Poliuretano termoplástico que contiene glicerina, que está esterificado con al menos un ácido carboxílico alifático como plastificante.

Poliuretano termoplástico que contiene al menos un plastificante,

caracterizado porque un primer plastificante (i) está basado en una glicerina y al menos un grupo hidroxilo de la glicerina está esterificado con ácido monocarboxílico (ii), que contiene 1, 2, 3, 4, 5 ó 6 átomos de carbono, más preferiblemente 2, 3 ó 4 átomos de carbono y con muy especial preferencia 2 átomos de carbono.

Poliuretano termoplástico que contiene glicerina, que está esterificado con al menos un ácido carboxílico alifático como plastificante La presente invención se refiere a poliuretanos termoplásticos, a continuación también designado como TPU, que contiene al menos un plastificante (i) basado en glicerina.

Poliuretanos termoplásticos presentan un campo de aplicación múltiple. De este modo los poliuretanos termoplásticos son de uso en la industria del automóvil, por ejemplo, en salpicaderos, en láminas, en revestimientos de cables, en la industrial de tiempo libre, como elementos de función y diseño en calzado deportivo, como componentes blandos en combinaciones duras-blandas.

Normalmente poliuretanos termoplásticos presentan un grado de dureza de 80 Shore A a 74 Shore D. Muchas de las aplicaciones anteriormente citadas requieren un grado de dureza por debajo de 80 Shore A. Por este motivo es estado de la técnica añadir plastificantes a plásticos termoplásticos, con lo que se puede reducir la dureza Shore. Ejemplos de plastificantes habituales son benzoatos, ftalatos y éster de ácido fosfórico.

En la elección del plastificante se tiene que prestar atención preferiblemente a que el producto sea compatible con el poliuretano termoplástico. Compatible significa a este respecto que el plastificante se debe poder mezclar durante el procedimiento habitual para la preparación de poliuretanos termoplásticos con el poliuretano termoplástico y el plastificante a continuación permanece durante todo el tiempo posible en el producto y no se pierde por condensación o evaporación. Además se debería no empeorar las propiedades mecánicas del poliuretano termoplástico, por ejemplo, abrasión y las propiedades elastoméricas. Muchos poliuretanos termoplásticos plastificados van a aplicaciones que se exponen además a la luz solar, por ejemplo, elementos de diseño de la industria del zapato. Aquí es desventajoso que el plastificante contribuya a un amarilleamiento del producto por degradación por radiación UV.

El documento US 2007/0049685 describe el uso de trimetilolalcanos que están esterificados con ácidos carboxílicos aromáticos con al menos 6 átomos de carbono y/o ácidos carboxílicos alifáticos con al menos 7 átomos de carbono.

Las desventajas de estos compuestos son que por la gran proporción en cadenas de hidrocarburos alifático o hidrocarburos aromáticos largos solo poseen una baja compatibilidad con los poliuretanos polares y con ello la capacidad de absorción como plastificantes se limita fuertemente. Además tales compuestos basados en trimetilolalcanos no están permitidos para el contacto con alimentos, así como objetos de consumo en contacto con el cuerpo humano. Adicionalmente se realiza la preparación de TPU normalmente a muy altas temperaturas de aproximadamente 200 ºC, que representan en el proceso de preparación hasta el producto final varias veces con un periodo de tiempo prolongado también en el plastificante usado un reto especial. El plastificante puede degradarse a esta temperatura, no puede reaccionar con la humedad ambiental, ni con otros componentes del TPU, que sufren en el proceso de calentamiento normalmente una degradación del peso molecular, que se recupera en el enfriamiento al menos parcialmente. El TPU se suministra normalmente como gránulo blanco o casi transparente, de modo que tampoco se desea una coloración.

El objetivo de la presente invención consistió por tanto en desarrollar un poliuretano termoplástico plastificado, en donde el plastificante usado se pueda incorporar bien, no se corra, no se evapore y al mismo tiempo mejore las propiedades del plástico como la procesabilidad, estabilidad térmica, transparencia y/o blancura y estabilidad frente a radiación UV, al menos que no influya negativamente. Además el plastificante debería presentar una baja toxicidad para poder usarse por ejemplo también en alimentos o materiales que entren en contacto con alimento o piel humana.

El objetivo se pudo conseguir con poliuretano termoplástico que contiene al menos un plastificante, estando esterificado un primer plastificante (i) basado en glicerina y al menos un grupo hidroxilo de glicerina con un ácido monocarboxílico (ii) , que contiene 1, 2, 3, 4, 5 ó 6 átomos de carbono, preferiblemente 2, 3 ó 4 átomos de carbono, más preferiblemente 2 átomos de carbono. Este grupo de sustancias se concreta en ésteres de ácido glicerincarboxílico. Son más preferidos ésteres de ácido glicerintricarboxílico y se trata con especial preferencia de triacetato de glicerina.

Adicionalmente la invención se refiere a un procedimiento para la preparación de poliuretano termoplástico que contiene plastificantes en donde al poliuretano termoplástico se añade durante y/o tras la preparación al menos un plastificante (i) de acuerdo con la invención así como a procedimientos para la preparación de productos de poliuretanos termoplásticos de acuerdo con la invención.

Un objeto adicional de la invención es un producto que se basa en un poliuretano que contiene al menos un plastificante (i) , también en mezclas con otros plásticos. Como poliuretano termoplástico se recurre a un poliuretano termoplástico que contiene solo un poliuretano termoplástico, es decir, uno se compone esencialmente de un isocianato, poliol, dado el caso alargador de cadena y otros aditivos y coadyuvantes, pero también una mezcla de distintos poliuretanos termoplásticos.

Un componente adicional de la invención es el uso de glicerina que está esterificada con al menos un ácido carboxílico alifático como plastificante en poliuretanos termoplásticos.

También un componente de esta invención es un procedimiento para la preparación o recubrimiento de productos en donde el poliuretano termoplástico que contiene el al menos un plastificante (i) de acuerdo con la invención, se disuelve antes o durante el procedimiento en un disolvente.

Además de una estabilidad mecánica sobresaliente del plástico plastificado con el plastificante de acuerdo con la invención, estos plastificantes muestran una tendencia baja al empañamiento, y son además no tóxicos o bien presentan una toxicidad baja, en comparación con otros plastificantes. Estos muestran también una alta estabilidad frente a las temperaturas que se dan en el procesamiento de TPU, al mismo tiempo las propiedades mecánicas del TPU no influyen negativamente en el procesamiento.

Las materias primas necesarias para su preparación se pueden obtener además a partir de fuentes renovables. Una buena compatibilidad con otros plastificantes polares, de forma particular ésteres de ácidos tricarboxílicos, ofrece la posibilidad de combinaciones de plastificante para conseguir de este modo una modificación del material o la regulación de propiedades especiales como, por ejemplo, durezas Shore especialmente bajas. En formas de realización la dureza Shore A medida según la norma DIN 53505 es de unos 15 Shore A y al mismo tiempo menor de 60 Shore A, más preferiblemente menor de 50 Shore A, aún más preferiblemente menor de 40 Shore A, de forma particular menor de 35 Shore A.

Otras ventajas de plastificantes de acuerdo con la invención son que poseen una buena miscibilidad también con poliuretanos polares y de este modo se pueden incorporar claramente mayores proporciones del plastificante, lo que conduce a durezas Shore A menores. Las ventajas citadas son especialmente remarcadas en las formas de realización preferidas.

En una forma de realización preferida se usa además del plastificante (i) de acuerdo con la invención al menos otro plastificante, que preferiblemente es un éster de un ácido tricarboxílico.

Preferiblemente estos ácidos tricarboxílicos presentan una estructura alifática, estando ramificada la estructura alifática y contiene de 4 a 30 átomos de carbono, más preferiblemente de 4 a 20 átomos de carbono, con especial preferencia de 5 a 10 átomos de carbono y con muy especial preferencia 6 átomos de carbono. A este respecto los carbono en la estructura ramificada alifática está unidos entre sí por enlace simple o doble. Preferiblemente la estructura alifática presenta solo enlaces simples entre los carbonos.

En una forma de realización preferida adicional el ácido tricarboxílico contiene al menos un grupo hidroxilo. El al menos un grupo hidroxilo está unido directamente con un átomo de carbono de la estructura alifática anteriormente descrita del ácido tricarboxílico de modo que está unido el al menos un grupo hidroxilo adicionalmente con los tres grupos ácido en la estructura alifática. Es especialmente preferido exactamente un grupo hidroxilo en la estructura alifática del ácido tricarboxílico. Un grupo hidroxilo... [Seguir leyendo]

1. Poliuretano termoplástico que contiene al menos un plastificante, caracterizado porque un primer plastificante (i) está basado en una glicerina y al menos un grupo hidroxilo de la glicerina está esterificado con ácido monocarboxílico (ii) , que contiene 1, 2, 3, 4, 5 ó 6 átomos de carbono, más preferiblemente 2, 3 ó 4 átomos de carbono y con muy especial preferencia 2 átomos de carbono.

2. Poliuretano termoplástico según la reivindicación 1, caracterizado porque todos los tres grupos hidroxilo de la glicerina están esterificados.

3. Poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque ha sido aprobado para el contacto con alimentos, o para uso como un artículo de consumo, o para aplicaciones médicas.

4. Poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el plastificante (i) presenta como color propio un índice de Hazen menor de 100.

5. Poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el plastificante (i) presenta un contenido de álcali menor de 40 ppm.

6. Poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el plastificante (i) presenta un contenido de agua menor del 0, 2 % en peso.

7. Poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el al menos un plastificante está contenido en el plástico termoplástico en una cantidad del 1 al 60 % en peso, preferiblemente del 1 al 70 % en peso, con especial preferencia del 5 al 50 % en peso, de forma particular del 10 al 40 % en peso, referido al peso total del plástico termoplástico que contiene el plastificante.

8. Poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el plástico termoplástico presenta una dureza Shore de más de 15 Shore A y al mismo tiempo menor de 60 Shore A, más preferiblemente menor de 50 Shore A, aún más preferiblemente menor de 40 Shore A, de forma particular menor de 35 Shore A.

9. Poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque está contenido adicionalmente al menos un plastificante, que es éster de un ácido tricarboxílico.

10. Poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el éster de ácido tricarboxílico en relación al plastificante (i) está presente en una relación en peso de 2:1 a 1:10, preferiblemente en una relación en peso de 1:1 a 1:5 y con muy especial preferencia en una relación en peso de 1:1, 5 a 1:3.

11. Procedimiento para la preparación de poliuretano termoplástico, caracterizado porque se añade al plástico termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 10 al menos el plastificante (i) durante y/o tras la preparación del plástico termoplástico.

12. Procedimiento para la preparación de productos de poliuretano termoplásticos según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque estos productos se preparan mediante procedimiento de moldeo por inyección, de extrusión, de espumación y/o de prensado.

13. Uso de poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 10 para la preparación de productos mediante procedimiento de moldeo por inyección, de extrusión, de espumación y/o de prensado.

14. Procedimiento para la preparación de productos finales a partir de poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 10 y/o recubrimiento de objetos con tal poliuretano termoplástico, caracterizado porque se disuelven estos plásticos termoplásticos en un disolvente antes o durante el procesamiento.

15. Procedimiento para la preparación o el recubrimiento de productos finales con poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el poliuretano termoplástico se disuelve en un disolvente antes o durante el procedimiento.

16. Uso del éster de glicerina con al menos un ácido carboxílico según la reivindicación 1 como plastificante para poliuretano termoplástico.

17. Producto basado en un poliuretano termoplástico según una de las reivindicaciones 1 a 10 también en mezcla con otros plásticos.