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ES2386333T3 - Composiciones para formar espuma de poliuretano que contienen agentes de abertura de celdas de polisilsesquioxano - Google Patents

Composiciones para formar espuma de poliuretano que contienen agentes de abertura de celdas de polisilsesquioxano Download PDF

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ES2386333T3
ES2386333T3 ES09735043T ES09735043T ES2386333T3 ES 2386333 T3 ES2386333 T3 ES 2386333T3 ES 09735043 T ES09735043 T ES 09735043T ES 09735043 T ES09735043 T ES 09735043T ES 2386333 T3 ES2386333 T3 ES 2386333T3
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polyol
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polyurethane foam
polyurethane
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Bright Dai
Lijun Feng
Paul Austin
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Original Assignee
Momentive Performance Materials Inc
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Abstract

Una composición de formación de espuma que comprende: a) al menos un poliol; b) al menos un poliisocianato; c) al menos un catalizador de poliuretano; d) al menos un agente formador de burbujas; e) al menos un polisilsesquioxano; y, opcionalmente, f) al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en: tensioactivo, extendedor de cadena, reticulador, carga, refuerzo, pigmento, tinte, tintura, colorante, retardante de llama, antioxidante, antiozonante, estabilizante UV, agente antiestático, biocida y biostat.

Description

Composiciones para formar espuma de poliuretano que contienen agentes de abertura de celdas de polisilsesquioxano
La presente invenci6n se refiere a espumas moldeadas de poliuretano flexibles de alta resiliencia que tienen
5 estabilidad dimensional de la espuma mejorada. Mas en particular la presente invenci6n se refiere a composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano que contiene polisilsesquioxanos que proporciona espumas moldeadas de poliuretano flexibles de alta resiliencia con propiedades fisicas mejoradas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
En la tecnica de fabricaci6n de espuma de poliuretano flexible, se sabe que por utilizaci6n de formulaciones de
10 formaci6n de espuma que incorporan un poliisocianato organico muy reactivo y un poliol de alto peso molecular con un cierto nivel de contenido en grupo hidroxilo primario, se puede realizar una espuma con resiliencia mejorada y otras propiedades fisicas deseables. Tales espumas resultantes se han referido en la tecnica como espumas de "alta resiliencia". La resiliencia se define como la capacidad para volver facilmente a la forma y dimensiones originales despues de que se haya aplicado una fuerza deformadora y se haya retirado de un cuerpo. En tecnologia de
15 espuma de poliuretano, la industria considera en general que "factor de Combado" es la caracteristica que diferencia las espumas de alta resiliencia de espumas convencionales. Este factor de Combado es una medida de soporte proporcionada por un material de amortiguaci6n y representa la relaci6n de flexi6n de la carga de indentaci6n, ILO (por sus siglas en ingles), a flexi6n del 65 por ciento a la de a flexi6n del 25 por ciento (como por ASTM O-156464T). Segun patrones SPI, las espumas flexibles, convencionales, presentan un factor de Combado de
20 aproximadamente 1,7 a 2,2, mientras que las espumas de alta resiliencia muestran un factor de por encima de aproximadamente 2,2 a aproximadamente 3,2.
Las espumas de alta resiliencia han encontrado extensa aplicaci6n como material de amortiguamiento en mobiliario y asientos para autom6viles. Lo mas significativamente, estas espumas se han utilizado en la industria del autom6vil para fabricar asientos para coches moldeados. La mayoria de las tecnicas de espuma de poliuretano ya establecidas 25 se puede aplicar facilmente a espumas de alta resiliencia. Sin embargo, se ha encontrado que la estabilizaci6n y hundimiento de la espuma, un area particular de tecnologia, no son fuertemente transferibles. Oebido a la naturaleza altamente reactiva de la mezcla de reacci6n de la que se preparan las espumas de alta resiliencia, se ha encontrado que tales espumas presentan encogimiento caracteristico en el desmoldeo y enfriamiento. Los componentes de las mezclas de reacci6n de espumas convencionales, que sirven para estabilizar la composici6n a medida que
30 reacciona, espumas, y solidifica, no son eficaces para evitar el encogimiento en reacciones de formaci6n de espuma de alta resiliencia.
Para satisfacer los requerimientos de estabilizaci6n de espumas de alta resiliencia, se han desarrollado varias propuestas en que se incorporan los denominados "abridores de celdas" en la espuma. Estos ingredientes anadidos en general toman la forma de particulas con diametros de aproximadamente 2 micr6metros o menores. Una tecnica 35 implica la formaci6n de sistemas de "polimero-poliol", que se producen de mon6meros etilenicamente insaturados y polioles, como se ejemplifica por las descripciones en las Patentes de EE.UU. Nos. 3.383.351; 3.652.639 y
3.823.201. Estos polimero-polioles se mezclan comunmente con polieter-polioles y se usan como el agente reaccionante de poliol de partida.
Otra Patente de EE.UU. N° 4.278.770, explica que las composiciones de poliol que contienen material en forma de
40 particulas eficazmente dispersado, que presentan caracteristicas de dispersi6n criticas, se pueden usar para estabilizar la reacci6n de espumas en la preparaci6n de espuma de poliuretano de alta resiliencia.
En la Patente de EE.UU. N° 4.374.209, se forman particulas de polimero en un poliol haciendo reaccionar un isocianato organico con una olamina, un compuesto organico que contiene uno o mas grupos hidroxilo y uno o mas grupos amino. Aunque esto puede proporcionar una dispersi6n con utilidad en aplicaciones de espuma de alta
45 resiliencia, el grupo amino es en general catalitico para la reacci6n isocianato-agua, dando como resultado un estrecho margen de tratamiento. Como tal, el sistema es sensible a pequenas variaciones de la cantidad de catalizador. Oesviaciones muy ligeras de estos limites pueden causar una reacci6n demasiado rapida teniendo lugar insuficiente resiliencia en el producto de espuma.
Cuando se preparan espumas de poliuretano de alta resiliencia es importante asegurar que la espuma tiene una
50 cantidad suficiente de celdas abiertas para evitar el encogimiento en el enfriamiento. La preparaci6n de espuma de poliuretano de alta resiliencia esta casi siempre acompanada por la formaci6n de algunas celdas cerradas. La presencia de celdas cerradas reduce sustancialmente la estabilidad y flexibilidad dimensionales de la espuma al tiempo que aumenta su rigidez y fragilidad. El contenido de celdas cerradas de una espuma se puede reducir por medios mecanicos tales como trituraci6n o flexi6n de la espuma durante su procedimiento de curado causando que
55 las celdas cerradas se rompan y se abran. Alternativamente, la extensi6n de la formaci6n de celdas cerradas se puede minimizar en parte por selecci6n cuidadosa de agentes de abertura de celdas y sus niveles para la preparaci6n de las espumas.
Un problema comun con casi todos los abridores de celdas convencionales es que causan deterioro en las propiedades mecanicas de las espumas, especialmente resistencias a la compresi6n. Como no contribuyen a las propiedades totales de la espuma, salvo a las celdas abiertas, es deseable reducir la cantidad de abridor de celdas requerida o modificarla de tal manera que pueda contribuir a las propiedades de la espuma.
Oe acuerdo con esto, la presente invenci6n proporciona un agente de abertura de celdas, que puede ayudar a la abertura de celdas y mantener las propiedades mecanicas de espuma de poliuretano flexible de alta resiliencia.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una representaci6n grafica de los polisilsesquioxanos de los Ejemplos 1-3 en diversas concentraciones frente a Fuerza para Trituraci6n.
La Figura 2 es una representaci6n grafica de polisilsesquioxano de los Ejemplos 1-3 en diversas concentraciones frente a Identificaci6n de Flexi6n bajo Carga.
SUMARIO DE LA INVENCION
La invenci6n inmediata proporciona una composici6n formadora de espuma que comprende:
a) al menos un poliol;
b) al menos un poliisocianato;
c) al menos un catalizador de poliuretano;
d) al menos un agente formador de burbujas
e) al menos un polisilsesquioxano; y, opcionalmente,
f) al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en: tensioactivo, extendedor de cadena,
reticulador, carga, refuerzo, pigmento, tinte, tintura, colorante, retardante de llama, antioxidante, antiozonante,
estabilizante UV, agente antiestatico, biocida y biostat. La presente invenci6n proporciona composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano que contiene polisilsesquioxanos, para la preparaci6n de espumas moldeadas de poliuretano de alta resiliencia o viscoelasticas con una densidad de la espuma de aproximadamente 20 kg/m3 a aproximadamente 60 kg/m3, con estabilidad dimensional de la espuma mejorada.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Aparte de en los ejemplos de trabajo o donde se indique de otro modo, todos los numeros que expresan cantidades de materiales, condiciones de reacci6n, duraciones de tiempo, propiedades cuantificadas de materiales, etc., indicados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones se debe entender que se modifican en todos los casos por el termino "aproximadamente."
Tambien se entendera que se desea que cualquier intervalo numerico indicado en la presente memoria incluya todos los subintervalos dentro de ese intervalo y cualquier combinaci6n de los diversos extremos de tales intervalos o subintervalos.
Se entendera ademas que cualquier compuesto, material o sustancia que se describa de manera expresa o implicita en la memoria descriptiva y/o se indique en una reivindicaci6n como perteneciente a un grupo de compuestos, materiales o sustancias, relacionados de manera estructural, composicional y/o funcional, incluye individuos representativos del grupo y todas las combinaciones de los mismos.
Segun una realizaci6n de la invenci6n, la presente invenci6n proporciona una composici6n de formaci6n de espuma que comprende:
a) al menos un poliol,
b) al menos un poliisocianato;
c) al menos un catalizador de poliuretano;
d) al menos un agente formador de burbujas;
e) al menos un polisilsesquioxano; y, opcionalmente,
f) al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en: tensioactivo, extendedor de cadena, reticulador, carga, refuerzo, pigmento, tinte, tintura, colorante, retardante de llama, antioxidante, antiozonante, estabilizador UV, agente antiestatico, biocida y biostat.
Segun una realizaci6n de la invenci6n, la composici6n de formaci6n de espuma se refiere a preparaci6n de espuma de poliuretano flexible de alta resiliencia. La espuma de alta resiliencia (HR, por sus siglas en ingles) se usa ampliamente para almohadones para mobiliario, colchones, almohadones y relleno para autom6viles y otras numerosas aplicaciones que requieren mejor soporte y confort. La espuma de HR se diferencia de espuma convencional por su mayor confort o factor de soporte y mayor resiliencia. La espuma HR tambien se produce normalmente usando bajos niveles de agua para proporcionar mayores densidades de la espuma, tipicamente por encima de 20 kg/m3 y con frecuencia por encima de 40 kg/m3. La presente invenci6n tambien es util en espumas convencionales, que tienen densidades tan bajas como 15 kg/m3, y para la mayor parte por debajo de aproximadamente 40 kg/m3.
Segun otra realizaci6n de la invenci6n, la composici6n de formaci6n de la espuma se refiere a la preparaci6n de una espuma de poliuretano viscoelastica. La espuma de poliuretano viscoelastica (tambien conocida como espuma "muerta", espuma de "recuperaci6n retardada" o espuma de "alto amortiguamiento") se caracteriza por una recuperaci6n gradual, lenta de la compresi6n. Aunque la mayoria de las propiedades fisicas de las espumas de poliuretano viscoelasticas se asemeja a las espumas convencionales, el gradiente de densidad de la espuma de poliuretano viscoelastica es mucho mas deficiente. Para fabricar espuma de poliuretano viscoelastica, es deseable con frecuencia usar el denominado "poliol viscoelastico." El poliol viscoelastico se caracteriza por alto indice de hidroxilo (OH) y tiende a producir bloques de poliuretano de cadena mas corta con una temperatura de transici6n vitrea de la espuma resultante mas pr6xima a la temperatura ambiente.
En general, los componentes de composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano de la presente invenci6n incluyen uno o mas polioles, diisocianatos organicos tales como MOI, TOI (80/20 y/o diversas mixturas) y mezclas de los mismos, catalizadores, estabilizantes de espuma de silicona, agentes formadores de burbujas y abridores de celdas.
Se define que el poliol en la presente memoria, es decir, componente (a), util en las composiciones de formaci6n de espuma de poliuretano de la invenci6n, es un polimero normalmente liquido que posee grupos hidroxilo. Ademas, el poliol puede ser al menos uno del tipo usado en general para preparar espumas de poliuretano, por ejemplo, un polieter-poliol (a) que tiene un peso molecular de aproximadamente 150 a aproximadamente 10.000. El termino "poliol" incluye polieteres lineales y ramificados (con uniones eter), poliesteres y mezclas de los mismos y que comprenden al menos dos grupos hidroxilo.
Se pueden emplear polioles que contienen atomos de hidr6geno reactivos empleados en general en la producci6n de espumas de poliuretano de alta resiliencia en las formulaciones de la presente invenci6n. Los polioles son sustancias quimicas o polimeros con funciones hidroxi que cubren un amplio intervalo de composiciones de pesos moleculares variables y funcionalidad hidroxi. Estos compuestos de polihidroxilo son en general mixturas de diversos componentes aunque en principio se pueden usar compuestos polihidroxilicos puros, es decir, compuestos individuales.
Los polioles adecuados (a) incluyen: polieter poliol, poliester poliol, polieterester polioles, poliestereter polioles, polibutadieno polioles, polioles con componente acrilico anadido, polioles con componente acrilico dispersado, polioles con estireno anadido, polioles con estireno dispersado, polioles con vinilo anadido, polioles con vinilo dispersado, polioles con urea dispersada y polioles con policarbonato, polioxipropileno polieter poliol, poli(oxietileno/oxipropileno) polieter poliol, polibutadieno dioles, polioxialquileno dioles, polioxialquileno trioles, politetrametileno glicoles, policaprolactona dioles y trioles, y similares, todos los cuales poseen al menos dos grupos hidroxilo primarios. En una realizaci6n, algunos ejemplos especificos de polieter poliol (a) son polioxialquileno poliol, en particular poli(oxietilen)glicol poli(oxipropilen)glicol, lineal y ramificado, copolimeros de los mismos y combinaciones de los mismos. Polieter polioles de injerto o modificados, llamados tipicamente polioles polimericos, son los polieter polioles que tienen al menos un polimero de mon6meros etilenicamente insaturados dispersados en los mismos. Polieter polioles modificados, representativos, no limitantes, incluyen polioxipropileno polieter poliol en que se dispersa poli(estireno-acrilonitrilo) o poliurea y poli(oxietileno/oxipropileno) polieter polioles en que se dispersa poli(estireno-acrilonitrilo) o poliurea. Polieter polioles de injerto o modificados comprenden s6lidos polimericos dispersados. Poliesteres adecuados de la presente invenci6n, incluyen pero no se limitan a poliester polioles aromaticos tales como los fabricados con anhidrido ftalico (PA, por sus siglas en ingles), dimetiltereftalato (OMT) polietilenotereftalato (PET) y poliesteres alifaticos y similares. En una realizaci6n de la presente invenci6n, el polieter poliol (a) se selecciona del grupo que consiste en poliol 1053 ARCOL® y Arcol E-743, Hyperlite® E-848 de Bayer AG, Oow BASF Voranol®, Stepanpol® de Stepan, Terate® de Invista y combinaciones de los mismos.
Ejemplos no limitantes de polioles adecuados (a) son los procedentes de polimerizaci6n de 6xido de propileno y 6xido de etileno y un iniciador organico o mezcla de iniciadores de 6xido de alquileno y combinaciones de los mismos. Como se conoce, el indice de hidroxilo de un poliol es el numero de miligramos de hidr6xido de potasio requeridos para la hidr6lisis completa del derivado completamente acilado preparado a partir de un gramo de poliol. El indice de hidroxilo tambien se define por la siguiente ecuaci6n, que refleja su relaci6n con la funcionalidad y el peso molecular de polieter poliol (a):
en la que OH = indice de hidroxilo de polieter poliol (a); f = funcionalidad promedio, es decir, numero promedio de grupos hidroxilo por molecula de polieter poliol (a); y P. M. = peso molecular medio numerico de polieter poliol (a). El numero promedio de grupos hidroxilo en el polieter poliol (a) se consigue por control de la funcionalidad del iniciador
o mezcla de iniciadores usados en la producci6n polieter poliol (a).
Segun una realizaci6n de la presente invenci6n, el poliol (a) puede tener una funcionalidad de aproximadamente 2 a aproximadamente 12, y en otra realizaci6n de la presente invenci6n el poliol tiene una funcionalidad de al menos 2. Se entendera por un experto en la materia que estos intervalos incluyen todos los subintervalos en medio.
En una realizaci6n de la presente invenci6n, la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano comprende polieter poliol (a) con un indice de hidroxilo de desde aproximadamente 10 a aproximadamente 3.200. En otra realizaci6n de la presente invenci6n, el polieter poliol (a) tiene un indice de hidroxilo de desde aproximadamente 20 a aproximadamente 2.000. En otra realizaci6n mas el polieter poliol (a) tiene un indice de hidroxilo de desde aproximadamente 30 a aproximadamente 1.000. En otra realizaci6n mas el polieter poliol (a) tiene un indice de hidroxilo de desde aproximadamente 35 a aproximadamente 800.
El poliisocianato (b) de la presente invenci6n, incluye cualquier diisocianato que se usa comercialmente o convencionalmente para la producci6n de espuma de poliuretano. En una realizaci6n de la presente invenci6n, el poliisocianato (b) puede ser un compuesto organico que comprende al menos dos grupos isocianato y en general sera cualquiera de los diisocianatos aromaticos o alifaticos conocidos.
Los poliisocianatos que son utiles en la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano de esta invenci6n son los compuestos de poliisocianato organico que contienen al menos dos grupos isocianato y en general sera cualquiera de los poliisocianatos aromaticos o alifaticos conocidos. Segun una realizaci6n de la presente invenci6n, el poliisocianato (b) puede ser un diisocianato hidrocarbonado (por ejemplo, alquilendiisocianato y arilendiisocianato), tal como toluenodiisocianato, difenilmetanoisocianato, incluyendo versiones polimericas y combinaciones de los mismos. En otra realizaci6n mas de la invenci6n, el poliisocianato (b) puede ser is6meros de lo anterior, tal como metilendifenildiisocianato (MOI) y 2,4-y 2,6-toluenodiisocianato (TOI), asi como triisocianatos conocidos y polimetilen-poli(fenilenisocianatos) tambien conocidos como MOI polimerico o bruto y combinaciones de los mismos. Ejemplos no limitantes de is6meros de 2,4-y 2,6-toluenodiisocianato incluyen TOI Mondur®, MOI Papi 27 y combinaciones de los mismos.
En una realizaci6n de la invenci6n, el poliisocianato (b) puede ser al menos una mezcla de 2,4-toluenodiisocianato y 2,6-toluenodiisocianato, en la que el 2,4-toluenodiisocianato esta presente en una cantidad de desde aproximadamente 80 a aproximadamente 85 por ciento en peso de la mezcla y en la que el 2,6-toluenodiisocianato esta presente en una cantidad de desde aproximadamente 20 a aproximadamente 15 por ciento en peso de la mezcla. Sera evidente para un experto en la materia que estos intervalos incluyen todos los subintervalos en medio.
La cantidad de poliisocianato (b) incluida en la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano referente a la cantidad de otros materiales en la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano se describe en los terminos de "indice de Isocianato." El "indice de Isocianato" significa la cantidad real de poliisocianato (b) usada dividida por la cantidad estequiometrica requerida te6ricamente de poliisocianato (b) requerida para reaccionar con todo el hidr6geno activo en la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano multiplicada por cien (100). En una realizaci6n de la presente invenci6n, el indice de Isocianato en la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano usada en el procedimiento en la presente memoria es de desde aproximadamente 60 a aproximadamente 300, y en otra realizaci6n, de desde aproximadamente 70 a aproximadamente 200 y en otra realizaci6n mas de desde aproximadamente 80 a aproximadamente 120. Sera evidente para un experto en la materia que todos estos intervalos incluyen todos los subintervalos en medio.
El catalizador (c) para la producci6n de la espuma de poliuretano en la presente memoria puede ser un s6lo catalizador o una mezcla de catalizadores tales como los usados comunmente para catalizar las reacciones de poliol y agua con poliisocianatos para formar espuma de poliuretano. Es comun, pero no se requiere, usar tanto una organoamina como un compuesto de organoestano para este fin. Otros catalizadores de metal se podian usar en vez de o ademas de, compuestos de organoestano. Ejemplos no limitantes adecuados de catalizadores de formaci6n de espuma de poliuretano incluyen (i) aminas terciarias tales como bis(2,2'-dimetilamino)etil eter, trimetilamina, trietilendiamina, 1, 8-Oiazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno, trietilamina, N-metilmorfolina, N,N-etilmorfolina, N,N-dimetilbencilamina, N,N-dimetiletanolamina, N,N,N',N'-tetrametil-1,3-butanodiamina, pentametildipropilentriamina, trietanolamina, trietilenodiamina, 2-{[2-(2-dimetilaminoetoxi)etil]metilamino} etanol, 6xido de piridina y similares; (ii) bases fuertes tales como hidr6xidos de metal alcalino y alcalino-terreo, alc6xidos, fen6xidos y similares; (iii) sales de metal acidas de acidos fuertes tales como cloruro ferrico, cloruro estannoso, tricloruro de amonio, nitrato y cloruro de bismuto y similares; (iv) quelatos de diversos metales tales como los que se obtienen de: acetilacetona, benzoilacetona, trifluoroacetilacetona, acetoacetato de etilo, aldehido salicilico, ciclopentanona-2-carboxilato, acetilacetonaimina, bis-acetilaceona-alquilendiiminas, salicilaldehidoimina y similares,
con diversos metales tales como: Be, Mg, Zn, Cd, Pb, Ti, Zr, Sn, As, Bi, Cr, Mo, Mn, Fe, Co, Ni, o iones tales como MoO2 ++, UO2 ++ y similares; (v) alcoholatos y fenolatos de diversos metales tales como Ti(OR)4, Sn(OR)4, Sn(OR)2, Al(OR)3, y similares, en las que R es alquilo o arilo de desde 1 a aproximadamente 12 atomos de carbono y productos de reacci6n de alcoholatos con acidos carboxilicos, beta-dicetonas y 2-(N,N-dialquilamino)alcanoles, tales como quelatos muy conocidos de titanio obtenidos por este procedimiento o por procedimientos equivalentes;
(vi) sales de acidos organicos con una variedad de metales tales como metales alcalinos, metales alcalino-terreos, Al, Sn, Pb, Mn, Co, Bi, y Cu, incluyendo, por ejemplo, acetato de sodio, laurato de potasio, hexanoato de calcio, acetato estannoso, octoato estannoso, oleato estannoso, octoato de plomo, secantes metalicos tales como naftenato de manganeso y cobalto y similares; (vii) derivados organometalicos de estano tetravalente, As, Sb, y Bi, trivalentes y pentavalentes, y carbonilos de metal de hierro y cobalto y combinaciones de los mismos. En una realizaci6n especifica de compuestos de organoestano que son sales de dialquilestano de acidos carboxilicos, pueden incluir los ejemplos no limitantes de diacetato de dibutilestano, dilaureato de dibutilestano, maleato de dibutilestano, diacetato de dilaurilestano, diacetato de dioctilestano, dibutilestano-bis(4-metilaminobenzoato), dibutilestanodilaurilmercaptida, dibutilestano-bis(6-metilaminocaproato) y similares, y combinaciones de los mismos. Similarmente, en otra realizaci6n especifica se pueden usar hidr6xido de trialquilestano, 6xido de dialquilestano, dialc6xido de dialquilestano o dicloruro de dialquilestano y combinaciones de los mismos. Ejemplos no limitantes de estos compuestos incluyen hidr6xido de trimetilestano, hidr6xido de tributilestano, hidr6xido de trioctilestano, 6xido de dibutilestano, 6xido de dioctilestano, 6xido de dilaurilestano, dibutilestano-bis(isoprop6xido) dibutilestano-bis(2dimetilaminopentilato), dicloruro de dibutilestano, dicloruro de dioctilestano y similares y combinaciones de los mismos.
En una realizaci6n, el catalizador (c) puede ser un catalizador de organoestano seleccionado del grupo que consiste en: octoato estannoso, dilaurato de dibutilestano, diacetato de dibutilestano, oleato estannoso y combinaciones de los mismos. En otra realizaci6n, el catalizador (c) puede ser un catalizador de organoamina, por ejemplo, amina terciaria tal como trimetilamina, trietilamina, trietilenodiamina, bis(2,2'-dimetilamino)etil eter, N-etilmorfolina, dietilentriamina, 1, 8-Oiazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno y combinaciones de los mismos. En otra realizaci6n, el catalizador (c) puede incluir mezclas de amina terciaria y glicol, tales como catalizador C-183 Niax® (Momentive Performance Materials, Inc.), octoato estannoso, tal como catalizador O-19 Niax® (Momentive Performance Materials, Inc.), y combinaciones de los mismos.
Segun una realizaci6n de la presente invenci6n, los catalizadores de amina (c), para la producci6n de espumas en bloques y moldeadas, flexibles, de alta resiliencia, incluyen bis(N,N-dimetilaminoetil) eter y 1,4diazabiciclo[2.2.2]octano.
En otra realizaci6n, los catalizadores de amina pueden incluir mezclas de amina terciaria y glicol, tales como catalizador C-183 Niax®, octoato estannoso, tal como catalizador O-19 Niax® y combinaciones de los mismos, todos disponibles en Momentive Performance Materials.
Al menos un agente formador de burbujas de la composici6n de formaci6n de la espuma, es decir, componente (d),
o del tipo fisico y/o quimico, se puede incluir en la mezcla de reacci6n. Agentes formadores de burbujas fisicos tipicos incluyen: cloruro de metileno, acetona, agua o CO2,que se usan para proporcionar expansi6n en el procedimiento de formaci6n de espuma. Un agente formador de burbujas quimico tipico es el agua, que reacciona con isocianatos en la espuma, formando una mezcla de reacci6n para producir gas di6xido de carbono. Estos agentes formadores de burbujas poseen niveles variables de solubilidad o compatibilidad con los otros compuestos usados en la formaci6n de espumas de poliuretano. Oesarrollar y mantener una buena emulsificaci6n cuando se usan componentes con deficiente compatibilidad es critico para tratar y conseguir una calidad de espuma de poliuretano aceptable.
Segun una realizaci6n de la invenci6n, los polisilsesquioxanos, es decir el componente (e), son materiales de polialquilsilsesquioxano con las propiedades deseadas de abertura de celdas del poliuretano para producir la espuma de poliuretano flexible de alta resiliencia. Oeseablemente, estos polisilsesquioxanos no son reactivos dentro de la composici6n de formaci6n de la espuma y poseen suficiente compatibilidad con la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano, flexible.
El polisilsesquioxano, es decir, los poliorganosilsesquioxanos o polialquilsilsesquioxano, de la invenci6n tiene una estructura de tipo caja o de doble anillo. Los polisilsesquioxanos se pueden preparar por metodos convencionales, tales como los descritos en F. Brown et al., J. Polymer Sci., Parte C, N° 1, pag. 83 (1.983), de tal manera que uno o mas de los trialcoxisilanos se hidrolizan con un catalizador acido y se condensan. Ejemplos adecuados de poliorganosilsesquioxano incluyen polialquilsilsesquioxanos, segun lo cual los grupos alquilo pueden ser metilo, alquilo que contiene 2 a 18 carbonos, fenilo, vinilo, ciclohexilo o cualquier combinaci6n de estos.
En una realizaci6n de la invenci6n, el poliorganosilsesquioxano es un polialquilsilsesquioxano, en el que el grupo alquilo puede ser un metilo, un alquilo, fenilo, vinilo, ciclohexilo con 2 a 18 carbonos o una combinaci6n de los mismos. Los ejemplos incluyen: polimetilsilsesquioxano, polifenilsilsesquioxano, polifenil-metilsilsesquioxano, un copolimero de fenilsilsesquioxano-dimetilsiloxano en forma liquida, polifenil-vinilsilsesquioxano, policiclohexilsilsesquioxano y policiclopentilsilsesquioxano.
En una realizaci6n de la invenci6n, el poliorganosilsesquioxano es un material de polvo de polialquilsiloxano preparado por uno de los siguientes: hidr6lisis, polimerizaci6n o reticulaci6n de alquilsilanos o alquilsiloxanos de tal manera que proporcione una estructura de material en forma de particulas definida con una superficie que consiste en gran medida en atomos de silicona con funciones alquilo.
En otra realizaci6n mas, la resina de escalera de silicio es un poli(metilsilsesquioxano) obtenido por condensaci6n hidrolitica en amoniaco acuoso o aminas de metiltri-alcoxisilanos o sus hidroxilados o condensados. La resina es esferica en conformaci6n y forma de polvos sueltos, que tienen pocas impurezas tales como cloro, metales alcalinos
o metales alcalino-terreos.
Segun una realizaci6n de la invenci6n, el polisilsesquioxano se usa en una cantidad suficiente para proporcionar los efectos deseados de abertura de celdas en espumas de poliuretano de alta resiliencia de la invenci6n. En una realizaci6n, la cantidad de polisilsesquioxano es aproximadamente 0,001 a 7,5 por ciento en peso de la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano total. En otra realizaci6n, la cantidad de polisilsesquioxano es aproximadamente 0,010 a aproximadamente 5 por ciento en peso. En otra realizaci6n, la cantidad de polisilsesquioxano es aproximadamente 0,20 a aproximadamente 3 por ciento en peso de la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano total. En otra realizaci6n mas, la cantidad de polisilsesquioxano es aproximadamente 0,2 a aproximadamente 1 por ciento en peso de la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano.
En una realizaci6n de la invenci6n, el poliorganosilsesquioxano tiene un tamano de particula medio de aproximadamente, o menos de, 12 Im. En otra realizaci6n, el poliorganosilsesquioxano tiene un tamano de particula medio de aproximadamente 2 Im o menos. En otra realizaci6n mas, el poliorganosilsesquioxano es un polvo de polimetilsilsesquioxano con el nombre comercial Tospearl (disponible en Momentive performance Materials, Inc.) con un tamano medio de particula de igual a o menor que aproximadamente 4,0 Im. En otra realizaci6n mas, el poliorganosilsesquioxano con el nombre comercial Tospearl 120 (disponible en Momentive performance Materials, Inc.) tiene un tamano medio de particula de igual a o menor que aproximadamente 2,0 Im.
Los tensioactivos opcionales incluyen: polietilenglicol, polipropilenglicol, aceite de ricino etoxilado, etoxilato de acido oleico, etoxilatos de alquilfenol, copolimeros de 6xido de etileno (OE) y 6xido de propileno (OP) y copolimeros de siliconas y polieteres (copolimeros de polieter de silicona), copolimeros de siliconas, aceites de dimetilsilicona y copolimeros de 6xido de etileno y 6xido de propileno y mezclas de los mismos en una cantidad que oscila de 0 por ciento en peso a aproximadamente 20 por ciento en peso, mas preferiblemente de aproximadamente 0,1 por ciento en peso a aproximadamente 5 por ciento en peso, y lo mas preferiblemente de aproximadamente 0,2 por ciento en peso a aproximadamente 1 por ciento en peso de la composici6n total. El uso de polieter de silicona como tensioactivo no i6nico se describe en la patente de EE.UU. 5.744.703 cuyas explicaciones con la misma y por la presente se incorporan especificamente como referencia.
Se pueden anadir otros aditivos en sus cantidades normales y convencionales para la espuma de poliuretano para impartir propiedades especificas a espuma de poliuretano, como se sabe en la tecnica, incluyendo, pero no limitandose a, retardante de llama, estabilizante, agente colorante, carga, agente antibacteriano, aceite extendedor, agente antiestatico, disolvente y combinaciones de los mismos.
Los metodos para producir espuma de poliuretano a partir de la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano de la presente invenci6n no estan limitados en particular. Se pueden emplear diversos metodos usados comunmente en la tecnica. Por ejemplo, se pueden usar diversos metodos descritos en "Polyurethane Resin Handbook," por Keiji Iwata, Nikkan Kogyo Shinbun, Ltd., 1.987. Por ejemplo, la composici6n de la presente invenci6n se puede preparar por combinaci6n de los polioles, catalizador de amina, tensioactivos, agente formador de burbujas y compuestos adicionales incluyendo ingredientes opcionales en una premezcla. Esta mezcla de poliol se anade y se mezcla con el isocianato.
Ejemplos:
Los polisilsesquioxanos de los Ejemplos 1-4 presentados en la presente memoria se fabricaron por Momentive Performance Materials Inc., y se proporcionaron como resinas de silicona microfinas con diferentes tamanos de particula que oscilan de 0,5 a 12 micr6metros. Se presenta en la Tabla 1 el tamano de particula de los polisilsesquioxanos y la descripci6n.
Tabla 1: Oatos de Productos de Polisilsesquioxanos
Polisilsesquioxano
Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4
Aspecto
Polvo blanco fino esferico Polvo blanco fino esferico Polvo blanco fino esferico Polvo blanco fino esferico
Tamano medio de particula (Im)
2 3 4.5 4-8
La siguiente formulaci6n presentada en la Tabla 2 se prepar6 para evaluar el efecto del uso de polisilsesquioxano y el tamano. La siguiente formulaci6n esta basada en sistema TM20, es decir, mezcla TOI/MOI incluyendo 80� de TOI y 20� de MOI en peso. La densidad de la espuma preparada fue aproximadamente 46 kg/m3.
Tabla 2. Formulaci6n de espuma moldeada de poliuretano flexible de alta resiliencia
Ingredientes
Partes por Cien de Poliol (ppcp)
Poliol Base (1)
80
Poliol Polimero (2)
20
Oietanolamina (3)
1
Niax� A-400 (4)
0,2
Niax� A-33 (5)
0,4
Niax� L-3555 (6)
1
Agua (7)
2,94
Polisilsesquioxano (8)
0,05
TM20 (9)
42
(1) Poliol Base: polieter triol de peso molecular 5.000 preparado por la oxialquilaci6n de glicerol catalizada con KOH primero con aproximadamente 65 moles de 6xido de propileno y despues con aproximadamente 15 moles de 6xido de etileno. (2) Poliol Polimero incluye 72� de polieter poliol y 28� de copolimero de injerto de estireno, acrilonitrilo y polieter polioles. El indice de OH es 27. (3) Oietanolamina: un extendedor de cadena en espumas de poliuretano, que reacciona con isocianato para conseguir grupo uretano y generar calor para curar y mejorar la estabilidad de la espuma. (4) Niax� A-400: un catalizador patentado de Momentive Performance Materials. (5) Niax� A-33: un catalizador de gel de glicol de Momentive Performance Materials. (6) Niax� L-3555: un tensioactivo de silicona que ofrece celdas finas, estabiliza espumas y mejora la superficie de la espuma. Se produce en Momentive Performance Materials. (7) Agua reacciona con isocianato para conseguir urea en el sistema de la espuma y genera CO2 y calor. (8) Polisilsesquioxano: un agente abridor de celdas de la presente invenci6n fabricado por Momentive Performance Materials.Inc. (9) TM20 es un sistema de mezcla con 80� de TOI (Toluenodiisocianato) y 20� de PMOI (4,4,-metanodifenildiisocianato polimerico).
5 La formulaci6n presentada en la Tabla 2 es una formulaci6n de formaci6n de espuma moldeada de poliuretano flexible de alta resiliencia mezclada a mano preparada segun el siguiente procedimiento: Todos los componentes, de formaci6n de la espuma, salvo isocianato, se pesan en un vaso de papel y se mezclan durante 30 segundos a 314 rad/s (3.000 rpm) con una pala de mezcla grande. Se pesa isocianato en un envase separado, se anade a la mezcla descrita previamente y se mezcla durante unos 6 segundos adicionales a 314 rad/s (3.000 rpm). La mezcla de
10 formaci6n de espuma se vierte inmediatamente en un molde cuadrado de aluminio de 300 mm � 300 mm � 100 mm a una temperatura de 65�C. El tiempo de desmoldeado es 5 minutos. Las propiedades fisicas de las espumas se miden segun ASTM O-3574. La Fuerza para trituraci6n (FTC, por sus siglas en ingles) es la propiedad clave referida a abertura de celdas de la espuma. ILO (Identificaci6n de Flexi6n de Carga) en Caliente significa la dureza de las espumas post-trituraci6n.
15 La realizaci6n de la espuma se presenta en las Figuras 1 y 2.
Los Ejemplos 1-3 se presentan en las formulaciones indicadas, Figuras 1 y 2. Se usaron 0,03 ppcp de los Ejemplos 1-3 para preparar las formulaciones de formaci6n de espuma moldeadas de poliuretano flexible de alta resiliencia presentadas en las Figuras 1 y 2. Los datos presentados en la Figura 1 muestran una disminuci6n significativa en la Fuerza para Trituraci6n (FTC), al tiempo que se mantiene la Flexi6n de Carga de Indentaci6n en Caliente (ILO en Caliente) cuando se mide por fuerza "N" (en unidad Newton) (ILO en Caliente es una medida de la dureza de la espuma despues de desmoldear del molde) indicado en la Figura 2.
La formulaci6n de espuma presentada en la Tabla 3 se us6 para evaluar el efecto de los polisilsesquioxanos en un sistema TM20. La densidad de la espuma preparada fue aproximadamente 46 kg/m3.
Tabla 3. Evaluaci6n formulaci6n basada en sistema TM20
ppcp
Poliol Base
80
Poliol Polimero
20
OEOA
1
Agua
2,94
A-400
0,2
A-33
0,4
L-3555
1
Abridor de celdas
TM20 (indice=100)
42
Se usaron 0,05 ppcp (partes por cien de poliol) de los polisilsesquioxanos de los Ejemplos 1-4 como agente abridor de celdas en la preparaci6n de espuma moldeada de poliuretano flexible de alta resiliencia como sigue: Se mezclaron poliol de base y poliol injertado juntos segun una relaci6n en peso de 80:20 durante 10 minutos en 314 10 rad/s (3.000 rpm). Se anadieron dietanolamina, agua, A-400, A-33 y L-3555 a los polioles mezclados y se mezclaron durante 10 minutos. La resina mezclada esta lista. Se mezclan la resina mezclada y Tospearl durante al menos 3 minutos a 314 rad/s (3.000 rpm). Se anaden isocianato TM20 durante un intervalo de 5 segundos y despues se mezcla durante otros 6 segundos. Finalmente, se vierten en un molde cuadrado de 300 mm � 300 mm � 100 mm mantenido a una temperatura de 65�C. Oespues de 5 minutos, se desmoldearon las espumas. Oespues de 1 minuto, 15 se midi6 la Fuerza para Trituraci6n (FTC) de la espuma usando una maquina Ensayadora de Materiales Zwick segun ASTM O-3574. A continuaci6n de este ensayo, se trituraron las espumas y se midi6 el ILO en Caliente de la espuma.
Las realizaciones de la espuma se presentan en la Tabla 4.
Tabla 4. Propiedades Fisicas de la espuma para diferentes abridores de celdas formulados en sistema TM20
Nombre
Nivel de Uso, ppcp FTC (75�), N TLO Caliente (75�), N
Ejemplo Comparativo 1 (no anadido agente de abertura de celdas)
0 553 240
Ejemplo 1
0,05 293 229
Ejemplo 2
0,05 234 216
Ejemplo 3
0,05 236 238
Ejemplo 4
0,05 330 245
Ejemplo Comparativo 2 (41�B01�)
1 398 228
� 41�B01 es el abridor de celdas comercial y producido por Bayer Materials.
0,05 pcp de los Ejemplos 1-4 redujeron la FTC por 40 a 50 por ciento. Los Ejemplos 1-4 proporcionaron resultados
20 mas eficaces que el agente abridor de celdas comercial del Ejemplo Comparativo 2, que redujo la FTC por 40 por ciento a un nivel de uso de 20 veces comparado con los Ejemplos 1-4. Los datos muestran que el tamano de los polisisesquioxano tambien afecta a la abertura de las celdas. Los Ejemplos 2 y 3 con tamano de particula de 3-4,5 Im proporcion6 los mejores resultados en esta formulaci6n. Tambien se puede observar que el agente abridor de celdas de todos los ejemplos, no reduce ILO en Caliente de manera significativa en espumas de poliuretano flexibles moldeadas de alta resiliencia TM20.
Las espumas moldeadas de poliuretano flexibles de alta resiliencia usadas en asientos para autom6viles se
5 prepararon usando 0,05 ppcp (partes por cien de poliol) de los Ejemplos 1 -4 como abridor de celdas. La formulaci6n se presenta en la Tabla 5 y se prepar6 como sigue: Se mezclaron poliol de base y poliol injertado juntos segun una relaci6n en peso de 75/25 durante 10 minutos a 314 rad/s (3.000 rpm) por mezclado manual. Se anadieron dietanolamina, agua, A-1, A-33 y L-3555 a los polioles mezclados. Oespues de otros 10 minutos, la resina mezclada esta lista. Se anaden los Ejemplos 1-4 a las formulaciones, respectivamente, y se mezclan durante al menos 3
10 minutos a 314 rad/s (3.000 rpm). Se anade TOI durante un periodo de 5 segundos y despues se mezcla durante otros 6 segundos. Finalmente, se vierten las composiciones de formaci6n de espuma en un molde cuadrado de 300 mm � 300 mm � 100 mm mantenido a una temperatura de 65�C. Oespues de 5 minutos, se desmoldearon las espumas. Oespues de 1 minuto, se midi6 la Fuerza para Trituraci6n (FTC) de la espuma usando una maquina Ensayadora de Materiales Zwick segun ASTM O-3574. Oespues se tritur6 la espuma y se midi6 ILO en Caliente de
15 la espuma. Los resultados se muestran en la Tabla 6.
Tabla 5. Evaluaci6n formulaci6n basada en todo sistema TOI
ppcp
Poliol Base
75
Poliol Polimero
25
OEOA
0,8
Agua (Total)
3
A-1
0,1
A-33
0,4
L-3555
1
Abridor de Celdas
varia
TOI (indice=102)
37,24
Oensidad, kg/m3
46
Tabla 6. Propiedades Fisicas de la espuma para diferentes abridores de celdas formulados en todo sistema TOI
Nivel Uso, ppcp
FTC (75�), N FTC Relativo ILO en Caliente (75�), N
Ejemplo Comparativo 3 (no anadido agente abridor de celdas)
0 1.872 100� 227
Ejemplo 1
0,05 1.421 76� 207
Ejemplo 2
0,05 1.324 71� 204
Ejemplo 3
0,05 1.372 73� 241
Ejemplo 4
0,05 1.357 72� 207
Ejemplo Comparativo 2 (41�B01)
1 1.586 85� 249
FTC por 24-30 por ciento. Los datos mostraron que los Ejemplos 1-4 son mas eficaces que el agente de abertura de celdas comercial del Ejemplo Comparativo 2, que reduce FTC por 15 por ciento. Los Ejemplos 2, 3 y 4 con un tamano de particula de 3-8 um proporcionaron mejores resultados en esta formulaci6n. Tambien, como el agente de abertura de celdas comercial 41�B01, las resinas Tospearl no reducen la ILO en Caliente de manera significativa en
5 todas las espumas moldeadas de poliuretano flexibles de alta resiliencia TOI.
Polisilsesquioxano en todo sistema MOI. Oe nuevo, se usa formulaci6n para asientos de autom6viles tradicional para preparar espumas moldeadas de poliuretano flexibles de alta resiliencia, vease la Tabla 7. Se formulan 0,05 ppcp del Ejemplo 1 -4 en las espumas como agente abridor de celdas. Las espumas se prepararon como sigue: Se anadieron poliol de base, dietanolamina, agua, A-400, A-33 y L-3418 y se mezclaron durante 10 minutos para buena mezcla y 10 para obtener una resina mezclada. Oespues se anadieron los Ejemplos 1-4, se mezclaron durante al menos 3 minutos a 314 rad/s (3.000 rpm). Se anade MOI durante un periodo de 5 segundos y despues se mezcla el sistema durante 6 segundos mas siguiendo la total adici6n del MOI. Inmediatamente, se vierten en el molde cuadrado de 300 mm � 300 mm � 100 mm cuya temperatura es 65�C. Oespues de 5 minutos, se desmolde6 la espuma. Oespues de 1 minuto, se midi6 la Fuerza para Trituraci6n (FTC) de la espuma en una maquina Ensayadora de Materiales Zwick
15 segun ASTM O-3574. Oespues, se tritur6 la espuma y se midi6 el ILO en Caliente de la espuma. Los resultados se presentan en la Tabla 8.
Tabla 7. Evaluaci6n formulaci6n basada en todo sistema MOI
ppcp
Poliol Base
100
Agua
3,45
OEOA
0,5
A-400
0,3
A-33
0,4
L-3418
1
PAPI (indice=95)
57,24
Abridor de celdas
varia
Oensidad ,kg/m3
50
Tabla 8. Propiedades Fisicas de la espuma para diferentes abridores de celdas formulados en todo sistema TOI
Nombre
Nivel Uso, ppcp FTC (50�), N ILO en Caliente (50�), N
Ejemplo Comparativo 4 (no anadido agente abridor de celdas)
0 1.613 204
Ejemplo 1
0,05 1.467 192
Ejemplo 2
0,05 1.500 218
Ejemplo 3
0,05 1.421 226
Ejemplo 4
0,05 1.104 197
Ejemplo Comparativo 2 (41�B01)
1 1.365 161
Se usaron 0,05 ppcp de los Ejemplos 1-4 para preparar las espumas presentadas en la Tabla 8 en la que se redujo
20 la FTC por al menos el 8 por ciento. El Ejemplo 4 redujo la FTC por al menos 30 por ciento. El Ejemplo Comparativo 2 (es decir, abridor de celdas comercial 41�B01) reduce este valor, al tiempo que las resinas de abridor de celdas de polisilsesquioxano no afectan a ILO en Caliente de manera significativa. El poco uso de resina de polisilsesquioxano (0,05 ppcp) puede ayudar a abrir espumas moldeadas de poliuretano flexibles de alta resiliencia de todo sistema MOI. El Ejemplo 4 es comparable con el Ejemplo 2 comparativo de abridores de celdas comerciales (41�B010 para reducir FTC, sin embargo el Ejemplo 4 mantiene los beneficios de ILO en Caliente mayores a este nivel de uso cuando se compara con el Ejemplo comparativo 2 (41�B01)).
Se desea que la invenci6n no este limitada a la realizaci6n particular descrita como el mejor modo de llevar a cabo esta invenci6n, sino que la invenci6n incluya todas las realizaciones que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Una composici6n de formaci6n de espuma que comprende: a) al menos un poliol; b) al menos un poliisocianato; c) al menos un catalizador de poliuretano; d) al menos un agente formador de burbujas; e) al menos un polisilsesquioxano; y, opcionalmente,
    f) al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en: tensioactivo, extendedor de cadena, reticulador, carga, refuerzo, pigmento, tinte, tintura, colorante, retardante de llama, antioxidante, antiozonante, estabilizante UV, agente antiestatico, biocida y biostat.
  2. 2.
    La composici6n segun la reivindicaci6n 1, en la que el poliol (a) es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en: polieter-poliol, poliester-poliol injertado con polieter-poliol, policaprolactona-poliol, policarbonatopoliol, polibutadieno-poliol, poliolefina-polioles terminados en hidroxilo, poliol injertado y polioles procedentes de una fuente natural.
  3. 3.
    La composici6n segun la reivindicaci6n 1, en la que el poliisocianato (b) es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en: metanodifenildiisocianato (MOI), MOI polimerico, MOI modificado, prepolimeros de MOI, toluenodiisocianato (TOI), prepolimeros de TOI y TOI modificado.
  4. 4.
    La composici6n segun la reivindicaci6n 1, en la que el catalizador es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en: catalizadores organometalicos, catalizadores de carboxilatos de metal alcalino, catalizadores a base de metal pesado y catalizadores de uretano y amina terciaria.
  5. 5.
    La composici6n segun la reivindicaci6n 1, en la que el polisilsequioxano es un polialquilsilsesquioxano.
  6. 6.
    La composici6n segun la reivindicaci6n 5, en la que el polisilsequioxano es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en los copolimeros: polimetilsilsesquioxanos, polifenilsilsesquioxanos, polifenilmetilsilsesquioxanos, fenilsilsesquioxano-dimetilsiloxano, en forma s6lida o liquida, polifenil-vinilsilsesquioxanos, policiclohexilsilsesquioxanos y policiclopentilsilsesquioxanos.
  7. 7.
    La composici6n segun la reivindicaci6n 1, en la que el polisilsequioxano es polimetilsilsesquioxano.
  8. 8.
    La composici6n segun la reivindicaci6n 1, en la que el polisilsequioxano presenta un tamano medio de particula que oscila de 0,5 Im a 12 Im, preferiblemente un tamano medio de particula que oscila de 2,0 Im a 8 Im, mas preferiblemente un tamano medio de particula que es menor que 2,0 Im.
  9. 9.
    La composici6n segun la reivindicaci6n 1, en la que el polisilsequioxano esta presente en la composici6n de formaci6n de espuma de poliuretano en una cantidad de 0,001 a 10 ppcp, preferiblemente en una cantidad de 0,01 a 0,05, mas preferiblemente en una cantidad de 0,03 a 0,05.
  10. 10.
    Una espuma de poliuretano preparada a partir de la composici6n segun la reivindicaci6n 1.
  11. 11.
    La espuma segun la reivindicaci6n 10, en la que la espuma de poliuretano es una espuma de poliuretano de alta resiliencia flexible o una espuma de poliuretano viscoelastica.
  12. 12.
    La espuma segun la reivindicaci6n 11, en la que la espuma presenta una densidad de aproximadamente 20 kg/m3 a aproximadamente 60 kg/m3.
  13. 13.
    La espuma segun la reivindicaci6n 11, en la que la espuma presenta una fuerza para trituraci6n de aproximadamente 50 a aproximadamente 2.000 segun ASTM O-3574.
  14. 14.
    La espuma segun la reivindicaci6n 11, en la que la espuma presenta una Flexi6n de Carga de Indentaci6n en Caliente de aproximadamente 100 a aproximadamente 1.500.
    FIGURA 1 FIGURA 2
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2010279504B2 (en) * 2009-08-04 2015-09-24 Hearing Components, Inc. Foam compositions with enhanced sound attenuation
KR101666097B1 (ko) * 2009-08-27 2016-10-13 삼성전자 주식회사 폴리우레탄 발포체 조성물 및 이를 사용하여 제조된 폴리우레탄 발포체
AU2014265117B2 (en) * 2010-09-16 2016-05-26 Baker Hughes Incorporated Polymer foam cell morphology control and use in borehole filtration devices
WO2012112553A1 (en) 2011-02-14 2012-08-23 Dionex Corporation Nanometer size chemical modified materials and uses
US9447223B2 (en) * 2011-07-07 2016-09-20 Air Products And Chemicals, Inc. Additives for improving natural oil based polyurethane foam performance
CN102585153B (zh) * 2012-03-07 2013-09-18 厦门大学 一种无卤阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法
US8716392B2 (en) * 2012-04-19 2014-05-06 Arrowstar Llc Nonfluorinated polyurethanes and methods of making and using thereof
US8716396B2 (en) 2012-04-19 2014-05-06 Arrowstar Llc Nonfluorinated polyurethanes and methods of making and using thereof
AU2013320453B2 (en) * 2012-09-24 2016-10-13 Basf Se System and method for producing an in-situ PUR foam
CN103102467B (zh) * 2013-02-26 2014-06-25 中国科学院合肥物质科学研究院 无卤阻燃聚氨酯-笼形倍半硅氧烷纳米复合材料的制备方法
ES2758718T3 (es) * 2013-03-11 2020-05-06 Parabeam Bv Material de relleno para tapicería para un recubrimiento elástico, aislante o acolchado de objetos o piezas de construcción
JP5703336B2 (ja) * 2013-05-24 2015-04-15 株式会社ブリヂストン シートパッド用ポリウレタンフォーム
CN103421302B (zh) * 2013-09-06 2016-01-06 泉州源利鞋材有限公司 一种阻燃抗静电抗菌软质聚氨酯泡沫及其制备方法
US20150224473A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 Thermo Electron Manufacturing Limited Chromatographic material and methods for the synthesis thereof
CN103829452B (zh) * 2014-03-17 2016-04-13 德州市鑫华润科技股份有限公司 一种抗静电复合鞋底及其制备方法
CN105131231A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 东莞赛诺家居用品有限公司 记忆棉
WO2019110726A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-13 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Antioxidant for low-density polyurethane foam
CN109575215A (zh) * 2018-12-26 2019-04-05 沈阳力登维汽车部件有限公司 一种发泡料及利用发泡料制备聚氨酯发泡制品的方法
DE102020202057A1 (de) * 2020-02-19 2021-08-19 Evonik Operations Gmbh Polyurethan-Isolierschaumstoffe und ihre Herstellung
CN114085355A (zh) * 2020-08-24 2022-02-25 万华化学集团股份有限公司 高强度耐水解热塑性聚氨酯弹性体材料、制备方法和应用
CN118994530B (zh) * 2024-08-13 2025-05-16 湖南三昌科技有限公司 一种功能化改性聚氨酯泡沫吸附材料和制备工艺
CN119798604A (zh) * 2025-01-23 2025-04-11 佛山禾邦新材料科技有限公司 一种聚氨酯组合物及其制备方法和应用

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3748288A (en) * 1971-03-05 1973-07-24 Tenneco Chem Process for preparing substantially nonlustrous open pore polyurethane foams in situ and foam prepared thereby
US3884848A (en) * 1973-11-14 1975-05-20 Tenneco Chem Manufacture of membrane-free nonlustrous polyurethane foam
US4306035A (en) * 1980-05-30 1981-12-15 Union Carbide Corporation Use of alkoxysilicon compositions as foam stabilizers in high resilience polyurethane foams
JPS5838453B2 (ja) * 1981-01-29 1983-08-23 株式会社東芝 硬質ウレタンフオ−ムの製造法
JPS61152719A (ja) * 1984-12-27 1986-07-11 Nippon Polyurethan Kogyo Kk ポリイソシアヌレ−ト系難燃性材料の製造方法
JP2532124B2 (ja) * 1988-04-19 1996-09-11 東芝シリコーン株式会社 海棲生物付着防止剤
US4927864A (en) * 1989-01-31 1990-05-22 The Dow Chemical Company Use of a polyamine as cell opener in polyurethane foam
JPH03104A (ja) * 1989-05-26 1991-01-07 Shin Etsu Chem Co Ltd 消泡剤組成物
JPH08108008A (ja) * 1994-10-14 1996-04-30 Toshiba Silicone Co Ltd 消泡剤組成物
US6562268B1 (en) * 1995-12-21 2003-05-13 Davidson Textron, Inc Interior trim panels and method for manufacturing such panels using silaceous materials
US6391933B1 (en) * 1997-05-06 2002-05-21 Magla World Wide, L.L.C. Flexible, substantially open celled polyurethane foam and method of making same
TWI225499B (en) * 1999-04-15 2004-12-21 Konishiroku Photo Ind Protective film for polarizing plate
US6620417B1 (en) * 1999-04-26 2003-09-16 Revlon Consumer Products Corporation Color cosmetic compositions containing organic oil and silicone mixture
CN1214034C (zh) * 1999-08-04 2005-08-10 杂混复合塑料公司 形成多面体低聚倍半硅氧烷的方法
KR20000063142A (ko) * 2000-02-17 2000-11-06 이응찬 폴리오르가노실세스키옥산 제조용 출발물질,폴리오르가노실세스키옥산 및 폴리오르가노실세스키옥산제조방법
US6387972B1 (en) * 2001-02-15 2002-05-14 Crompton Corporation Process to enhance polyurethane foam performance
JP2002322558A (ja) * 2001-04-25 2002-11-08 Konica Corp 薄膜形成方法、光学フィルム、偏光板及び画像表示装置
US6773787B2 (en) * 2002-05-01 2004-08-10 General Electric Company Light diffusing articles and methods to manufacture thereof
JP4409159B2 (ja) * 2002-10-22 2010-02-03 富士フイルム株式会社 デジタルプリントシステム及びデジタルプリント
US6855742B2 (en) * 2003-01-28 2005-02-15 Bayer Antwerp, N.V. Agents for reducing the force-to-crush (FTC) of high support flexible foams
US7297381B2 (en) * 2005-05-20 2007-11-20 General Electric Company Light diffusing films, methods of making the same, and articles using the same
US9856355B2 (en) * 2005-09-27 2018-01-02 Evonik Degussa Gmbh Silanol-functionalized compounds for the preparation of polyurethane foams
JP2007106881A (ja) * 2005-10-13 2007-04-26 Ｂａｓｆ Ｉｎｏａｃポリウレタン株式会社 連続気泡構造を有する硬質ポリウレタン発泡体の製造方法
KR20090015591A (ko) * 2007-08-09 2009-02-12 삼성전자주식회사 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법
JP2011037988A (ja) * 2009-08-11 2011-02-24 Inoac Corp 低硬度な軟質ポリウレタン発泡体

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