Prepolímeros que contienen grupos isocianato con buena estabilidad de almacenamiento.

Prepolímeros que contienen grupos isocianato que se endurecen con humedad a base de poliisocianatos alifáticos con contenidos de isocianato del 2 al 20 % en peso que contienen N,N,N'-trimetil-N'- hidroxietilbis

(aminoetil)éter como catalizador.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/004616.

Solicitante: Bayer Intellectual Property GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

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

Inventor/es: WAMPRECHT, CHRISTIAN, DR., WINTERMANTEL,MATTHIAS,DR, KARAFILIDIS,CHRISTOS, PEIFFER,EVELYN.

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 > C08G18/10 (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... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/78 (nitrógeno)
  • 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 > C08G18/18 (que contienen aminas secundarias o terciarias o sus sales)
  • 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 > C08G18/73 (acíclicos)

PDF original: ES-2528765_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Prepolímeros que contienen grupos isocianato con buena estabilidad de almacenamiento

El objeto de la invención son sistemas 1 C que se endurecen con la influencia de la humedad basados en prepolímeros alifáticos con buena capacidad de almacenamiento, procesabilidad que puede ajustarse en límites amplios y rápido endurecimiento.

Los prepolímeros que terminan en isocianato que se endurecen con humedad a base de poliisocianatos aromáticos tales como por ejemplo TDI y preferentemente MDI se usan dependiendo de su contenido de isocianato en amplios campos de la aplicación industrial y hágalo usted mismo (Do-it-yourself, DIY) como adhesivos, sellantes y revestimientos.

Son ejemplos la adhesión de madera, la preparación de construcciones tipo sándwich de por ejemplo placas de aluminio o madera con materiales aislantes como lana de roca, EPS o materiales de espuma dura de PUR para dar elementos aislantes que se usan en la construcción de contenedores, la preparación de construcciones de revestimiento interior del techo de automóviles de una espuma de PUR termoplástica, un material no tejido de fibra de vidrio y un tejido decorativo, adhiriendo el prepolímero de NCO las capas entre sí, sin embargo también reforzando adicionalmente al material compuesto total, o también la compactación de formaciones de roca sueltas en construcción de carreteras. Los intervalos de NCO preferidos para este segmento del mercado son contenidos de NCO de aproximadamente del 12 al 18 % en peso.

Los prepolímeros terminados en NCO con contenidos de NCO de aproximadamente el 6 al 12 % en peso dan como resultado poliuretanos más flexibles tras el endurecimiento y son adecuados según esto para preparar materiales compuestos más flexibles, como por ejemplo la preparación de compuestos de granulado de caucho como elementos de suelo para parques Infantiles.

Los poliuretanos aún más flexibles se obtienen con prepolímeros terminados en isocianato con contenidos de isocianato del 1 al 5 % en peso, que se usan en gran medida por ejemplo como sellantes de construcción o como adhesivo en la industria del automóvil para pegar los parabrisas, etc.

Una nueva clase de adhesivos de PUR son los adhesivos de fusión en caliente (Hotmelt) de PUR reactivos, que en caso de contenidos de Isocianato del 2 al 5 % en peso, dependiendo del poliol usado pueden conducir también a PUR muy rígidos.

Todos estos prepolímeros tienen en común que la reacción de agua con grupos isocianato con alargamiento de cadena conduce a segmentos de pollurea que confieren a los poliuretanos obtenidos una alta resistencia con propiedades físicas excelentes (como dureza, estabilidad térmica, etc.).

La ventaja esencial de los prepolímeros es que se trata de sistemas de un solo componente ya que la reacción con agua transcurre de manera muy segura y no requiere consideraciones estequiométricas costosas, tal como se requieren en caso de sistemas de dos componentes. La reacción conduce siempre, también en caso de un gran exceso de agua, a un poliuretano endurecido. Como asociado de reacción es suficiente normalmente la humedad del aire y/o del sustrato existente, sin embargo puede formarse también nebulizarse con agua especialmente en caso de capas de cubrición herméticas como por ejemplo perfiles de aluminio.

Para el uso práctico se ajusta, mediante la adición de catalizadores, el tiempo abierto de los sistemas. Por tiempo abierto se entiende el tiempo en el que los sistemas pueden procesarse aún bien tras la aplicación a los sustratos que van a pegarse. La expresión que puede procesarse puede definirse de nuevo para cada uso. En caso de adhesivos se define la procesabilidad en general mediante el tiempo que dos sustratos pueden unirse aún sin problemas. Si se supera el tiempo de procesabilidad, ya no pueden alcanzarse en general las propiedades óptimas tales como por ejemplo un poslclonamiento nuevo.

El tiempo que es necesario desde el final del tiempo de procesamiento hasta alcanzar las propiedades finales óptimas debe ser lo más corto posible, ya que tiempos de espera demasiado largos significan en la práctica siempre costes más altos, tales como por ejemplo tiempos de permanencia mayores en la prensa, etc.

La duración del tiempo de procesamiento puede controlarse en principio de manera arbitraria en la práctica usando catalizadores, sin embargo se ve influida de manera negativa simultáneamente por todos los catalizadores también la capacidad de almacenamiento de los sistemas (sin entrada de agua), de modo que los sistemas ajustados muy rápidamente presentan también una capacidad de almacenamiento limitada, lo que altera la logística de los productos. La capacidad de almacenamiento limitada se muestra sobre todo en un fuerte aumento de la viscosidad, que va hasta la gelificación. Por otro lado algunos catalizadores permiten, por cierto, un buen control del tiempo de procesamiento, sin embargo dan como resultado un tiempo de endurecimiento de los sistemas demasiado largo. Esto significa por regla general que las piezas deben almacenarse temporalmente antes de que puedan procesarse.

Un resumen de catalizadores se encuentra por ejemplo en A. Farkas y G. A. Mills, Adva. Catalysis, 13, 393 (1962), J. H. Saunders y K. C. Frisch, Polyurethanes, parte 1, Wiey-lnterscience, Nueva York, 1962, capítulo VI, K. C. Frisch

y L.P. Rumao, J. Macromol. Sci.-Revs. Macromol. Chem., C5 (1), 13 - 15 (197), o G. Woods, The ICI Polyurethane Book, John Wiley & Sons, págs. 41 - 45, 1987.

Los catalizadores usados son los productos conocidos en la química de poliuretano, tales como aminas alifáticas terciarias y/o catalizadores metálicos.

Así, los catalizadores metálicos tales como por ejemplo dilaurato de dlbutllestaño, muestran una aceleración excelente de la reacción con agua con prepolímeros que contienen grupos isocianato unida también con un buen endurecimiento, sin embargo se ve influida de manera negativa en la misma medida también la capacidad de almacenamiento. Una mejora se consigue sin embargo en el documento EP-A 132 675 mediante el bloqueo del catalizador mediante la adición de tosilisocianato, sin embargo son suficientes ya trazas de humedad más bajas para suprimir este bloqueo, lo que en total da como resultado sin embargo una capacidad de almacenamiento mejorada pero siempre aún insuficiente.

En la mayoría de los casos se usa en la práctica una mezcla de diversos catalizadores para alcanzar en gran parte la combinación de todas las propiedades.

Una desventaja general de los prepolímeros a base de poliisocianatos aromáticos es la tendencia de los productos finales a una fuerte decoloración con la influencia de la luz, que es prohibitivo para muchas aplicaciones. Un principio probado en general para eliminar esta desventaja es el uso de aditivos adecuados, tales como por ejemplo combinaciones de fenoles esféricamente impedidos y aminas alifáticas estéricamente impedidas (tipo HALS), que representan sin embargo sólo una mejora gradual. El uso de poliisocianatos alifáticos, tales como por ejemplo hexametilendiisocianato, isoforondiisocianato o 4,4-diisocianato-diciclohexilmetano en forma de sus mezclas isoméricas esféricas o diisocianatos existentes en forma de sus derivados, representa una mejora fundamental.

En caso de estos poliisocianatos se muestra sin embargo que, a diferencia de los poliisocianatos aromáticos, la reacción con agua transcurre sólo muy lentamente.

Se necesitan concentraciones muy altas de catalizadores metálicos tales como por ejemplo dilaurato de dibutilestaño o sales de bismuto para catalizar sobre todo la reacción. Las concentraciones de catalizador a este nivel afectan sin embargo siempre de manera negativa a las propiedades de uso a largo plazo, tales como por... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Prepolímeros que contienen grupos isocianato que se endurecen con humedad a base de poliisocianatos alifáticos con contenidos de isocianato del 2 al 2 % en peso que contienen N,N,N-trimetil-N- hidroxietilbis(aminoetil)éter como catalizador.

2. Prepolímeros según la reivindicación 1, caracterizados porque el catalizador se usa en una cantidad del ,1 al

3, % en peso con respecto al prepolímero.

3. Prepolímeros según la reivindicación 1, caracterizados porque el catalizador se usa en una cantidad del ,5 al 1,5 % en peso con respecto al prepolímero.

4. Prepolímeros según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizados porque su contenido de grupos isocianato 1 asciende a del 3 al 17 % en peso.

5. Prepolímeros según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizados porque como poliisocianato alifático se usa hexametilendüsocianato como diisocianato monomérico y/o en forma de sus derivados.

6. Prepolímeros según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizados porque se usa isoforondiisocianato como isocianato y/o en forma de sus derivados.

7. Prepolímeros según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizados porque presentan un contenido de diisocianatos

monoméricos inferior al 1, %.

8. Uso de los prepolímeros según las reivindicaciones 1 a 7 para fabricar adhesivos, sustancias de revestimiento y

sellantes.

9. Uso de los prepolímeros de las reivindicaciones 1 a 7 como sistemas de fusión en caliente de poliuretano 2 reactivos que pueden aplicarse en caliente, que generan resistencia al enfriarse y que reaccionan entonces con la

humedad.

1. Sistemas de fusión en caliente de poliuretano que contienen prepolímeros según las reivindicaciones 1 a 7.