Adhesión por fusión con poliuretano termoplástico.

Procedimiento para la adhesión por fusión con uso de un poliuretano termoplástico

(TPU) que puede obtenerse a partir de esencialmente un diisocianato A alifático simétrico y al menos un compuesto B reactivo con isocianato que contiene grupos hidroxilo y/o amino como adhesivo, caracterizado porque

- el peso molecular promedio en número (Mn) del compuesto B asciende al menos a 2200 g/mol, con la condición de que ascienda al menos a 950 g/mol cuando el compuesto B sea un éster de ácido sebácico,

- el diisocianato A y el al menos un compuesto B reactivo con isocianato se hacen reaccionar en presencia de un catalizador para la reacción de poliadición,

- el TPU no contiene ningún agente de extensión de cadena,

- el TPU tiene un índice K inferior a 1000, preferentemente inferior a 990 y de manera especialmente preferente inferior a 980

- la adhesión por fusión mediante el TPU en estado fundido se realiza a una temperatura de 50 °C a 160 °C en ausencia de disolventes y

- el compuesto B es un poliéster y adicionalmente se usa un polioléter.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/054684.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: HENZE,Oliver Steffen, BOUDOU,MARINE, KEMPFERT,DIRK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/48 (Poliéteres)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/40 (Compuestos de alto peso molecular)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS... > Adhesivos a base de poliureas o poliuretanos; Adhesivos... > C09J175/04 (Poliuretanos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/42 (Policondensados que tienen grupos éster carboxílico o carbónico en la cadena principal)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS... > Adhesivos a base de poliureas o poliuretanos; Adhesivos... > C09J175/06 (a partir de poliésteres)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/73 (acíclicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/24 (de estaño)

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Fragmento de la descripción:

Adhesión por fusión con poliuretano termoplástico La invención se refiere a un procedimiento mejorado para la adhesión por fusión a base de un poliuretano termoplástico (TPU) , así como a sustratos pegados con el mismo.

Se conoce ya usar poliuretanos termoplásticos como adhesivos termoplásticos. Los adhesivos termoplásticos permiten procedimientos de unión con sistemas de adhesivo sin disolvente, que contienen un 100 % de sólido, cuyo uso no requiere ni una instalación de recuperación de disolvente ni una evaporación del agua, tal como en el caso del uso de sistemas de adhesivo que son a base de agua. Los adhesivos termoplásticos se aplican como masas fundidas calientes, solidifican rápidamente al enfriarse y desarrollan de ese modo su resistencia.

Por la publicación para llamamiento a oposiciones de solicitud de patente alemana 1256822 se conoce ya usar masas fundidas o disoluciones de productos de reacción de diisocianatos y productos de esterificación de ácidos alcanodicarboxílicos como adhesivos para el pegado de plásticos de poli (cloruro de vinilo) . Por la publicación para información de solicitud de patente alemana 1930336 y el documento DE 37 17 070 A1 se conoce ya usar poliesterpoliueatanos que presentan grupos hidroxilo terminales, que pueden obtenerse mediante la reacción de polidiolésteres, agentes de extensión de cadena y un diisocianato orgánico como adhesivos que contienen disolvente. Por el documento DE 40 35 280 A1 se conocen adhesivos termoplásticos cristalinos, que contienen grupos isocianato, a base de prepolímeros. Al igual que otros adhesivos termoplásticos reactivos con grupos isocianato terminales, tal como se describen por ejemplo en los documentos DE 101 63 857 A1, DE 197 00 014 A1 y DE195 19 391 A1, tienen las desventaja de que reaccionan con la humedad y por lo tanto generan burbujas no aceptables para muchos fines, tienen tiempos de reacción muy largos y necesitan altas temperaturas en la producción. Los adhesivos termoplásticos usados en la práctica a base de TPU están por regla general segmentados y presentan los denominados segmentos duros y blandos. Los segmentos duros se obtienen mediante reacción de los diisocianatos con agentes de extensión de cadena de bajo peso molecular, los segmentos blandos mediante reacción de los diisocianatos con por ejemplo polioles o poliaminas con un peso molecular preferentemente de más de 499 g/mol. En los adhesivos termoplásticos de este tipo son desventajosas su temperatura de procesamiento de más de 160 °C y sus viscosidades en estado fundido correspondientemente altas.

Se conoce en sí producir TPU segmentados sin agentes de extensión de cadena, véase Iskender y Yilgor en: Polymer Reviews, 47:487 a 510, 2007. De acuerdo con el documento US 2005/0288476 A1 pueden obtenerse poliuretanos termoplásticos segmentados mediante reacción estequiométrica de polímeros u oligómeros terminados en hidroxilo o amina, como segmentos blandos con diisocianatos en ausencia de agentes de extensión de cadena. Estos TPU presentan los denominados segmentos duros monodispersados y podrán procesarse en estado fundido. No obstante, no se sugiere un uso como adhesivo termoplástico.

Los adhesivos termoplásticos usados en la práctica a base de TPU, que pueden producirse en una prensa extrusora de reacción, tienen por regla general un alto punto de fusión, (es decir superior a 160 °C) , lo que hace difícil la manipulación.

Es objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento mejorado para la adhesión por fusión que pueda llevarse a cabo a una temperatura de fusión baja y a una viscosidad en estado fundido baja y en el que el adhesivo termoplástico pueda producirse de manera sencilla y rápida así como que pueda pegarse con pocas burbujas y rápidamente, para poder ahorrar de ese modo energía y permitir una alta productividad para el cliente, con, al mismo tiempo, un alto requisito en cuanto a la resistencia mecánica.

La invención se refiere a un procedimiento para la adhesión por fusión con uso de un poliuretano termoplástico (TPU) que puede obtenerse a partir de esencialmente un diisocianato A alifático simétrico y al menos un compuesto B reactivo con isocianato que contiene grupos hidroxilo y/o amino como adhesivo, caracterizado porque - el peso molecular promedio en número (Mn) del compuesto B asciende al menos a 2200 g/mol, con la condición de que ascienda al menos a 950 g/mol, cuando el compuesto B es un éster del ácido sebácico, -el diisocianato A y el compuesto B reactivo con isocianato se hacen reaccionar en presencia de un catalizador

para la reacción de poliadición, -el TPU no contiene ningún agente de extensión de cadena, -el TPU tiene un índice K inferior a 1000 y -la adhesión por fusión mediante el TPU en estado fundido tiene lugar a una temperatura de 50 °C a 160 °C en ausencia de disolventes y -el compuesto B es un poliéster y adicionalmente se usa un polioléter.

El procedimiento se realiza en ausencia de disolventes, entendiéndose por disolventes sustancias que disuelven el TPU, en particular dimetilformamida, metiletilcetona, acetato de etilo, acetona, cloruro de metileno o tetrahidrofurano. El TPU usado de acuerdo con la invención no contiene ningún agente de extensión de cadena, entendiéndose por agentes de extensión de cadena compuestos que presentan al menos dos grupos reactivos con isocianato, en particular grupos hidroxilo o amino, y presentando tales compuestos un peso molecular de 499 g/mol o menor. En

particular en el TPU no está contenido ningún agente de extensión de cadena habitual tal como alcanodioles de cadena lineal con dos o más átomos de carbono tal como butanodiol-1, 4 y hexanodiol-1, 6.

Ventajas de la invención, que están especialmente marcadas en las formas de realización preferidas, son el uso de poliuretano termoplástico económico, que puede producirse en una etapa de procedimiento en prensa extrusora. Este material tiene la ventaja de que endurece rápidamente mediante tiempos de cristalización más cortos, preferentemente en menos de 1 hora y, por lo tanto, permite también una rápida adhesión en caliente. Además, tanto en la producción, en particular también en la adhesión en caliente, se necesitan temperaturas más bajas, que permitan una manipulación más sencilla y en caso de una aplicación de gran superficie conlleven también un ahorro energético nada despreciable.

En una forma de realización especialmente preferida el poliuretano termoplástico tiene un índice de 850 a 999, preferentemente de 850 a 990 y de manera especialmente preferente de 850 a 980.

El índice está definido por la relación molar de los grupos isocianato utilizados en total en la reacción del componente A con respecto a los grupos reactivos frente a isocianatos, es decir los hidrógenos activos, del componente B. En el caso de un índice de 1000 corresponde a un grupo isocianato del componente A un átomo de hidrógeno activo, es decir una función reactiva frente a isocianatos, del componente (B) . En el caso de índices por debajo de 1000 existen menos grupos isocianato que grupos con átomos de hidrógeno activos, por ejemplo grupos OH.

El índice se calcula según la fórmula en la que significan

K : índice nISO : fracción molar total de moléculas que contienen NCO en moles nOH : fracción molar total de hidrógeno activo, en particular de moléculas que contienen OH (polioles) en

moles

ƒISO1 : funcionalidad de isocianato 1 nISO1 : fracción molar de Isocianato 1

ƒP1 : funcionalidad de poliol 1 nP1 : fracción molar de poliol 1

Se conocen en general procedimientos para la producción de poliuretanos. Por ejemplo, los poliuretanos pueden producirse mediante reacción... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la adhesión por fusión con uso de un poliuretano termoplástico (TPU) que puede obtenerse a partir de esencialmente un diisocianato A alifático simétrico y al menos un compuesto B reactivo con isocianato que contiene grupos hidroxilo y/o amino como adhesivo, caracterizado porque

- el peso molecular promedio en número (Mn) del compuesto B asciende al menos a 2200 g/mol, con la condición de que ascienda al menos a 950 g/mol cuando el compuesto B sea un éster de ácido sebácico, -el diisocianato A y el al menos un compuesto B reactivo con isocianato se hacen reaccionar en presencia de un catalizador para la reacción de poliadición, -el TPU no contiene ningún agente de extensión de cadena, -el TPU tiene un índice K inferior a 1000, preferentemente inferior a 990 y de manera especialmente preferente inferior a 980 -la adhesión por fusión mediante el TPU en estado fundido se realiza a una temperatura de 50 °C a 160 °C en ausencia de disolventes y -el compuesto B es un poliéster y adicionalmente se usa un polioléter.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el compuesto reactivo con isocianato presenta de forma terminal grupos hidroxilo y/o amino.

3. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el índice K presenta un valor entre 850 y 999, preferentemente entre 850 y 990 y de manera especialmente preferente entre 850 y 980.

4. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diisocianato es un diciclohexilmetanodiisocianato (H12MDI) .

5. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diisocianato es un hexametilenodiisocianato (HDI) .

6. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el catalizador es un compuesto de estaño.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el poliéster presenta un peso molecular promedio en número (Mn) de como máximo 12000 g/mol, preferentemente como máximo de 6000 g/mol, en particular como máximo de 4000 g/mol.

8. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el compuesto B es un poliéster a base de butanodiol y ácido adípico.

9. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, caracterizado porque el compuesto B es un poliéster a base de butanodiol y ácido sebácico.

10. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el TPU se usa para el pegado de materiales textiles, metales, madera, productos que contienen madera, corcho, cerámica, vidrio y fibras de vidrio así como plásticos macizos o espumados.

11. Láminas, artículos de fundición inyectada o artículos de extrusión que contienen un poliuretano termoplástico que puede obtenerse a partir de esencialmente un diisocianato A alifático simétrico y al menos un compuesto B reactivo con isocianato que contiene grupos hidroxilo y/o amino como adhesivo termoplástico, caracterizados porque

- el peso molecular promedio en número (Mn) del compuesto B asciende al menos a 2200 g/mol, con la condición de que ascienda al menos a 950 g/mol cuando el compuesto B sea un éster de ácido sebácico, -el diisocianato A y el compuesto B reactivo con isocianato se hacen reaccionar en presencia de un catalizador para la reacción de poliadición, -el TPU no contiene ningún agente de extensión de cadena y -el TPU tiene un índice K inferior a 1000 y -el compuesto B es un poliéster y adicionalmente se usa un polioléter.

12. Láminas, artículos de fundición inyectada o artículos de extrusión que contienen una adhesión por fusión con uso de un poliuretano termoplástico de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores.