TRATAMIENTO EN CALIENTE DE SISTEMAS DE RESPALDO DE MOQUETA DE POLIURETANO USANDO UN CATALIZADOR DUAL DE ACCION RETARDADA.

Un procedimiento que comprende:

a) formar una composición formadora de poliuretano,

incluyendo dicha composición formadora de poliuretano un poliol que tiene un peso equivalente de al menos 300 o una de sus mezclas, con al menos un otro material reactivo con isocianato, al menos un poliisocianato en una cantidad suficiente para proporcionar un índice de isocianato de 85 a 130, una carga inorgánica en partículas, de 0,05 a 0,5 partes en peso por 100 partes en peso de material reactivo con isocianato de un catalizador de acetilacetonato de níquel, cadmio o cobre, y de 0,001 a 0,1 partes en peso por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato de un catalizador de organoestaño, en el que cada átomo de estaño está unido a al menos un átomo de azufre;

b) formar una capa de la composición sobre un sustrato;

en el que la temperatura de la composición se mantiene a, o por debajo de 50ºC durante la etapa a) y etapa b), y después

c) calentar la composición a una temperatura de 80º a 180ºC para curar la composición y formar la capa de poliuretano adherida al sustrato

Tratamiento en caliente de sistemas de respaldo de moqueta de poliuretano usando un catalizador dual de acción retardada.

La invención se refiere a métodos para fabricar productos de poliuretano para respaldos de moqueta.

Muchos productos de moqueta tienen adherido un respaldo de poliuretano. Estos han estado comercialmente disponibles durante muchos años. Los métodos para fabricar esas moquetas se describen, por ejemplo, en las patentes de EE.UU nºs 3.849.156, 4.296.159, 4.336.089, 4.405.393, 4.483.894, 4.611.044, 4.696.849, 4.853.054, 4.853.280, 5.104.693, 5.646.195, 6.140.381, 6.372.810 y 6.790.872.

El diseño y la construcción de estos productos de moqueta pueden variar significativamente, dependiendo de las aplicaciones de uso final y segmentos de mercado específicos. Por consiguiente, los respaldos de poliuretano realizan diferentes funciones en estos diversos tipos de productos. Los diferentes tipos de respaldos de poliuretano para moquetas incluyen revestimientos previos, revestimientos unitarios, revestimientos (intermedios) estratificados, revestimientos espumosos y revestimientos de soporte rígido.

Un revestimiento previo de poliuretano es el primer revestimiento que se aplica a la moqueta. Su función es proporcionar propiedades de resistencia a la fibra, propiedades de barrera frente a líquidos y propiedades de retardo de llamas. Un revestimiento intermedio sirve para adherir un segundo refuerzo de material textil o de fibra de vidrio a una moqueta. Además de servir como adhesivo, el revestimiento intermedio también proporciona resistencia a la fuerza de delaminación, propiedades de barrera frente a líquidos y estabilidad dimensional a la moqueta.

En algunos productos de moqueta, se aplica una espuma de poliuretano al revestimiento previo que reemplaza al revestimiento intermedio. Su función es proporcionar acolchado y confort al pisar. Revestimientos intermedios y revestimientos de soporte rígido se utilizan en productos (modulares) tipo losetas de moqueta. El revestimiento intermedio, sirve para adherir un tejido de fibra de vidrio a la loseta revestida previamente. Un revestimiento de soporte rígido en losetas de moqueta, sirve como la capa de desgaste de la loseta de moqueta y proporciona peso al producto modular.

El poliuretano adherido se prepara usualmente aplicando una composición formadora de poliuretano al reverso de la moqueta y se deja que la composición se cure en el sitio. Un respaldo de espuma de poliuretano se prepara, usualmente, espumando la mezcla antes de ser aplicada. Las características de curado de estas composiciones son muy importantes para la operabilidad del procedimiento. La viscosidad de la composición crece conforme a la reacción, hasta que finalmente la composición se cura para formar un polímero celular. La formulación formadora de poliuretano se debe de mezclar, aplicar sobre la moqueta, extender encima del reverso de la moqueta y ajustar el espesor mientras la viscosidad de la composición es todavía relativamente baja. Si el sistema reacciona y la viscosidad crece muy rápidamente, no se puede extender ni ajustar apropiadamente el espesor de la composición, y el producto resultante tendrá defectos que varían desde estéticos (irregular apariencia de superficie, deficiente estructura de celda) a estructurales (falta de adherencia al sustrato, irregular espesor de revestimiento). Por otra parte, se desea un curado rápido una vez que la composición se extiende y se ajusta a un espesor. El curado se realiza más frecuentemente, pasando el sustrato revestido a través de un horno sobre cadenas tensoras o sobre placas calentadas utilizando una cinta transportadora. Un curado más lento significa que se necesita un horno más largo, más costoso, o placas adicionales o mayores, que se debe de utilizar menores velocidades de producción, o que se necesita alguna de sus combinaciones. Por consiguiente, las bajas velocidades de curado aumentan, tanto los costes de capital como los de funcionamiento, o ambos.

El deseo de retardar la acumulación de viscosidad inicial, tiende a estar en contraposición con el deseo de lograr una rápida velocidad de curado, una vez que se aplica y se ajusta el espesor de la composición de poliuretano. Las condiciones que favorecen una rápida velocidad de curado, tienden a actuar en contra del inicio retardado del curado. Por ejemplo, se ha intentado retardar el inicio de la reacción reduciendo el nivel de catalizador, pero esto tiende también a disminuir la posterior velocidad de curado. El mejor enfoque hasta la fecha, ha sido utilizar un régimen específico de calentamiento combinado con el uso de ciertos catalizadores activados por calor. La composición de poliuretano se mantiene a temperaturas relativamente bajas, típicamente a, o por debajo de 30ºC, hasta aplicar y ajustar el espesor. En ese momento, la composición se calienta hasta una temperatura mucho más elevada, típicamente de 120 a 150ºC, para conseguir el curado. El catalizador es de tipo acción retardada, es inactivo o ineficaz a bajas temperaturas. Catalizadores de organoestaño puenteados con azufre, tales como sulfuro de dibutilestaño y ciertos ditiastannetanos (como se describe en la patente de EE.UU. nº 6.140.381) son ejemplos de catalizadores que son ineficaces (más que inactivos) a 30ºC, pero que llegan a ser bastante eficaces a temperaturas de curado superiores. Los ditiastannetanos no se adquieren fácilmente y no han encontrado mucha aceptación comercial por ese motivo. El acetilacetonato de níquel es un catalizador activado por calor que se ha utilizado en aplicaciones de respaldo de moqueta. El acetilacetonato de níquel permanece inactivo hasta que se calienta por encima de 50ºC. Esta clase de catalizadores proporciona una vida útil muy larga, pero no son muy buenos catalizadores de curado.

El enfoque catalítico anterior, funciona bien si la viscosidad inicial de la composición de poliuretano no es demasiado alta. Si embargo, la composición de poliuretano en la mayoría de los casos contiene una cantidad significativa de un material de carga. Este material se incluye, usualmente, para reducir los costes de formulación, pero también puede modificar las propiedades físicas de la espuma de manera útil y puede proporcionar atributos, tales como retardo de llamas. La presencia de la carga aumenta muy sustancialmente la viscosidad de la composición. El aumento de viscosidad crea mayor contrapresión y también hace más difícil mezclar y/o espumar (en el caso de respaldo de espuma), aplicar, extender y ajustar el espesor de la composición conforme se mantiene a una temperatura de 30ºC o inferior. En algunos casos, se necesita una temperatura algo superior para reducir suficientemente la viscosidad y que estas etapas de procesamiento se puedan realizar eficazmente. Incluso aumentos relativamente pequeños de temperatura, dentro de un intervalo de 35 a 50ºC, pueden tener un impacto significativo sobre la viscosidad del sistema. En otros casos, la mezcla puede ser capaz de ser procesada a temperaturas inferiores, pero el aumento de energía necesario para realizar las etapas de espumación, aplicación, extensión y/o ajuste del espesor (debido a la alta viscosidad del sistema) crea mucho calor residual. El calor residual dirige la temperatura de la composición hacia arriba.

Desgraciadamente, el aumento de temperatura también reduce significativamente la vida útil. Este efecto se aprecia incluso con aumentos de temperatura relativamente pequeños, en el orden de 5ºC. La composición reacciona muy rápidamente y de inmediato se vuelve demasiado viscosa para extender y ajustar el espesor, dando lugar a defectos estéticos y estructurales. Como se indicó antes, las reducciones del nivel de catalizador puede solucionar esto, pero a expensas de tiempos de curado más largos.

Es deseable proporcionar una composición de poliuretano que tenga una larga vida útil a una temperatura de 30-50ºC, y que reacciona rápidamente cuando se expone a una mayor temperatura de curado.

Esta invención es un procedimiento, que comprende:

a) formar una composición formadora de poliuretano, incluyendo dicha composición formadora de poliuretano un poliol, con un peso equivalente de al menos 300, o una de sus mezclas con al menos un otro material reactivo con isocianato, al menos un poliisocianato en una cantidad suficiente para proporcionar un índice de isocianato de 85 a 130, una carga inorgánica en partículas, de 0,05 a 0,5 partes en peso por 100 partes en peso de material reactivo con isocianato de un catalizador de acetilacetonato de níquel, cadmio o cobre, y de 0,001 a 0,1 partes en peso por 100 partes en peso de materiales reactivos...

1. Un procedimiento que comprende:

a) formar una composición formadora de poliuretano, incluyendo dicha composición formadora de poliuretano un poliol que tiene un peso equivalente de al menos 300 o una de sus mezclas, con al menos un otro material reactivo con isocianato, al menos un poliisocianato en una cantidad suficiente para proporcionar un índice de isocianato de 85 a 130, una carga inorgánica en partículas, de 0,05 a 0,5 partes en peso por 100 partes en peso de material reactivo con isocianato de un catalizador de acetilacetonato de níquel, cadmio o cobre, y de 0,001 a 0,1 partes en peso por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato de un catalizador de organoestaño, en el que cada átomo de estaño está unido a al menos un átomo de azufre;

b) formar una capa de la composición sobre un sustrato;

en el que la temperatura de la composición se mantiene a, o por debajo de 50ºC durante la etapa a) y etapa b), y después

c) calentar la composición a una temperatura de 80º a 180ºC para curar la composición y formar la capa de poliuretano adherida al sustrato.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la composición formadora de poliuretano contiene un catalizador de acetilacetonato de níquel.

3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que el catalizador de organoestaño es sulfuro de dibutilestaño.

4. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que la temperatura máxima a la que se expone la composición durante la etapa a) y etapa b) es de 31 a 50ºC.

5. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que la composición formadora de poliuretano contiene de 250 a 400 partes de carga por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato.

6. El procedimiento según la reivindicación 5, en el que la vida útil de la composición formadora de poliuretano es de al menos 8 minutos.

7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que el tiempo de curado de la composición formadora de poliuretano es de 75 a 135 segundos.

8. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que la composición formadora de poliuretano contiene de 0,1 a 0,3 partes en peso de acetilacetonato de níquel por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato.

9. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que la composición formadora de poliuretano contiene de 0,005 a 0,025 partes de sulfuro de dibutilestaño por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato.

10. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que el sustrato es una moqueta.

11. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que la temperatura máxima a la que se expone la composición durante la etapa a) y etapa b) es de 31 a 50ºC.

12. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que la composición formadora de poliuretano contiene al menos un tensioactivo.

13. El procedimiento según la reivindicación 12, en el que la composición formadora de poliuretano se espuma antes de la etapa b).

14. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que la capa de poliuretano es celular.

15. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que la capa de poliuretano es no celular.

16. El procedimiento según la reivindicación 15, en el que una fibra de vidrio o un material textil secundario se pone en contacto con la capa de composición formadora de poliuretano durante o después de la etapa b), realizándose la etapa c) con la fibra de vidrio o material textil secundario en contacto con la capa de poliuretano, para formar un estratificado que tiene la fibra de vidrio o material textil secundario adherido a la capa de poliuretano.

17. Una mezcla de poliol formulada que comprende al menos un poliol que tiene un peso equivalente de al menos 300 o una de sus mezclas, con al menos un otro material reactivo con isocianato, una carga inorgánica en partículas, de 0,05 a 0,5 partes en peso por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato, de un catalizador de acetilacetonato de níquel, cadmio o cobre, y de 0,001 a 0,1 partes en peso por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato, de un catalizador de organoestaño, en el que cada átomo de estaño está unido al menos a un átomo de azufre.

18. La mezcla de poliol según la reivindicación 17, que tiene un pH de 7,0 a 9,25.

19. La mezcla de poliol según la reivindicación 18, en la que la composición formadora de poliuretano contiene un catalizador de acetilacetonato de níquel.

20. La mezcla de poliol según la reivindicación 19, en la que el catalizador de organoestaño es sulfuro de dibutilestaño.

21. La mezcla de poliol según la reivindicación 20, contiene de 250 a 400 partes de la carga inorgánica en partículas por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato.

22. La mezcla de poliol según la reivindicación 21, en la que la composición formadora de poliuretano contiene de 0,1 a 0,3 partes en peso de acetilacetonato de níquel por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato.

23. La mezcla de poliol según la reivindicación 22, en la que la composición formadora de poliuretano contiene de 0,005 a 0,025 partes de sulfuro de dibutilestaño.

24. Un procedimiento que comprende, formar un compuesto de poliol que tiene un pH de 7,0 a 9,25, conteniendo dicho compuesto de poliol al menos un poliol, de 0,05 a 0,5 partes en peso por 100 partes en peso de materiales reactivos con isocianato de un catalizador de acetilacetonato de níquel, cadmio y cobre y al menos una carga orgánica en partículas, formar una composición formadora de poliuretano mezclando dicho compuesto de poliol con al menos un poliisocainato y al menos un catalizador de organoestaño, en el que cada átomo de estaño está unido al menos a un átomo de azufre, formar la composición en forma de capa sobre un sustrato; y, a continuación, curar la composición para formar la capa de poliuretano adherida al sustrato.