Procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas.

Procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas mediante reacción de

a) poliisocianatos con

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

caracterizadosporque como compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato seemplea una mezcla constituida por

bi) un 25 a un 70 % en peso, referido al peso de componentes bi), bii), biii) y biv), de aceite dericino.

bii) un 3 a un 30 % en peso, referido al peso de componentes bi), bii), biii) y biv),de al menos unalcohol de poliéter con un índice de hidroxilo de 100 a 800 mg de KOH/g y una funcionalidad de 3a 5, que es seleccionado a partir del grupo de alcoholes de poliéter, obtenido mediante adición deóxidos de alquileno a una amina,

biii) un 20 a un 50 % en peso, referido al peso de componentes bi), bii), biii) y biv), de al menos unalcohol de poliéter con un índice de hidroxilo de 10 a 80 mg de KOH/g y una funcionalidad de 2 a 5,obtenible mediante adición de óxido de etileno y óxido de propileno a substancias iniciadoras conH funcionales, ascendiendo la fracción de óxido de etileno a un 5-25 % en peso, referido al pesode alcohol de poliéter, adicionándose al menos una parte de óxido de etileno en el extremo de lacadena de poliéter,

biv) >0-8 % en peso, referido al peso de componentes bi), bii), biii) y biv), de al menos un alcoholde poliéter con una funcionalidad de 2-4, un índice de hidroxilo de 15-60 mg de KOH/g, y uncontenido en óxido de etileno de >50 % en peso, referido al peso de alcohol de poliéter.

Procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas Es objeto de la invención un procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas mediante reacción de poliisocianatos con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato.

Las espumas blandas de poliuretano viscoelásticas han alcanzado cada vez mayor significado en los últimos años. Su empleo se efectúa en especial para la obtención de almohadas, colchones, o para la amortiguación de oscilación, a modo de ejemplo en el espumado trasero de alfombras.

En el ámbito de esta invención, una espuma se clasifica como viscoelástica si en el ensayo de oscilación por torsión según DIN 53445 presenta un factor de pérdida tan Delta a 25ºC de más de 0, 15, preferentemente más de 0, 2. Además es preferente que las espumas según la invención muestren un comportamiento viscoelástico a través de un amplio intervalo de temperaturas, es decir, de -20ºC a +50ºC, pero al menos de -5 a +30ºC.

La espuma se puede clasificar igualmente como viscoelástica si presenta una elasticidad de rebote, medida según DIN EN ISO 8307, de menos de un 30 %, preferentemente de un 5 a un 25 %, de modo especialmente preferente de un 8 a un 22 %.

En especial es preferente que la espuma según la invención cumpla los criterios indicados anteriormente tanto para el factor de pérdida, como también para elasticidad de rebote.

En el caso de espumas viscoelásticas según la invención, con coeficientes de amortiguación descritos anteriormente, se trata de las denominadas espumas "cansadas".

El ajuste de propiedades viscoelásticas se efectúa preferentemente mediante la selección de substancias de empleo, en especial de polioles.

Una posibilidad para la obtención de espumas viscoelásticas es el empleo de mezclas de alcoholes de poliéter, preferentemente trifuncionales, con un índice de hidroxilo de 20 a 100, y al menos un alcohol de poliéter, preferentemente trifuncional, con un índice de hidroxilo en el intervalo entre 160 y 250, y esencialmente unidades óxido de propileno en la cadena.

A modo de ejemplo, en tales espumas es desfavorable, en especial en el caso de empleo de diisocianato de toluileno (TDI) como poliisocianato, su carácter de alveolos cerrados, que conduce a problemas en la elaboración y a propiedades mecánicas empeoradas.

Además, las propiedades viscoelásticas se pueden conseguir empleándose como compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato mezclas de al menos un alcohol de poliéter con un contenido elevado en óxido de etileno, preferentemente al menos un 50 % en peso, y al menos un alcohol de poliéter incompatible con estos alcoholes de poliéter, con un contenido elevado en óxido de propileno, preferentemente al menos un 90 % en peso.

De este modo, la US 2004/0254256 describe espumas viscoelásticas, en cuya obtención el componente de poliol contiene 30 a 70 partes en peso de un alcohol de poliéter con una fracción elevada de unidades óxido de etileno en la cadena de poliéter. La EP 1 240 228 describe la obtención de espumas viscoelásticas bajo empleo de alcoholes de poliéter, que presentan un contenido en óxido de etileno en la cadena de poliéter de al menos un 50 % en peso, y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 40 y 50.

La DE19963481 describe espumas de moldeo de PUR blandas que absorben la radiación sonora, fáciles de elaborar, con un factor de pérdida > 0, 2, que contienen al menos un polieterol de aceite de ricino, obtenido mediante polimerización aniónica, a modo de ejemplo, con hidróxidos alcalinos, o polimerización catiónica de aceite de ricino con óxidos de alquileno. En caso dado se puede añadir aceite de ricino puro, pero como máximo un 10 %. En este caso es desventajoso que se puedan elaborar sólo cantidades reducidas de aceite de ricino puro. Sólo mediante empleo de derivados de aceite de ricino, que se deben obtener en un paso de procedimiento adicional, se aumenta claramente la fracción de materias primas regenerativas. Del mismo modo es desfavorable, como se describe en la WO 04/20497, que las espumas blandas de poliuretano, obtenidas a partir de alcoholes de poliéter a base de materias primas regenerativas, como aceite de ricino, bajo empleo de catalizadores básicos, muestren muy malas propiedades respecto a olor, emisiones y empañamiento.

La DE3316652 describe piezas moldeadas constituidas por espumas viscoelásticas con propiedades que reducen el ruido, a base de fracciones claras de aceite de ricino con una densidad de material de al menos 120 kg/m3, que son autoadhesivas, y por lo tanto se pueden pegar sobre materiales soporte.

La DE3710731 describe espumas blandas con propiedades de aislamiento sonoro y antivibratorias, con una densidad de material de 80-250 kg/m3, que pueden contener aceite de ricino como componente, y se obtienen preferentemente por medio de procedimiento RIM (Reaction Injection Moulding) . Estas espumas de moldeo presentan un factor de pérdida de al menos 0, 4. Estas presentan una superficie adhesiva mediante elaboración de la mezcla de reacción en un índice NCO de : 80.

La DE3708961 describe espumas de moldeo con baja elasticidad de rebote, que contienen aceite de ricino y poseen adhesión a superficies metálicas esmaltadas y no esmaltadas sin adherente secundario.

La DE-A-19924803 describe espumas de moldeo con comportamiento similar a látex. Debido a factores de pérdida > 0, 15 y elasticidades de rebote < 30 %, las citadas espumas se pueden clasificar simultáneamente como viscoelásticas. En este caso es desfavorable que las espumas moldeadas descritas presentan una superficie fuertemente adhesiva.

La DE19634392 describe la obtención de piezas moldeadas de poliuretano espumadas bajo empleo de al menos un 50 % en peso de aceite de ricino en combinación con capturadores de cadenas y/o reticulantes con grupos hidroxilo reactivos. Estas piezas moldeadas presentan rigideces y durezas al recalcado muy elevadas, y por lo tanto no son apropiadas para las aplicaciones habituales de espumas blandas.

Por motivos ecológicos, el mercado exige en medida creciente espumas que contengan materias primas regenativas. Las materias primas regenerativas pueden ser también una alternativa a productos de partida obtenidos por vía petroquímica en la obtención de poliuretanos. En la mayor parte de los casos, las espumas se obtienen mediante empleo de substancias naturales que contienen grupos hidroxilo, o polioles, que se obtienen mediante adición de óxidos de alquileno a estos compuestos.

La WO 2007/085548 muestra cómo se pueden obtener, a base de materias primas regenerativas, preferentemente aceite de ricino, espumas viscoelásticas que presentan un factor de pérdida de > 0, 15, o una elasticidad de rebote < 30 %. Es preferente que las espumas muestren comportamiento viscoelástico a través de un amplio intervalo de temperaturas. En este caso es desfavorable que únicamente se hacen accesibles espumas según el procedimiento de espumado en bloques. Para la elaboración de espumas moldeadas no es suficiente la reactividad total de las substancias de empleo.

La WO 2008/003567 describe un procedimiento para la obtención de espumas en bloques viscoelásticas bajo empleo de aceite de ricino y alcoholes de poliéter con diferentes contenidos en óxido de etileno en la cadena de poliéter. En este procedimiento se emplean cantidades relativamente grandes de alcoholes de poliéter pobres en óxido de etileno y ricos en óxido de etileno. Esto puede conducir a problemas de compatibilidad en el componente de poliol, incluso a disgregación.

Por consiguiente, era tarea de la presente invención poner a disposición preferentemente espumas blandas de poliuretano con propiedades viscoelásticas bajo empleo de materias primas regenerativas, que presentaran superficies sensiblemente exentas de adherencia. Las espumas se podrán obtener como espumas blandas moldeadas y como espumas blandas en bloques. La fracción de materias primas regenerativas en el componente de poliol no será elevada, preferentemente al menos un 25 % en peso de espuma estará constituido por materias primas regenerativas.

Por consiguiente, es objeto de la invención un procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas mediante reacción de a) poliisocianatos con b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato, caracterizados porque como compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato se emplea una mezcla constituida por

bi) un 25 a un 70 % en peso, referido al peso de componentes... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas mediante reacción de a) poliisocianatos con b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato, caracterizados porque como compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato se emplea una mezcla constituida por

bi) un 25 a un 70 % en peso, referido al peso de componentes bi) , bii) , biii) y biv) , de aceite de ricino.

bii) un 3 a un 30 % en peso, referido al peso de componentes bi) , bii) , biii) y biv) , de al menos un alcohol de poliéter con un índice de hidroxilo de 100 a 800 mg de KOH/g y una funcionalidad de 3 a 5, que es seleccionado a partir del grupo de alcoholes de poliéter, obtenido mediante adición de óxidos de alquileno a una amina,

biii) un 20 a un 50 % en peso, referido al peso de componentes bi) , bii) , biii) y biv) , de al menos un alcohol de poliéter con un índice de hidroxilo de 10 a 80 mg de KOH/g y una funcionalidad de 2 a 5, obtenible mediante adición de óxido de etileno y óxido de propileno a substancias iniciadoras con H funcionales, ascendiendo la fracción de óxido de etileno a un 5-25 % en peso, referido al peso de alcohol de poliéter, adicionándose al menos una parte de óxido de etileno en el extremo de la cadena de poliéter,

biv) > 0-8 % en peso, referido al peso de componentes bi) , bii) , biii) y biv) , de al menos un alcohol de poliéter con una funcionalidad de 2-4, un índice de hidroxilo de 15-60 mg de KOH/g, y un contenido en óxido de etileno de > 50 % en peso, referido al peso de alcohol de poliéter.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente bi) se emplea en una cantidad de un 30 a un 60 % en peso, referido al peso de componentes bi) , bii) , biii) y biv) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente bii) presenta un índice de hidroxilo en el intervalo de 150 a 500 mg de KOH/g.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente bii) se emplea en una cantidad de un 3 a un 20 % en peso, referido al peso de componentes bi) , bii) , biii) y biv) .

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente biii) presenta un índice de hidroxilo 30 de 2 a 60 mg de KOH/g.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente biii) se emplea en una cantidad de un 25 a un 40 % en peso, referido al peso de los componentes bi) , bii) , biii) y biv) .

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente biv) se emplea en una cantidad de un 1 a un 8 % en peso, referido al peso de los componentes bi) , bii) , biii) y biv) .

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente biv) presenta un contenido en óxido de etileno de > 70 % en peso, referido al peso de alcohol de poliéter.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como poliisocianato a) se emplea diisocianato de difenilmetano.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como poliisocianato a) se emplean mezclas de 40 diisocianato de difenilmetano y poliisocianatos de polifenilenpolimetileno.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como poliisocianato a) se emplean productos de reacción que contienen grupos isocianato y grupos uretano a partir de diisocianato de difenilmetano y compuestos con átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque como compuesto con átomos de hidrógeno

reactivos con grupos isocianato se emplea aceite de ricino. 13. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo en presencia de agentes propulsores.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque como agente propulsor se emplea agua.

15. Espumas blandas de poliuretano, obtenibles según una de las reivindicaciones 1 a 14.