Proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles.

Un proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles que comprende la reacción de un poliol y deun poliisocianato en presencia de catalizadores y de un agente de soplado,

en el que

(1) se usa como poliol un polioléter que contiene al menos un 5% en peso (en base al peso del poliol total)de un grupo oxietileno en la cadena del mismo y que tiene solamente grupos OH secundarios terminales,(2) se usa como poliisocianato un diisocianato de tolueno y/o un derivado del mismo, y

(3) al menos uno o dos o más miembros seleccionados entre los compuestos de imidazol representadosmediante la siguiente fórmula general:

en la que R1, R2, y R3 representan independientemente un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo que tienede 1 a 4 átomos de carbono, un grupo hidroximetilo, o un grupo fenilo; y R4 representa un átomo dehidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, un grupo aminopropilo, un grupodimetilaminopropilo, un grupo bencilo, un grupo vinilo, un grupo alilo, un grupo fenilo, un grupo cianoetilo, oun grupo funcional representado mediante la siguiente fórmula:

en la que R5 representa un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono; y

p representa un número entero de 1 a 3,

se usan como los catalizadores, y no se usa un catalizador a base de estaño, y

en el que el agente de soplado es agua, y su cantidad es de 2 a 8 partes en peso por cada 100 partes en peso delpoliol.

Proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles

Campo de la invención La presente invención se refiere a un proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles mediante la reacción de un poliol y de un poliisocianato en presencia de un catalizador y de un agente de soplado. En particular, la presente invención se refiere a un proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles, que se caracteriza por que no usa un catalizador a base de estaño.

Antecedentes de la invención Los poliuretanos se producen mediante la reacción de un poliisocianato y de un poliol orgánico en presencia de un catalizador y de forma opcional de un agente de soplado y de un tensioactivo y de forma opcionalmente adicional de otros agentes auxiliares tales como un agente de reticulación. De esos poliuretanos, las espumas de poliuretano flexibles son de peso ligero y de mayor elasticidad, y por lo tanto, se usan ampliamente para productos tales como vehículos, mobiliario, ropa de cama, y amortiguadores. De las espumas de poliuretano flexibles, las espumas de moldeado en caliente se usan principalmente en el campo de los amortiguadores para automóviles y las espumas en placas se usan principalmente en los campos del mobiliario, ropa de cama, y amortiguadores.

En general, para las espumas en placas y para las espumas de moldeado en caliente, se producen buenas espumas usando, como catalizador, catalizadores a base de estaño en combinación con catalizadores de amina. Especialmente, es inevitable el uso de los catalizadores a base de estaño a partir de los puntos de vista de las 25 propiedades de curado y del procesamiento de moldeo. Los catalizadores a base de estaño que se usan son, por lo general, dioctoato estannoso, dilaurato de dibutilestaño, etc. Los polioles usados por lo general son polioles baratos de uso general preparados mediante la adición de óxido de propileno (en lo sucesivo en el presente documento mencionado como "PO") a la glicerina como iniciador. Previamente, en la producción de espumas de baja densidad, se habían usado, como agente de soplado, compuestos de Freón tales como CFC-11. Sin embargo, se indicó que los compuestos de Freón probablemente destruían la capa de ozono y se proporcionaron controles estrictos en el uso de los compuestos de Freón en el mundo. Por consiguiente, en los últimos años, se ha usado un método de uso de cloruro de metileno junto con agua como sustituto de los compuestos de Freón. Sin embargo, con respecto al cloruro de metileno, también se han señalado influencias adversas contra el medio ambiente y la toxicidad. De este modo, se ha propuesto un método para usar solamente agua como agente de soplado, o un método para usar

dióxido de carbono como agente de soplado.

Además de la mejora del agente de soplado, también se demanda una mejora del sistema catalizador. Es decir, en los catalizadores a base de estaño, se incorporan como impurezas cantidades traza de dibutilestaño altamente tóxico y similares, y estas impurezas no se pueden retirar. De este modo, se indica que cuando se usan los catalizadores a base de estaño, las sustancias químicas altamente tóxicas permanecen en consecuencia en la espuma de uretano. Además del problema de la toxicidad, también se señala el problema por el que los catalizadores a base de estaño tienen poca estabilidad de almacenamiento en una mezcla previa de manera que es difícil su almacenamiento durante un largo periodo de tiempo. En vista de estos problemas, se demanda con impaciencia el desarrollo de formulaciones a partir de las que se puedan producir placas de espuma o placas de 45 moldeado en caliente sin usar los catalizadores a base de estaño.

Además, en las formulaciones convencionales, se emplea por lo general el uso de catalizadores de amina terciaria de uso general tales como la trietilendiamina y la N-etilmorfolina en combinación con los catalizadores a base de estaño. Sin embargo, los catalizadores a base de aminas terciarias y similares permanecen en forma libre en los productos de resina de poliuretano y se liberan como una amina volátil de etapa por etapa, dando como resultado diversos problemas. Por ejemplo, la amina volátil liberada a partir de los productos de poliuretano presenta un problema odorífero. También, en los últimos años, existe un así llamado problema de empañamiento tal como que el componente volátil de las espumas de poliuretano ataca a un parabrisas de un automóvil y empaña el parabrisas, dando como resultado que se origine la producción de una reducción de los valores comerciales. Además, existen 55 otros problemas tales como el problema por el que la amina volátil liberada a partir de los productos de poliuretano contamina a otros materiales. De este modo, cuando se usan los catalizadores de uso general también se exige la mejora de estos problemas generados.

Sin embargo, en el caso en el que se forma una espuma de poliuretano flexible a partir de un poliol como material de partida principal mediante la eliminación de los catalizadores a base de estaño a partir de la formulación convencional usando un poliol de uso general (un poliol obtenido por la adición de PO solamente a glicerina) y usando los catalizadores de amina de uso general usados de forma convencional tales como trietilendiamina, N, Ndimetilaminoetanol, y N-etilmorfolina, aparecen problemas graves tales como que la formación de espuma se vuelve inestable; la desespumación (hundimiento de espumas) ; e incluso cuando se pueden formar las espumas,

probablemente se generan grietas en la espuma, por lo que no se obtiene el flujo de aire satisfactorio, y por lo tanto, no se pueden obtener espumas que tengan mejores propiedades físicas.

Existe un método de uso de un poliol altamente reactivo que tiene un grupo oxietileno introducido en terminales de la cadena de poliol del mismo en lugar del poliol convencional. En este caso, existe el problema de que la relación de las células cerradas de la espuma es alta. Como resultado, el flujo de aire de la espuma se hace notablemente peor,

lo que lleva a problemas tales como la contracción de la espuma.

Además, para resolver el problema odorífero y el problema de empañamiento generado por el uso de los catalizadores de amina de uso general, existe un método propuesto para el uso de los así llamados catalizadores de amina reactivos que contienen un grupo amino o un grupo hidroxialquilo en la molécula de los mismos. Sin embargo, 10 en el caso en el que se forman espumas por eliminación de los catalizadores a base de estaño a partir de las formulaciones convencionales y en el que se usan solamente los catalizadores de amina reactivos, la formación de espuma se hace más inestable en comparación con el caso en el que solamente se usan los catalizadores de uso general, y por lo tanto, no se pueden obtener buenas espumas. Adicionalmente, en los catalizadores de amina reactivos, posiblemente se puede volatilizar una parte de los catalizadores de amina. Por consiguiente, el problema odorífero y el problema de empañamiento no se pueden resolver a menos que se usen catalizadores de amina reactivos apropiados.

Sumario de la invención En estas circunstancias, un objeto de la presente invención es superar los problemas de la técnica relacionada que se han descrito anteriormente y proporcionar una formulación de poliuretano flexible sin usar catalizadores a base de estaño.

De este modo, como resultado de investigaciones amplias y profundas sobre una formulación de espuma de poliuretano flexible sin usar catalizadores a base de estaño, se ha descubierto que cuando se usan un poliol y compuestos de amina específicos que tienen una estructura química específica en forma de catalizadores, se hace posible la producción de espumas de poliuretano flexibles que tienen una mayor moldeabilidad y un flujo de aire elevado. La presente invención se ha completado en base a este hallazgo.

De forma específica, la presente invención incluye las siguientes realizaciones.

1. Una primera realización de la presente invención se ocupa de un proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles que comprende hacer reaccionar un poliol y un poliisocianato en presencia de catalizadores y de un agente de soplado, en el que

(1) se usa como poliol un polioléter que contiene al menos un 5% en peso (en base al peso del poliol total) de un grupo oxietileno en la cadena del mismo y que tiene grupos OH secundarios terminales solamente,

(2) se usa como poliisocianato un diisocianato de tolueno y/o un derivado del mismo, y

(3) al menos un miembro seleccionado entre los compuestos de imidazol representados mediante la 40 siguiente fórmula general:

en la que R1, R2, y R3... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles que comprende la reacción de un poliol y de un poliisocianato en presencia de catalizadores y de un agente de soplado, en el que 5

(1) se usa como poliol un polioléter que contiene al menos un 5% en peso (en base al peso del poliol total) de un grupo oxietileno en la cadena del mismo y que tiene solamente grupos OH secundarios terminales,

(2) se usa como poliisocianato un diisocianato de tolueno y/o un derivado del mismo, y

(3) al menos uno o dos o más miembros seleccionados entre los compuestos de imidazol representados 10 mediante la siguiente fórmula general:

en la que R1, R2, y R3 representan independientemente un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, un grupo hidroximetilo, o un grupo fenilo; y R4 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, un grupo aminopropilo, un grupo dimetilaminopropilo, un grupo bencilo, un grupo vinilo, un grupo alilo, un grupo fenilo, un grupo cianoetilo, o un grupo funcional representado mediante la siguiente fórmula:

en la que R5 representa un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono; y p representa un número entero de 1 a 3, se usan como los catalizadores, y no se usa un catalizador a base de estaño, y

en el que el agente de soplado es agua, y su cantidad es de 2 a 8 partes en peso por cada 100 partes en peso del poliol.

2. Un proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que 30

(3) el uno o dos o más compuestos de imidazol se selecciona o se seleccionan entre el grupo que consiste en 1, 2-dimetilimidazol, 1-metilimidazol, 1-n-butil-2-metilimidazol, 1-isobutil-2-metilimidazol, 1- (3'dimetilaminopropil) -imidazol, 1- (3'-aminopropil) -2-metilimidazol, 1- (3'-aminopropil) -imidazol, 1- (2'hidroxipropil) -2-metilimidazol, 1- (2'-hidroxietil) -imidazol, 1- (2'-hidroxietil) -2-metilimidazol, y 1- (2'-hidroxietil)

imidazol.

3. El proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el polioléter tiene un valor de hidroxilo de 33 a 84 mg-KOH/g.

4. Un proceso para la producción de espumas de poliuretano flexibles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el polioléter tiene un valor de hidroxilo de 33 a 84 mg-KOH/g y el

(3) uno o dos o más compuestos de imidazol se selecciona o seleccionan entre el grupo que consiste en 1, 2-dimetilimidazol, 1-metilimidazol, 1-n-butil-2-metilimidazol, 1-isobutil-2-metilimidazol, 1- (3'

dimetilaminopropil) -imidazol, 1- (3'-aminopropil) -2-metilimidazol, 1- (3'-aminopropil) -imidazol, 1- (2'hidroxipropil) -2-metilimidazol, 1- (2'-hidroxietil) -imidazol, 1- (2'-hidroxietil) -2-metilimidazol, y 1- (2'-hidroxietil) imidazol.