PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE ESPUMAS BLANDAS VISCOELASTICAS DE POLIURETANO.

Procedimiento para la obtención de espumas viscoelásticas de poliuretano por conversión de

a) al menos,

un poliisocianato con

b) al menos, un compuesto con, al menos, dos átomos de hidrógeno reactivos a grupos isocianato en presencia de

c) catalizadores y

d) agentes de expansión, caracterizado porque

se utilizan, como a) poliisocianatos ai) difenilmetandiisocianato o aii) mezclas de difenilmetandiisocianato y polimetilenpolifenilenpoliisocianatos, y/o aiii) prepolímeros que contienen grupos isocianato,

que se pueden obtener por conversión de aiv) alcoholes de poliéter con difenilmetandiisocianato o mezclas de difenilmetandiisocianato y polimetilenpolifenilenpoliisocianatos y, como catalizadores c), una mezcla de, al menos, respectivamente, un catalizador ci) y cii),

asimismo, ci) está seleccionado del grupo que contiene compuestos de las fórmulas generales (I) a (VII), con

Procedimiento para la obtención de espumas blandas viscoelásticas de poliuretano.

El objeto de la presente invención es un procedimiento para la obtención de espumas blandas viscoelásticas con una emisión reducida de objeto de sustancias orgánicas.

Las espumas blandas de poliuretano se utilizan en diferentes áreas técnicas, especialmente, para el acolchado o el aislamiento acústico. Su obtención usualmente se lleva a cabo a través de la conversión de poliisocianatos con compuestos con, al menos, dos átomos de hidrógeno reactivos a grupos isocianato, en presencia de agentes de expansión, así como, eventualmente, catalizadores y sustancias auxiliares y/o adicionales. Las espumas blandas viscoelásticas de poliuretano se utilizan, especialmente, en la industria mobiliaria, especialmente, para la fabricación de colchones, así como en la industria automotriz, especialmente, para el acolchado detrás de alfombras y para la absorción de sonido.

La mayoría de las espumas de poliuretano emiten compuestos orgánicos volátiles. Se puede tratar de catalizadores, productos residuales o productos de aplicación volátiles no convertidos. Estas emisiones son consideradas fallas en la calidad en muchas áreas de aplicación de las espumas blandas de poliuretano, por ejemplo, en la implementación en el interior de vehículos o en la aplicación en muebles o colchones.

Por ello, el mercado exige, cada vez más, espumas pobres en emisiones. Especialmente la industria automovilística requiere una notable reducción de compuestos orgánicos volátiles (VOC) y condensables (fogging o FOG) en las espumas.

En el pasado ha habido intentos de reducir la tendencia a la emisión de las espumas blandas de poliuretano.

Dado que los catalizadores de amina volátiles son una fuente fundamental de emisiones, se llevó a cabo la utilización de catalizadores incorporables, es decir, aquellos que además de los grupos amino terciarios presentan otros grupos reactivos a grupos isocianato, a través de los cuales son incorporados en la estructura polimérica. Dichos catalizadores están descritos, por ejemplo, en las memorias EP-A-451 826 y EP-A-677 540. La desventaja de la utilización de catalizadores incorporables es, especialmente, que el catalizador incorporado en la estructura polimérica cataliza la redisociación de grupos uretano. Por ello por un lado, con el tiempo desmejoran, las características mecánicas de los poliuretanos y por el otro, en la redisociación pueden originarse compuestos volátiles que, a su vez, se pueden emitir desde la espuma.

En la memoria RD 431026 se describen espumas blandas de poliuretano con una emisión reducida que han sido obtenidas utilizando MDI como isocianato. Como catalizadores se utilizaron catalizadores de amina incorporables.

Una desventaja de muchos catalizadores incorporables es la incorporación temprana en la cadena polímera. Por ello, los catalizadores ya no se pueden mover libremente en la mezcla de reacción, lo cual puede provocar inhomogeneidades en la estructura polímera.

Dado que estos catalizadores reactivos también catalizan la reacción de retorno, en general, las espumas presentan, a base de catalizadores incorporables, muchas características de envejecimiento inferiores a las espumas obtenidas con catalizadores de amidas volátiles convencionales. Un requisito fundamental de espumas es, en este caso, la resistencia tras el almacenamiento en condiciones de humedad y calor. A su vez, las muestras de espumas son sometidas a un almacenamiento en condiciones de humedad y calor y posteriormente se llevó a cabo una medición de le deformación por presión en las muestras. Las espumas a base de catalizadores de amina incorporables generalmente alcanza los valores de emisión requeridos tras un almacenamiento en condiciones de humedad y calor; la reacción de retorno a través de los catalizadores incorporados, sin embargo, produce fallas en la matriz de polímero. Esto provoca, generalmente, que las espumas de emisiones reducidas superen los valores específicos para las características de envejecimiento. Este problema se hace mayor cuanto menor sea la elasticidad de la espuma, dado que en el caso de espumas viscoelásticas no reticuladas la falta de resistencia ante el envejecimiento no se puede mitigar mediante un grado de reticulación elevado.

Por ello, en el caso de las espumas conocidas junto con una reducción de la emisión a través de la implementación de catalizadores incorporables se acepta la desmejora de las características de envejecimiento de la espuma. Pero esto no es aceptable para muchas aplicaciones.

El objeto de la presente invención es presentar espumas blandas viscoelásticas de poliuretano caracterizadas por una emisión reducida y buenas cualidades mecánicas, especialmente, buenas características de envejecimiento.

Por espumas blandas viscoelásticas blandas de poliuretano se entiende, en la presente invención, aquellas espumas que presentan una elasticidad de rebote de < 40% y una amortiguación (factor de pérdida) de, al menos, 0,3.

El objeto de la presente invención pudo ser alcanzado a través de la implementación de difenilmetandiisocianato (MDI) y/o prepolímeros a base de MDI como poliisocianato y la implementación de una combinación especial de catalizadores.

El objeto de la presente invención es, consecuentemente, un procedimiento para la obtención de espumas viscoelásticas de poliuretano por conversión de

se utilizan como a) poliisocianatos ai) difenilmetandiisocianato o aii) mezclas de difenilmetandiisocianato y polimetilenpolifenilenpoliisocianatos, y/o aiii) prepolímeros que contienen grupos isocianato, que se pueden obtener por conversión de aiv) alcoholes de poliéter con difenilmetandiisocianato o mezclas de difenilmetandiisocianato y polimetilenpolifenilenpoliisocianatos y, como catalizadores c), una mezcla de, al menos, respectivamente, un catalizador ci) y cii), asimismo, ci) está seleccionado del grupo que contiene compuestos de las fórmulas generales (I) a (VII), con

y cii) está seleccionado del grupo que contiene compuestos de las fórmulas generales (VIII) a (XII), con

en las cuales

Como poliisocianatos a) se utiliza, como ya se ha descrito, ai) difenilmetandiisocianato (MD) o aii) mezclas de difenilmetandiisocianato y polimetilenpolifenilenpoliisocianatos (MDI crudo), y/o aiii) prepolímeros que contienen grupos isocianato, fabricables por conversión de aiv) alcoholes de poliéter con difenilmetandiisocianato o mezclas de difenilmetandiisocianato y polimetilenpolifenilenpoliisocianatos.

Como MDI ai) pueden utilizarse todos los isómeros del MDI binuclear. Preferentemente, la proporción de 4,4'-MDI es de, al menos, 80% en peso, de modo especialmente preferido, de, al menos, 90% en peso, El resto es, esencialmente, 2,4'-MDI.

Las mezclas de difenilmetandiisocianato y polimetilenpolifenilenpoliisocianatos (MDI crudo) aii)...

1. Procedimiento para la obtención de espumas viscoelásticas de poliuretano por conversión de

se utilizan, como a) poliisocianatos ai) difenilmetandiisocianato o aii) mezclas de difenilmetandiisocianato y polimetilenpolifenilenpoliisocianatos, y/o aiii) prepolímeros que contienen grupos isocianato,

que se pueden obtener por conversión de aiv) alcoholes de poliéter con difenilmetandiisocianato o mezclas de difenilmetandiisocianato y polimetilenpolifenilenpoliisocianatos y, como catalizadores c), una mezcla de, al menos, respectivamente, un catalizador ci) y cii),

asimismo, ci) está seleccionado del grupo que contiene compuestos de las fórmulas generales (I) a (VII), con

y cii) está seleccionado del grupo que contiene compuestos de las fórmulas generales (VIII) a (XII), con

en las cuales

2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque los prepolímeros que contienen grupos isocianato aiii) presentan una proporción de NCO en el área de 23 a 32% en peso.

3. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque los catalizadores c) se utilizan en una cantidad de 0,02-5% en peso, en relación al peso de todos los componentes por utilizar del procedimiento.

4. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el prepolímero que contiene grupos isocianato aiii) presenta una proporción de 4,4'-difenilmetandiisocianato de, al menos, 35-70% en peso, en relación al peso del prepolímero.

5. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el prepolímero que contiene grupos isocianato aiii) presenta una proporción de 2,4'-difenilmetandiisocianato de, al menos, 10 a 20% en peso, en relación al peso del prepolímero.

6. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el prepolímero que contiene grupos isocianato aiii) presenta una proporción de difenilmetandiisocianato binuclear de 40 a 85% en peso, y una proporción de difenilmetandiisocianato trinuclear o de mayores núcleos de 5 a 30% en peso, siempre en relación al peso del prepolímero.

7. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el componente b) contiene, al menos, bii) un producto de fijación de óxido de alquileno en un compuesto con, al menos, un grupo amino en la molécula.

8. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el componente bii) presenta un índice hidroxilo en el rango de entre 160 y 150 mg KOH/g.

9. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el componente bii) se utiliza en una cantidad de 0,01-5% en peso, en relación al peso del componente b).

10. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el componente bii) es, al menos, un producto de fijación de óxidos de alquileno en dimetilaminopropilamina.

11. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el componente bi) presenta, al menos, un alcohol de poliéter bi) obtenido por fijación por adición de óxidos de alquileno en un alcohol bi, y/o trifuncional y presenta un índice hidroxilo en el rango de entre 20 y 450 mg KOH/g.

12. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque los alcoholes de poliéter aiv) y bi) presentan en su cadena poliéter un bloque terminal del mismo óxido de alquileno.

13. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el índice hidroxilo del alcohol de poliéter aiv) se halla entre 5 a 12 mgKOH/g por encima o por debajo del índice hidroxilo del alcohol de poliéter bi).