PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE ESPUMAS DURAS DE POLIURETANO.

Procedimiento para la obtención 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 propulsores,

caracterizado porque el componente b) presenta al menos un alcohol de poliéster bi) con una funcionalidad de 1,5 a 4,5 y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 200 y 800 mg KOH/g, para cuya obtención se empleó al menos un ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, al menos un alcohol alifático, al menos difuncional, así como al menos un aceite vegetal, y/o al menos un ácido graso

Procedimiento para la obtención de espumas duras de poliuretano.

Espumas duras de poliuretano son conocidas desde hace tiempo, y se describen frecuentemente. El empleo de espumas duras de poliuretano se efectúa predominantemente para el aislamiento térmico, a modo de ejemplo en aparatos refrigeradores, medios de transporte o edificios, así como para la obtención de elementos de construcción, en especial elementos sándwich.

Su obtención se efectúa habitualmente mediante reacción de poliisocianatos, empleándose en este caso casi siempre diisocianato de difenilmetano (MDI), y en especial mezclas de diisocianato de difenilmetano y los homólogos superiores poliisocianatos de polifenilenpolimetileno (MDI crudo), con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato.

Un campo de empleo esencial de las espumas duras de poliuretano son elementos compuestos. La obtención de elementos compuestos a partir de capas cubrientes, en especial metálicas, y un núcleo de materiales celulares a base de isocianato, en la mayor parte de los casos espumas de poliuretano (PUR) o poliisocianurato (PIR), frecuentemente denominados también elementos sándwich, en instalaciones de doble banda de funcionamiento continuo se practica actualmente a gran escala. Además de elementos sándwich para el aislamiento de refrigeradores, cada vez ganan mayor significado elementos con capas cubrientes de color para la configuración de fachadas de los más diversos edificios. En este caso se emplean como capas cubrientes, además de chapas de acero revestidas, también chapas de acero refinado, cobre o aluminio.

Como compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato, en la obtención de poliuretanos se emplean preferentemente alcoholes de poliéter y/o alcoholes de poliéster. La selección de polioles se efectúa en especial bajo consideración de los costes y de las propiedades de aplicación deseadas.

Alcoholes de poliéster se emplean preferentemente para la obtención de espumas que contienen, además de grupos uretano, también grupos isocianurato en la matriz. Mediante el empleo de alcoholes de poliéster aromáticos se pueden mejorar la resistencia a las llamas y las propiedades de aislamiento térmico de las espumas. Mediante alcoholes de poliéster alifáticos se puede reducir la fragilidad de espumas. Además, los alcoholes de poliéster son más económicos que alcoholes de poliéter.

La US 4 576 974 describe un procedimiento para la obtención de espumas duras de poliuretano sometidas a tratamiento ignífugo bajo empleo de alcoholes de poliéster alifáticos.

La EP-A 1219653 describe espumas duras de poliuretano con resistencia a llamas y aislamiento térmico mejorados bajo empleo de alcoholes de poliéster aromáticos.

En el caso de empleo de alcoholes de poliéster, entre otras cosas son desventajosas la alta viscosidad, la baja solubilidad para pentano, empleado preferentemente como agente propulsor, y la mala compatibilidad con otros componentes alcohólicos, en especial alcoholes de poliéter.

Para evitar estos inconvenientes, en la DE 10 2004 011 346 se propuso emplear los alcoholes de poliéster en forma de prepolímeros que contienen grupos uretano y grupos isocianato. No obstante, tampoco de este modo se pudieron solucionar los problemas con la viscosidad elevada.

Una tarea permanente en la obtención de espumas duras de poliuretano es la mejora de propiedades superficiales de las espumas duras de poliuretano. Esto es necesario en especial en la obtención de elementos compuestos, ya que a través de éstos se influye sensiblemente también sobre la adherencia de capas cubrientes en la espuma. También en la obtención de espumas según el procedimiento de espumado por pulverizado es de gran significado una buena superficie.

Por lo tanto, era tarea de la invención desarrollar un procedimiento para la obtención de espumas duras de poliuretano, que condujera a espumas con una buena superficie con pocos rechupes y buenas propiedades mecánicas, cuyo componente de poliol presenta una viscosidad reducida y una buena solubilidad de hidrocarburos, y que posee buenas propiedades de elaboración, en especial una buena fluidez y endurecimiento. Las espumas duras debían ser obtenibles en especial también según el procedimiento de pulverizado.

Sorprendentemente, la tarea se pudo solucionar conteniendo los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato al menos un alcohol de poliéster con una funcionalidad de 1,5 a 6, y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 200 y 800 mg KOH/g, para cuya obtención se empleó al menos un ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, al menos un alcohol alifático, al menos difuncional, así como al menos un aceite vegetal, y/o al menos un ácido graso.

Por consiguiente, es objeto de la invención un procedimiento para la obtención 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 propulsores,

caracterizado porque el componente b) presenta al menos un alcohol de poliéster bi) con una funcionalidad de 1,5 a 4,5 y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 200 y 800 mg KOH/g, para cuya obtención se empleó al menos un ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, al menos un alcohol alifático, al menos difuncional, así como al menos un aceite vegetal, y/o al menos un ácido graso.

Además son objeto de la invención espumas duras de poliuretano, obtenidas conforme al procedimiento según la invención.

Además son objeto de la invención alcoholes de poliéster con una funcionalidad de 1,5 a 4,5, y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 200 y 800 mg KOH/g, obtenidos mediante reacción de un 10 a un 50% en moles de un ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, un 3 a un 20% en moles de un ácido graso o un 1 a un 8% en moles de un aceite vegetal, y un 40 a un 80% en moles de un alcohol alifático, al menos difuncional, completándose el % en moles a un 100% en moles.

Los aceites vegetales empleados para la obtención de alcoholes de poliéster bi) son seleccionados preferentemente a partir del grupo que contiene aceite de ricino, aceite de pepitas de uva, aceite de neguilla, aceite de pepitas de calabaza, aceite de semillas de borraja, aceite de soja, aceite de semillas de algodón, aceite de germen de maíz, aceite de germen de trigo, aceite de colza, aceite de girasol, aceite de cacahuete, aceite de semillas de albaricoque, aceite de semillas de pistacho, aceite de almendra, aceite de oliva, aceite de nuez de macadamia, aceite de aguacate, aceite de espino amarillo, aceite de semillas de espino amarillo, aceite de sésamo, aceite de cáñamo, aceite de avellana, aceite de onagra, aceite de rosa silvestre, aceite de coco, aceite de yoyoba, aceite de linaza, aceite de amapola, aceite de palma, aceite de palmiste, aceite de argán, aceite de algas, aceite de perilla, aceite de mostaza, aceite de karité, aceite de cedro, aceite de arroz, aceite de camelina, aceite de cardo, aceite de nuez, en especial del grupo que contiene aceite de soja, aceite de girasol y aceite de colza.

Los ácidos grasos empleados para la obtención de alcoholes de poliéster bi) son preferentemente ácidos grasos saturados o insaturados con 4 a 46, de modo especialmente preferente 8 a 24, y en especial 12 a 22 átomos de carbono en la cadena.

Los ácidos grasos son seleccionados preferentemente a partir del grupo que contiene ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolénico, ácido ricinoleico, ácido aráquico y ácido araquidónico, preferentemente a partir del grupo que contiene ácido oleico, ácido linoleico y ácido linolénico. En especial se emplea ácido oleico.

Los ácidos carboxílicos al menos difuncionales empleados para la obtención de alcoholes de poliéster bi) son seleccionados preferentemente a partir del grupo que contiene ácido adípico, ácido malónico, ácido oxálico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido acelaico, ácido sebácico, y mezclas de al menos dos de los citados ácidos, de modo especialmente preferente a partir del grupo que contiene ácido adípico, ácido succínico y ácido glutárico. En especial, el ácido alifático, al menos difuncional, es ácido adípico.

Los alcoholes alifáticos, al menos difuncionales, empleados...

1. Procedimiento para la obtención 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 propulsores,

caracterizado porque el componente b) presenta al menos un alcohol de poliéster bi) con una funcionalidad de 1,5 a 4,5 y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 200 y 800 mg KOH/g, para cuya obtención se empleó al menos un ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, al menos un alcohol alifático, al menos difuncional, así como al menos un aceite vegetal, y/o al menos un ácido graso.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los aceites vegetales son seleccionados a partir del grupo que contiene aceite de ricino, aceite de pepitas de uva, aceite de neguilla, aceite de pepitas de calabaza, aceite de semillas de borraja, aceite de soja, aceite de semillas de algodón, aceite de germen de maíz, aceite de germen de trigo, aceite de colza, aceite de girasol, aceite de cacahuete, aceite de semillas de albaricoque, aceite de semillas de pistacho, aceite de almendra, aceite de oliva, aceite de nuez de macadamia, aceite de aguacate, aceite de espino amarillo, aceite de semillas de espino amarillo, aceite de sésamo, aceite de cáñamo, aceite de avellana, aceite de onagra, aceite de rosa silvestre, aceite de coco, aceite de yoyoba, aceite de linaza, aceite de amapola, aceite de palma, aceite de palmiste, aceite de argán, aceite de algas, aceite de perilla, aceite de mostaza, aceite de karité, aceite de cedro, aceite de arroz, aceite de camelina, aceite de cardo, aceite de nuez.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los aceites vegetales son seleccionados a partir del grupo que contiene aceite de soja, aceite de girasol y aceite de colza.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los ácidos grasos son ácidos grasos saturados o insaturados con 4 a 46 átomos de carbono en la cadena.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los ácidos grasos son seleccionados a partir del grupo que contiene ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolénico, ácido ricinoleico, ácido aráquico y ácido araquidónico.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido graso es ácido oleico.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, es seleccionado a partir del grupo que contiene ácido adípico, ácido malónico, ácido oxálico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido acelaico, ácido sebácico, y mezclas de al menos dos de los citados ácidos.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, es seleccionado a partir del grupo que contiene ácido adípico, ácido succínico y ácido glutárico.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, es ácido adípico.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el alcohol alifático, al menos difuncional, es seleccionado a partir del grupo que contiene etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, 1,4-butanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, 1,5-pentanodiol, neopentilglicol, 1,6-hexanodiol, 1,10-decanodiol, glicerina, trimetilolpropano, pentaeritrita y sorbita, así como mezclas de al menos dos de los citados alcoholes.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el alcohol alifático, al menos difuncional, es seleccionado a partir del grupo que contiene etilenglicol, dietilenglicol, glicerina, trimetilolpropano, pentaeritrita y sorbita, así como mezclas de al menos dos de los citados alcoholes.

12. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el alcohol de poliéster bi) presenta un índice de hidroxilo en el intervalo entre 250 y 600 mg KOH/g.

13. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el alcohol de poliéster bi) presenta un índice de hidroxilo en el intervalo entre 300 y 550 mg KOH/g.

14. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el alcohol de poliéster bi) presenta una funcionalidad en el intervalo entre 2,5 y 4,5.

15. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el alcohol de poliéster bi) presenta una funcionalidad en el intervalo entre 3 y 4,5.

16. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la obtención del alcohol de poliéster bi) se hace reaccionar un 10 a un 50% en moles de ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, un 3 a un 20% en moles de ácido graso o un 1 a un 8% en moles de aceite vegetal, y un 40 a un 80% en moles de alcohol alifático, al menos difuncional, completándose el % en moles a un 100% en moles.

17. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la obtención del alcohol de poliéster bi) se hace reaccionar un 20 a un 40% en moles de ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, un 5 a un 15% en moles de ácido graso o un 2 a un 6% en moles de aceite vegetal, y un 50 a un 65% en moles de alcohol alifático, al menos difuncional, completándose el % en moles a un 100% en moles.

18. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la obtención del alcohol de poliéster bi) se hace reaccionar un 30 a un 40% en moles de ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, un 5 a un 10% en moles de ácido graso o un 2 a un 4% en moles de aceite vegetal, y un 55 a un 60% en moles de alcohol alifático, al menos difuncional, completándose el % en moles a un 100% en moles.

19. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como agente propulsor c) se emplean alcanos que contienen flúor y cloro, hidrocarburos alifáticos y/o cicloalifáticos.

20. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo con un índice en el intervalo de 100 a 400.

21. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo en una instalación de doble banda.

22. Espumas duras de poliuretano, obtenidas según una de las reivindicaciones 1 a 21.

23. Alcoholes de poliéster con una funcionalidad de 1,5 a 6 y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 200 y 800 mg KOH/g, obtenidos mediante reacción de un 10 a un 50% en moles de un ácido carboxílico alifático, al menos difuncional, un 3 a un 20% en moles de un ácido graso o un 1 a un 8% en moles de un aceite vegetal, y un 40 a un 80% en moles de un alcohol alifático, al menos difuncional, completándose el % en moles a un 100% en moles.