Procedimiento de fabricación de espumas duras de poliuretano.

Procedimiento de fabricación de espumas duras de poliuretano mediante la reacción de

a) al menos un poliisocianato con

b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato y

c) al menos un agente de expansión

,

caracterizado porque para los compuestos b) con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato se usa una mezcla de

b1) al menos un polieteralcohol con un índice de hidroxilo de 380 a 500 mg de KOH/g, que puede prepararse mediante la adición de óxido de butileno, opcionalmente en combinación con al menos otro óxido de alquileno, a al menos un compuesto iniciador con funcionalidades OH o NH con una funcionalidad de 4 a 8 con ayuda de un catalizador básico,

b2) al menos un polieteralcohol con un índice de hidroxilo de 360 a 450 mg de KOH/ g, que puede prepararse mediante la adición de un óxido de alquileno a al menos una amina aromática o alifática,

b3) opcionalmente al menos un polieterpoliol con un índice de hidroxilo de 140 a 280 mg de KOH/ g, que puede prepararse mediante la adición de un óxido de alquileno a al menos un compuesto iniciador con funcionalidades OH o NH.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/053697.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: ELING, BEREND, SCHUTTE,MARKUS, FRICKE,MARC, KUNST,ANDREAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/48 (Poliéteres)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de fabricación de espumas duras de poliuretano

La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de espumas duras de poliuretano (PU) mediante reacción de poliisocianatos con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato en presencia de agentes expansores.

Habitualmente se usan para la fabricación de espumas duras polioles a base de isocianato con funcionalidades elevadas y cadenas relativamente cortas para garantizar una reticulación óptima de las espumas. Los polieteralcoholes usados preferentemente tienen al menos una funcionalidad de 4 a 8 y un índice de hidroxilo en el intervalo de 300 a 600, en particular de 400 a 500 mg de KOH/g. Se sabe que los polioles con funcionalidad muy elevada e índice de hidroxilo en el intervalo entre 300 y 600 presentan una viscosidad muy alta cuando están basados en óxido de propileno. Los polioles de este tipo a base de óxido de etileno son, por el contrario, hasta un cuarto menos viscosos. Además, se sabe que los polioles de este tipo son muy polares y, por lo tanto, presentan poca solubilidad de hidrocarburos y una mala tolerancia con poliisocianatos.

Un requerimiento esencial sobre las espumas duras es la reducción del tiempo de desmoldeo sin que se provoquen disminuciones de las propiedades mecánicas o de procesamiento. Además, los productos de partida para la fabricación de espumas duras deberían mostrar una buena solubilidad para el agente de expansión, en particular al usar hidrocarburos como agentes de expansión.

Los polioles muy funcionales pueden no provocar un endurecimiento temprano del sistema de poliuretano, debido a que si no el espacio hueco complicado, que está presente particularmente en el caso de refrigeradores, no puede llenarse totalmente. Es esencial para numerosas aplicaciones en el campo de las espumas duras, en particular en el aislamiento de refrigeradores, el comportamiento de endurecimiento del sistema usado, que influye en la duración de los ciclos en la fabricación de aparatos.

Por el documento W098/27132 se deduce que los polioles a base de óxido de 1,2-butileno presentan una solubilidad mejorada para hidrocarburos, en comparación con los polioles basados en óxido de propileno correspondientes.

Por los documentos W02006/037540 y W02008/058863 se sabe que los polieteralcoholes que están iniciados por toluilendiamina (TDA) vecinal muestran una particularmente buena solubilidad de agentes de expansión que contienen hidrocarburos. Estos polieteralcoholes se caracterizan por una funcionalidad relativamente reducida y producen un endurecimiento tardío del sistema de poliuretano.

Los procedimientos de fabricación de espumas duras de PU que son conocidos por el estado de la técnica presentan algunas deficiencias y, en general, pueden no cumplir todos los requerimientos mencionados anteriormente.

Por lo tanto, un objetivo de la invención era superar los problemas mencionados y proporcionar un procedimiento de fabricación de espumas duras de poliuretano mejorado. A este respecto, el sistema presenta unos tiempos de fluidez y de endurecimiento óptimos, así como una viscosidad reducida de los componentes poliol, que permiten un procesamiento en la producción según el estado de la técnica. Además, debe existir una solubilidad alta del agente de expansión en el sistema para el ajuste de densidades aparentes reducidas en el elemento estructural y el sistema debe presentar unas buenas propiedades de desmoldeo.

Este objetivo pudo lograrse, sorprendentemente, usando un polijóxido de butilenoj-poliol (i) con un índice de hidroxilo de 380 a 500 mg de KOH/g y un polieteralcohol iniciado con amina (¡i) con un índice de hidroxilo de 360 a 450 mg de KOH/g, así como opcionalmente un polieterpoliol (¡ü) (denominado "poliol blando") con un índice de hidroxilo de 140 a 280 mg de KOH/g.

El objetivo de la presente invención es, por lo tanto, un procedimiento de fabricación de espumas duras de poliuretano mediante reacción de

a) al menos un poliisocianato con

b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos Isocianato y

c) al menos un agente de expansión,

caracterizado porque para los compuestos b) con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato se usa una mezcla de

b1) al menos un polieteralcohol con un índice de hidroxilo de 380 a 500 mg de KOH/ g, que puede prepararse mediante la adición de óxido de butileno, opcionalmente en combinación con al menos otro óxido de alquileno, a al menos un compuesto iniciador con funcionalidades OH o NH con una funcionalidad de 4 a 8 usando un catalizador básico, preferentemente ¡midazol

b2) al menos un polleteralcohol con un índice de hldroxllo de 360 a 450 mg de KOH/ g, que puede prepararse mediante la adición de un óxido de alqulleno a al menos una amina aromática y o alifática,

b3) opclonalmente al menos un polleterpollol con un índice de hidroxilo de 140 a 280 mg de KOH/ g, que puede prepararse mediante la adición de un óxido de alqulleno a al menos un compuesto iniciador con funcionalidad OH o NH.

A este respecto, el índice OH se determina según la Invención según la norma DIN 53240.

Otros objetos de la Invención son también una espuma dura de poliuretano, que puede fabricarse según el procedimiento según la Invención, así como el uso de una de las espumas duras de poliuretano fabricadas según el procedimiento según la Invención como material de aislamiento térmico, por ejemplo en refrigeradores, en acumuladores de agua callente, en tubos de calefacción o en la construcción, por ejemplo en elementos que actúan como emparedado.

El polljóxldo de butllenoj-pollol (b1) se prepara mediante procedimientos habituales y conocidos en general mediante polimerización con apertura de anillo de óxido de butìleno (BO) usando moléculas iniciadoras muy funcionales. Como moléculas Iniciadoras se consideran, por ejemplo, azúcar (sacarosa), sorbitol, manosa, pentaeritritol (F 4 - 8). En una forma de realización pueden usarse coiniciadores que contienen grupos NH u OH (por ejemplo, glicerina, TMP, MEG, DEG, MPG, DPG, EDA, TDA). Además de los isómeros de óxido de butileno, óxido de 1,2-butileno, óxido de 2,3-butileno u óxido de isobutileno, pueden dosificarse adicionalmente otros óxidos de alquileno en el denominado procedimiento en bloques o también en el procedimiento mixto. Como comonómeros se consideran a este respecto, en general, los óxidos de alquileno habituales óxido de propileno (PO) y óxido de etileno (EO), óxido de 1,2-penteno, óxido de estireno, epiclorhidrina, óxido de ciclohexeno y óxidos de alquileno superiores tales como óxido de a-alqulleno C5-C30 A este respecto también es posible el uso de mezclas de óxidos de alquileno (por ejemplo PO/EO y BO).

La polimerización con apertura de anillo se realiza, como es conocido en general, usando catalizadores. A este respecto, estos son generalmente catalizadores básicos tales como hidróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos o alcoholatos de metales alcalinos y alcalinotérreos (por ejemplo, NaOH, KOH, CsOH o metilato de sodio, metilato de potasio). Además, pueden usarse catalizadores de la alcoxilación que contengan grupos funcionales que contengan amino (por ejemplo, DMEOA o ¡mldazol). También es posible el uso de carbenos como catalizadores de la alcoxilación.

En una forma de realización del procedimiento de fabricación de espumas duras de poliuretano según la invención el catalizador que puede usarse para la preparación del poli(óxido de butileno)-poliol (b1) se selecciona del grupo que contiene catalizadores con funcionalidades amino. En una forma de realización el catalizador que puede usarse para la preparación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de fabricación de espumas duras de poliuretano mediante la reacción de

a) al menos un poliisocianato con

b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato y

c) al menos un agente de expansión,

caracterizado porque para los compuestos b) con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato se usa una mezcla de

b1) al menos un polieteralcohol con un índice de hidroxilo de 380 a 500 mg de KOH/g, que puede prepararse mediante la adición de óxido de butileno, opcionalmente en combinación con al menos otro óxido de alquileno, a al menos un compuesto iniciador con funcionalidades OH o NH con una funcionalidad de 4 a 8 con ayuda de un catalizador básico,

b2) al menos un polieteralcohol con un índice de hidroxilo de 360 a 450 mg de KOH/ g, que puede prepararse mediante la adición de un óxido de alquileno a al menos una amina aromática o alifática,

b3) opcionalmente al menos un polieterpoliol con un índice de hidroxilo de 140 a 280 mg de KOH/ g, que puede prepararse mediante la adición de un óxido de alquileno a al menos un compuesto iniciador con funcionalidades OH o NH.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el compuesto con funcionalidades OH o NH de b1) se selecciona del grupo que contiene sacarosa, sorbito!, manosa y pentaeritritol, glicerina, trimetilolpropano, etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, neopentilglicol, 1,4-butanodiol, agua, toluenodiamina, metilendianilina, metilendianilina polimèrica y etilendiamina.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, en el que el óxido de alquileno de b2) se selecciona del grupo que contiene óxido de 1,2-penteno, óxido de propileno, óxido de etileno y mezclas de los mismos.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que en b2) se usa una amina aromática.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la amina aromática de b2) se selecciona del grupo que

contiene toluilendiamina (TDA) vecinal, metilendianilina (MDA) y metilendianilina polimèrica (pMDA).

6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, en el que en b2) se usa una amina alifática.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la amina alifática de b2) se selecciona del grupo que contiene

etilendiamina, 1,3-propilendiamina, 1,4-butilendiamina, monoetanolamina, dietanolamina, monoisopropanolamina, diisopropanolamina.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que está presente el polieterpoliol b3).

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el óxido de alquileno de b3) se selecciona del grupo que contiene óxido de 1,2-penteno, óxido de propileno, óxido de etileno y mezclas de los mismos.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 o 9, en el que el compuesto iniciador con funcionalidades OH o NH de b3) se selecciona del grupo que contiene sacarosa, glicerina, etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, 1,4-butanodiol, pentaeritritol, trimetilolpropano, agua, sorbito!, anilina, TDA, MDA, EDA y combinaciones de los compuestos mencionados.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que no está presente el polieterpoliol b3).

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la proporción del componente b1) con respecto a b) se encuentra entre el 40 y el 60 % en peso.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la proporción del componente b2) con respecto a b) se encuentra entre el 20 y el 40 % en peso.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el catalizador básico de b1) se selecciona del grupo que contiene catalizadores con funcionalidades amino.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el poliisocianato a) se selecciona del grupo que contiene diisocianatos aromáticos, alifáticos y cicloalifáticos.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, en el que el agente de expansión c) se selecciona del grupo que contiene agentes de expansión físicos y agentes de expansión químicos.

17. Espuma dura de poliuretano que puede fabricarse según el procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 16.

18. Uso de una de las espumas duras de poliuretano que pueden fabricarse según el procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 16 como material aislante térmico en refrigeradores, en acumuladores de agua caliente, en tubos de calefacción o en la construcción.