Piezas de moldeo de poliuretano espumadas, aligeradas.

Piezas de moldeo integrales de poliuretano aligeradas, espumadas con una densidad de espuma libre como máximo de 450 kg/m3 y una diferencia de densidad entre el núcleo y la piel exterior de la pieza de moldeo de al menos 90 kg/m3, que pueden obtenerse a partir de

A) compuestos de poliisocianato

(ciclo)alifáticos modificados orgánicos con al menos dos grupos isocianato, que no están unidos directamente a un grupo aromático, que pueden obtenerse a partir de poliisocianatos (ciclo)alifáticos monoméricos

B) polioles con un peso molecular medio de 1.000 a 15.000 g/mol y una funcionalidad de 2 a 8, preferiblemente de 2 a 6,

C) polioles o poliaminas con un peso molecular de 62 a 500 g/mol y una funcionalidad de 2 a 8, preferiblemente de 2 a 4, como prolongadores de cadena / reticulantes,

D) agentes expansivos

E) dado el caso otros coadyuvantes y aditivos,

caracterizadas porque el componente A) presenta un contenido en monómeros de poliisocianatos (ciclo)alifáticos menor del 0,5 % en peso y como agentes expansivos D) se usan agentes expansivos físicos del grupo constituido por hidrocarburos (ciclo)alifáticos con hasta 5 átomos de carbono, hidrocarburos parcialmente halogenados con hasta 5 átomos de carbono u olefinas parcialmente halogenadas con hasta 5 átomos de carbono, que se usan en una cantidad tal que se produce una espuma libre con una densidad de espuma libre como máximo de 450 kg/m3 y de modo que se ajusta una diferencia de densidad entre la piel exterior y el núcleo de la pieza de moldeo de al menos 90 kg/m3.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/065218.

Solicitante: Bayer Intellectual Property GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Alfred-Nobel-Str. 10 40789 Monheim ALEMANIA.

Inventor/es: EISEN, NORBERT, DR., HALPAAP, REINHARD, DR., PFEUFFER,UWE, MEYER ZU BERSTENHORST,BIRGIT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Producción de sustancias macromoleculares para producir... > C08J9/14 (orgánico)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Producción de sustancias macromoleculares para producir... > C08J9/12 (por un agente de soplado físico)
  • 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... > C08J9/34 (Características químicas en la fabricación de artículos que están formados por un núcleo macromolecular espumado y una capa superficial macromolecular que tiene una densidad más alta que el núcleo)

PDF original: ES-2527249_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Piezas de moldeo de poliuretano espumadas, aligeradas

La invención se refiere a piezas de moldeo integrales de poliuretano espumadas, aligeradas asi como su uso.

Los polluretanos (PUR) basados en isocianatos con grupos NCO unidos a compuestos aromáticos son proclives de forma conocida bajo acción de la luz al coloreamiento. Esto es un problema en aplicaciones exteriores o en piezas interiores que se encuentran bajo acción de la luz. Para la producción de piezas de moldeo que resistan la luz se requiere por tanto una superficie con propiedades correspondientes.

Para la preparación de poliuretanos (PUR) con alta resistencia a la luz se usan normalmente isocianatos unidos alifáticamente. Se describe en el documento EP 379246 B1 un uso de tales isocianatos para la preparación de PUR resistente a la luz. Aquí se preparan envolturas de cubierta resistentes a la luz, por ejemplo, para el uso en paneles de instrumentos. Es posible el acabado de pieles alifáticas compactas y espumadas. El uso de agua como agente expansivo conduce en las espumas a durezas relativamente altas, parcialmente no deseadas, que muestran en el intervalo de menor densidades incluso mayores durezas que las pieles compactas. Además la mayoría de las veces es problemática la determinación de la catálisis de reacción de expansión y reticulación con uso de isocianatos alifáticos. Aquí se debe procesar frecuentemente con determinados catalizadores metálicos. En correspondencia se excluye agua como agente expansivo.

Adicionalmente las superficies deben asumir en la zona interior también una función protectora determinada, en la que esta presenta bajo solicitación una dureza en profundidad débil. A pesar de toda la debilidad en la dureza en profundidad las superficies no pueden verse dañadas rápidamente. Esto se consigue con una superficie densificada. Por tanto se necesita una espuma integral que presente en el núcleo una densidad menor que en el borde.

La dureza en profundidad del material se determina en función de la medida de penetración. A este respecto se determina la profundidad de penetración con un penetrador (por ejemplo el penetrómetro Cone H-4236 de la compañía Humboldt) a 14g de carga y una punta de penetración redondeada con un diámetro de 3 mm lo más pronto después de 24 horas tras el desmoldeo a temperatura ambiente. Valores bajos (< ,5 mm) representan sistemas duros, valores mayores sistemas blandos comprimibles. Por tanto los componentes de poliuretano poseen con durezas en profundidad a baja elasticidad valores de penetración mayores de ,5 mm. En un poliuretano espumado en el sentido de la Invención la densidad de espuma libre puede ser como máximo de 45 kg/m3, preferiblemente como máximo de 35 kg/m3

En los documentos EP-A 652 25 y WO 29 9799 se describen procedimientos para la preparación de polluretanos celulares a partir de Isocianatos de la serie de difenilmetano y agentes expansivos de carbamato. En sistemas de PUR que operan con sistemas de carbamato o de dióxido de carbono la dureza en profundidad depende de la dureza de superficie. Por tanto sistemas blandos poseen también una piel blanda que se daña rápidamente y sistemas con una densidad de superficie mayor son siempre duros en dureza de profundidad.

Espumas integrales realmente efectivas, es decir de mayor diferencia de densidad entre núcleo y piel, se pueden preparar con el uso de agentes expansivos físicos. A este respecto se usa de modo que en la reacción de poliuretano se libera energía en forma de calor, que conduce a que el o los agentes expansivos pasan a la fase gas, y así forman una espuma. En el borde del componente se puede aportar calor pero por la herramienta, con lo que ahí no se forma espuma y se genera una piel de superficie con una densidad mayor que en el núcleo. Es condición para una buena configuración de la piel por tanto sobre todo una diferencia de temperatura entre el núcleo y la pared de la herramienta que debería ser lo mayor posible. Por tanto se procesa en la mayoría de los casos a temperaturas de la herramienta bajas.

Isocianatos alifáticos son de forma conocida claramente menos reactivos que los aromáticos, por tanto se debe aportar claramente más energía a la reacción. Por tanto se necesitan frecuentemente temperaturas de la herramienta de 7 a 9 °C para Iniciar la reacción y para poder llegar al endurecimiento. Por tanto debería ser difícil una formación de espuma integral en comparación con los sistemas aromáticos. En consecuencia no es extraño que en la mayor parte de las patentes relativas a espumas integrales en las que se faciliten como componente isocianato tanto polllsocianatos aromáticos como también alifáticos, se usen en los ejemplos finalmente sistemas aromáticos. En consecuencia no es sorprendente que se usen en la mayoría de las patentes de espumas Integrales, en las que se aporten como componentes isocianato tanto poliisocianatos aromáticos como también alifáticos, finalmente sistemas aromáticos en los ejemplos, véanse por ejemplo los documentos DE19836662, EP1219674, EP 1282658, US23225177. Se mantiene por tanto la cuestión de si se pueden conseguir buenos resultados también con Isocianatos alifáticos.

Del documento DE 4 23 754 se conoce un procedimiento para la preparación de cuerpos de moldeo que contienen grupos uretano con núcleo peludo y zona de borde densificada, que se espumaron con uso de acetona como agente expansivo.

Adicionalmente se establece siempre un mayor nivel de seguridad. A este respecto es deseable poder manejar en lo 5 posible sustancias poco peligrosas, lo que contribuye tanto a aspectos de salud como también en aspectos

económicos, ya que la seguridad se debe garantizar con aspiraciones, encapotamientos adicionales etc.

Poliisocianatos alifáticos son de forma conocida reconocidos como tóxicos o dañinos para la salud si contienen una determinada cantidad de monómeros libres (caracterización tóxica T, con contenidos en monómeros > 2 % en peso, nocivo, caracterización Xn, con contenidos en monómeros > ,5 % en peso y < 2 % en peso). Por tanto deberían 1 procesarse por motivos de seguridad con sistemas de bajo contenido en monómeros. Estos presentan sin embargo la desventaja de que poseen un contenido en NCO claramente menor que los monómeros, por ejemplo, en forma de uretdionas, isocianuratos, alofanatos, biurets, estructura de iminooxadiazindiona y/o oxadiazintriona o en forma de productos de reacción que contienen grupos uretano e isocianato, los denominados prepolímeros de isocianato. Por tanto se debe usar en la reacción para dar poliuretanos claramente más componentes isocianato. Con igual

densidad de piezas de moldeo se diluye el poliuretano, es decir, tienen lugar menos reacciones de poliuretano

nuevas que con el uso de monómeros. Debido a que para el diseño de una estructura integral se produce el calor necesario mediante el calor de reacción, debiendo ser los sistemas de bajo contenido en monómeros claramente peores, conformando una piel densificada.

Por tanto fue objetivo de la presente invención proporcionar poliuretanos aligerados en un intervalo de densidad 2 aparente amplio con durezas en profundidad de elasticidad blanda, por ejemplo, para el intervalo de aplicaciones de paneles de instrumentos, revestimientos de puertas, reposabrazos y consolas así como un procedimiento para su preparación.

De forma sorprendente se pudo conseguir este objetivo con poliuretanos, que se pueden obtener a partir de isocianatos de bajo contenido en monómeros (< ,5 % en peso de contenido monomérico), isocianatos alifáticos 25 modificados y compuestos de cadena corta y larga reactivos frente a isocianatos con uso de determinados agentes expansivos físicos.

Son objeto de la presente invención... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Piezas de moldeo integrales de poliuretano aligeradas, espumadas con una densidad de espuma libre como máximo de 45 kg/m3 y una diferencia de densidad entre el núcleo y la piel exterior de la pieza de moldeo de al menos 9 kg/m3, que pueden obtenerse a partir de

A) compuestos de poliisocianato (ciclo)alifáticos modificados orgánicos con al menos dos grupos isocianato, que no están unidos directamente a un grupo aromático, que pueden obtenerse a partir de poliisocianatos (ciclo)alifáticos monoméricos

B) polioles con un peso molecular medio de 1. a 15. g/mol y una funcionalidad de 2 a 8, preferiblemente de 2

a 6,

C) polioles o poliaminas con un peso molecular de 62 a 5 g/mol y una funcionalidad de 2 a 8, preferiblemente de 2 a 4, como prolongadores de cadena / reticulantes,

D) agentes expansivos

E) dado el caso otros coadyuvantes y aditivos,

caracterizadas porque el componente A) presenta un contenido en monómeros de poliisocianatos (ciclo)alifáticos 15 menor del ,5 % en peso y como agentes expansivos D) se usan agentes expansivos físicos del grupo constituido por hidrocarburos (ciclo)alifáticos con hasta 5 átomos de carbono, hidrocarburos parcialmente halogenados con hasta 5 átomos de carbono u olefinas parcialmente halogenadas con hasta 5 átomos de carbono, que se usan en una cantidad tal que se produce una espuma libre con una densidad de espuma libre como máximo de 45 kg/m3 y de modo que se ajusta una diferencia de densidad entre la piel exterior y el núcleo de la pieza de moldeo de al 2 menos 9 kg/m3