ES2925710T3 - Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano viscoelásticas - Google Patents

Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano viscoelásticas Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a un método para producir una espuma blanda de poliuretano viscoelástico. La invención se refiere además a una espuma blanda de poliuretano viscoelástica en bloque oa una espuma moldeada blanda de poliuretano viscoelástica con resistencias a la tracción especialmente elevadas, que se fabrican mediante el procedimiento según la invención, y al uso de dichas espumas. La presente invención se refiere además a composiciones de polioles que son adecuadas para la producción de espumas de poliuretano viscoelásticas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano viscoelásticas
El objetivo de la presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de una espuma de poliuretano flexible viscoelástica. Además, la invención se refiere a una espuma viscoelástica de poliuretano flexible en bloque o a una espuma viscoelástica de poliuretano flexible moldeada con una resistencia a la tracción especialmente alta, producida por el procedimiento según la invención y al uso de estas espumas. Además, la presente invención se refiere a composiciones de poliol adecuadas para la preparación de espumas de poliuretano viscoelásticas.
Las espumas viscoelásticas, también llamadas espumas con memoria, espumas de baja resiliencia o espumas de absorción de energía, se usan ampliamente hoy en día para la fabricación de colchones, almohadas y elementos de amortiguación. El campo de las aplicaciones se encuentran en la ortopedia, la construcción de vehículos, como material de embalaje, en artículos deportivos, juguetes y muebles.
Entre los materiales de espuma viscoelástica, los de poliuretano son sin duda los más importantes. Por un lado, esto se debe al hecho de que las propiedades físicas de la espuma de poliuretano que se va a obtener se pueden ajustar con gran precisión mediante la selección de los componentes de poliol o isocianato usados y, si es necesario, de otros materiales auxiliares, pero, por otro lado, también se debe al hecho de que la preparación "in situ" (dado el caso, en el mismo lugar) permite producir materiales de espuma con formas y estructuras de casi de cualquier modo y muy complejas.
Las espumas viscoelásticas se caracterizan por una deformación lenta y gradual después de conseguirse la compresión. Esto se manifiesta, por ejemplo, en una elevada histéresis (> 20 %; en las curvas de tensión de compresión al determinar la dureza de indentación según la norma DIN EN ISO 2439 o la dureza de compresión según la norma DIN EN ISO 3386-1-98) o en una baja elasticidad de rebote de la bola (< 15 %; determinación según la norma DIN EN ISO 8307).
El documento WO-A 01/32736 divulga una composición de poliéter poliol para preparar espumas de poliuretano viscoelásticas que comprende los siguientes ingredientes:
b1) un poliol de polioxietileno-polioxipropileno con una funcionalidad de 2 a 6, en donde el OE está distribuido de forma terminal ("con punta de OE") y/o aleatoria en la cadena del polímero ("aleatoria") y el contenido total de óxido de etileno es de al menos el 50 % en peso,
b2) un poliol de polioxietileno-polioxipropileno con una funcionalidad de 2 a 6, en el que el EO esté en forma de punta y/o distribuido aleatoriamente en la cadena del polímero y el contenido total de óxido de etileno está entre el 20 % y el 50 % en peso y la proporción de grupos hidroxilos primarios es al menos del 50 %, basado en el número total de grupos hidroxilos primarios y secundarios,
b3) un poliol polioxietileno-polioxipropileno con una funcionalidad de 2 a 6, en el que el contenido de EO está entre el 10 % y el 20 % en peso y la proporción de grupos hidroxilos primarios es al menos del 50 %, basado en el número total de grupos hidroxilos primarios y secundarios,
b4) un polialquilenglicol con un peso molecular medio de 100 a 120 g/mol;
los polioles b1, b2, b3 y b4 están presentes en las siguientes cantidades, basadas en la masa total de todos los polioles b1, b2, b3 y b4: b1: 30-85 % en peso, b2: 5-65 % en peso, b3: 5-40 % en peso, b4: 0-50 % en peso.
El documento EP-A 2 225 304-A1 divulga espumas de poliuretano viscoelásticas que tienen una resistencia a la tracción según la norma DIN EN ISO 1798 de 30 a 60 kPa. La composición de poliéteres de poliol usada para la preparación de estas espumas viscoelásticas de poliuretano contiene
a) un poliéter poliol con una funcionalidad de 2, un índice de OH en el intervalo de 50 a 65 mg KOH/g y una proporción de grupos OH primarios en el intervalo del 40 % al 80 % basado en el número total de grupos OH primarios y secundarios, que presenta un contenido de PO del 45 % al 55 % en peso y un contenido de EO del 40 % al 55 % en peso,
b) una dispersión de un polímero en un poliéter poliol, en la que el índice de OH de la dispersión está en un intervalo de 10 a 30 mg KOH/g, y en la que el poliéter poliol presenta una funcionalidad hidroxilo de 3, una proporción de grupos hidroxilo primarios en un intervalo del 70 % al 90 % basado en el número total de grupos hidroxilo primarios y secundarios, un contenido de PO en una cantidad del 70 % al 90 % en peso y un contenido de EO en una cantidad del 10 % al 30 % en peso;
c) un poliéter poliol con una funcionalidad hidroxilo de 3, un índice de OH en un intervalo de 220 a 290 mg KOH/g y una proporción de grupos hidroxilo primarios en un intervalo de al menos el 90 % basado en el número total de grupos hidroxilo primarios y secundarios, que presenta un contenido de PO en una cantidad de hasta el 2 % en peso y un contenido de EO en una cantidad de al menos el 75 % en peso;
d) un poliéter poliol con una funcionalidad hidroxilo de 2, un índice de OH en un intervalo de 50 a 70 mg KOH/g y una proporción de grupos hidroxilo primarios en un intervalo del 0 % al 3 % basado en el número total de grupos hidroxilo primarios y secundarios, que tiene un contenido de PO en una cantidad de al menos el 95 % en peso y un contenido de EO en una cantidad de hasta el 3 % en peso.
El documento WO-A 2013/045336 divulga espumas de poliuretano viscoelásticas que tienen un efecto superficial de alta calidad en el que la superficie no se despega, no se colapsa, no forma vacíos durante el moldeado y, sin embargo, tiene un tamaño de poro uniforme. Sin embargo, no se divulga ningún poliéter poliol con las características del componente A4, ni se indica cómo se puede aumentar la resistencia a la tracción de las espumas de poliuretano viscoelásticas.
Las espumas de poliuretano viscoelásticas conocidas hasta ahora suelen tener resistencias a la tracción determinadas según la norma DIN EN ISO 1798 en el intervalo de 30 a 90 kPa. Sería deseable que las espumas de poliuretano viscoelásticas tuvieran una resistencia a la tracción significativamente mayor con una baja dependencia de la temperatura del carácter viscoelástico. Además, los componentes usados para la preparación de estas espumas viscoelásticas de poliuretano deben ser fáciles de procesar.
El objetivo de la presente invención era, por lo tanto, proporcionar un proceso sencillo para la preparación de espumas de poliuretano flexibles viscoelásticas con resistencias a la tracción según la norma DIN EN ISO 1798 de > 90 kPa, preferentemente de > 95 kPa, de manera particularmente preferente de > 100 kPa.
Sorprendentemente, este objetivo se consiguió por medio de un procedimiento para la preparación de espuma de poliuretano flexible viscoelástica que se obtiene haciendo reaccionar un componente de poliol A que contiene
A1 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, con un índice de OH según DIN 53240 de > 20 a < 80 mg KOH/g, preferentemente de > 25 a < 50 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 30 a < 40 mg KOH/g, en el que el óxido de etileno está presente como un bloque mixto de OE y un bloque terminal de óxido de etileno puro, en el que el contenido total de óxido de etileno es > 50 % en peso, preferentemente > 60 % en peso, más preferentemente > 65 % en peso, con un contenido de grupo hidroxilo primario de > 50 % en moles, preferentemente de > 60 % en moles, más preferentemente > 75 % en moles,
A2 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, con un índice de OH según DIN 53240 de > 180 a < 320 mg KOH/g, preferentemente de > 190 a < 300 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 210 a < 280 mg KOH/g en el que el óxido de etileno está presente como un bloque mixto EO, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 0 % a 10 % en peso, preferentemente del 0 % al 5 % en peso, de manera particularmente preferente del 0 % en peso,
A3 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, con un índice de OH según DIN 53240 de > 15 a < 40 mg KOH/g, preferentemente de > 20 a < 35 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 23 a < 33 mg KOH/g, estando el óxido de etileno presente como bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como bloque mixto de OE, siendo el contenido total de óxido de etileno del 5 % al 30 % en peso, preferentemente del 10 % al %, preferentemente del 10 % al 25 % en peso, de manera particularmente preferente del 10 % al 20 % en peso, con un contenido de grupo hidroxilo primario de > 50 % en moles, preferentemente de > 60 % en moles, de manera particularmente preferente de > 70 % en moles,
A4 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de > 2,0 a < 2,2, con un índice de OH según DIN 53240 de > 10 a < 40 mg KOH/g, preferentemente de > 15 a <35 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 20 a < 30 mg KOH/g en el que el óxido de etileno está presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como un bloque mixto de OE, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 5 % al 30 % en peso, preferentemente del 10 % al 25 % en peso, más preferentemente del 10 % al 20 % en peso, con un contenido de grupo hidroxilo primario de > 50 % en moles, preferentemente de > 60 % en moles, más preferentemente de > 70 % en moles,
A5 Agua y/o agente espumante físico,
A6 Compuestos que contienen poliéteres con un índice de OH según la norma DIN 53420 de 250 a 550 mg de KOH/g, preferentemente de 300 a 500 mg de KOH/g, particularmente preferente de 350 a 450 mg de KOH/g.
A7 Sustancias auxiliares y aditivos tales como
a) Catalizadores,
b) Aditivos tensioactivos,
c) Aditivos
con el componente B que contiene di y/o poliisocianatos con un índice de isocianato de 70 a 120, preferentemente de 80 a 100.
En el procedimiento según la invención, los componentes pueden reaccionar según las siguientes proporciones, siendo la suma de las partes en peso de A1, A2, a 3 y A4 100: A1: de 25 a 45 partes en peso, preferentemente de 28 a 40 partes en peso, más preferentemente de 32 a 38 partes en peso; A2: de 23 a 40 partes en peso, preferentemente de 25 a 38 partes en peso; más preferentemente de 28 a 34 partes en peso; A3: de 20 a 35 partes en peso, preferentemente de 23 a 33 partes en peso, más preferentemente de 27 a 31 partes en peso en peso; A4: hasta 10 partes en peso, preferentemente hasta 8 partes en peso, más preferentemente hasta 6 partes en peso; A5: de 0,5 a 25 partes en peso, preferentemente de 0,8 a 15,0 partes en peso, más preferentemente de 1,0 a 5,0 partes en peso (basado en la suma de las partes en peso de los componentes A1, A2, A3 y A4); A6: de 0,1 a 10,0 partes en peso, preferentemente de 0,2 a 9,0 partes en peso, de manera particularmente preferente de 3,0 a 7,0 partes en peso (basado en la suma de las partes en peso de los componentes A1, A2, A3 y A4); A7: de 0,05 a 10,0 partes en peso, preferentemente de 0,1 a 7,5 partes en peso, particularmente preferente de 0,15 a 7,0 partes en peso (basado en la suma de las partes en peso de los componentes A1, A2, A3 y A4).
Las espumas de poliuretano viscoelásticas que se pueden obtener por el procedimiento según la invención tienen una resistencia a la tracción de > 90 kPa, preferentemente de > 95 kPa, de manera particularmente preferente de > 100 kPa. Además, estas espumas de poliuretano viscoelásticas tienen una densidad aparente según la norma DIN EN ISO 845 de 40 a 70 kg/m3 , preferentemente de 45 a 55 kg/m3.
Otro objeto de la invención es una composición de poliol que contiene
A1 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, con un índice de OH según DIN 53240 de > 20 a < 80 mg KOH/g, preferentemente de > 25 a < 50 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 30 a < 40 mg KOH/g, en el que el óxido de etileno está presente como un bloque mixto de OE y un bloque terminal de óxido de etileno puro, en el que el contenido total de óxido de etileno es > 50 % en peso, preferentemente de > 60 % en peso, más preferentemente de > 65 % en peso, con un contenido de grupo hidroxilo primario de > 50 % en moles, preferentemente de > 60 % en moles, más preferentemente de > 75 % en moles,
A2 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, con un índice de OH según DIN 53240 de > 180 a < 320 mg KOH/g, preferentemente de > 190 a < 300 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 210 a < 280 mg KOH/g en el que el óxido de etileno está presente como un bloque mixto EO, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 0 % al 10 % en peso, preferentemente del 0 % al 5 % en peso, de manera particularmente preferente del 0 % en peso,
A3 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, con un índice de OH según DIN 53240 de > 15 a < 40 mg KOH/g, preferentemente de > 20 a < 35 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 23 a < 33 mg KOH/g, estando el óxido de etileno presente como bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como bloque mixto de OE, siendo el contenido total de óxido de etileno del 5 % al 30 % en peso, preferentemente del 10 % al 25 % en peso, de manera particularmente preferente del 10 % al 20 % en peso, con un contenido de grupo hidroxilo primario de > 50 % en moles, preferentemente de > 60 % en moles, de manera particularmente preferente de > 70 % en moles, A4 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de > 2,0 a < 2,2 con un índice de OH según DIN 53240 de > 10 a < 40 mg KOH/g, preferentemente de > 15 a <35 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 20 a < 30 mg KOH/g en el que el óxido de etileno está presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como un bloque mixto de OE, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 5 % al 30 % en peso, preferentemente del 10 % al 25 % en peso, más preferentemente del 10 % al 20 % en peso, con un contenido de grupo hidroxilo primario de > 50 % en moles, preferentemente de > 60 % en moles, más preferentemente de > 70 % en moles,
En la composición de poliol, los poliéter polioles A1 a A4 pueden estar presentes en las siguientes cantidades: A1: del 25 % al 45 % en peso, preferentemente del 28 % al 40 % en peso, más preferentemente del 32 % al 38 % en peso; A2: del 23 % al 40 % en peso, preferentemente del 25 % al 38 % en peso, más preferentemente del 28 % al 34 % en peso; A3: del 20 % al 35 % en peso, preferentemente del 23 % al 33 % en peso, más preferentemente del 27 % al 31 % en peso; A3: del 20 % al 35 % en peso, preferentemente del 23 % al 33 % en peso, de manera particularmente preferente del 27 % al 31 % en peso; A4: hasta el 10 % en peso, preferentemente hasta el 8 % en peso, de manera particularmente preferente hasta el 6 % en peso.
Para poder precisar mejor los polioles de poliéter del componente A, se han cristalizado varios parámetros según el estado de la técnica:
i. ) La funcionalidad del hidroxilo, que depende de la molécula de partida con la que se sintetiza el poliéter poliol;
ii. ) el número de hidroxilo u OH, que es una medida del contenido del grupo hidroxilo, y se expresa en mg KOH/g. Se determina según la norma DIN 53240;
iii. ) la masa molecular (Mw ), que es una medida de la longitud de las cadenas de polioxialquileno de los poliéteres.
Las cantidades antes mencionadas se pueden relacionar entre sí mediante la siguiente ecuación: 56100 = Índice de OH ■ (Mw/funcionalidad hidroxilo).
La preparación de los compuestos según A1 a A4 y A6 puede llevarse a cabo mediante la adición catalítica de uno o más óxidos de alquileno a compuestos de arranque con átomos de hidrógeno con actividad Zerewitinoff.
Los compuestos de partida con átomos de hidrógeno con actividad Zerewitinoff usados para la preparación de los poliéter polioles tienen funcionalidades de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, y son hidroxifuncionales. Ejemplos de compuestos iniciadores hidroxifuncionales son el propilenglicol, el etilenglicol, el dietilenglicol, el dipropilenglicol, el 1,2-butanediol, el 1,3-butanediol, el 1,4-butanediol, el 1,6-hexanediol, el 1,5-pentanediol, el 3-metil-1,5-pentanediol, el 1,12-dodecanediol, el glicerol, trimetilolpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sorbitol, sacarosa, hidroquinona, pirocatecol, resorcinol, bisfenol F, bisfenol A, 1,3,5-trihidroxibenceno, condensados de formaldehído y fenol que contengan un grupo metilo o melamina o urea. También se pueden usar mezclas de compuestos de arranque. Preferentemente, se usa glicerol, trimetilolpropano y/o sorbitol como compuesto iniciador.
Los óxidos de alquileno adecuados son, por ejemplo, el óxido de etileno, el óxido de propileno, el óxido de 1,2-butileno o el óxido de 2,3-butileno y el óxido de estireno. Preferentemente, el óxido de propileno y el óxido de etileno se añaden a la mezcla de reacción individualmente, en una mezcla o uno después del otro. Si los óxidos de alquileno se dosifican uno tras otro, los productos producidos contienen cadenas de poliéter con estructuras en bloque. Los productos con bloques finales de óxido de etileno, por ejemplo, se caracterizan por una mayor concentración de grupos finales primarios, lo que confiere a los sistemas una beneficiosa actividad de isocianato.
Componente A1
El componente A1 contiene al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, con un índice de OH según DIN 53240 de > 20 a < 80 mg, preferentemente de > 25 a < 50 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 30 a < 40 mg KOH/g, estando el óxido de etileno presente como un bloque mixto EO y un bloque terminal de óxido de etileno puro, siendo el contenido total de óxido de etileno de > 50 % en peso, preferentemente de > 60 % en peso, más preferentemente de > 65 % en peso, con un contenido de grupo hidroxilo primario de > 50 % en moles, preferentemente de > 60 % en moles, más preferentemente de > 75 % en moles.
Componente A2
El componente A2 comprende al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, con un índice de OH según DIN 53240 de > 180 a < 320 mg KOH/g, preferentemente de > 190 a < 300 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 210 a < 280 mg KOH/g, en el que el óxido de etileno está presente como un bloque mixto EO, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 0 % al 10 % en peso, preferentemente del 0 % al 5 % en peso, de manera particularmente preferente del 0 % en peso.
Componente A3
El componente A3 contiene al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, preferentemente de 2 a 4, con un índice de OH según DIN 53240 de > 15 a < 40 mg KOH/g, preferentemente de > 20 a < 35 mg KOH/g, de manera particularmente preferente de > 23 a < 33 mg KOH/g, estando el óxido de etileno presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como un bloque mixto de OE, siendo el contenido total de óxido de etileno del 5 % al 30 % en peso, preferentemente del 10 % al 25 % en peso, de manera particularmente preferente del 10 % al 20 % en peso, con un contenido de grupo hidroxilo primario de > 50 % en moles, preferentemente de > 60 % en moles, de manera particularmente preferente de > 70 % en moles.
Componente A4
El componente A4 contiene al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de > 2,0 a < 2,2, con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 10 a < 40 mg de KOH/g, preferentemente de > 15 a < 35 mg de KOH/g, de manera particularmente preferente de > 20 a < 30 mg de KOH/g, estando el óxido de etileno presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como un bloque mixto de OE, siendo el contenido total de óxido de etileno del 5 % a 30 % en peso, preferentemente del 10 % a 25 % en peso, de manera particularmente preferente del 10 % al 20 % % en peso, preferentemente del 10 % a 25 % en peso, más preferentemente del 10 % a 20 % en peso, con un contenido de grupo hidroxilo primario de > 50 % en moles, preferentemente de > 60 % en moles, más preferentemente de > 70 % en moles.
Los intervalos preferentes de los componentes A1 a A4 según la invención pueden combinarse entre sí según se desee.
Componente A5
Como componente A5 se usan agua y/o agentes físicos de soplado. Por ejemplo, el dióxido de carbono y/o las sustancias orgánicas altamente volátiles se usan como agentes físicos de soplado. Preferentemente, se usa agua como componente A5.
Componente A6
El componente A6 contiene polioles de poliéter con un índice de OH según la norma DIN 53420 de 250 a 550 mg de KOH/g, preferentemente de 300 a 500 mg de KOH/g, de manera particularmente preferente de 350 a 450 mg de KOH/g.
Componente A7
Como componente A7 se usan sustancias auxiliares y aditivos tales como
a) Catalizadores (activadores),
b) aditivos tensioactivos (surfactantes), como emulsionantes y estabilizadores de espuma, especialmente los de baja emisión, tales como los productos de la serie Tegostab® LF,
c) aditivos como los retardadores de la reacción (por ejemplo sustancias ligeramente ácidas, reguladores celulares (como por ejemplo parafinas o alcoholes grasos o dimetilpolisiloxanos), pigmentos, colorantes, retardadores de llama, (como por ejemplo fosfato de tricresilo, polifosfato de amonio, melamina, fosfato de tricloroisopropilo), estabilizadores contra el envejecimiento y la intemperie, plastificantes, sustancias fungistáticas y bacteriostáticas, cargas (como por ejemplo el sulfato de bario, la diatomita, el negro de humo o la creta) y agentes desmoldeantes.
Estas sustancias auxiliares y aditivos que se pueden usar se describen, por ejemplo, en el documento EP-A 0000 389, páginas 18 - 21. Otros ejemplos de sustancias auxiliares y aditivos que se pueden usar de acuerdo con la invención, así como detalles sobre el uso y el modo de acción de estas sustancias auxiliares y aditivos, se describen en el Kuntstoff-Handbuch, Volumen VII, editado por G. Oertel, Carl-Hanser-Verlag, Munich, 3a edición, 1993, por ejemplo en las páginas 104-127.
Entre los catalizadores preferidos están las aminas terciarias alifáticas (por ejemplo, la trimetilamina, la tetrametilbutanodiamina), las aminas terciarias cicloalifáticas (por ejemplo, el 1,4-diaza(2,2,2)biciclooctano), los aminoéteres alifáticos (por ejemplo, el dimetilaminoetiléter y el N,N,N-trimetil-N-hidroxietil-bisaminoetil éter), aminoéteres cicloalifáticos (por ejemplo la N-etilmorfolina), amidinas alifáticas, amidinas cicloalifáticas, urea, derivados de la urea (como por ejemplo las aminoalquil ureas, véase por ejemplo el documento EP-A 0176013, especialmente (3-dimetilaminopropilamina) urea) y catalizadores de estaño (como por ejemplo óxido de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño, octoato de estaño).
Como catalizadores, se prefieren especialmente los siguientes
a) la urea, los derivados de la urea y/o
p) aminas y aminoéteres, cada uno de los cuales contiene un grupo funcional que reacciona químicamente con el isocianato. Preferentemente, el grupo funcional es un grupo hidroxilo, un grupo amino primario o secundario. Estos catalizadores especialmente preferidos tienen la ventaja de que presentan un comportamiento de migración y de emisión muy reducido.
Ejemplos de catalizadores particularmente preferidos incluyen: (3-dimetilaminopropilamina) urea, 2-(2-dimetilaminoetoxi)etanol, N,N-bis(3-dimetilaminopropil)-N-isopropanolamina, N,N,N-trimetil-N-hidroxietil-bisaminoetil éter y 3-dimetilaminopropilamina.
Componente B
El componente B contiene diisocianatos, poliisocianatos, mezclas de diisocianatos y/o poliisocianatos, mezclas de isómeros de los mismos, carbodiimidas, uretdioniminas o prepolímeros.
Di y/o poliisocianatos, las mezclas de diisocianatos y/o poliisocianatos, las mezclas de isómeros de los mismos adecuados son los poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos, aromáticos y heterocíclicos, tal como se describen, por ejemplo, en W. Siefken en Justus Liebig's Annalen der Chemie, 562, páginas 75 a 136, por ejemplo los de fórmula (III) Q(NCO)n, (I) en los que n = 2 - 4, preferentemente 2 -3, y Q es un radical hidrocarburo alifático con 2 -18, preferentemente 6 - 10 átomos de C, un radical hidrocarburo cicloalifático con 4 - 15, preferentemente 6 - 13 átomos de C o un radical hidrocarburo aralifático con 8 - 15, preferentemente 8 - 13 átomos de C.
Por ejemplo, los poliisocianatos en cuestión son los descritos en el documento EP-A 0 007 502, páginas 7 - 8. Se suele dar preferencia a los poliisocianatos técnicamente más accesibles, por ejemplo diisocianato de 2,4 y 2,6 tolueno, así como cualquier mezcla de estos isómeros ("TDI"); Polifenilpolimetileno poliisocianatos preparados por condensación anilina-formaldehído seguida de fosgenación ("MDI crudo") y grupos carbodiimida, grupos uretano, grupos alofanato, Grupos isocianurato, grupos urea o grupos biuret ("poliisocianatos modificados"), en particular dichos poliisocianatos modificados que difieren del diisocianato de 2,4 y/o 2,6 tolueno o del 4,4'- y/o 2,4'-diisocianato de difenilmetano. Preferentemente, se usa como poliisocianato al menos un compuesto seleccionado del grupo formado por diisocianato de 2,4- y/o 2,6-toluileno, diisocianato de 4,4'-, 2,4'-, 2,2'-difenilmetano, diisocianato de difenilmetano oligomérico y poliisocianato de polifenilpolimetileno ("MDI multinuclear"), de manera particularmente preferente, se usan como poliisocianato mezclas de 4,4'-, 2,4'-, 2,2'-difenilmetano diisocianato, difenilmetano diisocianato oligomérico y/o polifenilpolimetileno poliisocianato ("MDI multinuclear").
El contenido de NCO del componente de isocianato B usado está en un intervalo del 20 % al 45 % en peso, preferentemente del 28 % a 40 % en peso, más preferentemente del 30,5 % al 34 % en peso.
En una forma de realización particularmente preferida de la presente invención, se usa como componente B una mezcla de diisocianato de 4,4'-, 2,4'-, 2,2-difenilmetano, diisocianato de difenilmetano oligomérico y/o poliisocianato de polifenilpolimetileno ("MDI multinuclear") con un contenido de NCO del 30,5 % al 34 % en peso.
Para la preparación de espumas de poliuretano flexibles viscoelásticas, los componentes de la reacción se hacen reaccionar según el procedimiento de una sola etapa conocido per se, a menudo usando equipos mecánicos, como por ejemplo, como los descritos en el documento EP-A 355 000. Los detalles de los equipos de procesamiento que también pueden tenerse en cuenta según la invención se describen en el Kunststoff-Handbuch, Volumen VII, publicado por Vieweg y Hochtlen, Carl-Hanser-Verlag, Munich 1993, por ejemplo en las páginas 139 a 265.
Las espumas de poliuretano flexibles viscoelásticas pueden fabricarse como espumas moldeadas o también como espumas en bloque, preferentemente como espumas en bloque. El objetivo de la invención es, por lo tanto, un procedimiento para la preparación de las espumas flexibles de poliuretano viscoelásticas, las espumas flexibles de poliuretano viscoelásticas producidas según estos procesos, las espumas flexibles de poliuretano viscoelásticas en bloque o las espumas flexibles de poliuretano moldeadas fabricadas según estos procesos, el uso de las espumas flexibles de poliuretano para la preparación de piezas moldeadas y las propias piezas moldeadas. Las espumas de poliuretano flexibles viscoelásticas obtenidas según la invención tienen, por ejemplo, las siguientes aplicaciones: Tapicería de muebles, inserciones textiles, colchones, asientos de coche, reposacabezas, reposabrazos, esponjas y elementos de construcción.
El índice indica la relación porcentual entre la cantidad de isocianato realmente usada y la cantidad estequiométrica, es decir, calculada, de grupos de isocianato (NCO) para la conversión de los equivalentes de OH.
Índice = [(cantidad de isocianato usada) : (cantidad de isocianato calculada)] ■ 100 (II)
Las espumas de poliuretano viscoelásticas producidas por medio del procedimiento según la invención se producen a un índice de isocianato de 70 a 120, preferentemente de 80 a 100.
Las espumas de poliuretano viscoelásticas producidas según la invención presentan resistencias a la tracción de > 90 kPa, preferentemente de > 95 kPa, de manera particularmente preferente de > 100 kPa.
Preferentemente, el procedimiento según la invención se usa para la preparación de espumas de poliuretano flexibles viscoelásticas. Las espumas de poliuretano viscoelásticas obtenidas por el procedimiento según la invención se usan, por ejemplo, para la tapicería de muebles, las inserciones textiles, los colchones, los asientos de automóviles, los reposacabezas, los reposabrazos, las esponjas y los elementos estructurales, así como para los revestimientos de asientos y accesorios, preferentemente para la tapicería de muebles, las inserciones textiles, los colchones, los asientos de automóviles y los reposacabezas.
Ejemplos:
Poliol Poliéter poliol con una funcionalidad de 3, un índice de OH según DIN 53240 de 37 mg
A1-1: KOH/g, un bloque mixto de óxido de etileno y un bloque terminal de óxido de etileno puro
con un contenido total de óxido de etileno del 72 % en peso y un contenido de grupo hidroxilo primario del 83 % en moles.
Poliol Poliéter poliol con una funcionalidad de 3, un índice de OH según la norma DIN 53240
A2-1: de 235 mg KOH/g, siendo el poliéter poliol un polipropileno puro.
Poliol Poliéter poliol con una funcionalidad de 3, un índice de OH según DIN 53240 de 28 mg
A3-1: KOH/g, un bloque terminal de óxido de etileno puro con un contenido total de óxido de etileno del 15 % en peso y un contenido de grupo hidroxilo primario del 85 % en moles.
Poliol Poliéter poliol con una funcionalidad de 2, un índice de OH según DIN 53240 de 28 mg
A4-1: KOH/g, un bloque terminal de óxido de etileno puro con un contenido total de óxido de etileno del 13,2 % en peso y un contenido de grupos hidroxi primario del 86,8 % en moles.
A6: Aditivo VP.PU 49WB81 de la empresa Covestro Deutschland AG; aditivo para mejorar
las propiedades viscoelásticas
A7-1: Estabilizador de silicona Evonik Tegostab® B 8681
A7-2: Dabco® NE 500 de la empresa Air Products
A7-3: Dabco® NE 300 de la empresa Air Products
A7-4: Urea técnica, pureza > 98 %
Componente de isocianato B:
Mezcla de isómeros de diisocianato de difenilmetano (MDI) y homólogos funcionales superiores con un contenido de NCO del 30,5 % al 34,0 % en peso.
El índice (índice de isocianato) indica la relación entre la cantidad real de isocianato usada y la cantidad estequiométrica de grupos de isocianato (NCO) calculada para la conversión de los equivalentes de OH
Índice = [(cantidad de isocianato usada) : (cantidad de isocianato calculada)] ■ 100 (II)
La densidad aparente se determinó según la norma DIN EN ISO 845.
El índice de OH se determinó según la norma DIN 53240.
La resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura se determinan según la norma DIN EN ISO 1798.
La dureza de compresión (CLD 40 %, 4a compresión) se determinó según la norma DIN EN ISO 3386-1 a una deformación del 40 %, 4° ciclo.
El resto de compresión ("DVR") al 50 % (DVR 50 %) o al 90 % (DVR 90 %) de compresión durante 22 horas a 70 °C se determina según la norma DIN EN ISO 1856 y se indica en %.
Determinación de la resistencia al rebote del balón según la norma DIN EN ISO 8307
El contenido de NCO se determinó según la norma DIN EN ISO 14896.
La determinación analítica de los grupos OH primarios se realizó mediante la evaluación integral de los espectros 1H-NMR de los respectivos productos.
La espuma de poliuretano viscoelástica se prepararon de la siguiente manera:
En el procedimiento de procesamiento habitual para la preparación de espumas de poliuretano según el procedimiento de un solo paso, se hicieron reaccionar entre sí los materiales de entrada enumerados en los ejemplos de la Tabla 1 a continuación.
Tabla 1: Espumas de poliuretano viscoelásticas
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Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la preparación de espuma de poliuretano viscoelástica que se obtiene haciendo reaccionar un componente A de poliol que contiene
A1 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 20 a < 80 mg KOH/g, en el que el óxido de etileno está presente como un bloque mixto EO y un bloque terminal de óxido de etileno puro, en el que el contenido total de óxido de etileno es > 50 % en peso, con un contenido de grupos hidroxilos primarios de > 50 % en moles,
A2 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 180 a < 320 mg KOH/g, en el que el óxido de etileno está presente como un bloque mixto EO, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 0 % al 10 % en peso,
A3 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6, con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 15 a < 40 mg de KOH/g en el que el óxido de etileno está presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y, opcionalmente, como un bloque mixto de o E, en el que el contenido total de óxido de etileno es de 5 a 30 % en peso, con un contenido de grupos hidroxilos primarios de > 50 % en moles, A4 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de > 2,0 a < 2,2, con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 10 a < 40 mg de KOH/g en el que el óxido de etileno está presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como un bloque mixto de OE, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 5 % al 30 % en peso, con un contenido de grupos hidroxilos primarios de > 50 % en moles, A5 Agua y/o agente espumante físico,
A6 Compuestos que contienen poliéter polioles con un índice de OH según la norma DIN 53420 de 250 a 550 mg KOH/g.
A7 Sustancias auxiliares y aditivos tales como
a) Catalizadores,
b) Aditivos tensioactivos,
c) Aditivos
con el componente B que contiene di- y/o poliisocianatos
con un índice de isocianato de 70 a 120.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los componentes reaccionan según las siguientes proporciones, y en el que la suma de las partes en peso de A1, A2, A3 y A4 es 100: A1: de 25 a 45 partes en peso; A2: de 23 a 40 partes en peso; A3: de 20 a 35 partes en peso; A4: hasta 10 partes en peso; A5: de 0,5 a 25 partes en peso (basado en la suma de las partes en peso de los componentes A1, A2, A3 y A4); A6: de 0,1 a 10,0 partes en peso (basado en la suma de las partes en peso de los componentes A1, A2, A3 y a 4); A7: de 0,05 a 10,0 partes en peso (basado en la suma de las partes en peso de los componentes A1, A2, A3 y A4).
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los componentes reaccionan según las siguientes proporciones, y en el que la suma de las partes en peso de A1, A2, A3 y a 4 es 100: A1: de 28 a 40 partes en peso; A2: de 25 a 38 partes en peso; A3: de 23 a 33 partes en peso; A4: hasta 8 partes en peso; A5: de 0,8 a 15 partes en peso (basado en la suma de las partes en peso de los componentes A1, A2, A3 y A4); A6: de 0,2 a 9,0 partes en peso (basado en la suma de las partes en peso de los componentes A1, A2, A3 y A4); A7: de 0,1 a 7,5 partes en peso (basado en la suma de las partes en peso de los componentes A1, A2, A3 y a 4).
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 3, en el que el componente A de poliol contiene
A1 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 4, con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 25 a < 50 mg KOH/g, en el que el óxido de etileno está presente como un bloque mixto EO y un bloque terminal de óxido de etileno puro, en el que el contenido total de óxido de etileno es > 60 % en peso, con un contenido de grupos hidroxilos primarios de > 60 % en moles,
A2 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 4, con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 190 a < 300 mg KOH/g, estando el óxido de etileno presente como un bloque mixto de EO, siendo el contenido total de óxido de etileno del 0 % al 5 % en peso,
A3 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 4, con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 20 a < 35 mg de KOH/g en el que el óxido de etileno está presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y, opcionalmente, como un bloque mixto de OE, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 10 % al 25 % en peso, con un contenido de grupos hidroxilos primarios de > 60 % en moles, A4 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de > 2,0 a < 2,2, con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 15 a < 35 mg de KOH/g en el que el óxido de etileno está presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como un bloque mixto de OE, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 10 % al 25 % en peso, con un contenido de grupos hidroxilos primarios de > 60 % en moles, A5 Agua y/o agente espumante físico,
A6 Compuestos que contienen poliéter polioles con un índice de OH según la norma DIN 53420 de 300 a 500 mg KOH/g.
A7 Sustancias auxiliares y aditivos yales como
a) Catalizadores,
b) Aditivos tensioactivos,
c) Aditivos.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 4, en el que el componente B es al menos un compuesto seleccionado del grupo formado por diisocianato de 2,4- y/o 2,6-toluileno, diisocianato de 4,4'-, 2,4'-, 2,2'-difenilmetano, diisocianato de difenilmetano oligomérico y poliisocianato de polifenilpolimetileno ("MDI multinuclear").
6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 5, en el que el componente B comprende una mezcla de diisocianato de 4,4'-, 2,4'-, 2,2-difenilmetano, diisocianato de difenilmetano oligomérico y/o polisocianato de polifenilpolimetileno ("MDI multinuclear").
7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 6, en el que el componente B presenta un contenido de NCO del 20 % al 45 % en peso.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 7, en el que el componente B tiene un contenido de NCO del 30,5 % al 34 % en peso.
9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8, en el que la preparación de la espuma de poliuretano viscoelástica se realiza con un índice de isocianato de 80 - 100.
10. Espumas de poliuretano viscoelásticas que se pueden obtener por el procedimiento según las reivindicaciones 1 a 9.
11. Espumas de poliuretano viscoelásticas según la reivindicación 10, en donde estas espumas de poliuretano viscoelásticas presentan una resistencia a la tracción de > 95 kPa según la norma DIN EN ISO 1798.
12. Espumas de poliuretano viscoelásticas según las reivindicaciones 10 u 11 para la fabricación de tapicería de muebles, inserciones textiles, colchones, asientos de automóviles, reposacabezas, reposabrazos, esponjas, láminas de espuma para su uso en piezas de automóviles tales como, por ejemplo, techos, paneles laterales de las puertas, almohadillas de los asientos y elementos estructurales.
13. Composición de poliol que contiene
A1 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6,
con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 20 a < 80 mg KOH/g, en el que
el óxido de etileno está presente como un bloque mixto EO y un bloque terminal de óxido de etileno puro, en el que el contenido total de óxido de etileno es > 50 % en peso, con un contenido de grupos hidroxilos primarios de > 50 % en moles,
A2 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6,
con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 180 a < 320 mg KOH/g,
en el que el óxido de etileno está presente como un bloque mixto de OE, en el que
el contenido total de óxido de etileno es del 0 % al 10 % en peso,
A3 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de 2 a 6,
con un índice de OH según DIN 53240 de > 15 a < 40 mg KOH/g, en el que
el óxido de etileno está presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como un bloque mixto de OE, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 5 % al 30 % en peso, con un contenido de grupos hidroxilos primarios de > 50 % en moles,
A4 al menos un poliéter poliol con una funcionalidad de > 2,0 a < 2,2
con un índice de OH según la norma DIN 53240 de > 10 a < 40 mg KOH/g,
en el que el óxido de etileno está presente como un bloque terminal de óxido de etileno puro y opcionalmente como un bloque mixto de OE, en el que el contenido total de óxido de etileno es del 5 % al 30 % en peso, con un contenido de grupos hidroxilo primarios de > 50 % en moles.
14. Composición de poliol según la reivindicación 13, en la que los poliéter polioles A1 a A4 están contenidos en las siguientes cantidades: A1: de 25 a 45 partes en peso; A2: de 23 a 40 partes en peso; A3: de 20 a 35 partes en peso; A4: hasta 10 partes en peso y en donde la suma de las partes en peso de A1, A2, A3 y A4 es 100.
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