ADHESIVOS PARA MADERA A BASE DE PREPOLÍMEROS TERMINADOS EN ISOCIANATO.

Uso de adhesivos de un solo componente a base de prepolímeros terminados en isocianato,

con un contenido de isocianato del 8 al 20 % en peso y una viscosidad inferior a 20.000 mPa·s a 25 ºC, que contienen a) al menos un poliisocianato orgánico, b) al menos un compuesto polihidroxílico orgánico en forma de una dispersión que contiene productos de reacción de i) poliisocianatos orgánicos con ii) poliaminas y/o hidrazinas y/o hidrazidas que presentan grupos amino primarios y/o secundarios, en un iii) poliéter que presenta al menos dos grupos hidroxilo con un peso molecular comprendido en el intervalo de 500 a 12.000, tratándose en el caso de los productos de reacción contenidos en la dispersión b) de poliureas y/o polihidrazodicarbonamidas y siendo su cantidad en el prepolímero terminado en isocianato no inferior al 2 % en peso, respecto a la cantidad total del prepolímero terminado en isocianato, c) dado el caso coadyuvantes y aditivos, para la adhesión de sustratos de madera

La presente invención se refiere al uso de prepolímeros terminados en isocianato como adhesivos para madera.

Los adhesivos a base de condensados de fenol y/o resorcina o melamina-formaldehído son conocidos y se usan para la adhesión de madera, en particular en construcciones de madera de vida larga y sometidas a grandes esfuerzos(por ejemplo, documento EP-A 0879270). En el caso de la reacción de la mezcla endurecedora acuosa con la resina de melamina se trata de una policondensación en la que se libera agua durante la síntesis polimérica. Por lo tanto, deben cumplirse condiciones previas estrictas respecto al contenido de agua en la madera para que la reacción transcurra de forma reproducible.

En el caso de construcciones de madera sometidas a grandes esfuerzos, como, por ejemplo, los elementos de construcción portantes, los elementos de construcción deben cumplir requisitos elevados en cuanto a la resistencia mecánica. Por ejemplo, la fuerza de adherencia debería ser suficientemente elevada aun después de muchos años de exposición a la intemperie.

La utilidad general de los adhesivos se determina mediante el cumplimiento de normas como, por ejemplo, DIN EN 204, grupo de solicitación D4 o WATT 91 (Wood Adhesives Temperature Test, ensayo de temperatura de adhesivos para madera).

La adhesión de madera con adhesivos de poliuretano tanto en forma de sistema de un solo componente como también de dos componentes se conoce desde hace mucho tiempo y se describe en la revista "Adhäsionkleben&dichten", 41, 1-2/97, pág. 37-38 (1997). Los sistemas de un solo componente son especialmente adecuados para sustratos de madera, puesto que el contenido natural de humedad en la madera asegura la disponibilidad de suficiente agua para participar en la reacción. De este modo no hay necesidad de controlar el contenido de agua con exactitud o, como es habitual en muchos sustratos impermeables al agua, realizar una nebulización de las superficies del sustrato con agua para garantizar una reacción completa.

El inconveniente tanto de los sistemas de un solo componente como de los de dos componentes reside, sin embargo, en que cuando se usan poliisocianatos de baja viscosidad, éstos migran a la madera durante el proceso de compresión. Esto da lugar a una buena unión entre el adhesivo y la madera, pero en el caso de una migración demasiado intensa se produce un desplazamiento incontrolado de la relación NCO/OH importante para la síntesis polimérica. Como consecuencia, el adhesivo queda empobrecido en poliisocianato en la junta de adhesión y, en el caso extremo, pueden producirse adhesiones defectuosas.

Para garantizar una concentración suficiente de adhesivo en la junta de adhesión es posible usar sistemas de mayor viscosidad, los cuales, sin embargo, pueden dar problemas durante la aplicación. Otra posibilidad radica en la adición de cargas. Las cargas adecuadas son, por ejemplo, cargas orgánicas; las cargas minerales son menos apropiadas puesto que tienden fácilmente a la sedimentación, y en el caso del transporte mecánico pueden generar mayores valores de desgaste en los sistemas de bombeo y dosificación complejos.

Como cargas orgánicas se pueden usar, por ejemplo, harina de madera, fibras de celulosa o también fibras plásticas. Las fibras plásticas en forma de microfibras cortas actúan adicionalmente de aditivo tixotrópico. Las cargas especialmente adecuadas son las dispersiones preparadas in situ de poliureas y/o polihidrazodicarbonamidas en poliéteres con grupos hidroxilo que se usan a gran escala para la preparación de espumas de poliuretano con una mayor dureza a la compresión (por ejemplo, documento DE-OS 2513815).

Para las adhesiones flexibles con una excelente resistencia cohesiva se usan, por ejemplo en el documento DE-OS 2719720, adhesivos de poliuretano tanto de un solo componente como de dos componentes a base de poliisocianatos orgánicos y dispersiones de polímeros en compuestos hidroxílicos orgánicos.

Un inconveniente esencial de las construcciones de madera adheridas reside en la sensibilidad del adhesivo a la humedad, que conduce a una debilitación de la capa de adhesivo que limita el uso de construcciones de madera adheridas en ambientes permanentemente húmedos. La consecuencia es que en estado seco se constata con frecuencia un amplio fallo de las piezas unidas de madera mientras que durante un almacenamiento prolongado en agua o en el ensayo de ebullición se observa un fallo de cohesión

El objetivo de la presente invención consistía en proporcionar un adhesivo para madera de un solo componente, en particular para la adhesión de elementos de construcción portantes, a base de prepolímeros terminados en isocianato, que presentara una mejor resistencia al agua.

Sorprendentemente se ha descubierto ahora que las cargas basadas en productos de poliadición de, por ejemplo, toluilendiisocianatos e hidrato de hidrazina (amidas de ácido polihidrazodicarboxílico) contribuyen positivamente a la resistencia de la madera en húmedo. Puesto que las estructuras de amida de ácido hidrazodicarboxílico son adecuadas para la formación de puentes de hidrógeno, se esperaría más bien una cierta hidrofilia y, con ello, peores resistencias en húmedo.

El objeto de la presente invención es, por lo tanto, el uso de adhesivos de un solo componente a base de prepolímeros terminados en isocianato, con un contenido de isocianato del 8 al 20 % en peso y una viscosidad inferior a 20.000 mPa·s a 25 ºC, que contienen

a) al menos un poliisocianato orgánico,

b) al menos un compuesto polihidroxílico orgánico en forma de una dispersión que contiene productos de reacción de

i) poliisocianatos orgánicos con

ii) poliaminas y/o hidrazinas y/o hidrazidas que presentan grupos amino primarios y/o secundarios, en un

iii) poliéter que presenta al menos dos grupos hidroxilo y un peso molecular comprendido en el intervalo de 500 a 12.000, tratándose en el caso de los productos de reacción contenidos en la dispersión b) de poliureas y/o polihidrazodicarbonamidas y siendo su cantidad en el prepolímero terminado en isocianato no inferior al 2 % en peso, respecto a la cantidad total del prepolímero terminado en isocianato,

c) dado el caso coadyuvantes y aditivos,

para la adhesión de sustratos de madera.

El prepolímero terminado en isocianato presenta preferentemente un contenido de NCO del 10 al 18 % en peso.

Los productos de reacción b) usados de acuerdo con la invención son poliureas y/o polihidrazodicarbonamidas, cuyo contenido en el prepolímero terminado en isocianato no debería ser inferior al 2, preferentemente al 5 % en peso. Su proporción se encuentra entre el 2 y el 25, preferentemente entre el 5 y el 15 % en peso, respecto a la cantidad total del prepolímero NCO.

Diisocianatos (i) adecuados para la preparación de los productos de poliadición dispersos son, por ejemplo, hexametilendiisocianato, 2,4-diisocianatotolueno, 2,6-diisocianatotolueno, así como sus mezclas de isómeros, 3,3,5trimetil-5-isocianatometil-ciclohexilisocianato o 4,4'-difenilmetanodiisocianato, dado el caso en mezcla con 2,4'-MDI y sus oligómeros superiores. Se prefiere la mezcla de 2,4- y 2,6-diisocianatotolueno en una relación de 80 a 20.

Componentes de síntesis adecuados con grupos reactivos frente a grupos isocianato (ii) son, por ejemplo, aminas alifáticas, aralifáticas, cicloalifáticas y aromáticas primarias y/o secundarias di- y/o polifuncionales, como, por ejemplo, etilendiamina, hexametilendiamina, trimetildiaminohexano, N,N'-dimetilenetilendiamina, homólogos superiores de etilendiamina tales como dietilentriamina, homólogos de propilendiamina tales como dipropilentriamina, piperazina, triazina, 4-aminobencilamina, 4,4'-diaminodiciclohexilmetano y -propano, 1,4diaminociclohexano, fenilendiaminas, condensados de anilina y formaldehído, toluilendiaminas, así como bisaminometilbencenos. Igualmente son adecuadas hidrazina, así como hidrazinas mono-o N,N'-disustituidas e hidrazidas, como, por ejemplo, hidrazidas de ácidos carboxílicos di- o polifuncionales. Se prefiere el hidrato de hidrazina.

Como poliéteres (iii) que presentan al menos dos grupos hidroxilo son adecuados los productos de adición de óxido de propileno y/u óxido de etileno a iniciadores di- y trifuncionales o mezclas de los mismos, como, por ejemplo, agua, 1,2-propilenglicol, trimetilolpropano, glicerol, pentaeritrita u otros compuestos... [Seguir leyendo]

1. Uso de adhesivos de un solo componente a base de prepolímeros terminados en isocianato, con un contenido de isocianato del 8 al 20 % en peso y una viscosidad inferior a 20.000 mPa·s a 25 ºC, que contienen

a) al menos un poliisocianato orgánico,

b) al menos un compuesto polihidroxílico orgánico en forma de una dispersión que contiene productos de reacción de

i) poliisocianatos orgánicos con

ii) poliaminas y/o hidrazinas y/o hidrazidas que presentan grupos amino primarios y/o secundarios, en un

iii) poliéter que presenta al menos dos grupos hidroxilo con un peso molecular comprendido en el intervalo de 500 a 12.000,

tratándose en el caso de los productos de reacción contenidos en la dispersión b) de poliureas y/o polihidrazodicarbonamidas y siendo su cantidad en el prepolímero terminado en isocianato no inferior al 2 % en peso, respecto a la cantidad total del prepolímero terminado en isocianato,

c) dado el caso coadyuvantes y aditivos,

para la adhesión de sustratos de madera.

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque los productos de reacción contenidos en la dispersión b) son poliureas y/o polihidrazodicarbonamidas cuya proporción asciende a entre el 5 y el 15 % en peso, respecto a la cantidad total del prepolímero terminado en isocianato.

3. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de poliurea y/o de polihidrazodicarbonamida presentan un tamaño de 0,01 a 10 µm.

4. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque la dispersión b) presenta un contenido de sólidos del 5 al 40 % en peso.

5. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque la dispersión b) contiene productos de reacción de 16,9 partes en peso de una mezcla de 2,4- y 2,6-diisocianatotolueno (i) en una relación de 80 a 20 con 4,85 partes en peso de hidrato de hidrazina (ii) en 80 partes en peso de un polioléter de polipropileno (iii) con una funcionalidad superior a 2.

6. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el polioléter de polipropileno (iii) presenta un contenido de grupos etoxietileno del 0 al 30 % en peso y un índice de hidroxilo de 20 a 56 mg de KOH/g.

7. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque se usan poliisocianatos orgánicos a), como los que se obtienen por fosgenación de condensados de anilina/ formaldehído, con una proporción del 0 al 60 % en peso de 2,4'-MDI difuncional y una proporción del 0 al 50 % en peso de oligómeros superiores con una funcionalidad superior a 2.

8. Piezas de madera obtenidas mediante el uso de adhesivos de un solo componente a base de prepolímeros terminados en isocianato según las reivindicaciones 1 a 7.

9. Adhesivos de un solo componente a base de prepolímeros terminados en isocianato, con un contenido de isocianato del 8 al 20 % en peso y una viscosidad inferior a 20.000 mPa·s a 25 ºC, que contienen

a) al menos un poliisocianato orgánico, b) al menos un compuesto polihidroxílico orgánico en forma de una dispersión que contiene productos de reacción de

i) poliisocianatos orgánicos con

ii) poliaminas y/o hidrazinas y/o hidrazidas que presentan grupos amino primarios y/o secundarios, en 5 un

iii) poliéter que presenta al menos dos grupos hidroxilo y un peso molecular comprendido en el intervalo de 500 a 12.000,

tratándose en el caso de este compuesto polihidroxílico orgánico de poliureas y/o polihidrazodicarbonamidas y siendo su cantidad en el prepolímero terminado en isocianato no inferior al 2 % en peso, respecto a la cantidad total 10 del prepolímero terminado en isocianato,

c) dado el caso coadyuvantes y aditivos.