ELASTOMEROS DE POLIURETANO ESPUMADOS Y MACIZOS BASADOS EN POLIISOCIANATOS DE ALTO PUNTO DE FUSION, PROCEDIMIENTO PARA SU PREPARACION Y SU USO.

Elastómeros de colada que pueden obtenerse a partir de

A) un prepolímero de NCO de

a) un poliisocianato de alto punto de fusión del grupo constituido por 1,

5-naftalendiisocianato (NDI), para-fenilendiisocianato (PPDI) y 3,3'-dimetil-4,4'-bifenildiisocianato (TODI) y

b) una mezcla de polioles de

b1) 50-85% en moles, referido a b1) y b2), de a-hidro-?-hidroxipoli(oxitetrametileno) con pesos moleculares de 500 a 5000 g/mol y una funcionalidad hidroxilo de 2,0

b2) 15-50% en moles, referido a b1) y b2), de a-hidro-?-hidroxipoli(oxi-1,2-propileno) y/o a-hidro-?-hidroxi-poli-(oxipropilen-1,2-co-oxietileno) con pesos moleculares de 900 a 4000 g/mol y funcionalidades hidroxilo de 1,9 a 2,7,

encontrándose el índice de hidroxilo de la mezcla de polioles de b1) y b2) en el intervalo de 36 a 90 mg de KOH/g,

y

B) al menos un alargador de cadena seleccionado del grupo constituido por dioles alifáticos con dos grupos hidroxilo preferiblemente primarios y un peso molecular numérico medio de 62 a 202 g/mol, polioles trifuncionales, polioles b1), polioles b2), agua y mezclas de los mismos, así como diaminas aromáticas,

C) dado el caso coadyuvantes y aditivos,

encontrándose el valor característico (relación molar de grupos NCO respecto a grupos activos de Zerewitinoff de todos los componentes) en un intervalo de 1,04 a 1,25 y encontrándose el cociente del módulo de almacenamiento G' medido a -30ºC y a 110ºC (según DIN EN ISO 6721-1) en el intervalo de 0,8 a 2,0

Elastómeros de poliuretano espumados y macizos basados en poliisocianatos de alto punto de fusión, procedimiento para su preparación y su uso.

La presente invención se refiere a elastómeros de poliuretano (PUR) de alta calidad que en un amplio intervalo de temperatura presentan rigideces casi constante y alta estabilidad a la hidrólisis y que se usan como elementos de aislamiento antivibratorio, así como a su preparación.

Las máquinas vibratorias no sólo cargan el entorno directo y perjudican en parte considerablemente el funcionamiento, sino que frecuentemente también aumentan además el riesgo de rotura de materiales. Además, hay máquinas sensibles que para mantener su correcta funcionabilidad deben aislar las vibraciones de su entorno. En ambos casos, la solución del problema se encuentra en un aislamiento antivibratorio correspondiente de los aparatos de su entorno. Correspondientemente, son amplios los sectores de uso de materiales, así como la naturaleza de los materiales que alcanzan este objetivo.

Esta problemática se da especialmente para el sector ferroviario ya que las vibraciones que se producen por la rueda girando se transmiten por la vía permanente al entorno y además dañan la vía permanente, así como también los propios vehículos, en el transcurso del tiempo. Estos últimos aspectos significan un elevado coste de mantenimiento y de conservación, pero también una comodidad reducida.

Por estas razones ya existe una serie completa de soluciones técnicas como, por ejemplo, capas intermedias elásticas con una rigidez definida que se incorporan directamente debajo de la zapata del carril y de esta manera aumentan la elasticidad de la superestructura balastada.

Las líneas de ferrocarril modernas se realizan cada vez más como sistemas de carriles fijos, es decir, en lugar de las traviesas individuales se vierte un trazado de hormigón sobre el que se fijan los raíles mediante elementos de fijación adecuados. Una razón de esto es que de esta manera puede renunciarse al subbalasto anteriormente habitual de traviesas con material de balasto de grano grueso adecuado, por ejemplo, pórfido. En este balasto es desventajoso que en el transcurso del tiempo se tritura finamente debido a la alta carga mecánica y debe sustituirse regularmente de forma relativamente costosa. Además, es especialmente desventajoso que el balasto pueda resbalarse fuertemente por la presión del aire debido a las velocidades actualmente habituales en los trazados de alta velocidad de, por ejemplo, más de 200 km/h y entonces no sólo pueden dañarse los vehículos, sino que también se repartiría poco a poco fuera del trazado. De la elasticidad sobre tales trayectos se ocupan placas intermedias que se construyen entre placa nervada y placa de soporte de hormigón. Mediante esto se conserva la acción repartidora de carga de los rieles y se reducen las vibraciones debido a las irregularidades de las ruedas y el carril. Mediante una distribución de rigidez adaptada de la placa intermedia puede reducirse la desviación de la cabeza del riel durante el paso del tren.

Otras formas de realización técnicas también comprenden placas de refuerzo para pies de la traviesa, asientos de la traviesa, acolchados de subbalasto, asientos para sistemas de masa-muelle en distintas variantes de realización, rieles empotrados, asiento de rieles continuo, hasta rellenos de carriles guía.

La elección de la forma de realización depende en el caso particular de consideraciones económicas y técnicas.

Las medidas de este tipo contribuyen como consecuencia de la reducción que puede conseguirse con ellas del desarrollo de ruido y la transmisión de vibración, entre otras cosas, a la aceptación del transporte viario, especialmente en regiones densamente pobladas, es decir, por ejemplo, tranvías, metros y ferrocarriles urbanos, en centros de ciudades, pero también en trenes de mercancías en trazados convencionales que también circulan normalmente por centros de ciudades, así como en trenes de pasajeros rápidos en trazados de alta velocidad, y especialmente también allí donde aparezcan cargas elevadas, por ejemplo, por radios de curvas estrechos.

Los elementos de aislamiento antivibratorio en aplicaciones de este tipo pueden fabricarse a partir de materiales de poliuretano (PUR). Los PUR son a este respecto aquellos materiales que se preparan usando un poliisocianato, la mayoría de las veces diisocianatos, de un poliol de cadena más larga, la mayoría de las veces dioles y un compuesto orgánico de cadena corta con grupos terminales hidroxilo o amino y/o agua.

En el documento US-A 4 311 765 se describen materiales amortiguadores de las vibraciones para la construcción de vías férreas, usándose como material, por ejemplo, poliuretanos que se obtienen a partir de

El documento GB-A 1 366 351 describe materiales amortiguadores de las vibraciones que se preparan, por ejemplo, a partir de poliuretano que se obtienen a partir de

Por el documento US-4 3 250 796 se sabe que tanto los poliuretanos basados en politetrametilenglicoles como los poliuretanos basados en polipropileno pueden usarse para la amortiguación de vibraciones.

Los PUR se preparan según el procedimiento de colada, diferenciándose esencialmente dos procesos: por una parte, el procedimiento de prepolímero de NCO en el que poliol de cadena larga y poliisocianato estequiométricamente en exceso reaccionan previamente para dar un prepolímero que presenta grupos NCO y luego se alargan las cadenas con el compuesto orgánico de cadena corta con grupos terminales hidroxilo o amino y/o agua. Por otra parte, los elastómeros de colada de PUR también pueden prepararse según el procedimiento de un solo paso en el que poliol de cadena larga y compuestos orgánicos de cadena corta se mezclan con grupos terminales hidroxilo o amino y/o agua y luego se hacen reaccionar con poliisocianato.

Sin embargo, a este respecto es desventajoso que especialmente en el uso de poliisocianatos de alto punto de fusión según el procedimiento de un solo paso sólo se obtengan elastómeros de baja calidad ya que los productos intermedios mencionados de poliol de cadena corta (alargador de cadena) y poliisocianato de alto punto de fusión precipitan parcialmente de la masa fundida de reacción, por lo que se sacan de una reacción posterior y evitan la posterior formación de peso molecular controlada. Esto es un motivo por el cual el procedimiento de prepolímero conduce normalmente a mejores productos.

Además, en la ruta de síntesis mediante prepolímeros es favorable que una parte del calor de reacción ya haya sido anticipada por la etapa de prepolímero y, por tanto, la exotermia resulta más pequeña en la propia formación de polímeros. Esto repercute favorablemente en la velocidad de formación de peso molecular y hace posible tiempos de colada más largos, por tanto, representa un ventaja de procesamiento.

Otro motivo, por ejemplo en el uso de sistemas basados en MDI (punto de fusión del isomérico en 4,4' de aproximadamente 42ºC), es la reducción del punto de fusión del poliisocianato asociada a la prepolimerización. El MDI no sólo puede llevarse a una forma líquida a temperatura...

1. Elastómeros de colada que pueden obtenerse a partir de

2. Procedimiento para la preparación de elastómeros de colada según el procedimiento de prepolímero, caracterizado porque

3. Uso de elastómeros de colada según la reivindicación 1 como elementos de desacoplamiento de vibraciones para el aislamiento antivibratorio de máquinas de cualquier tipo, preferiblemente en la construcción de carriles ferroviarios, de barcos y de automóviles, así como en otras aplicaciones de elastómeros, recubrimientos y sellantes.