PROCEDIMIENTO PARA FABRICAR UNA ESPUMA DE POLIURETANO.

Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible,

según el procedimiento de espumación libre, teniendo la espuma una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3, que comprende hacer reaccionar a un índice de 40-80 una composición de poliisocianato que consiste en diisocianato de difenilmetano y en homólogos de diisocianato de difenilmetano, teniendo dichos homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, y en el que la composición de poliisocianato tiene una funcionalidad isocianato promedio de 2,10-2,40 y un contenido en diisocianato de 2,4'-difenilmetano del 6-45% en peso con la condición de que la relación entre esta funcionalidad (F) y el contenido (C) sea: -123F + 287 &61603; C &61603; -123F + 311, y un polioxietileno polioxipropileno poliol (poliol b1) que tiene un contenido en oxietileno del 5-30% en peso, una funcionalidad nominal de 2-4 y un peso equivalente promedio de 1000-3000, y opcionalmente hasta 18 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1), de un polioxialquileno poliol (poliol b2) que tiene un contenido en oxietileno de al menos el 50% en peso, una funcionalidad nominal de 2-6 y un peso equivalente promedio de 75-2000 y que comprende usar 5-20 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1, de agua como agente de expansión, una cantidad eficaz de un catalizador que mejora la formación de uretano y una cantidad eficaz de un tensioactivo, con la condición de que la cantidad de componentes reactivos con isocianato que tienen un peso equivalente de más de 374 sea al menos de 36 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de poliisocianato y los componentes reactivos con isocianato, de que el procedimiento sea un procedimiento de una vez y de que la cantidad de catalizador sea del 0,1-2% en peso y la cantidad de tensioactivo sea del 0,1-5% en peso, ambas calculadas con respecto a todos los componentes reactivos con isocianato

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/051706.

Solicitante: HUNTSMAN INTERNATIONAL LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 500 HUNTSMAN WAY SALT LAKE CITY, UTAH 84108 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: VAN ESSCHE, LUC, BERTHELS,Philip , ELEN,Raf.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 22 de Febrero de 2007.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G18/48F

Clasificación PCT:

  • C08G18/48 QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › Poliéteres.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.


Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano.

Tales procedimientos se han descrito ampliamente.

El documento EP 309217, por ejemplo, describe un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible en un procedimiento de una vez a un bajo índice haciendo reaccionar un cierto diisocianato de difenilmetano y un cierto poliol especificado. Las espumas obtenidas tienen una densidad bastante alta.

En el documento EP 309218 se describe un procedimiento similar, en el que se usa más agua como agente de expansión, conduciendo a espumas flexibles que tienen una baja densidad. Las espumas flexibles obtenidas son útiles para colchones y asientos de automóviles y muebles. El documento EP 296449 también da a conocer la preparación de espumas flexibles a un bajo índice mientras que se usan altas cantidades de agua. Se fabrican piezas moldeadas a partir de poliisocianatos que comprenden altas cantidades de diisocianato de tolueno y/o altas cantidades de diisocianato de difenilmetano (MDI) y 2,4'-MDI. Las espumas se usan para los mismos fines. Los documentos WO 00/08083 y WO 01/53370 describen un procedimiento para fabricar espuma de espumación libre o esponjada en bloques y moldeada usando un poliisocianato especificado que comprende una alta cantidad de diisocianato de difenilmetano (MDI). Las espumas obtenidas se usan en colchones, almohadones, asientos de muebles y asientos de automóviles.

Además, el documento EP 830419 describe la preparación de una espuma rígida que tiene una baja densidad haciendo reaccionar en un procedimiento de una vez un cierto diisocianato de difenilmetano y una cierta composición reactiva con isocianato. Mediante trituración bastante intensa de la espuma rígida obtenida, puede obtenerse una cierta espuma flexible. La recuperación de tal trituración intensa requiere una fase de recuperación posterior a temperatura elevada. La cantidad de

polioles usados que tienen un alto peso molecular es bastante baja. La espuma flexible obtenida no muestra ninguna transición vidrio-caucho importante entre -100ºC y +25ºC.

El documento EP 555721 describe un procedimiento para preparar espumas flexibles moldeadas, curadas en frío usando una cantidad relativamente pequeña de agua a un índice superior.

Finalmente, el documento US 6096237 da a conocer el uso de ciertas mezclas de poliisocianato para fabricar espumas de poliuretano termoformables. La cantidad de agua usada es relativamente baja y los polioles usados se han descrito de un modo bastante general.

Sorprendentemente, se ha encontrado que pueden proporcionarse espumas con muy buenas propiedades de absorción acústica y/o aislamiento acústico siempre que se use una composición de poliisocianato específica. Una selección relativamente pequeña de composiciones de poliisocianato es útil dentro de las que tienen una funcionalidad (F) de 2,10-2,40 y que tienen un contenido (C) en diisocianato de 2,4'difenilmetano (2,4'-MDI) del 6-45% en peso. De estos poliisocianatos, son adecuados los que tienen un C que cumple la

fórmula -123F + 287  C  -123F + 311 y preferiblemente -123F + 293  C  -123F + 305.

Además de los requisitos respecto a los poliisocianatos que han de usarse, el procedimiento según la presente invención para preparar las espumas que tienen buenas propiedades de absorción acústica y/o aislamiento acústico debe realizarse a un índice relativamente bajo mientras que se usa una cantidad relativamente alta de agua y una cantidad relativamente alta de componentes reactivos con isocianato que tienen un peso molecular relativamente alto.

En el documento EP 353785 se producen espumas de poliuretano a un bajo índice y usando una cantidad relativamente alta de agua. Los poliisocianatos usados no tienen la funcionalidad y/o el contenido en 2,4'-MDI requeridos. No se han mencionado las propiedades de absorción acústica y/o aislamiento acústico.

Los documentos EP 566248 y EP 566251 muestran un procedimiento para fabricar espumas flexibles que son útiles en asientos de automóviles, entre otros. Los procedimientos dados a conocer son procedimientos de prepolímeros. No se ha hecho ninguna indicación que las espumas fabricadas sean adecuadas para fines de absorción acústica y/o aislamiento acústico.

La presente invención se refiere a una espuma de poliuretano de espumación libre que tiene una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3 y preferiblemente de 8-30 kg/m3 (norma ISO 845) y que tiene una absorción acústica máxima de > 0,8 (medida según la norma ASTM E1050-98 en un tubo de Kundt y a un espesor de espuma de 20 mm), alcanzándose esta absorción máxima a una frecuencia de entre 1000 y 2000 Hz.

La presente invención se refiere además a un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano, según el procedimiento de espumación libre, teniendo la espuma una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3, que comprende hacer reaccionar a un índice de 40-80 una composición de poliisocianato que consiste en diisocianato de difenilmetano y en homólogos de diisocianato de difenilmetano, teniendo dichos homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, y en el que la composición de poliisocianato tiene una funcionalidad isocianato promedio de 2,10-2,40 y preferiblemente de 2,12-2,40 y lo más preferiblemente de 2,15-2,40 y un contenido en diisocianato de 2,4'-difenilmetano del 6-45% en peso con la condición de que la relación entre esta funcionalidad (F) y el contenido (C) sea:

- 123F + 287  C  -123F + 311, y un polioxietileno polioxipropileno poliol (poliol b1) que tiene un contenido en oxietileno del 5-30% en peso, una funcionalidad nominal de 2-4 y un peso equivalente promedio de 1000-3000, y opcionalmente hasta 18 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1), de un polioxialquileno poliol (poliol b2) que tiene un contenido en oxietileno de al menos el 50% en peso, una funcionalidad nominal de 2-6 y un peso equivalente promedio de 75-2000 y que comprende usar 5-20 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1,

de agua como agente de expansión, una cantidad eficaz de un catalizador que mejora la formación de uretano y una cantidad eficaz de un tensioactivo, con la condición de que la cantidad de componentes reactivos con isocianato que tienen un peso equivalente de más de 374 sea al menos de 36 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de poliisocianato y los componentes reactivos con isocianato, que el procedimiento sea un procedimiento de una vez y que la cantidad de catalizador sea del 0,1-2% en peso y la cantidad de tensioactivo sea del 0,1-5% en peso, ambas calculadas con respecto a todos los componentes reactivos con isocianato.

Sorprendentemente, se encontró que las espumas según la presente invención muestran una buena absorción acústica en particular entre 1000 y 2000 Hz, lo que significa que una gran área del área entre 0,7 y 1,0 de absorción y entre 1000 y 2000 Hz está bajo la curva de absorción (medido tal como se explicó anteriormente). En términos cuantitativos, preferiblemente al menos el 30% de este área y más preferiblemente el 40-90% de este área está bajo la curva de absorción (medido tal como se explicó anteriormente) para las espumas de la presente invención.

Las espumas según la presente invención pueden fabricarse según el procedimiento según la presente invención. Todavía adicionalmente, la presente invención se refiere a espumas que pueden obtenerse según los procedimientos anteriores y a espumas obtenidas según el procedimiento anterior y al uso de tales espumas para la absorción acústica y/o el aislamiento acústico.

Las espumas según la presente invención muestran una cantidad deseable de células abiertas y un nivel deseable de resistencia al flujo de aire, lo que las hace adecuadas para su uso en aplicaciones en las que la absorción acústica y/o el aislamiento acústico son importantes.

En el contexto de la presente solicitud, los siguientes términos tienen el siguiente significado:

1) índice de isocianato o índice de NCO o índice:

la razón de grupos NCO con respecto a átomos de hidrógeno reactivos con isocianato presentes en una formulación, proporcionada como un porcentaje:

[NCO]x100

(%)

[hidrógeno activo]

En otras palabras, el índice de NCO expresa el porcentaje...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible, según el procedimiento de espumación libre, teniendo la espuma una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3, que comprende hacer reaccionar a un índice de 40-80 una composición de poliisocianato que consiste en diisocianato de difenilmetano y en homólogos de diisocianato de difenilmetano, teniendo dichos homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, y en el que la composición de poliisocianato tiene una funcionalidad isocianato promedio de 2,10-2,40 y un contenido en diisocianato de 2,4'-difenilmetano del 6-45% en peso con la condición de que la relación entre esta funcionalidad (F) y

el contenido (C) sea: -123F + 287  C  -123F + 311, y un polioxietileno polioxipropileno poliol (poliol b1) que tiene un contenido en oxietileno del 5-30% en peso, una funcionalidad nominal de 2-4 y un peso equivalente promedio de 1000-3000, y opcionalmente hasta 18 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1), de un polioxialquileno poliol (poliol b2) que tiene un contenido en oxietileno de al menos el 50% en peso, una funcionalidad nominal de 2-6 y un peso equivalente promedio de 75-2000 y que comprende usar 5-20 partes en peso, por 100 partes en peso de poliol b1, de agua como agente de expansión, una cantidad eficaz de un catalizador que mejora la formación de uretano y una cantidad eficaz de un tensioactivo, con la condición de que la cantidad de componentes reactivos con isocianato que tienen un peso equivalente de más de 374 sea al menos de 36 partes en peso por 100 partes en peso de la composición de poliisocianato y los componentes reactivos con isocianato, de que el procedimiento sea un procedimiento de una vez y de que la cantidad de catalizador sea del 0,1-2% en peso y la cantidad de tensioactivo sea del 0,1-5% en peso, ambas calculadas con respecto a todos los componentes reactivos con isocianato.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la densidad de espumación libre es de 8-30 kg/m3.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1-2, en el que el índice es de 40-70.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1-3, en el que la cantidad de poliol b2 es de 2-16 partes en peso por 100 partes en peso de poliol b1.

5. Procedimiento según las reivindicaciones 1-4, en el que la cantidad de poliol b2 es de 4-16 partes en peso por 100 partes en peso de poliol b1 y la funcionalidad del poliol b2 es de 2-4.

6. Procedimiento según las reivindicaciones 1-5, en el que la funcionalidad isocianato promedio es de 2,15-2,40.

7. Procedimiento según las reivindicaciones 1-6, en el que el poliol b2) es un polioxietileno poliol que no tiene grupos oxipropileno.

8. Procedimiento según las reivindicaciones 1-7, en el que la cantidad de agua es de 7-17 partes en peso por 100 partes en peso de poliol b1.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 1-8, en el que la

relación entre la funcionalidad (F) y el contenido (C) es -123F + 293  C  -123F + 305.

10. Espuma de poliuretano que puede obtenerse según el procedimiento de las reivindicaciones 1-9.

11. Espuma de poliuretano obtenida según el procedimiento de las reivindicaciones 1-9.

12. Espuma de poliuretano flexible de espumación libre que tiene una densidad de espumación libre de 5-40 kg/m3, que se ha fabricado a partir de una composición de poliisocianato que consiste en diisocianato de difenilmetano y en homólogos de diisocianato de difenilmetano, teniendo dichos homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, y en la que la composición de poliisocianato tiene una funcionalidad isocianato promedio de 2,10-2,40 y un contenido en diisocianato de 2,4'-difenilmetano del 6-45%

en peso con la condición de que la relación entre esta funcionalidad (F) y el contenido (C) sea: -123F + 287  C  -123F + 311, y que tiene una absorción acústica máxima de

> 0,8 (medida según la norma ASTM E1050-98 en un tubo de Kundt y a un espesor de espuma de 20 mm), alcanzándose esta absorción máxima a una frecuencia de entre 1000 y 2000 Hz.

13. Espuma de poliuretano según la reivindicación 12, en la que la densidad de espumación libre es de 8-30 kg/m3.

14. Espuma de poliuretano según las reivindicaciones 12-13, en la que la espuma se basa en un poliisocianato del tipo de diisocianato de difenilmetano.

15. Espuma de poliuretano según las reivindicaciones 12-14, en la que el área bajo la curva de absorción, curva que se mide según la norma ASTM E1050-98 en un tubo de Kundt y a un espesor de espuma de 20 mm, dentro del área entre 1000 y 2000 Hz y una absorción de 0,7-1,0 es de al menos el 30%.

16. Espuma según la reivindicación 15, en la que el área bajo la curva de absorción, curva que se mide según la norma ASTM E1050-98 en un tubo de Kundt y a un espesor de espuma de 20 mm, dentro del área entre 1000 y 2000 Hz y una absorción de 0,7-1,0 es del 40-90%.

17. Espuma según las reivindicaciones 12-16, caracterizada porque la espuma es termoformable.

18. Espuma de poliuretano según las reivindicaciones 12-17, espuma que se ha fabricado según un procedimiento según las reivindicaciones 1-9.

19. Uso de las espumas obtenidas según el procedimiento de las reivindicaciones 1-9 para la absorción acústica y/o el aislamiento acústico.

20. Uso de las espumas según las reivindicaciones 12-18 para la absorción acústica y/o el aislamiento acústico.

 

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