Producción en varias etapas de dispersiones acuosas de adhesivo sensible a la presión para la producción de artículos autoadhesivos.

Procedimiento para la producción de una dispersión acuosa de adhesivo sensible a la presión

,

- donde primeramente en una primera etapa se produce un primer polimerizado disperso en agua en medio acuoso por polimerización en emulsión radicálica, donde el primer polimerizado se produce a partir de una primera composición que contiene monómeros etílicamente insaturados, polimerizables radicálicamente, y donde

- a continuación se produce en una segunda etapa una dispersión polimérica en medio acuoso y en presencia del primer polimerizado por polimerización en emulsión radicálica de una segunda composición diferente de la primera composición, conteniendo monómeros etílicamente insaturados, polimerizables radicálicamente,

- donde los monómeros de la primera etapa comprenden al menos un monómero con al menos un grupo ácido en una cantidad de al menos 0,1 partes de peso, referido a la cantidad total de monómeros de la primera y de la segunda etapas, y

- donde la polimerización de la primera etapa se lleva a cabo con un valor de pH inferior a 5, y bien durante la polimerización de la segunda etapa, o antes y durante la polimerización de la segunda etapa, se neutralizan los grupos ácidos del primer polimerizado hasta tal punto que el valor de pH de la dispersión polimérica es al final de la segunda etapa mayor de 5; y

- donde la temperatura de transición vítrea calculada para el polímero producido a partir de los monómeros de la segunda etapa, es inferior a -20 °C.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/064939.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: GERST, MATTHIAS, AUCHTER, GERHARD, GROSS, MICHAEL, Balk,Roelof, WILMS,DANIEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS... > Adhesivos en forma de películas u hojas > C09J7/02 (sobre soportes)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización... > C08F265/06 (Polimerización de ésteres de acrilato o metacrilato sobre sus polímeros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS... > C09J151/00 (Adhesivos a base de polímeros injertados en los que el injerto es obtenido por reacciones en las que únicamente intervienen enlaces insaturados carbono-carbono (a base de polímeros ABS C09J 155/02 ); Adhesivos a base de derivados de tales polímeros)

PDF original: ES-2500047_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Producción en varias etapas de dispersiones acuosas de adhesivo sensible a la presión para la producción de artículos autoadhesivos

La invención se refiere a un procedimiento para la producción de una dispersión acuosa de adhesivo sensible a la presión, de monómeros etílicamente insaturados, polimerizables radicálicamente, donde en una primer etapa se produce un primer polimerizado por polimerización en emulsión radicálica. En una segunda etapa se produce una dispersión polimérica acuosa en presencia del primer polimerizado. Los monómeros de la primera etapa comprenden monómeros con grupos ácidos. La polimerización de la primera etapa se efectúa con un valor de pH relativamente bajo y los grupos ácidos del primer polimerizado solo se neutralizan tras la primera etapa, bien durante la polimerización de la segunda etapa o antes y durante la polimerización de la segunda etapa. Las dispersiones acuosas de adhesivo sensible a la presión pueden usarse para la producción de artículos autoadhesivos.

En el caso de los adhesivos sensibles a la presión, se desea tanto una buena adherencia (adhesión) al substrato como también una estabilidad interior suficiente de la capa de adhesivo (cohesión). En el caso de la adhesión y la cohesión, se trata de cualidades opuestas en materia de aplicación. Las medidas que causan una mejora de la adhesión, conducen generalmente al mismo tiempo a un empeoramiento de la cohesión, y viceversa. Los adhesivos sensibles a la presión con base en dispersiones poliméricas acuosas, que pueden obtenerse mediante polimerización en emulsión, se conocen desde hace tiempo. Se trata en su caso particularmente de poliacrilatos. Se trata en su caso particularmente de copolímeros, en los que al menos uno de los monómeros es un éster de ácido acrílico, que forma polímeros con una temperatura de transición vitrea relativamente baja. En el caso de las dispersiones de adhesivo sensible a la presión producidas por polimerización en emulsión con uso de cantidades de emulsionante relativamente altas, pueden alterarse los valores de adherencia por el contenido de emulsionante relativamente alto presente inevitablemente. Sin o con cantidades de emulsionante claramente reducidas, pueden producirse inestabilidades de la dispersión o una formación aumentada de coágulo. Es conocido principalmente, llevar a cabo la polimerización en emulsión también esencialmente sin emulsionantes, cuando en vez de los emulsionantes, se usan coloides protectores. Coloides protectores típicos son polímeros que presentan grupos ácidos, que con la neutralización de los grupos ácidos con valores de pH aumentados, son solubles en agua. Con estos valores de pH aumentados y las temperaturas normalmente elevadas, con los que se llevan a cabo las polimerizaciones en emulsión, pueden producirse no obstante reacciones secundarias no deseadas en forma de saponificación de éster de acrilato. Los subproductos que se producen en este caso en pequeño volumen, pueden alterar nuevamente las cualidades de adherencia de los adhesivos sensibles a la presión.

El documento DE 19857876 divulga dispersiones de polímeros acuosas, donde las partículas poliméricas se producen por polimerización en etapas, y el uso de estas dispersiones de polímeros como preparaciones de adhesivo, particularmente como adhesivos sensibles a la presión. El documento EP1479699 describe una polimerización de dos etapas para la formación de un polimerizado de núcleo/coraza, resulta la neutralización de grupos ácidos del primer polimerizado soluble en agua por alimentación de un medio de neutralización durante la polimerización de la segunda etapa.

La tarea consistía en proporcionar dispersiones acuosas de adhesivo sensible a la presión con un contenido de emulsionante lo más reducido posible, con una buena adhesión y cohesión y con una formación de coágulo lo mínima posible.

Se descubrió que la tarea podía cumplirse mediante el procedimiento de producción descrito a continuación con mayor detalle, y con las dispersiones poliméricas que pueden obtenerse según este procedimiento.

Es objetivo de la invención un procedimiento para la producción de una dispersión acuosa de adhesivo sensible a la presión,

- donde primeramente en una primera etapa se produce un primer polimerizado disperso en agua en medio acuoso por polimerización en emulsión radicálica, donde el primer polimerizado se produce a partir de una primera composición, que contiene monómeros etílicamente insaturados, polimerizables radicálicamente, y donde

- a continuación, en una segunda etapa se produce una dispersión polimérica en medio acuoso y en presencia del primer polimerizado por polimerización en emulsión radicálica de una segunda composición diferente de la primera composición con contenido de monómeros etílicamente insaturados, polimerizables radicálicamente,

- donde los monómeros de la primera etapa comprenden al menos un monómero con al menos un grupo ácido en una cantidad de al menos ,1 partes de peso, referido a la cantidad total de monómeros de la primera y de la segunda etapa, y

- donde la polimerización de la primera etapa se lleva a cabo con un valor de pH inferior a 5, preferiblemente inferior o igual a 4,5, y bien durante la polimerización de la segunda etapa, o antes y durante la polimerización de la segunda etapa, los grupos ácidos del primer polimerizado, se neutralizan hasta tal punto, que el valor de pH de la dispersión polimérica es al final de la segunda etapa mayor que 5, preferiblemente mayor o igual a 5,5; y

- donde la temperatura de transición vitrea para un polímero producido a partir de los monómeros de la segunda etapa, es inferior a -2 °C.

Un adhesivo sensible a la presión es un adhesivo viscoelástico, cuya película adherida se mantiene a temperatura ambiente (2 °C) permanentemente viscosa y pegajosa en un estado seco. El pegado en substratos se efectúa directamente mediante una leve presión de aplicación. Una dispersión acuosa de adhesivo sensible a la presión es una composición, que contiene un polímero con cualidades de adherencia pegajosa disperso en agua o en un medio acuoso.

El procedimiento descrito comprende la producción de dispersiones de poliacrilato para el uso como adhesivo sensible a la presión mediante un llamado procedimiento mixto, especialmente adaptado, que se basa en la estabilización de polimerizados en emulsión mediante coloides protectores formados "in situ", es decir, durante la polimerización en emulsión, o polímeros anfifílicos u ollgómeros, que actúan como coloides protectores.

El principio del procedimiento según la Invención se basa en la formación preferiblemente controlada por siembra de partículas poliméricas pequeñas en dispersión acuosa en una primera etapa de polimerización por polimerización radlcállca de una primera combinación de monómeros, conteniendo al menos un monómero etílico ¡nsaturado con al menos un grupo ácido (por ejemplo una mezcla de alqull(met)acrilato, ácido de (met)acrilato y opclonalmente otros monómeros), así como en una neutralización posterior de los grupos ácidos. En este caso se lleva a cabo de la neutralización de los grupos ácidos bien parcialmente antes y parcialmente en paralelo con el suministro de la polimerización a una segunda composición de monómeros (por ejemplo una mezcla de alqullacrilato y opclonalmente otros monómeros) en una segunda etapa de polimerización. O la neutralización de los grupos ácidos se lleva a cabo en su totalidad en paralelo con el suministro y polimerización de la segunda composición de monómeros en la segunda etapa de polimerización. Las partículas formadas en la primera etapa pueden actuar tras la neutralización como coloides protectores y estabilizar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción de una dispersión acuosa de adhesivo sensible a la presión,

- donde primeramente en una primera etapa se produce un primer polimerizado disperso en agua en medio acuoso por polimerización en emulsión radicálica, donde el primer polimerizado se produce a partir de una primera composición que contiene monómeros etílicamente insaturados, polimerizables radicálicamente, y donde

- a continuación se produce en una segunda etapa una dispersión polimérica en medio acuoso y en presencia del primer polimerizado por polimerización en emulsión radicálica de una segunda composición diferente de la primera composición, conteniendo monómeros etílicamente insaturados, polimerizables radicálicamente,

- donde los monómeros de la primera etapa comprenden al menos un monómero con al menos un grupo ácido en una cantidad de al menos ,1 partes de peso, referido a la cantidad total de monómeros de la primera y de la segunda etapas, y

- donde la polimerización de la primera etapa se lleva a cabo con un valor de pH inferior a 5, y bien durante la polimerización de la segunda etapa, o antes y durante la polimerización de la segunda etapa, se neutralizan los grupos ácidos del primer polimerizado hasta tal punto que el valor de pH de la dispersión polimérica es al final de la segunda etapa mayor de 5; y

- donde la temperatura de transición vitrea calculada para el polímero producido a partir de los monómeros de la segunda etapa, es inferior a -2 °C.

2. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado por que se usa en total menos de un 1, % en peso, referido al contenido en sólidos de la dispersión polimérica, de emulsionante, o no se usa emulsionante alguno.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la primera etapa se copolimerizan monómeros presentando grupos ácidos con monómeros sin grupos ácidos, donde la relación en peso de monómeros que presentan grupos ácidos con respecto a monómeros sin grupos ácidos se encuentra en el intervalo de 2:98 a 15:85.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los monómeros con al menos un grupo ácido usados en la primera etapa se eligen del grupo consistente en ácido acrílico, ácido metacríllco, ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido vlnllacético, ácido vlnil-láctico, acrllato 2-carboxietilo, ácido vinilsulfónico, ácido estirenosulfónico, ácido acrilamidometll propano sulfónico, sulfopropilacrllato, sulfopropilmetacrilato y mezclas de estos monómeros; y los monómeros sin grupos ácidos usados en la primera etapa se eligen de grupo consistente en alquilacrilatos C1 a C1, alqullmetacrilatos C1 a C1, vinilésteres de ácidos carboxílicos con hasta 2 átomos de C, y mezclas de estos monómeros.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un 6 % en peso de los monómeros usados en la segunda etapa se eligen del grupo consistente en alquilacrilatos C1 a C2, alquilmetacrilatos C1 a C2, vinilésteres de ácidos carboxílicos con hasta 2 átomos de C, vinilaromatos con hasta 2 átomos de C, nitrilos etílicamente insaturados, halogenuros de vlnllo, éteres de vinilo de alcoholes de 1 a 1 átomos de C, hidrocarburos alifáticos con 2 a 8 átomos de C y uno o dos enlaces dobles y mezclas de estos monómeros.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el monómero con al menos un grupo ácido usado en la primera etapa es ácido acrílico; y que los monómeros sin grupo ácido usados en la primera etapa se eligen de 2-etilhexilacrilato, n-butilacrilato, metilacrllato, metllmetacrilato, acetato de vinilo y su mezcla; y que al menos un 8 % en peso de los monómeros usados en la segunda etapa se eligen del grupo consistente en alquilacrilatos C1 a C1, alquilmetacrilatos C1 a C1, acetato de vlnllo, estlreno y su mezcla.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura de transición vitrea calculada para un polímero producido a partir de los monómeros de la segunda etapa, se encuentra en el intervalo de -6 °C a -3 °C.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la polimerización de la primera etapa se usa un regulador de peso molecular.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la relación en peso de la cantidad de los monómeros usados en la primera etapa con respecto a la cantidad de los monómeros usados en la segunda etapa es de 5:95 a 5:5.

1. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la polimerización de la primera etapa se lleva a cabo en presencia de látex de siembra.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la neutralización de los grupos ácidos del primer polimerizado se lleva cabo al menos parcialmente por alimentación de un medio de neutralización durante la polimerización de la segunda etapa.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los monómeros usados en la segunda etapa comprenden menos de un 2 % en peso, o ningún monómero con grupos ácidos.

13. Dispersión acuosa de adhesivo sensible a la presión producido según el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.

14. Uso de la dispersión acuosa de adhesivo sensible a la presión según la reivindicación anterior para la producción

de artículos autoadhesivos.

15. Artículo autoadhesivo, que puede obtenerse revistiendo el material de soporte con una dispersión de adhesivo sensible a la presión según la reivindicación 13.

16. Artículo autoadhesivo según la reivindicación anterior, caracterizado por que se trata de una etiqueta 1 autoadhesiva, una lámina adhesiva o de una cinta adhesiva.

17. Procedimiento para la producción de artículos autoadhesivos, caracterizado por que se proporciona una dispersión acuosa de adhesivo sensible a la presión según la reivindicación 13, y que se aplica y se seca sobre un material de soporte, elegido de papel y láminas de material plástico.