PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACION DE MASAS ADHESIVAS DE CONTACTO RETICULABLES, A BASE DE ACRILATO.

Procedimiento para la fabricación de masas adhesivas de contacto a base de acrilato,

reticuladas, en la cuales,

• en primer lugar, se procede a producir poliacrilatos, mediante (co-)polimerización por radicales libres, a partir de los siguientes monómeros:

(a) monómeros de ácido acrílico y de ácido metacrílico, de la siguiente estructura

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP01/06770.

Solicitante: TESA AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: QUICKBORNSTRASSE 24,20253 HAMBURG.

Inventor/es: HUSEMANN, MARC, ZILLNER, STEPHAN, DIAMANTIS,NICO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 13 de Enero de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F8/00 QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › Modificación química por tratamiento posterior (polímeros injertados, polímeros en bloque, reticulados con monómeros insaturados o con polímeros C08F 251/00 - C08F 299/00; de cauchos de dieno conjugados C08C).

Clasificación PCT:

  • C08F8/00 C08F […] › Modificación química por tratamiento posterior (polímeros injertados, polímeros en bloque, reticulados con monómeros insaturados o con polímeros C08F 251/00 - C08F 299/00; de cauchos de dieno conjugados C08C).

Clasificación antigua:

  • C08F8/00 C08F […] › Modificación química por tratamiento posterior (polímeros injertados, polímeros en bloque, reticulados con monómeros insaturados o con polímeros C08F 251/00 - C08F 299/00; de cauchos de dieno conjugados C08C).

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la fabricación de masas adhesivas de contacto reticulables, a base de acrilato.

La presente invención, se refiere a un procedimiento para la fabricación de poliacrilatos funcionalizados con enlaces dobles, provistos de propiedades adherentes, cuya cohesión, se fortalece mediante una reticulación inducida por radiación, así como a una cinta adhesiva equipada con esta masa adhesiva de poliacrilato.

Los adhesivos adherentes fundidos de contacto, son compuestos que unifican las propiedades de los adhesivos fundidos con las propiedades de las masas adhesivas fundidas de contacto. Los adhesivos adherentes fundidos de contacto (autoadhesivos), funden a unas temperaturas elevadas, y mediante el enfriamiento, forman una capa adhesiva permanente, la cual sobrefluye, de una forma adherente, mediante el contacto con un substrato. En combinación con diferentes substratos, como por ejemplo, papel, tejidos, metal y películas plásticas, pueden fabricarse una gran cantidad de productos distintos, de una forma especial, cintas autoadhesivas, así como etiquetas. Estos productos autoadhesivos o autoadherentes, tienen un campo de aplicación en la industria del automóvil, como por ejemplo, para la fijación o la obturación o en la industria farmacéutica, como por ejemplo, en los emplastos de substancias activas.

La temperatura de recubrimiento típica, para los adhesivos fundidos de contacto o autoadhesivos, es la correspondiente a un valor comprendido dentro de unos márgenes situados entre aproximadamente 80 y aproximadamente 180ºC. Con objeto de obtener una temperatura de recubrimiento los más baja posible, el peso molecular de los adhesivos de contacto fundidos, a recubrir, debería ser lo más bajo posible. Por otro lado, la masa adhesiva de contacto (autoadherente), debe presentar un determinada cohesión, de tal forma que, mediante la aplicación, la cinta autoadhesiva de contacto, no se deslice, con respecto al substrato. Con objeto de aumentar la cohesión, es también esencial, otra vez, un alto peso molecular.

Con objeto de solucionar ese problema, se desarrollaron polímeros, los cuales poseían un peso molecular relativamente bajo, pero que contenían un doble enlace a lo largo de las cadenas laterales. Estos polímeros, como por ejemplo los acrilatos de poliéster o los acrilatos de poliuretano, pueden reticularse con radiación UV ó con radiación ionizante, de una forma eficiente, a través de los enlaces dobles, los cuales, de todos modos, solamente tienen unas limitadas propiedades adherentes.

En las masas autoadhesivas de contacto a base de acrilato, para la promoción de la reticulación, se añaden acrilatos multifuncionales, como por ejemplo, metacrilatos, antes de la reticulación, los cuales aumentan la reactividad de la reticulación y, con ello, también, la cohesión, los cuales, no obstante, sólo reaccionan a través de un mecanismo en dos etapas, durante la radiación (unión al polímero y, a continuación, reacción de reticulación, a través de los enlaces dobles del acrilato, todavía libres), y con ello, presentan una reducida eficiencia de reticulación.

El principio de la funcionalización de los enlaces dobles, a través de la copolimerización, no puede trasladarse al adhesivo de contacto de acrilato, ya que, aquí, los correspondientes acrilatos, se fabrican mediante la polimerización por radicales libres. Mediante ello, todos los enlaces dobles, reaccionan, en un procedimiento de polimerización, o aparecen gelificaciones durante la polimerización. Un ejemplo, para ello, es el que se representó por parte de Pastor (documento de patente estadounidense US 4.234.662 A), el cual aplicó acrilato de alilo ó, respectivamente, metacrilato de alilo, a la copolimerización. Un problema central, no obstante, es el que subyace en la copolimerización de estos compuestos, los cuales, por regla general, gelifican durante el proceso de polimerización por radicales. Adicionalmente, además, a raíz de la relativamente reducida reactividad de los grupos alquilo, en cuanto a lo referente a una reacción de reticulación, son necesarias unas drásticas condiciones de ensayo. De una forma particular, unas altas temperaturas o una prolongada duración de la radiación. Para la aplicación, como masas adhesivas de contacto (autoadhesivas) reticuladas, los polímeros de acrilato modificados con alilo, son por lo tanto poco apropiados.

Una posibilidad adicional, para la funcionalización de los dobles enlaces, es la consistente en las reacciones de análogos polímeros. De una forma general, las reacciones de análogos polímeros, pueden realizarse en solución o a partir de los fundentes. En la patente europea EP 0 608 981 B1, se hace también asimismo alusión a la problemática de la gelificación con enlaces dobles. Esto viene apoyado mediante diversas reacciones adicionales de análogos polímeros. Así, de este modo, se hacen reaccionar poliacrilatos con grupos de ácidos carboxílicos, grupos hidroxi, grupos epoxi y grupos amino, en una reacción de análogos polímeros con compuestos que contienen enlaces dobles; véase a dicho efecto, el documento de patente estadounidense US 4.665.106 A. Esta reacción, no obstante, debido a la reducida estabilidad térmica de los componentes participantes, no pudo aplicarse a los fundentes calientes. Adicionalmente, además, surgieron inconvenientes, debidos al hecho de que, para evitar una gelificación, debieron añadirse grandes cantidades de reguladores al poliacrilato.

Por esa razón, para los fundentes en caliente de acrilato, en el documento de patente estadounidense US 5.536,759 A, se procedió a describir la reacción de poliacrilatos que contenían grupos hidroxi o grupos de ácidos carboxílicos, con 1-(1-isocianato-1-metiletil)-3-(1-metil)benzol (m-TMI), en solución con un subsiguiente procedo de acabado del fundente en caliente.

Por otro lado, las ventajas y, respectivamente, las desventajas de los procedimientos individuales, se encentran descritas (Chemie Ingenieur Technik (70), 1998, páginas 560-566): ``Las reacciones de análogos polímeros en los fundentes, hacen posible dos procesos que, de otro modo, avanzarían de una forma separada, el uno con respecto al otro. En primer lugar, tiene lugar la reacción: puesto que, el medio de reacción, es el fundente, puede empezarse ya, durante la reacción, con el trabajo de dar la forma, mediante proceso de extrusión. De este modo, no hará falta ningún recipiente de reacción adicional, ni ningún proceso de acabado de ninguna clase. La falta de disolvente, complica, no obstante, el avance de la reacción, en muchos aspectos, como por ejemplo, la heterogeneidad de la mezcla de reacción y la difusión relativamente lenta de los reactivos, el uno con respecto al otro.

Así, pues, el procedimiento descrito en el documento de patente europea EP 0 608 981 B1, muestra las principales desventajas de una reacción de análogos polímeros, en solución. Sería por lo tanto con ello altamente deseable, el poder disponer de un procedimiento para las masas adhesivas de contacto, a base de acrilato, el cual permitiera reacciones de los análogos polímeros del fundente.

Un problema central, reside en el hecho de la lenta difusión de los reactivos. Esto puede únicamente solucionarse mediante el aumento de la temperatura de reacción, el cual mejora la reactividad de los componentes individuales, los unos con los otros. Aquí, no obstante, subyacen, no obstante, las fronteras o márgenes naturales para las masas adhesivas de contacto a base de acrilato.

Por esta razón, para las reacciones para análogos polímeros, a partir de los fundentes, por regla general, se aplican materiales termoplásticos, los cuales se procesan y se funcionalizan a altas temperaturas. Así, de este modo, se hacen reaccionar, por ejemplo, termoplásticos de poliestireno-anhídrido de ácido maléico, a unas temperaturas correspondientes a un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde los 180ºC hasta los 200ºC (Chemie Ingenieur Technik (70), 1998, páginas 560-566 y Chemie Ingenieur Technik (71) 1999, páginas 1418-1421). Adicionalmente, además, en el fundente, se pone en reacción poliéster con anhídrido del ácido maléico (Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol. 37, 1693-1702 (1999)). Ambos procedimientos, son apropiados para, pero no para las masas adhesivas de contacto a base de acrilatos, con enlaces doble. En Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol. 37, 1693-1702 (1999), se lleva a cabo una funcionalización mediante injerto por radicales, la cual, no obstante, no puede utilizarse para la funcionalización con dobles enlaces, debido al hecho...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricación de masas adhesivas de contacto a base de acrilato, reticuladas, en la cuales,

• en primer lugar, se procede a producir poliacrilatos, mediante (co-)polimerización por radicales libres, a partir de los siguientes monómeros:

(a) monómeros de ácido acrílico y de ácido metacrílico, de la siguiente estructura


con R1 = H ó CH3,

y R2 = una cadena de alquilo, con 2-20 átomos de C,

con un porcentaje del 45-99,5%, en peso, en mezcla de monómeros,

b) uno o más anhídridos de ácidos carboxílicos, los cuales contienen enlaces dobles olefínicos,

con un porcentaje del 0,5-25%, en peso, en mezcla de monómeros,

c) otros monómeros adicionales, olefínicamente insaturados, que poseen grupos funcionales A,

con un porcentaje del 0-30%, en peso, en mezcla de monómeros,

• los polímeros de esta forma fabricados, se concentran, en una extrusionadora, en una masa de poliacrilato, cuyo contenido en disolvente, es de un porcentaje de = 0,5 partes en peso,

• después de la concentración, en la extrusionadora, o en una co-amasadora, se añaden más monómeros a la masa de poliacrilato, a cuyo efecto, éstos monómeros, poseen como mínimo dos grupos funcionales B y C, en donde, los grupos B, pueden llevar a cabo reacciones de análogos polímeros con anhídridos de los ácidos carboxílicos y, los grupos C, son grupos susceptibles de poderse reticular, y en la extrusionadora o, respectivamente, en la co-amasadora, tiene lugar una reacción entre los grupos funcionales B y el anhídrido del ácido carboxílico, la cual une los monómeros que contienen grupos funcionales B, a los polímeros, como cadenas laterales,

• después de la reacción entre los grupos funcionales B y el anhídrido de ácido carboxílico, se procede a aplicar, la masa adhesiva de contacto, a partir del fundente, sobre un soporte.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, la masa adhesiva de contacto, entre los grupos funcionales B, con el anhídrido carboxílico, y la reticulación a partir de fundente, se aplica, a modo de recubrimiento, sobre un soporte.

3. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que, los grupos funcionales B de los monómeros, son grupos hidroxi, grupos alcoxi, grupos mercapto, grupos tioéter, grupos amino sustituidos o insustituidos, oxalina y/o grupos amido insustituidos o sustituidos.

4. Procedimiento, según un cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que, los grupos funcionales C de los monómeros, son grupos vinilo, grupos acrilato y/o metacrilato.

5. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que, como monómeros que contienen grupos funcionales B y C, se aplican el acrilato de 2-hidroxietilo (2-HEA, 2-hidroxiletiléster del ácido acrílico), acrilato de hidroxipropilo, (3-hidroxipropiléster del ácido acrílico), metacrilato de 2-hidroxietilo (2-HEMA, 2-hidroxiletiléster del ácido metacrílico), metacrilato de hidroxipropilo, (3-hidroxipropiléster del ácido metacrílico) y/o metacrilato de hidroxipropilo (hidroxipropiléster del ácido metacrílico).

6. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que, el valor de la relación molar del número ?B de los grupos funcionales B de los monómeros a añadir, con respecto al número ?CSA de las unidades de anhídrido de ácido carboxílico que están polimerizadas, ?B/?CSA, sea el correspondiente a un valor comprendido, dentro de unos amplios márgenes situados entre 0,8 y 1,2 y, de una forma muy ventajosa, entre 0,1 y 1.

7. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que, a la masa de poliacrilato, se le añaden catalizadores, de una forma particular, ácidos de Lewis, de una forma particular, ácido p-toluenosulfónico, o bases de Lewis, de una forma particular, 4-vinilalanina.

8. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que, la temperatura de reacción de los análogos polímeros, se elige en un valor comprendido dentro de unos márgenes situados entre 60ºC y 180ºC, de una forma particular, entre 10 y 160ºC.

9. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que, la mezcla de monómeros, o a la masa adhesiva de contacto, a base de acrilato, se le añaden aditivos tales como agentes contra el envejecimiento, agentes protectores contra la luz, agentes protectores contra el ozono, ácidos grasos, plastificantes, formadores de gérmenes, agentes hinchantes, acelerantes y / cargas.

10. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que a la masa de poliacrilato a reticular, se le añaden reticulantes, de una forma particular, acrilatos y/o metacrilatos, bifuncionales o multifuncionales, o fotoiniciadores.

11. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que, como irradiación energética, para la reticulación, se aplica una irradiación de electrones o una irradiación UV.

12. Uso de una masa adhesiva de contacto, a base de poliacrilato, fabricada mediante un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, para una cinta adhesiva, a cuyo efecto, la masa adhesiva de contacto, a base de metacrilato, se aplica, a modo de recubrimiento, en un soporte, sobre un de sus lados o sobre los dos lados.


 

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