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ES2366628T3 - Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible - Google Patents

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Abstract

Espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad de 25-70 kg/m3, una resistencia a la compresión al 40% (CLD) de 5-15 kPa, un aumento de volumen a saturación de agua de como mucho el 25% y una capacidad de tamponamiento de agua del 40-60%.

Description

Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible.
La presente invención se refiere a una espuma de poliuretano flexible y a un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible, a un medio de crecimiento de plantas que comprende una espuma de este tipo y al uso de una espuma de este tipo como medio de crecimiento de plantas.
Se conocen medios de crecimiento de plantas que comprenden espumas de poliuretano flexibles.
El documento US 3798836 da a conocer una matriz de poliuretano espumado de células abiertas insoluble en agua que tiene partículas termoplásticas dispersas en la misma.
El documento US 3889417 prepara una espuma hidrófila haciendo reaccionar un prepolímero con una alta cantidad de agua. Esta espuma puede usarse en aplicaciones hortícolas. El índice de agua aplicado es de 1300-78000. Se ha dado a conocer un procedimiento similar en el documento WO 96/16099 en el que no se ha proporcionado ninguna directriz especial en cuanto al índice de isocianato y el índice de agua; en los ejemplos el índice de agua fue superior a 1700 y el índice de isocianato fue inferior a 6. Los prepolímeros usados se preparan a partir de polioles que tienen un peso molecular de al menos 1000.
El documento US 3970618 da a conocer un sustrato para cultivar plantas, sustrato que es una espuma de poliuretano hidrófila preparada haciendo reaccionar un poliisocianato y un poliol con un índice de NCO bajo, teniendo el poliol un índice de hidroxilo de 900-1800 y siendo el poliisocianato un poliisocianato de tipo diisocianato de tolueno (TDI).
El documento US 5155931 usa una espuma como estera para plantas, espuma que se prepara haciendo reaccionar un isocianato orgánico, que es preferiblemente TDI, y un poliol con un índice de NCO de 90-120.
El documento US 6479433 da a conocer un medio de crecimiento hortícola preparado haciendo reaccionar un prepolímero y agua en presencia de un material de carga seleccionado.
El documento US 2005/0131095 da a conocer un procedimiento para preparar espumas de poliuretano, incluyendo las flexibles, a un índice de NCO de 40-150. No se presta atención especial al índice de agua; en los ejemplos el índice de NCO fue de entre 85-106 y el índice de agua varió entre 93-120.
En los documentos EP 309217 y EP 309218 se ha descrito un procedimiento para preparar espumas de poliuretano flexibles con un índice de isocianato bajo usando una cantidad baja y alta de agua, respectivamente.
Sorprendentemente, las espumas de poliuretano pueden mejorarse adicionalmente en particular con respecto a la estabilidad de espuma a una saturación de agua del 100% y la capacidad de tamponamiento de agua junto con una alta resistencia a la compresión a baja densidad.
Sorprendentemente, también se ha encontrado un procedimiento novedoso para preparar tales espumas de poliuretano novedosas.
Por tanto, la presente invención se refiere a una espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad de 2570 kg/m3, una resistencia a la compresión al 40% (CLD) de 5-15 kPa, un aumento de volumen a saturación de agua de como mucho el 25% y una capacidad de tamponamiento de agua del 40-60%.
Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible de este tipo, procedimiento que comprende hacer reaccionar a un índice de isocianato de 20-70 y a un índice de agua de 200-400
-
un prepolímero de poliisocianato que tiene un índice de NCO del 20-30% en peso y preparado haciendo reaccionar un poliisocianato que comprende el 30-80% en peso de diisocianato de difenilmetano (MDI) y el 20-70% en peso de homólogos de este diisocianato, teniendo los homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, calculándose ambas cantidades con respecto a la cantidad de poliisocianato, y un poliol que tiene un peso molecular promedio de 62-1000 y una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4,
-
un polioxietileno-polioxipropileno poliol o una mezcla de tales polioles, teniendo el poliol o la mezcla una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4, un peso molecular promedio de 2000-8000 y un contenido en oxietileno promedio del 25-50% en peso, calculado con respecto al peso de este poliol o mezcla, respectivamente,
-
agua, y
-
opcionalmente agentes de reticulación y/o de extensión de cadena reactivos con isocianato que tienen un peso molecular promedio de 60-1999, y
-
opcionalmente en presencia de agentes auxiliares y aditivos usados en la técnica de los poliuretanos.
Preferiblemente las espumas tienen una densidad de 26-60 kg/m3 y una resistencia a la compresión al 40% (CLD) de 5-12 kPa. Más preferiblemente, las espumas tienen adicionalmente un aumento de volumen a saturación de agua de como mucho el 15%.
Todavía adicionalmente, la presente invención se refiere a medios de crecimiento de plantas que comprenden una espuma de poliuretano flexible según la presente invención.
Finalmente, la presente invención se refiere al uso de una espuma de poliuretano flexible según la presente invención como medio de crecimiento de plantas y en paredes verdes y/o techos verdes.
Se han descrito procedimientos para preparar espumas de poliuretano usando polioles que tienen un contenido en oxietileno relativamente alto a un índice de isocianato bajo en los documentos DE 3710731, US 4833176, US 4365025, US 4910231, US 5459170, US 5521226, US 6417241, US 7022746 y WO 2007/110286.
Sin embargo, las espumas y los procedimientos según la presente invención no se han dado a conocer. Las espumas son muy adecuadas para su uso como medio de crecimiento de plantas ya que tienen buenas propiedades de humectación, efecto mecha, retención de agua y liberación de agua al tiempo que conservan buenas propiedades físicas, tales como dureza a la compresión y resistencia a la deformación por compresión, en circunstancias tanto secas como húmedas.
Las espumas según la presente invención también son superiores en cuanto a al menos una de las propiedades anteriores con respecto a otros materiales que se han propuesto en el pasado como material de soporte de crecimiento de plantas tales como perlita, grava, lana mineral, fibras de madera, fibra de coco, turba y perlas de espuma de poliestireno.
Un procedimiento preferido es un procedimiento según la presente invención en el que el poliéter poliol usado en la preparación del prepolímero comprende grupos oxietileno en una cantidad de al menos el 50% en peso calculada con respecto al peso de este poliol, teniendo este poliol un peso molecular promedio de 250-800. Lo más preferiblemente, este poliéter poliol es un polioxietileno triol, que tiene un peso molecular promedio de 250-800.
En el contexto de la presente solicitud los siguientes términos tienen el siguiente significado:
1) índice de isocianato o índice de NCO o índice:
la razón de grupos NCO con respecto a átomos de hidrógeno reactivos con isocianato presentes en una formulación, dada como porcentaje:
[NCO] x100 (%) [hidrógeno activo]
En otras palabras, el índice de NCO expresa el porcentaje de isocianato realmente usado en una formulación con respecto a la cantidad de isocianato teóricamente requerida para reaccionar con la cantidad de hidrógeno reactivo con isocianato usado en una formulación.
Debe observarse que el índice de isocianato tal como se usa en el presente documento se considera desde el punto de vista del procedimiento de espumación real que implica el componente de isocianato y los componentes reactivos con isocianato usados en esa etapa de reacción. Sólo se tienen en cuenta los grupos isocianato libres y los hidrógenos reactivos con isocianato libres (incluyendo los del agua) presentes en la fase de espumación real.
El índice de agua es la razón 100Y/X (%) en la que Y es la cantidad de agua en gramos realmente usada en una formulación y X es la cantidad total de agua en gramos teóricamente necesaria en la misma formulación para obtener un índice de isocianato de 100.
2) La expresión “átomos de hidrógeno reactivos con isocianato” tal como se usa en el presente documento para el propósito de calcular el índice de isocianato se refiere al total de los átomos de hidrógeno de hidroxilo y de amina presentes en las composiciones reactivas en forma de polioles, poliaminas y/o agua. Esto significa que para el fin de calcular el índice de isocianato en el procedimiento de espumación real se considera que un grupo hidroxilo comprende un hidrógeno reactivo y se considera que una molécula de agua comprende dos hidrógenos activos.
3) La expresión “espumas de poliuretano” tal como se usa en el presente documento se refiere de manera general a productos celulares obtenidos haciendo reaccionar poliisocianatos con compuestos que contienen hidrógeno reactivo con isocianato, usando agentes espumantes, e incluye en particular productos celulares obtenidos con agua como agente espumante reactivo (que implica una reacción de agua con grupos isocianato que proporciona enlaces urea y dióxido de carbono y que produce espumas de poliurea-poliuretano).
4) El término “funcionalidad de hidroxilo nominal” o “funcionalidad nominal” o “funcionalidad de hidroxilo” se usa en el presente documento para indicar la funcionalidad (número de grupos hidroxilo por molécula) de la composición de poliol suponiendo que ésta es la funcionalidad (número de átomos de hidrógeno activos por molécula) del/de los iniciador(es) usado(s) en su preparación aunque en la práctica con frecuencia será algo menor debido a algo de insaturación terminal. El término “peso equivalente” se refiere al peso molecular por átomo de hidrógeno reactivo con isocianato en la molécula.
5) El término “promedio” se refiere a “promedio en número”.
6) La expresión “de una vez” se refiere a una manera de hacer reaccionar los componentes para preparar la espuma en la que todos los polioles que tienen un peso molecular promedio de más de 1000 se hacen reaccionar con poliisocianato en presencia de agua.
7) Densidad: densidad medida según la norma ISO 845.
8) Dureza CLD: resistencia a la compresión al 40% medida según la norma ISO 3386/1 con la condición de que la dureza se mida durante el primer ciclo.
9) Estabilidad de espuma V es el aumento de volumen al 100% de saturación de agua, en %:
en la que V2 es el volumen de la espuma sin captación de agua y V1 es el volumen de la espuma a absorción de agua máxima tanto a 23ºC como a una humedad relativa del 50%. Con el fin de determinar V1, se sumerge la espuma en agua durante 24 h a presión ambiental y 23ºC.
10) Capacidad de tamponamiento de agua (WBC, %) es 32, en la que
y
en las que
Vf es el volumen de la muestra de espuma en ml, Vu es la captación de agua de esta muestra de espuma en ml cuando se sumerge en agua durante 24 h y Vr es el volumen (en ml) del agua retenida tras someter esta muestra de espuma que contiene el agua a una presión de una columna de H2O de -32 cm durante 24 h.
Vf, Vu y Vr se determinan de la siguiente manera: Se corta una muestra de espuma para obtener unas dimensiones de 100x120x75 mm (longitud x anchura x altura). Por tanto, el Vf de la muestra es de 900 ml. Se determina el peso en seco de la muestra de espuma a 105ºC. Después se sumerge la muestra de espuma durante 6 horas a presión atmosférica y 23ºC en un baño de agua de tal manera que 1 cm de la muestra en la dirección de la altura se extiende por encima de la superficie del agua. Después se sumerge la muestra completamente durante 18 horas a presión atmosférica y 23ºC. Posteriormente se coloca la muestra sobre un tamiz con una malla de 0,5-1 cm a la misma presión y temperatura y se deja que libere agua durante 30 minutos. Finalmente se determina de nuevo el peso de la muestra de espuma (que contiene el agua restante) y se calcula Vu, suponiendo una densidad del H2O de 1 kg/dm3.
Entonces se coloca la muestra (con el agua) durante 24 h en un entorno cerrado a 23ºC y se aplica una presión subatmosférica sobre la superficie inferior de la muestra. La presión es de -32 cm de H2O desde el centro de la muestra.
Finalmente, se determina de nuevo el peso de la muestra y se calcula el volumen Vr de agua retenida en la muestra (suponiendo una densidad del agua de 1 kg/dm3).
Un dispositivo que puede usarse para crear un entorno subatmosférico sobre la superficie inferior de la muestra es el denominado Sandbox que puede obtenerse de la empresa holandesa Eijkelkamp (www.eijkelkamp.com) y usarse para las determinaciones de pF. La WBC de la espuma debe ser del 40-60% y 0 preferiblemente del 60-80 y lo más preferiblemente del 65-75%. Los poliisocianatos usados para preparar el prepolímero de poliisocianato se conocen en la técnica. Se denominan ampliamente MDI polimérico o en bruto y mezclas de MDI polimérico o en bruto y MDI.
El MDI polimérico o en bruto comprende MDI y homólogos que tienen una funcionalidad isocianato de 3 o más y se conocen bien en la técnica. Se preparan mediante la fosgenación de una mezcla de poliaminas obtenidas mediante la condensación ácida de anilina y formaldehído.
La preparación tanto de las mezclas de poliamina como de las mezclas de poliisocianato se conoce bien. La condensación de anilina con formaldehído en presencia de ácidos fuertes tales como ácido clorhídrico proporciona un producto de reacción que contiene diaminodifenilmetano junto con polimetileno-polifenileno poliaminas de funcionalidad superior, dependiendo la composición precisa de manera conocida, entre otras cosas, de la razón de anilina/formaldehído. Los poliisocianatos se preparan mediante fosgenación de las mezclas de poliamina y las diversas proporciones de diaminas, triaminas y poliaminas superiores dan lugar a proporciones relacionadas de diisocianatos, triisocianatos y poliisocianatos superiores. Las proporciones relativas de diisocianato, triisocianato y poliisocianatos superiores en tales composiciones de MDI en bruto o polimérico determinan la funcionalidad promedio de las composiciones, es decir, el número promedio de grupos isocianato por molécula. Variando las proporciones de materiales de partida, puede variarse la funcionalidad promedio de las composiciones de poliisocianato desde poco más de 2 hasta 3 o incluso superior. Sin embargo, en la práctica la funcionalidad isocianato promedio oscila preferiblemente entre 2,3-2,8. El índice de NCO de estos MDL poliméricos o en bruto es de al menos el 30% en peso. El MDI polimérico o en bruto contiene diisocianato de difenilmetano, siendo el resto poliisocianatos de polimetileno-polifenileno de funcionalidad superior a dos. Si se desea este MDI polimérico o en bruto puede mezclarse con MDI con la condición de que el poliisocianato tenga la cantidad requerida de diisocianatos y homólogos que tienen una funcionalidad isocianato de 3 o más. Por ejemplo, tales poliisocianatos pueden prepararse mezclando en cantidades relativas apropiadas SUPRASECR MI 20 (que puede obtenerse de Huntsman), que contiene aproximadamente 80 partes en peso de 4,4’-MDI y aproximadamente 20 partes en peso de 2,4’-MDI y menos de 2 partes en peso de 2,2’-MDI y SUPRASECR 2185 (de Huntsman), un MDI polimérico que tiene un índice de NCO del 30,7% en peso; que comprende aproximadamente el 38% en peso de diisocianato, siendo el resto homólogos que tienen una funcionalidad isocianato de 3 o más; siendo aproximadamente el 6% en peso de los diisocianatos 2,4’-MDI y siendo menos del 1% en peso de los diisocianatos 2,2’-MDI. También pueden usarse mezclas de Suprasec 2185 y Suprasec MPR (4,4’-diisocianato de difenilmetano, también de Huntsman).
El poliisocianato comprende el 30-80 y preferiblemente el 50-70% en peso de MDI y el 20-70 y preferiblemente el 30-50% en peso de homólogos de MDI, teniendo los homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, en el que ambas cantidades se calculan con respecto a la cantidad de poliisocianato.
Los polioles, que tienen un peso molecular promedio de 62-1000 y una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4, que pueden usarse en la preparación del prepolímero de poliisocianato incluyen etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol, butanodiol, glicerol, trietanolamina, trimetilolpropano, 1,2,6-hexanotriol, pentaeritritol, polioxietileno polioles, polioxipropileno polioles, polioxietileno-polioxipropileno polioles y mezclas de los mismos.
Se prefieren polioles obtenidos mediante la polimerización de óxido de etileno y opcionalmente óxido de propileno en presencia, cuando sea necesario, de iniciadores polifuncionales. Los compuestos iniciadores adecuados contienen una pluralidad de átomos de hidrógeno activos e incluyen agua, butanodiol, etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, ciclohexanodimetanol, glicerol, trimetilolpropano, 1,2,6-hexanotriol y pentaeritritol. Pueden usarse mezclas de iniciadores y/u óxidos cíclicos. Los polioxietileno-polioxipropileno polioles se obtienen mediante la adición simultánea o secuencial de óxidos de etileno y propileno a iniciadores tal como se describe completamente en la técnica anterior. Pueden usarse copolímeros al azar, copolímeros de bloque y combinaciones de los mismos. Se prefieren los que tienen al menos parte y preferiblemente la totalidad de los grupos oxietileno en el extremo de la cadena polimérica (extremos ocupados o extremos reactivos). También pueden usarse mezclas de dichos polioles.
Los más preferidos son polioxietileno polioles y polioxietileno-polioxipropileno polioles que tienen una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4 y lo más preferiblemente de 3, un peso molecular promedio de 250-800 y un contenido en oxietileno de al menos el 50% en peso, calculado con respecto al peso del poliol. Tales polioles están disponibles comercialmente. Un ejemplo es Polyol 3380 de Perstorp.
Los prepolímeros de poliisocianato se preparan de manera conocida combinando y mezclando el poliisocianato y el poliol en cantidades relativas tales que se obtiene un prepolímero que tiene un índice de NCO del 20-30% en peso y dejando que reaccionen. Si se desea puede usarse un catalizador que potencia la formación de grupos uretano.
Los polioles que pueden usarse en la preparación de la espuma flexible según la presente invención y que deben reaccionar con el prepolímero de poliisocianato incluyen productos obtenidos mediante la polimerización de óxido de etileno y óxido de propileno en presencia, cuando sea necesario, de iniciadores polifuncionales. Los compuestos iniciadores adecuados contienen una pluralidad de átomos de hidrógeno activos e incluyen agua, butanodiol, etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol, etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, ciclohexanodimetanol, glicerol, trimetilolpropano, 1,2,6-hexanotriol y pentaeritritol. También pueden usarse mezclas de iniciadores. Los polioxietileno-polioxipropileno polioles se obtienen mediante la adición simultánea o secuencial de óxidos de etileno y de propileno a iniciadores tal como se describe completamente en la técnica anterior. Pueden usarse copolímeros al azar, copolímeros de bloque y combinaciones de los mismos que tienen la cantidad indicada de grupos oxietileno.
También pueden usarse mezclas de polioles. Cuando se usan mezclas de polioles la mezcla debe tener una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4, un peso molecular promedio de 2000-8000 y un contenido en oxietileno promedio del 25-50% en peso, calculado con respecto al peso de la mezcla de polioles. Los polioles que constituyen la mezcla también tienen una funcionalidad de hidroxilo nominal de 2-4 y un peso molecular de 20008000. Los polioles individuales que constituyen la mezcla pueden tener un contenido en oxietileno del 20-90% en peso, calculado con respecto al peso del poliol afectado, con la condición de que la mezcla tenga un contenido en oxietileno promedio del 25-50% en peso, calculado con respecto al peso de esta mezcla.
Tales polioles se conocen y están disponibles comercialmente. Ejemplos son DaltocelR F489 y DatocelR F442. Un ejemplo de una mezcla de este tipo es una mezcla de poliol DaltocelR F489 y poliol DaltocelR F442 en una razón en peso de 4:1. Ambos polioles tienen una funcionalidad de hidroxilo nominal de 3 y un peso molecular promedio entre 2000 y 8000. Sus contenidos en oxietileno son de aproximadamente el 27 y el 76% en peso respectivamente, calculados con respecto al peso del poliol. Tanto Daltocel F489 como F442 pueden obtenerse de Huntsman. Daltocel es un nombre comercial de Huntsman Corporation o una filial de la misma que se ha registrado en uno o más países, pero no en todos.
Se usa agua en una cantidad tal que el índice de isocianato es de 20-70 y el índice de agua es de 200-400.
Además, puede usarse un catalizador que potencia la formación de grupos uretano. Preferiblemente, se usa en una cantidad del 0,1 - 2% en peso (con respecto a todos los componentes reactivos con isocianato). Tales catalizadores se conocen generalmente en la técnica. Ejemplos son catalizadores de amina, tales como trietilendiamina, N,Ndimetiletanolamina, bis(N,N-dimetilaminoetil) éter, 2-(2-dimetilaminoetoxi)-etanol, N,N,N’-trimetil-N’hidroxietilbisaminoetil éter, N-(3-dimetilaminopropil)-N,N-diisopropanolamina, N,N’-dietilpiperazina y 1-(bis(3-dimetilaminopropil)amino-2-propanol y compuestos organometálicos tales como octoato estannoso y dilaurato de dibutilestaño. También pueden usarse mezclas de catalizadores.
Opcionalmente, las espumas pueden prepararse en presencia de aditivos y agentes auxiliares usados en la técnica de los poliuretanos, tales como retardadores de la llama, tensioactivos, otros agentes de expansión, supresores del humo, agentes colorantes, negro de carbono, agentes antimicrobianos, antioxidantes, agentes de desmoldeo, cargas y fertilizantes.
Las espumas se preparan combinando y mezclando todos los componentes y dejando que tenga lugar la reacción. Las espumas pueden prepararse según un procedimiento de espumación libre, un procedimiento de moldeo, un procedimiento en bloques, un procedimiento de laminación o un procedimiento de pulverización.
Independientemente del tipo de procedimiento, las espumas se preparan de tal manera que la espumación de la espuma no se limita o se limita de una manera restringida hasta un grado tal que la densidad de la espuma es como mucho un 20% y preferiblemente como mucho un 10% superior a la densidad de espumación libre de esta espuma. Una espuma de “espumación libre” es una espuma que se ha preparado dejando que los componentes para preparar la espuma reaccionen y dejando que el material de reacción y de espumación se expanda libremente en la dirección vertical. Cuando se emplea “espumación libre limitada”, se usan medios con el fin de preparar espumas con una forma más rectangular y con el fin de evitar la formación de una superficie superior irregular. Esto reduce la cantidad de desecho de espuma. Existen varias maneras para lograr esta forma más rectangular. Ejemplos conocidos en la técnica son el uso de una denominada tapa flotante, el procedimiento de Draka/Petzetakis, el procedimiento de Maxfoam, el procedimiento de Panibloc, el procedimiento de Quadrofoam y el procedimiento de Vertifoam. Cuando se emplea “espumación libre limitada”, debe entenderse en el contexto de la presente solicitud que la limitación aplicada es de tal naturaleza que el aumento de densidad es lo más restringido posible y es tal como se indicó anteriormente. Todas las densidades se miden según la norma ISO845.
Los componentes pueden alimentarse independientemente al cabezal de mezclado de una máquina de espumación. Preferiblemente se mezclan previamente los componentes reactivos con isocianato, opcionalmente junto con los aditivos y agentes auxiliares usados en la técnica de los poliuretanos, antes de mezclarse con el poliisocianato.
Las espumas obtenidas tienen una densidad de 25-70 y preferiblemente de 26-60 kg/m3. Las espumas tienen un nivel de flujo de aire y apertura de células que hace que sean adecuadas para su uso como medio de crecimiento de plantas, en particular para el crecimiento de verduras y flores y para su uso en paredes verdes y/o techos verdes y otras aplicaciones relacionadas con la gestión de ahorro de agua para plantas.
5 La invención se ilustra con los siguientes ejemplos.
Ejemplos 1-5
10 Se prepararon espumas flexibles dejando reaccionar las siguientes formulaciones en condiciones de espumación libre. Se sometieron las espumas a pruebas físicas con el fin de determinar la densidad, la dureza (CLD), la estabilidad de espuma V, la WBC y 0.
Las formulaciones y las propiedades físicas fueron tal como sigue. Las cantidades son en partes en peso (pp). El 15 ejemplo 1 es un ejemplo comparativo.
Ejemplo
1 2 3 4 5
Poliisocianato 1
35,1 - - - -
Poliisocianato 2
- 36,2 38,2 - -
Poliisocianato 3
- - - 36,6 36,5
Poliol 1
58 11,6 11,1 11,6 11,5
Poliol 2
- 46,4 44,6 46,2 46,1
Poliol 3
1,8 - - - -
Catalizador 1
- 0,6 0,6 0,6 0,6
Catalizador 2
0,5 0,05 0,05 0,05 0,05
Catalizador 3
0,5 - - - -
Tensioactivo 1
- 0,25 0,25 0,25 0,25
Tensioactivo 2
0,3 - - - -
Agua
3,8 4,9 5,2 4,7 5,0
Índice de isocianato
54 40 40 40 38
Índice de agua
200 280 280 280 300
Densidad, kg/m3
26 35 30 37 36
CLD-40%, kPa
2,2 10,7 11,3 7,0 7,0
V, %
65 15 11 19 22
WBC, %
60 48 55 48 53
0, %
91 73 75 69 73
Poliisocianato 1 es una mezcla de 47,6 pp de Suprasec 2020, 10,4 pp de Suprasec 2185 y 47,6 pp de Suprasec MPR; todos estos poliisocianatos pueden obtenerse de Huntsman. Poliisocianato 2 es un prepolímero obtenido 20 haciendo reaccionar 93 pp de Suprasec 2185 y 7 pp de Jeffox WL-440 (un polioxietileno triol de Huntsman que tiene un índice de OH de 344 mg de KOH/g) y que tiene un índice de NCO de aproximadamente el 26,7% en peso.
Poliisocianato 3 es un prepolímero obtenido haciendo reaccionar 54 pp de Suprasec 2185 y 36 pp de Suprasec MPR y 10 pp de Polyol 3380 (un polioxietileno triol de Perstorp que tiene un índice de OH de 382 mg de KOH/g) y que 25 tiene un índice de NCO de aproximadamente el 25,9% en peso. Poliol 1: Daltocel F442, un poliéter poliol de Huntsman que tiene una funcionalidad nominal de 3, un índice de OH de aproximadamente 42 mg de KOH/g y que comprende grupos oxietileno y oxipropileno, siendo la cantidad de grupos oxietileno de aproximadamente el 76% en peso (con respecto al poliol). Poliol 2: Daltocel 489, un poliéter poliol de Huntsman que tiene una funcionalidad nominal de 3, un índice de OH de aproximadamente 28 mg de KOH/g y que comprende grupos oxietileno y
30 oxipropileno, siendo la cantidad de grupos oxietileno de aproximadamente el 27,5% en peso (con respecto al poliol). Poliol 3: Jeffox WL 660, un polioxietileno monol que tiene un índice de OH de aproximadamente 31 mg de KOH/g.
Catalizador 1: Jeffcat DPA de Huntsman.
35 Catalizador 2: Jeffcat ZF-10, de Huntsman.
Catalizador 3: Jeffcat Z 130, de Huntsman.
Tensioactivo 1: Tegostab B8724LF, de Evonik. 40 Tensioactivo 2: Dabco DC2525, de Air Products.
Suprasec, Daltocel, Jeffcat y Jeffox son nombres comerciales de Huntsman Corporation o una filial de la misma que se han registrado en uno o más países, pero no en todos. 45
Ejemplos comparativos adicionales
1) Se repitió el ejemplo 2 con el mismo índice de isocianato e índice de agua con poliisocianato Suprasec 2591 en lugar de poliisocianato 2. La espuma obtenida tenía una CLD-40% de tan sólo 1,8. Suprasec 2591 es un prepolímero 5 preparado a partir de un poliol que tiene un peso molecular de aproximadamente 6000 y se usó en el experimento comparativo 1 del ejemplo 7 del documento US 2005/0131095.
2) Se repitió el ejemplo 2 con el mismo índice de isocianato e índice de agua con poliisocianato Suprasec 1002 en lugar de poliisocianato 2. La espuma se colapsó. Suprasec 1002 es similar al prepolímero usado en el experimento
10 5, ejemplo 1 del documento WO 96/16099.
3) Se repitió el ejemplo 4 (anterior) siendo tanto el índice de isocianato como el índice de agua de 100. La espuma mostró propiedades de efecto mecha inferiores y la capacidad de tamponamiento de agua fue de tan sólo el 26%. Se sometió a prueba el rendimiento del efecto mecha dejando flotar la muestra de espuma (l x w x h = 2 x 2 x
15 7,5 cm) sobre agua y monitorizando el tiempo hasta el hundimiento hasta el fondo en una botella de vidrio de 75 ml llena con agua hasta 2,5 cm desde el fondo. Esta muestra comparativa no se hundió en absoluto mientras que la espuma del ejemplo 4 se hundió en un plazo de 20 segundos.
4) Se repitió el ejemplo 1, experimento 5 del documento WO 96/16099. La espuma estaba totalmente cerrada y era
20 inútil. La repetición del experimento con 70 pp de agua dio una espuma con una densidad de 86 kg/m3 (en seco) y un aumento de volumen a saturación del 106% (el índice de agua fue de aproximadamente 4000).

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Espuma de poliuretano flexible que tiene una densidad de 25-70 kg/m3 (medida según la norma ISO 845),
    una resistencia a la compresión al 40% (CLD) de 5-15 kPa (medida según la norma ISO 3386/1 con la 5 condición de que la dureza se mida durante el primer ciclo), un aumento de volumen a saturación de agua
    de como mucho el 25% en la que V2 es el volumen de la espuma sin captación de agua y V1 es el volumen de la espuma con absorción de agua máxima, tanto a 23ºC como a una humedad relativa
    del 50%, y una capacidad de tamponamiento de agua la que Vf es el volumen (en ml) de una muestra de espuma que tiene un tamaño de 100 x 120 x 75 nun, Vu
    10 es la captación de agua (en ml) de esta muestra de espuma cuando se sumerge en agua durante 24 h y Vr es el volumen de agua retenida tras someter esta muestra de espuma que contiene el agua a una presión de una columna de H2O de -32 cm durante 24 h (en ml).
  2. 2. Espuma según la reivindicación 1, en la que la densidad es de 26-60 kg/m3, la CLD es de 5-12 kPa y el 15 aumento de volumen es de como mucho el 15%.
  3. 3. Procedimiento para preparar una espuma de poliuretano flexible según las reivindicaciones 1-2, que comprende hacer reaccionar a un índice de isocianato de 20-70 y a un índice de agua de 200-400
    un prepolímero de poliisocianato que tiene un índice de NCO del 20-30% en peso y preparado haciendo reaccionar un poliisocianato que comprende el 30-80% en peso de diisocianato de difenilmetano y el 20-70% en peso de homólogos de este diisocianato, teniendo los homólogos una funcionalidad isocianato de 3 o más, calculándose ambas cantidades con respecto a la cantidad de poliisocianato, y un poliol que tiene un peso molecular promedio de 62-1000 y una funcionalidad de
    25 hidroxilo nominal promedio de 2-4,
    un polioxietileno-polioxipropileno poliol o una mezcla de tales polioles, teniendo el poliol o la mezcla una funcionalidad de hidroxilo nominal promedio de 2-4, un peso molecular promedio de 2000-8000 y un contenido en oxietileno promedio del 25-50% en peso, calculado con respecto al peso de este
    30 poliol o mezcla, respectivamente,
    agua, y
    opcionalmente agentes de reticulación y/o de extensión de cadena reactivos con isocianato que tienen 35
    un peso molecular promedio de 60-1999, y
    opcionalmente en presencia de agentes auxiliares y aditivos usados en la técnica de los poliuretanos.
  4. 4. Procedimiento para preparar una espuma según la reivindicación 3, en el que el poliol usado en la
    40 preparación del prepolímero comprende grupos oxietileno en una cantidad de al menos el 50% en peso, calculado con respecto al peso de este poliol, y en el que este poliol tiene un peso molecular promedio de 250-800.
  5. 5. Procedimiento para preparar una espuma según las reivindicaciones 3-4, en el que la espuma se prepara 45 según el procedimiento de espumación libre o el procedimiento de espumación libre limitado.
  6. 6. Medio de crecimiento de plantas, pared verde y/o techo verde que comprende una espuma según las reivindicaciones 1-2 y/o una espuma preparada según las reivindicaciones 3-5.
    50 7. Uso de una espuma según las reivindicaciones 1-2, y/o una espuma preparada según las reivindicaciones 3-5, como medio de crecimiento de plantas, en techos verdes y/o en paredes verdes.
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