Composiciones para formar espuma de poliuretano que contienen agentes de abertura de celdas de polisilsesquioxano.

Una composición de formación de espuma que comprende:

a) al menos un poliol;

b) al menos un poliisocianato;

c) al menos un catalizador de poliuretano;

d) al menos un agente formador de burbujas;

e) al menos un polisilsesquioxano; y, opcionalmente,

f) al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en: tensioactivo, extendedor de cadena, reticulador, carga, refuerzo, pigmento, tinte, tintura, colorante, retardante de llama, antioxidante, antiozonante, estabilizante UV, agente antiestático, biocida y biostat.

Composiciones para formar espuma de poliuretano que contienen agentes de abertura de celdas de polisilsesquioxano

La presente invención se refiere a espumas moldeadas de poliuretano flexibles de alta resiliencia que tienen

estabilidad dimensional de la espuma mejorada. Mas en particular la presente invención se refiere a composición de formación de espuma de poliuretano que contiene polisilsesquioxanos que proporciona espumas moldeadas de poliuretano flexibles de alta resiliencia con propiedades fisicas mejoradas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

En la tecnica de fabricación de espuma de poliuretano flexible, se sabe que por utilización de formulaciones de

formación de espuma que incorporan un poliisocianato organico muy reactivo y un poliol de alto peso molecular con un cierto nivel de contenido en grupo hidroxilo primario, se puede realizar una espuma con resiliencia mejorada y otras propiedades fisicas deseables. Tales espumas resultantes se han referido en la tecnica como espumas de "alta resiliencia". La resiliencia se define como la capacidad para volver facilmente a la forma y dimensiones originales despues de que se haya aplicado una fuerza deformadora y se haya retirado de un cuerpo. En tecnologia de

espuma de poliuretano, la industria considera en general que "factor de Combado" es la caracteristica que diferencia las espumas de alta resiliencia de espumas convencionales. Este factor de Combado es una medida de soporte proporcionada por un material de amortiguación y representa la relación de flexión de la carga de indentación, ILO (por sus siglas en ingles) , a flexión del 65 por ciento a la de a flexión del 25 por ciento (como por ASTM O-156464T) . Segun patrones SPI, las espumas flexibles, convencionales, presentan un factor de Combado de

aproximadamente 1, 7 a 2, 2, mientras que las espumas de alta resiliencia muestran un factor de por encima de aproximadamente 2, 2 a aproximadamente 3, 2.

Las espumas de alta resiliencia han encontrado extensa aplicación como material de amortiguamiento en mobiliario y asientos para automóviles. Lo mas significativamente, estas espumas se han utilizado en la industria del automóvil para fabricar asientos para coches moldeados. La mayoria de las tecnicas de espuma de poliuretano ya establecidas 25 se puede aplicar facilmente a espumas de alta resiliencia. Sin embargo, se ha encontrado que la estabilización y hundimiento de la espuma, un area particular de tecnologia, no son fuertemente transferibles. Oebido a la naturaleza altamente reactiva de la mezcla de reacción de la que se preparan las espumas de alta resiliencia, se ha encontrado que tales espumas presentan encogimiento caracteristico en el desmoldeo y enfriamiento. Los componentes de las mezclas de reacción de espumas convencionales, que sirven para estabilizar la composición a medida que

reacciona, espumas, y solidifica, no son eficaces para evitar el encogimiento en reacciones de formación de espuma de alta resiliencia.

Para satisfacer los requerimientos de estabilización de espumas de alta resiliencia, se han desarrollado varias propuestas en que se incorporan los denominados "abridores de celdas" en la espuma. Estos ingredientes anadidos en general toman la forma de particulas con diametros de aproximadamente 2 micr6metros o menores. Una tecnica 35 implica la formación de sistemas de "polimero-poliol", que se producen de monómeros etilenicamente insaturados y polioles, como se ejemplifica por las descripciones en las Patentes de EE.UU. Nos. 3.383.351; 3.652.639 y

3.823.201. Estos polimero-polioles se mezclan comunmente con polieter-polioles y se usan como el agente reaccionante de poliol de partida.

Otra Patente de EE.UU. N° 4.278.770, explica que las composiciones de poliol que contienen material en forma de

particulas eficazmente dispersado, que presentan caracteristicas de dispersión criticas, se pueden usar para estabilizar la reacción de espumas en la preparación de espuma de poliuretano de alta resiliencia.

En la Patente de EE.UU. N° 4.374.209, se forman particulas de polimero en un poliol haciendo reaccionar un isocianato organico con una olamina, un compuesto organico que contiene uno o mas grupos hidroxilo y uno o mas grupos amino. Aunque esto puede proporcionar una dispersión con utilidad en aplicaciones de espuma de alta

45 resiliencia, el grupo amino es en general catalitico para la reacción isocianato-agua, dando como resultado un estrecho margen de tratamiento. Como tal, el sistema es sensible a pequenas variaciones de la cantidad de catalizador. Oesviaciones muy ligeras de estos limites pueden causar una reacción demasiado rapida teniendo lugar insuficiente resiliencia en el producto de espuma.

Cuando se preparan espumas de poliuretano de alta resiliencia es importante asegurar que la espuma tiene una

50 cantidad suficiente de celdas abiertas para evitar el encogimiento en el enfriamiento. La preparación de espuma de poliuretano de alta resiliencia esta casi siempre acompanada por la formación de algunas celdas cerradas. La presencia de celdas cerradas reduce sustancialmente la estabilidad y flexibilidad dimensionales de la espuma al tiempo que aumenta su rigidez y fragilidad. El contenido de celdas cerradas de una espuma se puede reducir por medios mecanicos tales como trituración o flexión de la espuma durante su procedimiento de curado causando que

55 las celdas cerradas se rompan y se abran. Alternativamente, la extensión de la formación de celdas cerradas se puede minimizar en parte por selección cuidadosa de agentes de abertura de celdas y sus niveles para la preparación de las espumas.

Un problema comun con casi todos los abridores de celdas convencionales es que causan deterioro en las propiedades mecanicas de las espumas, especialmente resistencias a la compresión. Como no contribuyen a las propiedades totales de la espuma, salvo a las celdas abiertas, es deseable reducir la cantidad de abridor de celdas requerida o modificarla de tal manera que pueda contribuir a las propiedades de la espuma.

Oe acuerdo con esto, la presente invención proporciona un agente de abertura de celdas, que puede ayudar a la abertura de celdas y mantener las propiedades mecanicas de espuma de poliuretano flexible de alta resiliencia.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es una representación grafica de los polisilsesquioxanos de los Ejemplos 1-3 en diversas concentraciones frente a Fuerza para Trituración.

La Figura 2 es una representación grafica de polisilsesquioxano de los Ejemplos 1-3 en diversas concentraciones frente a Identificación de Flexión bajo Carga.

SUMARIO DE LA INVENCION

La invención inmediata proporciona una composición formadora de espuma que comprende:

a) al menos un poliol;

b) al menos un poliisocianato;

c) al menos un catalizador de poliuretano;

d) al menos un agente formador de burbujas

e) al menos un polisilsesquioxano; y, opcionalmente,

f) al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en: tensioactivo, extendedor de cadena,

reticulador, carga, refuerzo, pigmento, tinte, tintura, colorante, retardante de llama, antioxidante, antiozonante,

estabilizante UV, agente antiestatico, biocida y biostat. La presente invención proporciona composición de formación de espuma de poliuretano que contiene polisilsesquioxanos, para la preparación de espumas moldeadas de poliuretano de alta resiliencia o viscoelasticas con una densidad de la espuma de aproximadamente 20 kg/m3 a aproximadamente 60 kg/m3, con estabilidad dimensional de la espuma mejorada.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Aparte de en los ejemplos de trabajo o donde se indique de otro modo, todos los numeros que expresan cantidades de materiales, condiciones de reacción, duraciones de tiempo, propiedades cuantificadas de materiales, etc., indicados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones se debe entender que se modifican en todos los casos por el termino "aproximadamente."

Tambien se entendera que se desea que cualquier intervalo numerico indicado en la presente memoria incluya todos los subintervalos dentro de ese intervalo y cualquier combinación de los diversos extremos... [Seguir leyendo]

1. Una composición de formación de espuma que comprende: a) al menos un poliol; b) al menos un poliisocianato; c) al menos un catalizador de poliuretano; d) al menos un agente formador de burbujas; e) al menos un polisilsesquioxano; y, opcionalmente,

f) al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en: tensioactivo, extendedor de cadena, reticulador, carga, refuerzo, pigmento, tinte, tintura, colorante, retardante de llama, antioxidante, antiozonante, estabilizante UV, agente antiestatico, biocida y biostat.

2. La composición segun la reivindicación 1, en la que el poliol (a) es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en: polieter-poliol, poliester-poliol injertado con polieter-poliol, policaprolactona-poliol, policarbonatopoliol, polibutadieno-poliol, poliolefina-polioles terminados en hidroxilo, poliol injertado y polioles procedentes de una fuente natural.

3. La composición segun la reivindicación 1, en la que el poliisocianato (b) es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en: metanodifenildiisocianato (MOI) , MOI polimerico, MOI modificado, prepolimeros de MOI, toluenodiisocianato (TOI) , prepolimeros de TOI y TOI modificado.

4. La composición segun la reivindicación 1, en la que el catalizador es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en: catalizadores organometalicos, catalizadores de carboxilatos de metal alcalino, catalizadores a base de metal pesado y catalizadores de uretano y amina terciaria.

5. La composición segun la reivindicación 1, en la que el polisilsequioxano es un polialquilsilsesquioxano.

6. La composición segun la reivindicación 5, en la que el polisilsequioxano es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en los copolimeros: polimetilsilsesquioxanos, polifenilsilsesquioxanos, polifenilmetilsilsesquioxanos, fenilsilsesquioxano-dimetilsiloxano, en forma sólida o liquida, polifenil-vinilsilsesquioxanos, policiclohexilsilsesquioxanos y policiclopentilsilsesquioxanos.

7. La composición segun la reivindicación 1, en la que el polisilsequioxano es polimetilsilsesquioxano.

8. La composición segun la reivindicación 1, en la que el polisilsequioxano presenta un tamano medio de particula que oscila de 0, 5 Im a 12 Im, preferiblemente un tamano medio de particula que oscila de 2, 0 Im a 8 Im, mas preferiblemente un tamano medio de particula que es menor que 2, 0 Im.

9. La composición segun la reivindicación 1, en la que el polisilsequioxano esta presente en la composición de formación de espuma de poliuretano en una cantidad de 0, 001 a 10 ppcp, preferiblemente en una cantidad de 0, 01 a 0, 05, mas preferiblemente en una cantidad de 0, 03 a 0, 05.

10. Una espuma de poliuretano preparada a partir de la composición segun la reivindicación 1.

11. La espuma segun la reivindicación 10, en la que la espuma de poliuretano es una espuma de poliuretano de alta resiliencia flexible o una espuma de poliuretano viscoelastica.

12. La espuma segun la reivindicación 11, en la que la espuma presenta una densidad de aproximadamente 20 kg/m3 a aproximadamente 60 kg/m3.

13. La espuma segun la reivindicación 11, en la que la espuma presenta una fuerza para trituración de aproximadamente 50 a aproximadamente 2.000 segun ASTM O-3574.

14. La espuma segun la reivindicación 11, en la que la espuma presenta una Flexión de Carga de Indentación en Caliente de aproximadamente 100 a aproximadamente 1.500.

FIGURA 1 FIGURA 2