Poliuretano termoplástico blando basado en éster del ácido tricarboxílico.

Un poliuretano termoplástico con una dureza Shore A medida de acuerdo con DIN 53505 de menos de 60, quecomprende

A) el 50 - 99 % en peso de un poliuretano termoplástico producido a partir de

1) al menos un diisocianato orgánico

(a),

2) al menos un compuesto (b) que es reactivo frente a isocianatos y tiene un peso molecular de desde 0,5kg/mol hasta 8 kg/mol,

3) 1,2-etilendiol como extensor de la cadena (c), en el que el 1,2-etilendiol se usa en una cantidad de desdeel 2,5 % en peso hasta el 3,5 % en peso basado en el peso total del diisocianato orgánico (a), compuesto (b)que es reactivo frente al isocianato y al extensor de la cadena (c),

4) opcionalmente catalizadores (b) y/o auxiliares habituales (e) y/o aditivos (f),

B) 1 - 50 % en peso del 2-acetoxi-1,2,3-propanotricarboxilato de tributilo

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/055490.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHOLZ, GUNTER, DR., SCHULZ, HARALD, DR., SCHAFER, FRANK, GUNTHER,CARSTEN, BAHR,CHRISTOPH, CHEN,BIN-ERIC, KEMPFERT,DIRK, OHKUWA,TERUYA, VALLO,MARTIN, YASUYUKI,SUZUKI, TIEN KUAN,LIM.

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 > C08G18/08 (Procesos de preparación)
  • 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... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/10 (Procesos de prepolimerización que incluyen reacción de isocianatos o isotiocianatos con compuestos que tienen hidrógeno activo en un primer paso de reacción)
  • 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... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > C08K5/00 (Utilización de ingredientes orgánicos)
  • 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 > 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... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes orgánicos > C08K5/11 (de ácidos policarboxílicos acíclicos)

PDF original: ES-2449300_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Poliuretano termoplástico blando basado en éster del ácido tricarboxílico La invención se refiere a poliuretanos termoplásticos muy blandos, que tienen una resistencia mecánica muy alta y son fácilmente procesables.

Los poliuretanos termoplásticos (TPU) son conocidos desde hace tiempo. Tiene una importancia industrial debido a la combinación de sus buenas propiedades mecánicas con las conocidas ventajas de una barata procesabilidad termoplástica. El uso de diferentes componentes formativos químicos permite conseguir una amplia variedad de propiedades mecánicas. Una revisión de los TPU, sus propiedades y sus usos se proporciona, por ejemplo, en Hans-Georg Wussow: "Thermoplastic Elastomers", Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistr y , Electronic Release, 7ª ed., capítulo 2 "Thermoplastic Polyuretane Elastomers", Wiley VCH, Weinheim (2004) .

Los poliuretanos termoplásticos blandos (TPU) , que a unas durezas Shore de menos de 70 A todavía pueden ser manipulados como materiales industriales y pueden ser procesados en procesos convencionales, han podido producirse hasta la fecha únicamente con un gasto técnico muy alto o requieren unos materiales de partida muy caros.

El hecho de que los TPU exentos de plastificantes con unas durezas Shore de menos de 70 A estén prácticamente ausentes del mercado a pesar de su alta demanda demuestra que, bien los procesos son demasiado costosos, o bien las propiedades mecánicas de dicho material no son suficientes como para sobrevivir en el mercado.

Como alternativa se realizaron intentos para obtener un TPU con una dureza Shore de menos de 50 A mediante plastificantes. Sin embargo, ningún TPU que comprenda un plastificante ha dado lugar hasta la fecha a un TPU blando que consiga una resistencia mecánica satisfactoria. Una razón frecuente de esto es la insatisfactoria miscibilidad del plastificante con el TPU. Además, el plastificante añadido en el proceso de producción debilita prácticamente siempre la acumulación de masa molar, lo que a su vez conduce a unas propiedades mecánicas insatisfactorias del que TPU producido de esta forma, y/o la producción mediante un proceso de procesado termoplástico convencional, tal como el moldeo por inyección o la extrusión, ya no es económicamente viable.

Los plastificantes son frecuentemente ftalatos o benzoatos para poliuretanos de poliéster (documento EP 1 556 433 US 2007/0049685) o fosfatos para TPU de poliéter (documento EP 1 344 55) . Los plastificantes usados comercialmente a menudo no están completamente exentos de problemas desde un punto de vista toxicológico. El procesado, en particular de los benzoatos, es desfavorable dado que los benzoatos afectan al curso de la reacción y de esta forma impiden la acumulación de masa molar. Este problema se produce, en particular, cuando los plastificantes son añadidos directamente durante la síntesis del poliuretano, preferiblemente de un poliuretano termoplástico.

Otros plastificantes del grupo de los adipatos, ftalatos hidrogenados, ácidos grasos, según se describen en el documento EP 1108735 o incluso poliolefinas, no son lo suficientemente miscibles con el poliuretano. Los plastificantes del grupo que consiste en fosfatos son menos adecuados para su uso en poliuretano basado en ésteres de polioles debido a su contenido ácido, dado que el grupo ácido puede provocar la escisión del éster.

Era pues un objeto de la invención el desarrollo de una formulación para poliuretanos termoplásticos (TPU) que hiciera posible, mediante el uso de materiales de partida convencionales y de unos procedimientos de producción convencionales, la obtención de un TPU blando que, en primer lugar, muestre unas buenas propiedades mecánicas en el intervalo de dureza de menos de 70 Shore A y que pueda ser moldeado por inyección o por extrusión en ciclos de procesado factibles para dar productos terminados.

Cuando se usa un plastificante, hay que asegurarse de que éste pueda ser fácilmente incorporado en el TPU, debería migrar hacia fuera y/o salir como un vapor sólo en cierto grado, no debería tener ningún efecto adverso sobre las propiedades del poliuretano, por ejemplo, procesabilidad, estabilidad térmica y estabilidad frente a UV, no debería promover la degradación del TPU y debería ser estable en medios líquidos, y en particular, debería ser adecuado como material para su uso en artículos que entren en contacto con alimentos o constituyentes del cuerpo humano. Al mismo tiempo, las propiedades mecánicas del TPU, por ejemplo, las propiedades de abrasión y elastoméricas, no deberían ser peores que cuando se usan plastificantes comparables. El propio TPU debería tener unas propiedades blandas y formar composiciones de moldeo que pueden extraerse fácilmente del molde y mostrar poco encogimiento y buenas propiedades a baja temperatura.

Este objeto ha podido conseguirse sorprendentemente mediante un TPU con una dureza Shore A medida de acuerdo con DIN 53505 de menos de 60 que comprende A) desde el 50 % en peso hasta el 99 % en peso de un TPU termoplástico producido a partir de al menos un diisocianato orgánico (a)

1) al menos un compuesto (b) que es reactivo frente a isocianatos y tiene un peso molecular de desde 0, 5 kg/mol hasta 8 kg/mol, preferiblemente un poliol, más preferiblemente un diol polimérico,

2) 1, 2-etilendiol como extensor de la cadena (c) en el que el 1, 2-etilendiol se usa en una cantidad de desde el 2, 5 % en peso hasta el 3, 5 % en peso basado en el peso total del diisocianato orgánico (a) , compuesto (b) que es reactivo frente al isocianato y al extensor de la cadena (c) 3) opcionalmente catalizadores (d) y/o auxiliares habituales (e) y/o aditivos (f)

B) el 1 - 50 % en peso de 2-acetoxi-1, 2, 3-propanotricarboxilato de tributilo.

La invención también proporciona procesos de producción para el TPU de la invención, para productos que pueden ser producidos a partir del mismo, y también proporciona el uso de 2-acetoxi-1, 2, 3-propanotricarboxilato de tributilo como plastificante en TPU.

Los poliuretanos termoplásticos que comprenden el 2-acetoxi-1, 2, 3-propanotricarboxilato de tributilo, que preferiblemente actúa como un plastificante, tiene la ventaja de que los plásticos también son adecuados para aplicaciones en las que entran en contacto con alimentos, dado que son significativamente menos toxicológicamente problemáticos que los plastificantes previos. Aquí puede incorporarse fácilmente el éster de un ácido tricarboxílico, que sólo migra hacia fuera en una pequeña cantidad, sale como un vapor sólo en una pequeña cantidad y al mismo tiempo mejora las propiedades del TPU tales como procesabilidad, estabilidad térmica y estabilidad frente a UV y no promueve la degradación del plástico.

Una ventaja adicional del TPU de la invención es la posibilidad de su uso en el sector alimentario y en contacto directo con alimentos o en contacto directo con la superficie del cuerpo o de otras partes del cuerpo. Además, el TPU tiene una elevada resistencia térmica y por lo tanto una amplia ventana de procesado en un proceso de moldeado termoplástico.

Incluso si a continuación no se presentan todas las combinaciones de las formas de realización de una característica con cualquier forma de realización de una característica adicional, la siguiente descripción comprende implícitamente todas las posibles combinaciones de las formas de realización indicadas de las diversas características. Por lo tanto, por ejemplo, la combinación de una característica preferida con una característica particularmente preferida, o de una característica que no está adicionalmente caracterizada con una característica particularmente preferida, etc., está implícitamente comprendida incluso cuando está... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un poliuretano termoplástico con una dureza Shore A medida de acuerdo con DIN 53505 de menos de 60, que comprende A) e.

50. 99 % en peso de un poliuretano termoplástico producido a partir de 1) al menos un diisocianato orgánico (a) , 2) al menos un compuesto (b) que es reactivo frente a isocianatos y tiene un peso molecular de desde 0, 5 kg/mol hasta 8 kg/mol, 3) 1, 2-etilendiol como extensor de la cadena (c) , en el que el 1, 2-etilendiol se usa en una cantidad de desde el 2, 5 % en peso hasta el 3, 5 % en peso basado en el peso total del diisocianato orgánico (a) , compuesto (b)

que es reactivo frente al isocianato y al extensor de la cadena (c) , 4) opcionalmente catalizadores (b) y/o auxiliares habituales (e) y/o aditivos (f) ,

B) 1 - 50 % en peso del 2-acetoxi-1, 2, 3-propanotricarboxilato de tributilo 2. El poliuretano termoplástico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos el 90 % en peso del diisocianato orgánico es diisocianato de difenilmetano (MDI) .

3. El poliuretano termoplástico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el compuesto que es reactivo frente a isocianatos es un poliol (b1) .

4. El poliuretano termoplástico de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el poliol (b1) es un polímero basado en ácido adípico, butanodiol y/o etilenglicol y el peso molecular medio en número está en el intervalo de desde 0, 8 kg/mol hasta 2, 5 kg/mol.

5. El poliuretano termoplástico de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el poliol (b1) es un polímero basado en ácido adípico, butanodiol y hexanodiol y el peso molecular medio en número del poliol (b1) está en el intervalo de desde 0, 8 kg/mol hasta 2, 5 kg/mol.

6. El poliuretano termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el 1, 2-etilendiol se usa en una cantidad de desde el 2, 5 % en peso hasta el 3 % en peso basado en el peso total del diisocianato 25 orgánico (a) , compuesto (b) que es reactivo frente al isocianato y al extensor de la cadena (c) .

7. El poliuretano termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que tiene una dureza Shore A medida de acuerdo con DIN 53505 de menos de 50.

8. El poliuretano termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que tiene una dureza Shore A medida de acuerdo con DIN 53505 de menos de 40.

9. Un proceso para la producción de un poliuretano termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el poliuretano es producido a partir de los siguientes componentes en un proceso en “una etapa”:

A) e.

50. 99 % en peso de un poliuretano termoplástico producido a partir de 1) al menos un diisocianato orgánico (a) , 2) al menos un compuesto (b) que es reactivo frente a isocianatos y tiene un peso molecular de desde 0, 5

kg/mol hasta 8 kg/mol, 3) 1, 2-etilendiol como extensor de la cadena (c) , en el que el 1, 2-metilendiol se usa en una cantidad de desde el 2, 5 % en peso hasta el 3, 5 % en peso basado en el peso total del diisocianato orgánico (a) , compuesto (b) que es reactivo frente al isocianato y al extensor de la cadena (c) , 4) opcionalmente catalizadores (b) y/o auxiliares habituales (e) y/o aditivos (f) ,

B) 1 - 50 % en peso del 2-acetoxi-1, 2, 3-propanotricarboxilato de tributilo.

10. Un producto que comprende un poliuretano termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

11. El uso de 2-acetoxi-1, 2, 3-propanotricarboxilato de tributilo como plastificante en un poliuretano termoplástico para la producción de un poliuretano termoplástico con una dureza medida de acuerdo con DIN 53505 de menos de 45 60 Shore A.