Poliuretanos con contracción de volumen baja.

Uso de componentes de poliisocianato exentos de disolvente A) que están constituidos por del 5 al 95 % en peso de moléculas de poliisocianato construidas a partir de al menos dos moléculas de diisocianato aralifáticas y del 95 al 5 % en peso de diisocianatos aralifáticos monoméricos y presentan un contenido de grupos isocianato del 18 al 43 5 % en peso,

para la fabricación de cuerpos de poliuretano compactos o espumados resistentes a la luz.

Poliuretanos con contracción de volumen baja

Se conoce la preparación de plásticos resistentes a la luz y resistentes al clima por reacción de poliisocianatos alifáticos o cicloalifáticos con compuestos que contienen átomos de hidrógeno ácidos. Dependiendo del tipo de los asociados de reacción con H ácidos, tales como por ejemplo polioles, poliaminas y/o politioles, se producen, a este respecto, productos de poliadición con, por ejemplo, estructuras de uretano, urea y/o tiouretano.

El término general "poliuretanos" se usa también en lo siguiente como un sinónimo para la multiplicidad de diferentes polímeros que se pueden preparar a partir de poliisocianatos y de compuestos con H ácidos.

Para diversos usos, por ejemplo como un sustitutivo ligero de vidrio mineral para la producción de acristalamientos para construcción de automóviles aviones o como masas de relleno para componentes ópticos, electrónicos u optoelectrónicos, se está observando actualmente en el mercado un interés creciente en composiciones de poliuretano transparentes resistentes a la luz.

Para usos ópticos de alta calidad, tales como por ejemplo para lentes o lentes de gafas, existe en general el deseo de materiales plásticos que presenten una alta refracción de la luz y al mismo tiempo una dispersión baja (número de Abbe alto).

La preparación de materiales de poliuretano transparentes con un índice de refracción alto se ha descrito ya muchas veces. Generalmente, a este respecto, como componentes de poliisocianato se usan los llamados diisoclanatos aralifáticos, es decir los diisocianatos en los que los grupos isocianato están presentes unidos a un sistema aromático por medio de restos alifáticos. Debido a sus estructuras aromáticas, los diisocianatos aralifáticos dan poliuretanos que tienen un índice de refracción aumentado y al mismo tiempo los grupos isocianato unidos alifáticamente garantizan la resistencia a luz y la baja tendencia a amarilleo que se requiere para usos de alta calidad.

Los documentos US-A 468369 y US-A 4689387 describen, por ejemplo, poliuretanos y politiouretanos que son adecuados como materiales de lentes, en cuya preparación se combinan polioles que contienen azufre especiales o compuestos alifáticos con funcionalidad mercapto con diisocianatos aralifáticos monoméricos, tales como por ejemplo 1,3-bls(¡socianatometil)benceno (m-xllllendüsoclanato, m-XDI), 1,4-bis(isocianatometil)benceno (p- xililendiisocianato, p-XDI), 1,3-bls(2-lsoc¡anatopropan-2-il)benceno (m-tetrametilxililendiisocianato, m-TMXDI) o 1,3- bls(¡soc¡anatometil)-2,4,5,6-tetraclorobenceno, para lograr índices de refracción particularmente altos.

Se mencionan también diisocianatos aralifáticos monoméricos, tales como m- y p-XDI o m-TMXDI en una multiplicidad de otras publicaciones, tales como, por ejemplo, los documentos EP-A 235 743, EP-A 268 896, EP- A 271 839, EP-A 48 459, EP-A 56 315, EP-A 586 91 y EP-A 83 743, como componente poliisocianato preferente para la fabricación de materiales de lentes de refracción alta. A este respecto, sirven como componentes retlculadores para polioles y/o politioles y, dependiendo del asociado de reacción, 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.

Una desventaja esencial de los procedimientos mencionados para la preparación de poliuretanos altamente refractantes de la luz para usos ópticos es, sin embargo, que durante su curado tiene lugar una en parte considerable contracción de volumen, lo que puede provocar problemas, en particular al fundir elementos estructurales, por ejemplo en la producción de lentes ópticas de geometría definida.

El objetivo de la presente Invención era, por lo tanto, proporcionar materiales de poliuretano novedosos que reaccionran con una contracción de volumen claramente reducida para dar artículos conformados altamente transparentes, resistentes a la luz y al clima con una alta refracción de la luz y baja dispersión y fueran así adecuados en particular también para la producción de piezas de precisión ópticas.

Se ha podido alcanzar este objetivo proporcionando los poliuretanos descritos con más detalle más adelante.

La invención descrita con más detalle más adelante se basa en la observación sorprendente de que mezclas de poliisocianatos exentas de disolvente constituidas por diisocianatos aralifáticos proporcionalmente modificados, por ejemplo diisocianatos aralifáticos proporcionalmente trimerizados y biuretizados, se pueden procesar en condiciones habituales con asociados de reacción que son reactivos frente a grupos Isocianato para dar cuerpos de poliuretano que no se amarillean, resistentes a la luz, que se curan con significativamente menos contracción de volumen que los poliuretanos conocidos hasta ahora basados exclusivamente en diisocianatos alifáticos monoméricos y además se distinguen también por una refracción aumentada aún más de la luz y al mismo tiempo por propiedades mecánicas mejoradas.

Es objeto de la presente Invención el uso de componentes de poliisocianato exentos de disolvente A) que están constituidos por del 5 al 95 % de moléculas de poliisocianato construidas a partir de al menos dos moléculas de diisocianato arallfátlcas y del 95 al 5 % en peso de diisocianatos aralifáticos monoméricos y que presentan un

contenido de grupos isocianato del 18 al 43 % en peso para la producción de cuerpos de poliuretano compactos o espumados resistentes a la luz.

Es también objeto de la invención un procedimiento para la preparación de materiales de poliuretano resistentes a luz por reacción sin disolventes de

A) mezclas de poliisocianato constituidas por del 5 al 95 % en peso de poliisocianatos construidos a partir de al menos dos moléculas de diisocianato arilalifático y por del 95 al 5 % en peso de diisocianatos aralifáticos monoméricos y que presentan un contenido de grupos isocianato del 18 al 43 %,

con

B) asociados de reacción que son reactivos frente a grupos Isocianato de una funcionalidad promedio de 2, a 6, y dado el caso usando conjuntamente

C) coadyuvantes y aditivos adicionales,

manteniendo una relación de equivalentes de grupos isocianato a grupos que son reactivos frente a isocianatos de ,5:1 a 2,:1.

Finalmente, son también objeto de la invención los cuerpos de moldeo compactos o espumados transparentes producidos a partir de materiales de poliuretano resistentes a la luz que pueden obtenerse de este modo.

En el caso del componente A) usado en el procedimiento de acuerdo con la Invención se trata de mezclas de poliisocianato exentas de disolventes que pueden obtenerse por modificación proporcional de diisocianatos aralifáticos que están constituidos por del 5 al 95 % en peso de poliisocianatos construidos a partir de al menos dos moléculas de diisocianato arilalifático y por del 95 al 5 % en peso de diisocianatos aralifáticos monoméricos y que presentan un contenido de grupos isocianato del 18 al 43 %.

Son diisocianatos aralifáticos adecuados para la preparación de componentes de poliisocianato A) diisocianatos discrecionales que pueden obtenerse por fosgenación o por procedimientos exentos de fosgeno, por ejemplo por escisión térmica de uretano, cuyos grupos isocianato están presentes unidos a un compuesto aromático dado el caso adicionalmente sustituido por medio de restos alifáticos dado el caso ramificados tales como por ejemplo 1,3- bis(isocianatometil)benceno (m-xllllendüsoclanato, m-XDI), 1,4-bis(isocianatometil)benceno (p-xililendüsoclanato, p- XDI), 1,3-bis(2-isocianatopropan-2-ll)benceno (m-tetrametllxililendiisocianato, m-TMXDI), 1,4-bis(2-isoclanatopropan- 2-¡l)benceno (p-tetrametilxililendüsoclanato, p-TMXDI), 1,3-bis(isocianatometil)-4-metilbenceno, 1,3-bis(iso- cianatometil)-4-etilbenceno, 1,3-bls(¡soc¡anatomet¡l)-5-met¡lbenceno, 1,3-bis(isocianatometil)-4,5-dimetilbenceno, 1,4- bis(isocianatometil)-2,5-dimetilbenceno, 1,4-bls(¡soc¡anatometll)-2,3,5,6-tetrametilbenceno, 1,3-bis(isocianatometll)-5- terc-butilbenceno, 1,3-bis(isoclanatometll)-4-clorobenceno, 1,3-bls(lsocianatometil)-4,5-diclorobenceno, 1,3- bis(isocianatometil)-2,4,5,6-tetraclorobenceno, 1,4-b¡s(isoc¡anatomet¡l)-2,3,5,6-tetraclorobenceno, 1,4-

bis(isocianatometil)-2,3,5,6-tetrabromobenceno, 1,4-bls(2-lsoc¡anatoet¡l)benceno, 1,4-bls(lsocianatometil)naftaleno y mezclas discrecionales de estos diisocianatos.

La preparación de los componentes de poliisocianato A) a partir de los diisocianatos aralifáticos mencionados se lleva a cabo usando reacciones de modificación conocidas de por si, por reacción de una parte de los grupos poliisocianato originalmente presentes... [Seguir leyendo]

1. Uso de componentes de poliisocianato exentos de disolvente A) que están constituidos por del 5 al 95 % en peso de moléculas de poliisocianato construidas a partir de al menos dos moléculas de diisocianato aralifáticas y del 95 al 5 % en peso de diisocianatos aralifáticos monoméricos y presentan un contenido de grupos isocianato del 18 al 43 % en peso, para la fabricación de cuerpos de poliuretano compactos o espumados resistentes a la luz.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los componentes de poliisocianato A) presentan estructuras de uretdiona, isocianurato, iminooxadiazindiona, alofanato y/o biuret.

3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 y la reivindicación 2, caracterizado porque los componentes de poliisocianato A) son poliisocianatos a base de 1,3-bis(isocianatometil)benceno, 1,4-bis(isocianatometil)benceno y/o 1,3-bis(2-isocianatopropan-2-il)-benceno con un contenido de grupos isocianato del 24 al 35 % en peso.

4. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 para la fabricación de cuerpos de poliuretano transparentes compactos.

5. Uso de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque los cuerpos de poliuretano son piezas sustitutivas de vidrio.

6. Uso de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque los cuerpos de poliuretano son componentes ópticos, optoelectrónicos o electrónicos.

7. Uso de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los componentes son lentes ópticas o lentes de gafas.

8. Uso de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los componentes son diodos emisores de luz.

9. Procedimiento para la preparación de materiales de poliuretano resistentes a la luz por reacción sin disolventes de

A) mezclas de poliisocianato que están constituidas por del 5 al 95 % de moléculas de poliisocianato construidas a partir de al menos dos moléculas de diisocianato aralifáticas y del 95 al 5 % en peso de diisocianatos aralifáticos monoméricos y presentan un contenido de grupos isocianato del 18 al 43 % en peso,

con

B) asociados de reacción reactivos frente a grupos isocianato con una funcionalidad promedio de 2, a 6, y dado el caso usando conjuntamente

C) coadyuvantes y aditivos adicionales,

manteniendo una relación de equivalentes de grupos isocianato a grupos reactivos frente a isocianatos de ,5:1 a

2,:1.

1. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque como componente C se usan catalizadores, estabilizadores frente a UV, antioxidantes y/o agentes de desmoldeo.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la reacción de los asociados de reacción se lleva a cabo en un intervalo de temperaturas de 4 a 18 °C y a una presión de hasta 3. kPa.