COMPOSICIONES DE CATALIZADOR DE POLIURETANO PARA MEJORAR EL COMPORTAMIENTO DE ESPUMA RÍGIDA.

Composiciones de catalizador de poliuretano para mejorar el comportamiento de espuma rígida Antecedentes de la invención La presente invención se refiere al uso de catalizadores de amina terciaria específicos para producir espuma de poliuretano rígida. Las espumas de poliuretano se conocen ampliamente y se usan en los sectores del automóvil, de la vivienda y en otros. Tales espumas se producen mediante reacción de un poliisocianato con un poliol en presencia de diversos aditivos. Un aditivo de este tipo es un agente de expansión de clorofluorocarbono (CFC) que se evapora como resultado de la exoterma de reacción, dando lugar a que la masa de polimerización forme una espuma. Los CFC han sido de utilidad en espumas rígidas aislantes debido a su baja conductividad térmica tal como se mide por sus factores k. El descubrimiento de que los CFC reducen el ozono en la estratosfera ha dado como resultado el mandato de reducir el uso de CFC. Por lo tanto, la producción de espumas expandidas por agua, en las que la expansión se realiza con el CO2 generado por la reacción de agua con el poliisocianato, ha venido ganando en importancia. Los catalizadores de amina terciaria se utilizan típicamente para acelerar la expansión (reacción de agua con isocianato para generar CO2) y la gelificación (reacción de poliol con isocianato). La capacidad del catalizador de amina terciaria para favorecer selectivamente o bien la expansión o bien la gelificación es una consideración importante al seleccionar un catalizador para la producción de una espuma de poliuretano particular. Si un catalizador favorece la reacción de expansión a un nivel demasiado alto, se desprenderá una gran parte del CO2 antes de que se haya producido una suficiente reacción de isocianato con poliol, y el CO2 burbujeará fuera de la formulación, lo que da como resultado que la espuma se colapse. Se producirá una espuma de baja calidad. Por el contrario, si un catalizador favorece demasiado intensamente la reacción de gelificación, una parte sustancial del CO2 se desprenderá después de que haya tenido lugar un grado de polimerización significativo. De nuevo, se producirá una espuma de baja calidad, caracterizada en esta ocasión por una alta densidad, celdas rotas o mal definidas, u otras características poco deseables. Los catalizadores de amina terciaria, en general, son malolientes y desagradables y muchos presentan una alta volatilidad debido a su bajo peso molecular. La liberación de aminas terciarias durante el tratamiento de la espuma puede presentar problemas de seguridad y de toxicidad significativos, y la liberación de aminas residuales a partir de productos de consumo es, en general, poco deseable. Los catalizadores de amina que contienen funcionalidad urea (por ejemplo, RNHCONHR) tienen un aumento en peso molecular y en enlaces de hidrógeno y, por lo tanto, una volatilidad y un olor reducidos en comparación con estructuras relacionadas que carecen de esta funcionalidad. Además, los catalizadores que contienen funcionalidad urea se unen químicamente al uretano durante la reacción y no se liberan con respecto al producto acabado. Las estructuras de catalizador que realizan este concepto son típicamente de baja a moderada actividad y favorecen tanto las reacciones de expansión (aguaisocianato) como las de gelificación (poliolisocianato) en distintos grados. El documento de los Estados Unidos 5.859.079 da a conocer una composición de catalizador de poliuretano para hacer una espuma de poliuretano flexible que comprende N, Nbis(3dimetilaminopropil)urea y 3 dimetilaminopropilurea en una proporción que puede hacerse variar para controlar sistemáticamente las propiedades físicas de fluidez, flujo de aire y resistencia al aplastamiento de la espuma flexible resultante. El documento de los Estados Unidos 4.644.017 da a conocer el uso de determinadas aminoalquilureas estables en difusión que tienen grupos amino terciarios en la producción de un producto de adición de poliisocianato que no decolora o cambia la constitución de los materiales que le rodean. Específicamente, se enseñan el Catalizador A y el Catalizador D que son productos de reacción de la dimetilaminopropilamina y de la urea. El documento de los Estados Unidos 4.007.140 da a conocer el uso de N, Nbis(3dimetilaminopropil)urea un catalizador de poco olor para la fabricación de poliuretanos. El documento de los Estados Unidos 4.194.069 da a conocer el uso de N(3dimetilaminopropil)N(3 morfolinopropil)urea, N, Nbis(3dimetilaminopropil)urea y N, Nbis(3morfolinopropil)urea como catalizadores para producir espumas de poliuretano. El documento de los Estados Unidos 4.094.827 da a conocer el uso de determinadas ureas sustituidas con alquilo que incluyen N, Nbis(3dimetilaminopropil)urea que proporcionan menos olor y un retardo en la reacción de formación de espuma que facilita la producción de espuma de poliuretano. El documento de los Estados Unidos 4.330.656 da a conocer el uso de Nalquilureas como catalizadores para la 2   reacción de 1,5diisocianato de naftileno con polioles o para la prolongación de la cadena de prepolímeros basándose en 1,5diisocianato de naftileno sin aceleración de la oxidación atmosférica. El documento DE 30 27 796 A1 da a conocer el uso de dialquilaminoalquilureas de mayor peso molecular como catalizadores de olor reducido para la producción de espuma de poliuretano. El documento de los Estados Unidos 4.310.632 y el documento de los Estados Unidos 5.057.480 dan a conocer un proceso para la producción de poliuretano usando un catalizador definido. El documento EP 0 879 837 A1 da a conocer un procedimiento para la preparación de una espuma de poliuretano flexible haciendo reaccionar un poliisocianato orgánico y un poliol en presencia de un agente de expansión, un estabilizador de celda y una composición de catalizador, que tiene la mejora para el control de la libertad de tratamiento de la composición de espuma que comprende el uso de una composición de catalizador que consiste esencialmente en > 0 a < 100 por ciento en moles de 3dimetilaminopropilurea y en > 0 a < 100 por ciento en moles de N, Nbis(3dimetilaminopropil)urea. Sumario de la invención La presente invención se refiere al uso de una composición de catalizador para la producción de espuma de poliuretano rígida. La composición de catalizador comprende 3dimetilaminopropilurea y N, Nbis(3 dimetilaminopropil)urea, es decir, las mono y bisureas de 3dimetilaminopropilamina, respectivamente. Usando esta composición de catalizador, que comprende una mezcla de las mono y bisalquilureas sustituidas en cantidades de > 0 a < 100 por ciento en moles de monourea y de > 0 a < 100 por ciento en moles de bisurea mejora las propiedades físicas de la espuma de poliuretano. La proporción de los dos compuestos de urea que está presente en el catalizador que va a usarse de acuerdo con la presente invención puede hacerse variar para controlar sistemáticamente el contenido en tanto por ciento en celdas abiertas, valor del factor k y la fluidez de los componentes de formación de espuma de reacción para aumentar la procesabilidad. El aumento de la proporción de N, Nbis(3dimetilaminopropil)urea a 3dimetilaminopropilurea que está presente en el catalizador que va a usarse de acuerdo con la presente invención disminuye el contenido en tanto por ciento en celdas abiertas y los valores del factor k de la espuma a la vez que disminuye la proporción de N, Nbis(3dimetilaminopropil)urea a 3dimetilaminopropilurea mejora la fluidez de la composición de formación de espuma. El contenido en tanto por ciento en celdas abiertas es una medición para la estimación de la pérdida de agentes de expansión mediante su difusión a través de las celdas de espuma. Esto es comparable a la difusión de aire a través de las celdas de espuma, es decir, el flujo de aire a través de la espuma. Un contenido en celdas abiertas más alto significa una difusión de gases mayor y un flujo de aire mayor. El factor k es una medición de la conductividad térmica de los materiales aislantes, en este caso la espuma de poliuretano rígida. Cuanto menor es el factor k de la espuma rígida mejor es su propiedad de aislamiento. Para una espuma aislante el objeto es retener el agente de expansión en las celdas para mantener el bajo factor k. Por lo tanto, es deseable un menor contenido en celdas abiertas en la espuma. La presente invención es de utilidad en aparatos, por ejemplo, congeladores y frigoríficos, y paneles estratificados que contienen espuma aislante así como en otras aplicaciones críticas en cuanto a factor k. Al contrario de lo expuesto en el documento de los Estados Unidos 5.859.079, que enseña que un aumento en la proporción de la bisurea con respecto a la monourea de la mezcla del catalizador para aumentar el flujo de aire en una espuma flexible, en espumas rígidas preparadas usando... [Seguir leyendo]

1. El uso de una composición de catalizador que consiste esencialmente en > 0 a < 100 por ciento en moles de 3 dimetilaminopropilurea y en > 0 a < 100 por ciento en moles de N, Nbis(3dimetilaminopropil)urea para la preparación de una composición de espuma que tiene una fluidez mejorada para la preparación de una espuma de poliuretano rígida haciendo reaccionar un poliisocianato orgánico y un poliol, que tiene un peso molecular de 500 a 1000 y un índice de hidroxilo de 160 a 700, en presencia de un agente de expansión, un estabilizador de celda y la composición de catalizador, teniendo la composición de espuma un índice de NCO de 100 a 300, y en el que la composición de catalizador comprende de un 50 a un 95 por ciento en moles de 3dimetilaminopropilurea y de un 5 a un 50 por ciento en moles de N, Nbis(3dimetilaminopropil)urea. 2. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la composición de espuma tiene un índice de NCO de 115. 3. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la composición de catalizador comprende de un 80 a un 95 por ciento en moles de 3dimetilaminopropilurea y de un 5 a un 20 por ciento en moles de N, Nbis(3 dimetilaminopropil)urea. 4. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la composición de catalizador se usa en combinación con otros catalizadores de amina terciaria, de organoestaño, o de carboxilatouretano. 5. El uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la composición de formación de espuma tiene una densidad de 0,5 a 5 libras/pie 3 (de 8 a 80 kg/m 3 ) y comprende los siguientes componentes en partes en peso (pbw): Poliol Agente tensioactivo de silicona 13 Agente de expansión físico 050 Agua 04 Cocatalizador 05 Catalizador de urea 0,510. 6. Un aparato congelador o frigorífico que contiene una espuma aislante para aparato producida de acuerdo con la reivindicación 1. 7. Un panel estratificado que contiene una espuma aislante producida de acuerdo con la reivindicación 1. 9