PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE ESPUMAS DE POLIURETANO BASADAS EN POLÍMEROS ESPECIALES CON FUNCIONALIDAD ALCOXILANO.

Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano que se curan por condensación de silanos en el que se espuma una composición que contiene al menos un prepolímero de poliuretano terminado en silano que puede obtenerse haciendo reaccionar A) por lo menos un poliéter con un peso molecular promedio (Mn) de 2000 a 8000 g/mol que contiene del 10 al 30% en peso de unidades de OE referido a todas las unidades de óxido de alquileno contenidas en el poliéter con B) por lo menos un compuesto que presenta grupos isocianato y alcoxisilano de fórmula (I) en la que X,

Y, Z son, independientemente entre sí, restos alquilo C1-C8 o alcoxi C1-C8, siendo al menos uno de los restos un grupo alcoxi C1-C8 y R es un resto orgánico discrecional por lo menos difuncional, preferiblemente un radical alquileno con 1 a 8 átomos de carbono, dado el caso se aplica antes, durante o después de la espumación sobre un sustrato adecuado y se cura en presencia de agua

Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano basadas en polímeros especiales con funcionalidad alcoxisilano

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano que pueden espumarse de forma especialmente sencilla y que se curan rápidamente basadas en poliéteres modificados con isocianatosilanos que presentan un peso molecular promedio (Mn) entre 2000 y 8000 g/mol y que, además del constituyente principal poli (óxido de propileno) , también presentan una proporción del 10-35% en peso de poli (óxido de etileno) .

Se conoce la preparación de espumas de poliuretano basadas en prepolímeros terminados en alcoxisilanos. Así, por ejemplo, en el documento EP 946 629 B1 se describe en principio una formulación de espuma que contiene como aglutinante un prepolímero con funcionalidad silano. No obstante, aquellos prepolímeros de alto peso molecular basados sólo en poli (óxido de propileno) no pueden espumarse de forma especialmente fácil y para este fin necesitan o bien aparatos de aplicación costosos especiales (por ejemplo, FoamMix® de la empresa Nordson) o bien, como se expone en la memoria de patente, formulaciones costosas con muchos aditivos que reducen claramente, entre otras cosas, la viscosidad del sistema. Aunque en la memoria de patente se mencionan poliéteres que contienen óxido de etileno como posibles sustancias de utilización, se subestimó la idoneidad especial de estas materias primas.

El documento EP 1 098 920 describe un sistema similar basado en un poliuretano terminado en silano de peso molecular claramente bajo. Pero los prepolímeros terminados en silano de bajo peso molecular de este tipo contienen altas cantidades de silanos funcionales muy caros, lo que también conduce a una velocidad de curado claramente prolongada (aproximadamente 24 horas, según el Ejemplo 2 y 3) .

Este problema de la sólo baja velocidad de curado se trató en el documento WO 2002/066532 usando poliuretanos terminados en alcoxisilano que se prepararon con alfa-amino-o alfa-isocianatosilanos. No obstante, el uso de aquellas unidades estructurales que son especialmente reactivas debido a su espaciador de C-1 entre el silano y el grupo funcional es muy complejo precisamente debido a esta alta reactividad, ya que deben evitarse el curado prematuro y las reacciones secundarias, lo que exige un alto requisito de pureza y libertad de agua de los ingredientes de formulación y también hace necesario aditivos especiales y caros. Variantes de este concepto se describen en los documentos WO 2004/092259 y WO 2004/104078.

En el documento DE 2238741, como también en el documento WO 2004/046218, se describen isocianatos poliméricos terminados en silano que son adecuados para la preparación de espumas rígidas. Pero también es desventajoso aquí la considerable cantidad necesaria de silanos funcionales caros que producen un curado sólo lento.

Por tanto, era el objetivo de la presente invención poner a disposición espumas de poliuretano que se reticulen con silano que se curen rápidamente y que puedan espumarse de forma especialmente fácil.

A partir del documento EP 946 629 B1, este objetivo pudo alcanzarse sorprendentemente mediante el uso de poliéteres modificados con isocianatosilanos que se basan en poliéteres que presentan un peso molecular promedio (Mn) entre 2000 y 8000 g/mol y que además del constituyente principal poli (óxido de propileno) también presentan una proporción del 10-30% en peso de poli (óxido de etileno) como aglutinante para formulaciones de espuma de poliuretano.

Por tanto, es objeto de la invención un procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano que se curan por condensación de silano en el que se espuma una composición que contiene al menos un prepolímero de poliuretano terminado en silano que puede obtenerse haciendo reaccionar A) por lo menos un poliéter con un peso molecular promedio (Mn) de 2000 a 8000 g/mol que contiene del 10 al 30% en peso de unidades de OE referido a todas las unidades de óxido de alquileno contenidas en el poliéter con B) por lo menos un compuesto que presenta grupos isocianato y alcoxisilano de fórmula (I)

en la que X, Y, Z son, independientemente entre sí, restos alquilo C1-C8 o alcoxi C1-C8, siendo al menos uno de los restos un grupo alcoxi C1-C8 y R es un resto orgánico discrecional por lo menos difuncional, preferiblemente un radical alquileno con 1 a 8 átomos de carbono, dado el caso se aplica antes, durante o después de la espumación sobre un sustrato adecuado y se cura en presencia de agua.

Otro objeto de la presente invención son las espumas que pueden obtenerse según el procedimiento según la invención.

Los poliuretanos terminados en silano necesarios para el procedimiento según la invención se obtienen haciendo reaccionar un polioléter especial con un isocianatosilano.

Es esencial en la invención la selección del polioléter A) . Los polioléteres adecuados tienen un peso molecular (Mn) de 2000 g/mol a 8000 g/mol, preferiblemente de 3000 g/mol a 5000 g/mol, y son los productos de adición en sí conocidos de óxido de propileno y óxido de etileno a una molécula de iniciador. Los polioléteres que pueden usarse según la invención tienen a este respecto una proporción del 10-30% en peso, preferiblemente del 10-20% en peso, de poli (óxido de etileno) incluido por polimerización referido a la proporción total de óxido de alquileno en el poliéter. A este respecto no desempeña ninguna función que el óxido de etileno se distribuya al azar o esté contenido en bloques en el poliéter, prefiriéndose sin embargo la distribución en bloques. Especialmente se prefiere que el óxido de etileno se polimerice sobre un poli (óxido de propileno) como bloque final.

A este respecto, la alcoxilación con óxido de etileno u óxido de propileno puede realizarse con catálisis básica o utilizando compuestos de cianida bimetálica (compuestos de DMC) .

Como moléculas de iniciador adecuadas de la preparación de polioléteres pueden utilizarse todos los compuestos conocidos según el estado de la técnica como, por ejemplo, agua, butildiglicol, glicerina, dietilenglicol, trimetilolpropano, propilenglicol, sorbitol, etilendiamina, trietanolamina, 1, 4-butanodiol. Moléculas de iniciador preferidas son agua, etilenglicol, propilenglicol, 1, 4-butanodiol, dietilenglicol y butildiglicol.

Como compuestos B) que presentan grupos isocianato y alcoxisilano son adecuados en principio todos los monoisocianatos que contienen grupos alcoxisilano con un peso molecular de 140 g/mol a 500 g/mol. En aquellas moléculas de fórmula (I)

X, Y y Z significan, independientemente entre sí, restos alquilo C1-C8 o alcoxi C1-C8, preferiblemente restos alquilo C1-C4 o alcoxi C1-C4, y de manera muy especialmente preferida restos metilo y etilo o metoxi o y etoxi, siendo al menos uno de los restos, preferiblemente al menos dos, un grupo alcoxi. Pero también es concebible utilizar alcoxisilanos cíclicos en los que X y Y están unidos entre sí por puentes por un resto dialcoxi.

R representa un resto orgánico discrecional por lo menos difuncional, preferiblemente representa un radical alquileno con 1 a 8 átomos de carbono y de manera muy especialmente preferida representa un resto n-propilo.

Aquellos di- y/o trialcoxisilanos que presentan isocianato son en principio conocidos, como ejemplos son de mencionar isocianatometiltrimetoxisilano, isocianatometiltrietoxisilano, (isocianatometil) metildimetoxisilano,

En la preparación del prepolímero de poliuretano terminado en silano usado en el procedimiento según la invención por uretanización se usan por equivalente del compuesto (B) que presenta grupos isocianato y alcoxisilano 1, 0 a 1, 5 equivalentes, preferiblemente 1, 0 a 1, 2 equivalentes, del poliéter (A) .

La uretanización de los componentes A) y B) puede realizarse dado el caso con un catalizador. Como aquellos compuestos catalíticamente activos se consideran catalizadores de uretanización en sí conocidos para el experto como compuestos de organoestaño o catalizadores amínicos. Como compuestos de organoestaño son de mencionar, por ejemplo: diacetato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño, bis-acetoacetonato de dibutilestaño... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano que se curan por condensación de silanos en el que se espuma una composición que contiene al menos un prepolímero de poliuretano terminado en silano que puede obtenerse haciendo reaccionar A) por lo menos un poliéter con un peso molecular promedio (Mn) de 2000 a 8000 g/mol que contiene del 10 al 30% en peso de unidades de OE referido a todas las unidades de óxido de alquileno contenidas en el poliéter con B) por lo menos un compuesto que presenta grupos isocianato y alcoxisilano de fórmula (I)

en la que X, Y, Z son, independientemente entre sí, restos alquilo C1-C8 o alcoxi C1-C8, siendo al menos uno de los restos un grupo alcoxi C1-C8 y R es un resto orgánico discrecional por lo menos difuncional, preferiblemente un radical alquileno con 1 a 8 átomos de carbono, dado el caso se aplica antes, durante o después de la espumación sobre un sustrato adecuado y se cura en presencia de agua.

2. Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano que se curan por condensación de silanos según la reivindicación 1, caracterizado porque el poliéter A) presenta un peso molecular promedio en número (Mn) de 3000-5000 g/mol.

3. Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano que se curan por condensación de silanos según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el poliéter A) contiene del 10 al 20% en peso poli (óxido de etileno) y del 80 al 90% en peso de poli (óxido de propileno) referido a las unidades de óxido de alquileno contenidas totales.

4. Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano que se curan por condensación de silanos según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el caso de los grupos X, Y, Z se trata de grupos metoxi o etoxi.

5. Procedimiento para la preparación de espumas de poliuretano que se curan por condensación de silanos según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en el caso del compuesto de fórmula (I) que presenta grupos isocianato y alcoxisilano se trata de isocianatopropiltrimetoxisilano o isocianatopropiltrietoxisilano.

6. Espumas de poliuretano que pueden obtenerse según un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Uso de las espumas según la reivindicación 6 como espumas in situ, espumas en bloques o moldeadas.