalizadores se conocen generalmente en la técnica. Ejemplos son catalizadores de amina, como trietilendiamina, N,Ndimetiletanolamina, bis(N,N-dimetilaminoetil)éter, 2-(2dimetilaminoetoxi)-etanol, N,N’-dietilpiperazina y l-(bis(3dimetilaminopropil)amino-2-propanol y compuestos organometálicos como octoato de estaño y dilaurato de dibutilestaño. También pueden usarse mezclas de catalizadores.

Se usan tensioactivos adicionales en una cantidad eficaz para estabilizar la espuma. Ejemplos de tensioactivos son nonilfenoles, condensados de óxido de etileno-ácido graso, copolímeros de bloque de óxido de alquileno, siliconas como aceites de silicona, copolímeros de polidimetilsiloxanos y polioxialquileno-polisiloxano. Las siliconas son las más preferidas y en particular los copolímeros de polioxialquilenopolisiloxano. Los tensioactivos se usan en una cantidad del 0,15% en peso (con respecto a todos los componentes reactivos con isocianato). Ejemplos de tensioactivos comercialmente disponibles, que son adecuados, son Tegostab B 8017 de Goldschmidt y Ortegol 501 de Degussa.

Opcionalmente, las espumas pueden fabricarse usando aditivos y compuestos auxiliares adicionales comúnmente usados en la técnica de poliuretanos, como retardadores del fuego, extensores de cadena (compuestos reactivos con isocianato que tienen 2

átomos de hidrógeno activos y preferiblemente un peso equivalente de menos de 75), agentes reticulantes (compuestos reactivos con isocianato que tienen de 3-8 átomos de hidrógeno activos y preferiblemente un peso equivalente de menos de 75), supresores de humos, agentes colorantes, negro de carbón, agentes antimicrobianos, antioxidantes, agentes de desmoldeo y cargas.

Las espumas se fabrican combinando y mezclando todos los componentes y dejando que reaccionen en condiciones de espumación libre. La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano según el procedimiento de espumación libre, teniendo la espuma una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3. En el contexto de la presente invención, esto incluye preparar una espuma según el procedimiento de espumación libre restringida, teniendo la espuma una densidad que es como máximo del 20% y preferiblemente menor del 15% y lo más preferiblemente menor del 10% superior a la densidad de espumación libre de esta espuma. Una espuma de “espumación libre” es una espuma que se ha fabricado dejando que los componentes para fabricar la espuma reaccionen y el material de espumación en reacción forme espuma libremente en dirección vertical. Cuando se emplea la “espumación libre restringida”, se usan medios con el fin de fabricar espumas con una forma más rectangular y con el fin de evitar la formación de una superficie superior desigual. Esto reduce la cantidad de residuo de espuma. Existen varios modos para lograr esta forma más rectangular; ejemplos conocidos en la técnica son el uso de una denominada cubierta flotante, el procedimiento Draka/Petzetakis, el procedimiento Maxfoam, el procedimiento Panibloc y el procedimiento Vertifoam. Cuando se emplea la “espumación libre restringida”, debe entenderse en el contexto de la presente solicitud que la restricción aplicada es de una naturaleza tal que el aumento de densidad es tan limitado como sea posible y tal como se indicó anteriormente. Todas las densidades se miden según la norma ISO 845.

La reacción se realiza a un índice de 40-80 y preferiblemente de 40-70.

Los componentes pueden alimentarse independientemente al cabezal de mezclado de una máquina espumadora. Preferiblemente, los componentes reactivos con isocianato se mezclan previamente, opcionalmente junto con los aditivos y compuestos auxiliares usados comúnmente en la técnica de poliuretanos, antes de que se mezclen con el poliisocianato.

Las espumas obtenidas tienen una densidad de 5-40 y preferiblemente de 8-30 kg/m3 y preferiblemente son espumas flexibles. Las espumas tienen un nivel adecuado de flujo de aire y abertura celular que las hace adecuadas para su uso en aplicaciones en las que se requiere una buena absorción acústica y/o aislamiento acústico.

Las espumas son termoformables y pueden actuar como adhesivos de fusión en caliente. Por tanto, son adecuadas para fabricar materiales compuestos en capas. Además, son adecuadas como entramado de fondo para alfombras; estando las espumas prensadas con calor sobre el lado posterior de una alfombra.

La invención se ilustra con los siguientes ejemplos.

Ejemplos 1-5

Se prepararon las siguientes composiciones de poliisocianato mezclando los componentes indicados, que pueden obtenerse todos de Huntsman; véase la tabla 1. También se ha indicado la funcionalidad isocianato promedio (F) y el contenido en 2,4’-MDI (C), en % en peso, de la composición junto con los valores de -123F + 293 y -123F + 305. Las cantidades de los poliisocianatos están en partes en peso. Las composiciones 1 y 5-7 son comparativas.

Tabla 1

Composición de poliisocianato

1 2 3 4 5 6 7

SUPRASEC 3050

5,9 25,9 14,3 6,3 22,6

SUPRASEC 1306

22,8 - 6,5 10,5 -

SUPRASEC 2185

7 7,7 13,6 25,6 -

SUPRASEC 2090

- - - - 20

SUPRASEC 5025

- - - - - 41,75

SUPRASEC 2020

- - - - - - 43,95

F

2,15 2,12 2,22 2,36 2,33 2,70 2,12

C

10,0 39,0 22,1 9,3 28,0 6,7 2,0

-123F + 293

28,55 32,24 19,94 2,72 6,41 -39,1 32,24

-123F + 305

40,55 44,24 31,94 14,72 18,41 -27,1 44,24

Se prepararon composiciones de poliol mezclando los

siguientes componentes (las cantidades están en partes en peso);

véase la tabla 2.

Tabla 2

Composición de poliol

1 2 3 4 5 6 7

DALTOSEC F435, un poliol b1

52,85 53,95 51,15 40,15 40,95 40,8 42,6

DALTOSEC F526, un poliol b2

- - 2 4 4 4 -

Agua

4 4 4 5 5 5 5

Retardante del fuego

6 6 6 6 6 6 6

Glicerol

1 1 1 1 - 1 1

JEFFCAT ZR50, un catalizador de poliuretano, de Huntsman

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Ortegol 501, un tensioactivo de Degussa

- 1 1 1 1 1 1

Yoke JSYK 580, un tensioactivo de Jiangsu Yoke Chemical Co. Ltd.

0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

Se fabricaron espumas mezclando las composiciones de poliisocianato 1-7 y las composiciones de poliol 1-7 y dejando que la mezcla así formada reaccione y forme espuma libremente;

5 véase la tabla 3; también se indican las propiedades de las espumas y el índice. Las espumas 1 y 7 colapsaron y no fueron útiles. Las espumas 5 y 6 se contrajeron y tampoco fueron útiles.

Tabla 3

Espuma

1 2 3 4 5 6 7

Composición de poliisocianato

1 2 3 4 5 6 7

Composición de poliol

1 2 3 4 5 6 7

Índice

52 52 52 52 52 49 50

Densidad, kg/m3 (norma ISO 845)

- 27 27 17 - - -

Dureza, kPa (norma ISO 3386/1)

- 2,1 2,9 3,9 - - -

Resistencia al desgarro, N/m (norma ISO 8067)

- 185 115 86 - - -

Resistencia a la tracción, kPa (norma ISO 1798)

- 45 50 47 - - -

Elongación, % (norma ISO 1798)

- 132 112 62 - - -

máx (norma ASTM

- 0,92 0,95 1,00 - - -

E1050-98, Kundt, 20 mm)

Frecuencia de máx, Hz (norma ASTM E1050-98, Kundt, 20 mm)

- 1400 1500 1500 - - -

Ejemplo 6 (comparativo)

Se repitió el ejemplo 4 en un molde. Se mezclaron los productos químicos y se vertieron en un molde de bloque cuadrado 5 (30 x 30 x 10 cm; la temperatura del molde era de 45ºC). Se

cerró el molde y se dejó que tuviese lugar la reacción.

Se necesitó un sobreembalaje del 50% tan sólo para rellenar el molde. El tiempo de desmoldeo fue de aproximadamente 15 minutos. El material obtenido tenía una densidad global de

10 24 kg/m3; mostró defectos de superficie profundos y una contracción intensa. De hecho, no era útil. La máx y la frecuencia de máx, medidas como anteriormente, fueron de 0,90 y 1500 Hz, respectivamente, antes de la trituración, y de 0,87 y

1800 Hz, respectivamente, tras la trituración.

15 El área bajo la curva de absorción entre 1000 y 2000 Hz y entre 0,7 y 1,0 de absorción fue del 63% para el ejemplo 4, el 17% para la espuma moldeada de este ejemplo antes de la trituración y el 10% tras la trituración.

SUPRASEC 3050, 1306, 2185, 2090, 5025 y 2020 son 20 poliisocianatos de Huntsman. JEFFCAT es una marca comercial de Huntsman.

Claims (20)

1.

Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible, según el procedimiento de espumación libre, teniendo la espuma una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3, que comprende hacer reaccionar a un índice de 40-80 una composición de poliisocianato que consiste en diisocianato de difenilmetano y en homólogos de diisocianato de difenilmetano, teniendo dichos homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, y en el que la composición de poliisocianato tiene una funcionalidad isocianato promedio de 2,10-2,40 y un contenido en diisocianato de 2,4’-difenilmetano del 6-45% en peso con la condición de que la relación entre esta funcionalidad (F) y

el contenido (C) sea: -123F + 287  C  -123F + 311, y un polioxietileno polioxipropileno poliol (poliol b1) que tiene un contenido en oxietileno del 5-30% en peso, una funcionalidad nominal de 2-4 y un peso equivalente promedio de 1000-3000, y opcionalmente hasta 18 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1), de un polioxialquileno poliol (poliol b2) que tiene un contenido en oxietileno de al menos el 50% en peso, una funcionalidad nominal de 2-6 y un peso equivalente promedio de 75-2000 y que comprende usar 5-20 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1, de agua como agente de expansión, una cantidad eficaz de un catalizador que mejora la formación de uretano y una cantidad eficaz de un tensioactivo, con la condición de que la cantidad de componentes reactivos con isocianato que tienen un peso equivalente de más de 374 sea al menos de 36 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de poliisocianato y los componentes reactivos con isocianato, de que el procedimiento sea un procedimiento de una vez y de que la cantidad de catalizador sea del 0,1-2% en peso y la cantidad de tensioactivo sea del 0,1-5% en peso, ambas calculadas con respecto a todos los componentes reactivos con isocianato.

2.

Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la densidad de espumación libre es de 8-30 kg/m3.

3.

Procedimiento según las reivindicaciones 1-2, en el que el índice es de 40-70.

4.

Procedimiento según las reivindicaciones 1-3, en el que la cantidad de poliol b2 es de 2-16 partes en peso por 100 partes en peso de poliol b1.

5.

Procedimiento según las reivindicaciones 1-4, en el que la cantidad de poliol b2 es de 4-16 partes en peso por 100 partes en peso de poliol b1 y la funcionalidad del poliol b2 es de 2-4.

6.

Procedimiento según las reivindicaciones 1-5, en el que la funcionalidad isocianato promedio es de 2,15-2,40.

7.

Procedimiento según las reivindicaciones 1-6, en el que el poliol b2) es un polioxietileno poliol que no tiene grupos oxipropileno.

8.

Procedimiento según las reivindicaciones 1-7, en el que la cantidad de agua es de 7-17 partes en peso por 100 partes en peso de poliol b1.

9.

Procedimiento según las reivindicaciones 1-8, en el que la

relación entre la funcionalidad (F) y el contenido (C) es -123F + 293  C  -123F + 305.

10.

Espuma de poliuretano que puede obtenerse según el procedimiento de las reivindicaciones 1-9.

11.

Espuma de poliuretano obtenida según el procedimiento de las reivindicaciones 1-9.

12.

Espuma de poliuretano flexible de espumación libre que tiene una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3, que se ha fabricado a partir de una composición de poliisocianato que consiste en diisocianato de difenilmetano y en homólogos de diisocianato de difenilmetano, teniendo dichos homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, y en la que la composición de poliisocianato tiene una funcionalidad isocianato promedio de 2,10-2,40 y un contenido en diisocianato de 2,4’-difenilmetano del 6-45%

en peso con la condición de que la relación entre esta funcionalidad (F) y el contenido (C) sea: -123F + 287  C  -123F + 311, y que tiene una absorción acústica máxima de

> 0,8 (medida según la norma ASTM E1050-98 en un tubo de Kundt y a un espesor de espuma de 20 mm), alcanzándose esta absorción máxima a una frecuencia de entre 1000 y 2000 Hz.

13.

Espuma de poliuretano según la reivindicación 12, en la que la densidad de espumación libre es de 8-30 kg/m3.

14.

Espuma de poliuretano según las reivindicaciones 12-13, en la que la espuma se basa en un poliisocianato del tipo de diisocianato de difenilmetano.

15.

Espuma de poliuretano según las reivindicaciones 12-14, en la que el área bajo la curva de absorción, curva que se mide según la norma ASTM E1050-98 en un tubo de Kundt y a un espesor de espuma de 20 mm, dentro del área entre 1000 y 2000 Hz y una absorción de 0,7-1,0 es de al menos el 30%.

16.

Espuma según la reivindicación 15, en la que el área bajo la curva de absorción, curva que se mide según la norma ASTM E1050-98 en un tubo de Kundt y a un espesor de espuma de 20 mm, dentro del área entre 1000 y 2000 Hz y una absorción de 0,7-1,0 es del 40-90%.

17.

Espuma según las reivindicaciones 12-16, caracterizada porque la espuma es termoformable.

18.

Espuma de poliuretano según las reivindicaciones 12-17, espuma que se ha fabricado según un procedimiento según las reivindicaciones 1-9.

19.

Uso de las espumas obtenidas según el procedimiento de las reivindicaciones 1-9 para la absorción acústica y/o el aislamiento acústico.

20.

Uso de las espumas según las reivindicaciones 12-18 para la absorción acústica y/o el aislamiento acústico.