PREPOLIMEROS DE POLIURETANO CON ESTABILIDAD DE FASES.

Composición de prepolímero, en especial para la generación de espumas de montaje de poliuretano y aislantes,

conteniendo la composición de prepolímero prepolímeros de poliuretano de la reacción de un primer componente, que comprende poliesterpolioles con al menos dos grupos hidroxi, así como componentes hidrófobos, y un segundo componente que comprende poliisocianatos con al menos dos grupos isocianato, caracterizado porque el primer componente contiene cloroparafinas como componentes hidrófobos, siendo los poliesterpolioles al menos parcialmente productos de transesterificado de aceites vegetales o animales con ácidos di- y/o tricarboxílicos aromáticos, sus ésteres o anhídridos, así como polioles

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W05001328EP.

Solicitante: RATHOR AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: RUTISTRASSE,9050 APPENZELL.

Inventor/es: NUTZEL,RAINER.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 5 de Agosto de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G18/12 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). › C08G 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › Procesos de prepolimerización.
  • C08G18/42M
  • C08G18/66M6

Clasificación PCT:

  • C08G18/00 C08G […] › Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos.

Clasificación antigua:

  • C08G18/00 C08G […] › Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos.

Fragmento de la descripción:

Prepolímeros de poliuretano con estabilidad de fases.

La invención se refiere a una composición de prepolímero, en especial para la generación de espumas de poliuretano, conteniendo la composición de prepolímero prepolímeros de poliuretano de la reacción de un primer componente, que comprende poliesterpolioles con al menos dos grupos hidroxilo, así como componentes apolares, y un segundo componente, que comprende poliisocianatos con al menos dos grupos isocianato.

La composición de prepolímeros según la invención sirve para la generación de espumas aislantes de poliuretano, cuyo campo de aplicación principal es la construcción. Se emplean para el montaje de bastidores de ventanas y puertas, y para el espumado de cavidades, también en productos técnicos, en los que las cavidades se deben rellenar para evitar restos de agua de exudación.

En tanto se hable de espumas de poliuretano de 1 componente, éstas se distribuyen y elaboran mediante distribución de la composición de prepolímero desde depósitos de presión, a modo de ejemplo envases de aerosol, con ayuda de agentes propulsores in situ con un peso específico de 10 a 100 g/l. Las espumas de 1 componente endurecen por sí mismas con ayuda de la humedad contenida en el aire, es decir, endurecen en humedad bajo condiciones apropiadas.

Las composiciones de prepolímero para espumas de poliuretano de 2 componentes requieren un segundo componente, que contiene grupos hidroxi en la mayor parte de los casos, para el endurecimiento. Por regla general, en este caso se añade un poliol inmediatamente antes de la formación de espuma. El endurecimiento de la espuma de poliuretano se puede acelerar mediante catalizadores. Los pesos específicos típicos en el caso de espumas de 2 componentes se sitúan en 10 a 100 g/l. El segundo componente que contiene grupos hidroxi puede contener agua como reticulante. El CO2 producido de la reacción con agua favorece la formación de espuma.

No obstante, también son habituales las denominadas espumas de poliuretano de 1,5 componentes, que representan formas de transición entre espumas de 1 componente y 2 componentes. En las denominadas espumas de 1,5 componentes se añade al prepolímero antes de la distribución una cantidad de un componente hidroxi insuficiente para la reacción de los grupos isocianato libres aún contenidos en el mismo. También se entiende por espumas de 1,5 componentes generadores de espuma con más de un componente separado reactivo.

Las composiciones de prepolímero convencionales para espumas de poliuretano contienen un componente prepolímero que presenta un contenido mínimo en grupos NCO reactivos. El propio prepolímero es un polímero de viscosidad apropiada con grupos NCO terminales. Para obtener prepolímeros de PU con grupos NCO terminales, es habitual hacer reaccionar alcoholes polifuncionales con un exceso de poliisocianatos monómeros, por regla general diisocianato de modo predominante.

Los poliisocianatos convencionales apropiados son, a modo de ejemplo, diisocianato de isoforona, también denominado IPDI, diisocianato de toluileno, también denominado TDI, 1,5-diisocianatonaftalina, también denominado NDI, triisocianatotrimetilmetano, 1,6-diisocianatohexano, también denominado HDI, y 4,4'-diisocianatodifenilmetano, habitualmente denominado MDI. Todos estos materiales de partida se pueden emplear en forma cruda, es decir, como mezcla, como también en forma de isómeros puros o mezclas de isómeros, o también en forma de sus derivados reactivos. Como derivados reactivos entran en consideración sobre todo formas dímeras y trímeras de isocianatos, como también sus biurets y alofanatos. Es importante una funcionalidad de = 2.

Para la obtención de prepolímeros de poliuretano (PU) se hacen reaccionar los citados poliisocianatos con poliéteres, poliésteres o polioles que contienen grupos hidroxi, debiéndose considerar una viscosidad del prepolímero producido en este caso apropiada para el fin. Para acelerar, o bien ocasionar la reacción, ésta tiene lugar en presencia de catalizadores, tratándose generalmente de catalizadores a base de amina o carboxilato.

Para la reacción para dar el prepolímero se pueden emplear polioles habituales en este campo. En este caso han dado buen resultado especialmente poliesterpolioles y polieterpolioles, como se describen frecuentemente en la literatura, en especial aquellos con un índice de OH en el intervalo de 30 a 350.

Las espumas aislantes que se emplean en la industria de la construcción se deben hacer ignífugas correspondientemente a las prescripciones nacionales, por lo cual es habitual la adición de agentes ignífugos en el caso de prepolímeros (PU). A modo de agentes ignífugos, como se puede extraer, a modo de ejemplo, de la WO 94/18268, se pueden emplear fosfatos o fosfonatos plastificantes. En este caso ha dado buen resultado especialmente el empleo de tris-(2-cloropropil)-fosfato (TMCP). TMCP puede servir simultáneamente como disolvente entre componentes polares y apolares, véase la EP 0 811 645 A2.

TMCP es convenientemente apropiado como agente ignífugo y plastificante, pero presenta el inconveniente de ser relativamente costoso. Por este motivo existe demanda de alternativas más económicas a TMCP como agente ignífugo, que se pueden reemplazar completa o parcialmente el TMCP en la composición de prepolímero.

A modo de ejemplo cloroparafinas representan tal agente ignífugo más económico. El empleo de cloroparafinas y similares como agentes ignífugos es ciertamente conocido en principio desde hace tiempo, pero hasta la fecha se planteó el problema de que, en el caso de empleo de poliesterpolioles y/o polieterpolioles, la fracción de cloroparafinas en el componente prepolímero de poliol no se puede aumentar significativamente por encima de un 25% en peso, ya que, en caso contrario, tendría lugar una disgregación, que se puede atribuir a las propiedades fuertemente hidrófobas de cloroparafinas. No obstante, una disgregación de la composición de prepolímero conduce a espumas inservibles.

Por lo tanto, partiendo de este estado de la técnica se plantea el problema de poner a disposición una composición de prepolímero a base de poliesterpoliol, que permita la adición de cloroparafinas como agente ignífugo en fracciones más elevadas en comparación con el estado de la técnica.

Según la invención, este problema se soluciona mediante una composición de prepolímero del tipo descrito inicialmente, en el que el primer componente contiene cloroparafinas como componentes hidrófobos, siendo los poliesterpolioles productos de esterificado de aceites vegetales o animales con ácidos di- y/o tricarboxílicos aromáticos, y sus ésteres y anhídridos, así como polioles.

La invención se refiere además a un procedimiento para la obtención de la composición de prepolímero según la invención, al empleo de la composición de prepolímero según la invención para la generación de espumas de 1, 1,5 y 2 componentes, así como envases a presión y cartuchos, que contienen la composición de prepolímero según la invención.

La invención toma como base la idea de que a partir de una reacción de transesterificado, a modo de ejemplo de poliéteres de ácido tereftálico con aceites vegetales, se obtienen poliesterpolioles claramente más hidrófobos que en el caso de empleo de poliesterpolioles a base de ácido tereftálico. En este caso, la salida de tereftalato de polietileno es especialmente ventajosa en tanto a tal efecto se disponga de una pluralidad de fuentes de referencia económicas, en especial ya que tereftalato de polietileno (PET) haya encontrado amplio empleo para la obtención de botellas para bebidas, y se forme como producto de reciclaje económico.

La obtención de poliesterpolioles mediante reacción de tereftalato de polietileno con polioles y aceites vegetales es conocida en principio por la US 6 133 329. Sin embargo, estos poliesterpolioles no sirven para la obtención de prepolímeros, que se mezclan con un gas propulsor y se conservan en un envase a presión, para obtener a partir de los mismos, en caso necesario, una espuma de poliuretano, en especial para empleo en el sector de la construcción.

Según la US 6 133 329 se disuelve tereftalato de polietileno en una mezcla de glicoles, a modo de ejemplo dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol y/o pentaetilenglicol, y se calienta durante tres horas a 232ºC. Tras enfriamiento a 149ºC se filtra material no transformado, y el filtrado se mezcla con un alcohol polifuncional y un aceite vegetal. La mezcla...

 


Reivindicaciones:

1. Composición de prepolímero, en especial para la generación de espumas de montaje de poliuretano y aislantes, conteniendo la composición de prepolímero prepolímeros de poliuretano de la reacción de un primer componente, que comprende poliesterpolioles con al menos dos grupos hidroxi, así como componentes hidrófobos, y un segundo componente que comprende poliisocianatos con al menos dos grupos isocianato, caracterizado porque el primer componente contiene cloroparafinas como componentes hidrófobos, siendo los poliesterpolioles al menos parcialmente productos de transesterificado de aceites vegetales o animales con ácidos di- y/o tricarboxílicos aromáticos, sus ésteres o anhídridos, así como polioles.

2. Composición de prepolímero según la reivindicación 1, caracterizada porque la fracción de componentes hidrófobos se sitúa entre un 25 y un 70% en peso del primer componente.

3. Composición de prepolímero según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque al menos una parte de polioles son glicoles.

4. Composición de prepolímero según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el poliol es al menos parcialmente pentaeritritol.

5. Composición de prepolímero según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el aceite es aceite de girasol, aceite de germen de maíz, aceite de soja, aceite de ricino, aceite de palma, aceite de colza, aceite de cacahuete, talol, aceite de pescado, o una grasa animal.

6. Composición de prepolímero según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la fracción de poliesterpolioles se sitúa entre un 20 y un 80% en peso del primer componente.

7. Composición de prepolímero según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el primer componente contiene hasta un 30% en peso de polieterpolioles.

8. Procedimiento para la obtención de una composición de prepolímero según una de las reivindicaciones 1 a 7, constituido por los siguientes pasos:

    a) reacción de tereftalato de polietileno, anhídrido de ácido ftálico o diftalato con polioles;
    b) reacción del producto de reacción del paso a) con aceites vegetales y/o grasas animales;
    c) adición de cloroparafinas, y en caso dado de otros aditivos para la obtención de un primer componente con estabilidad de fases, y
    d) reacción del primer componente del paso c) con poliisocianatos como segundo componente, conteniendo los poliisocianatos al menos dos grupos isocianato.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la fracción de cloroparafinas se sitúa entre un 25 y un 70% en peso del primer componente.

10. Procedimiento según la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque como polioles se emplean glicoles al menos parcialmente.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque como poliol se emplea pentaeritritol al menos parcialmente.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque como aceite vegetal se emplea aceite de girasol, aceite de germen de maíz, aceite de soja, aceite de ricino, aceite de palma, aceite de colza, aceite de cacahuete, talol, aceite de pescado, o una grasa animal.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque la fracción de poliesterpolioles se sitúa entre un 25 y un 45% en peso del primer componente.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque el primer componente contiene hasta un 30% en peso de polieterpolioles.

15. Envase de presión o cartucho con una composición de prepolímero según una de las reivindicaciones 1 a 7.

16. Envase de presión según la reivindicación 15, caracterizado porque el envase de presión contiene adicionalmente una mezcla de gases propulsores.

17. Empleo de la composición de prepolímero según una de las reivindicaciones 1 a 7 para la generación de espumas de poliuretano de 1, 1,5 y 2 componentes.


 

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