PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE ESPUMA RIGIDA DE POLIISOCIANURATO.

Procedimiento para la obtención de materiales de espuma rígida de poliisocianurato por medio de la reacción de

a) isocianatos con

b) compuestos con grupos reactivos frente a los isocianatos,

c) agentes propulsores, que contienen ácido fórmico,

d) un sistema catalizador y

e) eventualmente estabilizantes de la espuma, agentes protectores contra la llama y otros aditivos,

caracterizado porque el sistema catalizador contiene

i) al menos un compuesto de la estructura:

Procedimiento para la obtención de espuma rígida de poliisocianurato.

La invención se refiere a un procedimiento para la obtención de materiales de espuma rígida de poliisocianurato, que son propulsados con ácido fórmico, mediante la reacción de

conteniendo el sistema catalizador

al menos, un catalizador para la trimerización (ii), elegido entre las sales de amonio, las sales de los metales alcalinos o las sales de los metales alcalinotérreos de un ácido carboxílico.

En las reivindicaciones, en la descripción y en los ejemplos pueden verse otras formas de realización de la presente invención.

Los materiales espumados de poliisocianurato, de manera especial los materiales de espuma rígida de poliisocianurato, son conocidos desde hace mucho tiempo y han sido descritos muchas veces en la literatura. Su obtención se lleva a cabo, de manera usual, mediante la reacción de poliisocianatos con compuestos con átomos de hidrógeno reactivos frente a los grupos de isocianato, en la mayoría de los casos poliéteroles, poliésteroles o ambos, siendo el índice de isocianato de 180 y por encima de este valor. De este modo, se forman estructuras de isocianurato u otras estructuras, que se forman mediante la reacción de los grupos isocianato con otros grupos, tales como, por ejemplo, los grupos poliuretano, por medio de la reacción de los grupos isocianato entre sí, además de las estructuras de uretano, que se forman por medio de la reacción de los isocianatos con compuestos con átomos de hidrógeno reactivos.

En general, se emplean a título de catalizadores en el caso de la obtención de los materiales de espuma rígida de poliisocianurato tanto los catalizadores de propulsión y los catalizadores de gel, en la mayoría de los casos aminas, así como también los catalizadores para la trimerización. También se encuentran en el estado de la técnica catalizadores, que están constituidos por una mezcla de diversos catalizadores.

Estos materiales de espuma rígida de poliisocianurato se preparan, de manera usual, por medio del empleo de agentes propulsores físicos y químicos. Se entiende por agentes propulsores químicos aquellos compuestos que forman productos gaseosos por medio de la reacción con isocianato. Se entiende por agentes propulsores físicos aquellos compuestos que están disueltos o emulsionados en las materias primas para la obtención de poliuretano, y que se evaporan bajo las condiciones para la formación del poliuretano. Como agentes propulsores químicos entran en consideración, de manera especial, el agua así como los ácidos carboxílicos. Como agentes propulsores físicos son empleados, por ejemplo, los hidrocarburos flúorclorados, los hidrocarburos hidrógenofluorados, los hidrocarburos así como el CO₂ líquido.

La publicación JP 2002338651 describe el empleo de agua como agente propulsor químico y el empleo de un sistema catalizador para la obtención de una espuma de poliuretano, cuyo sistema catalizador está constituido, entre otras cosas, por la sal de un ácido carboxílico con 3 hasta 20 átomos de carbono y por una sal de amonio cuaternario. En el ámbito de los ejemplos indicados en esta publicación se utilizan como catalizadores adicionales la pentametildietilentriamina (PMDETA) y la dimetilciclohexilamina (DMCHA).

De igual modo, se conoce desde hace mucho tiempo el empleo de los ácidos carboxílicos, de manera preponderante del ácido fórmico, como agente propulsor químico para la obtención de materiales espumados de poliuretano.

La publicación US 5,143,945 describe la obtención de un material espumado de poliisocianurato mediante el empleo de un catalizador para la trimerización y de los agentes propulsores constituidos por el agua y por el ácido fórmico.

La patente norteamericana US 5214076 describe la obtención de un material espumado de carbodiimida-isocianurato de celdillas abiertas a partir de poliésteroles aromáticos y de aminopoliéteroles aromáticos en presencia de un agente propulsor, que puede contener ácido fórmico y en presencia de un catalizador de propulsión, por ejemplo la pentametildietilentriamina.

Las patentes norteamericanas US 5478494 y 5770635 describen, por el contrario, composiciones específicas de poliol para la obtención de materiales de espuma rígida de poliisocianurato para la producción en discontinuo de elementos sándwich con el empleo del ácido fórmico como agente propulsor y de un catalizador de propulsión retardado, por ejemplo el N,N,N',N'-tetrametil-2,2'-diaminodietiléter, que está bloqueado, por ejemplo, con ácido acético, y con empleo de un catalizador de gel retardado, que presenta aminas terciarias, alicíclicas o alifáticas. En este caso, se retarda el efecto de los catalizadores por medio un bloqueo con ácidos carboxílicos.

La publicación EP 1435366 describe el empleo de un poliéterol de novolaca para la obtención de materiales de espuma rígida de poliisocianurato modificados con poliisocianurato y con poliuretano, propulsados con ácido fórmico, tanto en el procedimiento discontinuo así como, también, en el procedimiento continuo. En este caso, pueden ser empleados uno o varios catalizadores, por ejemplo catalizadores de tipo amina, tal como por ejemplo la pentametildietilentriamina y catalizadores de estaño, tales como sales de estaño de ácidos carboxílicos.

De manera preferente, los materiales de espuma rígida de isocianurato se obtienen por el procedimiento en continuo, por ejemplo según el procedimiento de doble banda. El empleo de agua como agente propulsor químico con ocasión de la obtención de los materiales de espuma rígida de poliisocianurato está limitado puesto que en el caso de la reacción con isocianato se consume una cantidad considerable de isocianato para la generación del gas propulsor.

Cuando quieran conseguirse buenas propiedades características, relativas a la combustión, para los materiales de espuma rígida de isocianurato, se requerirán índices de isocianato con un valor > 300. Así mismo, es deseable trabajar con las relaciones de mezcla usuales entre poliol : isocianato comprendidas entre 100 : 110 y 100 : 230 debido a la tecnología mecánica existente así como para garantizar un mezclado óptimo del isocianato y del componente poliol. Incluso con una relación de mezcla entre poliol : isocianato = 100 : 230 ya no se consigue el índice de isocianato pretendido con un valor > 300 a partir de una cantidad de agua correspondiente a una parte en peso o por encima de este valor, referido al componente poliol. Por consiguiente, en el estado de la técnica se emplea tan solo una pequeña proporción de agua y, además, en mayores cantidades un agente propulsor físico, en la mayoría de los casos hidrocarburos, tal como por ejemplo el pentano para obtener la cantidad deseada de gases propulsores. Esto tiene, a su vez, efectos negativos sobre las propiedades inhibidoras de la llama del material de espuma rígida de poliisocianurato. El empleo de hidrocarburos flúorclorados y de hidrocarburos hidrógenofluorados no es una buena alternativa, en la mayoría de los casos, por motivos medioambientales y debido a que, en la mayoría de los casos, el precio es muy elevado.

El ácido fórmico como agente propulsor tiene el...

1. Procedimiento para la obtención de materiales de espuma rígida de poliisocianurato por medio de la reacción de

caracterizado porque el sistema catalizador contiene

al menos un catalizador para la trimerización (ii), elegido entre las sales de amonio, las sales de los metales alcalinos o las sales de los metales alcalinotérreos de un ácido carboxílico.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador para la trimerización ii) se elige entre el grupo constituido por el formiato de potasio, el acetato de potasio, el octanoato de potasio, el formiato de amonio, el acetato de amonio, el octanoato de amonio así como las mezclas de los mismos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el catalizador para la trimerización ii) es el formiato de potasio.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sistema catalizador presenta además otro componente catalizador iii), siendo el componente catalizador iii) un compuesto amínico con 6 átomos de nitrógeno como máximo, que es diferente de los componentes catalizadores i) e ii).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material de espuma rígida de poliisocianurato se obtiene en continuo.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el material de espuma rígida de poliisocianurato se obtiene según el procedimiento de doble banda.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el componente del agente propulsor c) contiene más de un 20% en moles, de manera preferente contiene más de un 35% en moles de ácido fórmico.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 7, caracterizado porque el componente del agente propulsor c) contiene ácido fórmico y agentes propulsores físicos.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el agente propulsor físico contiene, de manera exclusiva, hidrocarburos hidrógenofluorados.

10. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el agente propulsor físico contiene, de manera exclusiva, hidrocarburos, preferentemente los derivados del pentano.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los componentes b) hasta e) contienen menos de un 0,5% en peso, de manera preferente contienen menos de un 0,3% en peso de agua.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque el compuesto reactivo frente a los isocianatos contiene, al menos, un poliésterpoliol, cuyos componentes monómeros contienen desde un 1 hasta un 20% en moles de un material hidrófugo.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque se hacen reaccionar el componente poliisocianato a) y los componentes b) hasta e), para la obtención de los materiales de espuma rígida de poliisocianurato, en cantidades tales que el índice de isocianato esté comprendido entre 180 y 700.

14. Empleo del sistema catalizador para la obtención de los materiales de espuma rígida de poliisocianurato, propulsados con ácido fórmico, conteniendo el sistema catalizador

y