Formulaciones acuosas de estabilizador de espuma blanda fría para la producción de espumas blandas frías de poliuretano de gran elasticidad o de disoluciones de activador de espuma blanda fría.

Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría para uso en la producción de espumas blandas frías de poliuretano de gran elasticidad o para uso en la preparación de disoluciones de activador de espuma blanda fría para espumas frías de poliuretano de gran elasticidad,

caracterizada porque la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría comprende los siguientes componentes:

a) ≥ 0,1 a ≤ 80% en peso de al menos un compuesto de polisiloxano insoluble en agua con un peso molecular de al menos ≥ 300 g/mol y ≤ 10.000 g/mol,

b) ≥ 2% en peso de agua,

c) ≥ 0,1% en peso de tensioactivo,

d) ≥ 0 a 10% en peso de aditivos, elegidos del grupo que comprende espesantes, anticongelantes, disolventes orgánicos y/o biocidas,

e) ≥ 0% en peso de siloxano o siloxanos solubles en agua, en donde la proporción en peso de los componentes antes mencionados se elige de modo que la proporción en peso total de los componentes ascienda como máximo a 100% en peso, referido a la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/061603.

Solicitante: EVONIK GOLDSCHMIDT GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: GOLDSCHMIDTSTRASSE 100 45127 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: GLOS, MARTIN, MODRO,HARALD, VIDAKOVIC,MLADEN, BUNTING,William.

Fecha de Publicación: 17 de Mayo de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

C08J9/00 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08J PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS; TRATAMIENTO POSTERIOR NO CUBIERTO POR LAS SUBCLASES C08B, C08C, C08F, C08G o C08H (trabajo, p. ej. conformado, de plásticos B29). › Producción de sustancias macromoleculares para producir artículos o materiales porosos o celulares; Su tratamiento posterior (aspectos mecánicos del modelado de materias plásticas o sustancias en estado plástico para la fabricación de objetos porosos o celulares B29C).

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Fragmento de la descripción:

Formulaciones acuosas de estabilizador de espuma blanda fría para la producción de espumas blandas frías de poliuretano de gran elasticidad o de disoluciones de activador de espuma blanda fría Objeto de la presente invención son formulaciones acuosas de estabilizador de espuma blanda fría para uso en la producción de espumas blandas frías de poliuretano de gran elasticidad o para uso en la preparación de disoluciones de activador de espuma blanda fría para espumas de poliuretano de gran elasticidad y su uso. Otros objetos de la presente invención son disoluciones de activador de espuma blanda fría a base de las formulaciones acuosas de estabilizador de espuma blanda fría, así como espumas frías de poliuretano de gran elasticidad, que se pueden obtener utilizando las formulaciones acuosas de estabilizador de espuma blanda fría y/o disoluciones de activador de espuma blanda fría.

Las espumas blandas frías de poliuretano se designan también como "espumas frías" o bien "espumas de gran elasticidad (espumas HR) ".

Las espumas frías de poliuretano de gran elasticidad encuentran múltiples usos para la fabricación de colchones, muebles tapizados o asientos para automóviles. Su producción tiene lugar mediante reacción de isocianatos con polioles. Estabilizadores de la espuma sirven en la producción de espumas blandas frías de poliuretano para la estabilización de la espuma expandida. Se ocupan de que se forme una estructura regular de las celdillas y que no aparezcan tampoco defectos en la zona de la piel inferior.

Para la producción de las espumas blandas frías de poliuretano se emplean habitualmente poliéteres, reticulantes y poliisocianatos, así como coadyuvantes habituales tales como catalizadores, estabilizadores, agentes propulsores y similares. Todos estos procedimientos tienen en común que mediante una reticulación temprana de la espuma de poliuretano el sistema presenta una estabilidad propia elevada. Por lo tanto, en muchos casos se puede o se debe renunciar al uso de un copolímero de polisiloxano-poliéter como un aditivo estabilizante de la espuma contra la reversión, ya que estos - estabilizadores de la espuma, indispensables en las denominadas "espumas calientes" - pueden conducir en el caso de las "espumas frías" a una tendencia a la contracción no tolerable.

Existe una pluralidad de procedimientos de producción de espumas blandas de poliuretano de gran elasticidad que se describen a fondo en la bibliografía. Así, en la memoria de publicación DE-A-25 33 074, a la que se hace referencia en su totalidad, se indica ya una pluralidad de citas bibliográficas que describen la producción a gran escala de espumas blandas de poliuretano.

Además, la producción de espumas blandas de poliuretano se describe en Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, tomo 7 (editor: G. Oertel) , Polyurethane, editorial Carl Hanser, Munich; Viena, 2ª edición 1983, al que se hace referencia en su totalidad.

Estabilizadores tales como siloxanos se utilizan la mayoría de las veces no como sustancias puras, sino como componentes incorporados en una formulación correspondiente, con el fin de mejorar la capacidad de dosificación o la capacidad de incorporación en la matriz de reacción. Para la disolución de los siloxanos se utilizan para formulaciones de este tipo diferentes sustancias orgánicas en calidad de "disolvente". En la memoria de publicación DE-A-2 356 443 se describe una pluralidad de disolventes orgánicos para la preparación de formulaciones con contenido en aceites de siloxano, modificados con aralquilo.

Sin embargo, los disolventes orgánicos conllevan una serie de inconvenientes tales como una clasificación toxicológica problemática, una inflamabilidad de la formulación demasiado elevada y/o una emisión no deseada de restos de disolventes orgánicos de la espuma resultante. Además, los disolventes orgánicos pueden afectar a las propiedades de la espuma blanda fría de poliuretano tal como la estructura de los poros, elasticidad y similares.

El uso de agua con respecto a disolventes orgánicos tiene la ventaja de que el agua está disponible casi de forma ilimitada, no es tóxica y no es inflamable. Además, el agua se puede purificar fácilmente y eliminar sin complejidad técnica alguna. Otra ventaja es que las disposiciones de seguridad para el almacenamiento del agua son despreciablemente escasas. Considerado en conjunto, mediante el uso de agua como disolvente se puede reducir claramente la complejidad y, condicionado por ello, los costes de preparación de la formulación de estabilizador de espuma blanda fría de acuerdo con la invención con respecto a sistemas no acuosos.

Misión de la presente invención es proporcionar formulaciones de estabilizador de espuma blanda fría con contenido en compuestos de polisiloxano insolubles en agua, así como disoluciones de activador de espuma blanda fría que eviten al menos uno de los inconvenientes anteriores.

El problema de la presente invención se resuelve mediante una formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría para uso en la producción de espumas blandas frías de poliuretano de gran elasticidad o para uso en la preparación de disoluciones de activador de espuma blanda fría para espumas frías de poliuretano de gran elasticidad, comprendiendo la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría los siguientes componentes: a) º 0, 1 a : 80% en peso de al menos un compuesto de polisiloxano insoluble en agua con un peso molecular de al menos º 300 g/mol y : 10.000 g/mol, b) º 2% en peso de agua, c) º 0, 1% en peso de tensioactivo, d) º 0 a 10% en peso de aditivos, elegidos del grupo que comprende espesantes, anticongelantes, disolventes orgánicos y/o biocidas, e) º 0% en peso de siloxano o siloxanos solubles en agua, en donde la proporción en peso de los componentes antes mencionados se elige de modo que la proporción en peso total de los componentes ascienda como máximo a 100% en peso, referido a la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría.

La formulación de estabilizador de espuma blanda fría de acuerdo con la invención puede contener º 5 a : 99% en peso, preferiblemente º 10 a : 97% en peso, de manera adicionalmente preferida º 15 a : 95% en peso, todavía de manera preferida º 20 a : 92% en peso y, además, de manera preferida, º 40 a : 90% en peso de agua.

La formulación de estabilizador de espuma blanda fría de acuerdo con la invención puede contener º 0, 1 a : 99% en peso, preferiblemente º 0, 2 a : 90% en peso, de manera adicionalmente preferida º 0, 3 a : 40% en peso, todavía de manera preferida º 0, 8 a : 15% en peso y, además, de manera preferida, º 1 a : 10% en peso de tensioactivo. El tensioactivo puede ser, en particular, soluble en agua.

La formulación de estabilizador de espuma blanda fría de acuerdo con la invención puede contener º 0, 5 a : 9% en peso, preferiblemente º 1 a : 8% en peso, de manera adicionalmente preferida º 2 a : 7% en peso, todavía de manera preferida º 3 a : 6% en peso y, además, de manera preferida, º 4 a : 5% en peso de aditivos, seleccionados del grupo que comprende espesantes, anticongelantes, disolventes orgánicos y/o biocidas.

La formulación de estabilizador de espuma blanda fría de acuerdo con la invención puede contener º 0, 2 a : 70% en peso, preferiblemente º 0, 5 a : 60% en peso, de manera adicionalmente preferida º 1 a : 50% en peso, todavía de manera preferida º 2 a : 40% en peso y, además, de manera preferida, º 3 a : 30% en peso de siloxano o siloxanos solubles en agua, en donde el o los siloxanos solubles en agua están contenidos preferiblemente con como máximo una proporción en peso doble, referida al compuesto de polisiloxano insoluble en agua, en la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría.

La proporción en peso de los componentes antes mencionados, si no se indica expresamente de otro modo, se elige de manera que la proporción en peso total de los componentes ascienda como máximo a 100% en peso, referido a la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría.

Si no se indica otra cosa, los respectivos componentes pueden... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

1. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría para uso en la producción de espumas blandas frías de poliuretano de gran elasticidad o para uso en la preparación de disoluciones de activador de espuma blanda fría para espumas frías de poliuretano de gran elasticidad, caracterizada porque la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría comprende los siguientes componentes: a) º 0, 1 a : 80% en peso de al menos un compuesto de polisiloxano insoluble en agua con un peso molecular de al menos º300 g/mol y : 10.000 g/mol, b) 2% en peso de agua, 10 c) º 0, 1% en peso de tensioactivo, d) º 0 a 10% en peso de aditivos, elegidos del grupo que comprende espesantes, anticongelantes, disolventes orgánicos y/o biocidas, e) º 0% en peso de siloxano o siloxanos solubles en agua, en donde la proporción en peso de los componentes antes mencionados se elige de modo que la proporción en peso total de los componentes ascienda como máximo a 100% en peso, referido a la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría.

2. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según la reivindicación 1, caracterizada porque la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría comprende los siguientes componentes: 20 a) 0, 1 a 80% en peso de al menos un compuesto de polisiloxano insoluble en agua con un peso molecular de : 10.000 g/mol y con la siguiente fórmula general I

en donde 25 R, iguales o diferentes entre sí, son un radical hidrocarbonado con 1 a 50 átomos de C lineal, ramificado, insaturado o saturado, R1 son R, OH, iguales o diferentes entre sí, un radical hidrocarbonado con 1 a 100 átomos de C lineal, ramificado, insaturado o saturado, que contiene al menos un heteroátomo seleccionado del grupo N, S, O, P, F, Cl, Br y/o I, n 0 a 50, m 0 a 50, k 0 a 10 b) 2 a 99% en peso de agua, c) 0, 1 a 90% en peso de tensioactivo, d) 0 a 10% en peso de aditivos, elegidos del grupo que comprende espesantes, anticongelantes, disolventes orgánicos y/o biocidas, e) º 0 a 80% en peso de siloxano o siloxanos solubles en agua, con la condición de que n + m º 2 y n + m : 70, eligiéndose la proporción en peso de los componentes antes mencionados de modo que la proporción en peso total de los componentes, referida al peso total de la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría, ascienda como máximo a 100% en peso.

3. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque R, iguales o diferentes entre sí, son radical alquilo o arilo, preferiblemente metilo, etilo o propilo y, preferiblemente, metilo, 45 n es 1 a 50, preferiblemente 3 a 40 y, de manera particularmente preferida, 5 a 25, m es º1 a 20, preferiblemente 2 a 15 y, de manera particularmente preferida, 3 a 10, k es º1 a 10, preferiblemente 2 a 8 y, de manera particularmente preferida, 3 a 6.

4. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde al menos un R1 es una cadena lateral, de acuerdo con la fórmula II

en donde R3, iguales o diferentes entre sí, son H, metilo, etilo, propilo o fenilo, R4, iguales o diferentes entre sí, son H, radical alquilo, acilo, acetilo, arilo, preferiblemente un radical hidrocarbonado con 1 a 30 átomos de C monovalente o divalente, y preferiblemente un radical hidrocarbonado con 1 a 30 átomos de C monovalente (g = 1) o divalente (g = 2) con al menos un heteroátomo elegido del grupo N, S, O, P, F, Cl, Br y/o I,

X es un radical hidrocarbonado con 1 a 30 átomos de C, saturado, insaturado, ramificado, cíclico, difuncional, que también puede contener heteroátomos tales como N, u O, a es º0 a : 30, preferiblemente 1 a 25 y de manera preferida 2 a 20, g es 1 ó 2, p es 0 ó 1, r es 0 ó 1, s es 0 ó 1.

5. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en en donde R, iguales o diferentes entre sí, son metilo o etilo, R1 son R, OH, iguales o diferentes entre sí, radicales alquilo con contenido en grupos hidroxi, amino, cloro o ciano, preferiblemente hidroxialquilo, aminoalquilo, cloropropilo o cianopropilo, n es º2 a 30, preferiblemente 3 a 25 y, de manera particularmente preferida, 4 a 25, 30 m es º0 a : 5.

6. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el cociente formado a partir de la proporción en masa de los tensioactivos empleados dividida por la proporción en masa de los siloxanos insolubles en agua en la disolución de espuma blanda fría es 0 < Q : 1, en particular Q : 0, 5, todavía más preferiblemente : 0, 2 o incluso Q : 0, 15.

7. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde los polisiloxanos insolubles en agua presentan un peso molecular de 300 a 4.000 g/mol, preferiblemente de 350 a 3.500 g/mol y, preferiblemente, de 400 a 3.000 g/mol.

8. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el compuesto de polisiloxano insoluble en agua presenta en la molécula como máximo 70 átomos de Si, preferiblemente como máximo 50, de manera particularmente preferida 5 a 25, en donde los más preferidos son polidimetilsiloxanos con 5 a 25 átomos de Si en la molécula.

9. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde las unidades de poliéter presentan una masa molar de 44 a 1.000 g/mol, preferiblemente 58 a 750 g/mol y, preferiblemente, 88 a 500 g/mol.

10. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría comprende a) º 0, 1 a : 80% en peso, preferiblemente º 0, 2 a : 60% en peso y, preferiblemente, 0, 3 a : 50% en peso de polisiloxano insoluble en agua, siendo particularmente preferido un polisiloxano insoluble en agua de 0, 5 a : 40% en peso, b) 5 a : 99% en peso, preferiblemente º 10 a : 95% en peso y, preferiblemente, º30 a : 90% en peso de agua y, c) º 0, 1 a : 99% en peso, preferiblemente º 0, 2 a : 90% en peso y, preferiblemente, º 0, 3 a : 40% en peso de tensioactivo, d) º 0 a 10% en peso y, preferiblemente, 0, 1 a 5% en peso de aditivos, e) 0 a : 80% en peso, preferiblemente º 0 a : 60% en peso y, preferiblemente, 0 a : 50% en peso de siloxano o siloxanos solubles en agua, estando elegida la proporción en peso de los componentes antes mencionados de modo que la proporción en peso total de los componentes, referido al peso total de la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría ascienda como máximo a 100% en peso.

11. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría comprende a) º 0, 5 a : 35% en peso, preferiblemente 1 a : 30% en peso y, preferiblemente, 3 a : 25% en peso de polisiloxano insoluble en agua, b) 5 a : 99% en peso, preferiblemente º 20 a : 95% en peso y, preferiblemente, º40 a : 90% en peso de agua y, c) º 0, 2 a : 20% en peso, preferiblemente º 0, 3 a : 15% en peso y, preferiblemente, 0, 5 a : 10% en peso de tensioactivo, d) º 0 a 10% en peso y, preferiblemente, 0, 1 a 5% en peso de aditivos, e) 0 a : 30% en peso, preferiblemente º 0 a : 25% en peso y, preferiblemente, 0 a : 20% en peso de siloxano o siloxanos solubles en agua, estando elegida la proporción en peso de los componentes antes mencionados de modo que la proporción en peso total de los componentes, referido al peso total de la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría ascienda como máximo a 100% en peso.

12. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde los polidimetilsiloxanos insolubles en agua, en donde todos los radicales son radicales metilo y m = 0, presentan una viscosidad de º 0 a : 100 mPas, preferiblemente º 0, 5 a : 80 mPas, preferiblemente º 1 a : 70 mPas y, de manera particularmente preferida, º1, 5 a : 50 mPas 13. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el tensioactivo soluble en agua se elige del grupo que comprende tensioactivos aniónicos, tensioactivos catiónicos, tensioactivos no iónicos y/o tensioactivos anfóteros, en donde de manera particularmente preferida º 90% en peso del tensioactivo es un niotensioactivo soluble en agua.

14. Formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la formulación acuosa de espuma blanda fría es estable al almacenamiento a la temperatura ambiente y a lo largo de un espacio de tiempo de al menos 10 días, preferiblemente de al menos 50 días y, de manera preferida, de al menos 100 días, no forma separación de fases alguna y/o no se manifiesta macroscópicamente heterogeneidad alguna de la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría.

15. Uso de la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones 1 a 14 para la preparación de una disolución homogénea de activador de espuma blanda fría.

16. Disolución homogénea de activador de espuma blanda fría, para uso en la producción de espumas blandas frías de poliuretano de gran elasticidad que contienen una formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones 1 a 14 y aditivos elegidos del grupo que comprenden

- catalizadores, preferiblemente aminas, catalizadores de metales,

- agentes propulsores, preferiblemente acetona, cloruro de metileno,

- agua adicional, así como eventualmente, aditivos que comprenden agentes ignifugantes, estabilizadores UV, colorantes, biocidas, pigmentos, abridores de celdillas, reticulantes, otras sustancias estabilizantes de la espuma y aditivos habituales.

17. Disolución homogénea de activador de espuma blanda fría según la reivindicación 16, para uso en la producción de espumas blandas frías de poliuretano de gran elasticidad, que contiene:

- 2 a : 25% en peso, preferiblemente º 3 a : 20% en peso y, preferiblemente, 5 a : 15% en peso de una formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría,

- 1 a : 20% en peso, preferiblemente º 2 a : 15% en peso y, preferiblemente, º 5 a : 10% en peso de catalizador,

- 1 a : 90% en peso, preferiblemente º 10 a : 80% en peso y, preferiblemente, 30 a : 70% en peso de agente propulsor,

- 1 a : 90% en peso, preferiblemente º 10 a : 80% en peso y, preferiblemente, 30 a : 70% en peso de agua adicional,

- 0 a : 70% en peso, preferiblemente º 2 a : 60% en peso y, preferiblemente, º 5 a : 50% en peso de

aditivos, eligiéndose la proporción en peso de los componentes antes mencionados de modo que la proporción en peso total de los componentes ascienda como máximo a 100% en peso referida a la disolución acuosa de activador de espuma blanda fría.

18. Disolución homogénea de activador de espuma blanda fría según la reivindicación 16 ó 17, que contiene 0, 01

a : 10% en peso, preferiblemente 0, 05 a : 5% en peso y, preferiblemente, 0, 1 a : 1% en peso de polisiloxano insoluble en agua, referido al peso total de la disolución homogénea de activador de espuma blanda fría.

19. Formulación homogénea de activador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones 16 a 18, en donde la disolución homogénea de activador de espuma blanda fría es estable al almacenamiento a la temperatura ambiente y a lo largo de un espacio de tiempo de al menos 10 días, preferiblemente de al menos 50 días y, de manera preferida, de al menos 100 días, no forma separación de fases alguna y/o no se manifiesta macroscópicamente heterogeneidad alguna de la disolución de activador de espuma blanda fría.

20. Uso de la formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones 1 a 14 y/o de la disolución de activador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones 16 a 19 para la producción de espumas blandas frías de poliuretano.

21. Espuma blanda fría de poliuretano, obtenible a partir de la reacción de polioles con isocianatos utilizando una formulación acuosa de estabilizador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones 1 a 14 y/o una disolución homogénea de activador de espuma blanda fría según una de las reivindicaciones 16 a 19.

22. Producto que contiene una espuma blanda fría de poliuretano de gran elasticidad según la reivindicación 21.

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