Procedimiento para la producción de espumas rígidas de poliuretano.

Procedimiento para la producción de espumas rígidas de poliuretano mediante reacción de

a) poliisocianatos orgánicos con

b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato en presencia de

c) agentes expansivos,



d) catalizadores, así como dado el caso

e) agentes auxiliares y aditivos,

caracterizado porque como componente b) se usa una mezcla de

b1) de 20 a 60 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes altamente funcionales con funcionalidades de 3,9 a 5,0 y un índice de hidroxilo de 400 a 500 mg de KOH/g y con compuestos altamente funcionales que contienen grupos hidroxilo como sustancias iniciadoras,

b2) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes a base de aminas aromáticas y/o alifáticas con funcionalidades de 3,5 a 4,5 y un índice de hidroxilo de 350 a 500 mg de KOH/g,

b3) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes con funcionalidades de 3 a 4 y un índice de hidroxilo de 150 a 200 mg de KOH/g,

b4) de 1 a 15 partes en peso de uno o varios agentes de reticulación y/o de alargamiento de cadena de bajo peso molecular con funcionalidades de 2 a 3 y un peso molecular Mw de< 400 g/mol y dado el caso b5) de 1 a 5 partes en peso de agua,

no superando las partes en peso b1) a b5) del poliol b) las 100 partes en peso.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/056699.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: KAMPF,GUNNAR, TOMOVIC,ZELJKO, JACOBMEIER,OLAF.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G101/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › Fabricación de productos celulares.
  • C08G18/48 C08G […] › C08G 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › Poliéteres.
  • C08G18/50 C08G 18/00 […] › que tienen heteroátomos distintos al oxígeno.
  • C08G18/66 C08G 18/00 […] › Compuestos de los grupos C08G 18/42, C08G 18/48, ó C08G 18/52.
  • C08G18/76 C08G 18/00 […] › aromáticos.

PDF original: ES-2544934_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción de espumas rígidas de poliuretano Es objeto de la invención un procedimiento para la producción de espumas rígidas de poliuretano y espumas rígidas de poliuretano producidas de acuerdo con el procedimiento de acuerdo con la invención así como un componente de poliol.

Las espumas rígidas de poliuretano se conocen desde hace tiempo y se han descrito repetidas veces. El uso de las espumas rígidas de poliuretano se realiza principalmente para el aislamiento térmico, por ejemplo en aparatos frigoríficos, medios de transporte o edificios así como para la producción de elementos constructivos, en particular elementos sándwich.

Un campo de aplicación esencial de las espumas rígidas de poliuretano son los elementos de material compuesto. La producción de elementos de material compuesto a partir de capas de cubrición en particular metálicas y un núcleo de espumas a base de isocianato, en la mayoría de los casos espumas de poliuretano (PUR) o poliisocianurato (PIR) , denominados también con frecuencia como elementos sándwich, en instalaciones de cinta doble que trabajan de forma continua se pone en práctica actualmente a gran escala. Junto a los elementos sándwich para el aislamiento de almacenes frigoríficos, los elementos con capas de cubrición de color para la creación de fachadas de los más diversos edificios cobran cada vez más importancia. Como capas de cubrición se usan a este respecto, además de chapas de acero recubiertas, también chapas de acero fino, de cobre o de aluminio.

Es importante que las espumas rígidas de poliuretano llenen los espacios huecos de manera uniforme y sin burbujas, de modo que mediante la mejor conexión posible con las capas de cubrición se produzca una construcción estable, que proporcione un aislamiento térmico adecuado. Para evitar defectos en la espuma, debe introducirse para ello la mezcla de reacción de PU espumable, en el plazo de un corto tiempo, en el espacio hueco a aislar. Para espumar objetos de este tipo se usan habitualmente máquinas de baja presión o preferentemente máquinas de alta presión.

Una visión de conjunto resumida sobre la producción de espumas rígidas de poliuretano y su uso como capa de cubrición o de núcleo en elementos de material compuesto así como su aplicación como capa aislante en la técnica de refrigeración o de calefacción, se encuentra por ejemplo en "Polyurethane", Kunststoff-Handbuch, Volumen 7, 3ª Edición 1993, publicado por Dr. Günter Oertel, Carl-Hanser-Verlag, Múnich/Viena.

Espumas rígidas de poliuretano adecuadas pueden producirse de manera conocida mediante reacción de poliisocianatos orgánicos con uno o varios compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos en presencia de agentes expansivos, catalizadores y dado el caso agentes auxiliares y/o aditivos.

Como compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato se usan en la producción de los poliuretanos preferentemente polieteralcoholes y/o poliesteralcoholes. La elección de los polioles se realiza en particular teniendo en cuenta las propiedades de coste y de aplicación deseadas (por ejemplo, documento EP-A 1 632 511, documento US-B 6.495.722, documento WO 2006/108833) .

Sin embargo Las propiedades superficiales de las espumas rígidas de poliuretano conocidas requieren además mejoras, en particular en la producción de elementos de material compuesto, dado que por esto se ve afectada esencialmente también la adherencia de las capas de cubrición en la espuma. También en la producción de espumas de acuerdo con el procedimiento de espuma de por pulverización, es de gran importancia una superficie adecuada.

Los documentos EP 0 728 783 A1, EP 0 826 708 A1 y WO 2010/106067 describen procedimientos para la producción de espumas rígidas de PU, en los que el componente de poliol contiene aceite de ricino. El aceite de ricino puede ser ventajoso para las propiedades superficiales de la espuma. Por otro lado, el aceite de ricino, en presencia de agua, debido a una separación de fases, puede llevar a una inestabilidad del componente de poliol, lo que puede llevar a problemas en el procesamiento. El agua se usa con frecuencia como agente expansivo económico y respetuoso con el medio ambiente en el componente de poliol. Una desventaja del procedimiento descrito en el documento EP 0 826 708 A1 es, además de la alta viscosidad del componente de poliol también la muy escasa adherencia de las espumas rígidas de PU formadas. También las espumas rígidas de PU producidas mediante el procedimiento descrito en el documento EP 0 728 783 A1 son aún susceptibles de mejora con respecto a sus propiedades superficiales y adherencia. Las espumas rígidas de PU producidas de acuerdo con el documento WO 2010/106067 A1 presentan una buena adherencia y una buena calidad superficial, sin embargo, son aún susceptibles de mejora con respecto a su estabilidad en almacenamiento del componente de poliol en el caso de grandes cantidades de agua (> 1, 5 partes en peso) .

Por lo tanto el objetivo de la invención es desarrollar un procedimiento para la producción de espumas rígidas de poliuretano, que lleve a espumas con una buena adherencia, buen endurecimiento y calidad superficial, cuyo componente de poliol presente una buena estabilidad en almacenamiento y, por lo tanto, presente propiedades de procesamiento adecuadas.

El objetivo pudo resolverse sorprendentemente mediante un procedimiento para la producción de espumas rígidas de poliuretano mediante reacción de a) poliisocianatos orgánicos con b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato en presencia de c) agentes expansivos, d) catalizadores, así como dado el caso e) agentes auxiliares y aditivos, caracterizado porque como componente b) se usa una mezcla de b1) de 20 a 60 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes altamente funcionales con funcionalidades de 3, 9 a 5, 0 y un índice de hidroxilo de 400 a 500 mg de KOH/g, y con compuestos altamente funcionales que contienen grupos hidroxilo como sustancias iniciadoras, b2) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes a base de aminas aromáticas y/o alifáticas con funcionalidades de 3, 5 a 4, 5 y un índice de hidroxilo de 350 a 500 mg de KOH/g, b3) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes con funcionalidades de 3 a 4 y un índice de hidroxilo de 150 a 200 mg de KOH/g b4) de 1 a 15 partes en peso de uno o varios agentes de reticulación y/o de alargamiento de cadena de bajo peso molecular con funcionalidades de 2 a 3 y un peso molecular Mw de < 400 g/mol y dado el caso b5) de 1 a 5 partes en peso de agua.

Las partes en peso totales b1) a b5) del componente de poliol b) no superan, según la definición, las 100 partes en peso. El componente de poliol b) puede contener también catalizadores, estabilizadores así como agentes auxiliares y aditivos adicionales.

La determinación del índice de hidroxilo se realiza de acuerdo con la norma DIN 53240.

Otro objeto de la invención es el componente de poliol b) que se compone de una mezcla de b1) de 20 a 60 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes altamente funcionales con funcionalidades de 3, 9 a 5, 0 y un índice de hidroxilo de 400 a 500 mg de KOH/g, y con compuestos altamente funcionales que contienen grupos hidroxilo como sustancias iniciadoras, b2) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes a base de aminas aromáticas y/o alifáticas con funcionalidades de 3, 5 a 4, 5 y un índice de hidroxilo de 350 a 500 mg de KOH/g, b3) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes con funcionalidades de 3 a 4 y un índice de hidroxilo de 150 a 200 mg de KOH/g b4) de 1 a 15 partes en peso de uno o varios agentes de reticulación y/o de alargamiento de cadena de bajo peso molecular con funcionalidades de 2 a 3 y un peso molecular Mw de < 400 g/mol y dado el caso b5) de 1 a 5 partes en peso de agua.

Con respecto a los componentes individuales, que se usan en el procedimiento de acuerdo con la invención y para el componente de poliol b) de acuerdo con la invención, ha de mencionarse lo siguiente:

a) como poliisocianatos orgánicos se tienen en cuenta isocianatos polivalentes alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos y preferentemente aromáticos.

En detalle se mencionan a modo de ejemplo: diisocianatos de alquileno con 4 a 12 átomos de carbono en el resto alquileno, tal como 1, 12-dodecan-diisocianato, 2-etil-tetrametilen-1, 4-diisocianato, 2-metil-pentametilen-1, 5diisocianato, tetrametilen-1, 4-diisocianato y preferentemente hexametilen-1, 6-diisocianato; diisocianatos cicloalifáticos, tal como ciclohexan-1, 3-y-1, 4-diisocianato así como cualquier mezcla de estos isómeros,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción de espumas rígidas de poliuretano mediante reacción de a) poliisocianatos orgánicos con b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato en presencia de c) agentes expansivos, d) catalizadores, así como dado el caso e) agentes auxiliares y aditivos, caracterizado porque como componente b) se usa una mezcla de b1) de 20 a 60 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes altamente funcionales con funcionalidades de 3, 9 a 5, 0 y un índice de hidroxilo de 400 a 500 mg de KOH/g y con compuestos altamente funcionales que contienen grupos hidroxilo como sustancias iniciadoras, b2) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes a base de aminas aromáticas y/o alifáticas con funcionalidades de 3, 5 a 4, 5 y un índice de hidroxilo de 350 a 500 mg de KOH/g, b3) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes con funcionalidades de 3 a 4 y un índice de hidroxilo de 150 a 200 mg de KOH/g, b4) de 1 a 15 partes en peso de uno o varios agentes de reticulación y/o de alargamiento de cadena de bajo peso molecular con funcionalidades de 2 a 3 y un peso molecular Mw de < 400 g/mol y dado el caso b5) de 1 a 5 partes en peso de agua, no superando las partes en peso b1) a b5) del poliol b) las 100 partes en peso.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se usan polieteralcoholes b2) a base de aminas aromáticas con funcionalidades de 3, 7 a 4, 1 y un índice de hidroxilo de 360 a 420 mg de KOH/g.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los polieteralcoholes b3) a base de aminas aromáticas presentan funcionalidades de 3, 8 a 4 y un índice de hidroxilo de 150 a 200 mg de KOH/g.

4. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los polieteralcoholes b3) presentan una funcionalidad de 3 y un índice de hidroxilo de 150 a 200 mg de KOH/g.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se usadel 2 al 10 % en peso del agente de reticulación y/o de alargamiento de cadena b4) .

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como agente de alargamiento de cadena de bajo peso molecular b4) se usa 1, 2-propilenglicol.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo con un índice de isocianato de 100 a 150.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como agente expansivo se usa n-pentano y/o iso-pentano.

9. Espumas rígidas de poliuretano, producidas de acuerdo con el procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1.

10. Componente de poliol b) que se compone de una mezcla de

b1) de 20 a 60 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes altamente funcionales con funcionalidades de 3, 9 a 5, 0 y un índice de hidroxilo de 400 a 500 mg de KOH/g y con compuestos altamente funcionales que contienen grupos hidroxilo como sustancias iniciadoras, b2) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes a base de aminas aromáticas y/o alifáticas con funcionalidades de 3, 5 a 4, 5 y un índice de hidroxilo de 350 a 500 mg de KOH/g, b3) de 5 a 25 partes en peso de uno o varios polieteralcoholes con funcionalidades de 3 a 4 y un índice de hidroxilo de 150 a 200 mg de KOH/g, b4) de 1 a 15 partes en peso de uno o varios agentes de reticulación y/o de alargamiento de cadena de bajo peso molecular con funcionalidades de 2 a 3 y un peso molecular Mw de < 400 g/mol y dado el caso b5) de 1 a 5 partes en peso de agua, no superando las partes en peso b1) a b5) del poliol b) las 100 partes en peso.


 

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