MX2013014885A

MX2013014885A - Formulaciones de poliol para resistencia de espumas rigidas de poliisocianurato.

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Publication number: MX2013014885A
Application number: MX2013014885A
Authority: MX
Inventors: Jorge Jimenez; Michael J Skowronski; Kelly R Flaherty; Woo-Sung Bae; Giuseppe Lista
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2014-01-31
Also published as: EP2726533A1; CN103619904A; US20140186611A1; WO2013002914A1; JP2014520909A

Abstract

Se proporcionan poliésteres y formulaciones de poliol que comprenden poliésteres utilizadas en la preparación de espumas rígidas de poliisocianurato con propiedades de resistencia mejoradas. En algunas modalidades, se proporciona un poliéster, el cual es el producto de reacción de (a) un componente aromático que comprende el 80 por ciento molar o más de ácido tereftálico, (b) por lo menos un poliol de poliéter que tiene una funcionalidad nominal de 2, un peso molecular de 150 a 1,000 y un contenido de polioxietileno de por lo menos el 70% por peso del poliol de poliéter, (c) por lo menos un glicol diferente de (b) que tiene una funcionalidad nominal de 2 y un peso molecular de 60 a 250, y (d) por lo menos un poliol que tiene un peso molecular de 60 a 250 y una funcionalidad nominal de por lo menos 3, en donde (a), (b), (c) y (d) están presentes en la reacción de un porcentaje por peso base del 20 al 60 por ciento por peso de (a), del 20 al 50 por ciento por peso de (b), del 10 al 30 por ciento por peso de (c) y del 5 al 20 por ciento por peso de (d).

Description

FORMULACIONES DE POLIOL PARA RESISTENCIA DE ESPUMAS RÍGIDAS DE POLI ISOC IA U RATO Campo de la Invención Las modalidades de la presente invención se refieren a una formulación de poliol que comprende ciertos polioles utilizados en la preparación de espumas rígidas de poliisocianurato. Dichas espumas son particularmente útiles en la producción de elementos compuestos.

Antecedentes de la Invención Las espumas de poliisocianurato tienen la capacidad de ser ajustados a medida para aplicaciones particulares a través de la selección de los materiales crudos que son utilizados para formar el polímero. Los tipos rígidos de espumas de poliisocianurato son utilizadas como espumas de aislamiento de electrodomésticos y otras aplicaciones de aislamientos térmicos.

Las espumas de poliisocianurato rígidas pueden producirse utilizando ya sea un proceso continuo o un proceso discontinuo. En un proceso continuo, también denominado un proceso de laminación de doble banda (DBL), normalmente dos "guarniciones", en la forma de hojas de guarnición continua, se colocan paralelas entre sí, con una sobre la otra. Las guarniciones son impulsadas a una banda transportadora, la cual tiene el propósito tanto de calentamiento de las guarniciones como mantenimiento de las guarniciones en posición. Justo antes de ingresar a la banda transportadora, una cantidad de la formulación para la capa de espuma es transferida sobre la guarnición inferior, de manera que la espuma en ascenso es emparedada entre las guarniciones inferior y superior. La espuma es ceñida adicionalmente en los lados, es decir, contención lateral. El proceso de polimerización, el cual incluye el espumado, se completa a medida que se mueve el material a lo largo de la banda transportadora. Después de salir de la banda transportadora, los péneles son cortados hasta las longitudes deseadas. En algunos procesos continuos, una cara de guarnición única se utiliza con la banda transportadora funcionando como la segunda hoja de guarnición con la capa de espuma formada entre la hoja de guarnición única y la banda transportadora.

La resistencia es una medida de las propiedades de fibra inicial del material desmoldado. En el proceso DBL, la velocidad de línea de la banda transportadora es limitada por el perfil de reactividad y la resistencia del panel al final de la línea de fabricación. Si la velocidad de la línea es demasiado alta para una formulación, la resistencia al final de la línea se reducirá, lo cual puede tener como resultado en la expansión posterior inaceptable del panel al final de la línea de producción y otros efectos indeseables que incluyen encogimiento, deformación, y daño debido al apilado y manejo. Los intentos por incrementar la resistencia y la velocidad de línea correspondiente han incluido el incremento del nivel de catalizador de la formulación. Sin embargo, el nivel de catalizador se ha descubierto que reduce el tiempo de crema y el tiempo de gel, lo cual puede tener efectos perjudiciales durante la formación de la espuma.

Breve Descripción de la Invención Las modalidades de la presente invención se refieren a ciertos polioles, una formulación de poliol que comprende dichos polioles utilizados en la preparación de espumas rígidas de poliisocianurato con propiedades de resistencia mejoradas y las espumas producidas a partir de dichas formulaciones. En una modalidad, se proporciona un poliéster. El poliéster es el producto de reacción de por lo menos: (a) un componente aromático que comprende 80 por ciento molar o más de ácido tereftálico; (b) por lo menos un poliol de poliéter que tiene una funcionalidad nominal de 2, un peso molecular de 150 a 1,000 y un contenido de polioxietileno de por lo menos el 70% por peso del poliol de poliéter; (c) por lo menos un glicol deferente de (b) que tiene una funcionalidad nominal de 2 y un peso molecular de 60 a 250; y (d) por lo menos un poliol que tiene un peso molecular de 60 a 250 y una funcionalidad nominal de por lo menos 3; en donde, a, b, c, y d están presentes en la reacción en una base de porcentaje por peso de 20 a 60 por ciento por peso de (a), 20 a 50 por ciento por peso de (b), 10 a 30 por ciento por peso de (c), y del 5 al 20 por ciento por peso de (d).

En otra modalidad, se proporciona una formulación de poliol en donde la formulación de poliol comprende: un primer poliol, el cual es el poliol de poliéster como el que se describió anteriormente; por lo menos un segundo poliol de poliéter que tiene una funcionalidad de 2 a 8, y un peso molecular de 100 a 2,000; y en donde el primer a segundo polioles están presentes en un porcentaje por peso de la mezcla de poliol desde 20 hasta el 90 por ciento por peso del primer poliol y del 10 al 80 por ciento por peso del segundo poliol.

En otra modalidad, se proporciona un sistema de reacción para la producción de una espuma rígida de poliisocian urato . El sistema de reacción comprende: (A) una formulación de poliol que comprende: (1) un poliéster como el que se describió anteriormente; (B) un componente de poliisocianato, (C) agentes de soplado; (D) catalizador; y (E) opcionalmente, aditivos y auxiliares.

En otra modalidad, se proporciona un sistema de reacción para la producción de una espuma rígida de poliisocianurato. El sistema de reacción comprende: A) una formulación de poliol que comprende un primer poliol, el cual es el poliol de poliéster como el que se describió anteriormente; por lo menos un segundo poliol de poliéter que tiene una funcionalidad de 2 a 8, y un peso molecular de 100 a 2,000; y en donde el primer y segundo polioles están presentes en un porcentaje por peso de la mezcla de poliol desde 20 hasta el 90 por ciento por peso del primer poliol y del 10 al 80 por ciento por peso del segundo poliol: (B) un componente de poliisocianato, (C) agentes de soplado; (D) catalizador; y (E) opcionalmente, aditivos y auxiliares.

En todavía otra modalidad, se proporciona un proceso para preparar una espuma de poliisocianurato rígida. El procedimiento comprende: a. formar un sistema de reacción que contiene por lo menos: 1. una formulación de poliol como la que se describió anteriormente; 2. un componente de poliisocianato; y 3. por lo menos un hidrocarburo, hidrofluorocarbono, hidroclorofluorocarbono, fluorocarbono, dialquiléter o agente de soplado físico de dialquiléter sustituido por flúor; 4. catalizador; 5. opcionalmente, aditivos y auxiliares, y b. someter el sistema de reacción a condiciones tales que el sistema de reacción se expande y cura para formar una espuma de poliisocianurato rígida.

En todavía otra modalidad, se proporciona un elemento compuesto. El elemento compuesto comprende: i) una capa de guarnición; ii) una espuma rígida que comprende el producto de reacción de: (A) una formulación de poliol como la que se describió anteriormente; y (B) un componente de poliisocianato; (C) agentes de soplado; (D) catalizador; (E) opcionalmente, aditivos y auxiliares, y iii) opcionalmente, una segunda capa de guarnición.

En otra modalidad, se proporciona un proceso para preparar un elemento compuesto en donde la espuma rígida (ii) se adhiere a (i) y (¡ii) y es preparada entre (i) y (iii) haciendo reaccionar la formulación de isocianato y poliol a una temperatura desde 25°C hasta 70°C.

En las modalidades adicionales, dichos aditivos o auxiliares opcionales son seleccionados de los grupos que consisten en tintes, pigmentos, agentes de liberación de molde internos, retardantes de fuego, materiales de relleno, reforzadores, agentes de plastificado, supresores de humo, fragancias, agentes anti-estática, biocidos, antioxidantes, estabilizadores de luz, promotores de adhesión, tensoactivos y combinaciones de estos.

Descripción Detallada de la Invención Las modalidades de la presente invención se refieren a polioles de poliéster, formulaciones de poliol que comprenden dichos polioles de poliéster, y el uso de dichas formulaciones de poliol en la preparación de espumas rígidas de poliisocianurato que tienen una resistencia mejorada. Dichas espumas son particularmente útiles en la producción de elementos compuestos.

El uso de una formulación de poliol en la preparación de poliisocianuratos mediante la reacción de la formulación de poliol con un poliisocianato en la presencia de un catalizador, y posiblemente, otros ingredientes, es bien conocida. Los polioles de poliéster aromático, tales como aquellos basados en el residuo de proceso de dimetilo tereftalato (DMT), son utilizados ampliamente en la fabricación de los páneles de poliisocianurato rígido para ayudar al desempeño de combustibilidad de las espumas. Las formulaciones típicas que utilizan estos polioles de poliéster aromáticos, muestran una tendencia hacia una resistencia deficiente y una velocidad de línea de producción disminuida. Los intentos por modificar las formulaciones de poliisocianurato basadas en DMT para mejorar la resistencia han tenido como resultado otras consecuencias negativas en términos del procesamiento y/o propiedades de la espuma.

Las formulaciones de poliol que contienen los polioles de poliéster basados en ácido tereftálico descritas en la presente han tenido como resultado una espuma de poliisocianurato que tiene un perfil reactivo similar, pero una resistencia superior durante el marco de tiempo típico en el cual, un panel de doble guarnición podría ser un procesamiento a través de un sistema de laminado de banda doble (por ejemplo, menor de 8 minutos). Esta resistencia superior en resultados de reactividad similares en un panel que tiene una "dureza" incrementada al final de la línea de producción con un potencial reducido para la expansión posterior, encogimiento y deformación y daño de apilamiento y manejo.

El poliéster de la presente invención es el producto de reacción de por lo menos a) un componente aromático; b) por lo menos un poliol de poliéter que tiene una funcionalidad nominal de 2 y un contenido de polioxietileno de por lo menos el 70% por peso del poliol de poliéter; c) por lo menos un glicol diferente de (b) que tiene una funcionalidad nominal de 2 y un peso molecular desde 60 hasta 250 y d) por lo menos un poliol que tiene un peso molecular de 60 a 250 y una funcionalidad nominal de por lo menos 3. Se ha descubierto que dichos poliésteres pueden utilizarse para producir espumas de polüsocianurato que tienen una resistencia mejorada.

El componente aromático (a) del poliéster presente se deriva principalmente del ácido tereftálico. El ácido tereftálico generalmente comprenderá 80 por ciento molar o más del componente aromático (a). En las modalidades adicionales, el ácido tereftálico comprenderá 85 por ciento molar o más del componente aromático (a). En otras modalidades adicionales, el ácido tereftálico comprenderá 90 por ciento molar o más del componente aromático (a) para elaborar el poliéster. En otra modalidad, el componente aromático (a) comprende más de 95 por ciento molar de ácido tereftálico. En otra modalidad, el componente aromático (a) esencialmente se deriva del ácido tereftálico. Mientras que el poliéster puede ser preparado a partir de ácido tereftálico substancialmente puro, se pueden utilizar ingredientes más complejos, tales como los residuos de desecho o descartados de corriente lateral de la fabricación del ácido tereftálico. Otros tipos de materiales aromáticos, los cuales pueden estar presentes incluyen, por ejemplo, anhídrido itálico, anhídrido trimellítico, residuos tereftálicos de dimetilo.

El componente aromático (a) puede comprender por lo menos el 20% por peso, el 25% por peso, el 30% por peso, el 35% por peso, el 40% por peso, el 45% por peso, el 50% por peso, o el 55% por peso de la reacción total o mezcla de reacción. El componente aromático (a) puede comprender hasta el 25% por peso, el 30% por peso, el 35% por peso, el 40% por peso, el 45% por peso, el 50% por peso, el 55% por peso, o el 60% por peso de la reacción total. En ciertas modalidades, el componente aromático (a) puede comprender desde el 20% por peso hasta el 60% por peso de la reacción total. En una modalidad adicional, el componente aromático (a) comprende el 30% por peso o más de la reacción. En todavía una modalidad adicional, el componente aromático (a) comprende el 35% por peso o más de la reacción.

El componente de poliol de poliéter (b) puede obtenerse mediante la alcoxilación de las moléculas de partida adecuadas (iniciadores) con un C2 a C4 óxido de alquileno, tal como óxido de etilo, óxido de propileno, óxido de 1 ,2-butileno, óxido de 2,3-butileno, óxido de tetrametileno o una combinación de dos o más de los mismos. El componente de poliol de poliéter (b) generalmente contendrá más del 70% por peso de unidades de oxialquileno derivadas de unidades de óxido de etileno (EO) y preferentemente de por lo menos el 75% por peso de unidades de oxalquileno derivadas de EO. En otras modalidades, el componente de poliol de poliéter (b) contendrá más del 80% por peso de unidades de oxialquileno derivadas de EO y en una modalidad adicional, el 85% por peso o más de las unidades de oxialquileno se derivarán de EO. En algunas modalidades, el óxido de etileno será el óxido de alquileno solo utilizado en la producción del poliol. Cuando un óxido de alquileno diferente de EO se utiliza, se prefiere que el óxido de alquileno adicional, tal como propileno u óxido de butileno sea alimentado como una coalimentación con el EO o es alimentado como un bloque interno. El catalizador para esta polimerización puede ser, ya sea aniónico o catiónico, con catalizadores tales como hidróxido de potasio, hidróxido de cesio, trifluoruro de boro o un catalizador de complejo de cianuro doble (DMC) tal como hexacianocobaltato de zinc o compuesto de fosfazenio cuaternario. En el caso de catalizadores alcalinos, estos catalizadores alcalinos, preferentemente son removidos del poliol al final de la producción mediante el paso de terminado adecuado, tal como coalescencia, separación de silicato de magnesio o neutralización de ácido.

El componente de poliol poliéter (b), generalmente tiene un peso molecular desde 150 hasta 1,000. En una modalidad, el número de peso molecular promedio es de 160 o mayor. En una modalidad adicional, el número de peso molecular promedio es menor que 800, o incluso menor que 600. En una modalidad adicional, el número de peso molecular promedio es menor que 500.

Los iniciadores para la producción del componente de poliol de poliéter (b) tienen una funcionalidad de 2. Como se utiliza en la presente descripción, a menos que sea establecido de otra manera, la funcionalidad se refiere a la funcionalidad nominal. Los ejemplos no limitantes de dichos iniciadores incluyen, por ejemplo, etilénglicol, dietilénglicol, propiléng licol, agua y combinaciones de los mismos.

El componente de poliol de poliéter (b) puede comprender por lo menos, el 20% por peso, el 30% por peso, el 35% por peso, el 40% por peso, o el 45% por peso de la reacción total. El componente de poliol de poliéter (b) puede comprender hasta el 25% por peso, el 30% por peso, el 35% por peso, el 40% por peso, el 45% por peso o el 50% por peso de la reacción total. En ciertas modalidades, el componente de poliol de poliéter (b) puede comprender desde el 20% por peso hasta el 50% por peso de la reacción total. El componente de poliol de poliéter (b) generalmente comprende desde el 20 hasta el 50 por ciento por peso de la reacción total. En una modalidad adicional, el componente de poliol de poliéter (b) comprenderá desde el 30 hasta el 50% por peso de la reacción total. En otra modalidad, el componente de poliol de poliéter (b) comprenderá por lo menos el 35% por peso de la reacción total.

Además del componente aromático (a) y el componente de poliol de poliéter (b), la reacción para producir el poliéster contiene adicionalmente uno o más glicoles que tienen un peso molecular de 60 a 250 (componente c), el cual es diferente de (b) . Dicho glicol, o mezcla de glicoles, generalmente tendrá una funcionalidad nominal de 2.

En una modalidad, 2 glicoles funcionales del componente (c) pueden ser representados por la fórmula: OH-(CH2-CH-0)„-H 1 R (Fórmula I) en donde R es hidrógeno o un alquilo inferior de 1 a 4 átomos de carbono y n se selecciona para proporcionar un peso molecular de 250 o menos. En una modalidad adicional, n se selecciona para proporcionar un peso molecular de menos de 200. En una modalidad adicional, R es hidrógeno. Los ejemplos no limitantes de glicoles, que pueden ser utilizados en la presente invención incluyen, etilénglicol, dietilénglicol y otros polietilénglicoles, propilénglicol, dipropilénglicol, etc.

El componente (c) puede comprender por lo menos, el 10% por peso, el 12% por peso, el 15% por peso, el 18% por peso, el 20% por peso, o el 25% por peso de la reacción total. El componente (c) puede comprender hasta el 12% por peso, el 15% por peso, el 18% por peso, el 20% por peso, el 25% por peso, o el 30% por peso de la reacción total. El componente (c) generalmente comprenderá por lo menos el 10 por ciento por peso de la reacción y generalmente menos del 30 por ciento por peso de la reacción para elaborar el poliéster.

La reacción para producir el poliéster, puede contener adicionalmente un poliol que tiene una funcionalidad nominal de 3 o más y un peso molecular de 60 a 250 (componente d). Tres polioles funcionales incluyen, por ejemplo, glicerina y trimetololpropano. Los polioles de funcionalidad superior incluyen, por ejemplo, pentaeritritol.

El componente (d) puede comprender por lo menos, el 5% por peso, el 7% por peso, el 10% por peso, el 15% por peso, el 18% por peso de la reacción total. El componente (d) puede comprender hasta el 7% por peso, el 10% por peso, el 15% por peso, el 18% por peso, o el 20% por peso de la reacción total. El componente (c) generalmente puede comprender por lo menos el 5 por ciento por peso de la reacción y generalmente menos del 20 por ciento por peso de la reacción para elaborar el poliéster. En otra modalidad, el componente de glicol (b) comprenderá más del 7% por peso de la reacción total. En una modalidad adicional, el componente de glicol (d) será menor que el 18% por peso de la reacción total.

Con base en los componentes para la elaboración del poliéster, el poliéster tendrá una funcionalidad nominal mayor que 2.3 y generalmente no mayor que 2.7. En una modalidad adicional, el poliéster tiene una funcionalidad de 2.5 o menos, por ejemplo, una funcionalidad de 2.4. La cantidad de materiales utilizados para la elaboración del poliéster, generalmente proporcionarán un poliéster que tiene un número hidroxilo desde 200 hasta 400. En las modalidades adicionales, el número hidroxilo del poliéster es menor que 350.

Mediante la inclusión de una cantidad especificada del óxido de polietileno con base en el poliol poliéter junto con otros componentes como fue especificado anteriormente, junto con el componente aromático, la viscosidad del poliéster resultante, generalmente es menor que 15,000 cps (mPa*s) a una temperatura de 25°C, medida por UNI EN ISO 3219. En una modalidad adicional, la viscosidad del poliéster es menor que 10,000 cps (mPa*s). Aunque es deseable tener un poliéster con una viscosidad tan baja como sea posible, debido a las limitaciones químicas prácticas y las aplicaciones de uso final, la viscosidad del poliéster, generalmente será mayor que 1,000 cps (mPa*s).

Un poliéster de la presente invención puede incluir cualesquiera cantidades menores de glicol sin reaccionar que permanecen después de la preparación del poliéster. Aunque no es deseable, el poliéster puede incluir hasta aproximadamente el 30 por ciento por peso libre de glicol/polioles. El contenido libre de glicol del poliéster de la presente invención, generalmente es desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente el 30 por ciento por peso, y normalmente desde 1 hasta aproximadamente el 25 por ciento por peso, con base en el peso total del poliéster. El poliéster puede incluir también cantidades pequeñas de, componente aromático no ¡nter-esterificado. Normalmente, los materiales aromáticos no inter-esterificados estarán presentes en una cantidad de menos del 2 por ciento por peso con base en el peso total de los componentes combinados para formar el poliéster de la presente invención.

El poliéster puede ser formado por la policondensación/transesterificación y la polimerización de los componentes (a), (b), (c) y (d) bajo condiciones bien conocidas en la materia. Véase, por ejemplo, la publicación de G. Oertel, "Manual de poliuretano" (Polyurethane Handbook), Cari Hanser Verlag, Munich, Alemania 1985, páginas 54 a 62 y la publicación de Mihail lonescu, "Química y tecnología de polioles para poliuretanos" (Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes), Rapra Technology, 2005, páginas 263 a 294. En general, la síntesis se realiza a una temperatura desde 180 hasta 280°C. En otra modalidad, la síntesis se realiza a una temperatura de por lo menos 200°C. En una modalidad adicional, la síntesis se realiza a una temperatura de 215°C o mayor. En una modalidad adicional, la síntesis se realiza a una temperatura de 260°C o menor.

Aunque la síntesis puede ocurrir bajo presión reducida o incrementada, la reacción generalmente es realizada cerca de condiciones de presión atmosférica.

Aunque la síntesis puede ocurrir en la ausencia de un catalizador, los catalizadores que promueven la reacción de -esterificación/transesterificación/polimerización pueden ser utilizados. Los ejemplos de dichos catalizadores incluyen, tetrabutiltitanato, óxido de estaño de dibutilo, metóxido de potasio, u óxidos de zinc, plomo o antimonio; compuestos de titanio, tales como isopropóxido de titanio (IV) y acetilacetonato de titanio. Cuando se utiliza, dicho catalizador se utiliza en una cantidad de 0.005 hasta 1 por ciento por peso de la reacción. En las modalidades adicionales, el catalizador está presente en una cantidad desde 0.005 hasta 0.5 por ciento por peso de la reacción total.

El producto(s) volátil de la reacción, por ejemplo, agua y/o metanol, generalmente es despegado en lo alto en el proceso y fuerza a que se complete la reacción de intercambio de éster.

La síntesis, totalmente se lleva desde una hasta cinco horas. La longitud de tiempo real requerida varía, desde luego; con la concentración de catalizador, temperatura, etc. En general, se desea no tener un ciclo de polimerización demasiado largo, tanto por razones económicas como por la razón de que si el ciclo de polimerización es demasiado largo, puede ocurrir una degradación térmica.

El poliéster descrito en la presente descripción puede ser parte de una formulación de poliol para elaborar diversos productos de poliisocianurato. La formulación de poliol, también denominada como el componente reactivo al isocianato, junto con un componente de isocianato integra un sistema de reacción para producir una espuma de poliisocianurato. Dependiendo de la aplicación, el poliéster generalmente variará desde el 20 hasta el 90% por peso de la formulación de poliol total. El poliéster puede comprender por lo menos el 20% por peso, 25% por peso, 30% por peso, 35% por peso, 40% por peso, 45% por peso, 50% por peso, 55% por peso, 60% por peso, 65% por peso, 70% por peso, 75% por peso, 80% por peso, 85% por peso, 90% por peso, o el 95% por peso de la formulación de poliol total. El poliéster puede comprender hasta el el 25% por peso, 30% por peso, 35% por peso, 40% por peso, 45% por peso, 50% por peso, 55% por peso, 60% por peso, 65% por peso, 70% por peso, 75% por peso, 80% por peso, 85% por peso, 90% por peso, 95% por peso, o el 100% por peso de la formulación de poliol total. La cantidad del poliéster, el cual puede utilizarse para aplicaciones particulares, puede ser determinada fácilmente por aquellos expertos en la materia.

Otros polioles representativos útiles en la formulación de poliol pueden incluir polioles de poliéter, polioles de poliéster diferentes del poliéster de la presente invención, resinas de acetal terminadas por polihidroxi, y aminas terminadas por hidroxilo. Los polioles alternativos que pueden ser utilizados incluyen polioles basados de carbonato de polialquileno y polioles basados en polifosfato. El poliéter o polioles de poliéster son los preferidos. Los polioles de poliéter preparados agregando un óxido de alquileno, tal como óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno o una combinación de los mismo, para un iniciador que tiene de 2 a 8 átomos de hidrógeno activos. La funcionalidad de los polioles utilizados en la formulación de poliol dependerán de la aplicación de uso final conocida por aquellos expertos en la materia. Dichos poMoles ventajosamente tienen una funcionalidad de por lo menos 2, preferentemente de 3 y hasta de 8, preferentemente de hasta 6, átomos de hidrógeno activos por molécula. Los polioles utilizados para espumas rígidas, generalmente tienen un número hidroxilo de aproximadamente 200 hasta aproximadamente 1,200 y más preferentemente desde aproximadamente 250 hasta aproximadamente 800.

Los polioles que son derivados de recursos renovables tales como aceites vegetales o grasas animales también pueden ser utilizados como polioles adicionales. Los ejemplos de dichos polioles incluyen aceite de castor, poliéteres hid roximetilados como los que se describen en los documentos WO 04/096882 y WO 04/096883, los polioles hidroximetilados como los que se describen en las Patentes Norteamericanas Nos. 4,423,162; 4,496,487 y 4,543,369 los aceites vegetales "soplados", como los descritos en las solicitudes de patente publicadas Norteamericanas 2002/0121328, 2002/0119321 y 2002/0090488.

El incremento de la red de reticulación de la formulación de poliol, puede contener un poliol funcional superior que tiene una funcionalidad de 4 a 8. Los iniciadores de dichos polioles incluyen, por ejemplo, pentaeritritol, sorbitol, sucrosa, glucosa, fructosa u otros azúcares, y los similares. Dichos polioles funcionales superiores tendrán un número hidroxilo promedio desde aproximadamente 200 hasta aproximadamente 850, preferentemente desde aproximadamente 300 hasta aproximadamente 770. Otros iniciadores pueden ser agregados a los polioles funcionales superiores, tales como una glicerina para producir los polioles co-iniciados de funcionalidad desde 4.1 hasta 7 grupos hidroxilo por molécula y un peso equivalente de hidroxilo de 100 a 175. Cuando se utilizan, dichos polioles, generalmente comprenderán desde el 10 hasta el 50% por peso de la formulación de poliol para elaborar una espuma rígida, dependiendo de la aplicación particular.

La formulación de poliol puede contener hasta el 20% por peso de todavía otro poliol, el cual no es el poliéster, un poliol iniciado por amina o un poliol funcional superior y el cual tiene una funcionalidad hidroxilo de 2.0 a 5.0 y un peso equivalente de hidroxilo desde 90 hasta 600.

Para las aplicaciones de construcción, la formulación de poliol puede incluir también un poliol formado por alcoxilación de producto de una resina de fenol-formaldehído. Dichos polioles son conocidos en la materia como los polioles Novolac. Cuando se utiliza en una formulación de poliol, los polioles Novolac pueden estar presentes en una cantidad de hasta el 20% por peso de la formulación de poliol total.

En una modalidad, la presente invención proporciona una formulación de poliol que comprende desde el 30 hasta el 80 por ciento por peso de un poliéster como se describió anteriormente y el resto es por lo menos un poliol o una combinación de polioles que tienen una funcionalidad de 2 a 8 y un peso molecular de 100 a 10,000. El por lo menos un poliol puede tener una funcionalidad de 2 a 8, y un peso molecular de 100 a 2,000.

Los ejemplos específicos de formulación de poliol adecuada para la producción de una espuma rígida para aplicaciones de construcción que tiene una resistencia mejorada incluye una mezcla desde el 20 hasta el 90% por peso del poliéster de la presente invención; desde el 10 hasta el 80% por peso de sorbitol o sucrosa/glicerina iniciada por poliol de poliéter en donde el poliol o la mezcla de poliol tiene una funcionalidad de 3 a 8 y un peso equivalente de hidroxilo de 200 a 850, y si está presente hasta el 20% por peso de otro poliol que tiene una funcionalidad hidroxilo de 2.0 a 5.0 y un peso equivalente de hidroxilo desde 90 hasta 500.

Las formulaciones de poliol como las descritas en la presente descripción pueden ser preparadas elaborando polioles constituyentes individualmente, y posteriormente mezclándolos juntos. De manera alternativa, las formulaciones de poliol, no incluyendo el poliéster, pueden prepararse formando una mezcla de los compuestos iniciadores respectivos, y posteriormente alcoxilando la mezcla de iniciador para formar las formulaciones de poliol directamente. Las combinaciones de estos métodos también pueden ser utilizadas.

En otra modalidad, se proporciona un sistema de reacción para la producción de una espuma rígida. El sistema de reacción comprende (A) una formulación de poliol como la que se describió anteriormente, (B) un componente de poliisocianato, y (C) opcionalmente, aditivos y auxiliares. Dichos aditivos o auxiliares opcionales son seleccionados de los grupos que consisten en tintes, pigmentos, agentes de liberación de molde internos, tensoactivos , retardantes de fuego, materiales de relleno, reforzadores, agentes de plastificado, supresores de humo, fragancias, agentes anti-estática, biocidos, antioxidantes, estabilizadores de luz, promotores de adhesión, y combinaciones de estos.

Los poliisocianatos adecuados para la producción de productos de poliuretano incluyen isocianatos aromáticos, cicloalifáticos y alifáticos. Dichos isocianatos son bien conocidos en la materia.

Los ejemplos de isocianatos aromáticos adecuados incluyen los 4, 4'-, 2, 4" y 2,2'-isómeros de difenilmetano diisocianato (MDI), mezclas de los mismos y mezclas MDI poliméricas y monoméricas, tolueno-2,4- y 2,6-diisocianatos (TDI), m- y p-fenilenodiisocianato, clorofenileno-2,4-diisocianato, di fe nileno-4,4' -diisocianato, 4,4'-diisocianato-3,3'-dimetildifenilo, 3-metildifenil-metano-4,4'-diisocianato y difeniléterdiisocianato y 2,4,6-triisocianatotolueno y 2,4,4'-triisocianatodifeniléter.

También se puede utilizar un poliisocianato crudo en la práctica de la presente invención, tal como el diisocianato de tolueno crudo obtenido por la fosgenación de una mezcla de diamina de tolueno o el diisocianato de difenilmetano crudo obtenido mediante la fosgenación de la difenilamina de metileno cruda. En una modalidad, se utilizan las mezclas TDI/MDI.

Los ejemplos de poliisocianatos alifáticos incluyen diisocianato de etileno , diisocianato de 1 ,6-hexametileno, 1,3-y/o l,4-bis(isocianatometil)cic1 ohexano (que incluye cis- o trans-isómeros de cualquiera), diisocianato de isoforona (IPDI), tetrameti leno-1 ,4-diisocianato, metileno bis(cic1 ohexanoisocianato) (H12MDI), 1 ,4-diisocianato de ciclohexano, diisocianato de 4,4'-dicid ohexilmetano, análogos saturados de los isocianatos aromáticos mencionados anteriormente y mezclas de los mismos.

Los derivados de cualquiera de los grupos poliisocianato anteriores que contienen grupos biuret, urea, carbodiimida, alofonato y/o isocianurato, también se pueden utilizar. Estos derivados con frecuencia tienen funcionalidades de isocianato incrementadas y se utilizan de manera deseable cuando se desea un producto más altamente reticulado.

Para la producción de materiales de poliuretano rígido o poliisocianurato, el poliisocianato generalmente es un difenilmetano-4,4'-diisocianato, di fe nilmetano-2, 4' -diisocianato, polímeros o derivados de los mismos o una mezcla de los mismos. En una modalidad preferida, los prepolímeros terminados en isocianato son preparados con 4,4'-MDI, u otras mezclas de MDI que contienen una porción substancial o el 4,4'-¡sómero o MDI modificado como el que se describió anteriormente. Preferentemente, el MDI contiene del 45 al 95 por ciento por peso del 4,4'-isómero.

El poliisocianato es utilizado en una cantidad suficiente para proporcionar un índice de isocianato desde 150 hasta 800. El índice de isocianato es calculado como el número de grupos isocianato reactivos provistos por el componente de poliisocianato dividido entre el número de grupos reactivos a isocianato en la composición que forma el poliuretano (que incluye a aquellos contenidos por los agentes de soplado reactivos a isocianato, tales como agua) y multiplicándolo por 100. Se considera que el agua tiene dos grupos reactivos por isocianato por molécula para los propósitos de calcular el índice de isocianato. Para aplicaciones de espuma de poliisocian urato rígido, el índice de isocianato preferido, generalmente es desde 180 hasta 600 y en una modalidad adicional, desde 200 hasta 400. En otra modalidad, el índice es 205 o mayor.

También es posible utilizar uno o más extensores de cadena en el sistema de reacción para la producción de productos de poliuretano o poliisocianurato. La presencia de un agente que extiende la cadena se proporciona para propiedades físicas deseables, del polímero resultante. Los extensores de cadena pueden mezclarse con la formulación de poliol o 'pueden estar presentes como una corriente separada durante la formación del poliuretano o polímero de poliisocianurato. Un extensor de cadena es un material que tiene dos grupos reactivos de isocianato por molécula y un peso equivalente por grupo reactivo de isocianato de menos de 400, preferentemente menor que 300 y especialmente de 31 a 125 daltons. También pueden estar incluidos los reticuladores en formulaciones para la producción de poliuretano o polímeros de poliisocianurato de la presente invención. Los "reticuladores" son materiales que tienen tres o más grupos reactivos a isocianato por molécula y un peso equivalente por grupo reactivo de isocianato de menos de 400. Los reticuladores contienen de 3 a 8, especialmente de 3 a 4 hidroxilos, grupos amina primarios o grupos amina secundarios por molécula y tienen un peso equivalente desde 30 hasta aproximadamente 200, especialmente de 50 a 125.

Los polioles de la presente invención pueden ser utilizados con una variedad amplia de agentes de soplado. El agente de soplado utilizado en la composición de formación de poliisocianurato incluye por lo menos un agente de soplado físico, el cual es un hidrocarburo, hidrofluorocarbono, hidroclorofluorocarbono, fluorocarbono, d ialq uiléter, o un dialquiléter sustituido por flúor o una mezcla de dos o más de los mismos. Los agentes de soplado de estos tipos incluyen propano, isopentano, n-pentano, n-butano, isobutano, isobuteno, ciclopentano, dimetiléter, 1 , 1 -dicloro-1 -fluoroetano (HCFC-141b), clorodifluorometano (HCFC-22), 1-cloro-1 ,1-difluoroetano (HCFC-142b), 1 , 1 , 1 ,2-tetrafluoroetano (HFC-134A), 1 ,1 ,1 ,3,3-pentafluorobutano (H FC-365mfc), 1,1,-difluoroetano (HFC-152a), 1 ,1 ,1 ,2,3,3, 3-heptafluoropropano (HFC-227ea) y 1 , 1 , 1 ,3,3-pentafluoropropano (HFC-245fa). Los agentes de soplado de hidrocarburo e hidrofluorocarbono son los preferidos. Otros agentes de soplado que pueden ser utilizados, incluyen, por ejemplo, ácido fórmico, formiato de metilo, carbamatos y aductos de los mismos, dióxido de carbono, acetona, metilal o hidrofluoroolefina. Se puede utilizar una combinación de agentes de soplado. En una modalidad adicional, se utiliza un agente de soplado de hidrocarburo. Generalmente se prefiere incluir adicionalmente agua en la formulación, además del agente de soplado físico.

Los agentes de soplado preferentemente son utilizados en una cantidad suficiente, de manera que la formulación se cura para formar una espuma que tiene una densidad moldeada desde 16 hasta 160 kg/m3, preferentemente, desde 16 hasta 64 kg/m3 y especialmente desde 20 hasta 48 kg/m3. Para lograr estas densidades, el agente de soplado de hidrocarburo o hidrofluorocarbono convenientemente se utiliza en una cantidad que varía desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40, preferentemente desde aproximadamente 12 hasta aproximadamente 35, partes por peso por 100 partes por peso de poliol(es). El agua reacciona con los grupos isocianato para producir dióxido de carbono, el cual actúa como un gas de expansión. El agua se utiliza en forma adecuada en una cantidad dentro del intervalo de 0.5 hasta 3.5, preferentemente desde 1.0 hasta 3.0 partes por peso por 100 partes por peso de poliol(es).

El sistema de reacción para formar el poliisocianurato normalmente incluirá por lo menos un catalizador para la reacción de los polioles y/o agua con el poliisocianato. Los catalizadores de formación de uretano adecuados incluyen aquellos descritos por la patente Norteamericana No. 4,390,645 y en el documento WO 02/079340, ambas incorporadas en la presente descripción como referencia. Los catalizadores representativos incluyen compuestos de amina terciaria y fosfina, quelatos de diversos metales, sales de metal ácido de ácidos fuertes; bases fuertes, alcoholatos y fenolatos de diversos metales, sales de ácidos orgánicos con una variedad de metales, derivados organometálicos de estaño tetravalente, As, Sb y Bi trivalente y pentavalente y carbonilos metálicos de hierro y cobalto.

Los catalizadores de amina terciaria, generalmente son los preferidos. Entre los catalizadores de amina terciaria son dimetilbencilamina (tal como ESMORAPID® DB de Rhine Chemie), 1 ,8-diaza(5,4,0)undecano-7 (tal como POLYCAT® SA-1 de Air Products), pentametildietilenotriamina (tal como POLYCAT® 5 de Air Products), dimetu 1 cid ohexilamina (tal como POLYCAT® 8 de Air Products), trietilenodiamina (tal como DABCO® 33LV de Air Products), dimetiletilamina, n-etilmorfolina, compuestos de N-alquildimetilamina tales como N-etil N , N-dimetilamina y N-cetil ?,?-dimetilamina, compuestos N-alquilmorfolina tales como N-etilmorfolina y N-coco morfolina, y los similares. Otros catalizadores de amina terciaria que son útiles incluyen aquellos vendidos por Air Products bajo los nombres comerciales de DABCO® NE1060, DABCO® NE1070, DABCO® NE500, DABCO® TMR 30, POLYCAT® 1058, POLYCAT® 11, POLYCAT® 15, POLYCAT® 33, POLYCAT® 41 y DABCO® MD45, y aquellos vendidos por Huntsman bajo los nombres comerciales ZR 50 y ZR 70. Además, ciertos polioles iniciados por amina pueden utilizarse en la presente descripción como materiales de catalizador, que incluyen aquellos descritos en el documento WO 01/58976 A. Se pueden utilizar las mezclas de dos o más de los anteriores.

El catalizador se utiliza en cantidades catalíticamente suficientes. Para los catalizadores de amina terciaria preferidos, una cantidad adecuada del catalizador es desde aproximadamente 0.3 hasta aproximadamente 2 partes, especialmente desde aproximadamente 0.3 hasta aproximadamente 1.5 partes, de catalizador(es) de amina terciaria por 100 partes por peso del poliol(es).

Para la formación de poliisocianuratos, puede incluirse un catalizador de trimerización en el sistema de reacción total para la producción de una espuma rígida. Dicho catalizador de trimerización incluye, por ejemplo tris (dialquilaminoalquil)-s-hexahidrotriazinas tales como 1 ,3,5-tris(N,N-dimetilaminopropil)-s-hexahidrotriazina¡ DABCO T R 30, DABCO K 2097; DABCO K15, acetato de potasio, octoato de potasio; POLYCAT 43, POLYCAT 46, DABCO TMR, DABCO® TMR-2, DABCO® TMR-3, DABCO® TMR-4, DABCO® TMR-5, CURITHANE 52, hidróxidos de tetraalquilamonio tales como hidróxido de tetrametilamonio; hidróxidos de metal alcalino tales como hidróxido de sodio; alcóxidos de metal alcalino, tales como metóxido de sodio e ¡sopropóxido de sodio; y sales de metal alcalino de ácidos grasos de cadena larga que tienen de 10 a 20 átomos de carbono y, en algunas modalidades, grupos hidroxilo pendientes. La cantidad de catalizador de trimerización, cuando es utilizado, generalmente es desde el 0.5 hasta el 5 por ciento por peso del poliol total. En las modalidades adicionales, el nivel de catalizador de trimerización será de por lo menos el 1 por ciento por peso con base en el componente de poliol hasta el 4 por ciento por peso.

El sistema de reacción para formar el poliisocianurato también puede contener por lo menos un tensoactivo, el cual ayuda a estabilizar las celdas de la composición a medida que el gas evoluciona para formar burbujas y expandir la espuma. Los ejemplos de tensoactivos adecuados incluyen sales de metal y amina alcalina o ácidos grasos tales como oleato de sodio, estearato de sodio, ricinoleatos de sodio, oleato de dietanolamina, estearato de dietanolamina, ricinoleato de dietanolamina, y los similares; las sales de metal y amina alcalinas de ácidos sulfónicos tales como ácido dodecilbencenosulfónico y ácido dinaftilmetanodisulfónico; ácido ricinoléico; polímeros de siloxano-oxalquileno o copolímeros y otros organopolisiloxanos; alquilfenoles oxietilados (tales como Tergitol NP9 y Tritón X100, de The Dow Chemical Company); alcoholes grasos oxietilados tales como Tergitol 15-S-9, de The Dow Chemical Company; aceites de parafina; aceite de castor; ésteres de ácido ricinoléico; aceite rojo de pavo; aceite de cacahuate; parafinas; alcoholes grasos; dimetilpolisiloxanos y acrilatos origoméricos y grupos laterales de polioxialquileno y fluoroalcano. Estos tensoactivos, son utilizados de manera general en la cantidad de 0.01 a 6 partes por peso, con base en 100 partes por peso del poliol.

Los tensoactivos de organosilicón generalmente son los tipos preferidos. Una variedad amplia de estos tensoactivos de organosilicón están disponibles comercialmente, incluyendo aquellos vendidos por Goldschmidt bajo el nombre comercial TEGOSTAB® (tales como los tensoactivos TEGOSTAB® B-8462, B8427, B8433 y B-8404), aquellos vendidos por OSi Specialties bajo el nombre NIAX® (tales como los tensoactivos NIAX® L6900 y L6988) así como también diversos productos tensoactivos disponibles comercialmente de Air Products and Chemicals, tales como los tensoactivos DC-193, DC-198, DC-5000, DC-5043 y DC-5098.

Además de los ingredientes anteriores, el sistema de reacción que forma poliisocianurato puede incluir diversos componentes auxiliares tales como materiales de relleno, colorantes, enmascaradores de olor, retardantes de flama, biocidos, antioxidantes, estabilizadores de UV, agentes antiestáticos, modificadores de viscosidad y los similares.

Los ejemplos de retardantes de flama adecuados incluyen compuestos fosforosos, compuestos que contienen halógeno y melamina.

Los ejemplos de materiales de relleno y pigmentos incluyen carbonato de calcio, dióxido de titanio, óxido de hierro, óxido de cromo, tintes azo/diazo, ftalocianinas, dioxazinas, poliuretano rígido reciclado o espuma de poliisocianurato y negro de carbón.

Los ejemplos de estabilizadores de UV incluyen hidroxibenzotriazoles, triocarbamato de dibutilo de zinc, 1,6-diterciariobutilo catecol, hidroxibenzofenonas, aminas y fosfitos inhibidos.

Excepto por los materiales de relleno, los aditivos anteriores son utilizados generalmente en cantidades pequeñas. Cada uno puede constituir del 0.01 por ciento al 3 por ciento del peso total del sistema de reacción que forma el polüsocianurato. Los materiales de relleno pueden ser utilizados en cantidades tan altas como el 50% del peso total del sistema de reacción de formación de polüsocianurato.

El sistema de reacción de formación de polüsocianurato es preparado juntando los diversos componentes bajo condiciones, de tal manera que el poliol e isocianato reacciones, el agente de soplado genera un gas, y la composición se expande y cura. Todos los componentes (o cualquier sub-combinación de los mismos) excepto el polüsocianato pueden ser mezclados previamente en una composición de poliol formulada si se desea, la cual es mezclada posteriormente con el polüsocianato cuando la espuma va a ser preparada. Los componentes pueden ser calentados previamente si se desea, pero esto normalmente no es necesario, y los componentes pueden colocarse juntos aproximadamente a temperatura ambiente (~ 22°C) para conducir la reacción. Normalmente no es necesario aplicar calor a la composición para impulsar el curado, aunque también se puede realizar esto, si se desea.

La presente invención es particularmente útil en la producción de elementos compuestos, los cuales incluyen, por. lo menos una capa de guarnición de un material rígido o flexible y una capa central de una espuma rígida. En otra modalidad, el elemento compuesto incluye por lo menos dos capas exteriores de un material rígido o flexible con la capa central de espuma rígida emparedada entre éstas.

Para las capas exteriores o guarniciones, en principio es posible utilizar cualquiera de las guarniciones flexibles o rígidas utilizadas de manera convencional, tales como aluminio (lacado y/o anodizado), acero (galvanizado y/o lacado), cobre, acero inoxidable, y no metales, tales como fibras orgánicas no tejidas, hojas de plástico (por ejemplo, poliestireno), láminas de plástico (por ejemplo, lámina PE), hojas de madera, fibras de vidrio, cartón impregnado, papel o mezclas de laminados de éstos. Generalmente es preferido utilizar guarniciones metálicas, particularmente elaboradas de aluminio y/o acero. El espesor de las guarniciones generalmente es desde 200 pm hasta 5 mm. En las modalidades adicionales, el espesor es mayor de 300 µ?t? o mayores que 400 µ??. En las modalidades adicionales, el espesor es menor que 3 mm o menor que 2 mm. Un ejemplo de guarniciones disponibles comercialmente son las guarniciones metálicas de Galvalumne™.

Otros métodos de ejemplo para aplicar las espumas de poliisocianurato descritas en la presente, se describen en los documentos Norteamericanos 7,540,932, US 2007/0246160, WO 2008/018787 y WO 2009/077490.

En ciertas modalidades, puede ser ventajoso aplicar una o más capas que promueven la adhesión antes de la aplicación de la formulación de poliisocianurato para mejorar la adición entre la formulación de poliisocianurato y otras porciones del elemento compuesto. La capa que promueve la adhesión puede basarse en poliuretano o poliisocianurato. La capa que promueve la adhesión puede ser obtenida haciendo reaccionar (a) poliisocianatos con (b) compuestos que tienen dos átomos de hidrógeno reactivos hacia el isocianato.

La capa de espuma generalmente será desde 2 cm hasta 25 cm de espesor. En otras modalidades la capa de espuma es desde 2.5 hasta 21 cm y en una modalidad particular, desde 6 hasta 16 cm. La banda transportadora de doble banda, generalmente será calentada a una temperatura dentro del rango desde 35°C hasta 75°C. Preferentemente, la banda transportadora doble estará a temperaturas desde 45°C hasta 60°C.

Las aplicaciones para los páneles producidos incluyen el uso en paredes, techos y construcción de separación interior.

EJEMPLOS Los objetos y ventajas de las modalidades descritas en la presente descripción se ilustran adicionalmente a través de los siguientes ejemplos. Los materiales y cantidades particulares de los mismos, así como también otras condiciones y detalles, citados en estos ejemplos, no se utilizarán para limitar las modalidades descritas en la presente descripción. A menos que se establezca de otra forma, todos los porcentajes, partes y proporciones son por peso. Los ejemplos de la presente invención son numerados, mientras que las muestras comparativas, las cuales no son ejemplos de la presente invención, están designadas en forma alfabética.

Una descripción de los materiales crudos utilizados en los ejemplos, es de la siguiente manera.

VORANOL™ 360 es un poliol de poliéter de sucrosa/glicerina que tienen una funcionalidad de aproximadamente 4.5 y un número hidroxilo de aproximadamente 460, disponible de The Dow Chemical Company .

Poliol TERATE®-2031 es un poliol de poliéster basado en tereftalato dimetilo disponible de Invista.

Poliéster A es un poliol de poliéster basado en ácido tereftálico, dietilénglicol, glicerina y glicol de polietileno 200 como se describe en la presente descripción.

TCPP, Tris(cloroisopropil)fosfato, es un aditivo retardante de flama de baja viscosidad y ácido bajo disponible de Supresta.

DABCO® DC 193 es un tensoactivo de silicón disponible de Air Products (DABCO es una marca comercial de Air Products).

Catalizador DABCO® K-15 es una solución catalizadora de octoato de potasio en dietilénglicol disponible de Air Products.

Resina ARALDITE® CY179 es una resina multifuncional de carboxilato de diepoxi alicíclico disponible de Huntsman Advanced Materials Inc.

POLYCAT® 8 es un catalizador de amina de N,N-dimetilcid ohexil, disponible de Air Products.

HFC-245fa, 1 , 1 ,1 ,3,3-pentafluoropropano, es un agente de soplado disponible bajo el nombre comercial ENOV ATE® de Honeywell.

MDI polímérico PAPI™ 580N es un polifenilisocianato de polimetileno que contiene MDI disponible de The Dow Chemical Company.

Catalizador TYZOR® AA-105 (acetilacetonatos) el cual es un quelato de acetilacetonato de titanio disponible comercialmente de DuPont.

Las propiedades de los polioles de poliéster y las formulaciones que incorporan dichos poliésteres para producir una espuma de polüsocianurato son provistas en las Tablas 1 y 2, respectivamente. Los materiales crudos mostrados en la Tabla 1, son cargados en un reactor equipado con un tubo de entrada de nitrógeno, agitador neumático, termómetro y condensador. El calor es aplicado y el contenido del reactor elevado a una temperatura de 230 a 235°C. A una temperatura de 210°C, un catalizador de acetilacetonato de titanio (Tyzor AA-105 de Dorf Ketal) se cargó a 50 ppm y se aplicó flujo de nitrógeno. La mezcla se mantiene a una temperatura de 230 a 235°C durante 5 horas. El poliéster en este punto tiene un número ácido por debajo de 2.0 mgKOH/g y las propiedades descritas en la Tabla 1.

Tabla 1: Propiedades de Poliol de Poliéster a Poliol comercial utilizado comúnmente para elaborar espumas poliisocianurato retardantes de flama, la composición exacta no es conocida.

Tabla 2 Formulaciones Las propiedades de las espumas de poliisocianurato producidas son provistas en la Tabla 3.

Tabla 3 Resultados Para las pruebas de resistencia, una muestra de elevación libre se mezcló a mano y se vertió en un molde de madera alto de 8 pulgadas (30.3 cm) de largo por 8 pulgadas (20.3 cm) de ancho por 9.5 pulgadas (24.1 cm) de alto (temperatura ambiente). Se mezcló material suficiente para producir una espuma, de manera que la muestra terminada se eleva lo suficiente para formar una superficie plana sobre los lados de por lo menos 8 pulgadas (20.3 cm) de altura. La espuma se dejó curar en el molde hasta 1 minuto antes del tiempo de prueba deseado, es decir, 29 minutos durante un resultado de prueba de 30 minutos.

El procedimiento de prueba de resistencia se realizó en un Sistema de prueba de materiales extra ancho Instron 5566. La celda de carga (UK 537 / 2,000 Ib) se montó en una saliente que se monta en las guías verticales del marco de carga. El espécimen de prueba se colocó sobre una platina de prueba y posteriormente se comprimió mediante un pie mellador de 8 pulgadas (20.3 cm) de diámetro, el cual se fijó a la celda de carga.

Para empezar la prueba de resistencia, la muestra de espuma se colocó horizontalmente (en comparación con el vaciado) y ce centró sobre la platina de prueba Instron. 15 segundos antes del tiempo deseado [29 minutos 45 segundos después de la remoción del molde para una prueba de 30 minutos] se inició la prueba. Esto inició el Instron para hacer descender la saliente desde el inicio 228.6 mm (9 pulgadas (22.9 cm)) de la posición alta a un índice de 100 mm/min hasta que la celda de carga haga contacto con la muestra de espuma. La saliente continuó descendiendo hasta que se alcanzó una fuerza de 8.9 N (2.0 Ibf), en cuyo momento el espesor se registró en forma automática. A continuación, la saliente desciende nuevamente; esta vez a un índice de 305mm/min hasta que se obtuvo una compresión de 25.4 mm (en comparación con 2.0 Ib3) de espesor) en cuyo momento, la carga de compresión máxima (resistencia) se registró en forma automática. Los valores de resistencia proporcionan una indicación de la capacidad de productos moldeados o fundidos para soportar el manejo, la expulsión de molde y el maquinado antes de ser curados o endurecidos por completo.

Las espumas producidas utilizando la formulación del Ejemplo #1 representadas en la Tabla 2, tuvieron como resultado una espuma de polüsocianurato que tiene un perfil reactivo similar, pero con una resistencia superior durante el marco de tiempo típico en el cual, un panel de doble guarnición podría ser procesado a través de un sistema de laminado de banda doble (por ejemplo, menor de 8 minutos). Esta resistencia superior de reactividad similar tendrá como resultado un panel que tiene una "dureza" incrementada al final de la línea del cliente y un potencial reducido para la expansión posterior, encogimiento y deformación y daño de apilamiento y manejo.

Aunque lo anterior está dirigido a las modalidades de la presente invención, otras modalidades adicionales de la presente invención pueden ser visualizadas sin alejarse del alcance básico de la misma, y el alcance básico de la misma.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un poliéster, el cual es el producto de reacción de por lo menos: (a) un componente aromático que comprende 80 por ciento molar o más de ácido tereftálico; (b) por lo menos un poliol de poliéter que tiene una funcionalidad nominal de 2, un peso molecular de 150 a 1,000 y un contenido de polioxietileno de por lo menos el 70% por peso del poliol de poliéter; (c) por lo menos un glicol deferente de (b) que tiene una funcionalidad nominal de 2 y un peso molecular de 60 a 250; y (d) por lo menos un poliol que tiene un peso molecular de 60 a 250 y una funcionalidad nominal de por lo menos 3; en donde, a, b, c, y d están presentes en la reacción en una base de porcentaje por peso de 20 a 60 por ciento por peso de (a), 20 a 50 por ciento por peso de (b), 10 a 30 por ciento por peso de (c), y del 5 al 20 por ciento por peso de (d).

2. El poliéster tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado además porque el componente aromático comprende 85 porcentaje molar o más de ácido tereftálico.

3. El poliéster tal y como se describe en las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado además porque el componente (c) es etiléng licol , d ietil n g I ico I , u oxialquilénglicol de la fórmula: OH-(CH2-CH-0)N-H I R (Fórmula I) en donde R es hidrógeno o un alquilo inferior de 1 a 4 átomos de carbono y n se selecciona para proporcionar un peso molecular de 250 o menos.

4. El poliéster tal y como se describe en las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque el componente (c) es dietilénglicol, y polietilénglicol que tiene un peso molecular de 200 o menos.

5. El poliéster tal y como se describe en las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque el componente (d) es glicerina.

6. El poliéster tal y como se describe en las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque el poliéster tiene una funcionalidad entre 2.3 y 2.7.

7. El poliéster tal y como se describe en las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque tiene una viscosidad menor que 15,000 cps (mPa*s) a una temperatura de 25°C medido mediante UNI EN ISO 3219.

8. Un sistema de reacción para la producción de una espuma rígida, que comprende: (A) una formulación de poliol que comprende: (1) un poliéster, el cual es el producto de reacción de: (a) un componente aromático que comprende 80 por ciento molar o más de ácido tereftálico; (b) por lo menos un poliol de poliéter que tiene una funcionalidad nominal de 2, un peso molecular de 150 a 1,000 y un contenido de polioxietileno de por lo menos el 70% por peso del poliol de poliéter; (c) por lo menos un glicol deferente de (b) que tiene una funcionalidad nominal de 2 y un peso molecular de 60 a 250; y (d) por lo menos un poliol que tiene un peso molecular de 60 a 250 y una funcionalidad nominal de por lo menos 3; en donde, (a), (b), (c), y (d) están presentes en la reacción en una base de porcentaje por peso de 20 a 60 por ciento por peso de (a), 20 a 50 por ciento por peso de (b), 10 a 30 por ciento por peso de (c), y del 5 al 20 por ciento por peso de (d); (B) uno o más componentes de poliisocianato; (C) agentes de soplado; (O) catalizador; y (E) opcionalmente, aditivos y auxiliares.

9. El sistema de reacción tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado además porque el poliisocianato está en una cantidad suficiente para proporcionar un índice de isocianato desde 150 hasta 800.

10. El sistema de reacción tal y como se describe en la reivindicación 8 o 9, caracterizado además porque el uno o más componentes de poliisocianato (B) es un polifenilisocianato de polimetileno que contiene diisocianato de difenil de metileno (MDI).

11. El sistema de reacción tal y como se describe en las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado además porque la formulación de poliol comprende adicionalmente: (2) un poliol de poliéter adicional diferente de (b), (c) y (d) que tiene una funcionalidad de 2 a 8 y un peso molecular de 100 a 2,000.

12. Un elemento compuesto que comprende: i) una capa de guarnición; ii) una espuma rígida que comprende el producto de reacción de: (A) una formulación de poliol que comprende: (1) un poliéster, el cual es el producto de reacción de: (a) un componente aromático que comprende 80 por ciento molar o más de ácido tereftálico; (b) por lo menos un poliol de poliéter que tiene una funcionalidad nominal de 2, un peso molecular de 150 a 1,000 y un contenido de polioxietileno de por lo menos el 70% por peso del poliol de poliéter; (c) por lo menos un glicol deferente de (b) que tiene una funcionalidad nominal de 2 y un peso molecular de 60 a 250; y (d) por lo menos un poliol que tiene un peso molecular de 60 a 250 y una funcionalidad nominal de por lo menos 3; en donde, (a), (b), (c), y (d) están presentes en la reacción en una base de porcentaje por peso de 20 a 60 por ciento por peso de (a), 20 a 50 por ciento por peso de (b), 10 a 30 por ciento por peso de (c), y del 5 al 20 por ciento por peso de (d); (B) un componente de poliisocianato; (C) agentes de soplado; (D) catalizador; y (E) opcionalmente, aditivos y auxiliares.

13. El elemento compuesto tal y como se describe en la reivindicación 12, caracterizado además porque la formulación de poliol comprende adicionalmente: (2) un poliol de poliéter adicional diferente de (b), (c) y (d) que tiene una funcionalidad de 2 a 8 y un peso molecular de 100 a 2,000.

14. El elemento compuesto tal y como se describe en la reivindicación 13, caracterizado además porque la formulación de poliol comprende: del 20 al 90% por peso del poliéster; y del 10 al 80% por peso del poliol de poliéter adicional.

15. El elemento compuesto tal y como se describe en las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado además porque comprende adicionalmente: (iii) una capa de guarnición adicional, en donde la espuma rígida es formada entre la capa de guarnición y la capa de guarnición adicional.