Espuma híbrida.

Espuma híbrida elástica a base de

a) al menos un poliuretano termoplástico

(TPU)

b) cuerpos huecos de plástico, preferentemente cuerpos huecos de plástico M cargados con agente expansivo, y eventualmente

c) al menos un agente expansivo T físico y/o químico adicional y eventualmente

d) coadyuvantes y aditivos,

estando estirada la espuma híbrida al menos de manera monoaxial, preferentemente al menos en la relación de 2:1, de manera especialmente preferente en la relación de 3:1.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/056406.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: FELIX, FLORIAN, PRISSOK, FRANK, MAYER,STEFFEN, AEPKER,TANJA, GREVER,MAIKE, KRANZUSCH,DANIELA, NIEMANN,MARLENE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Moldeo por presión interna generada en el material,... > B29C44/56 (Post-tratamiento de objetos, p. ej. para cambiar su forma)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de poliureas o poliuretanos; Composiciones... > C08L75/04 (Poliuretanos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Producción de sustancias macromoleculares para producir... > C08J9/32 (a partir de composiciones que contienen microcápsulas, p. ej. espumas sintéticas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Producción de sustancias macromoleculares para producir... > C08J9/18 (por impregnación de partículas de polímero con agente de soplado)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Producción de sustancias macromoleculares para producir... > C08J9/04 (utilizando gases de soplado generados por una adición previa de agente de soplado)

PDF original: ES-2522821_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Espuma híbrida

La invención se refiere a una espuma híbrida a base de un poliuretano termoplástico altamente elástico (TPU), a un procedimiento para la producción y al uso de la espuma.

Se conoce el uso de materiales funcionales blandos, de celda cerrada y altamente elásticos para la industria deportiva, la Industria de la zapatería y la industria de la confección a base de espumas de cloropreno. Debido a un comportamiento de recuperación en sí adecuado en combinación con la baja densidad y la cualidad de célula cerrada se utilizan espumas de este tipo a gran escala para trajes de buceo y de surf y de natación y de salvamento marítimo así como botas y otros objetos de equipamiento en el sector de la marina. Sin embargo, la producción de espumas de cloropreno es costosa. Además, las espumas de cloropreno presentan una resistencia a la luz no satisfactoria, por lo que preferentemente están teñidas de color negro, y un alargamiento de rotura y una resistencia a la rotura sólo pequeña.

Se conoce ya producir espumas así como láminas de poliuretano a base de TPU que presentan esencialmente poros de celda cerrada. Las láminas de poliuretano termoplástlcas que presentan esencialmente poros de célula cerrada se conocen por ejemplo por el documento DE 381595 A1. Se producen agregando antes de la producción de la lámina un agente expansivo y llevando a cabo la espumación mediante el agente expansivo esencialmente sólo después de la formación del poliuretano termoplástico. Las láminas obtenidas pueden estirarse al menos de manera monoaxial. Por el documento EP 692 516 A1 se conocen las denominadas espumas dobles termoplásticas, en las que como masa de base se usa un poliuretano termoplástico, teniendo lugar al menos dos procesos de espumación que discurren separados uno de otro, en concreto mediante un agente expansivo químico y en paralelo a esto mediante los denominados mlcrobalones incorporados. Por el documento WO 25/26243 A1 se conoce utilizar, en composiciones expanslbles a base de TPU, microesferas expansibles en forma de mlcroesferas huecas, que se componen de una envuelta de plástico delgada, estando cargadas las esferas con gas, por regla general con hidrocarburos. Para la mejora de las propiedades mecánicas de sistemas de este tipo se conoce por el documento WO 25/26243 A1 procesar de manera termoplástica una combinación de un poliuretano termoplástico con cauchos junto con al menos un agente expansivo en condiciones que llevan a una expansión del agente expansivo.

En las espumas conocidas es desventajoso que éstas presenten con frecuencia una dureza y rigidez muy altas.

Era objetivo de la presente invención proporcionar una espuma altamente elástica que se caracterizara por una blandura elevada, preferentemente una dureza de matriz en el intervalo Shore A de 2 a 7 de manera especialmente preferente de 3 a 7 y cuya tensión preferentemente al 1 % de alargamiento fuera < ,5 MPa y al 2 % de alargamiento fuera < 1 MPa, que es principalmente de celda cerrada y pudiera producirse fácilmente y que presentara una resistencia mejorada frente a la luz visible y a la luz UV.

Es objeto de la invención una espuma híbrida elástica a base de

a) al menos un poliuretano termoplástico (TPU)

b) cuerpos huecos de plástico M cargados con agente expansivo con un diámetro de preferentemente como máximo 2 pm, eventualmente

c) al menos un agente expansivo T químico y/o físico adicional y eventualmente

d) coadyuvantes y/o aditivos,

caracterizada porque la espuma híbrida está estirada al menos de manera monoaxial, preferentemente del 1 al 5 %, de manera especialmente preferente del 2 al 4 %.

Por espuma híbrida se entiende que la espuma presenta un TPU junto con un plástico diferente del mismo en forma de cuerpos huecos de plástico, preferentemente a base de pollestlreno o pollacrllonltrilo o copolímeros a base de poliestireno o pollacrllonltrilo. Preferentemente se trata de cuerpos huecos de plástico M cargados con agente expansivo.

Como poliuretanos termoplásticos pueden utilizarse compuestos habituales y conocidos, tal como se describen por ejemplo en Kunststoffhandbuch, volumen 7 "Polyuretane", Cari Hanser Verlag Munich Viena, 3a edición 1993, páginas 455 a 466.

Preferentemente se utilizan TPU que tienen un índice de fusión o MFR (Melt Flow Rat¡o\ 19 °C/3,8 kg; norma DIN EN 1133) de 1 - 35 g/1 min, preferentemente de 2 -15 g/1 min. El uso de TPU para TPU expansible o expandido no está sin embargo limitado a un MFR determinado.

Por poliuretanos termoplásticos en el sentido de la presente invención se entiende TPU libres de plastlflcantes y que contienen plastificantes, en particular aquéllos con un contenido del -7 % en peso, preferentemente del al 5 % en peso, con respecto al peso de la mezcla, de plastificantes habituales. Como plastificante se tienen en cuenta en general compuestos conocidos para este fin, por ejemplo ftalatos, citratos, por ejemplo ásteres de ácido cítrico, tales

como citrato de tributilacetilo, y benzoatos.

La producción de los TPU se realiza de acuerdo con procedimientos habituales mediante reacción de diisocianatos A) con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato, preferentemente alcoholes difuncionales, en particular polioles B) y agentes de extensión de cadena C).

Como diisocianatos A) pueden utilizarse diisocianatos aromáticos, alifáticos y/o cicloalifáticos habituales, preferentemente difenil-metano-diisocianato (MDI), toluilendiisocianato (TDI), tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- y/u octametilendiisocianato, 2-metil-pentametilen-diisocianato-1,5, 2-etil-butilen-diisocianato-1,4,1-isocianato-3,3,5- trimetil-5-isocianatometil-ciclohexano (isoforon-diisocianato, IPDI), 1,4- y/o 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano (HXDI), 1,4-ciclohexano-diisocianato, 1 -metil-2,4- y/o -2,6-ciclohexano-diisocianato, 4,4-, 2,4- y/o 2,2-

diciclohexilmetano-diisocianato, se prefiere especialmente difenil-metano-diisocianato (MDI).

Como compuestos B) reactivos frente a isocianatos pueden utilizarse compuestos polihidroxllicos conocidos en general con pesos moleculares promedio en número de 5 a 8, preferentemente de 6 a 6, en particular de 8 a 4, y preferentemente una funcionalidad media de 1,8 a 2,6, preferentemente de 1,9 a 2,2, en particular 2, se prefieren poliesteroles, polieteroles y/o policarbonatodioles. Poliesterdioles preferidos pueden obtenerse mediante reacción de etanodiol, butanodiol o hexanodiol como diol con ácido adlpico como ácido dlcarboxílico, pudiendo utilizarse los dioles individualmente o también como mezcla. Se prefiere por ejemplo una relación en peso de butanodiol con respecto a hexanodiol de 2 a 1 o una relación en peso de butanodiol con respecto a etanodiol de 1 a 1. Se prefiere además polieterpoliol con un peso molecular promedio en número de 75 a 25 g/mol, preferentemente de 1 a 2 g/mol. Se prefiere especialmente politetrahidrofurano con un peso molecular promedio en número de 1 a 2 g/mol.

Como agente de extensión de cadena C) pueden utilizarse compuestos conocidos en general, preferentemente diaminas y/o alcanodioles con 2 a 1 átomos de C en el resto alquileno, en particular etilengllcol y/o butanodlol-1,4, y/o hexanodiol y/o di- y/o tri-oxialquilenglicoles con 3 a 8 átomos de carbono en el resto oxlalqulleno, preferentemente oligo-polioxipropilenglicoles correspondientes, utilizándose en algunas formas de realización preferidas también mezclas de los extensores de cadena. Como extensores de cadena preferidos se utilizan también 1,4-bis-(hidrox¡met¡l)-benceno (1,4-BHMB), 1,4-bis-(hidroxietil)-benceno (1,4-BHEB) o 1,4-bis-(2-hldroxletox¡)- benceno (1,4-HQEE). Más preferentemente como extensores de cadena se utilizan etilenglicol,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Espuma híbrida elástica a base de

a) al menos un poliuretano termoplástico (TPU)

b) cuerpos huecos de plástico, preferentemente cuerpos huecos de plástico M cargados con agente expansivo, y eventualmente

c) al menos un agente expansivo T físico y/o químico adicional y eventualmente

d) coadyuvantes y aditivos,

estando estirada la espuma híbrida al menos de manera monoaxial, preferentemente al menos en la relación de 2:1, de manera especialmente preferente en la relación de 3:1.

2. Espuma híbrida de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque está estirada de manera biaxial.

3. Espuma híbrida elástica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, con respecto al peso total de TPU termoplástico, cuerpos huecos de plástico M cargados con agente expansivo, agente expansivo T químico o físico, que suma hasta el 1% en peso, está basada en del 75 al 99% en peso de poliuretano termoplástico, del 1 al 2 % en peso de cuerpos huecos de plástico M cargados con agente expansivo y del al 5 % en peso de agente expansivo T químico y/o físico.

4. Espuma híbrida de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el alargamiento de rotura de acuerdo con la norma DIN 5354 asciende al menos al 2 %.

5. Espuma híbrida de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la dureza Shore A del TPU utilizado asciende a menos de 75, preferentemente menos de 7.

6. Espuma híbrida de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la tensión al 1 % de alargamiento asciende a menos de ,5 MPa y al 2 % de alargamiento asciende a menos de 1 MPa.

7. Espuma híbrida de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el TPU contiene antiadherente, preferentemente una cera, una grasa o un aceite.

8. Espuma híbrida de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el TPU contiene un plastificante, preferentemente un plastificante del grupo de los ftalatos, benzoatos, ásteres de glicerol o ásteres de ácido cítrico.

9. Espuma híbrida de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque sus celdas de espuma son esencialmente de celda cerrada y presentan preferentemente un diámetro de celda inferior a 2 pm.

1. Procedimiento para la producción de materiales esponjados híbridos elásticos en el que se mezcla poliuretano termoplástico con cuerpos huecos de plástico M cargados con agente expansivo y eventualmente agente expansivo T químico o físico así como eventualmente coadyuvantes y aditivos adicionales, los cuerpos huecos de plástico M cargados con agente expansivo y el agente expansivo T químico y/o físico se llevan a expansión y el material híbrido expandido obtenido se estira al menos de manera monoaxial.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el estirado se realiza mediante un extensor longitudinal, extensor transversal, extensor longitudinal / transversal, extensor en rombo o extensor de reboblnado.

12. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones de procedimiento anteriores, caracterizado porque el estirado asciende al menos a del 2 % al 4 %.

13. Pieza de mobiliario o decoración interior de un medio de transporte, que contiene un material esponjado híbrido elástico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.

14. Embalaje que contiene un material esponjado híbrido elástico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.