MXPA00008510A - Surfactantes de silicon para elaborar espumas flexibles moldeadas de poliuretano - Google Patents

Abstract

Un método para preparar un elemento flexible moldeado de poliuretano al reaccionar un poliisocianato orgánico con un poliol en la presencia de un catalizador de uretano, agua como el agente de soplado, opcionalmente un abridor celular, y un estabilizador celular de surfactante de silicón que tiene la fórmula:Me3Si ( OsiMe2 ) x (OSIMeG) y OsiMe3 en donde x tiene un valor promedio de 1 a 4.5 y y tiene un valor promedio de 0.75 a 7.5, el valor de x / y es de 0.25 a 5 y el valor de x + y es mayor de 5 a 9, G es un grupo que tiene la fórmula -D(OR")mA, en donde D es un grupo de enlace orgánico divalente, R"es un grupo de alquileno, m tiene un valor promedio de 1 a 5, y A denota un grupo -OR'''o uno -OOCR''', en donde R'''se selecciona del grupo que consiste de metilo, etilo y una combinación de metilo y etilo.

Description

SURFACTANTES DE SILICON PARA ELABORAR ESPUMAS FLEXIBLES MOLDEADAS DE POLIURETANO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con espumas flexibles moldeadas de poliuretano que emplean copolimeros particulares de poliéter de silicón como estabilizadores celulares. La invención proporciona un método para elaborar espumas flexibles moldeadas de poliuretano sopladas con agua con una estabilidad del volumen mejorada. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La producción de espumas de poliuretano comprende la dosificación y bombeo de la resina e ingredientes de isocianato, que se preparan en un mezclador con un número de corrientes o componentes líquidos, en donde se mezclan completamente y suministran. Una formulación típica comprende dos corrientes que consisten del isocianato y la resina. La corriente de resina es una mezcla de polioles, agentes de entrelazamiento o enlaces entrelazados tal como dietanolamina (DEOA) , surfactantes, catalizadores, agua, agentes auxiliares de soplado y otros aditivos posibles. Las espumas que demuestran buena estabilidad también muestran propiedades físicas isotrópicas mejoradas y se procesan más fácilmente con el equipo existente. Más específicamente, las espumas moldeadas con buenas propiedades de volumen, ventilación y estabilidad al cizallamiento caracterizadas por tener una estructura celular uniforme y pequeña al interior de la espuma. Las espumas de poliuretano con una estabilización superficial superior tienen una capa de finas células adyacentes en la superficie exterior de la espuma. Las espumas que son estables de manera dimensional, también conformadas típicamente de células abiertas, muestran una tendencia reducida a contraerse inmediatamente después de que son retiradas del molde. Las espumas flexibles que no son moldeadas requieren una buena estabilidad en volumen y buena estabilidad dimensional, que en el caso que no se presenten conducirán a desintegrar la espuma o a la densificación de la misma. La emisiones reducidas de aditivos en la espuma flexible puede conducir a reducir el empañamiento al interior del parabrisas de un automóvil. En el pasado, las estrategias químicas para seleccionar variables para las formulaciones, con el fin de hacer más óptimo el volumen, el cizallamiento, la ventilación y la estabilidad superficial y dimensional han sido muy exitosas para muchas aplicaciones. Las variables clave incluyen una selección juiciosa de los surfactantes y catalizadores. Actualmente la industria de la espuma ha cambiado su estrategia a una, que mantiene las propiedades físicas mientras que al mismo tiempo reduce los costos de materias primas y/o de procesamiento. Los enfoques incluyen reducir la densidad usando menos productos químicos humectantes o inyectando bióxido de carbono líquido, disminuyendo la cantidad de los copolímeros de injerto relativamente costosos, empleando mezclas de TDI/MDI, e incorporando prepolímero terminados de isocianato. Todos estos enfoques han determinado desafíos crecientes para los aditivos de conducción que no se pueden satisfacer completamente empleando la técnica previa conocida. Los surfactantes de silicón usados para la producción de espumas flexibles de poliuretano típicamente son polidi etilsiloxanos, polidimetilsiloxanos organofuncionales o copolímeros del poliéter de siloxano. La Patente de los E.U.A. N° 3,402,192 da a conocer copolímeros ramificados de siloxano de polioxialquileno útiles en la preparación de espumas de poliuretano. La Patente de los E.U.A. N° 4,031,044 da a conocer surfactantes del copolímero de xiloxano-oxialquileno como estabilizadores de espuma para elaborar una espuma flexible altamente elástico a base de poliéter. La patente N° 4,031,044 enseña una clase de estructuras muy amplias, pero la clase general que esta más estrechamente relacionada con la presente invención puede ser' descrita por la fórmula: Me3Si (OSiMe2) x (OSiMeG) yOSiMe3 en donde G es un grupo que tiene la fórmula -D(OR")mA en donde D es un grupo de enlace divalente, tal como un grupo de alquileno, R" esta compuesto de grupos de propileno y grupos seleccionados del grupo que consiste de grupos de etileno y butileno, en donde la cantidad de etileno y butileno es menor a 35% por peso del grupo (OR") total, m tiene un valor promedio de 1 a 15, y A es cualquiera del grupo de -OR' , -OOCR' ó -OOCOOR' en donde R' es un grupo libre de insaturación alifática seleccionado del grupo que consiste de grupos de hidrocarburo y hidrocarbonoxi. Cuando el valor promedio de x es 0-7, entonces y tiene un valor promedio de 1-5; cuando x=0, y=l-5; cuando x = 1 o 2, entonces y = 1-4; cuando x = 3 o 4, entonces y = 1-3; cuando x es 5, entonces y es 1-2; y cuando x es 6 o 7, entones y = 1. Ver el Ejemplo 7 para las modalidades de trabajo específicas. La Patente de los E.U.A. N° 4,139,503 da a conocer el uso de componentes de siloxano específicos a 0.01 a 2 g/100 de poliol para la producción de espumas de poliuretano con células abiertas, altamente elásticas. Esta patente solo muestra ejemplos para las polidimetilsiliconas. La Patente de los E.U.A. N° 4,347,330 da a conocer una espuma de poliuretano flexible moldeada al incorporar tres modificadores celulares que consisten de un copolímero de polisiloxano-polioxialquileno, un polimetilsiloxano y un modificador celular que contiene grupos de polioxitileno por un monto de cuando menos 80 por ciento por peso del poliol de poliéter. La Patente de los E.U.A. N° 4,690,955 da a conocer surfactantes del copolímero de poliéter de siloxano con un material de cubierta de alcoxi de hidroxi para estabilizar la espuma flexible moldeada. La Patente de los E.U.A. N° 5,633,292 da a conocer un método para la producción de espumas de poliuretano altamente elásticas que emplea un surfactante que contiene substituyentes de alquilo en lugar de los substituyentes de alcoxi. La presente invención comprende el uso de cierta clase reducida de copolímeros de poliéter de silicón que pertenecen a una gama de estructuras específicas para proporcionar la mejora en la estabilidad de la espuma de poliuretano flexible. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención es un método para preparar una espuma flexible moldeada de poliuretano que emplea una clase de surfactantes del copolímeros de poliéter de silicón que pertenecen a una gama de estructuras específicas. El método comprende hacer reaccionar un polisocianato orgánico y un poliol en la presencia de una composición catalizadora, un agente de soplado, un estabilizador celular de un surfactante de copolímero de poliéter de silicón, y opcionalmente un agente abridor de células. Los copolímeros de poliéter de silicón tienen la fórmula Me3Si (OSiMe2)x(OSiMeG)yOSiMe3 en donde x tiene un valor promedio de 1 a .5 y y tiene un valor promedio de 0.75 a 7.5, el valor de x/y es de 0.25 a 5 y el valor de x+y es mayor de 5 a 9, G es un grupo que tiene la fórmula -D(OR")mA en donde D es un radical de enlace orgánico divalente, R" es un grupo de alquileno, m tiene un valor promedio de 1 a 5, y A denota un grupo -OR" ó -OOCR", en donde R" se selecciona del grupo que consiste de metilo, etilo y una combinación de metilo y etilo. La espuma de poliuretano puede ser preparada empleando un proceso convencional para la preparación de la espuma flexible moldeada de poliuretano o un proceso para una espuma flexible moldeada de poliuretano ?casi-prepolímerica". Otra modalidad de la invención comprende los surfactantes de poliéter de silicón de la estructura definida anteriormente. El uso de estos surfactantes de silicón particulares para elaborara la espuma flexible moldeada de poliuretano proporciona las siguientes ventajas: - Reducir los niveles de uso debido a su elevada eficiencia que será un beneficio para reducción de costos y emisiones . - Mantener la estabilidad del volumen de la espuma a niveles de uso reducidos. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los estabilizadores celulares usados en la preparación de las espumas moldeadas flexibles comprenden un copolímero de poliéter de silicón que tiene la fórmula: Me3Si(OSiMe2)x(OSÍMeG)yOSiMe3 en donde x tiene un valor promedio de 1 a 4.5 y y tiene un valor promedio de 0.75 a 7.5, el valor de x/y es de 0.25 a 5, preferiblemente de 0.5 a 2, especialmente de aproximadamente 1, y el valor de x+y es mayor de 5 a 9, es decir, >5 <9, preferiblemente de 5.5 a 7, especialmente aproximadamente de 6. G es un grupo que tiene la fórmula -D(OR")mA en donde D es un radical de enlace orgánico divalente, R" es un grupo de alquileno. El radical de enlace orgánico divalente D se ejemplifica por los grupos de alquileno que tienen de 3 a 5 átomos de carbono. Es especialmente preferido que D sea propileno. R" es un grupo de alquileno y m tiene un valor promedio de 1 a 5, preferiblemente 2 a 3. La R" del grupo de alquileno se ejemplifica por etileno, propileno, butileno o una combinación de los mismos, pero es especialmente preferido que R" sea propileno. A denota un grupo -OR" ó -OOCR", en donde R" se selecciona del grupo que consiste de metilo, etilo y una combinación de los mismos. Preferiblemente G es un grupo que tiene la estructura -CH2CH2CH2 (OCH (CH3) CH2) 2OCH3 Los surfactantes del copolímero de poliéter de silicón se usan en una cantidad de 0.01 a 0.3, preferiblemente 0.05 a 0.15, partes por peso por cien partes por peso de poliol (ppcpp) , más preferiblemente alrededor de 0.075 ppcpp. Los surfactantes del copolímero de poliéter de silicón pueden ser preparados de acuerdo con las técnicas bien conocidas en técnica, por ejemplo como se enseño en la Patente de los E.U.A. 4,031,044 el cual se incorpora en la presente como referencia y pude opcionalmente, de preferencia, ser usado en combinación con otros surfactantes de silicón bien conocidos como estabilizadores celulares para elabora espumas de poliuretano, tal como polidimetilsiloxanos y polidi etilsiloxanos organofuncionales y otros copoiímeros de poliéter de silicón, y con agentes abridores de las células de silicón, por ejemplo como se enseño en la Patente de los E.U.A. No. 5,192,812 y 5,852,065 que se incorporan en la presente como referencia. Cuando se usa en tal combinación, los estabilizadores celulares de silicón de acuerdo con la intención pueden estar compuestos aproximadamente de 5-95% por peso de la composición total de surfactante de silicón. Los surfactantes del copolímero de poliéter de silicón de acuerdo con la invención se emplean en la fabricación de espuma de poliuretano flexible moldeada de poliéter y poliéster conocidas en la técnica. Al producir las espumas de poliuretano empleando estos surfactantes de silicón, uno o más polioles de poliéter o poliester se hacen reaccionar con un poliisocianato para proporcionar el enlace con el uretano. Tales polioles tienen un promedio típicamente de 2.0 a 3.05 grupos de hidroxilo por molécula. Ilustrativo de los polioles adecuados como un componente de la composición de poliuretano son los polioles de poliester de polialquileno y de éter de polialquileno. Los polioles de éter de polialquileno incluyen los polímeros y copolímeros de poli (oxido de alquileno) tal como poli (oxido de etileno) y poli (oxido de propileno) con terminal de grupos de hidroxilo derivados de los compuestos polihídricos, incluyendo dioles y trioles; por ejemplo, entre otros, glicol de etileno, glicol de propileno, diol de 1,3-buteno, diol de 1,4-buteno, diol 1,6-hexano, glicol de neopentilo, glicol de dietileno, glicol de dipropileno, pentaeritrol, glicerol, diglicerol, propano de trimetilol y polioles con peso molecular bajo similares. En la práctica de esta invención, se puede usar un único poliol de poliéter con peso molecular alto. También se pueden usar las mezclas de polioles de poliéter con peso molecular alto tales como las mezclas de materiales difuncionales o trifuncionales y/o composiciones químicas diferentes o con un peso molecular diferente. Los polioles de poliéster incluyen aquellos producidos al hacer reaccionar un ácido dicarboxílico con un exceso de un diol, por ejemplo, ácido adípico con glicol de etileno o butanodiol o hacer reaccionar una lactona con un exceso de un diol, tal como caprolactonas con un glicol de propileno. En adición a los polioles de poliéter y poliester, las cargas maestras o composiciones previamente mezcladas frecuentemente contienen el poliol polimérico. Los polioles poliméricos se usan en espumas de poliuretano flexibles para aumentar la resistencia a la deformación de la espuma, es decir, aumentar las propiedades de soporte de la carga de la espuma. En la actualidad se usan dos diferentes tipos de polioles poliméricos para lograr una mejora en el soporte de la carga. El primer tipo, descrito como un poliol de injerto, consiste de un triol en que los monómeros de vinilo se injertos copolimerizados. Los monómeros usuales por seleccionar son el estireno y el acrilonitrilo. El segundo tipo, un poliol modificado con una poliurea que contiene una dispersión de poliurea formada al hacer reaccionar una diamina y TDI . Desde que se usa en exceso TDI, alguna parte de TDI puede reaccionar con el poliol y la poliurea. Este segundo tipo de polioles poliméricos tiene un poliol variante llamado PIPA que se forma por la polimerización in-situ de TDI y alcanolamina en el poliol. Dependiendo de los requerimientos de soporte de la carga, los polioles poliméricos pueden comprender de 20 a 30% de la parte del poliol de la carga maestra.

Los productos de poliuretano se preparan usando cualesquiera de los poliisocianatos orgánicos adecuados bien conocidos en la técnica incluyendo, por ejemplo, diisocianato de hexametileno, diisocianato de fenileno, diisocianato de tolueno (TDI y diis'ocianato de 4, 4' -difenil-metano (MDI) . Otros isocianatos adecuados son las mezclas de diisocianatos conocidos comercialmente como el "MDI sin refinar", también conocido como PAPI, que contiene alrededor de 60% de diisocianato de 4, 4' -difenilmetano junto con otros poliisocianatos análogos e isoméricos con peso molecular más alto. También son prepolímeros adecuados de poliisocianatos que comprenden una mezcla de un poliisocianato y un poliol de poliéter o poliester que se hizo reaccionar previamente de manera parcial. Los catalizadores de uretano adecuados, útiles en la presente invención son todos aquellos bien conocidos para las personas experimentadas en la técnica incluyendo las aminas terciarias, tales como trietilen-diamina, N-metilimidazola, 1, 2-dimetilimidazol, N-metilmorfolina, N-etil-morfolina, trietilamina, tributilamina, dimetiletanolamina y bisdimetilaminodietileter, y organoestañosos tales como el octoato estañoso, acetato estañoso, oleato estañoso, laurato estañoso, diburato de dibutilestaño y otras sales de estaño. Otros agentes típicos que se pueden encontrar en las formulaciones de espuma de poliuretano incluyen a los extensores de cadena, tales como el glicol de etileno y butanodiol; entrelazadores tales como la dietanolamina, diisopropanolamina, trieanolamina y ripropanolamina; los agentes abridores de las células tales como las siliconas, y especialmente los agentes de soplado, tal como agua, bióxido de carbono líquido, acetona, pentano, HFC, HCFC, CFC, cloruro de metileno y lo similar. La espuma flexible moldeada de poliuretano preferida preparada de acuerdo con la invención es una espuma altamente elástica. Una formulación general de una espuma flexible moldeada de poliuretano que tiene una densidad de 16-48 kg/m3 (81-3 libras/pie3) (por ejemplo, para los asientos de automóviles) que contienen la composición surfactante de silicón de acuerdo con la invención comprenderá los siguientes componentes en partes por peso de (ppp) activas: Formulación de la Espuma Flexible ppp Poliol 20-100 Poliol Polimérico 80-0 Estabilizador Celular (invención) 0.01-0.3; pref. 0.05-0.15 Abridor Celular de Silicón 0-3 Agente de Soplado (Agua) 2-4.5 Entrelazador 0.5-2 Composición Catalizadora 0.3-2 índice de Isocianato 70-115 En la presente invención, el agente de soplado preferido para elaborar espumas flexibles moldeadas es agua entre 1 a 6 partes por cien partes del poliol (ppcpp) , especialmente de 2 a 4.5 ppcpp, opcionalmente con otros agentes de soplado. Naturalmente, se pueden emplear otros aditivos para impartir propiedades específicas a la espuma. Son materia de ejemplos los retardadores de la flama, colorantes, rellenos y modificadores de la resistencia a la deformación (dureza) . Las espumas de poliuretano de esta invención pueden ser formadas de acuerdo con cualquiera de las técnicas de procesamiento conocidas en la técnica, tal como, la técnica de "una inyección a chorro " en particular. De acuerdo con este método, los productos formados en espuma se proporcionan al llevar a cabo simultáneamente la reacción del poliisocianato y el poliol con la operación formadora de • espuma. En otra modalidad, las espumas flexibles moldeadas pueden elaborarse por el "proceso "casi-prepolimérico" como se enseño en las Patentes de los E.U.A. Nos. 5,708,045 y 5,650,452 que se incorporan en la presente como referencia. En cualquier caso, algunas veces es conveniente agregar surfactantes de silicón (abridores celulares y estabilizadores celulares) a la mezcla de reacción como una mezcla previa con uno o más de los agentes de soplado, componentes de poliol, agua y el catalizador. Se entiende que las cantidades relativas de los diversos componentes de la formulación de espuma no son limitadamente críticos. Los polioles y poliisocianatos están presentes en una cantidad mayor en la formulación de la producción de espuma. Las cantidades relativas de estos componentes en la mezcla son bien conocidos en la técnica. El agente de soplado, catalizador y estabilizador celular del surfactante de silicón y el abridor celular están cada uno presentes en una cantidad menor suficiente en la mezcla de reacción de la espuma. El catalizador está presente en una cantidad catalítica, es decir, la cantidad necesaria para catalizar las reacciones para producir uretano y urea, a una velocidad razonable, y el surfactante de la invención esta presente en la cantidad suficiente para impartir las propiedades deseadas y para estabilizar la reacción de la espuma, por ejemplo 0.01 a 0.3 ppcpp. Estas cantidades son mucho menores que los usados típicamente para los surfactantes de poliéter de silicón debido a su sorprendente eficiencia. En una preparación típica, el poliol, agua, surfactantes de silicón, el catalizador de amina, un catalizador opcional de estaño y otro agente opcional de soplado se mezclan conjuntamente y por último se mezcla el TDI y se deja que la composición forme la espuma y la polimerización. La invención tiene las siguientes características: - Los surfactantes del copolímero de poliéter de silicón tienen una alta eficiencia inesperada cuando el valor x+y es mayor de 5 y menor o igual a 9 , lo cual permite un nivel de uso mucho menor que los surfactantes de espuma (HR) altamente elástica tradicionales, mientras que afecten adversamente otras propiedades. El nivel de uso inferior es benéfico para los costos de la formulación y las emisiones de la espuma. Una estructura preferida es donde x=y=3 con R que tiene la estructura -CH2CH2CH2 (OCH (CH3) CH2) 2OCH3 El surfactante de silicón puede ser mezclado con fluidos de dimetilsilicón, abridores celulares, otros diluyentes o copolímeros de poliéter de silicón para proporcionar beneficios adicionales y hacer óptimo su rendimiento. Ejemplo 1 Los surfactantes del copolímero de poliéter de silicón de la Tabla IB se prepararon al hacer reaccionar un copolímero de polidimetilsiloxano-polimetilhidrogensiloxano de trimetilsiloxi de terminación bloqueada que tiene la fórmula Me3Si (OSiMe2) x (OSiMeH) yOSiMe3 y un poliéter insaturado que tiene la fórmula CH2=CHCH2[OCH(CH3)CH2]2OCH3 en la presencia de un catalizador de hidrosililación de acuerdo con los procedimientos dados a conocer en la Patente de los E.U.A. N° 4,031,044. Los surfactantes del copolímero de poliéter de silicón se prepararon de la siguiente manera: se equipo un matraz redondo de tres cuellos con un condensador de reflujo, un agitador mecánico activado con aire, y un termómetro con un control de termo-reloj . El pozo del termómetro se adapto con una lengüeta para la entrada de gas en un brazo lateral, el cual se adapto a una fuente de nitrógeno controlado. Se cargaron al matraz el copolímero de polidimetilsiloxano-polimetilhidrogensiloxano de trimetilsiloxi de terminación bloqueada descrito anteriormente (con los valores de x y y descritos a continuación en la Tabla IB) y el poliéter insaturado descrito anteriormente por los montos descritos a continuación en la Tabla ÍA y la atmósfera inerte de nitrógeno. Un pequeña depuración de nitrógeno se mantuvo durante la mezcla al monitorear la formación de burbujas de gas de nitrógeno fuera de la parte superior del condensador de reflujo a través de glicol de dipropileno. La velocidad se mantuvo en aproximadamente 1 burbuja por segundo. Posteriormente, se agito la mezcla y la mezcla se calentó a 75°C, Después, la mezcla fue catalizada con 31.86 microlitros del catalizador elaborado como una solución de 0.1 M (0.5 g de ácido cloroplatínico/10 ml. de alcohol de isopropilo (IPA) ) . Luego se mantuvo la temperatura a una máxima temperatura exotérmica (aproximadamente de 140-160°C) durante una hora. El producto resultante luego fue enfriado y luego se desnato al aplicar un vacío de aproximadamente 120 mm de Hg a una temperatura de alrededor de 100°C y se dejo aproximadamente 1 hora para retirar los volátiles. El producto se dejó enfriar y se caracterizo por el uso de FTIR, GPC y una viscosidad. Los poliéteres de silicón producidos se describen en la Tabla IB. TABLA IA (g) Los surfactantes del copolímero de poliéter de silicón de la Tabla IB tienen la fórmula Me3Si(OSiMe2)x(OSiMeG)yOSiMe3 en donde G denota el grupo -CH2CH2CH2 (OCH(CH3) CH2) 2OCH3 y x y son como se definen en la siguiente Tabla IB. TABLA IB *Corresponde al surfactante (3) de Ejemplo 7 en la Patente de los E.U.A. N° 4,031,044. * Corresponde al surfactante (2) de Ejemplo 7 en la Patente de los E.U.A. N° 4,031,044. XI es un surfactante de silicón que es un material de la técnica previa de acuerdo con la Patente de los E.U.A. N° 4,031,044 que tiene la fórmula Me3Si (OSiMe2) x (OSiMeG) yOSiMe3 en donde G denota el grupo -CH2CH2CH2 (OCH (CH3) CH2) 2OCH3, dicho surfactante típicamente se usa para elaborar espumas moldeadas flexibles de HR. En los siguientes Ejemplos, los surfactantes de silicón de la Tabla IB se compararon con el surfactante de silicón XI. En los Ejemplos y Tablas se usaron los siguientes materiales : Poliol Arcol E 5 19 SAN de Lyondell (0H# = 24.4) Poliol de poliéter Arcol E 648 de Lyondell (0H# = 35) Poliol de poliéter Arcol E 848 de Lyondell (0H# = 31.5) Poliol Arcol E 851 SAN de Lyondell (0H# = 18.5) Catalizador DABCO 33L® de Air Products and Chemicals, Inc. (APCl) Catalizador DABCO® BL-11 de APCl . Catalizador DABCO BL-17 de APCl DABCO™ DEOA-LF - dietanolamina/agua (85/15) de APCI. Fluido de dimetilsilicón F11630 de Dow Corning Abridor celular A- surfactante de silicón enseñado en la Patente de los E.U.A. N° 5,852,065. Catalizador de POLYCAT® 77 de APCI. Agente liberador a base de solvente PRC-798 de Chem Trend.

TDI 80/20 de Bayer Diluyen Texanol de Eastman Chemical La Tabla 1C presenta las formulaciones A-C para la espuma flexible de HR en los ejemplos con los componentes en las partes por peso activas (ppp) TABLA 1C Ejemplo 2 En este Ejemplo se preparo una espuma de poliuretano moldeada flexible usando la formulación A para la Espuma. La operación 1 uso el surfactante del copolímero de poliéter de silicón y XI las Operaciones o Corridas 2-5 usaron el surfactante de silicón E. Se llevaron a cabo los operaciones de maquinado en una máquina para espuma de alta presión Hi-Tech. Se mezclaron los componentes de la resina "lado B" y se colocaron en un tanque de 20.8 litros (5.5 galones), que se agito y mantuvo a 22°C (72°F) bajo una 2.2 baras de una presión de nitrógeno. El componente TDI de "lado A" también fue contenido en un tanque de 20.8 litros (5.5 galones) que se agito y mantuvo a 22°C (72°F) a 2.2 baras de la presión del nitrógeno. Antes de que se inyecte a chorro dentro de un molde, el material primero se corto en círculos a través de las tuberías en la cabeza de mezclado y se regreso a los tanques para proporcionar una temperatura uniforme a través de toda la tubería de mezclado. Durante la descarga o inyección a chorro, los pistones hidráulicos se levantaron lo cual permitió que la resina y los componentes de TDI se mezclaron por medio de un mezclado de impacto de alta presión. El material de la cabeza de mezclado se dirigió a un molde para producir una almohadilla moldeada flexible. Los moldes se mantuvieron a 68°C (155°F) por medio de un sistema de circulación de agua incorporado en el diseño del molde. Los resultados en la Tabla 2 muestra una eficiencia mayor de un surfactante de silicón que tiene x+y >5. TABLA 2 Operación 1 2 3 4 5 Surfactante de XI E E E E Silicón A (ppp) * 0.45 0.075 0.075 0.1 0.133 Abridor Celular A (ppp) Ninguno Ninguno .25 Ninguno Ninguno Densidad de la Almohadilla 2.14 2.17 2.15 2.22 2.19 Flujo de Aire 1.73 1.72 1.76 1.24 1.05 ILD al 25% 24 24 25 24 21 Compresión al 50% 5.18 5.97 3.74 11.9 14.1 Tabla 2 (Continuación) Operación 1 2 3 4 5 Comp. de Humedad al 50% 28.50 27.93 24.63 29.9 28.9 Conj . Humedad Jap 32.2 35.63 24.99 36 41.4 Reaglutinación de Bolas 40 37 45 36 37 Contracción de la Almohadilla notriturada 23 38 7 38 75 Fuerza Inicial a la Trituración 108; 484 136; 609 63; 282 175; 784 217/972 *Activos La Tabla 2 muestra que el Surfactante de Silicón E (Operación 2) proporciono propiedades de la espuma similares en el surfactante convencional XI para la espuma moldeada HR e un nivel de uso significantemente inferior. Este nivel de uso inferior proporciona beneficios relacionados con el costo del sistema y las emisiones reducidas. Además, la combinación del Surfactante de Silicón E con el Abridor Celular A en la Operación 3 se reduce la contracción. El surfactante de silicón E fue así de eficiente que, cuando su nivel de uso se incremento a una aproximación del surfactante convencional, la espuma llego a ser indeseable debido a las células muy cerradas, a la contracción y la estabilidad dimensional de la espuma como se muestra en la Operación 5.

Ejemplo 3 Este ejemplo demuestra que los valores de x+y >5 proporciono surfactantes que permitieron niveles de uso inferiores . Los polioles enumerados en la Formulación B se combinaron durante un tiempo más grande y se almacenaron en un recipiente que se incubo a 21-23°C (70-73°F) . también se preparo una mezcla separada de agua, el entrelazador, y un catalizador de amina. Se formo típicamente una espuma al mezclar primero el poliol y un surfactante en 1890 ml (1/2 galón) de copa de papel durante 20 seg. a 6000 r.p.m. empleando un dispersador Servodiyne con cuchilla de mezclado de disco de 7.6 cm (3 pulgadas). La mezcla de amina-agua luego se introdujo en la misma copa de papel y se mezclo por 20 seg. adicionales a 6000 r.p.m.. Después el TDI se agrego a la copa de papel y se mezclo por 5 seg. Por último, todos los contenidos de la copa se vaciaron durante 5 seg. en un molde de aluminio de ventilación cinco a 68°C (155°F) que tiene las dimensiones de 20.3x22.9x11.4 cm. (8x9x4.5 pulgadas), tratado previamente con un agente de liberación PRC-798. El molde se cerro inmediatamente. Después de 330 segundos, la almohadilla de espuma se retiro del molde y se trituro con la mano usando una placa metálica únicamente para ventilación y observaciones superficiales. Luego se cortaron las espumas curadas en pedazos de 2.54 cm (una pulgada) para la observación de volumen, la estabilidad de ventilación y la estabilidad superficial. Las mediciones de estabilidad se clasificaron al comparar las espumas con las normas internas. En este ejemplo, la clasificación de estabilidad superficial fue de 1 a 10 que es la mejor. La clasificación de ventilación fue de 1 a 4, siendo 1 para la mejor estabilidad. El nivel de uso de cada surfactante vario hasta que se produjo la mejor espuma con una estabilidad superficial una estabilidad de ventilación. Los niveles de uso se muestran en la Tabla 3. En general, se pueden obtener niveles de uso aceptables más bajos cuando x+y >5.

Tabla 3 ppcpp - partes activas por cien pares de poliol Ejemplo 4 En este Ejemplo, los surfactantes de silicón se mezclaron con un fluido de dimetilsilicón F11630 empleando la Formulación B. Se siguió el procedimiento del Ejemplo 3. Los surfactantes de silicón C-H en este ejemplo se mezclaron en un surfactante de silicón al 5% (activos) con un fluido de di etilsilicón F11630 al 5% y 90% de Texanol. La Tabla 4 muestra la estabilidad superficial y la estabilidad de ventilación mejoradas que se obtuvieron empleando los surfactantes de silicón de conformidad con la invención en combinación el fluido de dimetilsilicón con niveles de uso inferiores .

TABLA 4 * Activos Ejemplo 5 En este Ejemplo se uso la Formulación B y se siguió el procedimiento del Ejemplo -3. Todos los surfactantes de silicón en este ejemplo se diluyeron en activos al 20% en el solvente de Texanol. Para una estabilidad superficial con una clasificación de 5 es la mejor estabilidad. Para una estabilidad de ventilación con una clasificación de 1 es la mejor. La Tabla 5 muestra un surfactante de silicón con un x+y de 10 con un x/y = 1 fue lo bastante eficiente y causo una contracción. TABLA 5 *Activos El surfactante 76K mostrado en el valor x+y de 10 fue lo bastante alto para proporcionar una espuma sin una contracción severa . Ej emplo 6 Se llevaron a cabo las operaciones 11-17 siguiendo el procedimiento del Ej emplo 1 empleando la Formulación C y un tiempo para quitarlo del molde de 5 min . Los resultados se muestran en la Tabla 6 . Tabla 6 * Activos ppcpp ** pppcpp *** Fuerza de Trituración (el primero de tres valores) Las operaciones 14-17 mostraron que el uso combinado del Surfactante de Silicón E con el fluido de polidimetilsiloxano F11630 produjeron una espuma con un excelentes características superficiales/sub-superficiales y por último, con valores de FTC más bajos que son indicativos de una espuma más abierta. La calidad superficial fue por lo menos equivalente con la espuma elaborada usando Xi, sin embargo la espuma fue más abierta. La clasificación de la estructura celular de las Operaciones 14-17 fue igual a la del control o mejor que la misma.

Claims (23)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para preparar una espuma flexible moldeada de poliuretano que comprende hacer reaccionar un polisocianato orgánico con un poliol en la presencia de un catalizador de uretano, agua como un agente de soplado, opcionalmente un abridor celular y un estabilizador celular de un surfactante de silicón que tiene la fórmula: Me3Si (OSiMe2) x (OSiMeG) yOSiMe3 en donde x tiene un valor promedio de 1 a 4.5, y tiene un valor promedio de 0.75 a 7.5, el valor de x/y es de 0.25 a 5 y el valor de x+y es mayor de 5 a 9, G es un grupo que tiene la fórmula -D(OR")mA^ en donde D es un grupo de enlace orgánico divalente, R" es un grupo de alquileno, m tiene un valor promedio de 1 a 5, y A denota un grupo -OR' ' ' o uno -OOCR' ' ' , en donde R' ' ' se selecciona del grupo que consiste de metilo, etilo y una combinación de metilo y etilo.
2. 2. El método de la reivindicación 1 en el cual x/y •es 0.5 a 2 y x+y es de 5.5 a 7. 3. El método de la reivindicación 1, en el cual m es 2 a
3. 3.
4. 4. El método de la reivindicación 1, en el cual D es un radical de alquileno de C3-C5.
5. 5. El método de la reivindicación 3, en el cual R" es el propileno. 6. El método de la reivindicación 1, en el cual x/y es 1 y x+y es
6. 6.
7. 7. El método de la reivindicación 6, en cual G tiene la estructura: -CH2CH2CH2 (OCH (CH3) CH2) 2OCH3
8. 8. El método de la reivindicación 7, en el cual x/y es 1 y x+y es 6.
9. 9. El método de la reivindicación 1, en el cual se usa un estabilizador celular elaborado del surfactante de silicón en una cantidad de 0.01 a 0.3 partes por cien partes del poliol.
10. 10. El método de la reivindicación 1, en el cual x y y tienen valores promedio tales que x/y es 0.5 a 2 y x+y es 5.5 a 7, D es un radical de alquilo de C3-C5, R" es propileno, m tiene un valor promedio de 2 a 3 y A es un grupo -OR" ' o uno -00CR" ' , en donde R" ' es metilo y/o etilo.
11. 11. El método de la reivindicación 1, en el cual x y y son 3, D es un radical de propileno, R" es propileno, m tiene un valor promedio de 2 y A es -OCH3.
12. 12. Una composición de espuma flexible moldeada de poliuretano preparada al mezclar los siguientes componentes en partes por peso (ppp) : ppp Poliol 20-100 Poliol Polimérico 80-0 Estabilizador Celular de un Surfactante de Silicón 0.01-0.3 Abridor Celular de Silicón 0-3 Agua 1-8 Agente de Soplado Auxiliar 0-20 Catalizador de Uretano 0.3-3 índice de Isocianato 70-115 en la cual el estabilizador celular elaborado de surfactante de silicón es un compuesto que tiene la fórmula: Me3Si (OSiMe2) x (OSiMeG) yOSiMe3 en donde x tiene un valor promedio de 1 a 4.5, y tiene un valor promedio de 0.75 a 7.5, el valor de x/y es de 0.25 a 5 y el valor de x+y es mayor de 5 a 9, G es un grupo que tiene la fórmula -D(OR")pA, en donde D es un grupo de enlace orgánico divalente, R" es un grupo de alquileno, m tiene un valor promedio de 1 a 5, y A denota un grupo -OR' ' ' o uno -OOCR' " , en donde R" ' se selecciona del grupo que consiste de metilo, etilo y una combinación de metilo y etilo.
13. 13. La composición de espuma de la reivindicación 12, en la cual x/y es 0.5 a 2 y x+y es 5.5 a 7.
14. 14. La composición de espuma de la reivindicación 12, en la cual m es 2 a 3.
15. 15. La composición de espuma de la reivindicación 12, en la cual D es un radical de alquileno de C3-C5.
16. 16. La composición de espuma de la reivindicación 12, en la cual R" es propileno.
17. 17. La composición de espuma de la reivindicación 12, en la cual x/y es 1 y x+y es 6.
18. 18. La composición de espuma de la reivindicación 17, en la cual G tiene la estructura -CH2CH2CH2 (OCH (CH3) CH2) 2OCH3
19. 19. La composición de espuma de la reivindicación 18, en la cual x/y es 1 y x+y es 6.
20. 20. La composición de espuma de la reivindicación 12, en la cual x y y tiene valores promedio tales que x/y es 0.5 a 2 y x+y es 5.5 a 7, D es un radical de alquileno de C3-C5, R" es propileno, m tiene un valor promedio de 2 a 3 y A es un grupo -OR' ' ' o uno -OOCR' ' ' , en donde R" ' es metilo y/o etilo.
21. 21. La composición de espuma de la reivindicación 12, en la cual x y y son 3, D es un radical de propileno, R" es propileno, m tiene un valor promedio de 2 y A es -OCH3.
22. 22. El método de la reivindicación 1, en el cual el estabilizador celular del surfactante de silicón se usa en combinación con el fluido de polidimetilsiloxano.
23. 23. La composición de espuma de la reivindicación 12, en la cual el estabilizador celular del surfactante de silicón se usa en combinación con el fluido de polidimetilsiloxano .