Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible.

Espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad de 25-70 kg/m3,

una resistencia a la compresión al 40% (CLD) de 5-15 kPa, un aumento de volumen a saturación de agua de como mucho el 25% y una capacidad de tamponamiento de agua del 40-60%.

Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible.

La presente invención se refiere a una espuma de poliuretano flexible y a un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible, a un medio de crecimiento de plantas que comprende una espuma de este tipo y al uso de una espuma de este tipo como medio de crecimiento de plantas.

Se conocen medios de crecimiento de plantas que comprenden espumas de poliuretano flexibles.

El documento US 3798836 da a conocer una matriz de poliuretano espumado de células abiertas insoluble en agua que tiene partículas termoplásticas dispersas en la misma.

El documento US 3889417 prepara una espuma hidrófila haciendo reaccionar un prepolímero con una alta cantidad de agua. Esta espuma puede usarse en aplicaciones hortícolas. El índice de agua aplicado es de 1300-78000. Se ha dado a conocer un procedimiento similar en el documento WO 96/16099 en el que no se ha proporcionado ninguna directriz especial en cuanto al índice de isocianato y el índice de agua; en los ejemplos el índice de agua fue superior a 1700 y el índice de isocianato fue inferior a 6. Los prepolímeros usados se preparan a partir de polioles que tienen un peso molecular de al menos 1000.

El documento US 3970618 da a conocer un sustrato para cultivar plantas, sustrato que es una espuma de poliuretano hidrófila preparada haciendo reaccionar un poliisocianato y un poliol con un índice de NCO bajo, teniendo el poliol un índice de hidroxilo de 900-1800 y siendo el poliisocianato un poliisocianato de tipo diisocianato de tolueno (TDI) .

El documento US 5155931 usa una espuma como estera para plantas, espuma que se prepara haciendo reaccionar un isocianato orgánico, que es preferiblemente TDI, y un poliol con un índice de NCO de 90-120.

El documento US 6479433 da a conocer un medio de crecimiento hortícola preparado haciendo reaccionar un prepolímero y agua en presencia de un material de carga seleccionado.

El documento US 2005/0131095 da a conocer un procedimiento para preparar espumas de poliuretano, incluyendo las flexibles, a un índice de NCO de 40-150. No se presta atención especial al índice de agua; en los ejemplos el índice de NCO fue de entre 85-106 y el índice de agua varió entre 93-120.

En los documentos EP 309217 y EP 309218 se ha descrito un procedimiento para preparar espumas de poliuretano flexibles con un índice de isocianato bajo usando una cantidad baja y alta de agua, respectivamente.

Sorprendentemente, las espumas de poliuretano pueden mejorarse adicionalmente en particular con respecto a la estabilidad de espuma a una saturación de agua del 100% y la capacidad de tamponamiento de agua junto con una alta resistencia a la compresión a baja densidad.

Sorprendentemente, también se ha encontrado un procedimiento novedoso para preparar tales espumas de poliuretano novedosas.

Por tanto, la presente invención se refiere a una espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad de 2570 kg/m3, una resistencia a la compresión al 40% (CLD) de 5-15 kPa, un aumento de volumen a saturación de agua de como mucho el 25% y una capacidad de tamponamiento de agua del 40-60%.

Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible de este tipo, procedimiento que comprende hacer reaccionar a un índice de isocianato de 20-70 y a un índice de agua de 200-400

- un prepolímero de poliisocianato que tiene un índice de NCO del 20-30% en peso y preparado haciendo reaccionar un poliisocianato que comprende el 30-80% en peso de diisocianato de difenilmetano (MDI) y el 20-70% en peso de homólogos de este diisocianato, teniendo los homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, calculándose ambas cantidades con respecto a la cantidad de poliisocianato, y un poliol que tiene un peso molecular promedio de 62-1000 y una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4,

- un polioxietileno-polioxipropileno poliol o una mezcla de tales polioles, teniendo el poliol o la mezcla una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4, un peso molecular promedio de 2000-8000 y un contenido en oxietileno promedio del 25-50% en peso, calculado con respecto al peso de este poliol o mezcla, respectivamente,

- agua, y

- opcionalmente agentes de reticulación y/o de extensión de cadena reactivos con isocianato que tienen un peso molecular promedio de 60-1999, y

- opcionalmente en presencia de agentes auxiliares y aditivos usados en la técnica de los poliuretanos.

Preferiblemente las espumas tienen una densidad de 26-60 kg/m3 y una resistencia a la compresión al 40% (CLD) de 5-12 kPa. Más preferiblemente, las espumas tienen adicionalmente un aumento de volumen a saturación de agua de como mucho el 15%.

Todavía adicionalmente, la presente invención se refiere a medios de crecimiento de plantas que comprenden una espuma de poliuretano flexible según la presente invención.

Finalmente, la presente invención se refiere al uso de una espuma de poliuretano flexible según la presente invención como medio de crecimiento de plantas y en paredes verdes y/o techos verdes.

Se han descrito procedimientos para preparar espumas de poliuretano usando polioles que tienen un contenido en oxietileno relativamente alto a un índice de isocianato bajo en los documentos DE 3710731, US 4833176, US 4365025, US 4910231, US 5459170, US 5521226, US 6417241, US 7022746 y WO 2007/110286.

Sin embargo, las espumas y los procedimientos según la presente invención no se han dado a conocer. Las espumas son muy adecuadas para su uso como medio de crecimiento de plantas ya que tienen buenas propiedades de humectación, efecto mecha, retención de agua y liberación de agua al tiempo que conservan buenas propiedades físicas, tales como dureza a la compresión y resistencia a la deformación por compresión, en circunstancias tanto secas como húmedas.

Las espumas según la presente invención también son superiores en cuanto a al menos una de las propiedades anteriores con respecto a otros materiales que se han propuesto en el pasado como material de soporte de crecimiento de plantas tales como perlita, grava, lana mineral, fibras de madera, fibra de coco, turba y perlas de espuma de poliestireno.

Un procedimiento preferido es un procedimiento según la presente invención en el que el poliéter poliol usado en la preparación del prepolímero comprende grupos oxietileno en una cantidad de al menos el 50% en peso calculada con respecto al peso de este poliol, teniendo este poliol un peso molecular promedio de 250-800. Lo más preferiblemente, este poliéter poliol es un polioxietileno triol, que tiene un peso molecular promedio de 250-800.

En el contexto de la presente solicitud los siguientes términos tienen el siguiente significado:

1) índice de isocianato o índice de NCO o índice:

la razón de grupos NCO con respecto a átomos de hidrógeno reactivos con isocianato presentes en una formulación, dada como porcentaje:

[NCO] x100 (%) [hidrógeno activo]

En otras palabras, el índice de NCO expresa el porcentaje de isocianato realmente usado en una formulación con respecto a la cantidad de isocianato teóricamente requerida para reaccionar con la cantidad de hidrógeno reactivo con isocianato usado en una formulación.

Debe observarse que el índice de isocianato tal como se usa en el presente documento se considera desde el punto de vista del procedimiento de espumación real que implica el componente de isocianato y los componentes reactivos con isocianato usados en esa etapa de reacción. Sólo se tienen en cuenta los grupos isocianato libres y los hidrógenos reactivos con isocianato libres (incluyendo los del agua) presentes en la fase de espumación real.

El índice de agua es la razón 100Y/X (%) en la que Y es la cantidad de agua en gramos realmente usada en una formulación y X es la cantidad total de agua en gramos teóricamente necesaria en la misma formulación para obtener un índice de isocianato de 100.

2) La expresión “átomos de hidrógeno reactivos con isocianato” tal como se usa en el presente documento para el propósito de calcular el índice de isocianato se refiere al total de los átomos de hidrógeno de hidroxilo y de amina presentes en las composiciones reactivas en forma de polioles, poliaminas y/o agua. Esto significa que para el fin de calcular el índice de isocianato en el procedimiento de espumación real se considera que un grupo hidroxilo comprende un hidrógeno reactivo y se considera que una molécula de agua comprende dos hidrógenos activos.

3) La expresión “espumas de poliuretano” tal como se... [Seguir leyendo]

1. Espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad d.

2. 70 kg/m3 (medida según la norma ISO 845) ,

una resistencia a la compresión al 40% (CLD) de 5-15 kPa (medida según la norma ISO 3386/1 con la 5 condición de que la dureza se mida durante el primer ciclo) , un aumento de volumen a saturación de agua

de como mucho el 25% en la que V2 es el volumen de la espuma sin captación de agua y V1 es el volumen de la espuma con absorción de agua máxima, tanto a 23ºC como a una humedad relativa del 50%, y una capacidad de tamponamiento de agua la que Vf es el volumen (en ml) de una muestra de espuma que tiene un tamaño de 100 x 120 x 75 nun, Vu es la captación de agua (en ml) de esta muestra de espuma cuando se sumerge en agua durante 24 h y Vr es el volumen de agua retenida tras someter esta muestra de espuma que contiene el agua a una presión de una columna de H2O de -32 cm durante 24 h (en ml) .

2. Espuma según la reivindicación 1, en la que la densidad es d.

2. 60 kg/m3, la CLD es de 5-12 kPa y el 15 aumento de volumen es de como mucho el 15%.

3. Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible según las reivindicaciones 1-2, que comprende hacer reaccionar a un índice de isocianato d.

2. 70 y a un índice de agua d.

20. 400

un prepolímero de poliisocianato que tiene un índice de NCO de.

2. 30% en peso y preparado haciendo reaccionar un poliisocianato que comprende e.

3. 80% en peso de diisocianato de difenilmetano y e.

2. 70% en peso de homólogos de este diisocianato, teniendo los homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, calculándose ambas cantidades con respecto a la cantidad de poliisocianato, y un poliol que tiene un peso molecular promedio d.

6. 1000 y una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4,

un polioxietileno-polioxipropileno poliol o una mezcla de tales polioles, teniendo el poliol o la mezcla una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4, un peso molecular promedio de 2000-8000 y un contenido en oxietileno promedio de.

2. 50% en peso, calculado con respecto al peso de este poliol o mezcla, respectivamente,

agua, y

opcionalmente agentes de reticulación y/o de extensión de cadena reactivos con isocianato que tienen 35

un peso molecular promedio d.

6. 1999, y

opcionalmente en presencia de agentes auxiliares y aditivos usados en la técnica de los poliuretanos.

4. Procedimiento para preparar una espuma según la reivindicación 3, en el que el poliol usado en la preparación del prepolímero comprende grupos oxietileno en una cantidad de al menos el 50% en peso, calculado con respecto al peso de este poliol, y en el que este poliol tiene un peso molecular promedio d.

25. 800.

5. Procedimiento para preparar una espuma según las reivindicaciones 3-4, en el que la espuma se prepara 45 según el procedimiento de espumación libre o el procedimiento de espumación libre limitado.

6. Medio de crecimiento de plantas, pared verde y/o techo verde que comprende una espuma según las reivindicaciones 1-2 y/o una espuma preparada según las reivindicaciones 3-5.

7. Uso de una espuma según las reivindicaciones 1-2, y/o una espuma preparada según las reivindicaciones 3-5, como medio de crecimiento de plantas, en techos verdes y/o en paredes verdes.