Procedimiento para la producción de espumas blandas de poliuretano.

Procedimiento para la producción de espumas blandas de poliuretano con una densidad aparente según norma DIN EN ISO 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 10 kg/m3 a ≤ 150 kg/m3 y una dureza de aplastamiento según norma DIN EN ISO 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 0,5 kPa a ≤ 20 kPa

(con 40 % de deformación y 4º ciclo) mediante reacción de componente A que contiene A1 de 50 a 95 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de polieterpoliol convencional, A2 de 5 a 50 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de éster de ácido polirricinoleico con un índice de hidroxilo de 30 mg de KOH/g a 80 mg de KOH/g y un índice de ácido inferior a 5 mg de KOH/g,

A3 de 0,5 a 25 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de agua y/o agente expansivo físico,

A4 de 0,05 a 10 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de coadyuvantes y aditivos como

d) catalizadores,

e) aditivos tensioactivos,

f) pigmentos o agentes ignífugos,

con el componente B que contiene poliisocianatos,

realizándose la producción con un índice de 50 a 250, y en el que se normalizan todos los datos de partes en peso de los componentes A1 a A5 en la presente solicitud, de modo que la suma de las partes en peso de los componentes A1+A2 en la composición resulta 100.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/070478.

Solicitante: Bayer Intellectual Property GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Alfred Nobel Strasse 10 40789 Monheim am Rhein ALEMANIA.

Inventor/es: MEYER-AHRENS, SVEN, DR., KLESCZEWSKI, BERT, NEFZGER,HARTMUT, JACOBS, GUNDOLF, DR..

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 > C08G18/40 (Compuestos de alto peso molecular)
  • 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)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/36 (Esteres hidroxilados de ácidos grasos de alto peso molecular)

PDF original: ES-2524895_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción de espumas blandas de poliuretano La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de espumas blandas de poliuretano, en el que como sustancia de partida se usa un componente poliol (componente A) , que contiene éster de ácido polirricinoleico. Las espumas blandas de poliuretano de acuerdo con la invención presentan una densidad aparente 5 según norma DIN EN ISO 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 10 kg/m3 a ≤ 150 kg/m3, preferiblemente de ≥ 20 kg/m3 a ≤ 70 kg/m3 y por lo general su dureza de aplastamiento se encuentra por lo general según norma DIN EN ISO 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 0, 5 kPa a ≤ 20 kPa (con 40 % de deformación y 4º ciclo) . Los ésteres de ácido polirricinoleico se obtienen mediante reacción de ácido ricinoleico con un componente alcohol, tales alcoholes mono- o polihidroxílicos que comprenden un peso molecular ≥ 32 g/mol a ≤ 400 g/mol y la reacción se lleva a cabo al menos 10 parcialmente en presencia de un catalizador.

Los ésteres de ácido polirricinoleico se obtienen industrialmente mediante policondensación de ácido ricinoleico monomérico y componentes alcohol. Esta reacción discurre en comparación con la esterificación, por ejemplo, de ácido adípico y componentes hidroxilo di-primarios lentamente y por tanto es desventajosa. Para compensar la funcionalidad mínima condicionada por la sustancia en grupos hidroxilo se puede añadir en la síntesis del éster de 15 ácido polirricinoleico como componente adicional un poliol de bajo peso molecular, para asegurar finalmente el exceso de grupos hidroxilo frente a grupos carboxilo.

En la actualidad se necesitan en la escala industrial de la síntesis de un polirricinolato a partir de ácido ricinoleico y un poliol de bajo peso molecular tiempos de residencia en parte de más de 80 horas, para obtener un producto con un índice de ácido inferior a 5 mg de KOH/g y un índice de hidroxilo en el intervalo de 30 a 80 mg de KOH/g. Se 20 describe una preparación de ésteres de ácido polirricinoleico, por ejemplo, en el documento EP 0 180 749 A1. Esta solicitud de patente se refiere a un procedimiento para la producción de cuerpos de moldeo elastoméricos, dado el caso microcelulares con propiedades autoportantes. A este respecto se hizo reaccionar en moldes cerrados una mezcla de reacción de poliisocianatos orgánicos y soluciones de agentes de alargamiento de cadena del intervalo de peso molecular de 62 a 400 en compuestos polihidroxílicos de alto peso molecular del intervalo de peso molecular 25 de 1800 a 12000 en combinación con catalizadores, agentes de desmoldeo internos y dado el caso otros coadyuvantes y aditivos. Agentes de desmoldeo internos aquí tratados son productos de condensación que presentan grupos éster del intervalo de peso molecular de 900 a 4500, un índice de ácido inferior a 5 mg de KOH/g y un índice de hidroxilo de 12, 5 a 125 mg de KOH/g a partir de 3 a 15 mol de ácido ricinoleico y un mol de un alcohol mono- o polihidroxílico del intervalo de peso molecular de 32 a 400 o en total un mol de una mezcla de varios 30 alcoholes de este tipo.

Fue objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para la producción de espumas blandas de poliuretano, en el que el componente poliol contiene un polieterpoliol que se basa en materias primas expansivas. Por motivos ecológicos sería ventajoso que partiendo de un componente poliol basado en polieterpoliol convencional de hasta 50 partes en peso de polieterpoliol se pueda intercambiar por polieterpoliol que se base en materias primas 35 expansivas, sin que se deba ajustar por ello la formulación para la producción de la espuma blanda de poliuretano consiguiendo procesabilidad comparable. También deberían ser comparables las espumas producidas a partir de estos en lo relativo a su dureza de aplastamiento y propiedades de tracción con las espumas convencionales.

De forma sorprendente se ha encontrado que se consigue el objetivo previamente citado mediante un procedimiento para la producción de espumas blandas de poliuretano con una densidad aparente según la norma DIN EN ISO 40 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 10 kg/m3 a ≤ 150 kg/m3, preferiblemente de ≥ 20 kg/m3 a ≤ 70 kg/m3 y una dureza de aplastamiento según la norma DIN EN ISO 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 0, 5 kPa a ≤ 20 kPa (con 40 % de deformación y 4º ciclo) mediante reacción de componente A (formulación de poliol) que contiene A1 de 50 a 95 partes en peso, preferiblemente de 50 a 80 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de polieterpoliol convencional, 45

A2 de 5 a 50 partes en peso, preferiblemente de 20 a 50 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de éster de ácido polirricinoleico con un índice de hidroxilo de 30 mg de KOH/g a 80 mg de KOH/g y un índice de ácido inferior a 5 mg de KOH/g,

A3 de 0, 5 a 25 partes en peso, preferiblemente de 2 a 5 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de agua y/o agentes expansivos físicos, 50

A4 de 0, 05 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0, 2 a 4 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de coadyuvantes y aditivos como a) catalizadores,

b) aditivos tensioactivos,

c) pigmentos o agentes ignífugos,

A5 de 0 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0 a 5 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de compuestos que presentan átomos de hidrógeno que pueden reaccionar 5 frente a isocianatos con un peso molecular de 62 – 399,

con componente B que contiene poliisocianatos,

realizándose la producción con un índice de 50 a 250, preferiblemente de 70 a 130, con especial preferencia de 75 a 115, y en el que se normalizan todos los datos de partes en peso de los componentes A1 a A5 en la presente solicitud, de modo que la suma de las partes en peso de los componentes A1+A2 en la composición resulta 100. 10

Componente A1

Son componentes de partida según el componente A1 polieterpolioles convencionales. Con polieterpolioles convencionales en el sentido de la invención se designan compuestos que son productos de adición de óxido de alquileno de compuestos de partida con átomos de hidrógeno activos de Zerewitinoff, por ejemplo polieterpolioles con un índice de hidroxilo según la norma DIN 53240 de ≥ 15 mg de KOH/g a ≤ 80 mg de KOH/g, preferiblemente de 15 ≥ 20 mg de KOH/g a ≤ 60 mg de KOH/g.

Compuestos de partida usados para los polieterpolioles convencionales con átomos de hidrógeno activos de Zerewitinoff presentan en su mayoría funcionalidades de 2 a 6, preferiblemente de 3, y preferiblemente los compuestos de partida presentan funcionalidad hidroxi. Ejemplos de compuestos de partida con funcionalidad hidroxi son propilenglicol, etilenglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol, 1, 2-butanodiol, 1, 3-butanodiol, 1, 4-butanodiol, 20 hexanodiol, pentanodiol, 3-metil-1, 5-pentanodiol, 1, 12-dodecanodiol, glicerina, trimetilolpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sorbitán, sacarosa, hidroquinona, pirocatequina, resorcina, bisfenol F, bisfenol A, 1, 3, 5-trihidroxibenceno, condensados que contienen grupos metilol de formaldehído y fenol o melamina o urea. Preferiblemente se usa como compuesto de partida glicerina y/o trimetilolpropano.

Óxidos de alquileno adecuados son, por ejemplo, óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de 1, 2-butileno o bien 25 óxido de 2, 3-butileno y óxido de estireno. Se prefieren añadir a la mezcla de reacción óxido de propileno y óxido de etileno, individualmente, en mezcla o sucesivamente. Si se dosifican los óxidos de alquileno sucesivamente, entonces los productos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción de espumas blandas de poliuretano con una densidad aparente según norma DIN EN ISO 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 10 kg/m3 a ≤ 150 kg/m3 y una dureza de aplastamiento según norma DIN EN ISO 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 0, 5 kPa a ≤ 20 kPa (con 40 % de deformación y 4º ciclo) mediante reacción de componente A que contiene 5

A1 de 50 a 95 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de polieterpoliol convencional,

A2 de 5 a 50 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de éster de ácido polirricinoleico con un índice de hidroxilo de 30 mg de KOH/g a 80 mg de KOH/g y un índice de ácido inferior a 5 mg de KOH/g, 10

A3 de 0, 5 a 25 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de agua y/o agente expansivo físico,

A4 de 0, 05 a 10 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de coadyuvantes y aditivos como d) catalizadores, 15

e) aditivos tensioactivos,

f) pigmentos o agentes ignífugos,

con el componente B que contiene poliisocianatos,

realizándose la producción con un índice de 50 a 250, y en el que se normalizan todos los datos de partes en peso de los componentes A1 a A5 en la presente solicitud, de modo que la suma de las partes en peso de los 20 componentes A1+A2 en la composición resulta 100.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el componente A puede contener adicionalmente

A5 de 0 a 10 partes en peso (referido a la suma de partes en peso de los componentes A1 y A2) de compuestos con un peso molecular de 62–399 que presentan átomos de hidrógeno que pueden reaccionar frente a isocianatos. 25

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que como polieterpoliol convencional se usan uno o varios productos de adición de óxido de alquileno de compuestos de partida con átomos de hidrógeno activos de Zerewitinoff.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que como polieterpoliol convencional se usan uno o varios productos de adición de óxido de alquileno que se obtienen mediante reacción de al menos un compuesto iniciador 30 seleccionado del grupo constituido por propilenglicol, etilenglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol, 1, 2-butanodiol, 1, 3-butanodiol, 1, 4-butanodiol, hexanodiol, pentanodiol, 3-metil-1, 5-pentanodiol, 1, 12-dodecanodiol, glicerina, trimetilolpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sorbitol, sacarosa, hidroquinona, pirocatequina, resorcina, bisfenol F, bisfenol A, 1, 3, 5-trihidroxibenceno y condensados que contienen grupos metilol de formaldehído y fenol, condensados que contienen grupos metilol de formaldehído melamina, condensados que contienen grupos metilol 35 de formaldehído y urea, con al menos un óxido de alquileno seleccionado del grupo constituido por óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de 1, 2-butileno, óxido de 2, 3-butileno y óxido de estireno.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el éster de ácido polirricinoleico se obtiene mediante policondensación de ácido ricinoleico y uno o varios alcoholes mono- o polihidroxílicos.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que el éster de ácido polirricinoleico se obtiene mediante 40 policondensación de ácido ricinoleico monomérico y alcoholes mono- o polihidroxílicos en presencia de al menos un catalizador seleccionado del grupo constituido por ácido sulfúrico, ácido p-toluenosulfónico, sales de estaño (II) y compuestos de titanio (IV) .

7. Procedimiento según las reivindicaciones 5 ó 6, en el que se seleccionan los alcoholes mono- o polihidroxílicos de al menos uno del grupo constituido por n-hexanol, n-dodecanol, n-octadecanol, ciclohexanol, 1, 4-dihidroxiciclohexano, 1, 3-propanodiol, 2-metilpropanodiol-1, 3, 1, 5-pentanodiol, 1, 6-hexanodiol, 1, 8-octanodiol, neopentilglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol, dibutilenglicol, tripropilenglicol, glicerina y trimetilolpropano. 5

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7, en el que el éster de ácido polirricinoleico se puede obtener mediante policondensación de ácido ricinoleico y de componente alcohol sin catalizador a una temperatura de ≥ 150 º C a ≤ 250 º C, preferiblemente ≥ 180 º C a ≤ 230 º C y con especial preferencia ≥ 190 º C a ≤ 210 º C hasta que la reacción de formación de agua se haya detenido, a continuación incorporación del catalizador y una policondensación adicional a una temperatura de ≥ 150 º C a ≤ 250 º C, , preferiblemente ≥ 180 º C a ≤ 230 º C y con 10 especial preferencia ≥ 190 º C a ≤ 210 º C y destilación del agua que se genera, hasta que el índice de ácido de la mezcla de reacción (éster de ácido polirricinoleico) sea menor de 5 mg de KOH/g.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el éster de ácido polirricinoleico presenta un índice de ácido inferior a 4 mg de KOH/g.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que se realiza la producción con un índice de 75 a 15 115.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que como componente B se usa al menos un compuesto seleccionado del grupo constituido por 2, 4-toluilendiisocianato, 2, 6-toluilendiisocianato, 4, 4'-difenilmetanodiisocianato, 2, 4'-difenilmetanodiisocianato, 2, 2'-difenilmetanodiisocianato y polifenilpolimetilenpoliisocianato. 20

12. Espumas blandas de poliuretano con una densidad aparente según la norma DIN EN ISO 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 10 kg/m3 a ≤ 150 kg/m3 y una dureza de aplastamiento según la norma DIN EN ISO 3386-1- 98 en el intervalo de ≥ 0, 5 kPa a ≤ 20 kPa (con 40 % de deformación y 4º ciclo) que se pueden obtener según un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Uso de ésteres de ácido polirricinoleico con un índice de hidroxilo de 30 mg de KOH/g a 80 mg de KOH/g y un 25 índice de ácido inferior a 5 mg de KOH/g para la producción de espumas blandas de poliuretano con una densidad aparente según la norma DIN EN ISO 3386-1-98 en el intervalo de ≥ 10 kg/m3 a ≤ 150 kg/m3 y una dureza de aplastamiento según la norma DIN EN ISO 3386-1- 98 en el intervalo de ≥ 0, 5 kPa a ≤ 20 kPa (con 40 % de deformación y 4º ciclo) .