Soles reactivos y procedimiento para su preparación.

Sol reactivo que contiene una fase líquida y partículas en nanoescala con grupos funcionales

, caracterizado porque las partículas presentan un máximo de la distribución de tamaño de< 50 nm y

una partícula contiene al menos un monómero y/o al menos un oligómero con 2 a 15 unidades estructurales que se repiten, siendo el monómero y/o el oligómero un aducto E de un compuesto A, seleccionado de uno de los grupos de diisocianatos, ácidos dicarboxílicos, diepóxidos y fenoles con al menos dos grupos terminales A y

de un compuesto D,

seleccionado de uno de los grupos de dioles, trioles, diaminas, triaminas, poliaminas, aldehídos o de mezclas de estos compuestos con al menos dos grupos terminales D,

y la fase líquida contiene un compuesto B que actúa como agente de intercalación, seleccionado de

uno de los grupos de dioles, trioles, polioles, diaminas, triaminas, poliaminas, aminoalcoholes y aldehídos con al menos dos grupos terminales B,

siendo los grupos terminales A grupos carboxilo, epoxi, isocianato, fenol, los grupos terminales B grupos hidroxilo, amino, aldehído y los grupos terminales D grupos hidroxilo, amino, aldehído.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/050492.

Solicitante: PERFORMANCE CHEMICALS HANDELS GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Steinbecker Strasse 102 K 21244 Buchholz ALEMANIA.

Inventor/es: KLOCKEMANN, WERNER, HUNGER,HANS-DIETER.

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 > C08G18/40 (Compuestos de alto peso molecular)

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Fragmento de la descripción:

Soles reactivos y procedimiento para su preparación.

Esta invención se refiere a soles reactivos y a procedimientos para su preparación de acuerdo con los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 16.

El sol está caracterizado por que contiene al menos un monómero y/o al menos un oligómero con 2 a 15 unidades estructurales que se repiten, que presentan al menos dos grupos químicos funcionales así como al menos un agente de intercalación igualmente con al menos dos grupos químicos reactivos, seleccionándose el agente de intercalación de modo que sus grupos funcionales no reaccionen con los grupos funcionales del monómero y/u oligómero.

Las dispersiones en agua, en disolventes o polieteralcoholes conocidas según el estado de la técnica se caracterizan por regla general por tamaños de partícula de 1 nm hasta ampliamente por encima de 1 pm. Así se conoce la preparación de microemulsiones con partículas que disponen de varios grupos funcionales. Tales microemulsiones de partículas de aproximadamente 5 a 1 pm de diámetro se preparan por ejemplo a partir de alcoholes bifuncionales primarios, eventualmente que contienen N o S y diisocianatos en productos de poliadición o de policondensación líquidos de peso molecular superior, que contienen exclusivamente grupos hidroxilo secundarios a temperaturas entre 6 y 8 °C. En lugar de los alcoholes pueden usarse también compuestos con dos grupos amino primarios o secundarios y de este modo pueden obtenerse partículas de poliurea dispersadas.

En el documento US 27/238796 A1 se describe la preparación de polioles en microdispersión estables, obteniéndose los polioles con productos de poliadición de poliisocianato debido a que uno o varios componentes isocianato se hacen reaccionar con al menos un compuesto que contiene un grupo amino, por ejemplo aminas, alcanolaminas o mezclas de las mismas, así como polieterpolioles en presencia de urea y agua. La urea actúa como estabilizador para la dispersión.

Dado que las propiedades de materiales poliméricos se determinan no sólo mediante los módulos estructurales de las macromoléculas, sino en una alta medida mediante aditivos incluyendo cargas reactivas o inertes, se dispensó a la forma y al tipo de estas cargas gran atención. Así se ha descrito el uso de nanopartículas de óxido metálico en espumas en el documento DE 1 25 3 299 A1. Los polioles en dispersión de poliurea pueden obtenerse mediante despolimerización de poli(uretanoureas), tal como se encuentran por ejemplo en forma de espumas blandas de poliuretano (documento DE 1 29 64 A1). Mediante reacción de las poli(uretanoureas) en uno o varios glicoles, eventualmente con adición de polieteralcoholes, en presencia de aminas o poliaminas alifáticas secundarias se obtienen partículas de poliurea dispersadas en los polieteralcoholes.

Para conseguir, sin embargo, una alta acción de partículas orgánicas, son necesarias partículas discretas, completamente solvatadas que se encuentran libremente en un medio de solvatación que actúa como agente de intercalación y mediante éste están segregadas una de otra, de modo que no se realice ninguna agregación de las partículas discretas y éstas estén intercaladas mediante el medio de solvatación.

Por tanto es objetivo de la invención proporcionar de manera correspondiente soles reactivos con partículas intercaladas funcionalizadas, que puedan prepararse por medio de un procedimiento sencillo y puedan procesarse posteriormente para dar productos finales.

La solución del objetivo se realiza con las características de la reivindicación 1 y 16.

Ciertos perfeccionamientos ventajosos están indicados en las reivindicaciones dependientes.

Según esto, un sol reactivo de acuerdo con la invención que contiene una fase líquida y partículas en nanoescala con grupos funcionales está caracterizado por que las partículas presentan un máximo de la distribución de tamaño de < 5 nm y una partícula contiene al menos un monómero y/o al menos un oligómero con 2 a 15 unidades estructurales que se repiten,

siendo el monómero y/o el oligómero un aducto E de un compuesto A,

seleccionado de uno de los grupos de diisocianatos, ácidos dicarboxílicos, diepóxidos y fenoles con al menos dos grupos terminales A y

de un compuesto D,

seleccionado de uno de los grupos de dioles, trioles, diaminas, triaminas, poliaminas, aldehidos o de mezclas de estos compuestos con al menos dos grupos terminales D,

y la fase líquida contiene un compuesto B que actúa como agente de intercalación, seleccionado de uno de los grupos de dioles, trioles, polioles, diaminas, triaminas, poliaminas, aminoalcoholes, ditioles y aldehidos con al menos dos grupos terminales B,

siendo los grupos terminales A grupos carboxilo, epoxi, isocianato, fenol, los grupos terminales B grupos hidroxilo, amino, aldehido y los grupos terminales D grupos hidroxilo, amlno, aldehido.

El procedimiento de acuerdo con la Invención para la preparación de un sol reactivo mediante reacciones de reactivos por medio de reacciones de adición, condensación o sustitución, está caracterizado por que se hacen reaccionar

un compuesto A,

seleccionado de uno de los grupos de diisocianatos, ácidos dicarboxílicos, diepóxidos y fenoles con al menos dos grupos terminales A y

un compuesto B,

seleccionado de uno de los grupos de dioles, trioles, polioles, diaminas, triaminas, poliaminas, aminoalcoholes y aldehidos con al menos dos grupos terminales B en la proporción en equivalentes de 1:1 a 1:1 entre °C y 25

°C,

para dar monómeros y/u ollgómeros C del tipo de un uretano, uretanourea, urea, resol, resite, de una base de Mannich o de un áster y

para dar el compuesto A que queda como exceso con los grupos terminales A o el compuesto B con los grupos terminales B,

siendo los grupos terminales A grupos carboxilo, epoxi, Isocianato, fenol y los grupos terminales B grupos hidroxilo, amino, aldehido,

y

simultáneamente con o tras el inicio de la reacción

se hace reaccionar un compuesto D, seleccionado del grupo de dioles, trioles, dlamlnas, triaminas, poliaminas, aldehidos o de mezclas de estos compuestos con los grupos terminales D grupos hidroxilo, amino o aldehido entre 25 y 2 °C con los monómeros y/u ollgómeros C

para dar un aducto E del compuesto A y del compuesto D con liberación del compuesto B de los monómeros y/u ollgómeros C con al menos dos grupos terminales B.

A este respecto se realiza el procedimiento en configuraciones de acuerdo con la invención en una, dos o múltiples etapas.

Otro perfeccionamiento de la invención prevé que el monómero y/o el oligómero sean prepolímeros.

Una configuración de la invención está caracterizada por que el sol reactivo contiene del 15-8 % en peso de monómero y/u oligómero (aducto E) y del 85-2 % en peso del compuesto B que actúa como agente de intercalación.

En otra configuración, el monómero y/u oligómero (aducto E) se selecciona del grupo que está constituido por monómeros y/u oligómeros con funcionalidad de grupos hidroxilo (-OH), con funcionalidad de grupos amino (primario, secundario, terciario) y con funcionalidad de grupos carboxilo (-COOH).

En otra configuración, los monómeros y/u oligómeros con funcionalidad de grupos hidroxilo se seleccionan de alcoholes de áster, resoles, resitas, polihidroxialcanoatos o oligo((jo-hidroxialquil)tereftalatos, los monómeros u oligómeros con funcionalidad de grupos amino se seleccionan de oligoureas, oligoesteramidas o bases de Mannich oligoméricas (P-aminocetonas), los monómeros u oligómeros con funcionalidad de grupos carboxilo se seleccionan de oligoadipinatos, oligosebacatos, oligoazelainatos,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Sol reactivo que contiene una fase líquida y partículas en nanoescala con grupos funcionales, caracterizado porque

las partículas presentan un máximo de la distribución de tamaño de < 5 nm y

una partícula contiene al menos un monómero y/o al menos un oligómero con 2 a 15 unidades estructurales que se repiten,

siendo el monómero y/o el oligómero un aducto E de un compuesto A, seleccionado de uno de los grupos de diisocianatos, ácidos dicarboxílicos, diepóxidos y fenoles con al menos dos grupos terminales A y

de un compuesto D,

seleccionado de uno de los grupos de dioles, trioles, diaminas, triaminas, poliaminas, aldehidos o de mezclas de estos compuestos con al menos dos grupos terminales D,

y la fase líquida contiene un compuesto B que actúa como agente de intercalación, seleccionado de

uno de los grupos de dioles, trioles, polioles, diaminas, triaminas, poliaminas, aminoalcoholes y aldehidos con al menos dos grupos terminales B,

siendo los grupos terminales A grupos carboxilo, epoxi, isocianato, fenol, los grupos terminales B grupos hidroxilo, amino, aldehido

y los grupos terminales D grupos hidroxilo, amino, aldehido.

Sol reactivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el monómero y/o el oligómero son prepolímeros.

Sol reactivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque contiene del 5-8 % en peso de monómero y/u oligómero (aducto E) y del 95-2 % en peso del compuesto B que actúa como agente de Intercalación.

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el monómero y/u oligómero (aducto E) se selecciona del grupo que está constituido por monómeros y/u oligómeros con funcionalidad de grupos hidroxilo (OH), con funcionalidad de grupos amino (primario, secundario, terciario) y con funcionalidad de grupos carboxilo (COOH).

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los monómeros y/u oligómeros con funcionalidad de grupos hidroxilo se seleccionan de alcoholes de áster, resoles, resitas, polihidroxialcanoatos u oligo(co-hidroxialquil)tereftalatos,

los monómeros u oligómeros con funcionalidad de grupos amino se seleccionan de oligoureas, oligoesteramidas o bases de Mannich oligoméricas ((5-aminocetonas),

los monómeros u oligómeros con funcionalidad de grupos carboxilo se seleccionan de oligoadipinatos, oligosebacatos, oligoazelainatos, oligosuccinatos, oligoftalatos, oligotereftalatos, oligoisoftalatos, oligomesitilatos, oligohidoxibutiratos, oligohidroxivaleratos, oligohidroxipropionatos.

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el compuesto B que actúa como agente de intercalación se encuentra hasta en una concentración del 8 % en peso de monómeros y/o oligómeros (aducto E) como un solvato con éstos.

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el compuesto B que actúa como agente de intercalación se selecciona de agua, dioles (al menos de 2 C), trioles con una masa molar de 92 a 6, diaminas, triaminas, polieteralcoholes, poliesteralcoholes y/o poli(eteresteralcoholes), aceites nativos modificados, lactamas, amidas, tioles.

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque está contenido al menos un disolvente orgánico con heteroátomos, que sirve para la regulación de la viscosidad y del desarrollo.

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque está contenido al menos un monómero y/u oligómero con funcionalidad OH o con funcionalidad NH2 en una mezcla/un agente de intercalación en forma de uno o varios dioles y/o trioles con masas molares entre 62 y 6.

Sol reactivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el monómero y/u oligómero con funcionalidad OH se selecciona de tereftalatos, ftalatos, hidroxialcanoatos y/o co-hidroxialquiladipinatos de masa molar de

11.

12.

13.

14.

16.

17.

18.

254 a 2, resoles con masas molares entre 2 y 1. o resitas con masas molares entre 1 y 1..

Sol reactivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el monómero y/u ollgómero con funcionalidad NH2 se selecciona de oligoureas o bases de Mannich que contienen grupos amino con masas molares entre 2 y 1..

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque un monómero y/u oligómero con funcionalidad NH2 está contenido en una mezcla o un agente de intercalación en forma de una o varias aminas con masas molares entre 56 y 1. y/o en ro-amino-poliéteres con masas molares entre 2 y 5.

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque contiene además catalizadores, estabilizadores, agentes ignífugos, cargas orgánicas, cargas inorgánicas, silicatos estratificados exfoliados así como óxidos metálicos, hidróxidos metálicos y/u (oxi-hidróxidos) metálicos en nanoescala de los metales alcalinotérreos, de los metales tórreos, de cinc, de indio, de otros metales de tierras raras o sus mezclas.

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque al menos un monómero y/u oligómero se encuentra como nanopartícula con un tamaño de 2 -2 nm en el sol.

Sol reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque contiene adicionalmente hasta el 25 % del oligómero de uno o varios monómeros.

Procedimiento para la preparación de un sol reactivo mediante reacciones de reactivos por medio de reacciones de adición, condensación o sustitución, caracterizado porque se hacen reaccionar

un compuesto A,

seleccionado de uno de los grupos de diisocianatos, ácidos dicarboxílicos, diepóxidos y fenoles con al menos dos grupos terminales A y

un compuesto B,

seleccionado de uno de los grupos de dioles, trioles, polioles, diaminas, triaminas, poliaminas, aminoalcoholes y aldehidos con al menos dos grupos terminales B en la proporción en equivalentes de 1:1 a 1:1 entre °C y 25 °C, para dar monómeros y/u oligómeros C del tipo de un uretano, uretanourea, urea, resol, resite, de una base de Mannich o de un éster y

para dar el compuesto A que queda en exceso con los grupos terminales A o el compuesto B con los grupos terminales B,

siendo los grupos terminales A grupos carboxilo, epoxi, ¡socianato, fenol y los grupos terminales B grupos hidroxilo, amino y aldehido,

y

se hace reaccionar simultáneamente con o tras el ¡nido de la reacción un compuesto D, seleccionado del grupo de dioles, trioles, diaminas, triaminas, poliaminas, aldehidos o de mezclas de estos compuestos con los grupos terminales D de grupos hidroxilo, amino o aldehido

entre 25 °C y 2 °C

con los monómeros y/u oligómeros C

para dar un aducto E del compuesto A y del compuesto D

con liberación del compuesto B de los monómeros y/u oligómeros C con al menos dos grupos terminales B.

Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque el procedimiento se realiza en una, dos o múltiples etapas.

Procedimiento según la reivindicación 16 o 17, caracterizado porque

se añade otro compuesto F con al menos dos grupos terminales D de grupos hidroxilo, amino, fosfato o carboxilo,

usándose con el uso de oligoésteres o poliésteres como compuesto F un diol o un ácido dicarboxílico,

con el uso de monómeros y/u oligómeros de uretano o uretanourea como compuesto F uno o varios dioles, fosfatos orgánicos, aminas, diaminas, poliaminas, trioles y/o tioles,

con el uso de resoles o resitas como compuesto F uno o varios dioles y/o fenoles,

con el uso de bases de Mannich como compuesto F uno o varios dioles, aminas, diaminas, poliaminas y/o 5 trioles.

19.

21.

22.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque la reacción se realiza en una prensa extrusora/prensa extrusora de reacción / amasadora mezcladora.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque la reacción se realiza como procedimiento de una sola etapa en un reactor que puede calentarse.

Uso de un sol reactivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15 para la fabricación de agentes de revestimiento poliméricos, adhesivos, elastómeros, masas de relleno o materiales a moldear.

Uso de un sol reactivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15 para la fabricación de revestimientos, polímeros con memoria de forma, materiales compuestos, materiales plásticos compuestos, material de múltiples capas, elementos de aparatos médicos, prótesis y elementos de aparatos de rehabilitación.

DOCUMENTOS INDICADOS EN LA DESCRIPCIÓN

En la lista de documentos Indicados por el solicitante se ha recogido exclusivamente para Información del lector, y no es parte constituyente del documento de patente europeo. Ha sido recopilada con el mayor cuidado; sin embargo, 5 la EPO no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u omisiones.

Documentos de patente indicados en la descripción

US 27238798A1[4]. DE 12964A1 [5]

DE 1253299 A1 [5]