ADHESIVOS DE POLIURETANO TERMOFUSIBLES CON COPOLÍMEROS ACRÍLICOS Y RESINAS TERMOPLÁSTICAS.

Composición adhesiva o sellante de poliuretano termofusible monocomponente curable por humedad sin disolvente que es sólida a temperatura ambiente y comprende,

en porcentajes en peso de la composición de poliuretano: (a) entre 10% y 90% de un prepolímero de uretano que tiene un contenido de isocianato de entre 0,25% y 15%, y un índice de isocianato mayor que 1 y de hasta 5; y (b) entre 5% y 90% de una resina termoplástica que es un terpolímero de etileno, vinilacetato y ácido acrílico, en donde el terpolímero tiene un contenido de etileno de entre 10% y 55% y un índice de acidez de entre >0 y 13, y un índice de fluidez de entre 1 y 900

Campo de la invención

La presente invención hace referencia a composiciones adhesivas o sellantes de poliuretano termofusibles, monocomponentes, curables por humedad, sin disolvente y sólidas a temperatura ambiente.

La composición adhesiva o sellante de poliuretano comprende, en porcentajes en peso de la composición de poliuretano (a) al menos 10% de un prepolímero de uretano; y (b) de 5% a 90% de una resina termoplástica que es un terpolímero de etileno/vinilacetato/ ácido acrílico.

Antecedentes de la invención

Los adhesivos termofusibles son materiales 100% sólidos que no contienen ni requieren ningún disolvente y sólidos a temperatura ambiente. Ante la aplicación de calor, el adhesivo termofusible se derrite para convertirse en estado líquido o gaseoso y en esta forma se aplica a un sustrato. Al enfriarse, el adhesivo termofusible recupera su estado sólido, se cura mediante una reacción de entrecruzamiento y así obtiene su fuerza cohesiva. Los adhesivos termofusibles han sido preparados utilizando materiales específicos tales como poliuretanos.

Los termofusibles reactivos son prepolímeros de uretano monocomponentes, 100% sólidos, sin disolvente. A diferencia de los termofusibles convencionales que puede calentarse repetidas veces del estado sólido y fluir a una forma líquida, el termofusible reactivo se comporta como un termoestable y atraviesa una reacción química irreversible una vez aplicado en presencia de humedad ambiente. Los termofusibles reactivos son prepolímeros terminados en isocianato que reaccionan con humedad ambiente o de superficie para extender la cadena, formando un nuevo polímero de poliuretano que ofrece un rendimiento superior al obtenido con termofusibles convencionales.

La patente estadounidense Nº 3931077 (Uchigaki et al.) revela una composición de adhesivo reactivo tipo termofusible que comprende un compuesto reactivo, una resina termoplástica y un promotor de adherencia. El compuesto reactivo es un prepolímero de uretano que tiene grupos de isocianato terminales en ambos extremos como resultado de la polimerización adicional de un diisocianato y un diol. La resina termoplástica es un copolímero de etileno-vinilacetato, un copolímero de etileno-ácido acrílico, un copolímero de etilenoacrilato, un polipropileno atáctico, o un polímero lineal polietileno tereftalato. El promotor de adherencia es una resina hidrogenada tipo ácido abiético o éster con sus enlaces dobles eliminados por hidrogenación en su totalidad o en parte, o un copolímero terpenofenol de un mono o diterpeno.

La patente estadounidense Nº 4585819 (Reischle et al.) revela un adhesivo de fusión que comprende de 20-90% por peso de prepolímero de isocianato y de 5-50% por peso de una resina sintética de menor peso molecular seleccionada del grupo que consiste en resinas cetónicas, productos hidrogenados de acetofenona y resinas de condensación.

La patente estadounidense Nº 4775719 (Markevka et a. '719) revela una composición adhesiva de uretano termoestable termofusible que puede extruirse como adhesivo termofusible para formar un enlace termofusible de alta resistencia en verde inicial y que puede curarse por humedad para formar un enlace de poliuretano rígido curable por humedad. La composición de adhesivo de uretano comprende (a) un copolímero monómero de etilenovinilo termoplástico que forma una película, que es un monómero de vinilo de un monómero de acrilato o un éster de vinilo de un compuesto de ácido carboxílico; (b) una composición de prepolímero de poliuretano líquido; (c) un promotor de adherencia de polímero sin fenol, aromático o alifático-aromático que comprende un monómero seleccionado del grupo que consiste en un C4-6 dieno, un monómero de estireno, un monómero de indeno, y diciclopentadieno; y (d) un antioxidante.

La patente estadounidense Nº 4808255 (Markevka et al. '255) revela una composición adhesiva de uretano termofusible que tiene mayor estabilidad POT (picos sobre un umbral), estabilidad del enlace ante el calor, resistencia en verde y fuerza de enlace curado. La composición de adhesivo de uretano comprende (a) una composición de prepolímero de uretano; (b) una composición de copolímero monómero de etileno vinilo termoplástica estructural; y (c) una resina promotora de adherencia alipática, aromática o alipática-aromática compatible.

La patente estadounidense Nº 5021507 (Stanley et al.) revela la incorporación en un adhesivo termofusible de poliuretano convencional de polímeros de bajo peso molecular formados a partir de monómeros etilénicamente insaturados que contienen hidrógeno no reactivo. Los polímeros proporcionan una mejora en la fuerza adhesiva y cohesiva y ayudan a la formación de enlaces con algunos de los sustratos de más difícil adherencia. Para incorporar el polímero de bajo peso molecular en el poliuretano, los respectivos monómeros se polimerizan dentro del prepolímero de uretano o un polímero de bajo peso molecular ya polimerizado se agrega al prepolímero de uretano. Los monómeros típicos útiles incluyen monómeros acrílicos tales como ésteres C1 a C12 de ácido acrílico o metacrílico y también monómeros etilénicamente insaturados que contienen grupos funcionales que reaccionan con la humedad tales como silano o isocianato reactivo. Los polímeros típicos de bajo peso molecular son Elvacite 2013, un copolímero de 64% butilmetacrilato/36% metilmetacrilato que tiene un V.I. de 0,2.

La patente estadounidense Nº 5189096 (Boutillier et al.) revela una composición adhesiva termofusible con capacidad de ser entrecruzada que comprende el prepolimerizato de un copolímero de etileno/acetato de vinilo hidroxilado con un exceso estoiquiométrico de un poliisocianato. El prepolimerizato contiene una cantidad entrecruzable efectiva de grupos funcionales de isocianato libre.

La patente estadounidense Nº 5506296 (Chenard et al.) revela un proceso para la preparación de un adhesivo termofusible que comprende (a) fundir y secar un terpolímero EVA que comprende de 60 a 90% de etileno, de 10 a 40% de vinil acetato y un termonómero etilénicamente insaturado que tiene al menos un grupo funcional hidroxilo primario por mol; (b) hacer reaccionar el terpolímero EVA con un poliisocianato para formar un terpolímero EVA con un poliisocianato; y (c) contactar el terpolímero EVA con un alcohol para obtener un adhesivo termofusible curable por humedad que tiene un contenido deseado de grupos funcionales de isocianato libre (NCO).

La patente estadounidense Nº 5866656 (Hung et al.) revela un adhesivo de poliuretano termofusible monocomponente curable por humedad sin solvente que es sólido a temperatura ambiente. La composición de poliuretano comprende (a) de 10 a 70% por peso de un prepolímero de uretano que tiene un contenido de isocianato de 0,25% a 15% por peso y un índice de isocianato mayor que 1 y de hasta aproximadamente 3; y (b) de 30 a 90% por peso de un polímero que contiene hidroxilo formado a partir de monómeros etilénicamente insaturados. El polímero tiene un peso molecular medio de 4000 a 15000. El polímero (b) contiene suficiente funcionalidad hidroxilo para proporcionar un número de OH de 5 a 15. La funcionalidad hidroxilo se deriva de monómeros hidroxilo sustituidos seleccionados del grupo que consiste en ésteres C1 a C12 de ácidos acrílico y metacrílico, ésteres de vinilo, éteres de vinilo, fumaratos, maleatos, estireno y acrilonitrilo.

Mientras que la clase de adhesivos revelados en las patentes antes mencionadas describen la preparación de una cantidad de composiciones adhesivas, ninguna de las revelaciones anteriores describe métodos que son completamente satisfactorios para la preparación de composiciones adhesivas. Ninguna de las revelaciones anteriores describe la preparación de un termofusible reactivo de bajo costo que tenga propiedades térmicas y resistencia a la tracción mejoradas. La presente invención proporciona tales composiciones termofusibles mejoradas sin las desventajas características de las composiciones conocidas previamente.

Resumen de la invención

La presente invención hace referencia a una composición adhesiva o sellante de poliuretano termofusible, monocomponente, curable por humedad, sin disolvente que es sólida a temperatura ambiente y comprende, en porcentajes en peso de la composición de poliuretano:

(a) entre aproximadamente 20% y aproximadamente 75% de un prepolímero de uretano que tiene un contenido de isocianato de entre aproximadamente 0,25% y aproximadamente 15%, y un índice de isocianato... [Seguir leyendo]

1. Composición adhesiva o sellante de poliuretano termofusible monocomponente curable por humedad sin disolvente que es sólida a temperatura ambiente y comprende, en porcentajes en peso de la composición de poliuretano: (a) entre 10% y 90% de un prepolímero de uretano que tiene un contenido de isocianato de entre 0,25% y 15%, y un índice de isocianato mayor que 1 y de hasta 5; y

(b) entre 5% y 90% de una resina termoplástica que es un terpolímero de etileno, vinilacetato y ácido acrílico, en donde el terpolímero tiene un contenido de etileno de entre 10% y 55% y un índice de acidez de entre >0 y 13, y un índice de fluidez de entre 1 y 900.

10 2. Adhesivo o sellante termofusible conforme a la reivindicación 1, en donde el prepolímero de uretano de (a) se prepara a partir de la polimerización por condensación de un poliisocianato y un poliol.

3. Composición adhesiva o sellante termofusible conforme a la reivindicación 1 ó 2, que además comprende una resina o promotor de adherencia derivado de resina que es esterificado, hidrogenado, maleado, unido a formaldehído y/o fenolado.

15 4. Composición adhesiva o sellante termofusible conforme a al menos una de las reivindicaciones precedentes, que además comprende una resina o promotor de adherencia derivado de resina que es un alquilo o terpenofenol o benzoato de sacarosa.

5. Composición adhesiva o sellante termofusible conforme a al menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde el prepolímero de uretano en (a) está presente en una cantidad de 30% a 65%.

20 6. Composición adhesiva o sellante termofusible conforme a al menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde la resina termoplástica en (b) está presente en una cantidad de 30% a 65%.