Mezcla de polioles para la preparación de capas de gel de poliuretano.

Utilización de una composición de dos componentes, que comprende

A) un componente de poliol

, que contiene

A1) uno o más polioles de bajo peso molecular con un peso molecular comprendido entre 60 y 160 g/mol y una concentración de grupos hidroxi comprendida entre 20 y 35 moles de grupos hidroxi por cada kg de poliol de bajo peso molecular,

A2) uno o más polioles de alto peso molecular y

A3) una o más aminas aromáticas resistentes a la luz, y

B) un componente de poliisocianato que contiene uno o más poliisocianatos,

para la preparación de una capa de gel de poliuretano en un diseño compuesto con una resina sintética.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2003/002554.

Solicitante: MANKIEWICZ GEBR. & CO. (GMBH & CO. KG).

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: GEORG-WILHELM-STRASSE 189 D-21107 HAMBURG ALEMANIA.

Inventor/es: WEHNER,Jochen.

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 > C08G18/66 (Compuestos de los grupos C08G 18/42, C08G 18/48, ó C08G 18/52)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/34 (Compuestos que contienen silicio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/78 (nitrógeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de poliureas... > C09D175/12 (a partir de compuestos que tienen nitrógeno y un hidrógeno activo, no formando parte el átomo de nitrógeno de un grupo isocianato)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > C09D175/00 (Composiciones de revestimiento a base de poliureas o poliuretanos; Composiciones de revestimiento a base de tales polímeros)

PDF original: ES-2521165_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Mezcla de polioles para la preparación de capas de gel de poliuretano.

La presente invención se refiere a la utilización de una composición de dos componentes constituida por un componente de poliol y un componente de poliisocianato para la preparación de capas de gel de poliuretano en un diseño compuesto con una resina sintética. Además, la invención se refiere a un procedimiento para la preparación de capas de gel de poliuretano en un diseño compuesto con una resina sintética y a una capa de gel en combinación

con una resina sintética.

Las superficies de materiales compuestos (por ejemplo materiales compuestos constituidos por un tejido o tela de fibras de vidrio y una resina epoxi) a menudo presentan un aspecto poco atractivo y además no son resistentes a la luz y a la intemperie. Por tanto, es necesario proveerlos con un revestimiento superficial. Antes del tratamiento de la superficie de los compuestos de resina epoxi, la misma debe ser pulida y emplastecida, puesto que el revestimiento de la superficie directo del material compuesto da lugar a un levantamiento de fibras. Una alternativa a esto es la utilización de una capa de gel.

Una capa de gel es un sistema de resina que se aplica a piezas moldeadas en un diseño compuesto para la preparación de superficies de componentes lisas y que produce al mismo tiempo una superficie atractiva y que, dado el caso, es resistente también a la luz y a la intemperie. A tal fin, el sistema de capa de gel/resina, después del mezclado de sus componentes de reacción, se introduce en un molde como la primera capa dentro de su periodo de procesamiento (vida útil). La capa obtenida tras gelificación es lo suficientemente estable mecánicamente como para no ser dañada al aplicarse la resina sintética (por ejemplo una resina epoxi) y, si se desea, de una tela o un tejido inorgánico u orgánico (por ejemplo un tejido de fibras de vidrio o una tela de fibras de vidrio (método "In-Mold"). Lo mismo es aplicable en los métodos de inyección y durante la aplicación de laminados en húmedo y la aplicación de prelmpregnados.

Con el fin de garantizar una adhesión suficiente entre la resina sintética y la capa de gel, el revestimiento con la resina sintética debe llevarse a cabo dentro del tiempo de laminación de la capa de gel. A continuación, la resina sintética y la capa de gel se curan completamente.

En la descripción de la invención, se utilizan las siguientes definiciones de términos:

- El tiempo de laminación es el periodo que comienza con el tiempo de quitar la pegajosidad de la película de la capa de gel aplicada al molde en el que la película de la capa de gel debe ser sobrelaminada para todavía garantizar una adhesión entre la capa de gel y el laminado.

- La vida útil es el espacio de tiempo que comienza con el mezclado de los dos componentes de reacción y continúa hasta la gelificación de la mezcla de reacción. Después de finalizar la vida útil, la mezcla de reacción ya no puede procesarse.

- El tiempo de quitar la pegajosidad es el espacio de tiempo que comienza con la aplicación de la mezcla de reacción homogénea, mezclada a la superficie del molde hasta conseguir quitar la pegajosidad de la película aplicada.

- Por el tiempo de gelificación, se entiende el tiempo descrito en E-DIN VDE 291-2 (VDE 291 - 2a Parte): 1997-6 bajo el punto 9.2.1, medido hasta que se produce la gelificación de la mezcla de reacción.

Entre los ejemplos de sistemas de capa de gel/resina, se Incluyen formulaciones a base de resinas curadas por medio de radicales libres, tales como por ejemplo pollésteres ¡nsaturados (Pl), ásteres vinílicos u oligómeros terminados con acrilato. Dichos sistemas de resinas son fiables en el procesamiento al ser aplicados en conexión con resinas sintéticas de Pl (materiales compuestos Pl) y presentan una buena adhesión con un gran número de resinas sintéticas (adhesión de materiales compuestos), puesto que, debido a las reacciones de curado inhibidas por el oxígeno atmosférico en la superficie de la capa de gel Interior, la superficie límite no viene curada hasta que se aplique la resina sintética. Sin embargo, muchas capas de gel comerciales a base de Pl no presentan una retención de brillo suficiente y tienden al enyesamiento y a la formación de hendiduras muy finas. Otras desventajas de las que adolecen las capas de gel a base de Pl son las emisiones de monómeros inevitables, un encogimiento a menudo muy pronunciado durante el curado, el cual da lugar a tensiones en la superficie límite entre el material compuesto y la capa de gel y con ello a una peor estabilidad de la superficie límite, así como la normalmente peor adhesión frente a los materiales compuestos a base de resinas epoxi (EP).

Para su aplicación en conexión con los materiales compuestos EP, pueden utilizarse por ejemplo capas de gel EP (por ejemplo de la empresa SP Systems). En comparación con las capas de gel Pl, las capas de gel EP presentan una adhesión mucho mejor con los materiales compuestos EP. Las capas de gel EP tampoco contienen monómeros volátiles, por lo cual son más seguros con relación a la higiene laboral que las capas de gel Pl, que mayoritariamente

contienen estireno. Sin embargo, las capas de gel EP adolecen de las siguientes desventajas

> una tolerancia más baja frente a las imprecisiones en la relación de mezclado, lo cual puede conducir ocasionalmente a descoloraciones y a una estabilidad mecánica altamente reducida en la capa de gel curada,

> una reacción de curado altamente exotérmica, la cual sólo permite tamaños de lote pequeños,

> una reacción de curado que transcurre muy rápido,

> una resistencia a la intemperie insuficiente,

> una resistencia al amarlllamlento térmico muy mala así como

> el alto coste de resinas EP bastante resistente al amarillamiento.

Por tanto, para las aplicaciones en las que se requiere una alta resistencia a la luz y a la Intemperie, básicamente hay que dar preferencia a los revestimientos de superficie de poliuretanos alifátlcos. Sin embargo, a la hora de formular capas de gel PU, hay que tener en cuenta que las mezclas convencionales constituidas por pollol y poliisocianato no gelifican hasta que la reacción es ya muy avanzada. Sin embargo, en este momento la capacidad de reacción y con ello la capacidad de adhesión de la capa de gel PU con relación a la resina sintética utilizada para el material compuesto está ya muy limitada (es decir, el tiempo de quitar la pegajosidad es relativamente largo, pero el tiempo de laminación relativamente corto). La utilización de un producto comercial de este tipo sería difícil de realizar desde el punto de vista de la planificación de fabricación y además sería poco fiable con relación a la adhesión de la capa de gel/reslna sintética.

Además de esto, las capas de gel PUR disponibles en el mercado (de Relius Coatlngs) normalmente presentan temperaturas de vitrificación relativamente bajas (< 4°C). Esto limita sustancialmente el Intervalo de temperaturas en el que se puede utilizar un producto de este tipo.

Con el fin de acortar los tiempos del ciclo de proceso en la fabricación de laminados epoxl, en particular cuando se utiliza un preimpregnado de epoxi (en inglés "prepreg") para formar un laminado, a menudo se utilizan temperaturas de curado de más de 8°C. Esto es también necesario cuando el laminado debe cumplir con altos requerimientos de la temperatura de deformabilidad por calor. Al ser utilizadas en procesos con temperaturas de curado de > 8°C, las capas de gel PUR convencionales a menudo presentan defectos de superficie en forma de depresiones superficiales después del desmoldeo de los componentes. Por esta razón, la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Utilización de una composición de dos componentes, que comprende

A) un componente de poliol, que contiene

A1) uno o más polioles de bajo peso molecular con un peso molecular comprendido entre 6 y 16 g/mol y una concentración de grupos hidroxi comprendida entre 2 y 35 moles de grupos hidroxi por cada kg de poliol de bajo peso molecular,

A2) uno o más polioles de alto peso molecular y

A3) una o más aminas aromáticas resistentes a la luz, y

B) un componente de poliisocianato que contiene uno o más poliisocianatos,

para la preparación de una capa de gel de poliuretano en un diseño compuesto con una resina sintética.

2. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada por que la amina aromática resistente a la luz, disuelta en tolueno (un 2% en peso de amina en tolueno) y mezclada a 23°C con una cantidad equimolar de un isocianato HDI oligomérico con un contenido NCO de aproximadamente 5,2 mol/kg y una viscosidad en el intervalo comprendido entre 275 y 425 mPa-s, disuelto en tolueno (un 8% en peso de isocianato en tolueno), producen un tiempo de gelificación de más de 3 segundos, preferentemente más de 3 minutos, de forma más preferida de más de 5 minutos y en particular, más de 2 minutos (determinado según E-DIN VDE 291-2, 1997-6, punto 9.2.1).

3. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada por que la amina aromática resistente a la luz, disuelta en tolueno (un 25% en peso de amina en tolueno) y mezclada a 23°C con una cantidad equimolar de un oligómero de isocianato HDI con un contenido NCO de aproximadamente 5,2 mol/kg y una viscosidad en el intervalo comprendido entre 275 y 425 mPa-s, produce una mezcla que, aplicada a placas de prueba blancas inertes y curada en un horno de convección a 8°C durante 3 minutos y después a 12°C durante 6 minutos, produce un revestimiento con un espesor de capa seca de aproximadamente 2 pm, midiéndose en el revestimiento después de una exposición artificial a la intemperie de 3 horas según ASTM-G-53 (4 horas de UVB 313, 4 horas de condensación) un cambio de tonalidad Delta E (medido según DIN 533 4a Parte y evaluado según DIN 6174) de 5, como máximo, preferentemente de 45, como máximo, en particular de 4, como máximo, tal como 3, como máximo.

4. Utilización según la reivindicación 2 o 3, caracterizada por que la amina aromática resistente a la luz es una metilenbisanilina, en particular una 4,4-metilenbis(2,6-dialquilanilina).

5. Utilización según la reivindicación 3, caracterizada por que la amina aromática resistente a la luz es 4,4- metilenbis(3-cloro-2,6-dietilanilina).

6. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la proporción de la amina aromática resistente a la luz en el componente de poliol, relativo al peso total de los componentes A1, A2 y A3 del componente de poliol, está en el intervalo comprendido entre un ,1 y un 2% en peso, de forma más preferida entre un ,3 y un 1% en peso y en particular entre un 1% y un 3% en peso.

7. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la proporción del poliol de bajo peso molecular en el componente de poliol, relativo al peso total de los componentes A1, A2 y A3 del componente de poliol, está en el intervalo comprendido entre un 2 y un 6% en peso.

8. Utilización según la reivindicación 7, caracterizada por que la proporción del poliol de bajo peso molecular en el componente de poliol, relativo al peso total de los componentes A1, A2 y A3 del componente de poliol, está en el intervalo comprendido entre un 5 y un 5% en peso, preferentemente entre un 1 y un 45% en peso, de forma más preferida entre un 2 y un 4% en peso y en particular entre un 3% y un 35% en peso.

9. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la concentración de grupos hidroxi del poliol de bajo peso molecular está comprendida entre 25 y 34, de forma más preferida entre 28 y 34, y en particular entre 3 y 33, moles de grupos hidroxi por cada kg de poliol de bajo peso molecular.

1. Utilización según la reivindicación 9, caracterizada por que el poliol de bajo peso molecular se selecciona de entre el grupo constituido por glicoles, trioles, tetroles y pentoles lineales o ramificados, preferentemente etilenglicol, 1,2- y 1,3-propilenglicol, butanodiol, glicerol, trimetilolmetano, trimetiloletano, trimetilolpropano, meso-eritritol y pentaeritritol, en particular glicerol.

11. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el componente de poliol está libre de ácidos dicarboxílicos alifáticos.

12. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el poliol de alto peso molecular se selecciona de entre el grupo constituido por polllesterpolloles y polileterpolloles, polioles de acrilato y polioles a base de ácidos grasos dlmérlcos.

13. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la proporción del poliol de alto peso molecular en el componente de poliol, relativo al peso total de los componentes A1, A2 y A3 del componente de poliol, está en el intervalo comprendido entre un 97 y un 3% en peso, preferentemente entre un 9 y un 4% en peso, de forma más preferida entre un 8 y un 45% en peso y en particular entre un 7% y un 5% en peso.

14. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el componente de poliol contiene asimismo uno o más catalizadores.

15. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el componente de polllsocianato contiene asimismo ácido silícico, en particular ácido silícico pirógeno silanizado.

16. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el componente de poliol contiene asimismo una o más cargas, seleccionada(s) de entre el grupo constituido por talco, sílice, dióxido de titanio, tamices moleculares, dolomita, polvo de cuarzo, CaC3 precipitado, BaSCU y caolina.

17. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el componente de poliol contiene asimismo uno o más aditivos seleccionado(s) de entre el grupo constituido por antiespumantes, dispersantes, desgaseadores y catalizadores.

18. Utilización según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el componente de poliisocianato contiene asimismo uno o más aditivos seleccionado(s) de entre el grupo constituido por antiespumantes, dispersantes, desgaseadores y catalizadores.

19. Procedimiento para la preparación de capas de gel de poliuretano en un diseño compuesto con una resina sintética, en el que

i) A) un componente de poliol que contiene

A1) uno o más polioles de bajo peso molecular con un peso molecular comprendido entre 6 y 16 g/mol y una concentración de grupos hidroxi comprendida entre 2 y 35 moles de grupos hídroxí por cada kg de poliol de bajo peso molecular,

A2) uno o más polioles de alto peso molecular y

A3) una o más aminas aromáticas resistentes a la luz,

se mezcla con

B) un componente de poliisocianato que contiene uno o más poliisocianatos,

ii) la mezcla se gelifica y,

iii) una vez concluida la formación de un gel lo suficientemente estable mecánicamente, a la capa de gel se aplica la resina sintética dentro del tiempo de laminación.

2. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado por que se utiliza una composición según una de las reivindicaciones 1 a 18.

21. Procedimiento según la reivindicación 19 o 2, caracterizado por que la resina sintética es una resina epoxi.

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 19 a 21, caracterizado por que en la etapa iii) se aplica junto con la resina sintética una tela o un tejido inorgánico u orgánico, un laminado húmedo o un preimpregnado.

23. Capa de gel en combinación con una resina sintética preparada según una de las reivindicaciones 19 a 22.

24. Capa de gel en combinación con una resina sintética según la reivindicación 23, caracterizada por que se trata de un rotor hélice.