Agua como agente de expansión para poliuretanos.

Procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandible que contiene agua como agente de expansión,

que comprende al menos el paso:

(A) de colocar el poliuretano en agua, de modo que el agua se absorba por el poliuretano para obtener unpoliuretano expandible, ascendiendo el contenido de agua del poliuretano expandible después del paso (A) a almenos 5% en peso.

Agua como agente de expansión para poliuretanos La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de poliuretano expandible que contiene agua como agente de expansión, que comprende al menos el paso (A) de colocar el poliuretano en agua, de modo que el agua se absorba por el poliuretano para obtener un poliuretano expandible, así como a un procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandido que comprende este paso (A) y al menos el paso (B) de evaporar el agua contenida en el poliuretano del paso (A) para obtener un poliuretano expandido.

Procedimientos para la fabricación de polímeros termoplásticos expandibles o expandidos son ya conocidos por el estado de la técnica.

El documento US 6, 342, 540 B1 da a conocer un procedimiento para la fabricación de polímeros de estireno expandibles que contienen agua como agente de expansión. Para ello se mezcla una masa fundida de poliestireno con agua como agente de expansión en presencia de un coadyuvante de emulsión en una extrusora y se extruye. La conducción del procedimiento es complicada.

El documento EP 1 347 008 A2 da a conocer un procedimiento para la fabricación de artículos expandidos de material de plástico biodegradable que comprende la mezcla del material de plástico en estado fundido con agua en una extrusora, extruir la mezcla y enfriar el material extruido obtenido.

El documento WO 2007/030719 A2 da a conocer un procedimiento para la fabricación de una espuma de poliestireno que contiene una nano-arcilla exenta de agente de modificación. Para la fabricación de esta espuma de poliestireno se emulsiona una mezcla de agua y la arcilla indicada en una mezcla de poliestireno prepolimerizado y estireno seguido de la polimerización del prepolimerizado. Las espumas de poliestireno se producen entonces por evaporación del agua presente en el polímero.

El documento WO 2008/087078 A1 da a conocer un sistema híbrido de elastómeros y poliuretanos termoplásticos espumados así como un procedimiento para su fabricación. Para ello se calienta el poliuretano termoplástico como granulado, un coadyuvante de suspensión y un agente de expansión en un reactor cerrado hasta por encima de la temperatura de reblandecimiento. Como agente de expansión conforme al documento WO 2008/087078 se usan líquidos orgánicos o gases inorgánicos o mezclas de los mismos.

El documento WO 2007/082838 A1 da a conocer espumas basadas en poliuretanos termoplásticos así como un procedimiento para su fabricación. Las partículas de poliuretano termoplástico expandidas se fabrican conforme a este documento por procedimientos de suspensión o extrusión. En el procedimiento de suspensión se calienta el poliuretano termoplástico como granulado con agua, un coadyuvante de suspensión y el agente de expansión en un reactor cerrado hasta por encima de la temperatura de reblandecimiento del granulado. De este modo las partículas de polímero se impregnan con el agente de expansión. La espumación de estas partículas expandibles se realiza mediante vapor de agua o aire caliente.

El documento US 4, 613, 629 da a conocer un procedimiento para la fabricación de polímeros termoplásticos espumados. Para ello se trata un polímero termoplástico sólido con una disolución que comprende un disolvente vehiculante y una solución de infusión. Conforme al documento US 4, 613, 629 son polímeros adecuados por ejemplo polímeros acrílicos, poliestireno, policarbonato, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno y otros. Según los ejemplos del documento US 4, 613, 629 como disoluciones de tratamiento se usan mezclas de acetona, agua y polietilenglicol. El documento US 4, 613, 629 no da a conocer ningún procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandible.

El documento DE 2 158 608 da a conocer un procedimiento para el reprocesamiento de desechos de poliamida. Para ello la poliamida se tritura y junto con un líquido con un punto de ebullición que se encuentra por debajo del punto de fusión de la poliamida y que disuelve la poliamida con aporte de calor se introduce en un molde de compresión y se comprime antes de alcanzar el punto de fusión de la poliamida y a continuación se alivia la presión evaporándose el líquido. El documento DE 2 158 608 no da a conocer ningún procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandible.

El documento EP 1 275 687 A2 da a conocer una resina de poliéster expandible. Para ello esta resina primeramente se extruye en barras y estas barras se dispersan en un dispersante. El documento EP 1 275 687 A2 no da a conocer igualmente ningún procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandible.

En los procedimientos conocidos del estado de la técnica se usa para la espumación de los correspondientes polímeros termoplásticos un agente de expansión, siendo agentes de expansión adecuados según el estado de la técnica líquidos orgánicos o gases orgánicos o inorgánicos, por ejemplo hidrocarburos, gases como nitrógeno,

dióxido de carbono, etc. Estos agentes de expansión presentan el inconveniente de que son tóxicos y/o fácilmente inflamables. Otro inconveniente de los agentes de expansión gaseosos es una conducción costosa del procedimiento.

Es objetivo de la presente invención proporcionar procedimientos para la fabricación de poliuretanos expandibles o poliuretanos expandidos en los que se use un agente de expansión que no sea tóxico, no sea fácilmente inflamable y no sea gaseoso en condiciones normales, sino líquido. Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar procedimientos correspondientes que se caractericen por una conducción del procedimiento especialmente sencilla.

Estos objetivos se consiguen conforme a la invención mediante el procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandible que contiene agua como agente de expansión que comprende al menos el paso:

(A) de colocar el poliuretano en agua, de modo que el agua se absorba por el poliuretano para obtener un poliuretano expandible, ascendiendo el contenido de agua del poliuretano expandible después del paso (A) a al menos 5% en peso,

así como mediante el procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandido que comprende el paso (A) anteriormente indicado y al menos el paso:

(B) de evaporar el agua contenida en el poliuretano del paso (A) para obtener un poliuretano expandido.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandible que contiene agua como agente de expansión.

Poliuretanos termoplásticos, en lo sucesivo denominados brevemente TPU, adecuados conforme a la invención son conocidos de por sí para el técnico en la materia. Los TPU y procedimientos para la fabricación están descritos profusamente, por ejemplo en Gerhard B. Becker y Dietrich Braun, Kunststoffhandbuch, volumen 7, “Polyurethane”, Carl Hanser Verlag Múnich Viena 1993.

En todas las masas molares mencionadas en esta publicación, indicadas en [kg/mol], se trata de masas molares promedio en número.

En formas de realización preferidas se fabrica TPU por reacción de una mezcla de isocianatos (a) con compuestos reactivos frente a isocianatos (b) , preferentemente con un peso molecular de 0, 5 kg/mol a 10 kg/mol y dado el caso agentes de alargamiento de cadena (c) , preferentemente con un peso molecular de 0, 05 kg/mol a 0, 5 kg/mol. En otras formas de realización preferidas, para la fabricación del TPU se añade a la mezcla además al menos un regulador de cadena (c1) , un catalizador (d) y dado el caso al menos una carga, coadyuvante y/o aditivo. Los grupos de substancias designados con minúsculas y dado el caso adicionalmente con cifras se reivindican también como componentes.

Los componentes (a) , (b) , (c) , (c1) , (d) y (e) usados habitualmente en la fabricación de los TPU se describen a continuación a modo de ejemplo y comprenden los siguientes grupos de substancias: isocianatos (a) , compuestos reactivos frente a isocianatos (b) , alargadores de cadena (c) , reguladores de cadena (c1) , catalizadores (d) y/o al menos una carga, coadyuvante y/o aditivo habitual.

Para la fabricación de TPU se necesita en cualquier caso una mezcla de isocianatos (a) y compuestos reactivos frente a isocianatos (b) . La adición suplementaria de los componentes (c) , (c1) , (d) y (e) es opcional y puede realizarse separadamente o en todas las variaciones posibles. A este respecto por componente se quiere decir una sola substancia o una mezcla de las substancias que pertenecen a ese componente.

Los componentes isocianatos (a) , compuestos reactivos frente a isocianatos (b) , y alargadores de cadena (c) y, en tanto se usen, también... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandible que contiene agua como agente de expansión, que comprende al menos el paso:

(A) de colocar el poliuretano en agua, de modo que el agua se absorba por el poliuretano para obtener un poliuretano expandible, ascendiendo el contenido de agua del poliuretano expandible después del paso (A) a al menos 5% en peso.

2. Procedimiento para la fabricación de un poliuretano expandido, que comprende el paso (A) conforme a la reivindicación 1 y al menos el paso:

(B) de evaporar el agua contenida en el poliuretano del paso (A) para obtener un poliuretano expandido.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el paso (A) la relación en peso de poliuretano a agua asciende a 0, 01 a 1.

4. Procedimiento conforme a la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la evaporación en el paso (B) se realiza por aplicación de vapor de agua con una temperatura de 100 a 200 ºC.

5. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque la evaporación en el paso (B) 15 se realiza por radiación de alta frecuencia.

6. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el poliuretano en el paso (A) se utiliza en forma de partículas o granulado.

7. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el paso (A) se realiza por el procedimiento de suspensión.

8. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2, 3, 6 ó 7, caracterizado porque el paso (B) se realiza de modo que a la suspensión caliente del paso (A) se le alivia la presión de golpe sin enfriarla.

9. Poliuretano expandible que pueda obtenerse por un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 ó 3 a 8.