Mezclas de poliisocianatos.

Mezclas de poliisocianatos A) bajos en monómeros, libres de disolvente que tienen un contenido de grupos isocianato desde el 11 hasta el 23 % en peso

, una funcionalidad isocianato promedio de al menos 2,3 y un contenido residual de diisocianatos monoméricos de menos del 1 % en peso, que consisten en desde el 5 hasta el 95 % en peso de al menos un poliisocianato a-1) a base de diisocianato de hexametileno que tiene un contenido de NCO desde el 16 hasta el 24 % en peso y desde el 5 hasta el 95 % en peso de al menos un poliisocianato a-2) a base de diisocianatos aralifáticos que tienen un contenido de NCO desde el 10 hasta el 22 % en peso

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/062175.

Solicitante: Bayer Intellectual Property GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ALFRED-NOBEL-STRASSE 10 40789 MONHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: LAAS, HANS-JOSEF, HALPAAP, REINHARD, DR., MAGER, DIETER, MEIER-WESTHUES, HANS-ULRICH, DR., GRESZTA-FRANZ,DOROTA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Elementos ópticos caracterizados por la sustancia... > G02B1/04 (hechos de sustancias orgánicas, p. ej. plásticos (G02B 1/08 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/79 (caracterizados por los polisocianatos utilizados, los cuales tienen grupos formados por oligomerización de isocianatos o isotiocianatos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/76 (aromáticos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/72 (Polisocianatos o polisotiocianatos)

PDF original: ES-2541715_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Mezclas de poliisocianatos Se conoce la preparación de plásticos resistentes a la luz y resistentes a la intemperie por reacción de poliisocianatos alifáticos o cicloalifáticos con compuestos que contienen átomos de hidrógeno ácidos. Dependiendo de la naturaleza de los reactivos H-ácidos, como por ejemplo polioles, poliaminas y/o politioles, se forman de este modo productos de poliadición con, por ejemplo, estructuras de uretano, urea y/o tiouretano.

El término general "poliuretanos" se usa a continuación como sinónimo para el gran número de polímeros diferentes que se pueden preparar a partir de poliisocianatos y de compuestos de H-ácidos.

Para diversas aplicaciones, por ejemplo como un sustituto ligero para vidrio mineral para la fabricación de acristalamiento para construcción de automóviles o de aeronaves o como compuestos de colada para componentes ópticos, electrónicos u optoelectrónicos, hay que registrar actualmente en el mercado un interés creciente en composiciones de poliuretano transparentes, resistentes a la luz.

Para aplicaciones ópticas de alta calidad, como por ejemplo para lentes o cristales para gafas, existe generalmente el deseo de materiales plásticos que muestren alta refracción de la luz y al mismo tiempo una dispersión baja (número de Abbe alto) .

La preparación de composiciones de poliuretano transparentes que tienen un índice de refracción alto se ha descrito ya muchas veces. En general, se usan como los componentes de poliisocianatos los así llamados diisocianatos aralifáticos, es decir diisocianatos cuyos grupos isocianato están unidos por medio de radicales alifáticos a un sistema aromático. Debido a sus estructuras aromáticas, los diisocianatos aralifáticos proporcionan poliuretanos que tienen un índice de refracción alto; al mismo tiempo, los grupos isocianato unidos alifáticamente garantizan la resistencia a luz y la tendencia a amarilleo baja requerida para aplicaciones de alta calidad.

Los documentos US 4680369 y US 4689387 describen poliuretanos y politiouretanos que son adecuados, por ejemplo, como materiales de lentes, en cuya preparación se combinan polioles que contienen azufre específicos y compuestos alifáticos mercapto-funcionales con diisocianatos aralifáticos, como por ejemplo, 1, 3bis (isocianatometil) benceno (diisocianato de m-xilileno, m-XDI) , 1, 4-bis (isocianatometil) benceno (diisocianato de pxilileno, p-XDI) , 1, 3-bis (2-isocianatopropan-2-il) benceno (diisocianato de m-tetrametilxilileno, m-TMXDI) o 1, 3bis (isocianatometil) -2, 4, 5, 6-tetraclorobenceno, con el fin de lograr índices de refracción particularmente altos.

Los diisocianatos aralifáticos, como m-y p-XDI o m-TMXDI, se mencionan también en un gran número de publicaciones adicionales, como por ejemplo, los documentos EP-A 0 235 743, EP-A 0 268 896, EP-A 0 271 839, EP-A 0 408 459, EP-A 0 506 315, EP-A 0 586 091 y EP-A 0 803 743, como los componentes de poliisocianato preferentes para la producción de materiales de lentes altamente refractivos. Ellos sirven como componentes reticuladores para polioles y/o politioles y, dependiendo del reactivo, proporcionan plásticos transparentes con índices de refracción altos en el intervalo de 1, 56 a 1, 67 y números de Abbe comparativamente altos de hasta 45.

El documento EP-A-2 365 415 divulga poliuretanos resistentes a la luz, que se usan como lentes ópticas. Para la fabricación de las lentes ópticas se usa o HDI o XDI.

Sin embargo, una característica común de todos los procedimientos mencionados hasta ahora para la preparación de composiciones de poliuretano altamente refractivas para aplicaciones ópticas es la desventaja considerable de que emplean cantidades grandes de diisocianatos aralifáticos monoméricos de peso molecular bajo, que están clasificados como materiales perjudiciales para la salud, sensibilizantes o incluso tóxicos y algunos de los cuales tienen una presión de vapor alta. Por razones de higiene en el lugar de trabajo, el procesamiento de esos diisocianatos monoméricos requiere un gasto alto en términos de seguridad. Además, existe la posibilidad de que, en particular cuando se usa un exceso de poliisocianatos, como se propone, por ejemplo, en los documentos EP-A 0 235 743 o EP-A 0 506 315, el diisocianato monomérico no reaccionado permanezca en el moldeado elaborado, por ejemplo un cristal para gafas, durante un periodo prolongado y puede evaporarse lentamente del mismo.

La razón principal para usar los diisocianatos aralifáticos en forma monómérica es que los derivados bajos en monómeros conocidos de esos diisocianatos son compuestos de alta viscosidad o incluso compuestos sólidos a temperaturas de procesamiento convencionales y no son adecuados como tales para aplicaciones libres de disolvente tales como la preparación de compuestos de moldeo. Los poliisocianatos bajos en monómeros basados en diisocianatos aralifáticos se usan actualmente solamente en solución en disolventes orgánicos, por ejemplo para revestimientos de superficie, adhesivos o tintas de impresión.

Era ahora un objetivo de la presente invención proporcionar composiciones de poliuretano resistentes a la luz y a la intemperie, altamente transparentes novedosas, que tienen alta refracción de la luz y baja dispersión de la luz, que no muestran las desventajas de los sistemas conocidos. Las composiciones de poliuretano novedosas están basadas en materias primas toxicológicamente inocuas y es posible procesarlas por procedimientos convencionales, por ejemplo por moldeo simple a mano o con la ayuda de máquinas adecuadas, por ejemplo por el procedimiento de 2 5

RIM, para cuerpos moldeados transparentes altamente reticulados en particular para aplicaciones ópticas de alta calidad.

Ha sido posible lograr ese objetivo por la provisión de las mezclas de poliisocianatos descritas con mayor detalle a continuación y por los poliuretanos obtenidos a partir de ellas.

La invención descrita con mayor detalle a continuación se basa en la observación sorprendente de que las mezclas libres de disolvente de poliisocianatos de HDI de baja viscosidad y de poliisocianatos bajos en monómeros basados en diisocianatos aralifáticos presentan viscosidades suficientemente bajas, incluso con contenidos relativamente bajos de poliisocianatos de HDI, que pueden procesarse en condiciones convencionales sin dificultad a cuerpos de poliuretano que no amarillean, resistentes a la luz que se distinguen por refracción lumínica alta y, al mismo tiempo, por un número de Abbe alto.

Aunque los documentos EP-A 0 329 388 y EP-A 0 378 895, por ejemplo, que proporcionan procedimientos para la preparación de poliuretano y de lentes plásticas de poliuretano, así como que contienen listas exhaustivas de diisocianatos que son potencialmente adecuados como componentes de prolongación de la cadena, que incluyen, entre otros diisocianatos aralifáticos, como por ejemplo XDI, bis (isocianatoetil) benceno, bis (isocianatopropil) benceno, TMXDI, bis (isocianatobutil) benceno, bis (isocianatometil) naftaleno o éter bis (isocianatometil) difenílico, contienen también la indicación muy general de que prepolímeros, uretanos, carbodiimidas, ureas, biurets, dímeros y trímeros de los diisocianatos mencionados también representan poliisocianatos de partida adecuados para la fabricación de los materiales de lentes, la persona experta en la técnica podría encontrar referencia no concreta en esas publicaciones a la idoneidad particular de los componentes de poliisocianatos bajos en monómeros descritos con mayor detalle a continuación, que consisten en mezclas de poliisocianatos de HDI de viscosidad baja con poliisocianatos aralifáticos, para la preparación de composiciones plásticas que tienen un índice refractivo alto. De hecho,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mezclas de poliisocianatos A) bajos en monómeros, libres de disolvente que tienen un contenido de grupos isocianato desde el 11 hasta el 23 % en peso, una funcionalidad isocianato promedio de al menos 2, 3 y un contenido residual de diisocianatos monoméricos de menos del 1 % en peso, que consisten en desde el 5 hasta el 95 % en peso de al menos un poliisocianato a-1) a base de diisocianato de hexametileno que tiene un contenido de NCO desde el 16 hasta el 24 % en peso y desde el 5 hasta el 95 % en peso de al menos un poliisocianato a-2) a base de diisocianatos aralifáticos que tienen un contenido de NCO desde el 10 hasta el 22 % en peso.

2. Mezclas de poliisocianatos A) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque los poliisocianatos del componente a-1) son aquellos con una estructura de uretdiona, de alofanato, de isocianurato y/o de iminooxadiazinadiona, que tienen una viscosidad a 23 C desde 70 hasta 1.600 mPas y un contenido de grupos isocianato desde el 18 hasta el 24 % en peso.

3. Mezclas de poliisocianatos A) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque los poliisocianatos del componente a-2) son aquellos con una estructura de uretdiona, de alofanato, de isocianurato, de 15 iminooxadiazinadiona y/o de biuret.

4. Mezclas de poliisocianatos A) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizadas porque los poliisocianatos del componente a-2) son aquellos a base de m-XDI, p-XDI y/o m-TMXDI que tienen un contenido de grupos isocianato desde el 11 hasta el 21, 5 % en peso y un contenido de diisocianatos monoméricos de menos del 0, 8 %.

5. Mezclas de poliisocianatos A) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizadas porque los poliisocianatos del componente a-2) son aquellos a base de m-XDI que tienen un contenido de grupos isocianato desde el 15 hasta el 21 % en peso y un contenido de m-XDI monomérico de menos del 0, 5 %.

6. Procedimiento para la preparación de composiciones de poliuretano resistentes a la luz mediante reacción libre de disolventes de A) mezclas de poliisocianato bajas en monómeros de acuerdo con la reivindicación 1 con B) reactivos que son reactivos frente a grupos isocianato y tienen una funcionalidad promedio desde 2, 0 hasta 6, 0, dado el caso con el uso concomitante de C) sustancias auxiliares y aditivos adicionales, manteniendo una proporción de equivalentes de grupos isocianato a grupos reactivos frente isocianato desde 30 0, 5:1 hasta 2, 0:1.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque como sustancias auxiliares y aditivos, se usan catalizadores, estabilizadores frente a UV, antioxidantes y/o agentes de desmoldeo.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la reacción de los reactivos se lleva a cabo a una temperatura de hasta 180 C y a una presión de hasta 30 MPa (300 bar) .

9. Uso de las masas de poliuretano resistentes a la luz obtenibles de acuerdo con la reivindicación 6 en la fabricación de cuerpos moldeados compactos o espumados, transparentes.

10. Uso de las masas de poliuretano resistentes a la luz, transparentes y obtenibles de acuerdo con la reivindicación 6 como un sustituto del vidrio.

11. Uso de las masas de poliuretano resistentes a la luz, transparentes y obtenibles de acuerdo con la reivindicación 40 6 como lentes ópticas o cristales para gafas.