Procedimiento para la preparación de espumas duras de poliuretano.

Procedimiento para la preparación de espumas duras de poliuretano mediante reacción de

a) poliisocianatos con

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

c) agentes de expansión,

caracterizado porque el componente b) contiene aceite de ricino bi), la reacción se realiza en presencia de uncompuesto d) seleccionado del grupo que contiene carbonatos de alquileno, amidas de ácido carbónico ypirrolidonas, como agente de expansión se usa total o predominantemente agua y en el procedimiento no se usanagentes ignífugos que contienen halógeno.

Procedimiento para la preparación de espumas duras de poliuretano El objeto de la invención es un procedimiento para la preparación de espumas duras de poliuretano mediante reacción de poliisocianatos con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato.

Las espumas duras de poliuretano se conocen desde hace tiempo y se usan predominantemente para el aislamiento de calor y frío, por ejemplo en aparatos refrigeradores, en acumuladores de agua caliente, en tubos de calor para calefacción o en la construcción, por ejemplo en elementos tipo sándwich. Una visión general resumida sobre la preparación y aplicación de espumas duras de poliuretano se encuentra por ejemplo en el Kunststoff-Handbuch, volumen 7, Polyurethane, 1ª edición 1966, publicada por Dr. R. Vieweg y Dr. A. Höchtlen, 2ª edición 1983, publicada por Dr. Günter Oertel, y 3ª edición 1993, publicada por Dr. Günter Oertel, Carl Hanser Verlag, Múnich, Viena.

Su preparación se realiza en la mayoría de los casos mediante reacción de poliisocianatos con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato en presencia de catalizadores, agentes de expansión así como coadyuvantes y/o aditivos.

Son requerimientos esenciales de las espumas duras de poliuretano una baja conductividad térmica, una buena capacidad de flujo, una adherencia suficiente de la espuma a las capas de cubierta y buenas propiedades mecánicas.

En particular con espumas duras de poliuretano que se preparan usando agua como agente de expansión es insuficiente con frecuencia la adherencia de las espumas.

El documento US 5798533 describe el uso de catalizadores especiales para la mejora de la adhesión de espumas duras expandidas con agua meramente, para la mejora de la adhesión a poliestireno o ABS para su uso en aparatos refrigeradores. Esto puede influir negativamente, sin embargo, en la capacidad de flujo y propiedades mecánicas de las espumas.

El documento WO 2004009667 describe el uso de polioles de injerto en sistemas de espuma dura expandidos con agua meramente para la reducción de la fragilidad de la espuma así como la mejora de la adhesión a otros sustratos. Los polioles de injerto son, sin embargo, caros y con frecuencia incompatibles con otros componentes de los sistemas de poliuretano.

El documento EP 1806374 describe espumas duras de poliuretano para aparatos refrigeradores con adhesión mejorada mediante el uso de monoaminas alcoxiladas tales como por ejemplo anilina. Estos compuestos pueden influir negativamente, sin embargo, en las propiedades de procesamiento de las espumas.

El documento EP 672697 describe un procedimiento para la preparación de espumas duras esencialmente de célula cerrada que presentan grupos uretano, urea y biuret con adhesión excelente a superficies sólidas y su uso como aislantes y/o para el refuerzo de piezas de construcción mecánicas, conteniendo el componente reactivo frente a isocianato productos de reacción de aceite de ricino, aminas y/o compuestos de hidroxilo cuyo índice de OH asciende a de 200 a 500 mg de KOH/g, y no se usan FCHC como agentes de expansión.

Se encontró ahora sorprendentemente que espumas duras de poliuretano que se preparan total o predominantemente usando agua como agente de expansión, presentan una adhesión mejorada cuando el sistema de espuma contiene aceite de ricino y un compuesto seleccionado del grupo que contiene carbonatos de alquileno, amidas de ácido carbónico y pirrolidonas.

El documento US 2008051481 describe entre otras cosas el uso de carbonato de propileno o aceite de ricino como agentes adhesivos, en particular con el uso de moldes fríos, para sistemas de espuma dura especiales con buenas propiedades ignífugas. Se menciona el uso ventajoso de polioles halogenados en combinación con otro agente ignífugo. Las espumas duras están pensadas para su uso en el sector de la construcción. Las espumas duras que se usan en el sector de refrigeradores no contienen habitualmente polioles halogenados y tampoco agentes ignífugos, dado que esto (al menos actualmente todavía no) se considera como requerimiento técnico importante.

El documento US 2008051481 describe espumas duras de poliuretano ignífugas que se prepararon usando polioles halogenados, en particular bromados. Como agente de expansión se usan preferentemente agentes de expansión físicos, eventualmente usando conjuntamente agua como co-agente de expansión. Para mejorar la adhesión de estos productos, se describe el uso de agentes adhesivos. Además de una serie de otras sustancias, se propone también el uso de carbonato de propileno o aceite de ricino.

Los agentes ignífugos halogenados descritos en el documento US 2008051481 no se usan habitualmente en espumas que se usan en aparatos refrigeradores.

Es objeto de la invención un procedimiento para la preparación de espumas duras de poliuretano mediante reacción de

a) poliisocianatos con b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato en presencia de c) agentes de expansión,

caracterizado porque el componente b) contiene aceite de ricino bi) y porque la reacción se realiza en presencia de un compuesto d) seleccionado del grupo que contiene carbonatos de alquileno, amidas de ácido carbónico y pirrolidonas.

El carbonato de alquileno es preferentemente carbonato de etileno y/o carbonato de propileno, de manera especialmente preferente carbonato de propileno.

Como amidas de ácido carbónico se usan preferentemente urea y/o alquilurea. Las alquilureas son en particular tetrametilurea y diisobutilurea.

La pirrolidona es en particular 1-metil-2-pirrolidona.

El componente d) se usa preferentemente en una cantidad del 1, 5-15 % en peso, con respecto al peso del componente b) .

A este respecto pueden usarse los componentes mencionados individualmente o en mezclas discrecionales entre sí. Preferentemente se usa carbonato de propileno.

El componente d) se añade preferentemente en la preparación de las espumas duras preferentemente a los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato.

El aceite de ricino bi) se usa preferentemente en una cantidad del 1-20 % en peso, con respecto al peso del componente b) .

Como agente de expansión c) se usa, tal como se ha descrito anteriormente, agua. A este respecto puede usarse el agua como único agente de expansión. Es también posible usar el agua en mezcla con otros agentes de expansión, en particular agentes de expansión físicos. A este respecto debería usarse el agua al menos en una cantidad tal que corresponda a una acción de expansión del 50 %.

Esto puede determinarse con ayuda de las cantidades molares de gas. Los volúmenes de expansión de los agentes de expansión individuales se calculan y se adicionan:

n= cantidad molar m= masa M= peso molecular

Con respecto a los compuestos de partida usados además de los polieteralcoholes descritos para el procedimiento de acuerdo con la invención puede decirse en particular lo siguiente:

Como poliisocianatos orgánicos a) se tienen en consideración todos los di-y poliisocianatos orgánicos conocidos, preferentemente isocianatos aromáticos polivalentes.

En particular se mencionan a modo de ejemplo 2, 4 y 2, 6-toluilendiisocianato (TDI) y las correspondientes mezclas de isómeros, 4, 4’-, 2, 4’-y 2, 2’-difenilmetanodiisocianato (MDI) y las correspondientes mezclas de isómeros, mezclas de 4, 4’-y 2, 4’-difenilmetanodiisocianatos, polifenil-polimetilen-poliisocianatos, mezclas de 4, 4’-, 2, 4’-y 2, 2’difenilmetanodiisocianatos y polifenil-polimetilen-poliisocianatos (MDI bruto) y mezclas de MDI bruto y toluilendiisocianatos. Los di-y poliisocianatos orgánicos pueden usarse individualmente o en forma de mezclas.

Con frecuencia se usan también los denominados isocianatos polifuncionales modificados, es decir productos que se obtienen mediante reacción química de di-y/o poliisocianatos orgánicos. A modo de ejemplo se mencionan di-y/o poliisocianatos que contienen grupos uretdiona, carbamato, isocianurato, carbodiimida, alofanato y/o uretano. Los poliisocianatos modificados pueden mezclarse eventualmente entre sí o con poliisocianatos orgánicos no

modificados tales como por ejemplo 2, 4’-, 4, 4’-difenilmetanodiisocianato, MDI bruto, 2, 4-y/o 2, 6-toluilendiisocianato.

Además pueden usarse también productos de reacción de isocianatos polifincionales con polioles polifuncionales, así como sus mezclas con otros di-y poliisocianatos.

Especialmente ha dado buen resultado como poliisocianato orgánico MDI bruto,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de espumas duras de poliuretano mediante reacción de a) poliisocianatos con b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato en presencia de c) agentes de expansión,

caracterizado porque el componente b) contiene aceite de ricino bi) , la reacción se realiza en presencia de un compuesto d) seleccionado del grupo que contiene carbonatos de alquileno, amidas de ácido carbónico y pirrolidonas, como agente de expansión se usa total o predominantemente agua y en el procedimiento no se usan agentes ignífugos que contienen halógeno.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el compuesto d) se selecciona del grupo que contiene carbonato de etileno, carbonato de propileno y 1-metil-2-pirrolidona.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el carbonato de alquileno es carbonato de propileno.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como amidas de ácido carbónico se usan urea y alquilureas.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como alquilureas se usan tetrametilurea y diisobutilurea.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la pirrolidona es 1-metil-2-pirrolidona.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el compuesto d) se usa en una cantidad del 1, 515 % en peso, con respecto al peso del componente b) .

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el aceite de ricino bi) se usa en una cantidad del 1-20 % en peso, con respecto al peso del componente b) .

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente b) contiene un polieteralcohol biii) con una funcionalidad de 2 a 3 y un índice de hidroxilo en el intervalo de 150 a 450 mg de KOH/g.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el polieteralcohol biii) se usa en una cantidad del 3-25% en peso, con respecto al peso del componente b) .

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente b) contiene al menos un polieteralcohol bii) con una funcionalidad de 3, 5 -5, 5 y un índice de hidroxilo de 350 -600 mg de KOH/g.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el polieteralcohol bii) se usa en una cantidad de.

3. 55% en peso, con respecto al peso del componente b) .

13. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente b) contiene al menos un polieteralcohol 3-funcional biii) con un índice de hidroxilo en el intervalo entre 150 y 420 mg de KOH/g.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque el polieteralcohol biii) se usa en una cantidad del 18-35% en peso, con respecto al peso del componente b) .

15. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el componente biii) contiene al menos un polieteralcohol biiia) y al menos un polieteralcohol biiib) .

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque el polieteralcohol biiia) es un polieteralcohol trifuncional con un índice de hidroxilo en el intervalo entre 150 y 200 mg de KOH/g.

17. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque el polieteralcohol biiib) es un polieteralcohol trifuncional con un índice de hidroxilo en el intervalo entre 350 y 420 mg de KOH/g.

18. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como único agente de expansión c) se usa agua.

19. Espumas duras de poliuretano que puedan prepararse según una de las reivindicaciones 1 a 18.