ES2940297T3 - Composiciones reactivas con isocianato - Google Patents

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Abstract

Las realizaciones de la presente divulgación están dirigidas a composiciones reactivas con isocianato que incluyen un poliol y alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones reactivas con isocianato
Campo de descripción
Las realizaciones de la presente descripción se refieren a composiciones reactivas con isocianato, más específicamente, las realizaciones se refieren a composiciones reactivas con isocianato que incluyen un poliol y alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
Antecedentes
Pueden utilizarse materiales curados para varias aplicaciones. Para algunas aplicaciones, se desean materiales curados que tengan una o más propiedades mejoradas de resistencia al fuego. Hay un enfoque continuo en la industria en el desarrollo de materiales curables nuevos y mejorados.
El documento EP 1435366 A1 describe composiciones para fabricar espumas de poliuretano con pirorresistencia mejorada, comprendiendo la composición un poliéter poliol aromático obtenido por oxialquilación de un condensado de fenolformaldehído.
El documento GB 1358519 A describe espumas de poliuretano ignífugas obtenidas a partir de poliéter polioles aromáticos que pueden iniciarse con bis(4-hidroxifenil)metano o tris(4-hidroxifenil)alcanos tales como 1,1,2-tris(4-hidroxifenil)etano. El documento EP 0 778 302 A1 describe poliéter polioles usados para fabricar espumas rígidas de poliuretano con termorresistencia mejorada y el poliéter poliol puede obtenerse haciendo reaccionar un bis(hidroxifenil)alcano como iniciador aromático con un óxido de alquileno.
Sumario
La presente descripción proporciona composiciones reactivas con isocianato que incluyen un poliol; y alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano, en donde el poliol representa de 25 a 95 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano, y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano representa de 5 a 75 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de la combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
La presente descripción proporciona productos curados formados a partir del curado de las composiciones reactivas con isocianato.
Descripción detallada
En la presente descripción se describen composiciones reactivas con isocianato. Las composiciones reactivas con isocianato incluyen un poliol y alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. Ventajosamente, la utilización del alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano en las composiciones reactivas con isocianato puede proporcionar una o más propiedades mejoradas de resistencia al fuego para productos curados formados a partir de las composiciones reactivas con isocianato descritas en la presente descripción. Por ejemplo, un producto curado formado a partir de las composiciones reactivas con isocianato descritas en la presente descripción puede tener una tasa máxima de liberación de calor mejorada, es decir, inferior; una liberación de calor total mejorada, es decir, inferior; una pérdida de masa mejorada, es decir, inferior; y/o una combinación deseable de índice de oxígeno límite y una temperatura de transición vítrea.
Sorprendentemente, la utilización de alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano puede ayudar a proporcionar una o más propiedades de resistencia al fuego mejoradas, en comparación con productos curados que se forman con otros compuestos de fenol aromático, tales como compuestos derivados de bisfenol A, incluso cuando los productos curados comparados tienen un contenido de grupos aromáticos similar.
Sin desear quedar ligado a la teoría, una o más de las propiedades de resistencia al fuego mejoradas pueden indicar una dependencia inesperada del patrón de sustitución alrededor de los anillos aromáticos del alcoxilato para las propiedades de resistencia al fuego, en lugar de un contenido aromático general del producto curado. Además, incluir el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano prevé que se utilice un compuesto aromático trifuncional. En contraste con el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano, los poliéter polioles típicamente utilizados, aunque tienen una mayor funcionalidad, no contienen grupos aromáticos, mientras que los poliéster polioles que contienen grupos aromáticos típicamente utilizados generalmente tienen una funcionalidad promedio de 2,4 o menos. En el caso de poliéster polioles aromáticos, se pueden preparar polioles de mayor funcionalidad, pero tienden a exhibir una viscosidad muy alta, lo que presenta desafíos prácticos para el procesamiento de espuma, por ejemplo. La funcionalidad relativamente mayor y/o la presencia de grupos aromáticos del alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano puede ayudar ventajosamente a proporcionar una reticulación relativamente mayor, que puede evidenciarse por temperaturas de transición vítrea relativamente más altas y/o una estabilidad dimensional mejorada de los productos curados, por ejemplo, los artículos fabricados.
Como se ha mencionado, las composiciones reactivas con isocianato descritas en la presente descripción incluyen alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano, que puede denominarse alcoxilato de TPM. Una o más realizaciones prevén que el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano es un etoxilato, por ejemplo, etoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. El etoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano se puede representar mediante la siguiente Fórmula I:
Figure imgf000003_0001
F ó rm u la I
Como ejemplo, se puede formar etoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano mediante la siguiente síntesis:
Figure imgf000003_0002
La síntesis de etoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano también se analiza en Feng, F. y col. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010, 20, 3772, por ejemplo.
El alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano puede representar de 5 a 75 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 5 a 75 partes; por ejemplo, el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano puede representar de un límite inferior de 5, 7,5 o 10 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el tris(4-hidroxifenil)metano alcoxilado a un límite superior de 75, 65 o 50 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de la combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
Ventajosamente, la utilización de alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano puede ayudar a prever que las composiciones reactivas con isocianato descritas en la presente descripción tengan un contenido deseable de grupos aromáticos, lo que puede ayudar a prever que los productos curados formados a partir de las composiciones reactivas con isocianato tengan una o más propiedades mejoradas de resistencia al fuego. El contenido de grupos aromáticos de un compuesto se puede determinar dividiendo el peso molecular total de los anillos aromáticos en un compuesto dado por el peso molecular total del compuesto; el contenido de grupos aromáticos de una composición se puede determinar dividiendo el promedio ponderado del contenido de grupos aromáticos para cada compuesto en una composición dada por el peso total de la composición. Como se usa en la presente descripción, “contenido de grupos aromáticos” se refiere al contenido de grupos aromáticos teórico, por ejemplo, calculado. Las realizaciones de la presente descripción prevén que la composición reactiva con isocianato tiene un contenido de grupos aromáticos del 10 al 35 por ciento en peso basándose en el peso total del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos del 10 al 35 por ciento en peso; por ejemplo, la composición reactiva con isocianato puede tener un contenido de grupos aromáticos desde un límite inferior del 10, 15 o 20 por ciento en peso hasta un límite superior del 35, 30 o 25 por ciento en peso basándose en el peso total del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
Como se ha mencionado, las composiciones reactivas con isocianato descritas en la presente descripción incluyen un poliol. Como se usa en la presente descripción, “ poliol” se refiere a una molécula que tiene un promedio de más de 1,0 grupos hidroxilo por molécula. Se pueden utilizar diversos polioles para las composiciones reactivas con isocianato. Los ejemplos de polioles incluyen, pero sin limitación, poliéster polioles, poliéter polioles, policarbonato polioles y combinaciones de los mismos.
Como se usa en la presente descripción, “ un” , “ una” , “el/la” , “al menos uno/a” y “ uno o más” pueden usarse indistintamente a menos que se indique lo contrario. El término “y/o” significa uno, uno o más, o todos los elementos enumerados. Las menciones de intervalos numéricos por valor extremo incluyen todos los números englobados dentro de ese intervalo, por ejemplo, de 1 a 5 incluye 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5, etc.
Los poliéster polioles se pueden preparar a partir de, por ejemplo, ácidos dicarboxílicos orgánicos que tienen de 2 a 12 átomos de carbono, incluyendo ácidos dicarboxílicos aromáticos que tienen de 8 a 12 átomos de carbono y alcoholes polihídricos, incluyendo dioles y trioles que tienen de 2 a 12 átomos de carbono. Los ejemplos de ácidos dicarboxílicos adecuados son ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido decanodicarboxílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico y los ácidos naftalenodicarboxílicos isoméricos. Los ácidos dicarboxílicos pueden usarse individualmente o mezclados entre sí. Los ácidos dicarboxílicos libres pueden reemplazarse por un derivado de ácido dicarboxílico correspondiente, por ejemplo, ésteres dicarboxílicos de alcoholes que tienen de 1 a 4 átomos de carbono o anhídridos dicarboxílicos. Algunos ejemplos particulares pueden utilizar mezclas de ácidos dicarboxílicos que incluyen ácido succínico, ácido glutárico y ácido adípico en relaciones de, por ejemplo, de 20 a 35:35 a 50:20 a 32 partes en peso, y ácido adípico, y mezclas de ácido ftálico y/o anhídrido ftálico y ácido adípico, mezclas de ácido ftálico o anhídrido ftálico, ácido isoftálico y ácido adípico o ácido dicarboxílico, mezclas de ácido succínico, ácido glutárico y ácido adípico y mezclas de ácido tereftálico y ácido adípico o ácido dicarboxílico, mezclas de ácido succínico, ácido glutárico y ácido adípico. Los ejemplos de alcoholes dihídricos y polihídricos son etanodiol, dietilenglicol, 1,2- y 1,3-propanodiol, dipropilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,10-decanodiol, glicerol, trimetilolpropano, entre otros. Algunos ejemplos particulares prevén que etanodiol, dietilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol o mezclas de al menos dos de dichos dioles, en particular, mezclas de 1,4-butanodiol, 1,5 -pentanodiol y 1,6-hexanodiol. Además, también pueden emplearse poliéster polioles fabricados a partir de lactonas, por ejemplo, £-caprolactona o ácidos hidroxicarboxílicos, por ejemplo, ácido w-hidroxicaproico y ácido hidrobenzoico.
Algunas realizaciones de la presente descripción prevén que los poliéster polioles pueden prepararse policondensando los ácidos policarboxílicos orgánicos, por ejemplo, alifáticos y preferiblemente aromáticos y mezclas de ácidos policarboxílicos aromáticos y alifáticos, y/o derivados de los mismos, y alcoholes polihídricos sin usar un catalizador o en presencia de un catalizador de esterificación, en una atmósfera de gas inerte, por ejemplo, nitrógeno, monóxido de carbono, helio, argón, entre otros, en la masa fundida de aproximadamente 150 a aproximadamente 250 °C, a presión atmosférica o a presión reducida hasta que se alcance un índice de acidez deseado, que puede ser inferior a 10, por ejemplo, inferior a 2. Algunas realizaciones de la presente descripción prevén que la mezcla de esterificación se policondensa a las temperaturas mencionadas anteriormente a presión atmosférica y posteriormente a una presión inferior a 500 milibares, por ejemplo, de 50 a 150 mbar, hasta que se ha alcanzado un índice de acidez de 80 a 30, por ejemplo, de 40 a 30. Los ejemplos de catalizadores de esterificación adecuados incluyen, pero sin limitación, catalizadores de hierro, cadmio, cobalto, plomo, cinc, antimonio, magnesio, titanio y estaño en forma de metales, óxidos metálicos o sales metálicas. La policondensación también se puede realizar en una fase líquida en presencia de diluyentes y/o agentes separadores, por ejemplo, benceno, tolueno, xileno o clorobenceno, para eliminar el agua de condensación por destilación azeotrópica, por ejemplo.
Los poliéster polioles se pueden preparar policondensando ácidos policarboxílicos orgánicos y/o derivados de los mismos con alcoholes polihídricos en una relación molar del grupo de ácido carboxílico con respecto al grupo hidroxilo de 1:1,1 a 1:4, por ejemplo, de 1:1,2 a 1:3, o de 1:1,5 a 1:2,5, por ejemplo.
Se puede utilizar la polimerización aniónica, por ejemplo, cuando se preparan poliéter polioles. Por ejemplo, pueden utilizarse hidróxidos de metales alcalinos, tales como hidróxido de sodio o hidróxido de potasio, o alcóxidos de metales alcalinos, tales como metóxido de sodio, etóxido de sodio, etóxido de potasio o isopropóxido de potasio como catalizador y con la adición de al menos una molécula iniciadora que contiene de 2 a 8 átomos de hidrógeno reactivos en forma unida o por polimerización catiónica usando ácidos de Lewis, tales como pentacloruro de antimonio, eterato de fluoruro de boro, entre otros, o tierra blanqueadora como catalizadores, a partir de uno o más óxidos de alquileno que tienen de 2 a 4 átomos de carbono en el resto de alquileno.
Los ejemplos de óxidos de alquileno adecuados incluyen, pero sin limitación, tetrahidrofurano, óxido de 1,3-propileno, óxido de 1,2- y 2,3-butileno, óxido de estireno y preferiblemente óxido de etileno y óxido de 1,2-propileno. Los óxidos de alquileno pueden usarse individualmente, alternativamente uno tras otro, o como mezclas. Los ejemplos de moléculas iniciadoras adecuadas incluyen, pero sin limitación, agua, ácidos orgánicos dicarboxílicos tales como ácido succínico, ácido adípico, ácido ftálico y ácido tereftálico, y una diversidad de aminas, incluyendo, pero sin limitación, diaminas alifáticas y aromáticas, sin sustituir o N-mono-, N,N- y N,N'-dialquilo-sustituidas que tienen de 1 a 4 átomos de carbono en el resto alquilo, tales como etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, 1,3-propilendiamina, 1,3- y 1,4-butilendiamina, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- y 1.6- hexametilendiamina, anilina, ciclohexanodiamina, fenilendiaminas, 2,3-, 2,4-, 3,4- y 2,6-tolilendiamina y 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-diaminodifenilmetano sin sustituir o mono-, o dialquilo-sustituidos. Otras moléculas iniciadoras adecuadas incluyen alcanolaminas, por ejemplo, etanolamina, N-metil- y N-etiletanolamina, dialcanolaminas, por ejemplo, dietanolamina, N-metily N-etildietanolamina, y trialcanolaminas, por ejemplo, trietanolamina, y amoniaco, y alcoholes polihídricos, en particular alcoholes dihídricos y/o trihídricos, tales como etanodiol, 1,2- y 1,3-propanodiol, dietilenglicol, dipropilenglicol, 1,4-butanodiol, 1.6- hexanodiol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, sorbitol y sacarosa, fenoles polihídricos, por ejemplo, 4,4'-dihidroxidifenilmetano y 4,4'-dihidroxi-2,2-difenilpropano, resoles, por ejemplo, productos oligoméricos de la condensación de fenol y formaldehído, y condensados de Mannich de fenoles, formaldehído y dialcanolaminas y melamina.
Una o más realizaciones de la presente descripción prevén que el poliol puede incluir poliéter polioles preparados por poliadición aniónica de al menos un óxido de alquileno, por ejemplo, óxido de etileno u óxido de 1,2-propileno u óxido de 1.2- propileno y óxido de etileno, en, como molécula iniciadora, al menos un compuesto aromático que contiene al menos dos átomos de hidrógeno reactivos y que contiene al menos un grupo hidroxilo, amino y/o carboxilo. Los ejemplos de moléculas iniciadoras incluyen ácidos policarboxílicos aromáticos, por ejemplo, ácido hemimelítico, ácido trimelítico, ácido trimésico y preferiblemente ácido ftálico, ácido isoftálico y ácido tereftálico, o mezclas de al menos dos ácidos policarboxílicos, ácidos hidroxicarboxílicos, por ejemplo, ácido salicílico, ácido p- y m-hidroxibenzoico y ácido gálico, ácidos aminocarboxílicos, por ejemplo, ácido antranílico, ácido m- y p-aminobenzoico, polifenoles, por ejemplo, resorcinol, y según una o más realizaciones de la presente descripción, dihidroxidifenilmetanos y dihidroxi-2,2-difenilpropanos, condensados de Mannich de fenoles, formaldehído y dialcanolaminas, preferiblemente dietanolamina, y poliaminas aromáticas, por ejemplo, 1.2- , 1,3- y 1,4-fenilendiamina, por ejemplo, 2,3-, 2,4-, 3,4- y 2,6-tolilendiamina, 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-diamino-difenilmetano, polifenil-polimetilen-poliaminas, mezclas de diaminodifenilmetanos y polifenil-polimetilen-poliaminas, según se formaron, por ejemplo, por condensación de anilina con formaldehído, y mezclas de al menos dos poliaminas.
Los ejemplos de poliacetales que contienen hidroxilo incluyen compuestos que pueden prepararse a partir de glicoles, tales como dietilenglicol, trietilenglicol, 4,4'-dihidroxietoxidifenildimetilmetano, hexanodiol y formaldehído. También se pueden preparar poliacetales adecuados polimerizando acetales cíclicos.
Los ejemplos de policarbonatos que contienen hidroxilo se pueden preparar, por ejemplo, haciendo reaccionar dioles, tales como 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol y/o 1,6-hexanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol o tetraetilenglicol, con carbonatos de diarilo, por ejemplo, carbonato de difenilo o fosgeno.
Se pueden utilizar polioles comercialmente disponibles. Los ejemplos de polioles comercialmente disponibles incluyen, pero sin limitación, polioles con los nombres comerciales VORANOL™, tales como VORANOL 8000LM, VORANOL 230-238, VORANOL 4000LM, VORANOL 1010L y VORANOL 230-660; TERCAROL™; y VORATEC™; así como Polyglicol P2000 y Polyglicol P425, todos disponibles en DOWDUPONT LLC, entre otros polioles disponibles comercialmente.
El poliol puede representar de 25 a 95 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación de poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 25 a 95 partes; por ejemplo, el poliol puede representar de un límite inferior de 25, 35 o 45 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el tris(4-hidroxifenil)metano alcoxilado a un límite superior de 95, 85 o 75 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de la combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
La composición reactiva con isocianato descrita en la presente descripción puede incluir un isocianato. El isocianato puede reaccionar con uno o más componentes de la composición reactiva con isocianato para formar un producto curado, por ejemplo, una placa, una espuma, una película, un artículo moldeado o una lámina. El isocianato puede ser un poliisocianato. Como se usa en la presente descripción, “poliisocianato” se refiere a una molécula que tiene un promedio superior a 1,0 grupos de isocianato/molécula, por ejemplo, una funcionalidad promedio superior a 1,0.
El isocianato puede ser un poliisocianato alifático, un poliisocianato cicloalifático, un poliisocianato arilalifático, un poliisocianato aromático o combinaciones de los mismos, por ejemplo. Los ejemplos de isocianatos incluyen, pero sin limitación, polifenilisocianato de polimetileno, 2,4-/2,6-diisocianato de tolueno (TDI), diisocianato de metilendifenilo (MDI), MDI polimérico, triisocianatononano (TIN), diisocianato de naftilo (NDI), 4,4'-diisocianatodiciclohexilmetano, isocianato de 3-isocianatometil-3,3,5-trimetilciclohexilo (diisocianato de isoforona IPDI), diisocianato de tetrametileno, diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de 2-metilpentametileno, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno (THDI), diisocianato de dodecametileno, 1,4-diisocianatociclohexano, 4,4'-diisocianato-3,3'-dimetildiciclohexilmetano, 4,4'-diisocianato-2,2diciclohexilpropano, 3-isocianatometil-1-metil-1-isocianatociclohexano (MCI), 1,3-diisooctilcianato-4-metilciclohexano, 1,3-diisocianato-2-metilciclohexano, y combinaciones de los mismos, entre otros. Además de los isocianatos mencionados anteriormente, pueden utilizarse poliisocianatos parcialmente modificados que incluyen uretdiona, isocianurato, carbodiimida, uretonimina, alofanato o estructura biuret, y combinaciones de los mismos, entre otros.
El isocianato puede ser polimérico. Como se usa en la presente descripción, “polimérico” , al describir el isocianato, se refiere a homólogos y/o isómeros de mayor peso molecular. Por ejemplo, isocianato de metilendifenilo polimérico se refiere a un homólogo de mayor peso molecular y/o un isómero de isocianato de metilendifenilo.
Como se ha mencionado, el isocianato puede tener una funcionalidad promedio superior a 1,0 grupos de isocianato/molécula. Por ejemplo, el isocianato puede tener una funcionalidad promedio de 1,75 a 3,50. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 1,75 a 3,50; por ejemplo, el isocianato puede tener una funcionalidad promedio de un límite inferior de 1,75, 1,85 o 1,95 a un límite superior de 3,50, 3,40 o 3,30.
El isocianato puede tener un peso equivalente de isocianato de 80 g/equiv. a 300 g/equiv. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 80 a 300 g/equiv.; por ejemplo, el isocianato puede tener un peso equivalente de isocianato de un límite inferior de 80, 90, 100, 125, 135 o 145 a un límite superior de 300, 290, 285 o 280 g/equiv.
El isocianato se puede preparar mediante un proceso conocido. Por ejemplo, el poliisocianato se puede preparar mediante fosgenación de las poliaminas correspondientes con formación de cloruros de policarbamoílo y termólisis de los mismos para proporcionar el poliisocianato y el cloruro ácido, o mediante un proceso sin fosgeno, tal como haciendo reaccionar las poliaminas correspondientes con urea y alcohol para dar policarbamatos y termólisis de los mismos para dar el poliisocianato y el alcohol, por ejemplo.
El isocianato se puede obtener comercialmente. Los ejemplos de isocianatos comerciales incluyen, pero sin limitación, poliisocianatos con los nombres comerciales VORANAt E™, PAPI™, VORATEC™ y ISONATE™, tales como VORANATE M 220, PAPI 580N y PAPI 27, disponible en DOWDUPONT LLC, entre otros isocianatos comerciales.
El isocianato puede representar de 50 a 500 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 50 a 500 partes; por ejemplo, el isocianato puede representar de un límite inferior de 50, 60, 70, 80, 100, 110, 125 o 140 partes a un límite superior de 500, 450, 400, 350, 300, 275, 250, 225, 215, 200 o 180 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. El isocianato puede utilizarse de manera que los componentes reactivos con isocianato de la composición reactiva con isocianato puedan reaccionar con componentes de isocianato a un índice de isocianato de 80 a 600. Por ejemplo, los componentes reactivos con isocianato de la composición reactiva con isocianato pueden reaccionar con el isocianato en un índice de isocianato de un límite inferior de 80, 85, 90 o 95 a un límite superior de 600, 500, 400, 300, 250, 180 o 150. El índice de isocianato se puede determinar como equivalentes de isocianato dividido por los equivalentes totales de componentes reactivos con isocianato de la composición reactiva con isocianato, por ejemplo, hidrógeno reactivo con isocianato, multiplicado por 100. En otras palabras, el índice de isocianato se puede determinar como una relación de grupos de isocianato con respecto a hidrógeno reactivo con isocianato, dado como un porcentaje.
Una o más realizaciones de la presente descripción prevén que el índice de isocianato puede ser de 100 a 150, por ejemplo, para aplicaciones de espuma rígida. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 100 a 150; por ejemplo, el índice de isocianato puede representar de un límite inferior de 100, 103, 105 o 110 a un límite superior de 150, 140, 130 o 125.
Las composiciones reactivas con isocianato descritas en la presente descripción pueden incluir un catalizador. Se pueden utilizar diferentes catalizadores para diversas aplicaciones. El catalizador puede ser un catalizador de soplado, un catalizador de gelificación, un catalizador de trimerización o una combinación de los mismos. Como se usa en la presente descripción, los catalizadores de soplado y los catalizadores de gelificación pueden diferenciarse por una tendencia a favorecer la reacción de urea (soplado), en el caso del catalizador de soplado, o la reacción de uretano (gel), en el caso del catalizador de gelificación. Se puede utilizar un catalizador de trimerización para promover la reacción de isocianurato en las composiciones.
Los ejemplos de catalizadores de soplado, por ejemplo, catalizadores que pueden tender a favorecer la reacción de soplado incluyen, pero sin limitación, aminas terciarias de cadena corta o aminas terciarias que contienen oxígeno. El catalizador a base de amina no puede estar impedido estéricamente. Por ejemplo, los catalizadores de soplado incluyen bis-(2-dimetilaminoetil)éter; pentametildietilentriamina, trietilamina, tributilamina, N,N-dimetilaminopropilamina, dimetiletanolamina, N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina y combinaciones de los mismos, entre otros. Un ejemplo de catalizador de soplado comercial es POLYCAT 5, de Evonik, entre otros catalizadores de soplado disponibles comercialmente.
Los ejemplos de catalizadores de gelificación, por ejemplo, catalizadores que tienden a favorecer la reacción de gel, incluyen, pero sin limitación, compuestos organometálicos, aminas terciarias cíclicas y/o aminas de cadena larga, por ejemplo, que contienen varios átomos de nitrógeno, y combinaciones de los mismos. Los compuestos organometálicos incluyen compuestos de organoestaño, tales como sales de estaño (II) de ácidos carboxílicos orgánicos, por ejemplo, sales de diacetato de estaño (II), dioctanoato de estaño (II), dietilhexanoato de estaño (II), dilaurato de estaño (II) y dialquilestaño (IV) de ácidos carboxílicos orgánicos, por ejemplo, diacetato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño, maleato de dibutilestaño y diacetato de dioctilestaño. También se pueden utilizar sales de bismuto de ácidos carboxílicos orgánicos como catalizador de gelificación, tal como, por ejemplo, octanoato de bismuto. Las aminas terciarias cíclicas y/o aminas de cadena larga incluyen dimetilbencilamina, trietilendiamina y combinaciones de las mismas y combinaciones de las mismas. Los ejemplos de catalizadores de gelificación disponibles comercialmente son POLYCAT 8, DABCO EG y DABCO T-12 de Evonik, entre otros catalizadores de gelificación disponibles comercialmente.
Los ejemplos de catalizadores de trimerización incluyen PMDETA-N,N,N',N",N"-pentametildietilentriamina; N,N',N"-Tris(3-dimetilaminopropil)hexahidro-S-triazina; N,N-dimetilciclo-hexilamina; 1,3,5-tris(N,N-dimetilaminopropil)-s-hexahidrotriazina;
[2,4,6-Tris (dimetilaminometil)fenol]; acetato de potasio, octoato de potasio; hidróxidos de tetraalquilamonio tal como hidróxido de tetrametilamonio; hidróxidos de metales alcalinos tal como hidróxido de sodio; alcóxidos de metales alcalinos tales como metóxido de sodio e isopropóxido de potasio; y sales de metales alcalinos de ácidos grasos de cadena larga ácidos que tienen de 10 a 20 átomos de carbono y combinaciones de los mismos, entre otros. Algunos catalizadores de trimerización disponibles comercialmente incluyen DABCO TMR-2, TMR-7, DABCO K 2097; DABCO K15, POLYCAT 41 y POLYCAT 46, cada uno de Evonik, entre otros catalizadores de trimerización disponibles comercialmente.
El catalizador puede representar de 0,05 a 10,0 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 0,05 a 10,0 partes; por ejemplo, el catalizador puede representar de un límite inferior de 0,05, 0,07, 0,1,0,2 o 0,3 partes a un límite superior de 10,0, 9,0, 8,0, 7,0, 6,0, 5,0, 4,5, 4,0, 3,5, 3,4 o 3,3 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de la combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
Las realizaciones de la presente descripción prevén que la composición reactiva con isocianato puede incluir un agente de soplado. El agente de expansión puede ser un agente de soplado físico, un agente de soplado químico o combinaciones de los mismos.
Los ejemplos de agentes de soplado físicos incluyen dióxido de carbono líquido; cetonas, tal como acetona; ésteres; aldehídos; alcanos; cicloalcanos, tales como ciclopentano, ciclohexano, ciclobutano y mezclas de los mismos; otros cicloalcanos que tienen hasta 7 átomos de carbono; éteres, tales como dialquil éteres, cicloalquileno éteres, fluoroalcanos, hidrofluoroolefinas, hidroclorofluoroolefinas y mezclas de los mismos. Los ejemplos de alcanos incluyen, pero sin limitación, propano, butano, n-butano, isobutano, n-pentano, isopentano y combinaciones de los mismos. Los ejemplos de dialquil éteres incluyen dimetil éter, metil etil éter, metil butil éter, dietil éter y combinaciones de los mismos. Un ejemplo de un cicloalquileno éter es furano. Los ejemplos de fluoroalcanos incluyen, pero sin limitación, pentafluoropropano, trifluorometano, difluorometano, difluoroetano, tetrafluoroetano, heptafluoropropano, pentafluorobutano, heptafluorobutano y combinaciones de los mismos, entre otros. Los ejemplos de hidrofluoroolefinas y/o hidroclorofluoroolefinas incluyen, pero sin limitación, 1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno (HFC-1438mzz), Z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (HFC-1336mzz, isómero Z), trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, 1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno (HFO-1233zd). Una o más realizaciones prevén que se utilice trans-1-cloro-3,3,3-trifluoropropeno. Un ejemplo de agentes de soplado físicos comercialmente disponibles es el agente de soplado líquido Solstice 1233zd de Honeywell, entre otros agentes de expansión físicos comercialmente disponibles.
Los ejemplos de agentes de soplado químicos incluyen, pero sin limitación, agua, ácido fórmico, formiato de metilo, materiales generadores de CO2 y combinaciones de los mismos.
El agente de soplado puede representar de 1,0 a 50,0 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 1,0 a 50,0 partes; por ejemplo, el agente de soplado puede representar de un límite inferior de 1,0, 1,5 o 2,0 partes a un límite superior de 50,0, 45,0, 43,0, 40,0 o 38,0 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de la combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
La composición reactiva con isocianato puede incluir un tensioactivo. El tensioactivo puede ser un tensioactivo estabilizador de celdas, por ejemplo. Los ejemplos de tensioactivos incluyen compuestos a base de silicio tales como copolímeros de organosilicona-poliéter, tales como copolímeros de bloques de polidimetilsiloxano-polioxialquileno, por ejemplo, polidimetil siloxano modificado con poliéter, y combinaciones de los mismos. Los ejemplos de tensioactivos incluyen tensioactivos orgánicos sin base de silicona tales como VORASURF™ 504, disponible en The Dow Chemical Company. Los tensioactivos están disponibles comercialmente e incluyen los disponibles con nombres comerciales tales como NiaX, tales como NIAX L 6988; Da BCO; y TEGOSTAB, tal como TEGOSt Ab B 8462; entre otros.
El tensioactivo puede representar de 0,1 a 10,0 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 0,1 a 10,0 partes; por ejemplo, el tensioactivo puede representar de un límite inferior de 0,1,0,2 o 0,3 partes a un límite superior de 10,0, 9,0, 8,0, 7,0, 6,0, 5,0, 4,0 o 3,0 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
Una o más realizaciones de la presente descripción prevén que la composición reactiva con isocianato puede incluir uno o más componentes adicionales, por ejemplo, componentes adicionales conocidos en la técnica. Los ejemplos de componentes adicionales incluyen agentes compatibilizadores de celdas, reticuladores adicionales, agentes endurecedores, modificadores de flujo, modificadores de viscosidad, modificadores de reactividad, disolventes, portadores, promotores de adhesión, diluyentes, estabilizadores, plastificantes, desactivadores de catalizadores, retardantes de llama, cargas inorgánicas, agentes de supresión de humo, agentes nucleantes líquidos, agentes nucleantes sólidos, aditivos retardantes de la maduración de Ostwald, pigmentos, colorantes, extensores de cadena, antioxidantes, agentes biocidas y combinaciones de los mismos, entre otros conocidos en la técnica. Se pueden utilizar diferentes componentes adicionales y/o diferentes cantidades de los componentes adicionales para diversas aplicaciones.
Las composiciones reactivas con isocianato descritas en la presente descripción se pueden curar, por ejemplo, el isocianato se puede hacer reaccionar con uno o más componentes de la composición reactiva con isocianato, para formar un producto curado. El producto curado puede ser una placa, una espuma, una película, un artículo moldeado o una lámina, por ejemplo. El producto curado se puede preparar utilizando métodos, equipos y condiciones conocidos, que pueden variar para diferentes aplicaciones.
Una o más realizaciones de la presente descripción prevén que el producto curado sea una placa, por ejemplo, una placa moldeada. Las placas descritas en la presente descripción pueden tener una combinación de propiedades que son deseables para varias aplicaciones. Por ejemplo, las placas descritas en la presente descripción pueden proporcionar ventajosamente índices de oxígeno límite deseables, mientras que también proporcionan temperaturas de transición vítrea deseables.
Las placas descritas en la presente descripción pueden tener un índice de oxígeno límite superior al 24 %. Por ejemplo, la placa puede tener un índice de oxígeno límite del 24 % al 27 %. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos del 24 % al 27 %; por ejemplo, la placa puede tener un índice de oxígeno límite de un límite inferior del 24,0, 24,2 o el 24,3 % a un límite superior del 27,0, 26,5 o el 26,0 %. El índice de oxígeno límite se puede determinar según la norma ASTM D2863. Las placas descritas en la presente descripción pueden tener una temperatura de transición vítrea de al menos 60 0C. Por ejemplo, la placa puede tener una temperatura de transición vítrea de 60 0C a 150 °C. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 60 °C a 150 0C; por ejemplo, la placa puede tener una temperatura de transición vítrea de un límite inferior de 60 0C a un límite superior de 150, 135, 120, 115, 90, 85 u 80 °C. La temperatura de transición vítrea se puede determinar mediante análisis mecánico dinámico a una velocidad de rampa de temperatura de 3 °C/min y una frecuencia oscilatoria de 6,28 rad/s según la norma ASTM E1640.
Las placas descritas en la presente descripción pueden tener un rendimiento de carbón TGA a 700 °C del 22 % al 50 %. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos del 22 % al 50 %; por ejemplo, la placa puede tener un rendimiento de carbón TGA a 700 0C de un límite inferior del 22, 23 o el 24 % a un límite superior del 50, 40, 30, 28, 27 o el 26 %. El rendimiento de carbón TGA a 700 °C se puede determinar como peso residual presente a 700 Por ejemplo, las placas se pueden someter a un perfil de temperatura de 25 °C a 700 0C a una velocidad de rampa de 50 °C/min en una atmósfera de nitrógeno para generar datos para la medición del rendimiento de carbón TGA.
Una o más realizaciones de la presente descripción prevén que el producto curado sea una espuma. Las espumas descritas en la presente descripción pueden tener una o más propiedades que son deseables para varias aplicaciones.
Las espumas descritas en la presente descripción pueden tener una tasa máxima de liberación de calor inferior a 130 kW/m2. Por ejemplo, la espuma puede tener una tasa máxima de liberación de calor de 50 a 128 kW/m2. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 50 a 128 kW/m2; por ejemplo, la espuma puede tener una tasa máxima de liberación de calor de un límite inferior de 50, 60, 75, 85, 95, 110, 112 o 115 kW/m2 a un límite superior de 128, 127 o 126 kW/m2. La tasa máxima de liberación de calor se puede determinar según la norma ASTM E1354.
Las espumas descritas en la presente descripción pueden tener una liberación de calor total inferior a 19,5 MJ/m2. Por ejemplo, la espuma puede tener una liberación de calor total de 5 a 19 MJ/m2. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 5 a 19 MJ/m2; por ejemplo, la espuma puede tener una liberación de calor total de un límite inferior de 5, 6, 7, 8, 10, 12 o 14 MJ/m2 a un límite superior de 19, 18 o 17 MJ/m2. La tasa total de liberación de calor se puede determinar según la norma ASTM E1354.
Las espumas descritas en la presente descripción pueden tener una pérdida de masa total (%) inferior al 60 %. Por ejemplo, la espuma puede tener una pérdida de masa total del 25 al 58 %. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos del 25 al 58 %; por ejemplo, la espuma puede tener una pérdida de masa total de un límite inferior del 25, 30, 35, 40, 45 o el 50 % a un límite superior del 58, 57 o el 56 %. La pérdida de masa total se puede determinar según la norma ASTM E1354. Las espumas descritas en la presente descripción pueden tener una liberación de humo total de 100 a 350 m2/m2. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 100 a 350 m2/m2; por ejemplo, la espuma puede tener una liberación de humo total de un límite inferior de 100, 125 o 150 m2/m2 a un límite superior de 350, 325 o 300 m2/m2. La liberación de humo total se puede determinar según la norma ASTM E1354.
Las espumas descritas en la presente descripción pueden tener una producción de humo total de 0,5 a 3,5 m2. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 0,5 a 3,5 m2; por ejemplo, la espuma puede tener una producción de humo total de un límite inferior de 0,5, 0,75 o 1,0 m2 a un límite superior de 3,5, 3,0 o 2,0 m2. La producción de humo total se puede determinar según la norma ASTM E1354.
Las espumas descritas en la presente descripción pueden tener una densidad de espuma moldeada de 20,0 a 45,0 kilogramos por metro cúbico (kg/m3). Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 20,0 a 45,0 kg/m3; por ejemplo, la espuma puede tener una densidad de espuma moldeada de un límite inferior de 20,0, 22,0, 25,0, 27,0, 27,2, 27,5, 28,0, 28,5 o 29,0 kg/m3 a un límite superior de 45,0, 43,0, 42,0, 40,0 kg/m3. Las espumas que tienen tales densidades de espuma moldeada son muy deseables para una serie de aplicaciones, por ejemplo, paneles aislantes y espumas pulverizadas, entre otras.
Las espumas descritas en la presente descripción pueden tener una resistencia a la compresión de 130 a 180 kPa. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 130 a 180 kPa; por ejemplo, la espuma puede tener una resistencia a la compresión de un límite inferior de 130, 135, 140 o 145 kPa a un límite superior de 180, 175, 170 o 165 kPa. La resistencia a la compresión se puede determinar según la norma ASTM D1621.
Las espumas descritas en la presente descripción pueden tener un factor K a 24 °C de 18 a 22 mW/m2*K. Se incluyen todos los valores individuales y subintervalos de 18 a 22 mW/m2*K; por ejemplo, la espuma puede tener un factor K a 24 °C de un límite inferior de 18, 18,5 o 19 mW/m2*K a un límite superior de 22, 21,5 o 21 mW/m2*K. El factor K a 24 °C puede determinarse según la norma ASTM C518.
Ejemplos
En los Ejemplos, se usan diversos términos y designaciones para materiales que incluyen, por ejemplo, los siguientes: Poliéster poliol A (poliéster poliol aromático; preparado a partir de polietilenglicol, glicerina, dietilenglicol y ácido tereftálico; índice de hidroxilo promedio 230 mg KOH/g; funcionalidad OH de 2,1, contenido aromático del 15 % en peso);
VORANOL IP 625 (poliéter poliol; funcionalidad hidroxilo promedio 3,0; índice de hidroxilo promedio 270 mg KOH/g; peso molecular promedio en número 623 g/mol; obtenido en DOWDUPONT LLC);
Etoxilato de BPA (etoxilato de bisfenol A; índice de hidroxilo 220-235 mg KOH/g; obtenido en Sigma-Aldrich);
DABCO K 2097 (catalizador de trimerización; obtenido en Evonik);
DABCO EG (catalizador de gelificación; obtenido en Evonik);
POLYCAT 5 (catalizador de soplado; obtenido en Evonik);
Fosfato de trietilo (retardante de llama; obtenido en Sigma-Aldrich);
PAPI 580N (isocianato; polifenilisocianato de polimetileno que contiene MDI y tiene un contenido de NCO de aproximadamente el 30,8 % en peso y un peso molecular equivalente de isocianato de 136,5; obtenido en DOWDUPONT LLC);
Tensioactivo de poliéter de silicona (tensioactivo; obtenido en Evonik);
Ciclopentano (agente de soplado físico; obtenido en Sigma-Aldrich).
Los polioles comerciales se secaron en una corriente de nitrógeno para proporcionar niveles de agua inferiores a 500 ppm según se lo determinado con un valorador Karl-Fischer. Se utilizaron otros materiales tal como se recibieron.
Se preparó etoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano (etoxilato de TPM) de la siguiente manera. En un recipiente se añadieron 4,4’,4” -trihidroxitrifenilmetano (8,0 g, 26,82 mmol), 2-(2-(2-cloroetoxi)etoxi)etan-1-ol (18,0 g, 107,27 mmol), carbonato de potasio (16,68 g, 120,69 mmol) y yoduro de potasio (2,3 g, 13,4 mmol) en 100 ml de DMF; el contenido de los recipientes se calentó a 110 0C y se mantuvo a esa temperatura durante aproximadamente 48 horas. A continuación, el contenido el recipiente se concentró a presión reducida y el residuo resultante se diluyó con agua y se extrajo con acetato de etilo (200 ml). La capa orgánica se lavó con agua y se concentró a presión reducida para proporcionar un aceite oscuro que se purificó por cromatografía sobre gel de sílice usando un sistema de cromatografía ultrarrápida ISCO con metanol:acetato de etilo (80 al 100 %) como eluyente para proporcionar el etoxilato de TPM (8,74 g; rendimiento del 47 %).
El Ejemplo 1, una composición reactiva con isocianato, se preparó de la siguiente manera. En un recipiente se añadieron etoxilato de TPM y poliol. Se utilizaron varias cantidades respectivas de etoxilato de TPM y poliol. Las cantidades respectivas, es decir, etoxilato de TPM de 50, 25 y 10, que se utilizaron para cada uno de los tres especímenes del Ejemplo 1, se indican en la Tabla 1.
Los Ejemplos 2-4, composiciones reactivas con isocianato, se prepararon añadiendo DABCO EG a cada uno de los tres especímenes respectivos del Ejemplo 1. El contenido de los recipientes respectivos se mezcló con un mezclador Flacktek Speedmixer a 3500 rpm durante aproximadamente 1 minuto. A continuación, se añadió PAPI 580N a cada uno de los recipientes respectivos y el contenido se mezcló con el mezclador Flacktek Speedmixer a 3500 rpm durante aproximadamente 1 minuto. Las cantidades respectivas que se utilizaron se indican en la Tabla 1; las cantidades se basan en 100 partes de una combinación del poliol y el etoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. El contenido de grupos aromáticos indicado para los Ejemplos 2-4 se basó en el peso total del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
Después de la mezcla, cada uno de los tres recipientes se transfirió a un molde vertical para formar los Ejemplos 5-7, los productos curados, es decir, las placas. El molde vertical en reposo se había precalentado a 60 °C. El contenido del molde vertical en reposo se curó en un horno que se mantuvo a 60 °C durante 60 minutos. A continuación, los productos se desmoldaron, se curaron posteriormente en un horno que se mantuvo a 100 0C durante 60 minutos y a continuación se enfrió a temperatura ambiente.
El molde vertical en reposo comprendía un panel de acero (20 cm x 20 cm x 2,5 cm) que estaba equipado con una lámina de aluminio recubierta de PTFE (20 cm x 20 cm x 0,06 cm). Se colocó un espaciador de acero en forma de U (18,5 cm x 16,5 cm x 0,4 cm) sobre la lámina de aluminio recubierta de PTFE. A continuación, se colocó un trozo de tubo de silicona (diámetro de aproximadamente 1 cm) para cubrir el perímetro interior del espaciador en forma de U. Posteriormente, se colocaron una hoja de aluminio recubierta de PTFE y un panel de acero sobre el aparato para completar la estructura en capas del molde. El molde se mantuvo unido usando cuatro abrazaderas en C de metal.
Los Ejemplos Comparativos (CE) A-G se prepararon como los Ejemplos 2-4, con el cambio de que se utilizaron los elementos y/o cantidades que se enumeran en la Tabla 2 en lugar de los elementos enumerados en la Tabla 1; las cantidades se basan en 100 partes de una combinación del poliol y el etoxilato de BPA. Los Ejemplos Comparativos H-N se prepararon como los Ejemplos 5-7, con el cambio de que se utilizaron los Ejemplos Comparativos A-G en lugar del Ejemplo 2-4. El contenido de grupos aromáticos indicado para los Ejemplos comparativos A-G se basó en el peso total del poliol y el etoxilato de BPA.
Se determinaron varias propiedades para los Ejemplos 5-7 y los Ejemplos Comparativos H-N. El índice de oxígeno límite (LOI) se determinó según la norma ASTM D2863. Se preparó un paquete de 10 muestras (cada muestra era de 100 mm x 10 mm x 40 mm) con un cortador de chorro de agua para cada uno de los productos curados. La temperatura de transición vítrea (Tg) se determinó mediante análisis mecánico dinámico a una velocidad de rampa de temperatura de 3 °C/min y una frecuencia oscilatoria de 6,28 rad/s según la norma ASTM E1640. Los datos del análisis termogravimétrico (TGA) se recopilaron en una atmósfera de nitrógeno en un intervalo de temperatura de 25 °C a 700 °C utilizando una velocidad de rampa de 50 °C/minuto; el rendimiento de carbón a 700 °C representa la masa residual (% en peso) medida a 700 °C de los datos de TGA representados. Los resultados se indican en las Tablas 1 y 2.
Tabla 1
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Tabla 2
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Los datos de las Tablas 1 y 2 muestran que cada uno de los Ejemplos 5-7 tenía ventajosamente un índice de oxígeno límite superior al 24 % y una temperatura de transición vítrea de al menos 60 TC. En contraste con los Ejemplos 5-7, ninguno de los Ejemplos comparativos H-N tenía ni un índice de oxígeno límite superior al 24 % ni una temperatura de transición vítrea de al menos 60 TC.
El Ejemplo 8, una composición reactiva con isocianato, se preparó de la siguiente manera. En un recipiente se añadieron etoxilato de TPM y poliol. El contenido de grupos aromáticos indicado para el Ejemplo 8 se basó en el peso total del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
El Ejemplo 9 se formó añadiendo los componentes indicados en la Tabla 3, excepto PAPI 580N, al recipiente y mezclando el contenido del recipiente para la homogeneización. Las cantidades mostradas en la Tabla 3 se basan en 100 partes de una combinación del poliol y el etoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano. A continuación, se añadió PAPI 580N al recipiente y el contenido del recipiente se mezcló con un mezclador superior a aproximadamente 2500 rpm durante 5 segundos. A continuación, la mezcla se vertió en un molde precalentado (54 °C) para formar el Ejemplo 10, un producto curado, es decir, una espuma. El tamaño del molde fue de 5 cm x 20 cm x 30 cm. El molde se posicionó verticalmente a lo largo de la dirección de la longitud del molde para la espumación. Se cerró la tapa del molde y se mantuvo el molde a 54 durante 15 minutos. Posteriormente, el Ejemplo 10 se retiró del molde.
Los Ejemplos comparativos O-Q se prepararon como el Ejemplo 9, con el cambio de que se utilizaron los elementos y/o cantidades enumerados en la Tabla 3. El contenido de grupos aromáticos indicado para los Ejemplos comparativos O-Q se basó en el peso total del poliol y el etoxilato de BPA. Los Ejemplos comparativos R-T se prepararon como el Ejemplo 10, con el cambio de que se utilizaron los Ejemplos comparativos O-Q en lugar del Ejemplo 9.
Se determinaron varias propiedades para el Ejemplo 10 y los Ejemplos comparativos R-T. La densidad del núcleo de espuma se determinó según la norma ASTM D1622. La resistencia a la compresión se determinó según la norma ASTM D1621. El factor K a 24 0C se determinó según la norma ASTM C518. La tasa máxima de liberación de calor; la liberación de calor total; la pérdida de masa; la liberación de humo total; y la producción de humo total se determinaron según la norma ASTM E1354.
Tabla 3
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Los datos de la Tabla 3 muestran que el Ejemplo 10 tiene una tasa máxima de liberación de calor mejorada, es decir, inferior, en comparación con cada uno de los Ejemplos comparativos R-T. Además, los datos de la Tabla 3 muestran que el Ejemplo 10 tiene una liberación de calor total mejorada, es decir, inferior, en comparación con cada uno de los Ejemplos comparativos R-T. Además, los datos de la Tabla 3 muestran que el Ejemplo 10 tiene una pérdida de masa mejorada, es decir, inferior, en comparación con cada uno de los Ejemplos comparativos R-T.

Claims (6)

REIVINDICACIONESLo que se reivindica es:
1. Una composición reactiva con isocianato que comprende:
un poliol; y
alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano, en donde el poliol representa de 25 a 95 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de una combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano, y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano representa de 5 a 75 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de la combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
2. La composición reactiva con isocianato de la reivindicación 1, en donde el poliol es un poliéster poliol, un poliéter poliol, un policarbonato poliol o una combinación de los mismos.
3. La composición reactiva con isocianato de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, que incluye un isocianato, en donde el isocianato representa de 50 a 500 partes de la composición reactiva con isocianato basándose en 100 partes de la combinación del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
4. La composición reactiva con isocianato de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la composición reactiva con isocianato tiene un contenido de grupos aromáticos del 10 al 35 por ciento en peso basándose en el peso total del poliol y el alcoxilato de tris(4-hidroxifenil)metano.
5. Un producto curado formado a partir del curado de la composición reactiva con isocianato de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4.
6. El producto curado de la reivindicación 5, en donde el producto curado es una placa, una espuma o una película.
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