Una composición inhibidora del chamuscado para uso como aditivo en la fabricación de espumas de poliuretano,

que comprende:

un di-terc-butil-fenol líquido derivatizado, sustituido en la posición 4 con un resto aromático, alifático o aromáticoalifático de C2 o mayor, poseyendo opcionalmente el resto combinaciones de heteroátomos, que pueden estar opcionalmente dimerizadas, en 45-95% en peso,

4-terc- butil-catecol en 5-55% en peso, y

opcionalmente, fenotiacina, en 0-2% en peso,

en donde los % en peso están basados en el peso total del sistema de tres componentes.

Composición inhibidora del chamuscado con amarilleo bajo.

5 Antecedentes y Descripción de la Técnica Anterior

El producto de la invención se refiere a inhibidores del chamuscado añadidos al poliol durante o después de su fabricación. Asimismo, el inhibidor del chamuscado puede añadirse durante la producción de espumas de poliuretano. Es un problema conocido en la técnica que los inhibidores del chamuscado existentes basados en mez

clas convencionales amina/compuesto fenólico hacen que la espuma amarillee después de exposición a la luz o los humos de NOx. En general, el amarilleo se ha atribuido a una diversidad de fuentes. Por ejemplo, los productos de reacción de aditivos como BHT conducen a cuerpos coloreados tales como quinonas (K.C. Smeltz, Textile Chemist and Colorist, abril 1983, vol. 15, no. 4) , y el poliuretano propiamente dicho forma cuerpos coloreados tales como diquinona-imida como resultado de fotooxidación (Muller, Plastic Additives, 2ª edición, página 119) . El amarilleo procede también de sustancias amínicas que se oxidan supuestamente y forman cuerpos coloreados (Muller) . Se cree que el amarilleo puede atribuirse a la alteración del color de las aminas.

La patente U.S. no. 4.058.493 concedida a Pokai et al propone una composición de espuma, a la cual se añade un inhibidor. Dicho aditivo puede ser un fenol sustituido con grupos butilo terciario, tales como 2, 6-di-terc-butil-4

metilfenol (Ionol® [BHT]) ; (o) terc-butil-catecol; (o) fenotiacina; entre otros. Si bien tales aditivos pueden actuar para inhibir el chamuscado, los mismos pueden contribuir también al amarilleo de la espuma cuando se expone a humos de NOx, radiación ultravioleta o luz fluorescente. Es importante que, cuando se utiliza Ionol (BHT) solo o en mezclas, se observa un amarilleo excesivo en estas condiciones, que es indeseable en muchas aplicaciones de consumidor (v.g. espuma de colchones) .

Por tanto, es el objeto de la invención proporcionar un aditivo para espumas de poliuretano que inhibe el chamuscado, pero que contribuye también sólo en proporción mínima a la alteración del color debida a la exposición aNOx, radiación ultravioleta y luz fluorescente.

Sumario Los inventores han encontrado sorprendentemente que un aditivo basado en una combinación de un compuesto fenólico derivatizado, 4-terc-butil-catecol (TBC) y, opcionalmente, fenotiacina (PTZ) , es eficaz contra la alteración del color basada en los factores indicados anteriormente.

Se ha encontrado una extensa gama de compuestos fenólicos que son eficaces, en lugar de BHT, en combinación con los componentes arriba indicados. Especialmente, se ha encontrado que por sustitución en la posición 4 de un compuesto di-terc-butil-fenólico con un resto distinto de metilo (como en BHT) , se obtiene un resultado mejorado. En particular, un 2, 6-terc-butil-fenol, sustituido en la posición 4 con un resto aromático, alifático o aromático-alifático de C2 o mayor, que posee opcionalmente combinaciones de heteroátomos, preferiblemente N, O, S o P. Opcionalmente, aquellos compuestos fenólicos que poseen combinaciones de heteroátomos pueden dimerizarse. Se espera también que un 2, 4-terc-butil-fenol sustituido en la posición 4 pudiera exhibir también efectos beneficiosos.

45 Entre éstos se encuentran compuestos fenólicos sólidos, tales como ANOx® 70 (2, 2'-tiodietileno-bis[3- (3, 5-di-tbutil-4-hidroxifenil) -propionato]) (Fórmula I) , Lowinox® TBM6 (4, 4'-tio-bis- (2-t-butil-5-metil-fenol) y Lowinox® MD24 (1, 2-bis (3, 5-di-terc-butil-4-hidroxihidrocinamoil) -hidracina) (Fórmula III) ; todos ellos de Great Lakes Chemical Corporation. Se ha encontrado también que Lowinox® AH25 (2, 5-di-terc-amil-hidroquinona) (Fórmula II) ofrece resultados mejorados:

(Fórmula I) (Fórmula II)

(Fórmula III)

Son más preferidos los compuestos fenólicos líquidos, tales como Isonox® 132, Isonox® 232, disponibles ambos 10 de Schenectady Chemicals, Inc. e Irganox® 1135 (ácido bencenopropanoico, 3, 5-bis (1, 1-dimetil-etil) -4-hidroxi-C7-C9 alquilésteres ramificados -número CAS: 125643-61-0) disponible de Ciba Specialty Chemicals.

Irganox® 1135 es ácido bencenopropanoico, 3, 5-bis- (1, 1-dimetil-etil) -4-hidroxi-C7-C9 alquilésteres ramificados (Fórmula IV) :

(Fórmula IV) Es particularmente preferido Isonox® 232 (2, 6-di-terc-butil-4-nonil) -fenol) (Fórmula V)

(Fórmula V) 20 Es muy preferido Isonox® 132 (2, 6-di-terc-butil-4-isobutil-fenol) (Fórmula VI) (Fórmula VI)

Así pues, la invención reside en una composición a añadir a un poliol, durante o después de la fabricación del mismo. Asimismo, la composición puede añadirse durante la fabricación de espumas de poliuretano. Tales polio5 les y espumas se fabrican de acuerdo con métodos bien conocidos, tales como los indicados en la Patente U.S. No. 5.219.892 concedida a Suhoza.

La formulación básica de la espuma utilizada durante la fase de test es como sigue. Pueden utilizarse también otras formulaciones de espuma conocidas:

Tabla I

El inhibidor del chamuscado ("Aditivo" en la Tabla I) es un sistema de tres componentes que comprende:

(1) un fenol derivatizado, de aproximadamente 45-95% en peso, preferiblemente 65-75% en peso, de modo más preferible aproximadamente 66, 5%

(2) 4-terc-butil-catecol, de aproximadamente 5-55% en peso, preferiblemente 22-35% en peso, de modo más 20 preferible aproximadamente 33%, y (3) PTZ de 0 a 2% en peso, preferiblemente 0 a 0, 75%, de modo más preferible aproximadamente 0, 5%

Nota: todos los porcentajes en peso son % en peso basado en el peso total del sistema de tres componentes.

El inhibidor del chamuscado puede estar presente en la formulación de espuma basado en un intervalo de aproximadamente 0, 25 a 0, 75 partes por 100 partes de poliol, con preferencia aproximadamente 0, 30 a 0, 60, y de modo más preferible aproximadamente 0, 35 a 0, 50.

Se condujo un experimento comparativo comparando una composición basada en Isonox® 132 (de Schenectady International, Inc.) contra BHT, sobre una base de pesos iguales en una mezcla terc-butil-catecol/PTZ. La cantidad de terc-butil-catecol/PTZ era la misma en ambas composiciones de inventiva (1) y de comparación (2) . Ambas composiciones 1 y 2 se añadieron a la formulación de espuma en la cantidad del "aditivo" de la Tabla I. Como se muestra a continuación, se descubrió que el reemplazamiento del metilo en la posición 4 del compo

nente fenol (en este caso por un grupo terc-butilo) inhibe fuertemente el desarrollo de color en la espuma.

La composición de inventiva 1 (PLX 976)

Isonox 132 (2, 6-diterc-butil-4-isobutil-fenol) 66, 5%, 4-tercbutil-catecol (33%) y PTZ (aprox. 0, 5%) Se comparó esta composición con La composición comparativa 2

2, 6-di-terc-butil-4-metilfenol (BHT) (66, 5%) , 4-terc-butil-catecol (33%) y PTZ (aprox. 0, 5%) .

En resumen, se empleó Isonox 132 en sustitución de BHT. Podría esperarse que el comportamiento fuese aproximadamente el mismo con respecto a la reducción del chamuscado, y de hecho no se observó una diferencia notable en este parámetro. Sin embargo, la reducción del chamuscado no es el único problema en la producción de espumas de poliuretano. Ciertas industrias y usos requieren que la espuma resista también al amarilleo, que es un efecto común. Dicho amarilleo a lo largo del tiempo puede estar causado por varios factores diferentes, entre ellos la exposición a gases NOx, exposición a radiación ultravioleta, y exposición a luz fluorescente. Las espumas producidas basadas en la Composición de aditivos 1 y la Composición Comparativa 2 se sometieron a gases NOx en una cámara de descoloración por gases, irradiación U.V. en un Weather-ometer (Medidor de Resistencia a la Intemperie) U.V., y a luz fluorescente.

Se expusieron las espumas en una cámara de descoloración por gases, que genera humos de NOx. Se midió

luego, utilizando un colorímetro, el desarrollo de color a lo largo del tiempo. Un valor elevado en esta escala (escala b) indica amarilleo más intenso.

Tabla... [Seguir leyendo]

1. Una composición inhibidora del chamuscado para uso como aditivo en la fabricación de espumas de poliure

tano, que comprende: un di-terc-butil-fenol líquido derivatizado, sustituido en la posición 4 con un resto aromático, alifático o aromáticoalifático de C2 o mayor, poseyendo opcionalmente el resto combinaciones de heteroátomos, que pueden estar opcionalmente dimerizadas, e.

4. 95% en peso, 4-terc-butil-catecol en 5-55% en peso, y opcionalmente, fenotiacina, en 0-2% en peso, en donde los % en peso están basados en el peso total del sistema de tres componentes.

2. La composición de la reivindicación 1, en la cual el fenol es un derivado de 2, 6-di-terc-butil-fenol o un derivado de 2, 4-di-terc-butil-fenol.

3. La composición de la reivindicación 1, en la cual los heteroátomos son uno o más seleccionados del grupo constituido por N, O, S y P.

4. La composición de la reivindicación 1, en la cual el fenol se selecciona del grupo constituido por 2, 6-di-terc

butil-4-isobutil-fenol; 2, 6-di-terc-butil-4-nonil-fenol; y octil-3, 5-di-terc-butil-4-hidroxi-hidrocinamato.

5. La composición de la reivindicación 2, en la cual el fenol es 2, 6-di-terc-butil-4-isobutil-fenol.

6. La composición de la reivindicación 2, en la cual el fenol es 2, 6-di-terc-butil-4-nonil-fenol.

7. La composición de la reivindicación 1, que comprende lo siguiente en porcentaje en peso: fenol derivatizado e.

6. 75% terc-butil-catecol e.

2. 35% fenotiacina en 0-0, 75%.

8. La composición de la reivindicación 7, que comprende lo siguiente en porcentaje en peso: fenol derivatizado en aproximadamente 66, 5% terc-butil-catecol en aproximadamente 33% fenotiacina en aproximadamente 0, 5%.

9. La composición de la reivindicación 5, que comprende lo siguiente en porcentaje en peso: fenol derivatizado e.

4. 95% terc-butil-catecol en 5-55% fenotiacina en 0-2%.

10. La composición de la reivindicación 9, que comprende lo siguiente en porcentaje en peso: fenol derivatizado e.

6. 75% terc-butil-catecol e.

2. 35% fenotiacina en 0-0, 75%.

11. La composición de la reivindicación 10, que comprende lo siguiente en porcentaje en peso: fenol derivatizado en aproximadamente 66, 5% terc-butil-catecol en aproximadamente 33%

fenotiacina en aproximadamente 0, 5%.

12. La composición de la reivindicación 1, en donde el fenol se selecciona del grupo constituido por 2, 2'tiodietileno-bis[3- (3, 5-di-t-butil-4-hidroxifenil) propionato;y 1, 2-bis (3, 5-di-terc-butil-4-hidroxihidrocinamoil) -hidracina.

13. Una espuma de poliuretano, que comprende una composición inhibidora del chamuscado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12.