POLIURETANO RESISTENTE AL IMPACTO Y PROCEDIMIENTO DE PREPARACION.
Un poliureauretano que contiene poliéter que comprende el producto de reacción de:
a) un prepolímero que comprende un poliisocianato y al menos un poliol que contiene poliéter, en el que dicho poliol poliéter comprende un copolímero de bloque de la fórmula siguiente:
H-O-(CRRCRR-Yn-O)a-(CRRCRR-Yn-O)b-(CRRCRR-Yn-O)c-H
en la que R representa hidrógeno o alquilo de C1-C6; Y representa CH2; n es un número entero desde 0 hasta 6; a, b, y c son cada uno un número entero desde 0 hasta 300, en la que a, b, y c están elegidos de manera tal que el peso molecular promedio en peso del poliol no excede de 32.000; y
b) un agente de curado que contiene amina,
en el que dicho prepolímero tiene una relación equivalente NCO/OH de desde 2,0 hasta menos de 4,5
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US02/36471.
Solicitante: PPG INDUSTRIES OHIO, INC..
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 3800 WEST 143RD STREET,CLEVELAND, OH 44111.
Inventor/es: SMITH, ROBERT A., NAGPAL, VIDHU, J., MCDONALD,WILLIAM,H.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 17 de Marzo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08G18/12 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › Procesos de prepolimerización.
- C08G18/66C2D
- C08G18/75D
- G02B1/04B
Clasificación PCT:
- C08G18/10 C08G 18/00 […] › Procesos de prepolimerización que incluyen reacción de isocianatos o isotiocianatos con compuestos que tienen hidrógeno activo en un primer paso de reacción.
- C08G18/75 C08G 18/00 […] › cicloalifáticos.
- G02B1/04 FISICA. › G02 OPTICA. › G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 1/00 Elementos ópticos caracterizados por la sustancia de la que están hechos (composiciones de vidrios ópticos C03C 3/00 ); Revestimientos ópticos para elementos ópticos. › hechos de sustancias orgánicas, p. ej. plásticos (G02B 1/08 tiene prioridad).
Clasificación antigua:
- C08G18/10 C08G 18/00 […] › Procesos de prepolimerización que incluyen reacción de isocianatos o isotiocianatos con compuestos que tienen hidrógeno activo en un primer paso de reacción.
- C08G18/75 C08G 18/00 […] › cicloalifáticos.
- G02B1/04 G02B 1/00 […] › hechos de sustancias orgánicas, p. ej. plásticos (G02B 1/08 tiene prioridad).
Fragmento de la descripción:
Poliuretano resistente al impacto y procedimiento de preparación.
La presente invención se refiere a un poliureauretano que contiene poliéter.
En general, un material plástico ópticamente transparente se caracteriza por su resistencia al impacto, y la temperatura y presión a la cual el material experimenta deformación.
Existe la necesidad de un poliureauretano que tenga una alta resistencia al impacto.
Es de señalar que, tal como se usa en la presente memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares de "un", "uno", y "el" incluyen referentes en plural, salvo que de manera expresa e inequívoca esté limitado a un referente.
Para los fines de la presente memoria descriptiva, salvo que se indique lo contrario, todos los números que expresan cantidades de ingredientes, condiciones de reacción, etc., usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones, han de entenderse como modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". De acuerdo con ello, salvo que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en la memoria descriptiva siguiente y reivindicaciones adjuntas, son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se pretenden obtener mediante la presente invención. Finalmente, y no como un intento de limitar la aplicación de la doctrina de equivalentes al ámbito de de las reivindicaciones, cada parámetro numérico debería considerarse al menos a la vista del número de dígitos significativos reportados y mediante la aplicación de técnicas de redondeo ordinarias.
Aún cuando los intervalos numéricos y parámetros que establecen el amplio ámbito de la invención son aproximaciones, los valores numéricos establecidos en los ejemplos específicos se han reportado de la manera tan precisa como ha sido posible. Sin embargo, cualquier valor numérico contiene de manera inherente errores que resultan necesariamente de la desviación estándar encontrada en sus respectivas mediciones de ensayos.
La presente invención incluye un poliureuretano que contiene poliéter, teniendo dicho poliureauretano que contienen poliéter cuando está al menos parcialmente curado y cuando se ensaya como una lente con un recubrimiento duro sobre ambas superficies con un espesor en el centro máximo de 2,2 mm en una configuración en plano, una resistencia al impacto de al 4menos 45,11 m/s, tal como se define mediante el Ensayo de Alto Impacto.
Además, la presente invención incluye un poliureauretano que contiene poliéter que comprende el producto de reacción de:
a) un prepolímero que comprende un poliisocianato y al menos un poliol que contiene poliéter, en el que dicho poliol poliéter comprende un copolímero de bloque de la fórmula siguiente:
en la que R representa hidrógeno o alquilo de C1-C6; Y representa CH2; n es un número entero desde 0 hasta 6; a, b, y c son cada uno un número entero desde 0 hasta 300, en la que a, b, y c están elegidos de manera tal que el peso molecular promedio en peso del poliol no excede de 32.000; y
b) un agente de curado que contiene amina,
en el que dicho prepolímero tiene una relación equivalente NCO/OH de desde 2,0 hasta menos de 4,5.
Además, la presente invención incluye un procedimiento de preparación de un poliureauretano que contiene poliéter que comprende las etapas de:
a) hacer reaccionar un poliisocianato y al menos un poliol que contiene poliéter, en el que dicho poliol poliéter comprende un copolímero de bloque de la fórmula siguiente:
en la que R representa hidrógeno o alquilo de C1-C6; Y representa CH2; n es un número entero desde 0 hasta 6; a, b, y c son cada uno un número entero desde 0 hasta 300, en la que a, b, y c están elegidos de manera tal que el peso molecular promedio en peso del poliol no excede de 32.000, para formar un prepolímero de poliuretano que contiene poliéter; y
b) hacer reaccionar dicho prepolímero con un agente de curado que contiene amina,
en el que dicho prepolímero tiene una relación equivalente NCO/OH de desde 2,0 hasta menos de 4,5.
En realizaciones no limitativas, el poliureauretano que contiene poliéter de la presente invención puede usarse para aplicaciones de transparencia tales como acristalamientos arquitectónicos, acristalamiento de vehículos, escudos contra manifestaciones, capotas para aviación, máscaras para la cara, visores, lentes oftálmicas y para el sol, gafas protectoras, y armaduras transparentes. Se ha encontrado que el poliureauretano que contiene poliéter de la presente invención puede demostrar al menos una de las características siguientes: claridad óptica, buenas propiedades balísticas, buena resistencia química, y aceptables temperaturas de deformación por calor.
Los poliisocianatos útiles en la preparación del poliureauretano de la presente invención son numerosos y ampliamente variados. Los ejemplos no limitativos pueden incluir, pero sin limitarse a ellos, poliisocianatos alifáticos, poliisocianatos cicloalifáticos, en los que uno o más de los grupos isocianato están directamente unidos al anillo cicloalifático, poliisocianatos cicloalifáticos, en los que uno o más de los grupos isocianato no están directamente unidos al anillo cicloalifático, poliisocianatos aromáticos, en los que uno o más de los grupos isocianato están directamente unidos al anillo aromático, y poliisocianatos aromáticos, en los que uno o más de los grupos isocianato no están directamente unidos al anillo aromático, y mezclas de los mismos. En una realización no limitativa, cuando se usa un poliisocianato aromático, generalmente debería tener cuidado en seleccionar un material que no ocasione color al poliureauretano (por ejemplo, amarillo).
En realizaciones no limitativas alternativas de la presente invención, el piliisocianato puede incluir, pero sin limitarse a ellos, diisocianatos alifáticos o cicloalifáticos, diisocianatos aromáticos, dímeros cíclicos y trímeros cíclicos de los mismos, y mezclas de los mismos. Los ejemplos no limitativos de poliisocianatos adecuados pueden incluir, pero sin limitarse a ellos, Desmodur N 3300 (diisocianato de hexametileno trímero) el cual está comercialmente disponible de Bayer; Desmodur N 3400 (60% de diisocianato de hexametileno dímero y 40% de diisocianato de hexametileno trímero). En una realización no limitativa, el poliisocianato puede incluir diisocianato de diciclohexilmetano y mezclas isómeras del mismo. Tal como se usa en la presente memoria y las reivindicaciones, el término "mezclas isómeras" se refiere a una mezcla de isómeros cis-cis, trans-trans, y cis-trans del poliisocianato. Los ejemplos no limitativos de mezclas isómeras para uso en la presente invención, pueden incluir el isómero trans-trans de 4,4'-metilenobis(isocianato de ciclohexilo), denominado aquí más adelante como "PICM" (paraisocianato ciclohexilmetano), el isómero cis-trans de PICM, el isómero cis-cis de PICM, y mezclas de los mismos.
Los isómeros adecuados para uso en la presente invención incluyen, pero sin limitarse a ellos, los tres isómeros siguientes de 4,4'-metilenobis(isocianato de ciclohexilo).
En una realización no limitativa, el PICM usado en la presente invención puede prepararse mediante la fosgenación de 4,4'-metilenobis(ciclohexil amina) (PACM) mediante procedimientos conocidos en la técnica, tales como los procedimientos descritos en las Patentes de EE.UU. 2.644.007; 2.680.127; y 2.908.703, las cuales se incorporan en la presente memoria para referencia. Las mezclas de isómeros de PACM pueden producir, tras la fosgenación, PICM en una fase líquida, una fase parcialmente líquida, o una fase sólida a temperatura ambiente. En realizaciones alternativas no limitativas, las mezclas de isómeros de PACM pueden obtenerse mediante la hidrogenación de metilenodianilina y/o mediante cristalización fraccionada de mezclas de isómeros de PACM en la presencia de agua y alcoholes tales como metanol y etanol.
Los diisocianatos...
Reivindicaciones:
1. Un poliureauretano que contiene poliéter que comprende el producto de reacción de:
a) un prepolímero que comprende un poliisocianato y al menos un poliol que contiene poliéter, en el que dicho poliol poliéter comprende un copolímero de bloque de la fórmula siguiente:
en la que R representa hidrógeno o alquilo de C1-C6; Y representa CH2; n es un número entero desde 0 hasta 6; a, b, y c son cada uno un número entero desde 0 hasta 300, en la que a, b, y c están elegidos de manera tal que el peso molecular promedio en peso del poliol no excede de 32.000; y
b) un agente de curado que contiene amina,
en el que dicho prepolímero tiene una relación equivalente NCO/OH de desde 2,0 hasta menos de 4,5.
2. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 1, en el que la relación equivalente NCO/OH es de desde 2,1 hasta 4,0.
3. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 1, en el que dicho poliisocianato está elegido entre poliisocianatos alifáticos, poliisocianatos cicloalifáticos, poliisocianatos aromáticos, y mezclas de los mismos.
4. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 3, en el que dicho poliisocianato está elegido entre diisocianatos alifáticos, diisocianatos cicloalifáticos, y mezclas de los mismos.
5. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 3, en el que dicho poliisocianato está elegido entre diisocianato de diciclohexilmetano y mezclas isómeras del mismo.
6. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 3, en el que dicho poliisocianato es isómero trans-trans de 4,4'-metilenobis(isocianato de ciclohexilo).
7. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 3, en el que dicho poliisocianato está elegido entre ciclohexilisocianato de 3-isocianatometil-3,5,5,-trimetilo; diisocianato de meta-tetrametilxileno (1,3-bis(1-isocianato-1-metiletil)-benceno) y mezclas de los mismos.
8. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 1, en el que dicho material poliol que contiene poliéter tiene un peso molecular promedio en número de desde 2.000 hasta 15.000.
9. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 1, en el que dicho agente de curado que contiene amina está elegido entre materiales que tiene la fórmula química siguiente y mezclas de la misma:
en la que R1 y R2 están cada uno elegidos independientemente entre grupos metilo, etilo, propilo, e isopropilo, y R3 está elegido entre hidrógeno y cloro.
10. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 9, en el que dicho agente de curado que contiene amina es 4,4'-metilenobis(3-cloro-2,6-dietilanilina).
11. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 1, en el que dicho agente de curado que contiene amina está elegido entre 2,4-diamino-3,5-dietil-tolueno, 2,6-diamino-3,5-dietil-tolueno y mezclas de los mismos.
12. El poliureauretano que contiene poliéter de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho agente de curado que contiene amina está presente un una relación equivalente NCO/NH2 de desde 1,0 NCO/0,60 NH2 hasta 1,0 NCO/1,20 NH2.
13. El poliureauretano que contiene poliéter de la reivindicación 1, que tiene una viscosidad menor de 2.000 cPs a 73ºC.
14. Un procedimiento de preparación de un poliureauretano que contiene poliéter que comprende las etapas de:
a) hacer reaccionar un poliisocianato con al menos un poliol que contiene poliéter, en el que dicho poliol poliéter comprende un copolímero de bloque de la fórmula siguiente:
en la que R representa hidrógeno o alquilo de C1-C6; Y representa CH2; n es un número entero desde 0 hasta 6; a, b, y c son cada uno un número entero desde 0 hasta 300, en la que a, b, y c están elegidos de manera tal que el peso molecular promedio en peso del poliol no excede de 32.000, para formar un prepolímero de poliuretano que contiene poliéter; y
b) hacer reaccionar dicho prepolímero con un agente de curado que contiene amina,
en el que dicho prepolímero tiene una relación equivalente NCO/OH de 2,0 hasta menos de 4,5.
15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que el poliisocianato, el poliol que contiene poliéter, el agente de curado que contiene amina y la relación equivalente NCO/NH2 es tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 2-12.
16. Un artículo óptico que comprende poliureauretano que contiene poliéter de cualquiera de las reivindicaciones 1-13.
17. El artículo de la reivindicación 16 que es fotocrómico.
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