RESINA DISPERSANTE DE POLIURETANO.

Una resina dispersante de poliuretano que tiene una cadena principal de poliuretano que presenta grupos laterales colgantes hidrófilos de poli(óxido de alquileno),

estando los grupos laterales colgantes unidos a la cadena principal de poliuretano por medio de enlaces covalentes, y en la que el contenido de poli(óxido de alquileno) en la resina dispersante de poliuretano es de al menos 45% en peso, que se caracteriza porque el poliuretano contiene de manera adicional grupos laterales colgantes hidrófobos que se encuentran unidos a la cadena principal de poliuretano por medio de enlaces covalentes

Resina dispersante de poliuretano.

El invento se refiere a una resina dispersante de poliuretano que tiene una cadena principal de poliuretano, que presenta grupos laterales colgantes e hidrófilos basados en poli(óxido de alquileno), estando los grupos laterales colgantes unidos a la cadena principal de poliuretano por medio de enlaces covalentes. El invento además se refiere a composiciones que comprenden una resina dispersante de poliuretano, a procesos para la preparación de estas composiciones y a la utilización de la resina dispersante de poliuretano.

La solicitud de patente internacional WO 97/19120 permite conocer una resina dispersante de poliuretano de las del tipo mencionado anteriormente. Este documento se refiere a un poliuretano insaturado que puede ser dispersado en agua. El poliuretano comprende 10-40% en peso de grupos colgantes de poli(óxido de alquileno). El poliuretano resulta apropiado para la preparación de dispersiones acuosas de polímeros hidrófobos y de dispersiones de pigmento.

El documento WO 03/046038 describe un polímero de poliuretano que comprende de 35% a 90% en peso de un poli(óxido de alquileno C₂-₄) basado en el peso total de polímero y en el que al menos 5% del poli(óxido de alquileno C₂-₄) basado en el peso total de polímero es incorporado a las cadenas laterales.

Se ha comprobado que, con las resinas dispersantes de poliuretano conocidas, la finura de las pastas de pigmento y la estabilidad frente a la floculación del pigmento de las pinturas resultan susceptibles de mejora, en particular cuando se emplean pigmentos difíciles de dispersar. Además, las resinas dispersantes de poliuretano resultan menos apropiadas para la fabricación de las denominadas preparaciones de pigmento de agitación. Más en particular, las preparaciones de pigmento seco que comprenden las resinas dispersantes de poliuretano conocidas no dan lugar a pinturas con pigmentos de dispersión estable. Con frecuencia, las preparaciones de pigmento de agitación son secas, generalmente concentrados de pigmento en forma de polvo que comprenden un pigmento y un agente de dispersión que puede estar incorporado a la matriz, tal como una composición de revestimiento, por medio de agitación simple, sin necesidad de una etapa adicional de dispersión, de ahí el nombre de preparación de pigmento de agitación. Preferiblemente, las preparaciones de pigmento de agitación que incorporan pigmentos orgánicos se preparan mediante tratamiento de tortas prensadas de pigmento con agentes de dispersión, seguido de secado. Cuando se mezclan las tortas prensadas de pigmento con las resinas dispersantes de poliuretano conocidas, no es posible fluidizar la torta prensada de pigmento para obtener una suspensión de pigmento, que resulta necesaria para las etapas posteriores de tratamiento con el fin de obtener la preparación de pigmento de agitación.

Por consiguiente, el invento pretende proporcionar una resina dispersante de poliuretano que permita la preparación de concentrados de pigmento que puedan incorporarse de manera fácil a composiciones de revestimiento en las que los pigmentos puedan ser dispersados de manera estable. Además, la resina dispersante debe ser estable para ser utilizada con un amplio rango de pigmentos. Los concentrados de pigmento deben permitir la preparación de pinturas que presenten excelentes propiedades y estabilidad, especialmente en el caso de pigmentos que sean difíciles de dispersar y de estabilizar. El invento pretende proporcionar una preparación de pigmento que contenga un pigmento y una resina dispersante que pueda ser utilizada como preparación de pigmento de agitación, para dar lugar a una pintura con pigmentos dispersados de forma estable.

El invento proporciona un dispersante de poliuretano que presenta grupos laterales colgantes e hidrófilos basados en poli(óxido de alquileno), estando los grupos laterales colgantes unidos a la cadena principal de poliuretano mediante enlaces covalentes, y en la que el contenido de poli(óxido de etileno) de la resina dispersante de poliuretano es de al menos 45% en peso, que se caracteriza porque el poliuretano contiene, de manera adicional, grupos laterales colgantes hidrófobos que se encuentran unidos a la cadena principal de poliuretano por medio de enlaces covalentes.

La resina dispersante de poliuretano del invento permite la preparación de concentrados de pigmento que se pueden incorporar de manera fácil a las composiciones de revestimiento, en las que los pigmentos se encuentran dispersados de forma estable. Además, la resina dispersante resulta apropiada para ser utilizada con una amplia gama de pigmentos. Los concentrados de pigmento que comprenden la resina dispersante permiten la preparación de pinturas que presentan excelentes propiedades y estabilidad, especialmente en el caso de pigmentos que resultan difíciles de dispersar y estabilizar.

La resina dispersante de poliuretano del invento se puede preparar de manera apropiada haciendo reaccionar

(a) al menos un di- o poliisocianato,

(b) al menos un compuesto que tiene al menos dos grupos reactivos-isocianato y un grupo colgante e hidrófilo basado en poli(óxido de alquileno),

(c) de manera opcional uno o más compuestos reactivos-isocianato que tienen al menos dos grupos reactivos-isocianato, y

(d) de manera opcional, un compuesto reactivo-isocianato que tiene un grupo reactivo-isocianato,

en la que al menos uno de los componentes (a), (b) ó (c) presenta un grupo lateral colgante hidrófobo.

Como especies apropiadas se puede mencionar di- o poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos o aromáticos y di-, tri- o tetra-isocianatos. Ejemplos de diisocianatos incluyen diisocianato de 1,2-propileno, diisocianato de trimetileno, diisocianato de tetrametileno, diisocianato de 2,3-butileno, diisocianato de hexametileno,diisocianato de octametileno, diisocianato de 2,2,4-trimetil hexametileno, diisocianato de dodecametileno, diisocianato de ?,?'-dipropiléter, diisocianato de 1,3-ciclopentano, diisocianato de 1,2-ciclohexano, diisocianato de 1,4-ciclohexano, diisocianato de isoforona, 4-metil-1,3-diisocianatociclohexano, diisocianato de trans-vinilideno, 4,4'-diisocianato de diciclohexil-metano (Desmodur® W), diisocianato de tolueno, 1,3-bis(isocianometil) benceno, diisocianato de xilileno, diisocianato de a,a,a',a'-tetrametil xilileno (TMXDI®), 1,5-dimetil-2,4-bis(2-isocianoetil)benceno, 1,3,5-trietil-2,4-bis(isocianometil)benceno, 4,4'-diisocianato de difenilo, 3,3'-dicloro-4,4'-diisocianato de difenilo, 3,3'-difenil-4,4'-diisocianato de difenilo, 3,3'-dimetoxi-4,4'-diisocianato de difenilo, 4,4'-diisocianato de difenilmetano, 3,3'-dimetil-4,4'-diisocianato de difenilmetano y diisocianato de naftaleno. Ejemplos de triisocianatos incluyen 1,3,5-triisocianatobenceno, 2,4,6-triisocianatotolueno, 1,8-diisocianato-4-(isocianatometil)octano, y triisocianato de lisina. También se incluyen aductos y oligómeros de poliisocianatos, por ejemplo, biurets, isocianuratos, alofanatos, uretdionas, uretanos, imidooxadiazin dionas y sus mezclas. Ejemplos de dichos oligómeros y aductos son el aducto de 2 moléculas de un diisocianato, por ejemplo diisocianato de hexametileno o diisocianato de isoforona con un diol, tal como etilenglicol, el aducto de 3 moléculas de diisocianato de hexametileno con 1 molécula de agua (disponible con el nombre comercial de Desmodur N de Bayer), el aducto de 1 molécula de trimetilol propano con 3 moléculas de diisocianato de tolueno (disponible con el nombre comercial de Desmodur L de Bayer), el aducto de 1 molécula de trimetilol propano con 3 moléculas de diisocianato de isoforona, el aducto de 1 molécula de pentaeritritol con 4 moléculas de diisocianato de tolueno, el aducto de 3 moles de diisocianato de m-a,a,a',a'-tetrametil xileno con 1 mol de trimetilol propano, el trímero de isocianurato de 1,6-diisocianato de hexano, el trímero de isocianurato de diisocianato de isoforona, el dímero de uretdiona de 1,6-diisocianato de hexano, el biuret de 1,6-diisocianato de hexano, el alofanato de 1,6-diisocianato de hexano y sus mezclas.

Se pueden obtener compuestos (b) apropiados mediante reacción de un monoéter de polialquilen glicol con un diisocianato, seguida de reacción con una amina secundaria que tenga dos grupos hidroxilo. Generalmente los expertos conocen la preparación de dichos compuestos. El documento US 3905929 proporciona una descripción detallada de la preparación.

Otros ejemplos de compuestos que presentan dos grupos reactivos-isocianato y un grupo colgante hidrófilo de poli(óxido de alquileno) proceden...

1. Una resina dispersante de poliuretano que tiene una cadena principal de poliuretano que presenta grupos laterales colgantes hidrófilos de poli(óxido de alquileno), estando los grupos laterales colgantes unidos a la cadena principal de poliuretano por medio de enlaces covalentes, y en la que el contenido de poli(óxido de alquileno) en la resina dispersante de poliuretano es de al menos 45% en peso, que se caracteriza porque el poliuretano contiene de manera adicional grupos laterales colgantes hidrófobos que se encuentran unidos a la cadena principal de poliuretano por medio de enlaces covalentes.

2. La resina dispersante de poliuretano de la reivindicación 1, que se caracteriza porque el contenido de poli(óxido de alquileno) en la resina dispersante de poliuretano es como máximo de 80% en peso.

3. La resina dispersante de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque el poli(óxido de alquileno) está basado en óxido de etileno, óxido de propileno o sus mezclas.

4. La resina dispersante de poliuretano de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los grupos laterales colgantes hidrófobos comprenden grupos de hidrocarburos que tiene al menos 4 átomos de carbono.

5. Un polímero de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 4, que se caracteriza porque los grupos laterales colgantes hidrófobos comprenden grupos de hidrocarburos que tienen como máximo 50 átomos de carbono.

6. El polímero de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, que se caracteriza porque los grupos de hidrocarburos son ramificados.

7. La resina dispersante de poliuretano de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque la resina dispersante de poliuretano comprende grupos de amina terciaria.

8. La resina dispersante de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 7, que se caracteriza porque los grupos de amina terciaria están al menos parcialmente neutralizados con un agente de neutralización ácido.

9. La resina dispersante de poliuretano de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque la cadena principal de poliuretano está considerablemente libre de enlaces éster hidrolizables.

10. La resina dispersante de poliuretano de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los grupos laterales colgantes hidrófobos de poli(óxido de alquileno) fueron introducidos en el poliuretano por medio de un compuesto que presenta al menos dos grupos reactivos-isocianato y un grupo colgante de poli(óxido de alquileno).

11. La resina dispersante de poliuretano de la reivindicación 10, que se caracteriza porque el compuesto que presenta al menos dos grupos reactivos-isocianato y un grupo colgante de poli(óxido de alquileno) es un compuesto de acuerdo con la fórmula (I) ó (II) o una de sus mezclas,

en la que R es el resto de un compuesto de monoepóxido después de la reacción con un grupo amina, R₁ se escoge entre grupos alquilo C₁ a C₄, n es 0 a 25, m es de 1 a 50 y n+m =q50.

12. La resina dispersante de poliuretano de la reivindicación 11, que se caracteriza porque R comprende un grupo hidrocarburo que tiene de 4 a 30 átomos de carbono.

13. Una composición que comprende la resina dispersante de poliuretano de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12 y partículas.

14. La composición de la reivindicación 13, que se caracteriza porque las partículas son partículas de pigmento.

15. La composición de la reivindicación 13 ó 14, que se caracteriza porque la composición es líquida.

16. La composición de la reivindicación 14, que se caracteriza porque la composición es sólida.

17. La composición de la reivindicación 16, que se caracteriza porque la composición comprende al menos 35% en peso de al menos un pigmento y como máximo 65% en peso de resina dispersante de poliuretano, calculado sobre el peso combinado de pigmento y resina dispersante de poliuretano.

18. La composición de la reivindicación 15, que se caracteriza porque la composición es una dispersión acuosa de una resina hidrófoba.

19. La composición de la reivindicación 15, que se caracteriza porque la composición comprende

a) al menos un aglutinante orgánico formador de película que es diferente de la resina dispersante de poliuretano de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 12, y

b) al menos un pigmento,

en la que la composición es una composición de revestimiento.

20. Un proceso para preparar la composición de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende las etapas de someter a fuerza de cizalla una mezcla líquida que comprende un pigmento, al menos un agente de dispersión y de manera opcional un diluyente líquido, que se caracteriza porque la resina dispersante de poliuretano de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12 se emplea como agente de dispersión.

21. El proceso de la reivindicación 20, que se caracteriza porque el diluyente líquido es agua.

22. El proceso para preparar la composición de acuerdo con la reivindicación 16 que comprende las etapas de

a) agitar la composición que comprende un pigmento y un agente de dispersión, de manera opcional con agua añadida o un diluyente orgánico, para formar una suspensión fluidizada de pigmento,

b) opcionalmente, moler la suspensión, y

c) secar la suspensión,

que se caracteriza porque la resina dispersante de poliuretano de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 se emplea como agente de dispersión.

23. El proceso de la reivindicación 22, que se caracteriza porque el pigmento es un pigmento orgánico en forma de torta prensada.

24. El proceso de la reivindicación 22 ó 23, que se caracteriza porque la etapa c) se lleva a cabo por medio de liofilización o secado por pulverización.

25. La utilización de la resina dispersante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12 para preparar una preparación de pigmento de agitación.