ES2315363T3

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19© OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
ESPAÑA
11© Número de publicación: 2 315 363
51© Int. Cl.:
C08G 18/28 (2006.01)
C08G 18/66 (2006.01)
12© TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3
96© Número de solicitud europea: 02727517 .1
96© Fecha de presentación : 02.04.2002
97© Número de publicación de la solicitud: 1404736
97© Fecha de publicación de la solicitud: 07.04.2004
54© Título: Procedimiento para fabricar espuma viscoelástica.
30© Prioridad: 27.04.2001 EP 01110512
45© Fecha de publicación de la mención BOPI:
01.04.2009
45© Fecha de la publicación del folleto de la patente:
01.04.2009
73© Titular/es: HUNTSMAN INTERNATIONAL L.L.C.
500 Huntsman Way
Salt Lake City, Utah 84108, US
72© Inventor/es: Yu, Jianming
74© Agente: Zuazo Araluze, Alexander
Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de
la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea
de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se
considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art. 99.1 del
Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).E
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Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, 75 – 28071 Madrid
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DESCRIPCIÓN
Procedimiento para fabricar espuma viscoelástica.
La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar espumas viscoelásticas. También se refiere a
sistemas de reacción que son útiles en dicho procedimiento, así como a combinaciones de polioles específicas.
Las espumas viscoelásticas se producen normalmente a partir de una combinación de poliol que comprende un
poliol rígido que tiene un índice de OH de 180-400. Esto proporciona inconvenientes. El principal problema es que
este poliol rígido es normalmente todo PO, por tanto, sólo con grupos hidroxilo secundarios, por tanto, menos reactivo.
El segundo inconveniente es que este poliol rígido conduce a espumas altamente reticuladas, por tanto, con propiedades
mecánicas inferiores (la resistencia al desgarro y el alargamiento son bastante bajos). El tercer inconveniente es que la
calidad de flujo es escasa (debido a una formación de red prematura).
El documento US-P-4839397 da a conocer una espuma con propiedades de aislamiento obtenida a un índice
inferior a 80, que es adhesiva, tiene una alta densidad y un factor de pérdida de al menos 0,4. Las espumas adhesivas
viscoelásticas se producen en particular a partir de una combinación de poliol tal como 48 partes de PO/EO-poliol,
índice de OH 42, peso molecular 4000, 26 partes de PPG, índice de OH 250, peso molecular 450 y 6 partes de PO/EO-
poliol, índice de OH 28, como regulador celular.
El documento US-P-5847014 da a conocer un procedimiento para fabricar una espuma a partir de una combinación
de poliol que comprende en particular un poliol convencional, un poliol de amina no terciaria y amina/alcohol.
El documento WO-A-9816567 da a conocer una espuma obtenida a partir de una mezcla de poliol que comprende
el 30-70% de un poliol que tiene un alto contenido en hidroxilo primario y el 70-30% de un poliol rígido que tiene un
peso molecular en el intervalo de 300 a 1000.
El documento US 4950694 da a conocer un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano viscoelástica,
flexible que tiene una estructura de células sustancialmente abiertas haciendo reaccionar un poliéter poliol que contiene
hidroxilo convencional con un poliisocianato a un índice de 60-95.
La solicitud PCT/EP00/09732 en tramitación junto con la presente tiene como objetivo solucionar estos problemas
y proporcionar espumas viscoelásticas fácilmente procesables sin recurrir a un poliol duro usando los polioles b1,
b2, b3 y b4 descritos a continuación. Las espumas viscoelásticas obtenidas de esta manera muestran un factor de
relajación relativamente bajo. Sorprendentemente, se ha descubierto que el factor de relajación puede mejorarse usando
un monool en tal procedimiento.
La presente invención también tiene como objetivo proporcionar una espuma de poliuretano flexible que presen-
ta una baja deformación permanente por compresión, una resiliencia muy baja (buen amortiguamiento), una buena
resistencia al desgarro, un alargamiento muy alto, un alto factor de pérdida y un tacto suave.
La presente invención también tiene como objetivo proporcionar un sistema de amplio intervalo de procesabilidad
(intervalo amplio de razón 2,4’/4,4’ para MDI), de baja viscosidad para las corrientes de componentes (lo que sería
especialmente útil para fabricar piezas moldeadas para el aislamiento acústico, y que podrían usarse en la maquinaria
para el poliuretano del estado de la técnica).
Por tanto, la invención proporciona un procedimiento para preparar una espuma viscoelástica de poliuretano a un
índice de NCO de 70-120 haciendo reaccionar:
a) una composición de poliisocianato;
b1) un polioxietilen-polioxipropilen-poliol, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-6,
en el que el EO está presente como EO de extremo y/o EO al azar, siendo el contenido en EO total superior
al 50% en peso;
b2) un polioxietilen-polioxipropilen-poliol, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-6,
en el que el EO está presente como EO al azar y/o EO de extremo, siendo el contenido en EO total de desde
el 21 hasta el 45% en peso, que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos el 50% calculado con
respecto a la cantidad de grupos hidroxilo primarios y secundarios;
b3) un polioxietilen-polioxipropilen-poliol, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-6,
que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos el 50% calculado con respecto a la cantidad de
grupos hidroxilo primarios y secundarios, y que tiene un contenido en EO de desde el 10 hasta el 20% en
peso;
b4) un polioxialquilenglicol que tiene un peso molecular promedio de desde 100 hasta 1200;
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b5) un polioxialquilen-monool que tiene un peso molecular de al menos 120;
haciéndose reaccionar estos compuestos b1, b2, b3, b4 y b5 según las siguientes proporciones, basándose en los pesos
combinados de b1, b2, b3, b4 y b5, b1: 30-85% en peso, b2: 5-50% en peso, b3: 2-30% en peso, b4: 0-50% en peso,
b5: 1-20% en peso;
c) agua; y opcionalmente
d) aditivos y agentes auxiliares conocidos per se.
Se conoce el uso de monooles. En el documento EP 913414, se usa un monool que tiene un bajo peso molecular
y que es aromático. El uso de monooles de peso molecular superior permite trabajar a un índice superior, lo que
proporciona ventajas de procesamiento. Se prefiere el uso de monooles alifáticos con respecto a los aromáticos por
motivos medioambientales.
El documento W096/06874 da a conocer el uso de monooles que tienen un peso molecular relativamente alto
con el fin de preparar espumas de poliuretano flexibles que muestran una resiliencia relativamente alta. El documento
WO01/57104 da a conocer el uso de una cantidad relativamente grande de un monool que tiene un peso molecular re-
lativamente alto en la fabricación de espumas viscoelásticas. Las espumas tienen un tacto mejorado y niveles reducidos
de toluendiaminas residuales.
El documento EP386974 da a conocer el uso de monooles en la preparación de espumas suaves.
Ninguna de estas citas da a conocer ni sugiere cómo aumentar el factor de relajación de las espumas viscoelásticas.
La invención también se refiere a una composición específica de poliol que comprende los cuatro o cinco com-
puestos anteriores según las razones especificadas.
En el contexto de la presente invención las siguientes expresiones, siempre que se usen, tienen el siguiente signifi-
cado:
1) índice de isocianato o índice de NCO:
la razón de grupos NCO con respecto a átomos de hidrógeno reactivos con isocianato presentesen una formulación,
dada como un porcentaje:
[NCO]
[hidrógeno activo]
x 100 (%)
En otras palabras, el índice de NCO expresa el porcentaje de isocianato usado realmente en una formulación con
respecto a la cantidad de isocianato que se requiere teóricamente para reaccionar con la cantidad de hidrógeno reactivo
con isocianato usado en una formulación.
Debe observarse que el índice de isocianato tal como se utiliza en el presente documento se considera desde el pun-
to de vista del procedimiento de formación de espuma real que implica el componente de isocianato y los componentes
reactivos con isocianato. Cualquier grupo isocianato consumido en una etapa preliminar para producir poliisocianatos
modificados (incluyendo tales derivados de isocianato denominados en la técnica como cuasi o semiprepolímeros y
prepolímeros) o cualquier hidrógeno activo que reacciona con isocianato para producir poliaminas o polioles modi-
ficados, no se tienen en cuenta en el cálculo del índice de isocianato. Sólo se tienen en cuenta los grupos isocianato
libres y los hidrógenos libres reactivos con isocianato (incluyendo los del agua) presentes en la etapa de formación de
espuma real.
2) La expresión “átomos de hidrógeno reactivos con isocianato” tal como se utiliza en el presente documento con
el fin de calcular el índice de isocianato se refiere al total de átomos de hidrógeno de hidroxilo y amina presentes en
las composiciones reactivas en la forma de polioles, poliaminas, monooles y/o agua; esto significa que con el fin de
calcular el índice de isocianato en el procedimiento de formación de espuma real se considera que un grupo hidroxilo
comprende un hidrógeno reactivo, se considera que un grupo de amina primaria o secundaria comprende un hidrógeno
reactivo y se considera que una molécula de agua comprende dos hidrógenos activos.
3) Sistema de reacción: una combinación de componentes en la que el componente de poliisocianato se mantiene
en un recipiente separado de los componentes reactivos con isocianato.
4) La expresión “espuma de poliuretano” tal como se utiliza en el presente documento se refiere generalmente a
productos celulares tal como se obtienen haciendo reaccionar poliisocianatos con compuestos que contienen hidrógeno
reactivo con isocianato, usando agentes de formación de espuma, y en particular incluye productos celulares obtenidos
con agua como agente de formación de espuma reactivo (que implica una reacción de agua con grupos isocianato que
da lugar a enlaces urea y dióxido de carbono y que produce espumas de poliurea-uretano).
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5) La expresión “funcionalidad de hidroxilo nominal promedio” se usa en el presente documento para indicar la
funcionalidad promedio (número de grupos hidroxilo por molécula) de un monool o poliol con la suposición de que
ésta es la funcionalidad promedio (número de átomos de hidrógeno activos por molécula) del/de los iniciador(es)
usado(s) en su preparación aunque en la práctica será a menudo algo menos debido a cierta insaturación terminal. El
peso equivalente promedio de un poliol es el peso molecular promedio dividido entre esta funcionalidad de hidroxilo
nominal promedio.
6) El término “promedio” se usa para indicar un promedio en número.
7) La expresión “espumas viscoelásticas” pretende designar aquellas espumas que tienen una resiliencia de cómo
mucho el 40%, tal como se mide según la norma ISO 8307.
Se usa la siguiente manera de describir los polioles en la presente solicitud: un PO-EO-poliol es un poliol que tiene
en primer lugar un bloque de PO unido al iniciador seguido por un bloque de EO. Un PO-PO/EO-poliol es un poliol
que tiene en primer lugar un bloque de PO y luego un bloque de PO y EO distribuido al azar. Un PO-PO/EO-EO-
poliol es un poliol que tiene en primer lugar un bloque de PO, luego un bloque de PO y EO distribuido al azar y luego
un bloque de EO. Un PO-EO-poliol es un poliol que tiene en primer lugar un bloque de PO y luego un bloque de EO.
En las descripciones anteriores, sólo se describe una cola de un poliol (observado desde el iniciador); la funcionalidad
de hidroxilo nominal determinará cuántas de tales colas estarán presentes.
Los poliisocianatos usados en el prepolímero pueden seleccionarse de poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos y
aralifáticos, especialmente diisocianatos, como diisocianato de hexametileno, diisocianato de isoforona, 1,4-diisocia-
nato de ciclohexano, 4,4’-diisocianato de diciclohexilmetano y diisocianato de m- y p-tetrametilxilileno, y en particular
poliisocianatos aromáticos como diisocianatos de tolileno (TDI), diisocianatos de fenileno y lo más preferiblemente
isocianatos de difenilmetileno que tienen una funcionalidad de isocianato de al menos dos. Se prefieren los isocianatos
de difenilmetileno (MDI).
Los isocianatos de difenilmetileno (MDI) pueden seleccionarse de 4,4’-MDI puro, mezclas isoméricas de 4,4’-
MDI y 2,4’-MDI y menos del 10% en peso de 2,2’-MDI, MDI crudo y polimérico que tiene funcionalidades de
isocianato superiores a 2, y variantes modificadas de los mismos que contienen grupos carbodiimida, uretonimina,
isocianurato, uretano, alofanato, urea o biuret. Los isocianatos de difenilmetileno más preferidos son 4,4’-MDI puro
y mezclas isoméricas de 4,4’-MDI con 2,4’-MDI, opcionalmente que contienen hasta el 50% en peso de MDI crudo
o polimérico y/o MDI modificado con uretonimina y/o carbodiimida y/o uretano. Pueden usarse, si se desea, mezclas
de estos isocianatos de difenilmetileno preferidos con, en particular, hasta el 25% en peso de otros poliisocianatos
mencionados anteriormente, especialmente TDI.
El poliisocianato puede contener partículas de urea y/o partículas de uretano dispersas preparadas de manera con-
vencional, por ejemplo añadiendo una cantidad minoritaria de una isoforona-diamina al poliisocianato.
El prepolímero se obtiene mediante métodos convencionales conocidos por el experto. El índice de NCO es del 5-
30% en peso.
Poliisocianatos preferidos usados en el procedimiento comprenden al menos el 80% en peso de 4,4’-MDI (isocia-
nato de difenilmetileno). La parte restante puede comprender isómeros del mismo, oligómeros con funcionalidades
superiores del mismo, variantes del mismo o cualquier otro isocianato (tal como TDI), tal como se describió anterior-
mente.
El poliol b1 es un poliol rico en EO. Puede prepararse mediante métodos conocidos. Comprende PO y EO, en el
que el EO puede ser al azar, de extremo o ambos. Preferiblemente el EO es al azar en su mayoría. El contenido en EO
es superior al 50% en peso (con respecto a las unidades de oxialquileno totales presentes).
El poliol b2 puede tener una estructura del tipo PO-PO/EO-EO o del tipo PO/EO-EO o del tipo PO-EO. El conte-
nido en EO total es de desde el 21 hasta el 45% en peso (con respecto a las unidades de oxialquileno totales presentes).
El poliol b2 tiene un contenido en OH primario de al menos el 50%, preferiblemente al menos el 70%. En el poliol
de tipo PO-PO/EO-EO, el primer bloque de PO comprende preferiblemente desde el 20 hasta el 75% en peso de
unidades de PO. En esos polioles b2) que comprenden tanto EO de extremo como al azar, la razón en peso de EO de
extremo/EO al azar es preferiblemente desde 1:3 hasta 3:1. El poliol que tiene una estructura del tipo PO-PO/EO-EO
puede producirse, en particular, según las enseñanzas de Chaffanjon et al. documento US-A-5594097. El poliol que
tiene una estructura del tipo PO/EO-EO puede producirse, en particular, según las enseñanzas del documento US-A-
4559366 de Hostettler. Un ejemplo de un poliol b2) es uno en el que el contenido en EO de extremo es de desde el 10-
20% en peso.
El poliol b3 puede prepararse mediante métodos conocidos. Tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos
el 50%, preferiblemente de al menos el 70%. Puede tener diversas estructuras (PO-EO, PO/EO, etc.), en las que el
EO puede ser al azar, de extremo o ambos. El contenido en EO es de desde el 10 hasta el 20% en peso(con respecto
a las unidades de oxialquileno totales presentes). Un poliol preferido es uno en el que EO está presente como EO de
extremo.
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El poliol b4 es opcional y es un polioxialquilenglicol tal como polioxietilenglicol (PEG) o polioxipropilenglicol
(PPG). Un poliol preferido es un diol PEG.
La funcionalidad nominal promedio de los polioles b1, b2 y b3 está comprendida entre 2 y 6, preferiblemente entre
2 y 4; el peso equivalente promedio está comprendido generalmente entre 800 y 4000, preferiblemente entre 1000 y
3500.
El polioxialquilen-monool tiene preferiblemente un peso molecular de 200-5000, más preferiblemente de 200-
1000 y lo más preferiblemente de 200-900. Además, el polioxialquilen-monool es preferiblemente un polioxietilen-
polioxipropilen-monool que comprende al menos el 20% y preferiblemente al menos el 50% en peso, basándose en
el peso del monool, de grupos oxietileno o un polioxietilen-monool o mezclas de los mismos. Los monooles más
preferidos son polioxietilen-monooles que tienen un peso molecular de 200-900.
Se hace que reaccionen los polioles en el procedimiento según las siguientes proporciones, expresadas basándose
en los pesos combinados de los polioles y el monool:
b1: 30-85%, preferiblemente el 40-80% en peso
b2: 5-50%, preferiblemente el 5-30% en peso
b3: 2-30%, preferiblemente el 2-20% en peso
b4: 0-50%, preferiblemente el 10-40% en peso.
Cada componente b1, b2, b3 y b4 puede componerse de mezclas. Además, el monool b5 se usa de la manera más
preferible en una cantidad del 1-15% en peso.
También puede estar presente material disperso. Esto se conoce como poliol modificado con polímero, y compren-
de por ejemplo, SAN o PIPA (poliadición de poliisocianato), o PHP (dispersión de poliurea).
Los polioles modificados con polímero que son particularmente interesantes según la invención son productos
obtenidos mediante polimerización in situ de estireno y/o acrilonitrilo en poli(oxietilen/oxipropilen)-polioles y los
productos obtenidos mediante reacción in situ entre un poliisocianato y un compuesto amino o hidroxi-funcional (tal
como trietanolamina) en un poli(oxietilen/oxipropilen)-poliol. El contenido en sólidos (basándose en el peso de poliol
total b1+b2+b3+b4) puede variar dentro de amplios límites, por ejemplo desde el 5 hasta el 50%. Se prefieren tamaños
de partícula del polímero disperso inferiores a 50 micras. También pueden usarse mezclas.
La invención también se refiere a una mezcla de polioles específica, que comprende los tres o cuatro polioles
junto con el monool según se definieron anteriormente, según las siguientes proporciones, expresadas basándose en
los pesos combinados de los polioles:
b1: 30-85%, preferiblemente el 40-80% en peso
b2: 5-50%, preferiblemente el 5-30% en peso
b3: 2-30%, preferiblemente el 2-20% en peso
b4: 0-50%, preferiblemente el 10-40% en peso
b5: 1-20%, preferiblemente el 1-15% en peso.
Se usa agua como en agente de expansión. Puede añadirse dióxido de carbono si es necesario. Es apropiado
usar desde el 1,0 hasta el 10%, preferiblemente desde el 1,0 hasta el 5% en peso de agua basándose en el peso
del componente de monool + poliol total (que se ha hecho reaccionar previamente y que no se ha hecho reaccionar
previamente, es decir el poliol de partida total o los compuestos reactivos con isocianato de partida totales), en el que
el agua puede usarse opcionalmente junto con dióxido de carbono.
Pueden usarse otros componentes convencionales (aditivos y/o agentes auxiliares) en la fabricación de los poliu-
retanos. Éstos incluyen catalizadores, por ejemplo, aminas terciarias y compuestos orgánicos de estaño, tensioactivos,
agentes de reticulación o de extensión de cadena, por ejemplo, compuestos de bajo peso molecular tales como otros
dioles, trioles (que tienen un peso molecular inferior a los especificados para b1-b3) y diaminas, agentes ignífugos,
por ejemplo, fosfatos de alquilo halogenados, cargas y pigmentos. Pueden utilizarse estabilizadores de la espuma, por
ejemplo copolímeros de bloque de polisiloxano-poli(óxido de alquileno), para estabilizar o regular las células de la
espuma.
La cantidad de estos componentes minoritarios usados dependerá de la naturaleza del producto requerido y puede
variarse dentro de límites bien conocidos para un técnico de espumas de poliuretano.
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Estos componentes, en particular los polioles b1, b2, b3 y b4 y el monool b5 pueden añadirse en cualquier orden.
Los polioles pueden añadirse uno tras otro, o en partes, en cualquier orden (por ejemplo, parte de b1, luego el resto
de b1 junto con la totalidad de b2+b3+b4+b5 o la totalidad de b2, luego la totalidad de b1, luego la totalidad de b3,
luego la totalidad de b4, luego la totalidad de b5).
Los componentes de la mezcla de reacción que forma el poliuretano pueden mezclarse juntos de cualquier manera
conveniente, por ejemplo usando cualquiera de los equipos de mezclado descritos en los componentes individuales
pueden combinarse previamente de modo que se reduzca el número de corrientes de componentes que se requiere que
se junten en la etapa de mezclado final. A menudo es conveniente tener un sistema de dos corrientes, mediante el cual
una corriente comprende el poliisocianato o prepolímero de poliisocianato y la segunda corriente comprende todos los
demás componentes de la mezcla de reacción.
Alternativamente, las espumas se fabrican según el denominado procedimiento de semi o cuasiprepolímero o el
procedimiento de prepolímero en el que parte o la totalidad de los compuestos b1-b5 se hacen reaccionar previamente
con el poliisocianato y en el que el semi o cuasiprepolímero o el prepolímero se hace reaccionar posteriormente con
agua y la parte restante de los compuestos b1-b5, si la hubiera. Preferiblemente, el índice de NCO de estos polímeros
es del 5-30% en peso.
Las espumas viscoelásticas pueden fabricarse según la técnica de moldeo o, preferiblemente, la de formación de
espuma en bloques. Las espumas pueden prepararse mediante procedimientos de moldeo de curado en caliente o en
frío. Las espumas pueden usarse en las industrias del mobiliario y el automóvil en asientos, cojines y colchones, y
para aislamiento acústico e insonorización.
Las espumas viscoelásticas así obtenidas tienen una densidad de espumación libre comprendida entre, por ejemplo,
25 y 100 kg/m3. Estas espumas muestran una resiliencia cómo mucho del 35%, preferiblemente como mucho del 25%,
más ventajosamente como mucho del 10%.
La invención proporciona un sistema de reacción que permitirá que el productor de espumas fabrique la espuma
deseada haciendo reaccionar las composiciones de poliol y poliisocianato. Este enfoque proporciona una manera
relativamente sencilla al cliente para fabricar un producto a menudo a partir de una variedad de productos químicos
combinando dos composiciones en condiciones apropiadas. El componente de poliisocianato o bien está separado o
bien es el prepolímero (si lo hay), mientras que el componente reactivo con isocianato comprende el resto del poliol. En
la realización del prepolímero, se prevé cualquier combinación. En particular, cubre las siguientes posibilidades: parte
de b1+b2+b3+b4+b5 en el prepolímero, luego el resto de b1+b2+b3+b4+b5 en la composición reactiva con isocianato;
parte de b1+b2 pero no b3/b4/b5, luego el resto de b1+b2 y la totalidad de b3/b4/b5; parte de b1+b3+b4 pero no b2+b5,
luego el resto de b1+b3+b4 y la totalidad de b2+b5; la totalidad de b1, luego la totalidad de b2+b3+b4+b5; la totalidad
de b2, luego la totalidad de b1+b3+b4+b5; parte de b1, luego el resto de b1 junto con la totalidad de b2+b3+b4+b5;
parte de b2, luego el resto de b2 junto con la totalidad de b1+b3+b4+b5. En una realización, el sistema de reacción
comprende A) un prepolímero obtenido con la totalidad de b1 y B) el resto del poliol y el monool y los otros reactivos,
aditivos y/o agentes auxiliares.El procedimiento es especialmente útil cuando el contenido en EO, basándose en la totalidad del poliol y monool
(que se han hecho reaccionar previamente o no), es de al menos el 40%, preferiblemente superior al 50% en peso.
Los siguientes ejemplos ilustran la invención sin limitar la misma.
A menos que se indique lo contrario, todas las partes se dan en peso.
Glosario
(Todas las funcionalidades son funcionalidades nominales)
Poliol A PO/EO, con EO al azar. El contenido en EO es del 75% en peso. El peso equivalente promedio es de
aproximadamente 1333. La funcionalidad es de 3, el índice de OH es de 42 mg de KOH/g.
Poliol B PO/EO-EO, el contenido en EO total es del 28% en peso. El contenido en EO de extremo es del 15%
en peso. El peso equivalente promedio es de aproximadamente 2000. La funcionalidad es de 3, el
índice de OH es de 28 mg de KOH/g. El contenido en OH primario es del 85%.
Poliol C PO-EO, con EO como de extremo. El contenido en EO es del 15% en peso. El peso equivalente
promedio es de 2000. La funcionalidad es de 3, el índice de OH es de 28 mg de KOH/g. El contenido
en OH primario es del 81%
Poliol D PEG 200.
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Isocianato Una mezcla que tiene un índice de NCO del 29,8% en peso de
1) 25 partes de en peso de un MDI polimérico que tiene un índice de NCO del 30,7% en peso que
comprende aproximadamente el 38% en peso de diisocianato del que aproximadamente el 95%
en peso es 4,4’-MDI;
2) 60 partes en peso de MDI que comprende el 70% en peso de 4,4’-MDI y el 30% en peso de 2,2’
y 2,4’-MDI; y
3) 15 partes en peso (pbw, parts by weight) de un prepolímero que tiene un índice de NCO del
12,9% en peso fabricado haciendo reaccionar aproximadamente 27 pbw de MDI (2,2’ y 2,4’-
MDI = 15% en peso), aproximadamente 16,5 pbw del MDI polimérico anterior y aproximada-
mente 56,5 pbw de poliol C.
D33LV Catalizador de Air Products
Monool A: CH3-(O-CH2-CH2)n-OH, en el que n es tal que el peso molecular es de aproximadamente 350.
Monool B: Un monometil éter de un polioxietilen-polioxipropilen-diol al azar que tiene un peso molecular de
aproximadamente 600 y siendo la cantidad de grupos oxietileno de aproximadamente el 70% en
peso.
Se producen espumas según el siguiente esquema. Se mezclan los polioles, catalizador, monool y agua antes
de la adición de los isocianatos. Se mezclan combinaciones de polioles e isocianatos a 20ºC durante 8 segundos
antes de la formación de la espuma. Se fabrican espumas de espumación libre en cubos de plástico de 2,5 l. Las
cantidades son en partes en peso. Las propiedades de la espuma se determinan según los siguientes métodos y
normas:
FRD (densidad de espumación libre), kg/m3 ISO 845
Dureza de compresión, CLD al 40% (kPa) ISO 3386-1
Pérdida por histéresis (%), (HL) ISO 3386-1
Deformación permanente por compresión (espesor), (CS) ISO 1856
(en seco al 75% (%) y en húmedo al 75% (%))
Resiliencia (%) ISO 8307
Resistencia al desgarro (N/m) (Max) ISO 8067
Resistencia a la tracción (kPa) ISO 1798
Alargamiento (%) ISO 1798
El factor de relajación se determina tal como sigue:
Medición de CLD de partida y CLD en relajación: basándose en la norma ISO 3386-1 con un procedimiento
modificado:
1) La placa Instron desciende a 50 mm/min hasta una fuerza de 2 N (es decir, hasta que la placa Instron toca la
espuma).
2) Entonces la placa Instron comprime la espuma a una velocidad de 500 mm/min hasta una compresión del 40%,
se anota inmediatamente el valor de esfuerzo de compresión y se toma como la CLD de partida.
3) La espuma permanece comprimida a la misma compresión (40%) durante más de 3 minutos, luego se anota el
valor de esfuerzo de compresión como CLD relajada.
El factor de relajación, % = 100 x ((CLD de partida) − (CLD relajada))/CLD de partida.
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Las espumas obtenidas eran espumas viscoelásticas que tenían una resiliencia inferior al 10%.
Los ejemplos muestran que usando el monool, se obtiene un factor de relajación superior a una densidad/dureza
similar; se fabrican espumas a un índice superior que reduce el riesgo de formación de subproductos.
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Además, la deformación permanente por compresión no se ve afectada significativamente por el uso del monool
aunque J. H. Arceneaux et al, J. Elastomers and Plastics, vol. 14, pág. 63, 1982 afirman que la adición de pequeñas
cantidades de monool aumenta la deformación permanente por compresión significativamente en sistemas convencio-
nales.
Además, mejoran la resistencia al desgarro y el alargamiento mediante el uso del monool; las espumas son más
suaves y tienen un mejor tacto.
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REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para preparar una espuma viscoelástica de poliuretano a un índice de NCO de 70-120 haciendo
reaccionar:
a) una composición de poliisocianato;
b1) un polioxietilen-polioxipropilen-poliol, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-6,
en el que el EO está presente como EO al azar y/o EO de extremo, siendo el contenido en EO total superior
al 50% en peso;
b2) un polioxietilen-polioxipropilen-poliol, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-6,
en el que el EO está presente como EO de extremo y/o EO al azar, siendo el contenido en EO total de desde
el 21 hasta el 45% en peso, que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos el 50% calculado con
respecto a la cantidad de grupos hidroxilo primarios y secundarios;
b3) un polioxietilen-polioxipropilen-poliol, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-6,
que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos el 50% calculado con respecto a la cantidad de
grupos hidroxilo primarios y secundarios, y que tiene un contenido en EO de desde el 10 hasta el 20% en
peso;
b4) un polioxialquilenglicol que tiene un peso molecular promedio de desde 100 hasta 1200;
b5) un polioxialquilen-monool que tiene un peso molecular de al menos 120;
haciéndose reaccionar estos compuestos b1, b2, b3, b4 y b5 según las siguientes proporciones, basándose en los pesos
combinados de b1, b2, b3, b4 y b5, b1: 30-85% en peso, b2: 5-50% en peso, b3: 2-30% en peso, b4: 0-50% en peso,
b5: 1-20% en peso;
c) agua; y opcionalmente
d) aditivos y agentes auxiliares conocidos per se.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que estos compuestos b1, b2, b3, b4 y b5 se hacen reaccionar
según las siguientes proporciones, basándose en los pesos combinados de b1, b2, b3, b4 y b5: b1: 40-80% en peso, b2:
5-30% en peso, b3: 2-20% en peso, b4: 10-40% en peso y b5: 1-15% en peso.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1-2, en el que la funcionalidad de los polioles b1, b2 y b3 es de 2-4 y
el contenido en EO del poliol y el monool basándose en los pesos combinados de b1, b2, b3, b4 y b5 es de al menos
del 40% en peso.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1-3, en el que el monool b5 es un polioxietilen-polioxipropilen- o un
polioxietilen-monool que tiene un peso molecular de 200-900.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1-4, en el que el monool b5 es un polioxietilen-polioxipropilen-monool
que comprende al menos el 50% en peso, basándose en el peso del monool, de grupos oxietileno o un polioxietilen-
monool o mezclas de los mismos.
6. Composición de poliol que comprende:
b1) un polioxietilen-polioxipropilen-poliol, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-6,
en el que el EO está presente como EO al azar y/o EO de extremo, siendo el contenido en EO total superior
al 50% en peso;
b2) un polioxietilen-polioxipropilen-poliol, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-6,
en el que el EO está presente como EO de extremo y/o EO al azar, siendo el contenido en EO total de desde
el 21 hasta el 45% en peso, que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos el 50% calculado con
respectoa la cantidad de grupos hidroxilo primarios y secundarios;
b3) un polioxietilen-polioxipropilen-poliol, que tiene una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-6,
que tiene un contenido en hidroxilo primario de al menos el 50% calculado con respecto a la cantidad de
grupos hidroxilo primarios y secundarios y que tiene un contenido en EO de desde el 10 hasta el 20% en
peso;
b4) un polioxialquilenglicol que tiene un peso molecular promedio de desde 100 hasta 1200;
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b5) un polioxialquilen-monool que tiene un peso molecular de al menos 120;
estando presentes estos compuestos b1, b2, b3, b4 y b5 según las siguientes proporciones, basándose en los pesos
combinados de b1, b2, b3, b4 y b5, b1: 30-85% en peso, b2: 5-50% en peso, b3: 2-30% en peso, b4: 0-50% en peso,
b5: 1-20% en peso;
7. Composición de poliol según la reivindicación 6, en la que estos polioles b1, b2, b3, b4 y b5 están presentes
según las siguientes proporciones, basándose en los pesos combinados de b1, b2, b3, b4 y b5: b1: 40-80% en peso, b2:
5-30% en peso, b3: 2-20% en peso, b4: 10-40% en peso, b5: 1-15% en peso.
8. Composición de poliol según las reivindicaciones 6-7, en la que el contenido en EO basándose en los pesos
combinados de b1, b2, b3, b4 y b5 es de al menos el 40% en peso.
9. Composición de poliol según las reivindicaciones 6-8, en la que el monool b5 es un polioxietilen-polioxipropilen-
o un polioxietilen-monool que tiene un peso molecular de 200-900.
10. Composición de poliol según las reivindicaciones 6-9, en la que el monool b5 es un polioxietilen-polioxipro-
pilen-monool que comprende al menos el 50% en peso, basándose en el peso del monool, de grupos oxietileno o un
polioxietilen-monool o mezclas de los mismos.
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