Una espuma de poliuretano rígida o semi-rígida que comprende el producto de reacción de:

(A) menos de 75 pep, en base a 100 pep de componente (B), de al menos un poliisocianato; con

(B) un componente reactivo con isocianato que tiene un contenido de sólidos de al menos el 40% en peso, un índice de hidroxilo global de la porción líquida, no sólida de al menos 160, y que comprende:

(1) al menos el 50% en peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de al menos el 30% en peso, en el que el poliol de base del poliol polimérico tiene un índice de hidroxilo de al menos 70 y una funcionalidad de 2 a 8, y

(2) no más del 50% en peso de uno o más segundos polioles, siendo dicho segundo poliol diferente del poliol polimérico (1),

con la suma de los % en peso de polioles (1) y (2) totalizando el 100% en peso de (B);

en presencia de

(C) al menos un agente de soplado;

(D) al menos un tensioactivo; y

(E)al menos un catalizador

Procedimiento de producción de espumas rígidas y semi-rígidas con pequeñas cantidades de diisocianato usando polioles poliméricos caracterizados por un alto contenido de sólidos y un alto índice de hidroxilo y las espumas resultantes.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere a un procedimiento para la producción de espumas rígidas y semi-rígidas a bajos niveles de isocianato, y a las espumas producidas mediante este procedimiento. El procedimiento comprende hacer reaccionar a un componente de poliisocianato con un componente reactivo con isocianato, en presencia de al menos un agente de soplado, al menos un tensioactivo y al menos un catalizador. Los componentes reactivos con isocianato adecuados se caracterizan por tener un contenido de sólidos de al menos el 40% en peso, y un índice de hidroxilo global de la restante porción líquida, no sólida de al menos 160. Además, el componente reactivo con isocianato comprende al menos el 50% en peso de un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de al menos el 30% en peso y en el que el poliol de base tiene un índice de hidroxilo de al menos 70.

Las espumas rígidas y semi-rígidas son útiles en el envasado y en otras aplicaciones de gestión de energía tales como espumas disipadoras de energía para aplicaciones en automoción. Éstas también se usan para proporcionar soporte y otorgar rigidez en diversas construcciones compuestas tales como techos de automóviles y diversas estructuras de tipo sándwich.

En la técnica se conocen y describen espumas que absorben energía. Véase, por ejemplo, Las Patentes de Estados Unidos Nº 6.265.457 y 6.777.457.

Las espumas que absorben energía del documento WO 98/16567 comprenden 100 partes en peso de un componente reactivo con isocianato que está constituido por (a) de 30 a 70 partes en peso de un poliol que tiene un peso molecular de 2500 a 6500, una funcionalidad de 2,5 a 6 y un contenido de hidroxilo primario de al menos el 40% en peso, y que opcionalmente contiene un polímero dispersado de forma estable en el poliol, con (b) de 70 a 30 partes en peso de un poliol rígido que tiene un peso molecular de 300 a 1000, una funcionalidad de 2,5 a 6 y un valor de hidroxilo en el intervalo de 200 a 600. Este componente reactivo con isocianato hace posible preparar espumas que tienen una densidad de menos de 50 kg/m³.

Las Patentes de Estados Unidos Nº 6.265.457 y 6.777.457 describen espumas poliméricas a base de isocianato que comprenden una matriz polimérica a base de isocianato que tiene un material particulado cristalino dispuesto en la matriz. El procedimiento para producir estas espumas comprende poner en contacto a un isocianato, un compuesto que contiene hidrógeno activo, agua y un material particulado que tiene una entalpía de transición de fase endotérmica de al menos aproximadamente 50 J/g para producir una mezcla de reacción, y expandir la mezcla de reacción para formar la espuma polimérica a base de isocianato.

Las espumas de poliuretano en bloque rígidas y el procedimiento para la preparación se describen en el documento JP 05186559. Estos comprenden la reacción de prepolímeros terminados en NCO de polioles rígidos y TDI o MDI polimérico, y polioles rígidos que contienen de 10 a 100 partes de polioles de poliéter preparados alcoxilando trimetilolpropano, y un agente de soplado que comprende diclorotrifluoretano.

El poliuretano flexible termoformable y su uso como materiales para envasado se conoce y se ha descrito. Véase el artículo de S. E. Wujcik et al titulado "Thermoformable Flexible Polyurethane: A Unique Packaging Material", presentado en la 32ª Annual Polyurethane Technical Marketing Conference, 1-4 de octubre de 1999, págs. 223-226. Las espumas descritas en este artículo también tienen excelentes características de absorción de energía, y permiten que los productos acolchados se fabriquen a medida para especificaciones detalladas necesarias para protección de una gran variedad de partes en un amplio espectro ambiental. Estas espumas de poliuretano se preparan a partir de MDI o TDI, con un nuevo poliol de injerto (es decir, Pluracol® Polyol 1150) y tienen una resistencia a la compresión mejorada. Se describe espumas de TDI que tienen resistencias a la compresión del 50% hasta 35,9 kPa (5,2 psi) a una densidad de 33,64 kg/m³ (2,1 pcf). También se describe una espuma de MDI con una resistencia a la compresión del 50% de 82,7 kPa (12 psi) y una densidad de 32,04 kg/m³ (2,0 pcf), pero no se proporciona información sobre el nivel de MDI.

Las ventajas de la presente invención incluyen la producción de espumas rígidas y semi-rígidas que muestran una mayor resistencia a la compresión en función de la densidad cuando se producen. En particular, pueden producirse espumas con alta resistencia a la compresión de menor densidad con niveles más bajos de reactivo con isocianato y menos generación de calor durante el procedimiento de producción. Esto es particularmente beneficioso para evitar la descomposición exotérmica e incluso el fuego en la producción de grandes bloques de espuma mediante un procedimiento de espumado de bloque en plancha ("slabstock") o en caja de una sola etapa. El procedimiento también permite el uso de isocianatos o mezclas de isocianato que tienen un mayor contenido de NCO libre incluyendo TDI que está disponible en muchas instalaciones de producción de espuma. La flexibilidad de producción proporcionada por el uso de TDI y el uso de menos isocianato también puede ayudar a superar restricciones de la producción de espuma rígida y semi-rígida causadas por escaseces temporales o de larga duración de isocianatos con mayor contenido de NCO libre o de productos químicos de isocianato en general.

Sumario de la invención

Esta invención se refiere a espumas rígidas y semi-rígidas y a procedimientos para la producción de estas espumas. Las espumas de la presente invención comprenden el producto de reacción de:

en presencia de

El procedimiento para la preparación de estas espumas rígidas y semi-rígidas comprende

1. Una espuma de poliuretano rígida o semi-rígida que comprende el producto de reacción de:

2. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que (A) dicho poliisocianato comprende más del 50% en peso de diisocianato de tolueno.

3. La espuma de la reivindicación 1, en la que (A) dicho poliisocianato comprende el 100% en peso de diisocianato de tolueno.

4. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que (A) dicho poliisocianato está presente en una cantidad de menos de 65 pep, en base a 100 pep de componente (B).

5. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que (B) dicho componente reactivo con isocianato tiene un contenido de sólidos de al menos el 45% en peso, un índice de hidroxilo global de la porción líquida, no sólida de al menos 180, y tiene una funcionalidad de 2 a 8.

6. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que (B)(2) dicho uno o más segundos polioles se caracteriza por un índice de hidroxilo de 10 de 2000 y por tener una funcionalidad de al menos 2.

7. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que (B) dicho componente reactivo con isocianato comprende:

8. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que (B) dicho componente reactivo con isocianato comprende:

9. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que (B)(2) comprende un poliol polimérico que tiene un contenido de sólidos de no más del 80% en peso, y en el que el poliol de base tiene un índice de hidroxilo de 10 a menos de 70, y una funcionalidad de al menos dos.

10. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que (B)(2) se selecciona entre el grupo constituido por polioles de poliéter, prolongadores de cadena y agentes reticulantes.

11. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que (C) dicho agente de soplado está presente en una cantidad de 0,5 a 10 partes en peso, en base a 100 partes en peso de componente (B), el componente reactivo con isocianato.

12. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que el poliol de base del poliol polimérico usado como (B)(1) tiene una funcionalidad de > 2,2.

13. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que la densidad es mayor de 11,21 kg/m³.

14. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que la CFD ajustada al 50% es mayor de 48,26 kPa.

15. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que la espuma es una espuma de crecimiento libre.

16. La espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en la que la espuma es una espuma moldeada.

17. Un procedimiento para la producción de una espuma de poliuretano rígida o semi-rígida de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 16 que comprende

(I) hacer reaccionar a

18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que los componentes (A) a (E) se hacen reaccionar mediante un procedimiento de una etapa.

19. El procedimiento de la reivindicación 17, que comprende adicionalmente las etapas de:

20. El procedimiento de la reivindicación 17, que comprende adicionalmente las etapas de: