POLIACRILATOS TERMICAMENTE RETICULABLES Y SU METODO DE PREPARACION.
Poliacrilato fundido que lleva un sistema reticulante-acelerante para la reticulación térmica de poliacrilatos provistos de grupos funcionales capaces de reaccionar químicamente con grupos epoxi,
e incluye al menos una sustancia con un grupo epoxi (reticulante) y al menos una sustancia activa que acelera la reacción de reticulación a una temperatura inferior a la de fusión del poliacrilato (acelerante)
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07120641.
Solicitante: TESA AG.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: QUICKBORNSTRASSE 24,20253 HAMBURG.
Inventor/es: HANSEN, SVEN, BRANDES,KAY, ZOLLNER,DR. STEPHAN, VON POSSEL,ESTHER.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 14 de Noviembre de 2007.
Fecha Concesión Europea: 19 de Mayo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C09J133/02 QUIMICA; METALURGIA. › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09J ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE PEGADO EN GENERAL; PROCEDIMIENTOS DE PEGADO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR; EMPLEO DE MATERIALES COMO ADHESIVOS (preparación de cola o gelatina C09H). › C09J 133/00 Adhesivos a base de homopolímeros o copolímeros de compuestos con uno o varios radicales alifáticos insaturados, con un solo enlace doble carbono-carbono y uno al menos terminado por un solo radical carboxilo, o sus sales, anhídridos, ésteres, amidas, imidas o nitrilos; Adhesivos a base de derivados de tales polímeros. › Homopolímeros o copolímeros de ácidos; Sus sales metálicas o de amonio.
Clasificación PCT:
- C09J133/06 C09J 133/00 […] › de ésteres que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, formando parte únicamente el átomo de oxígeno del radical carboxilo.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Poliacrilatos térmicamente reticulables y su método de preparación.
La presente invención se refiere a un método de reticulación térmica de poliacrilatos, a un sistema reticulante-acelerante para este tipo de reticulaciones, así como a los poliacrilatos térmicamente reticulables o reticulados respectivamente producidos.
Para aplicaciones industriales de gran calidad y también como masas adhesivas, autoadhesivas y termosellables se usan, entre otros, poliacrilatos, pues se ha demostrado que son muy apropiados para las crecientes exigencias planteadas en estos campos de aplicación.
Las masas autoadhesivas deben mostrar una buena pegajosidad ("tack") y también deben satisfacer grandes exigencias por lo que se refiere a la resistencia al cizallamiento. Al mismo tiempo tienen que ser fáciles de procesar, concretamente para su aplicación apropiada sobre materiales soporte, lo cual se logra con poliacrilatos de alto peso molecular, gran polaridad y eficiente reticulación posterior. Además se pueden preparar poliacrilatos transparentes y estables a la intemperie.
La reticulación térmica de las masas de poliacrilato -que por ejemplo pueden emplearse como autoadhesivos, soportes viscoelásticos o masas termosellables- aplicadas en solución o dispersión forma parte del estado técnico desde hace mucho tiempo. En general se añade el reticulante térmico -p. ej. un isocianato multifuncional, un quelato metálico o un epóxido multifuncional- a la solución de un poliacrilato adecuadamente provisto de grupos funcionales, se efectúa el recubrimiento sobre la superficie de un substrato mediante una rasqueta o barra de aplicación y a continuación se seca. De este modo se evaporan los diluyentes -es decir disolventes orgánicos o agua en el caso de las dispersiones- y el poliacrilato se reticula correspondientemente. La reticulación es muy importante para los recubrimientos, pues así adquieren suficiente cohesión y resistencia al cizallamiento térmico. Sin reticulación los recubrimientos serían demasiado blandos y se derretirían, incluso bajo poca carga. Para el buen resultado del recubrimiento es esencial el tiempo de aplicación (tiempo durante el cual el sistema está en condiciones de aplicarse como recubrimiento), que puede ser muy distinto según el sistema de reticulación. Cuando este tiempo es demasiado corto significa que el reticulante ya ha reaccionado en la solución de poliacrilato, que ésta ya ha empezado a reticular (que ya está pregelificada o gelificada) y por tanto ya no se puede aplicar uniformemente.
Por motivos medioambientales, especialmente, el proceso tecnológico de preparación de masas autoadhesivas se halla en continuo desarrollo. La legislación medioambiental cada vez más restrictiva y los precios crecientes obligan a prescindir en la mayor medida posible del uso de disolventes en el proceso de preparación de polímeros. Por lo tanto en la industria cada vez son más importantes los procesos de termofusión (también llamados "hotmelt") con tecnología de revestimiento sin disolventes, para elaborar polímeros - sobre todo masas autoadhesivas. Par ello se procesan masas poliméricas fusibles, es decir, masas poliméricas que fluyen a temperaturas elevadas sin descomponerse. Estas masas se pueden aplicar de modo excelente en estado fundido. En posteriores desarrollos de este proceso la producción también se puede llevar a cabo con poco disolvente o totalmente exenta de disolventes.
La introducción de la tecnología de termofusión plantea crecientes exigencias para las masas adhesivas. Las masas de poliacrilato antes mencionadas (también llamadas "hotmelts de poliacrilato", "hotmelts de acrilato") son objeto de intensas investigaciones para mejorarlas. Hasta ahora la reticulación térmica de las masas de poliacrilato aplicadas en estado fundido no está muy extendida, a pesar de que este proceso sería ventajoso.
Hasta la fecha los acrilatos termofusibles se reticulan, ante todo, por métodos radioquímicos (radiación UV, radiación electrónica). Sin embargo estos procedimientos tienen varias desventajas:
La capa autoadhesiva debe ser relativamente delgada para que reticule bien. El espesor penetrable por la radiación varía en función de la densidad, del voltaje de aceleración (EBC) y de la longitud de onda activa, pero siempre está muy limitado; por tanto no se puede irradiar cualquier espesor y en absoluto de forma homogénea.
En el estado técnico también se conocen algunos métodos de reticulación térmica de acrilatos termofusibles. En estos casos se agrega un reticulante al acrilato fundido antes de proceder al recubrimiento, luego se aplica y se enrolla.
En la patente EP 0 752 435 A1 se describe una reticulación térmica directa de masas termofusibles de acrilato que contienen grupos reactivos NCO. Los isocianatos utilizados, libres de agentes bloqueantes, sobre todo isocianatos estéricamente impedidos e isocianatos dimerizados, requieren condiciones de reticulación muy drásticas, de modo que una transformación técnica eficaz es problemática. En las condiciones reinantes durante un proceso de fusión el procedimiento descrito en la patente EP 0 752 435 A1 provoca una reticulación muy rápida y bastante extendida, lo cual dificulta la aplicación de la masa, especialmente por lo que se refiere al recubrimiento de materiales soporte. En concreto no pueden obtenerse capas de adhesivo muy homogéneas, como las necesarias para muchas aplicaciones industriales de cintas adhesivas.
El uso de isocianatos bloqueados también forma parte del estado técnico. El inconveniente de este concepto es el desprendimiento de grupos bloqueantes o de fragmentos que tienen un efecto negativo en las propiedades técnicas de adherencia. La patente US 4,524,104 A es un ejemplo. En ella se describen autoadhesivos acrílicos termofusibles que pueden reticularse empleando poliisocianatos bloqueados, junto con cicloamidinas o sus sales, como catalizador. En este sistema, por un lado el inevitable catalizador, y sobre todo la formación de HCN, fenol, caprolactama o análogos pueden perjudicar fuertemente las propiedades del producto. Además en este caso también se requieren unas condiciones a menudo drásticas para la liberación de los grupos reactivos. Hasta la fecha no se conoce un uso de producto digno de mención y además no parece interesante.
La patente DE 10 2004 044 086 A1 describe un método para reticular térmicamente acrilatos termofusibles, según el cual un copolímero acrílico funcionalizado exento de disolventes, que después de dosificarle un reticulante térmicamente reactivo tiene un tiempo de aplicación suficientemente largo para el proceso de mezcla, transporte y recubrimiento, se extiende preferentemente mediante un proceso de laminación sobre una capa en forma de cinta de otro material, en concreto sobre un material soporte en forma de cinta o sobre una capa de masa adhesiva, y tras el proceso de recubrimiento se postreticula en condiciones suaves hasta alcanzar una cohesión suficiente para cintas autoadhesivas.
La desventaja de este método es que la reactividad del reticulante (isocianato) predetermina el tiempo libre de aplicación y el grado de reticulación. Al usar isocianatos, éstos ya reaccionan parcialmente durante la adición, con lo cual el tiempo exento de gelificación puede ser muy corto, según qué sistema. Entonces una masa con gran proporción de grupos funcionales hidroxilo o carboxilo no puede aplicarse suficientemente bien, pues se obtendría una capa inhomogénea, rayada y llena de partículas gelificadas.
Otro problema es que solo se puede alcanzar un grado de reticulación limitado. La adición de una mayor cantidad de reticulante para incrementar el grado de reticulación tiene desventajas con el uso de isocianatos multifuncionales. La masa reaccionaría con demasiada rapidez y, de ser posible, solo se podría usar en el proceso de recubrimiento disponiendo de muy poco tiempo de aplicación y a gran velocidad, lo cual agravaría el problema de la falta...
Reivindicaciones:
1. Poliacrilato fundido que lleva un sistema reticulante-acelerante para la reticulación térmica de poliacrilatos provistos de grupos funcionales capaces de reaccionar químicamente con grupos epoxi, e incluye al menos una sustancia con un grupo epoxi (reticulante) y al menos una sustancia activa que acelera la reacción de reticulación a una temperatura inferior a la de fusión del poliacrilato (acelerante).
2. Poliacrilato fundido según la reivindicación 1, caracterizado porque como acelerante se emplean aminas.
3. Poliacrilato fundido según la reivindicación 2, caracterizado porque como acelerante se emplean aminas terciarias.
4. Poliacrilato fundido según una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque como acelerante se emplean aminas multifuncionales.
5. Poliacrilato fundido según la reivindicación 1, caracterizado porque como acelerante se usan fosfinas o compuestos de fosfonio.
6. Poliacrilato fundido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como sustancia que contiene grupos epoxi se emplean epóxidos multifuncionales.
7. Poliacrilato fundido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como sustancia que contiene grupos epoxi se usan epóxidos bifuncionales, es decir aquellos que llevan dos grupos epoxi.
8. Método de reticulación térmica de poliacrilatos con grupos funcionales capaces de reaccionar químicamente con grupos epoxi, caracterizado porque se emplea un sistema reticulante-acelerante que comprende sustancias epoxidadas (reticulante) y al menos una sustancia activa que acelera la reacción de reticulación a una temperatura inferior a la temperatura de fusión del poliacrilato (acelerante).
9. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque se utiliza un sistema reticulante-acelerante según una de las reivindicaciones 2 hasta 7.
10. Método según la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque los grupos funcionales de los poliacrilatos se eligen del grupo formado por carboxilo, hidroxilo, anhídridos de ácido, ácido sulfónico y ácido fosfónico.
11. Método según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la reticulación se inicia en el poliacrilato fundido, en presencia del sistema reticulante-acelerante, y después aquél se enfría hasta un punto en que la reacción de reticulación aún no ha alcanzado el 10% de conversión, aunque luego prosigue tras el enfriamiento, hasta llegar al grado de reticulación definitivo.
12. Método según la reivindicación 11, caracterizado porque el enfriamiento tiene lugar básicamente hasta la temperatura ambiente.
13. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la iniciación tiene lugar en un reactor de elaboración y luego el poliacrilato se extrae de ahí y se aplica como recubrimiento sobre un soporte permanente o temporal, y durante o inmediatamente después del recubrimiento se enfría hasta temperatura prácticamente ambiente.
14. Uso de un poliacrilato preparado según una de las reivindicaciones 8 hasta 13 como masa autoadhesiva.
15. Uso según la reivindicación 14 para una cinta adhesiva recubierta por una o ambas caras con la masa autoadhesiva.
16. Uso según la reivindicación 14 para una cinta adhesiva sin soporte.
17. Uso de un poliacrilato preparado según una de las reivindicaciones 8 hasta 13 como masa termoselladora.
18. Uso de un poliacrilato preparado según una de las reivindicaciones 8 hasta 13 como material soporte, especialmente para una cinta adhesiva recubierta por una o ambas caras con la masa autoadhesiva.
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