Pirorretardantes adecuados para el uso en espumas de poliuretano viscoelásticas.

Una formulación de espuma de poliuretano viscoelástica flexible que comprende:

a) pirorretardante seleccionado de

i) uno o más ésteres de fosfato clorados,

ii) uno o más pirorretardantes bromados,

iii) uno o más pirorretardantes libres de halógeno basados en fósforo, o

iv) combinaciones de i), ii) y/o iii);

b) al menos un isocianato que tiene una funcionalidad de al menos dos;

c) al menos un diol en el que en el intervalo de 50% a 95% de los grupos OH terminales del diol son grupos OH primarios; y, opcionalmente, d) uno o más i) tensioactivos, ii) antioxidantes, iii) diluyentes, iv) extendedores de cadena o reticuladores, v) agentes sinérgicos, preferiblemente melamina; vi) plastificantes, vii) catalizadores, viii) agua, ix) agentes de expansión alternativos como cloruro de metileno, x) pigmentos, xi) abridores de celdillas.

Pirorretardantes adecuados para el uso en espumas de poliuretano viscoelásticas CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a formulaciones de espuma de poliuretano viscoelástica, a espumas de poliuretano viscoelásticas formadas a partir de tales formulaciones y a productos formados a partir de las espumas de poliuretano viscoelásticas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La espuma de poliuretano viscoelástica flexible (también conocida como espuma "muerta", espuma de "recuperación lenta" o espuma de "alta amortiguación") se caracteriza por una recuperación gradual lenta de la compresión. Aunque la mayoría de las propiedades físicas de las espumas viscoelásticas se asemejan a las de las espumas convencionales, la resiliencia de las espumas viscoelásticas es muy inferior, generalmente menor de 15%. Las aplicaciones adecuadas para la espuma viscoelástica se benefician de sus características de conformación, atenuación de la energía y amortiguación del sonido. Por ejemplo, la espuma puede usarse en colchones para reducir puntos de presión, en almohadillado o cascos deportivos como un absorbente de choques y en interiores de automóviles para insonorización. US-B1-6 316 514 divulga espumas de poliuretano viscoelásticas flexibles amortiguadoras de sonido y absorbentes de energía. El ejemplo 5 divulga una composición que comprende pirorretardantes de ésteres de fosfato clorados (véase la columna 8 1.46-49) , mezclas de isocianatos y un diol que está protegido con 100% de grupos hidroxilo primarios.

Debido a los usos de los productos producidos a partir de espumas de poliuretano flexibles viscoelásticas, es deseable que estos productos tengan cualidades pirorretardantes.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

En una realización, la presente invención se refiere a una formulación de espuma de poliuretano viscoelástica flexible que comprende a) una cantidad pirorretardante de i) uno o más ésteres de fosfato clorados, ii) uno o más pirorretardantes bromados, iii) uno o más pirorretardantes libres de halógeno basados en fósforo, o iv) combinaciones de i) , ii) y/o iii) , b) al menos un isocianato que tiene una funcionalidad de al menos dos; c) al menos un diol en el que en el intervalo de 50% a 95% de los grupos OH terminales del diol son grupos OH primarios; y, opcionalmente, d) uno o más i) tensioactivos, ii) antioxidantes, iii) diluyentes, iv) extendedores de cadena o reticuladores, v) agentes sinérgicos, preferiblemente melamina; vi) plastificantes, vii) catalizadores, viii) agua, ix) agentes de expansión alternativos como cloruro de metileno, x) pigmentos, xi) abridores de celdillas.

En otra realización, la presente invención se refiere a un método para formar una espuma de poliuretano viscoelástica flexible que comprende poner en contacto en presencia de uno o más catalizadores: a) una cantidad pirorretardante de i) uno o más ésteres de fosfato clorados, ii) uno o más pirorretardantes bromados, iii) uno o más pirorretardantes libres de halógeno basados en fósforo o iv) combinaciones de i) , ii) y/o iii) , b) al menos un isocianato que tiene una funcionalidad de al menos dos; c) al menos un diol en el que en el intervalo de 50% a 95% de los grupos OH terminales del diol son grupos OH primarios; y, opcionalmente, d) uno o más i) tensioactivos, ii) antioxidantes, iii) diluyentes, iv) extendedores de cadena o reticuladores, v) agentes sinérgicos, preferiblemente melamina; vi) plastificantes, vii) agua, viii) agentes de expansión alternativos como cloruro de metileno, ix) pigmentos, x) abridores de celdillas.

En otra realización, la presente invención se refiere a una formulación de espuma de poliuretano viscoelástica flexible derivada o derivable de: a) una cantidad pirorretardante de i) uno o más ésteres de fosfato clorados, ii) uno o más pirorretardantes bromados, iii) uno o más pirorretardantes libres de halógeno basados en fósforo o iv) combinaciones de i) , ii) y/o iii) , b) al menos un isocianato que tiene una funcionalidad de al menos dos; c) al menos un diol en el que en el intervalo de 50% a 95% de los grupos OH terminales del diol son grupos OH primarios; y, opcionalmente, d) uno o más i) tensioactivos, ii) antioxidantes, iii) diluyentes, iv) extendedores de cadena o reticuladores, v) agentes sinérgicos, preferiblemente melamina; vi) plastificantes, vii) catalizadores, viii) agua, ix) agentes de expansión alternativos como cloruro de metileno, x) pigmentos, xi) abridores de celdillas.

En otras realizaciones, la presente invención se refiere a artículos hechos de las formulaciones de espuma de poliuretano viscoelástica flexible de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Según se indica anteriormente, la tecnología común usada para fabricar espumas de poliuretano viscoelásticas confía en defectos en la estructura de la red de poliuretano, es decir "cadenas colgantes". Actualmente, la creación de defectos en la espuma se obtiene a través del uso de formulaciones diseñadas para tener una insuficiencia de grupos isocianato. Al proceder de ese modo, los productores de espumas aseguran que, después de la reacción entre el isocianato y el poliol, algunos grupos hidroxi soportados por las moléculas del poliol permanecen sin reaccionar en la espuma así formada. Los grupos hidroxi sin reaccionar son las "cadenas colgantes" que crean las características de "recuperación lenta" deseadas de las espumas de poliuretano viscoelásticas. Se han desarrollado tecnologías más recientes para espumas viscoelásticas que se basan en el uso de combinaciones poliólicas que contienen una gran proporción de materiales monofuncionales (es decir, monoles) . Después de la terminación de la reacción, estos monoles actúan como materiales colgantes e imparten a la espuma las propiedades viscoelásticas deseadas. Tales combinaciones poliólicas que contienen monoles permiten el uso de una concentración superior de isocianato, que a veces se aproxima al índice de isocianato de 100. Sin embargo, los presentes inventores han descubierto que al usar dioles específicos, tales como los descritos en la presente memoria, y los pirorretardantes descritos en la presente memoria, puede producirse una espuma o formulación de espuma de poliuretano viscoelástica flexible sin crear cadenas colgantes, es decir, sin usar una formulación diseñada para asegurar una insuficiencia de grupos isocianato, a veces denominado un índice de isocianato de 100. Esta es una cualidad particularmente deseada de las espumas de la presente invención debido a que, durante la combustión, estas cadenas colgantes inducen goteo intenso que hace extremadamente difícil, en algunos caso bordeando lo imposible, incluso con grandes cargas de pirorretardantes y agentes sinérgicos, cumplir los estándares del fuego como BS5852 crib 5 en los que la pérdida de peso que se produce durante la combustión es un criterio de prueba. Además, añadir grandes cargas de material sinérgico pirorretardante sólido como melamina elimina el comportamiento de recuperación lenta deseada de la espuma sin acarrear una mejora significativa de pirorretardancia, ni conseguir resultados positivos coherentes en pruebas estándar para el fuego como BS5852 crib 5.

Isocianatos adecuados para el uso en la presente invención incluyen cualquier isocianato usado en la producción de espumas de poliuretano flexibles. Estos isocianatos, lo más preferiblemente diisocianatos, son componentes muy conocidos de espumas de poliuretano y formulaciones de espuma de poliuretano e incluyen cualesquiera compuestos que posean al menos un grupo reactivo con cianato libre, y lo más preferiblemente dos, aunque pueden utilizarse más. Tales compuestos también pueden ser de naturaleza alifática o aromática. Ejemplos no limitativos de isocianatos adecuados para el uso en la presente invención incluyen poliisocianatos aromáticos, alifáticos y cicloalifáticos y combinaciones de los mismos tales como m-diisocianato de fenileno, 2, 4-diisocianato de tolueno, 2, 6-diisocianato de tolueno, mezclas de 2, 4-y 2, 6-diisocianato de tolueno, diisocianato de hexametileno, diisocianato de tetrametileno, 1, 4-diisocianato de ciclohexano, diisocianato de hexahidrotolueno (e isómeros) , 1, 5-diisocianato de naftaleno, 2, 4-diisocianato de 1-metoxifenilo, 4, 4'-diisocianato de difenilmetano, 4, 4'-diisocianato de bifenileno, 4, 4'diisocianato de 3, 3'-dimetoxi-bifenilo, 4, 4'-diisocianato de 3, 3'-dimetil-bifenilo y 4, 4'-diisocianato de 3, 3'dimetildifenilmetano; los triisocianatos tales como 4, 4', 4"-triisocianato de trifenilmetano y 2, 4, 6-triisocianato de tolueno; y los tetraisocianatos... [Seguir leyendo]

1. Una formulación de espuma de poliuretano viscoelástica flexible que comprende:

a) pirorretardante seleccionado de i) uno o más ésteres de fosfato clorados, ii) uno o más pirorretardantes bromados, iii) uno o más pirorretardantes libres de halógeno basados en fósforo, o iv) combinaciones de i) , ii) y/o iii) ;

b) al menos un isocianato que tiene una funcionalidad de al menos dos;

c) al menos un diol en el que en el intervalo de 50% a 95% de los grupos OH terminales del diol son grupos OH primarios; y, opcionalmente, d) uno o más i) tensioactivos, ii) antioxidantes, iii) diluyentes, iv) extendedores de cadena o reticuladores, v) agentes sinérgicos, preferiblemente melamina; vi) plastificantes, vii) catalizadores, viii) agua, ix) agentes de expansión alternativos como cloruro de metileno, x) pigmentos, xi) abridores de celdillas.

2. La formulación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dichos isocianatos se seleccionan de diisocianato de tolueno ("TDI") , diisocianato de difenilmetano ("MDI") o diisocianato de metileno.

3. La formulación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dichos dioles son poliéter-o poliéster-dioles.

4. La formulación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que los ésteres de fosfato clorados usados en la presente invención contienen en el intervalo de 5 a 15% en peso de fósforo orgánico, basado en el peso total del éster de fosfato.

5. La formulación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que los pirorretardantes que contienen bromo contienen en el intervalo de 10 a 70% en peso de bromo, basado en el peso total del pirorretardante bromado.

6. La formulación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que los pirorretardantes libres de halógeno basados en fósforo contienen en el intervalo de 5 a 40% en peso de fósforo, basado en el peso total del pirorretardante libre de halógeno basado en fósforo.

7. La formulación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el pirorretardante es un pirorretardante que contiene bromo.

8. La formulación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el pirorretardante es un pirorretardante que contiene bromo seleccionado de diéster/éter-diol de anhídrido tetrabromoftálico que contiene bromo.

9. Un método para formar una espuma de poliuretano viscoelástica flexible que comprende poner en contacto en presencia de uno o más catalizadores:

a) una cantidad pirorretardante de i) uno o más ésteres de fosfato clorados, ii) uno o más pirorretardantes bromados, iii) uno o más pirorretardantes libres de halógeno basados en fósforo, o iv) combinaciones de i) , ii) y/o iii) ;

b) al menos un isocianato que tiene una funcionalidad de al menos dos;

c) al menos un diol en el que en el intervalo de 50% a 95% de los grupos OH terminales del diol son grupos OH primarios; y, opcionalmente, d) uno o más i) tensioactivos, ii) antioxidantes, iii) diluyentes, iv) extendedores de cadena o reticuladores, v) agentes sinérgicos, preferiblemente melamina; vi) plastificantes, vii) agua, viii) agentes de expansión alternativos como cloruro de metileno, ix) pigmentos, x) abridores de celdillas, formando de ese modo una espuma de poliuretano viscoelástica.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dichos isocianatos se seleccionan de diisocianato de tolueno ("TDI") , diisocianato de difenilmetano ("MDI") o diisocianato de metileno.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dichos dioles son poliéter-o poliéster-dioles.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que los ésteres de fosfato clorados usados en la presente invención contienen en el intervalo de 5 a 15% en peso de fósforo orgánico, basado en el peso total del éster de fosfato.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que los pirorretardantes que contienen bromo contienen en el intervalo de 10 a 70% en peso de bromo, basado en el peso total del pirorretardante bromado.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que los pirorretardantes libres de halógeno basados en

fósforo contienen en el intervalo de 5 a 40% en peso de fósforo, basado en el peso total del pirorretardante libre de 5 halógeno basado en fósforo.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el pirorretardante es un pirorretardante que contiene bromo.

16. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el pirorretardante es un pirorretardante que contiene bromo seleccionado de diéster/éter-diol de anhídrido tetrabromoftálico que contiene bromo reactivo.

17. La formulación de espuma de poliuretano viscoelástica flexible de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:

a) uno o más pirorretardantes bromados;

b) al menos un diisocianato;

c) al menos un polioxialquilendiol en el que en el intervalo de 50% a 95% de los grupos OH terminales del diol son 15 grupos OH primarios; y, opcionalmente, d) uno o más i) tensioactivos, ii) antioxidantes, iii) diluyentes, iv) extendedores de cadena o reticuladores, v) agentes sinérgicos, preferiblemente melamina; vi) plastificantes, vii) catalizadores, viii) agua, ix) agentes de expansión alternativos como cloruro de metileno, x) pigmentos, xi) abridores de celdillas.

18. La formulación de acuerdo con la reivindicación 17, en la que el pirorretardante que contiene bromo es un 20 diéster/éter-diol de anhídrido tetrabromoftálico que contiene bromo reactivo.