Proceso para la preparación discontinua o semicontinua de un poliol polimérico,

comprendiendo el proceso

(1) preparar una semilla por polimerización en un poliol base de al menos un monómero etilénicamente insaturado en presencia de un iniciador de polimerización y un macrómero, y en presencia de 0,5 a 50% en peso de un residuo de poliol polimérico, basándose en la cantidad de polímero presente en el residuo comparada con la cantidad total de polímero formado,

(2) añadir más cantidad de monómero etilénicamente insaturado a la semilla obtenida en la etapa (1) y opcionalmente más cantidad de poliol, y

(3) polimerizar la mezcla obtenida en la etapa (2)

Proceso para preparar polioles poliméricos.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de polioles poliméricos.

Los polioles poliméricos se usan habitualmente para la fabricación de espumas de poliuretano flexibles. Las espumas de poliuretano flexibles se usan mucho en numerosas aplicaciones. Los principales sectores de aplicación son la industria automovilística y aeronáutica, mobiliario tapizado y artículos técnicos. Por ejemplo, en automóviles y aviones se usan mucho asientos hechos totalmente de espuma, almohadillas para los asientos y sujeciones para la espalda y la cabeza, todos ellos hechos de espuma de poliuretano flexible. Otras aplicaciones incluyen el uso de espuma de poliuretano flexible como refuerzos para alfombras, productos de descanso y colchones, sillines de espuma para motocicletas, juntas entre el cuerpo de un automóvil y sus luces, sellos de reborde de filtros de aire para motores y capas aislantes sobre partes de automóviles y partes del motor para reducir el ruido y la vibración. Se apreciará que cada aplicación específica plantea sus propias necesidades sobre la espuma flexible a usar. Son características importantes en este sentido la densidad, dureza, elasticidad y comportamiento de amortiguación de la espuma, y con el fin de adaptarse a cada aplicación, estas características deberían estar equilibradas y ajustadas de manera óptima.

Un problema que se encuentra generalmente en la fabricación de polioles poliméricos, es decir, un sistema en el que un polímero se dispersa de forma estable en un poliol base, es obtener un poliol polimérico que tenga un contenido de polímero sólido relativamente alto y una viscosidad lo suficientemente baja para facilitar su manipulación. Un poliol polimérico que tiene esta combinación de propiedades generalmente es favorable para las propiedades de la espuma de poliuretano producida a partir de dicho poliol polimérico.

El documento EP-A-698628 describe un proceso semicontinuo para preparar un poliol polimérico por polimerización de estireno y acrilonitrilo en un poliol de poliéter en un reactor discontinuo en presencia de un poliol polimérico preformado, donde de 0,25 a 3% en peso de los sólidos poliméricos en el poliol polimérico final proviene del poliol polimérico preformado.

El documento EP-A-768324 describe un proceso continuo para la preparación de polioles poliméricos muy estables, finamente divididos, de baja viscosidad, donde en la primera etapa se prepara un intermedio haciendo reaccionar (1) una mezcla de estireno y acrilonitrilo en una mezcla de (2) un poliol de poliéter de polioxialquileno y (3) un macrómero en presencia de (4) un iniciador de radicales libres, (5) un disolvente que tiene una actividad de transferencia de cadena moderada y opcionalmente (6) un moderador de reacción.

El documento US-A-5223570 enseña que es necesaria una combinación de operación continua y semicontinua para obtener dispersiones de polímero injertado que tengan una distribución amplia del tamaño de partículas sin fluctuación violenta de las viscosidades. Esta combinación es poco atractiva ya que requiere equipo para la operación continua y equipo para la operación semicontinua.

Compendio de la invención

La presente invención proporciona un proceso para preparar polioles poliméricos que se ha descubierto que tienen una baja viscosidad a un contenido de sólidos relativamente alto y que al mismo tiempo tienen una distribución amplia del tamaño de partículas. Se ha observado que una distribución amplia del tamaño de partículas proporciona una mejor apertura de las celdas. La mejor apertura de las celdas generalmente conduce a una disminución en la fuerza inferior para la compresión, que es la fuerza necesaria para comprimir la espuma por primera vez.

Por lo tanto, la presente invención se refiere a un proceso para la preparación discontinua o semicontinua de un poliol polimérico, comprendiendo el proceso

Aunque el uso de un residuo en un proceso semicontinuo se ha descrito en el documento EP-A-698628 y el uso de una semilla para un proceso continuo se ha descrito en el documento EP-A-768324, no se sabía que podía obtenerse además un poliol polimérico mejorado adicionalmente mediante el uso de una semilla y un residuo en un proceso discontinuo o semicontinuo.

Descripción detallada de la invención

El poliol usado en el proceso de acuerdo con la presente invención es preferiblemente un poliol de poliéter, también referido con frecuencia como polioles de polioxialquileno. Estos polioles de poliéter se obtienen típicamente haciendo reaccionar un compuesto de partida que tiene una pluralidad de átomos de hidrógeno activos con uno o más óxidos de alquileno, tales como óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno o mezclas de dos o más de éstos. Son polioles de poliéter adecuados los que tienen un peso molecular nominal en el intervalo de 1500 a 15.000 y una funcionalidad nominal media (Fn) de al menos 2,0. Preferiblemente, el poliol también tiene un alto contenido de hidroxilo primario, adecuadamente de al menos 70%. Se ha encontrado particularmente ventajoso usar polioles que tengan un peso molecular en el intervalo de 2500 a 14.000. Además, estos polioles tienen preferiblemente una Fn en el intervalo de 2,5 a 6,0. Preferiblemente, estos polioles tienen un contenido de hidroxilo primario en el intervalo de 70 a 100%, más preferiblemente de 75 a 95%. El valor hidroxilo del poliol tiene adecuadamente un valor de 20 a 150 mg de KOH/g, más adecuadamente de 25 a 75 mg de KOH/g. Los ejemplos de polioles adecuados incluyen CARADOL SC46-02, CARADOL SC36-13, CARADOL MC36-03, CARADOL SC56-02, CARADOL SC 36-11 y CARADOL MH56-03 (CARADOL es una marca comercial). Aún más preferiblemente, se usan poliol CARADOL SC36-13 y CARADOL SC. 36-11.

Los monómeros etilénicamente insaturados adecuados para preparar el polímero dispersado incluyen hidrocarburos vinil aromáticos, tales como estireno, alfa-metil estireno, metil estireno y varios otros estirenos alquil-sustituidos. De éstos, se prefiere el uso de estireno. El monómero vinil aromático puede usarse solo o junto con otros monómeros etilénicamente insaturados, tales como acrilonitrilo, metacrilonitrilo, cloruro de vinilideno, diversos acrilatos y dienos conjugados tales como 1,3-butadieno e isopreno. Son monómeros etilénicamente insaturados que prefieren usarse para el propósito de la presente invención estireno y acrilonitrilo en una relación molar de 30:70 a 100:0. Sin embargo, particularmente se prefiere el uso de estireno solo o una combinación de estireno y acrilonitrilo en una relación molar de estireno:acrilonitrilo de 33:67 a 67:33, dando como resultado los polímeros dispersados de poliestireno y copolímeros de estireno-acrilonitrilo (SAN), respectivamente.

El residuo del poliol polimérico presente en la etapa (1) es poliol polimérico preformado. Este poliol polimérico preformado puede añadirse al reactor o formarse in situ antes de añadir otros compuestos. Sin embargo, se prefiere que el residuo del poliol polimérico sea el poliol polimérico que permanece en el reactor. Una forma fácil de asegurar que el residuo está presente en el reactor es interrumpir la retirada del producto de poliol polimérico antes de que el reactor se haya vaciado completamente.

En la etapa (1), está presente un macrómero. El macrómero se considera un poliol que contiene insaturación inducida. Los macrómeros que pueden usarse incluyen, pero sin limitación, el producto de reacción de un poliol con un compuesto reactivo insaturado tal como anhídrido maleico, ácido fumárico, 1,1-dimetil-m-isopropenil-bencil-isocianato, isocianatoetilmetacrilato, 2-buteno-1,4-diol, 1-buteno-3,4-diol, hidroxietilmetacrilato, hidroxipropil acrilato, metil metacrilato, ácido acrílico y metacrílico, cloruro de metacroílo, glicidil metacrilato y alil glicidil éter....

1. Proceso para la preparación discontinua o semicontinua de un poliol polimérico, comprendiendo el proceso

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cantidad de polímero obtenido a partir de la etapa (1) presente en el producto final es de 3 a 30% en peso.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 y/o 2, en el que el poliol tiene un peso molecular nominal en el intervalo de 2500 a 15.000 y una funcionalidad nominal media (Fn) de al menos 2,0.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los monómeros etilénicamente insaturados son estireno y acrilonitrilo en una relación molar de 50:50 a 100:0.

5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el macrómero se obtiene haciendo reaccionar un poliol con un anhídrido del ácido dicarboxílico cíclico que no contiene ningún doble enlace polimerizable, y posteriormente haciendo reaccionar el aducto obtenido de esta manera con un compuesto epoxídico que contiene un doble enlace polimerizable.

6. Proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el anhídrido del ácido dicarboxílico cíclico es anhídrido ftálico.

7. Espuma de poliuretano flexible que puede obtenerse por espumación de una composición que comprende un poliol polimérico preparado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y un componente de poliisocianato.

8. Artículo moldeado que comprende la espuma de poliuretano flexible de acuerdo con la reivindicación 7.