Composiciones formadoras de espuma que contienen una mezcla similar a un azeótropo que contiene z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y dimetoximetano y sus usos en la preparación de espumas basadas en poliisocianato.

Una composición formadora de espuma que comprende (a) una mezcla similar a un azeótropo de cis-1,

1,1,4,4,4- hexafluoro-2-buteno y dimetoximetano, y (b) un compuesto que contiene hidrógeno activo que tiene dos o más hidrógenos activos, en donde similar a un azeótropo se define como una diferencia en la presión de punto de rocío y la presión de punto de burbuja menor que o igual a 3 por ciento (en base a la presión de punto de burbuja).

Composiciones formadoras de espuma que contienen una mezcla similar a un azeótropo que contiene z-1, 1, 1, 4, 4, 4hexafluoro-2-buteno y dimetoximetano y sus usos en la preparación de espumas basadas en poliisocianato Campo de la invención La descripción de la presente memoria se refiere a composiciones formadoras de espuma que comprenden (a) una mezcla similar a un azeótropo que comprende cis-1, 1, 1, 4, 4, 4-hexafluoro-2-buteno y dimetoximetano y (b) un compuesto que contiene hidrógeno activo, y el uso de tales composiciones para producir espumas de poliuretano y poliisocianurato.

Antecedentes de la invención Las espumas de poliisocianato de celdas cerradas se usan ampliamente para fines de aislamiento, por ejemplo, en la construcción de edificios y en la fabricación de aparatos eléctricos energéticamente eficientes. En la industria de la construcción, se usan tableros de poliuretano/poliisocianurato en revestimientos para techos y enlucidos por sus capacidades de aislamiento y transporte de carga. Se usan ampliamente espumas de poliuretano vertidas y pulverizadas para diversas aplicaciones, que incluyen aislamiento de techos, aislamiento de grandes estructuras tales como tanques de almacenamiento, aislamiento de aparatos tales como frigoríficos y congeladores, aislamiento de camiones y vagones, etc.

Todos estos diversos tipos de espumas de poliuretano/poliisocianurato requieren agentes de soplado para su fabricación. Las espumas aislantes dependen del uso de agentes de soplado halocarbonados, no sólo para espumar el polímero, sino principalmente por su baja conductividad térmica de vapor, una característica muy importante para el valor del aislamiento. Históricamente, las espumas de poliuretano usaban CFCs (clorofluorocarbonos, por ejemplo CFC-11, triclorofluorometano) y HCFCs (hidroclorofluorocarbonos, por ejemplo HCFC-141b, 1, 1-dicloro-1fluoroetano) como agente de soplado principal. Sin embargo, debido a la implicación de moléculas que contienen cloro tales como los CFCs y HCFCs en la destrucción del ozono estratosférico, la producción y uso de CFCs y HCFCs han sido restringidos por el Protocolo de Montreal. Más recientemente, se han empleado hidrofluorocarbonos (HFCs) , que no contribuyen a la destrucción del ozono estratosférico, como agentes de soplado para espumas de poliuretano. Un ejemplo de un HFC empleado en esta aplicación es el HFC-245fa (1, 1, 1, 3, 3pentafluoropropano) . Los HFCs no contribuyen a la destrucción del ozono estratosférico, pero son problemáticos debido a su contribución al "efecto invernadero", es decir, contribuyen al calentamiento global. Como resultado de su contribución al calentamiento global, los HFC han sido sometidos a examen, y su ampliamente extendido uso puede ser limitado también en el futuro.

Se han propuesto también hidrocarburos como agentes de soplado de espumas. Sin embargo, estos compuestos son inflamables, y muchos son fotoquímicamente reactivos, y como resultado contribuyen a la producción de ozono a nivel de suelo (es decir, niebla tóxica o smog) . Tales compuestos se denominan típicamente compuestos orgánicos volátiles (VOCs, por sus siglas en inglés) , y están sujetos a regulaciones medioambientales.

Hay una necesidad de producir espumas que proporcionen baja inflamabilidad, buen aislamiento térmico y alta estabilidad dimensional usando un agente de soplado que no tenga sustancialmente potencial de consumo de ozono (ODP) y ninguno o muy bajo potencial de calentamiento global (GWP) . El cis-1, 1, 1, 4, 4, 4-hexafluoro-2-buteno (Z-FC1336mzz, o Z-CF3CH=CHCF3) es uno de los buenos candidatos.

La patente japonesa Nº 05179043 describe e intenta usar cis-1, 1, 1, 4, 4, 4-hexafluoro-2-buteno como agente de soplado para espumas de poliuretano.

Compendio de la invención Esta descripción proporciona una composición formadora de espuma que comprende: (a) una mezcla similar a un azeótropo de cis-1, 1, 1, 4, 4, 4-hexafluoro-2-buteno y dimetoximetano; y (b) un compuesto que contiene hidrógeno activo que tiene dos o más hidrógenos activos.

Esta descripción proporciona también una espuma polimérica de poliuretano o poliisocianurato de celdas cerradas preparada a partir de la reacción de una cantidad eficaz de la composición formadora de espuma y un poliisocianato adecuado.

Esta descripción proporciona también un método para producir una espuma polimérica de poliuretano o poliisocianurato de celdas cerradas. El método comprende hacer reaccionar una cantidad eficaz de la composición formadora de espuma y un poliisocianato adecuado.

Descripción detallada Una composición de agente de soplado (también conocidos como agentes de expansión de espuma o composiciones de expansión de espuma) requiere a menudo un componente único puro o una mezcla azeotrópica o similar a un azeótropo. Por ejemplo, cuando una composición de agente de soplado no es un componente único

puro o una mezcla azeotrópica o similar a un azeótropo, la composición puede cambiar durante su aplicación en el procedimiento formador de espuma. Tal cambio en la composición podría afectar de manera perjudicial al procesamiento o causar un rendimiento escaso en la aplicación. Por consiguiente, hay una necesidad de producir espumas de poliuretano/poliisocianurato usando mezclas azeotrópicas o similares a un azeótropo que contengan ZFC-1336mzz como agente de soplado.

Antes de entrar en los detalles de las realizaciones descritas más adelante, se definen o clarifican algunos términos.

Por "tiempo de crema" se quiere hacer referencia al periodo de tiempo que empieza en la mezcla del compuesto que contiene hidrógeno activo con poliisocianato, y que acaba cuando empieza a ocurrir la espumación y el color de la mezcla empieza a cambiar.

Por "tiempo de subida" se quiere hacer referencia al periodo de tiempo que empieza en la mezcla del compuesto que contiene hidrógeno activo con poliisocianato, y que acaba cuando la subida de la espuma se detiene.

Por "tiempo exento de pegajosidad" se quiere hacer referencia al periodo de tiempo que empieza en la mezcla del compuesto que contiene hidrógeno activo con poliisocianato, y que acaba cuando la superficie de la espuma ya no es pegajosa.

Por "valor R inicial" se quiere hacer referencia al valor de aislamiento de la espuma polimérica (resistencia térmica) medido a una temperatura media de 24 ºC (75 ºF) a las 24 h después de que se forma la espuma y se hace exenta de pegajosidad.

El Z-FC-1336mzz es un compuesto conocido, y su método de preparación ha sido descrito, por ejemplo, en la publicación de patente de EE.UU. Nº US2008/0269532.

Esta solicitud incluye composiciones formadoras de espuma que comprenden (a) una mezcla azeotrópica o similar a un azeótropo de Z-FC-1336mzz y dimetoximetano; y (b) un compuesto que contiene hidrógeno activo que tiene dos o más hidrógenos activos, en la forma de grupos hidroxilo. En esta descripción, la mezcla similar a un azeótropo de Z-FC-1336mzz y dimetoximetano se usa como agente de soplado. Los agentes de soplado Z-FC-1336mzz y dimetoximetano forman una mezcla similar a un azeótropo. Típicamente estos son combinados antes de mezclarlos con los otros componentes en las composiciones formadoras de espuma. Alternativamente, se puede mezclar uno con alguno o todos los otros componentes antes de que el otro sea mezclado. Por ejemplo, se puede mezclar primero el Z-FC-1336mzz con los otros componentes en las composiciones formadoras de espuma antes de que sea añadido el dimetoximetano. En una realización, la mezcla similar a un azeótropo contiene entre 1-99% en peso de Z-FC-1336mzz y 99-1% en peso de dimetoximetano. En una realización, la mezcla similar a un azeótropo contiene entre 67-97% en peso de Z-FC-1336mzz y 33-3% en peso de dimetoximetano. En una realización, la mezcla similar a un azeótropo contiene 85% en peso de Z-FC-1336mzz y 15% en peso de dimetoximetano.

Como se reconoce en la técnica, una mezcla azeotrópica o similar a un azeótropo es una mezcla de dos o más componentes diferentes que, cuando está en forma líquida bajo una presión dada, hervirá a una temperatura sustancialmente constante, temperatura que puede ser más alta o más baja que las temperaturas de ebullición de los componentes individuales, y que proporcionará una composición de vapor esencialmente idéntica a la composición líquida que sufre la ebullición.

Para los fines de esta discusión, una mezcla similar a un azeótropo significa una composición que se comporta como un azeótropo (es decir, tiene características de ebullición constantes o una tendencia a no fraccionarse tras la ebullición o evaporación) . Así, la composición del vapor formado durante la ebullición o evaporación es la misma... [Seguir leyendo]

1. Una composición formadora de espuma que comprende (a) una mezcla similar a un azeótropo de cis-1, 1, 1, 4, 4, 4hexafluoro-2-buteno y dimetoximetano, y (b) un compuesto que contiene hidrógeno activo que tiene dos o más hidrógenos activos, en donde similar a un azeótropo se define como una diferencia en la presión de punto de rocío y la presión de punto de burbuja menor que o igual a 3 por ciento (en base a la presión de punto de burbuja) .

2. La composición formadora de espuma de la reivindicación 1, en donde dicho compuesto que contiene hidrógeno activo es un poliol de poliéter.

3. Una espuma polimérica de poliuretano o poliisocianurato de celdas cerradas, preparada a partir de la reacción de una cantidad de la composición formadora de espuma de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 con al menos un

poliisocianato aromático, alifático o cicloalifático, en una proporción tal que la relación de equivalentes de grupos isocianato a equivalentes de grupos hidrógeno activo en el compuesto que contiene hidrógeno activo de la composición formadora de espuma es de 0, 9 a 10.

4. La espuma polimérica de poliuretano o poliisocianurato de celdas cerradas de la reivindicación 3, en donde dicha espuma polimérica tiene una resistencia térmica, medida usando un medidor de conductividad térmica LaserComp

FOX 304 a una temperatura media de 24ºC (75ºF) a las 24 horas después de que se forma la espuma y se hace exenta de pegajosidad, mayor que 41, 6 (m-K) /W (6, 0 ft2-h-ºF/BTU-in) .

5. Un procedimiento para producir una espuma polimérica de poliuretano o poliisocianurato de celdas cerradas que comprende: hacer reaccionar una cantidad de la composición formadora de espuma de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 con al menos un poliisocianato aromático, alifático o cicloalifático en una proporción tal que la relación de equivalentes de grupos isocianato a equivalentes de grupos hidrógeno activo en el compuesto que contiene hidrógeno activo de la composición formadora de espuma es de 0, 9 a 10.