DISPERSION ACUOSA DE UN POLIURETANO DE SECADO POR AUTOOXIDACION.

Procedimiento para la preparación de una dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación,

que comprende las etapas de: (a) formar el poliuretano de secado por autooxidación haciendo reaccionar: (i)un poliol esterificado con ácido graso insaturado, (ii) un polialqueno hidroxi-funcional que tiene uno o más enlaces insaturados en la cadena de estructura principal entre 2 grupos hidroxilo, (iii) un ácido polihidroxicarboxílico, (iv) un poliisocianato, y (v) opcionalmente un diol que no tiene poliinsaturación; (b) añadir opcionalmente un agente neutralizante; y (c)dispersar el producto de la etapa (a) o (b) en agua para formar una dispersión acuosa

Dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de una dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación, a una dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación que puede obtenerse mediante el procedimiento de la invención y al uso de la mismo para la fabricación de composiciones de revestimiento, composiciones de tinta de impresión y composiciones adhesivas. Además, la presente invención también se refiere a composiciones de revestimiento, composiciones de tinta de impresión o composiciones adhesivas, que comprenden la dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación según la invención, y al uso de dicha composición de revestimiento como un revestimiento para telas, plásticos, madera o metal.

Las dispersiones acuosas de poliuretano se usan ampliamente como materiales aglutinantes en diversos productos tales como revestimientos de superficie, tintas de impresión, adhesivos etc. Las dispersiones de poliuretano de secado por autooxidación se reticulan a temperatura ambiente con secado en contacto con oxígeno en el aire, sin la necesidad de usar un agente reticulante. Debido a requisitos ambientales estrictos hay un deseo de reducir la cantidad de disolvente de hidrocarburo orgánico volátil. Por tanto, se han vuelto cada vez más importantes las dispersiones transportadas por agua. Por otro lado, también están aumentando las propiedades deseadas en el uso previsto de las dispersiones acuosas de poliuretano. Por ejemplo para composiciones de revestimiento se requiere que la capa de revestimiento resultante tenga buenas propiedades mecánicas tales como una dureza alta combinada con buena flexibilidad, buenas propiedades ópticas como un brillo alto, y propiedades de alta durabilidad tales como una resistencia química alta, y resistencia al agua alta etc.

El documento US 4.277.380 describe un procedimiento para la fabricación de polímeros de poliuretano autooxidables que pueden dispersarse en agua que comprende hacer reaccionar un éster-poliol de ácido graso insaturado con un prepolímero terminado en isocianato de un ácido polihidroxicarboxílico, por ejemplo un ácido 2,2-dimetilolalcanoico, y un diisocianato. El producto de reacción puede dispersarse en agua a través de la neutralización de sus grupos carboxílicos libres con una base que forma sal de amonio. La reacción tiene lugar en un disolvente que, con el fin de mejorar la dispersibilidad, puede sustituirse antes de la etapa de dispersión por un disolvente de acoplamiento.

De manera similar, en el documento EP 0 379 007 se prepara una resina alquídica haciendo reaccionar ácidos grasos de secado por oxidación insaturados con ácido dicarboxílico (anhídridos), componentes de poliol y componentes de diol opcionales. Entonces se hace reaccionar este alquido con un ácido 2,2-bis-(hidroximetil)-alcano-monocarboxílico y diisocianato en un disolvente orgánico, normalmente N-metilpirrolidona. Tras convertir los grupos de ácido carboxílico del ácido 2,2-bis-(hidroximetil)-alcano-monocarboxílico a su forma de sal, se dispersa el poliuretano en agua.

El problema de los procedimientos según la técnica anterior es que los grupos insaturados en el polímero de poliuretano tienen una estabilidad hidrolítica indeseablemente baja. Esto dará como resultado un deterioro de las propiedades de secado con el envejecimiento. Además, normalmente los procedimientos de la técnica anterior implican el uso de denominados agentes de acoplamiento o de disolventes de alto punto de ebullición tales como N-metilpirrolidona que son difíciles de eliminar de la dispersión acuosa o la composición de revestimiento fabricada de los mismos. No se desea la presencia de dichos residuos en un revestimiento porque se ha encontrado que deterioran las propiedades mecánicas y reducen la apariencia y estabilidad del revestimiento.

El objeto de la invención es proporcionar una dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación que no tiene dichas desventajas.

Este objeto se logra en un procedimiento para la preparación de una dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación, que comprende las etapas de

Se ha encontrado que las dispersiones de la invención tienen excelentes propiedades de secado. A pesar de la naturaleza hidrófoba del polialqueno hidroxi-funcional, las dispersiones de poliuretano según la invención todavía tienen una buena dispersibilidad en agua. Además se ha encontrado que en el procedimiento según la invención no se necesitan disolventes adicionales para disolver los reactivos o que alternativamente pueden usarse disolventes de bajo punto de ebullición que pueden eliminarse fácil y completamente de la dispersión.

Por consiguiente, las dispersiones acuosas de un poliuretano de secado por autooxidación que puede obtenerse mediante el procedimiento de la invención tienen un bajo contenido en disolvente orgánico, o están incluso sustancialmente libres de disolvente. Una ventaja medioambiental adicional es que las cantidades de compuestos orgánicos volátiles presentes en las dispersiones son sustancialmente reducidas.

El documento US 5.672.653 describe un procedimiento para la fabricación de dispersiones acuosas de un poliuretano-urea en el que en una primera etapa se prepara una dispersión acuosa de prepolímero de poliuretano NCO-funcional haciendo reaccionar polibutadieno terminado en hidroxilo con un isocianato alifático y un diol que contiene grupos ácido (como ácido 2,2-di(hidroximetil)alcanoico). Posteriormente, se forma el prepolímero de poliuretano en una dispersión y se convierte a un polímero de poliuretano-urea mediante extensión de la cadena con un agente de extensión de la cadena de diamina.

De manera similar, el documento WO 99/48941 describe la preparación de un prepolímero de poliuretano NCO-funcional haciendo reaccionar un poliisocianato, un polibutadieno terminado en hidroxilo y un diol que contiene grupos ácido neutralizados, y preparando una dispersión del prepolímero en agua. Entonces se convierte el prepolímero de poliuretano a un polímero de poliuretano-urea mediante extensión de la cadena con un agente de extensión de la cadena de diamina o hidrazina.

Además, el documento EP 1 172 389 A1 describe un procedimiento para la fabricación de una dispersión acuosa de poliuretano-urea en la que se prepara un prepolímero NCO-funcional de polibutadieno que contiene al menos dos grupos reactivos de isocianato, un diol que contiene grupos ácido parcialmente neutralizados, y un poliisocianato. Entonces se convierte el prepolímero de poliuretano a un polímero de poliuretano-urea mediante extensión de la cadena con un agente de extensión de la cadena de diamina.

Una desventaja general del procedimiento descrito anteriormente no es sólo que el procedimiento es más complicado, sino también que las dispersiones obtenidas de poliuretano-urea a base de polialqueno reactivo con isocianato, en particular polibutadienodiol, es que los revestimientos tienen propiedades de adhesión relativamente malas.

El documento WO 2006/047746 da a conocer en el ejemplo 9 una dispersión acuosa de poliuretano que se prepara a partir de un prepolímero obtenido haciendo reaccionar un diol funcional de aceite insaturado, un poliol, metil éter de monoetoxilato de trimetilolpropano, cianurato de trialilo y diisocianato de isoforona. Se hace reaccionar el prepolímero...

1. Procedimiento para la preparación de una dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación, que comprende las etapas de:

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende las etapas de

en el que las cantidades de (a), (b) y (c) suman en total el 100% en peso.

3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que no se usa esencialmente ningún disolvente.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el poliol esterificado con ácido graso insaturado (i) es un poliéster-poliol esterificado con ácido graso insaturado siendo dicho poliéster-poliol el producto de policondensación de al menos un alcohol polifuncional insaturado y al menos un ácido difuncional o anhídrido del mismo.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el poliuretano de secado por autooxidación tiene un peso molecular promedio en número de 30.000 g/mol o más.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el polialqueno hidroxi-funcional (ii) comprende polialcadienodiol, preferiblemente polibutadienodiol.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el polialqueno hidroxi-funcional (ii) consiste esencialmente en polibutadienodiol.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que el polialqueno hidroxi-funcional está presente en una cantidad del 2 al 50% en peso del peso combinado del polialqueno hidroxi-funcional y el poliol esterificado con ácido graso insaturado.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que el ácido polihidroxicarboxílico (iii) es ácido 2,2-dimetilol-propiónico, ácido 2,2-dimetilol-butírico o ácido 2,2-dimetilol-acético.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el poliuretano de secado por autooxidación formado en la etapa (a) o (b) tiene un contenido en grupos NCO libres inferior al 3% en peso, preferiblemente inferior al 1% en peso (basándose en los sólidos totales).

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que la razón de grupos NCO en el poliisocianato con respecto a grupos OH reactivos con isocianato presentes en la mezcla de reacción de la etapa (a) es de 1,0 o inferior.

12. Dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación que puede obtenerse mediante el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11.

13. Dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación que comprende:

en la que las cantidades de (a), (b) y (c) suman en total el 100% en peso.

14. Uso de la dispersión acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13 para la fabricación de una composición de revestimiento, composición de tinta de impresión o composición adhesiva.

15. Composición de revestimiento, composición de tinta de impresión o composición adhesiva, que comprende la dispersión acuosa de un poliuretano de secado por autooxidación según una cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13.