MXPA98004436A - Proceso para la produccion de espumas rigidas depoliuretano en presencia de agentes de soplado dehidrocarburo - Google Patents

Abstract

Un proceso pra la producción de espumas rígidas caracterizado porque comprende la reacción de:(a) un poliisocianato orgánico;(b) una composición reactiva con isocianato que contiene una pluralidad de grupos reactivos con isocianato;y (c) un agente de soplado que comprende isopentano y n-pentano en una proporción de 99:1 a más de 80:20 partes en peso, bajo condiciones de espumado de espuma.

Description

PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE ESPUMAS RÍGIDAS DE POLIURETANO EN PRESENCIA DE AGENTES DE SOPLADO DE HIDROCARBURO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a proceso para la producción de espumas rígidas de poliuretano. Más especí icamente, la presente invención se dirige a procesos para la producción de espumas rígidas de poliuretano utilizando una mezcla específica de agentes de soplado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las espumas rígidas de poliuretano tienen muchos usos conocidos, tales como en materiales de construcción y como medio de aislamiento térmico para uso en la industria de construcción así como en dispositivos de almacenamiento refrigerado. La aceptación comercial ampliamente difundida de las espumas rígidas de poliuretano como un medio de aislamiento térmica se basa en su capacidad de proporcionar un aislamiento térmico inicial sorprendente y a largo plazo, sus propiedades estructurales superiores y sus propiedades pirorretardantes superiores, todas a relativamente bajas densidades.

Se conoce la preparación de tales espumas rígidas de poliuretano al hacer reaccionar un poliisocianato y un compuesto reactivo con isocianato (habitualmente un poliol) en presencia de un agente de soplado. Una clase de materiales la cual ha sido utilizada ampliamente como un agente de soplado en la producción de tal espuma son los agentes de soplado de clorofluorocarbono (CFC) completamente halogenados, tales como triclorofluorometano (CFC-11). Las ventajas de los CFC incluyen sus buenas propiedades aislantes térmicas, su relativa no inflamabilidad y su estabilidad dimensional superior de las espumas resultantes. Sin embargo, pese a estas ventajas, recientemente los CFC ya no son favorecidos pues se han asociado con el abatimiento de ozono en la atmósfera de la tierra y por lo tanto su uso se ha restringido fuertemente. Los hidroclorofluorocarbonos (HCFC), tales como clorodifluorometano (HCFC-22), 1-cloro-l , 1-difluoroetano (HCFC-142b), l,l,l-trifluoro-2-dicloroetano (HCFC-123) y particularmente 1,1-dicloro-l-fluoroetano (HCFC-141b) se han considerado una solución intermedia viable. Sin embargo, se ha demostrado que los HCFC causan abatimiento de ozono en la atmósfera y su uso está en estudio. De hecho, la producción ampliamente diseminada y el uso de los HCFC-141b actualmente está programada para finalizar en el año 2002.

En consecuencia, se ha observado que existe la necesidad de desarrollar procesos para la producción de espumas rígidas de poliuretano y sistemas de reacción para uso en los mismos los cuales utilizan agentes de soplado los cuales tengan un potencial nulo de abatimiento de ozono y el cual aún proporcione excelente aislamiento térmico y estabilidad dimensional necesarias para aplicaciones comerciales. Se han investigado varios alcanos y cicloalcanos , tales como n-pentano, n-butano y ciclopentano como posibles agentes de soplado para espumas rígidas de poliuretano. El uso de tales materiales se describe, por ejemplo, en las patentes norteamericanas Nos. 5,096,933 y 5,444,101. Sin embargo, estos materiales no se ha encontrado que produzcan espumas rígidas de poliuretano que tengan propiedades físicas comercialmente atractivas a densidades las cuales sean lo suficientemente baja para hacer su uso factible. La patente norteamericana No. 5,387,618 y 5,391,317 también están dirigidas a espumas de poliuretano preparadas en presencia de un agente de soplado físico que comprende 5-80 moles por ciento de un alcano alicíclico de C5.6 y 95 a 20 moles por ciento de una mezcla de isopentano y n-pentano en una proporción en moles de 80:20 a 20:80. Sin embargo, las formulaciones descritas en esas patentes se ha encontrado que producen espumas que tienen estabilidad dimensional y propiedades de aislamiento térmico insuficientes. En consecuencia, se ha observado que aún existe la necesidad de un proceso para la producción de espumas rígidas de poliuretano el cual utilice un agente de soplado que tenga un potencial nulo de abatimiento de ozono y el cual pueda ser utilizado para producir una espuma rígida de poliuretano que tenga un aislamiento térmico a largo plazo y características de estabilidad excelentes. Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso para la producción de espumas rígidas de poliuretano y un sistema de reacción que contiene tal agente de soplado. El presente inventor ha encontrado sorprendentemente un proceso que utiliza un agente de soplado que consiste esencialmente de isopentano y que produce espumas rígidas de poliuretano que tienen buena aislación térmica y características de estabilidad dimensional a densidades las cuales son mucho menores que las observadas en espumas producidas con otros isómeros de pentano. Aunque el factor K inicial de la espuma soplada de isopentano generalmente es mayor al de las espumas sopladas con HCFC-141b, el ciclopentano y algunas mezclas de pentano, con un factor K envejecido (es decir, un valor de aislamiento a largo plazo), de las espumas producidas de acuerdo con la presente invención es mejor que el de cualquiera de los pentanos anteriores y por lo menos igual al de otras mezclas de pentano. Además, el valor de aislamiento a largo plazo de las espumas rígidas preparadas con respecto al presente proceso se aproxima a un valor cercano al demostrado por las espumas sopladas con HCFC-141b. Lo que es importante, el isopentano tiene un potencial nulo de abatimiento de ozono y por lo tanto satisface todas las preocupaciones ambientales actuales.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, la presente invención se dirige a un proceso para la producción de espuma rígida de poliuretano que comprende la reacción de (a) un poliisocianato orgánico; (b) una composición reactiva con isocianato que contiene una pluralidad de grupos reactivos con isocianato los cuales son útiles en la formación de espumas rígidas de poliuretano o de poli isocianurato modificado con uretano; (c) un agente de soplado que comprende isopentano y n-pentano en proporciones desde 99:1 a más de 80:20 partes en peso bajo condiciones de formación de espuma. Opcionalmente, el proceso puede comprender además los componentes de reacción (a) a (c) con (c) agua u otro agente generador de dióxido de carbono. Los componentes (a), (b), (c) y opcionalmente (c), comprenden un sistema de reacción el cual también está dentro del alcance de la presente invención. La presente invención está dirigida adicionalmente a sistemas de reacción los cuales pueden ser utilizados en tales procesos. Este sistema de reacción comprende (a) un poliisocianato orgánico; (b) una composición reactiva con isocianato que contiene una pluralidad de grupos reactivos con isocianato; y (c) un agente de soplado que comprende isopentano y n-pentano en proporciones desde 99:1 a más de 20:80 partes en peso. La presente invención se dirige adicionalmente a espumas rígidas de poliuretano preparadas por el presente proceso.

DESCRIPCIÓM DETALLADA DE LA INVEMCIÓN El agente de soplado utilizado en la presente invención comprende isopentano y n-pentano en una proporción de 99:1 a más de 80:20 partes en peso. Preferiblemente, el agente de soplado útil en la presente invención comprende isopentano a n-pentano en una proporción de 98.5:1.5 a 90:10, más preferiblemente de 97.5:2.5 a 90:10 y de manera mucho más preferible de 97:3 a 90:10 partes en peso. La cantidad total de agente de soplado que se va a utilizar en el presente proceso para producir espumas rígidas de poliuretano según se necesite para un propósito particular se determinará fácilmente por aquéllos familiarizados en la técnica. Sin embargo, las cantidades típicas del agente de soplado serán desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 15% y preferiblemente desde aproximadamente 3 a aproximadamente 10% en peso en base al peso total del sistema de reacción. Los poliisocianatos orgánicos adecuados para uso en la presente invención incluyen cualquiera de los poli isocianatos conocidos en la técnica para la producción de espumas rígidas de poliuretano o de poli isocianurato modificado con uretano. En particular, los poliisocianatos orgánicos útiles incluyen aquéllos que tienen una funcionalidad mayor de 2.0, tal como diisocianato de difenilmetano (MDI) en forma de sus isómeros 2,4'- y 4,4'-y mezclas de los mismos, mezclas de diisocianato de difenilmetano y oligómeros de los mismos (conocido como MDI "crudo") y MDI polimérico (es decir, poliisocianatos de polifenileno y polimetileno) . También se pueden utilizar en el proceso de la presente invención poliisocianatos modificados con grupos carbodiimida, grupos metano, grupos alofanato, grupos isocianato, grupos urea, grupos biuret y grupos oxazolidona. Las composiciones reactivas con isocianato que contienen una pluralidad de grupos reactivos con isocianato adecuados para uso en la presente invención incluyen polioles de poliéter, polioles de poliéster y mezclas de los mismos que tienen números de hidroxilo promedio desde aproximadamente 100 hasta aproximadamente 1000 y preferiblemente desde aproximadamente 150 hasta aproximadamente 700 KOH/g y funcionalidades hidroxilo desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 8, y preferiblemente desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 6.

Los polioles de poliéter adecuados incluyen productos de reacción de óxidos de polialquileno, por ejemplo óxido de etileno y/u óxido de propileno, con iniciadores que contienen de 2 a 8 átomos de hidrógeno activos por molécula. Los iniciadores adecuados incluyen polioles, por ejemplo, glicerol, trimetilolpropano, trietanolamina, pentaeritritol , sorbitol y sacarosa; poliaminas, por ejemplo, etilendiamina, tolilendiamina, diaminodifenilmetano y polimetilenopolifenilenopoliaminas ; aminoalcoholes, por ejemplo, etanolamina y dietanolamina; y mezclas de los mismos. Los iniciadores preferidos son diaminodifenilmetano y polimetilenopolifenilenopoliaminas . Los polioles de poliéster adecuados incluyen aquéllos preparados al hacer reaccionar ácido policarboxílico y/o un derivado del mismo o un anhídrido policarboxílico con un alcohol polihídrico. Los ácidos policarboxílieos pueden ser alif ticos, cicloalifáticos , aromáticos y/o heterocíclicos y pueden estar sustituidos (por ejemplo con átomos de halógeno) y/o insaturados. Los ejemplos de ácidos de anhídridos carboxílicos adecuados incluyen ácido succínico, ácido adípico, ácido subérico, ácido acelaico, ácido sebásico, ácido itálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido trimelítico, ácido itálico, anhídrido, anhídrido de ácido tetrahidroftálico, anhídrido de ácido hexahidroftálico, anhídrido de ácido endometilentetrahidroftálico, anhídrido de ácido glutárico, ácido maleico, anhídrido de ácido maleico, ácido fumárico, ácidos grasos dimérico y trimérico, tales como aquellos de ácido oleico los cuales pueden estar en mezcla con ácidos grasos monoméricos. También se pueden utilizar ásteres sencillos de ácidos policarboxílieos tales como ácido tereftálico, éster dimetílico, éster bisglicol de ácido tereftálico y mezclas de los mismos. Los ejemplos de alcoholes polihídricos adecuados incluyen etilenglicol , 1,2-propilenglicol, 1,3-propilenglicol, 1,3-, 1,4-, 1,2-, 2,3-butilenglicol, 1,6-hexanodiol, 1 ,8-octanodiol , neopentilglicol, ciclohexano dimetanol, 1 , 4-bis-hidroximetilciclohexano, 2-metil-l,3-propanodiol, glicerol, trimetilolpropano, 1,2,6-hexanotriol, 1,2,4-butanotriol, trimetiloletileno, pentaeritritol, quinitol, manitol, sorbitol, glucósido de metilo, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol , polietilenglicol, dipropilenglicol , polipropilenglicol , dibutilenglicol, polibutilenglicoles y similares. Los poliésteres pueden contener algunos grupos carboxi terminales aunque de manera preferible, terminan en hidroxilo. También es posible utilizar poliésteres de lactonas tales como caprolactona o ácidos hidroxicarboxílicos tales como ácido hidroxicaproico o ácido hidroxiacético.

Los polioles poliméricos adecuados adicionales incluyen politioéteres terminados en hidroxilo, poliamidas, amidas de poliéster, policarbonatos, poliacetales , poliolefinas y polisiloxanos . El componente poliisocianato orgánico generalmente se utilizará en una cantidad desde aproximadamente 35 hasta aproximadamente 65, preferiblemente desde aproximadamente 50 hasta apro imadamente 60, y más preferiblemente desde aproximadamente 53 hasta aproximadamente 57 por ciento en peso del sistema total. La composición reactiva con isocianato generalmente se utilizará en una cantidad desde aproximadamente 19 hasta aproximadamente 63, preferiblemente desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente 50, y más preferiblemente desde aproximadamente 29 hasta aproximadamente 33 por ciento en peso del sistema total. Las cantidades de las composiciones de poliisocianato y las composiciones reactivas con isocianato dependerán de la naturaleza del material que se va a producir y se determinarán fácilmente por aquéllos amiliarizados en la técnica. El componente reactivo de isocianato de los sistemas de reacción actuales puede comprender además alargadores de cadena y/o agentes reticulantes . En general, los alargadores de cadena útiles son aquéllos que tienen un peso fórmula menor de aproximadamente 750 y preferiblemente de aproximadamente 62 a 750, y una funcionalidad de apro imadamente 2. Los alargadores de cadena adecuados se pueden seleccionar de polioles, por ejemplo etilenglicol, dietilenglicol , butanodiol, dipropilenglicol y tr ipropilenglicol; aminas alifáticas y aromáticas, por ejemplo, 4 , 4 ' -metilendianilinas que tienen un sustituyente alquilo inferior colocado orto respecto a cada átomo de N; ciertos compuestos con funcionalidad imino tales como los descritos en las publicaciones para solicitud para patente europea Nos. 284253 y 359456; y ciertos compuestos con funcionalidad enamino tales como los descritos en la publicación para solicitud para patente europea No. 359456 que tiene dos grupos reactivos con isocianato por molécula. Los agentes reticulantes adecuados incluyen glicerol, glicerol oxialquilado, pentaeritritol , sacarosa, trimetilolpropano, sorbitol y poliaminas oxialquiladas. La funcionalidad de los agentes reticulantes puede variar desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 8, y preferiblemente desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 4. El peso molecular de los agentes reticulantes puede variar entre los mismos intervalos como se describe antes con respecto al alargador de cadena. Una clase preferida de agentes reticulantes incluye derivados oxipropilados de glicerol que tiene un número promedio de peso molecular desde aproximadamente 200 hasta aproximadamente 750, glicerol y mezclas de los mismos. Los sistemas de reacción de la presente invención pueden comprender además agua u otros agentes que generen dióxido de carbono tales como ácidos monocarboxílicos o policarboxí lieos y ureas cíclicas con funcionalidad hidroxi. Cuando se utilizan, tales como agentes generadores de dióxido de carbono deben ser utilizados en cantidades desde aproximadamente 0.05 hasta aproximadamente 2.0, y preferiblemente desde aproximadamente 0.35 hasta aproximadamente 1.0 por ciento en peso en base al peso total del sistema de reacción. Con el fin de reducir el tamaño de celda de la espuma rígida de poliuretano preparada de acuerdo con la presente invención y por lo tanto mejorar las propiedades de aislamiento térmico de la espuma, se puede agregar un compuesto fluorado insoluble e inerte al material reactivo con isocianato utilizado en el presente proceso. Tales compuestos fluorados insolubles e inertes incluyen cualquiera de los descritos en las patentes norteamericanas NOS. 5,346,928, 4,981,871; 5,034,424; 4,972,002 y en la solicitud de patente europea No. 0508649. Sin embargo, se prefiere utilizar un compuesto sustancialmente valorado, insoluble e inerte que tenga un punto de ebullición de por lo menos 208C a presión atmosférica y preferiblemente por lo menos 40SC, y más preferiblemente 60-1008C. Los compuestos adecuados incluyen hidrocarburos sustancialmente fluorados o per luorados éteres, aminas terciarias, aminoéteres y sulfonas. Se considera que el término "sustancialmente fluorado o perfluorado" se refiere a compuestos en los cuales por lo menos 50% de los átomos de hidrógeno están sustituidos por flúor. Los ejemplos de compuestos sustancialmente fluorados o perfluorados preferidos incluyen perfluoro-n-pentano, perfluoro-n-hexano y alquiltetrahidrofuranos perfluorados. El compuesto fluorado insoluble e inerte debe ser utilizado en una cantidad que varía desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 5% en peso del sistema total. El sistema de reacción utilizado en el presente proceso puede comprender además uno o más agentes auxiliares o aditivos según se necesiten para propósitos particulares. Los agentes auxiliares y aditivos adecuados incluyen agentes estabilizantes de espuma o tensioactivos (por ejemplo polímeros de organo-silicona ) , catalizadores (por ejemplo, octoato estanoso, laurato de dibutilestaño, amina terciaria), pirorretardantes (por ejemplo tris (2-cloroetil) -fosfato y compuestos de organofósforo) , reductores de viscosidad, agentes que mejoran la compatibilidad, agentes liberadores de molde, cargas o materiales de relleno, pigmentos y antioxidantes. Los aditivos adecuados y las cantidades de los mismos necesarias para un propósito particular serán reconocibles fácilmente por aquéllos familiarizados con la técnica a partir de la presente descripción. Ahora se ilustrará la presente invención con referencia a los siguientes ejemplos no limitantes.

Ejemplo 1 Se preparan dos muestras que contienen los componentes descritos en las tablas 1, 2 y 3 utilizando CFC-11, isopentano, n-pentano, ciclopentano y HCFC-141b como agentes de soplado como se indica. El "lado A" del sistema contiene el poliisocianato mientras que el "lado B" de los sistemas contienen todos los demás ingredientes. Los componentes del lado B se preparan al mezclar la totalidad de los componentes juntos a temperatura ambiente en un mezclador de alta velocidad.

Tabla 1 Componentes Soplado con CFC- Stepanpol"" PS-2502-A 100 100 OabooMR DC 193 2.5 2.5 -octoato en solución DEG 3 3 Debco"" TMR-30 1 1 CFC-1 1 45 43 Soplado total, mls/am 24.45 23.36 índice 250 250 RubinateMR 1850 148.25 148.25 Raactividtdas Tiempo de crema (segundos) 1 1 1 1 Tiempo de gel (segundos) 27 26 Finalización de alzado (segundos) 66 65 Propiedtdos de espume: Densidad de núcleo de espuma (pcf) 1.75 1 .83 Dim. Stab @-20°F, % de cambio lineal -3.3 -1 Tabla 2 Componente* 1 2 3 4 5 Stapan"" PS 2352 31.2 31.2 31.2 31 .2 32.87 TCPP 3 3 3 3 TEP 3 3 3 3 K-octoato en DEG 0.75 0.75 0.75 0.75 0.66 K-acetato an DEG 0.25 0.25 0.25 0.25 0.16 Polvcat"" 5 0.12 0.12 0.12 0.12 0.15 TegostabMR B84PI 0.82 TegostabMR B8466 1 1 1 1 Isopentano 5.66 1.89 n-pentano 5.66 1.89 Ciclopentano 5.66 1 .89 Relación de ¡so/rv/ciclo 97.5:2.5: 0.1 :99.9: 0.7:10.3: 33:38:29 - 0 0 89 HCFC-1 1 b 1 1 .66 Agua 0.35 0.35 0.35 0.35 0.16 Soplado total (ml/g) 22 22 22 22 24.36 índice 275 275 275 275 250 RubinateMR 1850 54.69 54.69 54.69 54.69 53.51 Reactividades: Tiempo de crema/gel (segundos) 7/27 9/29 12/27 10/29 1 2/25 Tiempo TFT/EOR (segundos) 44/73 43/63 42/64 44/88 36/64 Propiedades de espuma: Densidad de núcleo de espuma (pcf) 1 .82 1 .89 1 .93 1 .92 1 .89 Estab. del Dim (@-29°C (-20°F, % cambio de -0.8 -0.1 -1 .5 -0.8 -0.7 lineal) Condfa'ón térmica (en BTU/pu/gada/pie'.hora'F/: Inicial 0.158 0.159 0.154 0.55 0.143 4 semanas a eo°C (140°F) 0.184 0.186 0.189 0.182 0.169 8 semanas a SO^C (140°F) 0.187 0.19 0.194 0.188 0.179 12 semanas a 60°C (140°F) 0.187 0.191 0.193 0.187 0.185 Tabla 3 Componente* 6 7 8 9 10 Terete"" 2541 31.2 31.2 31.2 31.2 32.87 TCPP 3 3 3 3 TEP 3 3 3 3 K-octoato en DEG 0.75 0.75 0.75 0.75 0.66 K-acetato en DEG 0.25 0.25 0.25 0.25 0.16 Polycat"" 5 0.12 0.12 0.1 2 0.12 0.15 Tegostab"" B84PI 0.82 Tegostab"" B8466 1 1 1 1 Isopentano 5.66 1.89 n-pentano 5.66 1.89 Ciclopentano 5.66 1 .89 Relación de iso/n ciclo 97.5:2.5: 0.1 :99.9: 0.7:10.3:8 33:38:29 - 0 0 9 HCFC-141b 1 1 .66 Agua 0.35 0.35 0.35 0.35 0.16 Soplado total (ml/g) 22 22 22 22 24.36 índice 275 275 275 275 250 RubinateMn 1850 54.69 54.69 54.69 54.69 53.51 Reactividades: Crema/tiempo de gel (seg) 8/30 9/29 12/27 1 1 /31 14/27 TFT/EOR tiempo (seg) 44/73 41/63 39/62 51 /72 44/68 Propiedades de la empunte Densidad del núcleo de la espuma (pcf) 1 .81 1 .88 1 .92 1 .91 1 .88 Estab. del Dim (@29°C (20°F>, % cambio de -0.5 -0.7 -2 -0.8 -4 línea) Cond. Térmica* (en BTU en/pie'. hora'F): Inicial 0.165 0.163 0.160 0.159 0.147 4 semanas a 60°C (140°F) 0.193 0.196 0.199 0.191 0.180 8 semanas a 60°C (140*F) 0.194 0.201 0.203 0.193 0.190 1 2 semanas a eO°C (140°F) 0.195 0.201 0.201 0.195 0.193 RUBINATEMR 1850 es un di isocianato de difenilmetano poliraérico con funcionalidad elevada, disponible de ICI Americas Inc. STEPANOL PS-2502-A es un poliol de poliéster aromático disponible de Stepan Company. DABCOMR DC 193 es un tensioactivo de silicona disponible de Air Products Inc. DABCOMR TMR-30 es un catalizador de amina terciaria de Air Products Inc. STEPANMR PS 2352 un es poliol de poliéster aromático disponible de Stepan Company. TERATE™ 2541 es un poliol de poliéster aromático disponible de Cape Industries. TCPP es tri (beta-cloropropil) fosfato disponible de Great Lakes Chemical Corp (que contiene 32.5% de Cl y 9.5% de P). TEP es fosfato de trietilo disponible de Focus Chemical Corporation que contiene 18.7% de P). El acetato de potasio se utiliza como una solución al 15% en DEG disponible de Air Products. El octoato de potasio se utiliza como una solución al 15% en DEG disponible de Pelron Corp. POLYCATMR 5 es un catalizador que promueve poliuretano disponible de Air Products Inc.

TEGOSTABMR B8466 es un tensioactivo de silicona disponible de Goldschmidt Corporation. El ciclopentano utilizado en las muestras 1 a 16 es ciclopentano grado técnico que contiene 77.5% de ciclopentano, 9% de n-pentano y 0.6% de isopentano (el resto son impurezas), disponible de Phillips. El isopentano utilizado en las muestras 1 a 10 contiene 97.5% de isopentano y 2.5% de n-pentano y está disponible de Southhampton Refining Company. El isopentano utilizado en las muestras 11 a 16 contiene 99% de isopentano y 0.4% de n-pentano y también está disponible de Southampton Refining Company. El n-pentano utilizado en las muestras 1 a 16 contiene 99.6% de n-pentano y 0.1% de isopentano (el resto son impurezas) y está disponible de Southhampton Refining Company . El CFC-11 utilizado está disponible de ICI Americas Inc. Se midió la reactividad de cada muestra al preparar espuma de copa de alzamiento libre al mezclar los ingredientes que se indican en las tablas 1, 2 y 3 utilizando un mezclador propelente de esta velocidad a temperatura ambiente. Se midieron las propiedades físicas de la espuma de núcleo en una espuma de levantamiento libre fabricada al mezclar los ingredientes y verterlos en una caja de papel de 17.8 x 17.8 x 38 cm (7" x 7" x 15") inmediatamente después del mezclado. La densidad del núcleo de espuma se mide de acuerdo con el procedimiento establecido en ASTM D 1622 y la estabilidad dimensional de las espumas a -29SC (-20aF) utilizando el método de estabilidad dimensional a largo plazo como se describe en "Factores que afectan a la estabilidad dimensional a largo plazo de espuma rígida para la industria de la construcción" (Factors Affecting the Long Term Dimensional Stability of Rigid Foam for the Construction Industry", Daems, Rosobothom, Franco y Singh, 35th Annual SPI Technical/Marketing Conference, octubre de 1994. Se midió la conductividad térmica de las muestras de acuerdo con los procedimientos establecidos en ASTM C518 en un núcleo de espuma formado de bloques de espuma de 38 x 38 x 36 cm (15" x 15" x 14"). Se calculó el soplado total de las formulaciones de espuma utilizando la siguiente ecuación. mi de gas/gm = Suma de Peso del componenhe de goplartn y 22400 Peso total de espuma x peso molecular del componente de soplado Las espumas que se muestran en la tabla 1 establecen el punto de referencia para la tecnología de espuma previa respecto a la preocupación del abatimiento de ozono por el agente de soplado inicial CFC-11. Se puede ver en las tablas 2 y 3 que las muestras de espuma sopladas con isopentaño de acuerdo con la presente invención (muestras 1 y 6) proporcionan espumas dimensionalmente estables a densidad relativamente baja. Una espuma dimensionalmente estable, definida como una espuma con % de carga lineal menor de o igual a 1% en la prueba de estabilidad dimensional, se puede considerar con el agente de soplado descrito en esta invención (muestras 1 y 6, en las tablas 2 y 3) a densidad similar a las de las sopladas por el agente de soplado CFC-11 (Tabla 1). Se ha restringido severamente el uso de CFC-11 debido a su asociación con el abatimiento de ozono en la atmósfera de la tierra. También se puede fabricar una espuma dimensionalmente estable a una densidad menor a la de las sopladas con el agente de soplado HCFC-1 1b (Muestra 5 y 10 en las tablas 2 y 3), cuyo uso actualmente se pretende finalizar en el año 2002. Además, la eficiencia de soplado, medida por la densidad de la espuma obtenida para una cantidad dada de agente de soplado por unidad de peso de la formulación, es la menor para las espumas preparadas de acuerdo con la presente invención. La excelente estabilidad dimensional proporcionada por el presente agente de soplado, combinado contra eficiencia de soplado excepcional, y lleva a la conclusión de que se pueden elaborar espumas de poliuretano rígidas, estructuralmente estables, utilizando cantidades menores de agentes de soplado. Además, el factor K envejecido de las espumas preparadas de acuerdo con la presente invención es mejor que el de cualquiera de los metanos anteriores y equivalentes a las espumas sopladas con la mezcla de pentano (Muestras 4 y 9).

Ejemplo 2 La tabla 4 muestra la formulación, reactividad y propiedades físicas de las muestras 10 a 16 de espuma rígida preparadas con diversas mezclas de isopentano y n-pentano. Las espumas se preparan de la manera descrita antes en el Ejemplo 1. Se mide la conductividad térmica al seguir el procedimiento que se establece en ASTM C518. Se mide la densidad del núcleo de espuma y la estabilidad dimensional a -29 C (-20SF) utilizando el siguiente método mencionado en el Ejemplo 1. Se puede ver que las espumas preparadas utilizando agentes de soplado que contienen mezclas de isopentano a n-pentano en proporciones de 80:20 a 97:3 (muestra 13 a muestra 15) son dimensionalmente estables a una densidad similar a la típica para CFC-11. Tal estabilidad no es posible con HCFC-141b, el agente de soplado intermedio para la industria de aislamiento de construcción o cualquiera de las otras mezclas evaluadas. Esta excelente estabilidad dimensional significa que se pueden elaborar espumas rígidas de poliuretano estructuralmente estables y se pueden utilizar a una densidad menor si se utilizan los procesos y sistemas de reacción actuales. El factor K inicial de las espumas preparadas con mezclas de isopentano y n-pentano en la proporción 80:20 a 97:3 (muestras 13, 14 y 15) es un poco menor a las sopladas con isopentano puro o n-pentano puro. El factor K envejecido, es decir, el valor de aislamiento a largo plazo de las espumas, para las mezclas 90:10 (muestra 14) y 97:3 (muestra 15) de isopentano respecto a n-pentano, es mejor que para cualquiera de los otros pentanos probados. El valor de aislamiento a largo plazo de las mezclas 90:10 y 97:3 de isopentano respecto a n-pentano se aproxima a un valor muy cercano al de HCFC-141b.

Tabla 4 Componente* 11 12 13 14 15 16 Stepan"" PS 2352 31.2 31.2 31.2 31.2 31 .2 31.2 TCPP 3 3 3 3 3 3 TEP 3 3 3 3 3 3 K-octoato en DEG 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 K-acatato en DEG 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Polveat"" 5 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 TegostabMR B8466 1 1 1 1 1 1 Isopentano 0 2.83 4.53 5.09 5.49 5.66 n-pentano 5.82 2.83 1.13 0.57 0.17 0 Relación de ¡so/n-pentano 0:100 50:50 80:20 90:10 97:3 100:0 Agua 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 Soplado total (ml/am) 22 22 22 22 22 22 índice 275 275 275 275 275 275 Rubinate R 1850 54.69 54.69 54.69 54.69 54.69 54.69 Rotctividmdas Crema/tiempo de gel (segundos) 8/28 8/28 8/30 8/28 7/27 8/29 TFT/EOR tiempo (segundos) 41 /65 41 /64 44/65 38/65 44/63 38/63 Propiedad— da la — uma. Densidad del núcleo de la espuma (pcf) 1.82 1.83 1.83 1.83 1.82 1.81 Estab. del Dim (@-29°C (-20°F, % cambio -1.7 -2.2 -0.2 -0.1 -0.1 -0.8 de lineal) Cond. Témicaa (an BTU an/pia'.hora'F): Inicial 0.169 0.163 0.157 0.157 0.157 0.162 4 semanas a 60"C (140°F) 0.198 0.192 0.185 0.184 0.184 0.192 8 semanas a 60°C (140°F) 0.203 0.196 0.192 0.189 0.187 0.195 12 semanas a eO"C (140°F) 0.205 0.199 0.193 0.191 0.187 0.197 En consecuencia, se puede ver de los datos que se establecen en la Tabla 4 que el presente proceso y los sistemas de reacción utilizados en la presente producen espumas rígidas de poliuretano que tienen excelentes estabilidades dimensionales así como valores superiores de aislamiento a largo plazo (como se demuestra por el factor K envejecido) en comparación con espumas preparadas con procesos convencionales). La presente invención puede estar constituida en otras formas específicas sin apartarse del espíritu o atributos esenciales de la misma y en consecuencia puede hacerse referencia a las reivindicaciones anexas, en vez de la especificación precedente, como se indica por el alcance de la invención.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la producción de espumas rígidas de poliuretano, caracterizado porque comprende la reacción de: (a) un poliisocianato orgánico; (b) una composición reactiva con isocianato que contiene una pluralidad de grupos reactivos con isocianato; y (c) un agente de soplado que comprende una proporción principal de isopentano y n-pentano en una proporción desde 99:1 a más de 80:20 partes en peso bajo condiciones de espumado de espuma .

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un material generador de dióxido de carbono que se selecciona del grupo que consiste de agua, ácido monocarboxílico, ácidos policarboxílieos y ureas cíclicas con funcionalidad hidroxi .

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el agente generador de dióxido de carbono es agua.

4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de soplado 28 comprende isopentano a n-pentano en una proporción de 98.5:1.5 a 90:10 partes en peso.

5. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el agente de soplado comprende isopentano a n-pentano en una proporción de 97.5:2.5 a 90:10 partes en peso.

6. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el agente de soplado comprende isopentano a n-pentano en una proporción de 97:3 a 90:10 partes en peso.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el poli isocianato orgánico se selecciona del grupo que consiste de diisocianato de 4 , 4 ' -difenilmetano, diisocianato de 2,4·-difenilmetano, diisocianato de difenilmetano polimérico y variantes de diisocianato de difenilmetano.

8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición reactiva con isocianato se selecciona del grupo que consiste de polioles de poliéter, polioles de poliéster y mezclas de los mismos que tienen números de hidroxilo promedio desde 100 hasta 1000 KOH/g y funcionalidades hidroxilo de 2 a 8.

9. Un sistema de reacción para la producción de espumas rígidas de poliuretano, caracterizado porque comprende: (a) un poliisocianato orgánico; (b) una composición reactiva con isocianato que contiene una pluralidad de grupos reactivos con isocianato; y (c) un agente de soplado que comprende isopentano y n-pentano en una proporción de 99:1 hasta más de 80:20 partes en peso.

10. El sistema de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además un material generador de dióxido de carbono que se selecciona del grupo que consiste de agua, ácidos monocarboxí lieos , ácidos policarboxílicos y ureas cíclicas con funcionalidad hidroxi .

11. El sistema de reacción de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el material generador de dióxido de carbono es agua.

12. El sistema de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el agente de soplado comprende isopentano a n-pentano en una proporción desde 98.5:1.5 hasta 90:10 partes en peso.

13. El sistema de reacción de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el agente de soplado comprende isopentano a n-pentano en una proporción desde 97.5:2.5 hasta 90:10 partes en peso.

14. El sistema de reacción de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el agente de soplado comprende isopentano a n-pentano en una proporción desde 97:3 hasta 90:10 partes en peso.

15. El sistema de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el poli isocianato orgánico se selecciona del grupo que consiste de di isocianato de 4,4 ' -difenilmetano, di isocianato de 2,4'-difenilmetano, diisocianato de difenilmetano polimérico y variantes de diisocianato de difenilmetano.

16. El sistema de reacción de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la composición reactiva con isocianato se selecciona del grupo que consiste de polioles de poliéter, polioles de poliéster y mezclas de los mismos que tienen un número de hidroxilo 31 promedio desde 100 hasta 1000 KOH/g y funcionalidades hidroxilo desde 2 hasta 8.

17. Una espuma de poliuretano rígida, caracterizada porque se produce por el proceso de conformidad con la reivindicación 1.