PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE ESPUMAS BLANDAS DE POLIURETANO VISCOELASTICAS.

Procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas mediante reacción de

a) poliisocianatos con

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



c) agentes propulsores,

caracterizado porque los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) contienen

b1) 70 a 10 partes en peso de al menos un polieteralcohol, constituido exclusivamente por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 20% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxietileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 3 a 6, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 100 a 300 mg de KOH/g,

b2) 10 a 70 partes en peso de al menos un polieterol, constituido exclusivamente por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 20% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxietileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 2, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 50 a 350 mg de KOH/g,

b3) 10 a 30 partes en peso de al menos un polieteralcohol, constituido exclusivamente por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 20% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxipropileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 2 a 3, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 50 a 550 mg de KOH/g,

b4) 0 a 20 partes en peso de al menos un polieterol de injerto, obtenido mediante polimerización in situ de monómeros con insaturación etilénica en un polieteralcohol, constituido por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 50% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxietileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 2 a 3, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 20 a 40 mg de KOH/g

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/069092.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: BASF SE08265920PF0000057387,67056 LUDWIGSHAFEN.

Inventor/es: LUTTER, HEINZ-DIETER DR., ELING, BEREND, GOTTKE,STEPHAN, WUJCIK,STEVEN EDWARD, MUELLER,JENS.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 30 de Junio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G18/16B4D
  • C08G18/48A3

Clasificación PCT:

  • C08G18/48 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. › Poliéteres.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas.

Es objeto de la invención un procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano mediante reacción de poliisocianatos con compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato.

Las espumas blandas de poliuretano viscoelásticas alcanzan un significado cada vez mayor en los últimos años. Su empleo se efectúa en especial para la obtención de acolchados, colchones, o para amortiguación de vibraciones, a modo de ejemplo en el espumado trasero de alfombras.

Las espumas blandas de poliuretano viscoelásticas se distinguen por que su temperatura de transición vítrea se sitúa próxima a la temperatura ambiente.

La temperatura de transición vítrea se determina por medio de análisis dinámico-mecánico (DMA) con una frecuencia de 1 Hz y un intervalo de temperaturas de -80 a +200ºC. Las espumas blandas viscoelásticas según la invención se distinguen por un valor máximo absoluto del módulo de pérdida tan delta en el intervalo de temperaturas de -10 a 40ºC, preferentemente -10 a 35ºC, y en especial de -6 a 35ºC. Las espumas viscoelásticas presentan en especial una elasticidad de rebote según DIN EN ISO 8307 por debajo de un 30%, así como un alto comportamiento de evaporación, que se expresa mediante un valor de tan delta > 0,2 a temperatura ambiente.

El ajuste de las propiedades viscoelásticas se efectúa preferentemente mediante la selección de substancias de empleo, en especial de los polioles.

Una posibilidad para la obtención de espumas viscoelásticas es el empleo de mezclas de polieteralcoholes, preferentemente trifuncionales, con un índice de hidroxilo de 20 a 100, y al menos un polieteralcohol, preferentemente trifuncional, con un índice de hidroxilo en el intervalo entre 160 y 250, y esencialmente unidades óxido de propileno en la cadena.

En tales espumas, en especial en el caso de empleo de diisocianato de toluileno (TDI) como poliisocianato, es desfavorable su elevado número de células cerradas, que conduce a problemas en la elaboración y a propiedades mecánicas reducidas.

Además, las propiedades viscoelásticas se pueden conseguir empleándose como compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato mezclas de al menos un polieteralcohol con un contenido elevado en óxido de etileno, preferentemente al menos un 50% en peso, y al menos un polieteralcohol incompatible con estos polieteralcoholes, con un contenido elevado en óxido de propileno, preferentemente al menos un 90% en peso.

De este modo, la US 2004/0254256 describe espumas viscoelásticas, en cuya obtención el componente de poliol contiene 30 a 70 partes en peso de un polieteralcohol con una fracción elevada de unidades óxido de etileno en la cadena de poliéter. La EP 1 240 228 describe la obtención de espumas viscoelásticas bajo empleo de polieteralcoholes, que presentan un contenido en óxido de etileno en la cadena de poliéter de al menos un 50% en peso, y un índice de hidroxilo en el intervalo entre 40 y 50.

Mediante el empleo de los polieteralcoholes ricos en óxido de etileno se aumenta el número de células abiertas de las espumas. En el empleo de polieteralcoholes con una fracción elevada de óxido de etileno en la cadena es desfavorable el aumento del carácter hidrófilo de las espumas. De este modo, estas espumas se hinchan hasta un 40% en volumen en contacto con agua. Este comportamiento de hinchamiento es inaceptable para aplicaciones en entornos húmedos.

Otra posibilidad de ajuste de propiedades viscoelásticas es la adición de plastificantes y/o monooles, como se describen, a modo de ejemplo, en la WO 02/088211. La WO 01/25305 describe adicionalmente el empleo de 30-70 partes de poliol polímero para la obtención de espumas viscoelásticas.

En la WO 04/0254256 se describe un procedimiento para la obtención de espumas viscoelásticas, en el que se emplea como componente de poliol una mezcla de al menos un polieteralcohol rico en óxido de etileno, y al menos un polieteralcohol rico en óxido de propileno. Según la proporción cuantitativa de polioles empleados entre sí se puede ajustar el carácter hidrófilo de las espumas.

En este procedimiento es desfavorable a su vez que las espumas presentan un carácter hidrófilo demasiado elevado para muchos fines de empleo.

Era tarea de la presente invención poner a disposición espumas blandas de poliuretano viscoelásticas hidrófobas con buenas propiedades mecánicas, en especial una deformación residual por presión óptima, tanto en seco, como también en seco y húmedo, cuya obtención fuera posible sin problema independientemente del poliisocianato empleado.

Sorprendentemente, la tarea se pudo solucionar conteniendo los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con isocianatos un polieteralcohol trifuncional, esencialmente constituido por óxido de propileno, un polieteralcohol difuncional, constituido esencialmente por óxido de propileno, y un polieteralcohol constituido esencialmente por óxido de etileno, en una proporción respectiva especial.

Por consiguiente, es objeto de la invención un procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas mediante reacción de

a) poliisocianatos con b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato, c) agentes propulsores,

caracterizado porque los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) contienen

b1) 70 a 10 partes en peso de al menos un polieteralcohol, constituido exclusivamente por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 20% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxietileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 3 a 6, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 100 a 300 mg de KOH/g, b2) 10 a 70 partes en peso de al menos un polieterol, constituido exclusivamente por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 20% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxietileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 2, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 50 a 350 mg de KOH/g, b3) 10 a 30 partes en peso de al menos un polieteralcohol, constituido exclusivamente por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 20% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxipropileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 2 a 3, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 50 a 550 mg de KOH/g, b4) 0 a 20 partes en peso de al menos un polieterol de injerto, obtenido mediante polimerización in situ de monómeros con insaturación etilénica en un polieteralcohol, constituido por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 50% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxietileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 2 a 3, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 20 a 40 mg de KOH/g.

La funcionalidad de la mezcla de b1) y b2) se sitúa preferentemente en el intervalo entre más de 2 y 3.

La proporción de la suma de partes en peso b1) y b2) respecto a b3) (b1+b2)/b3 se sitúa preferentemente en el intervalo entre 90/10 y 70/30.

La proporción de suma de b1) y b2) respecto a b4) (b1+b2)/b4 se sitúa preferentemente en el intervalo entre 100/0 y 80/20.

Si en los polieteralcoholes b1) a b4) se emplean dos óxidos de alquileno, éstos se pueden adicionar en forma de bloques o en forma estadística.

Como poliisocianatos a) se pueden emplear en principio todos los compuestos conocidos con al menos dos grupos isocianato en la molécula. Preferentemente se emplean diisocianatos. Para el procedimiento según la invención se emplean preferentemente diisocianato de difenilmetano (MDI) y/o diisocianato de toluileno (TDI).

En...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la obtención de espumas blandas de poliuretano viscoelásticas mediante reacción de

a) poliisocianatos con b) compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato, c) agentes propulsores,

caracterizado porque los compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b) contienen

b1) 70 a 10 partes en peso de al menos un polieteralcohol, constituido exclusivamente por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 20% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxietileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 3 a 6, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 100 a 300 mg de KOH/g, b2) 10 a 70 partes en peso de al menos un polieterol, constituido exclusivamente por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 20% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxietileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 2, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 50 a 350 mg de KOH/g, b3) 10 a 30 partes en peso de al menos un polieteralcohol, constituido exclusivamente por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 20% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxipropileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 2 a 3, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 50 a 550 mg de KOH/g, b4) 0 a 20 partes en peso de al menos un polieterol de injerto, obtenido mediante polimerización in situ de monómeros con insaturación etilénica en un polieteralcohol, constituido por unidades polioxipropileno o unidades polioxipropileno y un máximo de un 50% en peso, referido a la cantidad total de óxidos de alquileno empleados, de unidades polioxietileno en la cadena de poliéter, con una funcionalidad nominal de 2 a 3, y un índice de hidroxilo en el intervalo de 20 a 40 mg de KOH/g.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la funcionalidad de la mezcla de b1) y b2) se sitúa en el intervalo entre más de 2 y 3.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción de partes en peso de la suma de b1) y b2) respecto a b3) (b1+b2)/b3 se sitúa en el intervalo entre 90/10 y 70/30.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la suma de b1) y b2) respecto a b4) (b1+b2)/b4 se sitúa en el intervalo entre 100/0 y 80/20.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la obtención de polieteralcoholes b1) a b4), en el caso de empleo de dos óxidos de alquileno, éstos se adicionan en forma de bloques.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la obtención de polieteralcoholes b1) a b4), en el caso de empleo de dos óxidos de alquileno, éstos se adicionan en forma estadística.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como poliisocianato a) se emplea diisocianato de difenilmetano.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como poliisocianato a) se emplean mezclas de diisocianato de difenilmetano y poliisocianatos de polifenilenpolimetileno.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como poliisocianato a) se emplea diisocianato de toluileno.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como agente propulsor se emplea agua.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como agente propulsor se emplea agua en una cantidad de un 1 a un 5% en peso, referido a la cantidad de todos los componentes de empleo.

12. Espumas blandas de poliuretano viscoelásticas, obtenibles según una de las reivindicaciones 1 a 11.


 

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