PROCEDIMIENTO DE PRODUCCIÓN DE ESPUMAS DE POLIURETANO RÍGIDAS CON BAJA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA.

Procedimiento de producción de espumas de poliuretano rígidas con baja conductividad térmica Los procedimientos para la producción de espumas de poliuretano rígidas son conocidos. Véanse, por ejemplo, las Patentes de Estados Unidos Nº 3.085.085; 3.153.002; 3.222.357; y 4.430.490. Uno de los componentes clave usados para producir cualquier espuma es el agente de soplado. Aunque se conoce un número de agentes de soplado, el agente de soplado más habitualmente usado por los fabricantes de aparatos de Estados Unidos para producir espumas rígidas para aplicaciones de aislamiento hoy en día es 1,1,1,3,3pentafluoropropano (denominado habitualmente HFC 245fa). Aunque el HFC 245fa hace posible producir espumas de poliuretano rígidas con propiedades físicas ventajosas, aún se están buscando mejoras adicionales en las propiedades, especialmente mejoras en el factor k o capacidad aislante, en vista del aumento de los costes energéticos y la posibilidad de reforzar adicionalmente los requisitos gubernamentales de eficacia energética. Por lo tanto, sería ventajoso desarrollar un procedimiento para producir espumas de poliuretano rígidas con menores conductividades térmicas que la espuma soplada con HFC 245fa disponible actualmente, sin usar un agente o agentes de soplado adicionales, y usando materiales disponibles en el mercado, sin necesidad de controles adicionales del equipo o el procedimiento. Un enfoque al desarrollo de dicho procedimiento que, hasta la fecha, no se ha explorado en una gran extensión, es el uso de espumas de mayor densidad sopladas con un agente de soplado de hidrofluorocarbono. Esto puede atribuirse al hecho de que las espumas aislantes de peso más ligero se han considerado altamente deseables para aplicaciones tales como aislamiento del frigorífico. La Patente de Estados Unidos 5.461.084 desvela espumas de poliuretano con densidades de núcleo entre 0,034 y 0,038 g/cm 3 . Las densidades de espuma entre 0,034 y 0,038 g/cm 3 . Las espumas producidas en esta patente con un agente de soplado HFC y sin agua añadida, sin embargo, se fabricaron con cantidades relativamente grandes del agente de soplado HFC. Un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la producción de espumas de poliuretano rígidas con factores k menores que los de las espumas que están disponibles actualmente. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la producción de espumas de poliuretano rígidas que sean útiles en la producción de unidades de refrigeración y otras aplicaciones en las que el aislamiento sea crítico. También es un objeto de la presente invención proporcionar una espuma de poliuretano rígida que tenga buenas propiedades aislantes y una densidad de 0,032 a 0,064 g/cm 3 . Estos y otros objetos que resultarán evidente para los expertos en la materia se consiguen haciendo reaccionar un poliisocianato orgánico con un componente reactivo con isocianato que incluye tanto un poliol de poliéter iniciado en amina como un poliol de poliéster que tiene un bajo contenido de agua residual (es decir, un contenido de agua de menos del 0,3% en peso, basado en el peso del poliol de poliéster), en presencia de un agente de soplado de HFC y un catalizador, en presencia de no más del 0,3% en peso, basado en el peso total de la mezcla de formación de espuma, de agua para formar una espuma que tiene una densidad de 0,032 a 0,065 g/cm 3 . Se ha descubierto que las propiedades aislantes de las espumas de poliuretano rígidas mejoran significativamente cuando se usa un HFC y, opcionalmente, una cantidad minoritaria de agua como el agente de espumación en cantidades tales que el producto de espuma tenga una densidad de 0,032 a 0,065 g/cm 3 , en un sistema constituido por componentes de reacción formadores de poliuretano disponibles en el mercado. Estas espumas usan un HFC como el agente de soplado primario o, preferentemente, único. Una cantidad minoritaria de agua, preferentemente el agua presente como agua residual en el poliol o polioles del componente reactivo con isocianato y poco o nada de agua añadida se incluyen en el componente reactivo con isocianato. La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de espumas de poliuretano rígidas con un HFC como el agente de soplado primario o único, y a las espumas producidas mediante este procedimiento. En el procedimiento de la presente invención, (a) un isocianato orgánico se hace reaccionar con (b) un componente reactivo con isocianato, que incluye (1) un poliol de poliéster basado en amina que, preferentemente, tiene un peso molecular promedio de al menos aproximadamente 150, más preferentemente de aproximadamente 250 a aproximadamente 1000 y, preferentemente, un contenido de epóxido de aproximadamente el 60 a aproximadamente el 95%, más preferentemente de aproximadamente el 65 a aproximadamente el 85% en peso basado en el peso del iniciador de amina más el epóxido, y (2) un poliol de poliéster que, preferentemente, tiene un peso molecular promedio de aproximadamente 280 a aproximadamente 640, más preferentemente de aproximadamente 350 a aproximadamente 580, en presencia de (c) un agente de soplado de HFC, preferentemente un polifluorohidrocarburo C3-C5, más preferentemente 1,1,1,3,3-pentafluoro-propano ("HFC-245fa") y (d) un catalizador y, opcionalmente, (e) un tensioactivo, a un índice de isocianato de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 3,0, preferentemente de aproximadamente 1,1 a aproximadamente 2,0. Las espumas de producto tienen una densidad mayor de 0,032, 2 E07016421 03-01-2012   preferentemente de 0,032 a 0,064 g/cm 3 , más preferentemente de 0,035 a 0,061 g/cm 3 , y factores k de menos de 0,161 cal/h cm ºC a 24 ºC, preferentemente menor de 0,159 cal/h cm ºC a 24 ºC, lo más preferentemente menor de o igual a 0,156 cal/h cm ºC a 24 ºC. Cualquiera de los isocianatos orgánicos conocidos, isocianatos modificados o prepolímeros terminados en isocianatos fabricados a partir de cualquier isocianato orgánico conocido pueden usarse en la práctica de la presente invención. Los isocianatos adecuados incluyen poliisocianatos aromáticos, alifáticos y cicloalifáticos, y combinaciones de los mismos. Los isocianatos útiles incluyen: diisocianatos tales como diisocianato de m-fenileno diisocianato de p-fenileno, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de 1,4-hexametileno, diisocianato de 1,3-ciclohexano, diisocianato de 1,4-ciclohexano, isómeros de diisocianato de hexahidro-tolueno, diisocianato de isoforona, diisocianato de diciclo-hexilmetano, diisocianato de 1,5naftileno, diisocianato de 4,4-difenilmetano, diisocianato de 2,4-difenilmetano, diisocianato de 4,4-bifenileno, diisocianato de 3,3-dimetoxi-4,4-bifenileno y 3,3-dimetil-difenilpropan-4,4-diisocianato; triisocianatos tales como triisocianato de 2,4,6-tolueno; y poliisocianatos tales como 4,4-dimetil-difenilmetan-2,2,5,5-tetraisocianato y los poliisocianatos de polimetilen polifenilo. Puede usarse un poliisocianato no destilado o en bruto en la fabricación de los poliuretanos mediante el procedimiento de la presente invención. El diisocianato de tolueno bruto obtenido fosgenando una mezcla de diaminas de tolueno y el diisocianato de difenilmetano en bruto obtenido fosgenando difenilmetanodiamina bruta (MDI polimérico) son ejemplos de poliisocianatos en bruto adecuados. Los poliisocianatos no destilados o en bruto adecuados se analizan en la Patente de Estados Unidos 3.215.652. Los isocianatos modificados se obtienen por reacción química de diisocianatos y/o poliisocianatos. Los isocianatos modificados útiles en la práctica de la presente invención incluyen diisocianatos que contienen grupos éster, grupos urea, grupos biuret, grupos alofanato, grupos carbodiimida, grupos isocianurato, grupos uretdiona y/o grupos uretano. Los ejemplos preferidos del isocianato modificado incluyen prepolímeros que contienen grupos NCO y que tienen un contenido de NCO de aproximadamente el 25 a aproximadamente el 35% en peso, preferentemente de aproximadamente el 28 a aproximadamente el 32% en peso, particularmente aquellos basados en polioles de poliéter o polioles de poliéster y diisocianato de difenilmetano. Los procedimientos para la producción de estos polímeros se conocen en la técnica. Los poliisocianatos más preferidos para la producción de espumas de poliuretano rígidas de acuerdo con la presente invención son poliisocianatos de polifenilo enlazados por puente de metileno y prepolímeros de poliisocianatos de polifenilo enlazados por puente de metileno que tienen una funcionalidad media de aproximadamente 1,8 a aproximadamente 3,5 (preferentemente de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 3,1) restos isocianato por molécula y un contenido de NCO de aproximadamente el 25 a aproximadamente el 35%, debido a su capacidad... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de producción de una espuma de poliuretano rígida, de celdas cerradas, que tiene una densidad de 0,032 a 0,064 g/cm 3 y factores k de menos de 0,161 cal/h cm ºC a 24 ºC, que comprende hacer reaccionar a) un componente reactivo con isocianato que comprende: (1) un poliol de poliéter iniciado en amina y (2) un poliol de poliéster y que tiene un contenido de agua residual de menos de o igual al 0,3% en peso, con b) un diisocianato o poliisocianato en presencia de c) un agente de soplado de hidrofluorocarbono, d) un catalizador, y e) un tensioactivo, a un índice de diisocianato de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 3,0, y con lo que no se añade agua a la mezcla de reacción de formación de espuma. 2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que a)(1) es un poliol de poliéter iniciado en amina aromática. 3. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que del 20 al 75% en peso de a) es el poliol de poliéter iniciado en amina y del 25 al 80% en peso de a) es el poliol de poliéster. 4. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que a)(1) es un poliol de poliéter iniciado en orto-toluendiamina. 5. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el agente de soplado de hidrofluorocarbono es un hidrofluorocarbono C3-C5. 6. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el agente de soplado de hidrofluorocarbono es 1,1,1,3,3pentafluoropropano o 1,1,1,3,3-pentafluorobutano. 7. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que c), d) y a) se combinan antes de mezclarlo con b). 8. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el hidrofluorocarbono es 1,1,1,3,3-pentafluoropropano, no hay agua añadida presente y a) consiste en un poliol de poliéster y un poliol de poliéter iniciado en orto-toluendiamina. 8 E07016421 03-01-2012