Poliuretano basado en un poliuretano termoplástico blando.

Poliuretanos PU-E basados en un poliuretano termoplástico PU-1 y en un concentrado de isocianato IC-1adicionado en el poliuretano termoplástico PU-1,

con una funcionalidad mayor a 2 y menor a 10, caracterizadoporque PU-1 presenta una fracción de fase sólida de 0 a 5%, y el concentrado de isocianato IC-1 se adiciona en almenos un 2 % en peso en relación con el poliuretano PU-1.

Poliuretano basado en un poliuretano termoplástico blando La presente invención hace referencia a un poliuretano basado en un poliuretano termoplástico y un poliisocianato adicionado, a un método para la fabricación de los poliuretanos conforme a la presente invención, así como su utilización.

En general, resulta conocida la fabricación de poliuretanos termoplásticos que a continuación también se abrevian como TPU (por sus siglas en inglés) . Los TPU son materiales semicristalinos y pertenecen a la clase de los elastómeros termoplásticos. Es una característica de los elastómeros de poliuretano la estructura segmentada de las macromoléculas. Debido a las diferentes densidades de energía cohesiva de dichos segmentos, en un caso ideal, se realiza una separación de fases en zonas cristalinas “sólidas” y amorías “blandas”. La estructura resultante de dos fases determina el perfil de las propiedades de los TPU. Los poliuretanos termoplásticos son materiales plásticos con un campo de aplicación variado. De esta manera, los TPU se pueden utilizar, por ejemplo, en la industria automotriz, por ejemplo, en revestimientos para tableros de instrumentos, en láminas, en revestimientos de cables, en la industria del entretenimiento, como piezas de tacón, elementos funcionales y de diseño en zapatillas de deporte, como componentes blandos en combinaciones blandas y duras, y en otras aplicaciones muy variadas.

Para mejorar el perfil de las propiedades de los TPU, a partir de la literatura se conoce la introducción de reticulaciones en el TPU que logran un incremento de las resistencias mecánicas, una mejora de la estabilidad térmica, se reduce la deformación permanente y la deformación por tracción, y se mejoran las resistencias a medios de toda clase, la capacidad de recuperación y el comportamiento plástico.

Como método para la reticulación, se conocen, entre otros, la reticulación por haz de electrones o por rayos ultravioletas, la reticulación mediante grupos siloxano, y la conformación de reticulaciones mediante la adición de isocianatos en el TPU fundido. La transformación de un TPU, preferentemente en estado fundido, con compuestos que presentan grupos de isocianatos, se denomina también reticulación de prepolímeros, y se conoce en general, por ejemplo, a partir de las patentes WO 2005/054322 A2 y WO 2006/134138 A1. La modificación de las fases sólida y blanda que contienen los poliuretanos termoplásticos, se conoce previamente a partir de las patentes WO 03/014179 A1 y WO 01/12692 A1.

En los poliuretanos termoplásticos conocidos, para sus aplicaciones especiales, resultan desventajosas sus propiedades mecánicas, particularmente en relación con la deformación permanente y el ángulo de flexión.

El objeto de la presente invención consiste en proporcionar poliuretanos que dispongan de propiedades mecánicas mejoradas. En particular, se mejoran la deformación permanente y el ángulo de flexión.

La presente invención hace referencia a poliuretanos PU-E basados en un poliuretano termoplástico PU-1 y un isocianato IC-1 adicionado en el poliuretano termoplástico PU-1, preferentemente bajo reacción, que es de manera preferente un concentrado de isocianato con una funcionalidad mayor a 2, caracterizados porque el PU-1 presenta una fracción de fase sólida de 0 % a 5 %, particularmente de 2 % a 4 %, y el isocianato IC-1 que es preferentemente un concentrado de isocianato, se adiciona en, al menos, de un 2 % en peso a un 20 % en peso, de manera particularmente preferente de 3 % en peso a 15 % en peso, particularmente, al menos de 3 % en peso a 10 % en peso, en relación con el poliuretano PU-1.

En una forma de ejecución preferente, el concentrado de isocianato IC-1 contiene de un 20 % en peso a un 70 % en peso, preferentemente de un 25 % en peso a un 70 % en peso, de forma más preferente de un 30 % en peso a 60 % en peso, y de una manera particularmente preferente de 35 % en peso a 60 % en peso de isocianato que se encuentra disuelto en un termoplástico. Además, resulta preferente que el isocianato del concentrado de isocianato IC-1, se encuentre disuelto en el poliuretano termoplástico PU-2. Los porcentajes en peso se relacionan con el peso total del termoplástico, preferentemente del poliuretano termoplástico PU-2 que contiene el isocianato. En este caso, el isocianato se encuentra disuelto en el concentrado de isocianato, de manera que el isocianato prácticamente no ha reaccionado con el termoplástico del poliuretano termoplástico preferente PU-2. La falta de reacción significa que en el concentrado de isocianato IC-1, al menos el 60 %, preferentemente al menos el 80 %, de manera más preferente al menos el 90 %, de manera aún más preferente el 95 %, y de una manera particularmente preferente, al menos el 99 % del isocianato no ha reaccionado con el termoplástico. Dicho contenido en porcentaje se determina en tanto que, en base al contenido teórico de isocianato adicionado, se determinan grupos de isocianatos (contenido de NCO teórico) , que se establece en un 100 %. A continuación, se determina el contenido real presente en el concentrado de isocianato, en grupos de isocianatos libres (contenido real de NCO) , y se relaciona de manera porcentual con el contenido teórico de NCO. En el ejemplo 7 se representa un método de determinación preferente para el contenido real de NCO.

El concentrado de isocianato IC-1 presenta, de una manera particularmente preferente, un contenido de NCO mayor del 5 % y menor del 70 %, de una manera particularmente preferente un contenido mayor del 8 % y menor del 40 %.

Como isocianatos en el concentrado de isocianatos IC-1 conforme a la presente invención, se pueden utilizar isocianatos conocidos en general, por ejemplo, isocianatos alifáticos, cicloalifáticos y/o aromáticos, preferentemente con 2 a 10 grupos de isocianatos, de una manera particularmente preferente de 2 a 5 grupos de isocianatos, y son preferentes particularmente 3 grupos de isocianatos. También son preferentes los isocianatos en forma de isocianuratos, que presentan preferentemente de dos a ocho, de una manera aún más preferente de 2 a 5, y de una manera particularmente preferente tres grupos de isocianatos. En otra forma de ejecución preferente, los isocianatos se encuentran en forma de prepolímeros con 2 a 10 grupos de isocianatos. En el caso de los prepolímeros, se transforman isocianatos con compuestos reactivos frente a los isocianatos, preferentemente alcoholes, y a continuación presentan de 2 a 10 grupos de isocianatos. En otra forma de ejecución preferente coexisten, al menos, 2 de las formas de ejecución preferentes del concentrado de isocianato, es decir, isocianatos e isocianuratos, isocianatos y prepolímeros, o prepolímeros e isocianuratos. En una forma de ejecución preferente, coexisten isocianatos, prepolímeros e isocianuratos.

Como isocianatos para la preparación del concentrado de isocianato IC-1 son particularmente preferentes 2, 2’-, 2, 4’y/o 4, 4’-difenilmetano-diisocianato (MDI) , 2, 2’-, 2, 4’- y/o 4, 4’-difenilmetano-diisocianato (MDI) modificado con carbodiimida, un prepolímero basado en 2, 2’-, 2, 4’- y/o 4, 4’- difenilmetano-diisocianato (MDI) , preferentemente un prepolímero con un contenido de NCO del 20 % al 25 %, y una viscosidad a 25 °C de 500 a 1000 mPas, determinada de acuerdo con la norma DIN 53018, isocianatos que presentan grupos biuret y/o isocianuratos, de una manera particularmente preferente isocianuratos con un contenido de NCO del 20 % al 25 %, y una viscosidad a 23 °C de 2, 5 a 4 Pas, determinada de acuerdo con la norma DIN EN ISO 3219, particularmente en base al diisocianato de hexametileno (HDI) . En una forma de ejecución preferente, el concentrado de isocianato IC-1 contiene, al menos, dos isocianatos. La funcionalidad en el concentrado de isocianato IC-1 se encuentra, preferentemente, entre 2 y 8, de una manera aún más preferente entre 2 y 6, y de una manera particularmente preferente entre 2, 5 y 4. La funcionalidad indica el cantidad media de grupos isocianatos (grupos de NCO) para cada molécula de isocianato.

Son particularmente preferentes el 4, 4’-difenilmetano-diisocianato (MDI) modificado con carbodiimida, de manera particularmente preferente con un contenido de isocianato de 25 a 33 % en peso, particularmente de 29, 5 % en peso, por ejemplo, Lupranat® MM 103 (BASF Aktiengesellschaft) , un prepolímero basado en óxido de etileno/ óxido de propileno, preferentemente con una masa molar de entre 0, 4 y 0, 6 kg/mol, particularmente con una masa molar de 0, 45 kg/mol, preferentemente con un contenido de isocianato de 20 a 28 % en peso, particularmente 23 % en peso, por ejemplo, Lupranat® MP 102 (BASF Aktiengesellschaft)... [Seguir leyendo]

1. Poliuretanos PU-E basados en un poliuretano termoplástico PU-1 y en un concentrado de isocianato IC-1 adicionado en el poliuretano termoplástico PU-1, con una funcionalidad mayor a 2 y menor a 10, caracterizado porque PU-1 presenta una fracción de fase sólida de 0 a 5%, y el concentrado de isocianato IC-1 se adiciona en al menos un 2 % en peso en relación con el poliuretano PU-1.

2. Poliuretano PU-E de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el concentrado de isocianato IC-1 contiene de 20 % en peso a 70 % en peso, preferentemente de 25 % en peso a 70 % en peso, y de una manera particularmente preferente de 35 % en peso a 60 % en peso de isocianato.

3. Poliuretano PU-E de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el poliuretano PU-1 presenta un índice de 1100 a 1600.

4. Poliuretano PU-E de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el poliuretano termoplástico PU-1 se basa en

- un difenilmetano-diisocianato (MDI) , naftileno-diisocianato (NDI) , toluilendiisocianato (TDI) , diisocianato de hexametileno (HDI) , diciclohexilmetano diisocianato (H12MDI) y/o IPDI, particularmente MDI,

- un componente de polialcohol con una masa molar de cantidad media mayor a 0, 5 kg/mol, y menor a 12 kg/mol, preferentemente de 0, 6 kg/mol a 6 kg/mol, y de una manera particularmente preferente de 0, 8 kg/mol a 4 kg/mol, y una funcionalidad media de 1, 8 a 2, 3, preferentemente de 1, 9 a 2, 2, y de una manera particularmente preferente 2 como componente de la fase blanda, y

- un componente de polialcohol con una masa molar de cantidad media mayor a 0 kg/mol, y como máximo 0, 499 kg/mol como componente de la fase sólida.

5. Poliuretano PU-E de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el poliuretano PU-1 se basa en MDI como isocianato, un poliesterol o polieterol, particularmente un poliéster de ácido adípico como componente de fase blanda, y butano-1, 4-diol como componente de fase sólida.

6. Poliuretano PU-E de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cumple con, al menos, uno de los siguientes parámetros:

- resistencia a la tracción mayor a 5 MPa,

- Alargamiento de rotura mayor al 200 %,

- resistencia al desgarre progresivo mayor o igual a 10 kN/m,

- abrasión menor a 100 mm3,

- deformación permanente menor al 40 % a 23°C,

- deformación permanente menor al 50 % a 70°C,

- ángulo de flexión menor al 50 % a 23°C.

7. Poliuretano PU-E de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el concentrado de isocianato IC-1 es un prepolímero de isocianato disuelto en un poliuretano PU-2.

8. Poliuretano PU-E de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque los poliuretanos PU-2 y PU-1 son idénticos.

9. Poliuretano PU-E de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el concentrado de isocianato IC-1 es un prepolímero basado en un difenilmetano-diisocianato (MDI) , el cual se encuentra modificado y/o como un polímero.

10. Poliuretano PU-E de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el poliuretano PU-1 presenta una fracción de fase sólida de 1 % a 4 %.

11. Método para la fabricación de un poliuretano PU-E de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se mezcla el poliuretano PU-1 y el concentrado de isocianato IC-1, se funden y se procesan en un extrusor o en un método de moldeado por inyección.

12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el concentrado de isocianato IC-1 se 5 adiciona como un granulado.

13. Utilización del poliuretano PU-E de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, para la fabricación de cuerpos moldeados, por ejemplo, rodillos, suelas de calzados, revestimientos en automóviles, tubos flexibles, recubrimientos, cables, perfiles, laminados, conexiones de enchufe, clavijas de cable, fuelles, cables de arrastre, rascadores, faldas de obturación, recubrimientos de cables, juntas de estanqueidad, correas o elementos de amortiguación, láminas o fibras, mediante moldeado por inyección, calandrado, sinterizado de polvo o extrusión.

14. Mezcla de polímeros o mezcla que contiene un poliuretano PU-E de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, y adicionalmente, al menos, otro polímero, preferentemente un poliuretano termoplástico, un poliéster, polieter o una poliamida, particularmente en una cantidad de 5 a 40 % en total, en relación con el peso total calculado a partir del poliuretano PU-E y otro polímero.

15. Láminas, artículos de moldeado por inyección o artículos de extrusión, que contienen un poliuretano PU-E de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes.