Espumas de poliuretano hechas de poliéster polioles que contienen hidroximetilo y polioles que contienen amina terciaria.

Un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano que comprende poner en contacto un poliisocianato orgánico con una composición de poliol que contiene una mezcla de polioles que tienen un peso equivalente de al menos 400,

en presencia de un agente de soplado y un tensioactivo de silicona, en condiciones tales que el poliisocianato reacciona con la composición de poliol y el agente de soplado produce un gas, para formar un poliuretano celular y/o un polímero de polurea, en donde (1) al menos 10% en peso del poliol o los polioles de peso equivalente alto es uno o más poliéster polioles que contienen hidroximetilo preparados haciendo que reaccionen un ácido graso que tiene de 12 a 26 átomos de carbono y que contiene grupo hidroximetilo, o un éster de dicho ácido graso que contiene grupo hidroximetilo, con un compuesto iniciador de poliol o poliamina que tiene un promedio de al menos 2 grupos hidroxilo, amina primaria y/o amina secundaria, tales que el poliéster poliol que contiene hidroximetilo contiene un promedio de al menos 1,3 unidades que se repiten derivadas del ácido graso o éster que contiene grupo hidroximetilo respecto al número total de grupos hidroxilo, amina primaria y/o amina secundaria en el compuesto iniciador, y el poliéster poliol que contiene hidroximetilo tiene un peso equivalente de al menos 400 hasta 15.000 y (2) al menos 3% en peso de los polioles de peso equivalente alto es al menos un poliéter o poliéster poliol que contiene al menos un grupo amina terciaria.

Espumas de poliuretano hechas de poliéster polioles que contienen hidroximetilo y polioles que contienen amina terciaria.

La invención se refiere a espumas de poliuretano flexibles preparadas a partir de poliéster polioles que contienen hidroximetilo.

Los documentos WO 04/096882 y WO 04/096883 describen ciertos poliéster polioles que contienen grupos hidroximetilo. Estos polioles se derivan de grasas animales o aceites vegetales por medio de un proceso multi-etapa, en el que la grasa o el aceite de partida se transesterifica, se hidroformila, se reduce y se hace que reaccione con un compuesto iniciador. Los poliéster polioles que contienen hidroximetilo son materiales de partida útiles en la producción de espumas de poliuretano flexibles.

Se ha encontrado que la espuma en planchas que se hace usando estos poliéster polioles que contienen hidroximetilo algunas veces exhibe menor resiliencia que la de espumas de poliuretano convencionales que se hacen usando poliéter polioles. En algunos casos, la resistencia a la tracción, la resistencia al desgarro y la elongación también pueden ser menores.

Sería deseable proporcionar medios por los que se pudiera mejorar la resiliencia, la resistencia a la tracción y/o la elongación de las espumas de poliuretano flexibles que se hacen de poliéster polioles que contienen hidroximetilo.

Esta invención es en un aspecto un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano que comprende poner en contacto un poliisocianato orgánico con una composición de poliol que contiene una mezcla de polioles de peso equivalente alto, en presencia de un agente de soplado y un tensioactivo, en condiciones tales que el poliisocianato reacciona con la composición de poliol y el agente de soplado produce un gas, para formar un polímero celular de poliuretano y/o poliurea, en donde (1) al menos 10% en peso del poliol o los polioles de peso equivalente alto es uno

o más poliéster polioles que contienen hidroximetilo preparados haciendo que reaccionen un ácido graso que tiene de 12 a 26 átomos de carbono y que contiene grupo hidroximetilo, o un éster de dicho ácido graso que contiene grupo hidroximetilo, con un compuesto iniciador de poliol o poliamina que tiene un promedio de al menos 2 grupos hidroxilo, amina primaria y/o amina secundaria, tales que el poliéster poliol que contiene hidroximetilo contiene un promedio de al menos 1, 3 unidades que se repiten derivadas de ácido graso o éster que contiene grupo hidroximetilo respecto al número total de grupos hidroxilo, amina primaria y/o amina secundaria en el compuesto iniciador, y el poliéster poliol que contiene hidroximetilo tiene un peso equivalente de al menos 400 hasta 15.000 y

(2) al menos 3% en peso de los polioles de peso equivalente alto es al menos un poliéter o poliéster poliol que contiene al menos un grupo amina terciaria.

El uso del poliol que contiene amina terciaria a menudo proporciona mejoras en resiliencia, resistencia a la tracción, resistencia al desgarro y/o elongación, a densidad equivalente.

El componente de poliol contiene uno o más polioles de peso equivalente alto. Por "poliol de peso equivalente alto", se quiere dar a entender un poliol que tiene una masa atómica de al menos 400 veces el número total de grupos hidroxilo, amina primaria y amina secundaria en la molécula de poliol. Al menos 10% en peso de los polioles de peso equivalente alto están constituidos por uno o más polioles que contienen hidroximetilo.

El poliéster poliol que contiene hidroximetilo tiene un promedio de al menos 2, preferiblemente al menos 2, 5, más preferiblemente al menos 2, 8, hasta aproximadamente 12, más preferiblemente hasta aproximadamente 6, incluso más preferiblemente hasta aproximadamente 5, grupos hidroxilo, amina primaria y amina secundaria combinados por molécula. El poliéster poliol que contiene hidroximetilo tiene un peso equivalente de al menos 400, tal como al menos aproximadamente 600, al menos aproximadamente 650, al menos aproximadamente 700, o al menos aproximadamente 725, hasta aproximadamente 15.000, tal como hasta aproximadamente 6000, hasta aproximadamente 3500, hasta aproximadamente 1700, hasta aproximadamente 1300, o hasta aproximadamente 1000. El peso equivalente es igual al peso molecular promedio en número de la molécula dividido entre el número combinado de grupos hidroxilo, amina primaria y amina secundaria.

El poliéster poliol que contiene hidroximetilo se prepara convenientemente haciendo que reaccione un ácido graso que tiene de 12 a 26 átomos de carbono y que contiene grupo hidroximetilo, o un éster de dicho ácido graso hidroximetilado, con un compuesto iniciador de poliol, hidroxilamina o poliamina que tiene un promedio de al menos 2 grupos hidroxilo, amina primaria y/o amina secundaria/molécula. Las proporciones de materiales de partida y las condiciones de reacción se seleccionan de tal manera que el poliéster poliol que contiene hidroximetilo resultante contiene un promedio de al menos 1, 3 unidades que se repiten derivadas de ácido graso o éster del mismo que contiene grupo hidroximetilo por cada uno de los grupos hidroxilo, amina primaria y amina secundaria en el compuesto iniciador, y el poliéster poliol que contiene hidroximetilo tiene un peso equivalente de al menos 400 hasta aproximadamente 15.000.

El poliéster poliol que contiene hidroximetilo es ventajosamente una mezcla de compuestos que tienen la siguiente estructura promedio:

[H-X] (n-p) -R-[X-Z]p (I)

en donde R es el resto de un compuesto iniciador que tiene n grupos hidroxilo y/o amina primaria o secundaria, donde n es al menos dos; cada X es independientemente -O-, -NH-o -NR'-en que R' es un grupo alquilo, arilo, cicloalquilo, o aralquilo sustituido de manera inerte, p es un número de 1 a n que representa el número promedio de grupos [X-Z] por molécula de poliéster poliol que contiene hidroximetilo, Z es una cadena lineal o ramificada que contiene uno o más grupos A, con la condición de que el número promedio de grupos A por molécula sea 1, 3 veces n, y cada A se seleccione independientemente del grupo que consiste en A1, A2, A3, A4 y A5, con la condición de que al menos algunos grupos A sean A1, A2 o A3. A1 es:

en donde B es H o un enlace covalente a un átomo de carbono carbonílico de otro grupo A; m es un número mayor que 3, n es mayor o igual a cero y m + n es de 8 a 22, especialmente de 11 a 19. A2 es:

en donde B es como antes, v es un número mayor que 3, r y s son cada uno números mayores o iguales a cero, siendo v + r + s de 6 a 20, especialmente de 10 a 18. A3 es:

en donde B, v, cada uno de r y s son como se han definido antes, t es un número mayor o igual a cero, y la suma de v, r, s y t es de 5 a 19, especialmente de 10 a 18. A4 es:

donde w es de 10-24, y A5 es:

donde R'' es un grupo alquilo lineal o ramificado que está sustituido al menos con un grupo éter cíclico y opcionalmente uno o más grupos hidroxilo u otros grupos éter. El grupo éter cíclico puede ser saturado o insaturado y puede contener otra sustitución inerte. Los grupos hidroxilo pueden estar sobre la cadena de alquilo o sobre el grupo éter cíclico, o sobre ambos. El grupo alquilo puede incluir un segundo grupo terminal -C (O) -o -C (O) O-por25 medio del cual se puede unir a otra molécula de iniciador. Los grupos A5 en general son lactoles, lactonas, éteres cíclicos saturados o insaturados o dímeros que se forman como impurezas durante la fabricación del ácido graso o éster que contiene grupo hidroximetilo. Los grupos A5 pueden contener 12-50 átomos de carbono.

En la fórmula I, n es preferiblemente de 2 a 8, más preferiblemente de 2 a 6, incluso más preferiblemente de 2 a 5 y especialmente de aproximadamente 3 a 5. Cada X es preferiblemente -O-. El número total promedio de grupos A por molécula de poliol hidroximetilado es preferiblemente al menos 1, 3 veces el valor de n, tal como de aproximadamente 1, 3 a aproximadamente 10 veces el valor de n, aproximadamente 1, 35 a aproximadamente 10 veces el valor de n o de aproximadamente 1, 35 a aproximadamente 5 veces el valor de n.

A es preferiblemente A1, una mezcla de A1 y A2, una mezcla de A1 y A4, una mezcla de A1, A2 y A4, una mezcla de A1, A2 y A3, o una mezcla de A1, A2, A3 y A4, que contiene opcionalmente en cada caso una cantidad de A5. Las mezclas de A1 y A2 contienen preferiblemente grupos A1 y A2 en una relación molar de 10:90 a 95:5, particularmente de 60:40 a 90:10. Las mezclas de A1 y A4 contienen preferiblemente grupos A1 y A4 en una relación molar de 99, 9:0, 1 a 65:35, especialmente en una relación de 99, 9:0, 1 a 85:15. Las mezclas de A1, A2 y A4 contienen preferiblemente de aproximadamente 10 a 95 por ciento molar de grupos A1,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano que comprende poner en contacto un poliisocianato orgánico con una composición de poliol que contiene una mezcla de polioles que tienen un peso equivalente de al menos 400, en presencia de un agente de soplado y un tensioactivo de silicona, en condiciones tales que el poliisocianato reacciona con la composición de poliol y el agente de soplado produce un gas, para formar un poliuretano celular y/o un polímero de polurea, en donde (1) al menos 10% en peso del poliol o los polioles de peso equivalente alto es uno o más poliéster polioles que contienen hidroximetilo preparados haciendo que reaccionen un ácido graso que tiene de 12 a 26 átomos de carbono y que contiene grupo hidroximetilo, o un éster de dicho ácido graso que contiene grupo hidroximetilo, con un compuesto iniciador de poliol o poliamina que tiene un promedio de al menos 2 grupos hidroxilo, amina primaria y/o amina secundaria, tales que el poliéster poliol que contiene hidroximetilo contiene un promedio de al menos 1, 3 unidades que se repiten derivadas del ácido graso o éster que contiene grupo hidroximetilo respecto al número total de grupos hidroxilo, amina primaria y/o amina secundaria en el compuesto iniciador, y el poliéster poliol que contiene hidroximetilo tiene un peso equivalente de al menos 400 hasta 15.000 y (2) al menos 3% en peso de los polioles de peso equivalente alto es al menos un poliéter

o poliéster poliol que contiene al menos un grupo amina terciaria.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el al menos un poliéter o poliéster poliol que contiene al menos un grupo amina terciaria es un poliéter que se inicia con N, N-dimetil propilentriamina, 3, 3'-diamino-N-metil dipropilamina, 3, 3-diamino-N-etil dipropilamina, 2, 2'-diamino-N-metil dietilamina, N-metil dietanolamina, N-metil dipropanolamina, N- (2-hidroxietil) -N-metil-1, 3-propanodiamina; N- (2-hidroxietil) -N-metil-1, 2-etanodiamina; N, N'-bis (3aminopropil) etilendiamina; tripropilentetramina, tetrapropilenpentamina, N-metil-1, 2-etanodiamina, N-metil-1, 3propanodiamina, N, N-dimetil-tris (hidroximetil) aminometano, dimetilamino etanolamina, hidroxietiloxazolidina, N-metilciclohexilamina, 3, 3'-diamino-N-metil dipropilamina, 2, 2'-diamina-N-metil dietilamina, 2, 3-diamino-N-metil etilpropilamina, 3, 3'-diamino-N-metildipropilamina, N, N-dimetilaminopropilamina, bis (N, N-dimetil-3aminopropil) amina, N, N-dimetil-N'-etil etilendiamina, N, N, 2, 2-tetrametil-1, 3-propanodiamina, 5-amino-1, 3-diisopropil5-hidroximetilhexahidropirimidina, 2, 2-bis (4, 5-dimetilimidazol) , 2-etil-4-metilimidazol, 2-fenilimidazol, 1, 5, 7triazabiciclo [4.4.0] dec-5-eno, diciandiamida, 1, 1, 3, 3-tetrametil guanidina, 2-amino-pirimidina, 3-pirrolidinol, 2, 4diamino-6-hidroxipirimidina, 1-amino-4-metil piperazina, 2-aminopirimidina, 1- (3-aminopropil) imidazol, 3quinuclidinol, 3-hidroximetilquinuclidina, 7-amino-1, 3, 5-triazaadamantano, 1-metil-4-[N-metil-N[2-amino-2-metil propil) amino] piperadina y 7- (N- (2-nitroisobutilamino) ) -1, 3, 5-triazaadamantano, o una mezcla de dos o más de los mismos.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en donde el al menos un poliéter o poliéster poliol que contiene al menos un grupo amina terciaria contiene un promedio de al menos un grupo amina terciaria colgante por molécula.

4. El procedimiento de la reivindicación 2, en donde el al menos un poliéter o poliéster poliol que contiene al menos un grupo amina terciaria constituye de 3 a 60 por ciento en peso de los polioles de peso equivalente alto.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en donde el al menos un poliéter o poliéster poliol que contiene al menos un grupo amina terciaria constituye de 3 a 25 por ciento en peso de los polioles de peso equivalente alto.

6. El procedimiento de la reivindicación 2, en donde el poliéster poliol que contiene grupo hidroximetilo se representa mediante la estructura promedio:

[H-X] (n-p) -R-[X-Z]p (I)

en donde R es el resto de un compuesto iniciador que tiene n grupos hidroxilo y/o amina primaria o secundaria, donde n es al menos dos; cada X es independientemente -O-, -NH-o -NR'-en que R' es un grupo alquilo, arilo, cicloalquilo, o aralquilo sustituido de manera inerte, p es un número de 1 a n que representa el número promedio de grupos [X-Z] por molécula de poliéster poliol que contiene hidroximetilo, Z es una cadena lineal o ramificada que contiene uno o más grupos A, con la condición de que el número promedio de grupos A por molécula sea 1, 3 veces n, y cada A se seleccione independientemente del grupo que consiste en A1, A2, A3, A4 y A5, con la condición de que al menos algunos grupos A sean A1, A2 o A3, en donde además A1 es:

en donde B es H o un enlace covalente a un átomo de carbono carbonílico de otro grupo A; m es un número mayor que 3, n esmayor o igual a cero y m + n es de 8 a 22;.A2 es:

en donde B es como antes, v es un número mayor que 3, r y s son cada uno números mayores o iguales a cero, siendo v + r + s de 6 a 20;

A3 es:

en donde B, v, cada uno de r y s son como se han definido antes, t es un número mayor o igual a cero, y la suma de v, r, s y t es de 5 a 19;

A4 es:

donde w es de 10 a 24, y A5 es:

donde R'' es un grupo alquilo lineal o ramificado que está sustituido al menos con un grupo éter cíclico

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en donde el número de grupos A por molécula de poliéster poliol 15 que contiene grupo hidroximetilo es de 1, 3 a 10 veces n.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en donde los grupos A contienen un promedio de 0, 9 a 1, 3 grupos -CH2O-/grupo A.

9. El procedimiento de la reivindicación 1 que es un procedimiento para espuma en plancha.

10. El procedimiento de la reivindicación 3 que es un procedimiento para espuma en plancha. 20 11. El procedimiento de la reivindicación 8 que es un procedimiento para espuma en plancha.

12. El procedimiento de la reivindicación 1 en donde el agente de soplado incluye agua.

13. El procedimiento de la reivindicación 9 en donde el agente de soplado incluye agua.

14. El procedimiento de la reivindicación 10 o la reivindicación 11 en donde el agente de soplado incluye agua.

15. Una espuma elaborada en conformidad con el procedimiento de cualquier reivindicación anterior.