Procedimiento para la preparación de materiales esponjados duros de poliuretano y poliisocianurato.

Procedimiento para la preparación de materiales esponjados duros de poliuretano o poliisocianurato mediante reacción de poliisocianatos a) con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) en presencia de agentes expansores c)

, caracterizado porque como poliisocianatos a) se emplean prepolímeros que contienen grupos isocianato con un contenido de NCO en el intervalo del 25 al 31 % en peso, en relación con el peso del prepolímero, preparados mediante reacción de ai) mezclas de difenilmetanodiisocianato monomérico y polimérico con al menos un compuesto con más de un átomo de hidrógeno reactivo con grupos isocianato aii) y los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) contienen al menos un poliesteralcohol bi) que contiene al menos un componente de partida que es hidrófobo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/061506.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHON, LARS, HENSIEK, RAINER, LEHMANN,PIT, MALOTKI,PETER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/10 (Procesos de prepolimerización que incluyen reacción de isocianatos o isotiocianatos con compuestos que tienen hidrógeno activo en un primer paso de reacción)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > C08J9/00 (Producción de sustancias macromoleculares para producir artículos o materiales porosos o celulares; Su tratamiento posterior (aspectos mecánicos del modelado de materias plásticas o sustancias en estado plástico para la fabricación de objetos porosos o celulares B29C))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/42 (Policondensados que tienen grupos éster carboxílico o carbónico en la cadena principal)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de materiales esponjados duros de poliuretano y poliisocianurato

El objetivo de la invención es un procedimiento para la preparación de materiales esponjados duros de poliuretano y poliisocianurato mediante reacción de polüsocianatos con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato.

Los materiales esponjados duros de poliuretano y poliisocianurato son conocidos desde hace tiempo y se emplean ampliamente en la técnica. Un campo de aplicación esencial de los materiales esponjados duros de poliuretano y poliisocianurato son los elementos compuestos.

La producción de elementos compuestos de capas de cubierta en particular metálicas y un núcleo de materiales esponjados a base de isocianato, la mayoría de las veces materiales esponjados de poliuretano (PUR) o poliisocianurato (PIR), denominados con frecuencia también elementos de tipo sándwich, en instalaciones de doble cinta que trabajan de forma continua se practica actualmente en un gran alcance. Además de los elementos de tipo sándwich para el aislamiento de almacenes frigoríficos, los elementos con capas de cubierta con color adquieren cada vez más importancia para el diseño de fachadas de los más diversos edificios. A este respecto, como capas de cubierta se emplean, además de chapas de acero revestidas, también chapas de acero inoxidable, cobre o aluminio. En particular en el caso de los elementos de fachada, la adherencia entre la espuma y la capa de cubierta desempeña un papel decisivo. En caso de un tono de color oscuro, la capa de cubierta externa aislada se puede calentar fácilmente a temperaturas alrededor de 8 °C. En caso de una adherencia insuficiente de la espuma a la capa de cubierta se producen abonamientos en la superficie que son causados por desprendimientos de la espuma de la chapa y que hacen que la fachada tenga un aspecto desagradable y que pueden influir negativamente en la estática de la construcción. Tales abonamientos pueden ser causados también por alteraciones de fondo de la espuma en el lado inferior de la chapa. Son alteraciones típicas, por ejemplo, cavidades que pueden ser causadas, por ejemplo, por contaminaciones en el lado posterior de la chapa. Para eliminar estos problemas se aplican incluso durante la producción de bobina barnices adherentes. Sin embargo, por motivos de la técnica del procedimiento, en los barnices adherentes están contenidos aditivos tales como coadyuvantes de flujo, agentes de hidrofobizado, agentes de desaireación y similares. Estos aditivos alteran en parte considerablemente el procedimiento de esponjadura de poliuretano. A esto se suman interacciones en la bobina de acero entre el barniz del lado bueno y del lado posterior. Las sustancias transferidas de este modo adicionalmente al lado posterior tienen con frecuencia también una influencia negativa sobre el procedimiento de esponjadura de PUR y conducen a efectos indeseados, tales como, por ejemplo, cavidades en el elemento de tipo sándwich. Tampoco el tratamiento corona conocido de las capas de cubierta en muchos casos es suficiente para eliminar estas alteraciones. Además, es posible que la temperatura de la doble cinta no esté ajustada de forma óptima al respectivo sistema. Esto se aplica en particular en procedimientos iniciales en la producción cuando no se ha alcanzado todavía ningún estado estacionario. Esto puede tener también una influencia negativa sobre el procedimiento de esponjadura y la adherencia de la espuma a las capas de cubierta metálicas.

Por tanto, el objetivo de la presente invención era proporcionar un sistema de poliuretano o poliisocianurato que garantizase, incluso con influencias externas y condiciones de la producción variables, una elevada calidad constante de los elementos de tipo sándwich producidos. A este respecto se debía asegurar una buena adherencia de la espuma a las capas de cubierta, incluso a lo largo de un periodo de tiempo largo, minimizarse alteraciones de fondo así como alcanzarse una conversión lo más elevada posible de los grupos isocianato.

El objetivo se ha podido conseguir sorprendentemente al emplearse como polüsocianatos prepolímeros que contienen grupos isocianato y al contener los compuestos con dos hidrógenos reactivos con grupos isocianato al menos un poliesteralcohol que se ha preparado usando también al menos un componente inicial hidrófobo.

El empleo de prepolímeros de isocianato para la preparación de materiales esponjados duros de poliuretano y poliisocianurato es conocido. El documento US 5164422 describe el empleo de prepolímeros de isocianato con R11 como agente expansor para mejorar las propiedades aislantes de los materiales esponjados. El documento EP 32134 describe el empleo de prepolímeros de isocianato con R11 como agente expansor para mejorar la compatibilidad del componente A y B. En el documento US 52546 se han mostrado también propiedades de procesamiento mejores mediante el empleo de prepolímeros de isocianato. En el documento EP 394736 se ha mostrado una mejora de la conductividad térmica de los materiales esponjados duros mediante el empleo de prepolímeros de isocianato. El documento JP 2-264945 describe elementos de tipo sándwich con buenas superficies gracias al empleo de prepolímeros de isocianato. En el documento WO 24566 está descrito el empleo de prepolímeros de isocianato para mejorar las propiedades ignífugas así como la mecánica de la espuma dura de poliuretano y poliisocianurato.

El documento WO /23491 desvela un procedimiento para la preparación de una espuma dura de poliuretano de un prepolímero que se ha esponjado con agua como agente de expansión. Gracias a la reacción de 4,4'-metilen- diisocianato con un producto de transesterlflcaclón de aceite de ricino y aceite de soja se genera el prepolímero D1 (% de NCO= 11).

El documento EP 415 159 describe la preparación de materiales esponjados duros de polluretano mediante reacción de prepolímeros de MDI monomérlco y pollmérlco y polléteres hidrófobos. El contenido de NCO varía entre el 26 y el 29 %.

Sin embargo, en ninguno de los documentos mencionados se describe o ni siquiera se sugiere que mediante el empleo de prepolímeros con las propiedades reivindicadas en el presente documento junto con el uso de los pollesteralcoholes bi) se pueda conseguir el objetivo de la presente invención.

Por consiguiente, el objetivo de la Invención es un procedimiento para la preparación de materiales esponjados duros de polluretano y poliisocianurato mediante reacción de poliisocianatos a) con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos ¡soclanato b) en presencia de agentes expansores c), caracterizado por que como poliisocianatos a) se emplean prepolímeros que contienen grupos isocianato a base de dlfenllmetanodllsocianato monomérlco (MMDI) y pollmérlco (PMDI) con un contenido de NCO en el intervalo del 25 al 31 % en peso, preferentemente del 26-3 % en peso, de forma particularmente preferente del 28-29 % en peso en relación con el peso del prepolímero, preparados mediante reacción de ai) mezclas de difenilmetanodiisocianato monomérlco y polimérico con aii) al menos un compuesto con más de un átomo de hidrógeno reactivo con grupos isocianato y los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) contienen al menos un pollesteralcohol bi) que se ha preparado mediante el uso de al menos un componente de partida que es hidrófobo.

Gracias al contenido de NCO de acuerdo con la Invención se consiguen mejoras en las propiedades de procesamiento del sistema, por ejemplo, una reducida vulnerabilidad a alteración de fondo y una adherencia mejorada y, en el caso de la preparación de materiales esponjados duros de poliisocianurato, también se forman todavía... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación de materiales esponjados duros de poliuretano o poliisocianurato mediante reacción de poliisocianatos a) con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) en presencia de agentes expansores c), caracterizado porque como poliisocianatos a) se emplean prepolímeros que contienen grupos isocianato con un contenido de NCO en el intervalo del 25 al 31 % en peso, en relación con el peso del prepolímero, preparados mediante reacción de al) mezclas de dlfenllmetanodiisoclanato monomérlco y polimérico con al menos un compuesto con más de un átomo de hidrógeno reactivo con grupos isocianato all) y los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) contienen al menos un poliesteralcohol bi) que contiene al menos un componente de partida que es hidrófobo.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los prepolímeros que contienen grupos isocianato presentan un contenido de NCO en el intervalo del 26 - 3 % en peso, en relación con el peso del prepolímero.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los prepolímeros que contienen grupos isocianato presentan un contenido de difenilmetanodiisocianato de dos núcleos del 28 - 38 % en peso, en relación con el peso del prepolímero, preferentemente del 3 al 36 % en peso.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las mezclas de difenilmetanodiisocianato monomérico y polimérico ai) presentan un contenido de NCO del 29 al 33 % en peso.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las mezclas de difenilmetanodiisocianato monomérico y polimérico ai) presentan una parte de MDI de 2 núcleos monomérico del 41 + 5 % en peso en relación con el peso de la mezcla.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los polioles de funcionalidad al menos 2 para la preparación de los prepolímeros que contienen grupos isocianato son polieteralcoholes aii).

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los polieteralcoholes aii) presentan un número hidroxilo de 5 a 3 mg KOH/g.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los polioles de funcionalidad al menos 2 aii) para la preparación de los prepolímeros que contienen grupos isocianato son poliesteralcoholes.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los poliesteralcoholes aii) presentan un número hidroxilo de 5 a 4 mg KOH/g.

1. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los poliesteralcoholes aii) se han preparado mediante el uso conjunto de al menos un componente inicial hidrófobo.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los polioles aii) para la preparación de los prepolímeros que contienen grupos Isocianato son mezclas de polieteralcoholes y poliesteralcoholes.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el poliesteralcohol bi) presenta un número hidroxilo de 1 a 3 mg KOH/g.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el componente inicial hidrófobo para la preparación del poliesteralcohol bi) es ácido oleico.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el poliesteralcohol bi) se emplea en mezcla con al menos un polieteralcohol bii) y/o al menos un poliesteralcohol biii), caracterizado porque el poliesteralcohol bilí) se ha preparado sin el uso de un componente inicial hidrófobo.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque en el componente b) el poliol bi) se emplea en una cantidad del 2 - 9 % en peso, el poliol bii), en una cantidad del 5 - 3 % en peso y biii), en una cantidad del -9 % en peso, ascendiendo la suma de bi), bii) y biii) a 1.

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque como agente expansor se emplean agentes expansores físicos y opcionalmente agentes expansores químicos.

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque como agente expansor químico se usa agua y como agente expansor físico, hidrofluorocarbonos.

18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque como agente expansor químico se usan ácidos carboxíllcos, preferentemente ácido fórmico, y como agente expansor físico, hidrofluorocarbonos.

19. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque como agente expansor químico se usa agua y como agente expansor físico hidrocarburos, preferentemente homólogos del pentano, de forma

particularmente preferente n-pentano.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque como agente expansor químico se usan ácidos carboxílicos, preferentemente ácido fórmico y como agente expansor físico hidrocarburos, preferentemente homólogos del pentano, de forma particularmente preferente n-pentano.