DISPERSIONES ACUOSAS DE DIÓXIDO DE SILICIO PARA FORMULACIONES DE ADHESIVO.

Procedimiento para preparar dispersiones, caracterizado porque (a) se lleva a un valor de pH de 6 o inferior al menos una dispersión acuosa de dióxido de silicio con un diámetro medio de partícula de las partículas de SiO2 de 1 a 200 nm mediante la adición de al menos un ácido fuerte o medianamente fuerte y (b) a continuación se mezcla con al menos una dispersión de policloropreno con un tamaño medio de partícula de las partículas de policloropreno de 50 a 200 nm

Dispersiones acuosas de dióxido de silicio para formulaciones de adhesivo. La invención se refiere a composiciones que contienen agua, en especial a dispersiones acuosas a base de dióxido de silicio, a un procedimiento para su preparación, y a su uso como componentes en la preparación de revestimientos adhesivos y en la unión de los sustratos revestidos por una cara o por las dos caras mediante aplicación por rociadura empleando las composiciones. Es conocido del estado de la técnica el empleo de productos de ácido silícico para distintas aplicaciones, por ejemplo como agente aglutinante, en el sector de los moldes de fundición de precisión, como aditivo para la modificación de superficies, o en el sector de la construcción como aditivo para el hormigón proyectado (véase, por ejemplo, el folleto para Levasil® de la empresa H. C. Starck GmbH, Goslar, Alemania, www.hcstarck.com). Son conocidas, además, mezclas de dispersiones de dióxido de silicio y dispersiones de poicloropreno. Por ejemplo, en el documento EP-A 0 332 928 se divulga el empleo de látices de policloropreno en presencia de soles de sílice como capa de impregnación en la fabricación de elementos de protección contra el fuego. En los documentos FR-A 2 341 537 y FR-A 2 210 699 se describen ácidos silícicos pirógenos en combinación con látices de policloropreno para fabricar acabados en espuma resistentes a la llama o bien para mejorar el asfalto, y en el documento JP-A 06 256 738 en combinación con copolímeros de cloropreno y ácido acrílico. Por otra parte es conocido el empleo de dispersiones de dióxido de silicio en sistemas acuosos de adhesivos (Ganster et al., Neue Rohstoffe für lösemittelfreie Kleb- und Dichtstoffeln, en la revista "Kleben und Dichten", 3/2003). En el documento WO-A 03/102066 se describe la preparación de formulaciones de adhesivo a base de dispersiones de policloropreno utilizando soles de sílice. Estas formulaciones poseen ciertamente un prolongado "tiempo abierto" y una elevada "resistencia al calor" de las películas de adhesivo secas resultantes, pero a causa de su alta viscosidad no son adecuadas para ser elaboradas en procedimientos por rociadura. En los adhesivos, se entiende por "tiempo abierto" según la norma DIN 16920 el período de tiempo, después de la aplicación del adhesivo, durante el cual es posible una pegadura en húmedo. Este es el tiempo que transcurre desde la aplicación del adhesivo hasta el comienzo de la presión de prensado. Por "resistencia al calor" se entiende la temperatura a la cual una capa adhesiva sigue manteniendo juntas, bajo carga, las piezas a unir. Los pegamentos de contacto rociables a base de dispersiones de policloropreno se emplean en diversos sectores, en especial para pegar espuma en el sector de colchones y mobiliario. Aquí se han establecido esencialmente dos procedimientos: 1. El procedimiento 2K (de dos componentes, por la inicial del alemán "Komponente"). En este caso se atomizan simultáneamente con una pistola rociadora, que posee dos boquillas, formulación de adhesivo y agente coagulante acuoso. En el haz de rociadura se encuentran las dos mezclas y se coagulan allí y/o sobre las superficie del sustrato. Esto se describe, por ejemplo, en Katsuyuki Hara, Institute of Technology, Osaka, Japón, "Two part spray mixing water borne adhesive" World Adhesive Congress, Munich, 8 - 10 de junio 1988, o en la Información Técnica de la empresa Bayer Material Science AG, Leverkusen, Alemania (KA-KR-0001e/01/05.96.). Sin embargo, este procedimiento es propenso a averías y difícil de manipular, ya que ambos componentes deben ser atomizados constantemente en una determinada proporción de mezcla, y ha sido aceptado por el mercado sólo de manera limitada. 2. El procedimiento 1K (de un componente, por la inicial del alemán "Komponente"). En este caso se rocía una formulación de adhesivo que tiene una estabilidad frente a esfuerzo cortante limitada, a través de una pistola rociadora con una boquilla. Las formulaciones acuosas correspondientes contienen disolventes orgánicos para desestabilizar la dispersión de adhesivo, tal como se describe, por ejemplo, en los documentos EP 814 139 A1 ó DE 30 28 693 A1. A causa de las rigurosas reglamentaciones medioambientales, el empleo de formulaciones 1K que contengan disolventes se permite sólo con estrictas condiciones. Existe, por tanto, la necesidad de formulaciones de adhesivo exentas de disolvente. En los documentos EP-A 624 634 A1 y EP-A 470 928 se describen tales formulaciones 1K acuosas, exentas de disolvente, para la pegadura elástica de superficies de sustrato. Contienen mezclas de copolímeros de ésteres de ácido acrílico y policloropreno. El valor de pH se ajusta a aproximadamente 8,5 mediante la adición de ácidos débiles tales como ácido bórico y otras sustancias auxiliares. Estas dispersiones sensibles a la presión coagulan al salir de la boquilla de la pistola rociadora. Se presenta aquí el inconveniente de la escasa resistencia al calor de las formulaciones, de forma que sólo se emplean en "uniones pegadas espuma-espuma". 2 ES 2 367 533 T3 Se obtienen revestimientos o uniones pegadas con elevada resistencia al calor mediante el denominado "sistema EPI" (siglas de "Emulsión-Polímero-Isocianato"). Ello se consigue mediante la adición de aproximadamente 15% de isocianato - la mayoría de las veces MDI (difenilmetano-4,4'-diisocianato) - a la dispersión de polímero. A causa de su "tiempo de uso" muy corto, de sólo algunas horas, sólo es posible en este caso una breve elaboración de la formulación 2K. Se entiende por "tiempo de uso" el tiempo durante el cual se puede elaborar la formulación tras la incorporación y mezcla de al menos otra dispersión. De acuerdo con el estado de la técnica existen también dispersiones de poliisocianato reactivas latentes, que en determinadas condiciones permanecen estables durante semanas en formulaciones de adhesivo 1K que contienen policloropreno. La empresa Bayer Material Science AG, Leverkusen, fabrica productos análogos con las denominaciones Dispercoll® BL XP 2514 y Desmodur® Z XP 2589. Hay que tener en cuenta aquí, sin embargo, que la mayor resistencia al calor de la costura de pegadura sólo se produce si los sustratos a pegar han sido calentados o bien antes o bien después de ser unidos. No se pueden conseguir de esta manera formulaciones 1K que se adhieran a temperatura ambiente y consigan, sin ser calentadas, una elevada resistencia a la temperatura. Tras la polimerización por emulsión, las dispersiones de policloropreno se presentan como dispersiones fuertemente alcalinas en el intervalo de pH de 12 a 13, y tienen un contenido de sólidos de aproximadamente 30 a 40% en peso. Para la elaboración a fin de obtener caucho sólido es necesario, por regla general, reducir el valor de pH al intervalo de pH 6 a 7. Esto se consigue usualmente mediante la adición de cantidades correspondientes de ácido acético diluido, ya que los ácidos minerales producirían por el contrario una coagulación inmediata. Bibliografía: "Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie", volumen 9, página 366, Verlag Urban und Schwarzenberg, Munich-Berlín 1957; "Encyclopedia of Polymer Science and Technology", volumen 3, páginas 705-730, John Wiley, Nueva York 1965; "Methoden der Organischen Chemie" (Houben-Weyl) XlV/1, páginas 738 y siguientes, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1961. Si hay que emplear dispersiones como materia prima de adhesivos, se deben elevar, por medio de una ulterior operación de "cremaje", hasta contenidos de sólidos de 54% en peso a 60% en peso. También en esta fase poseen habitualmente un valor de pH >12. Las formulaciones acuosas de adhesivo de policloropreno que se emplean en el ámbito de los adhesivos 1K de aplicación por pulverización deben tener un valor de pH < 10 para conseguir el perfil de propiedades. A causa del elevado contenido de sólidos ya no es posible la reducción del valor de pH con ácido acético. Sólo se pueden utilizar ácidos débiles tales como, por ejemplo, glicina (ácido aminoacético). De esta manera se diluye la formulación de adhesivo en un grado no deseado. Por consiguiente, existía aún la necesidad de formulaciones acuosas de adhesivo 1K que no presentasen los inconvenientes descritos, es decir, en especial de formulaciones que fueran adecuadas para la aplicación por rociadura e inmediatamente después de la aplicación por rociadura mostrasen una elevada resistencia inicial, que poseyesen un prolongado tiempo de uso y produjesen uniones pegadas con elevada resistencia al calor. Por consiguiente, la tarea que ha servido de base a la presente invención consistía en poner a disposición tales formulaciones de adhesivo 1K. Se ha hallado, sorprendentemente, que dispersiones de dióxido de silicio que han sido ajustadas a valores bajos de pH con ácidos fuertes o medianamente fuertes se... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para preparar dispersiones, caracterizado porque (a) se lleva a un valor de pH de 6 o inferior al menos una dispersión acuosa de dióxido de silicio con un diámetro medio de partícula de las partículas de SiO2 de 1 a 200 nm mediante la adición de al menos un ácido fuerte o medianamente fuerte y (b) a continuación se mezcla con al menos una dispersión de policloropreno con un tamaño medio de partícula de las partículas de policloropreno de 50 a 200 nm. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de SiO2 tienen un diámetro de partícula de 5 a 100 nm, preferiblemente de 8 a 60 nm. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la dispersión acuosa de dióxido de silicio es un sol de sílice. 4. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la dispersión de dióxido de silicio obtenida según el paso de procedimiento (a) tiene un valor de pH de 1 a 5, preferiblemente de 1,7 a 4. 5. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la dispersión contiene además (c) al menos un compuesto orgánico que contiene grupos OH, soluble en agua. 6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el o los compuestos orgánicos que contienen grupos OH es o son una o varias ciclodextrinas. 7. Dispersiones que se pueden obtener según el procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 6. 8. Uso de las dispersiones según la reivindicación 7 como componentes en la preparación de formulaciones de adhesivo o para revestimiento. 9. Uso de las dispersiones según la reivindicación 7 como componentes en la preparación de formulaciones de adhesivo para aplicación por rociadura, preferiblemente formulaciones de adhesivo 1K para aplicación por rociadura. 10. Formulación de adhesivo o para revestimiento que contiene al menos una dispersión según la reivindicación 7. 11. Sustratos, caracterizados porque están revestidos o pegados con una dispersión según la reivindicación 7. 14 ES 2 367 533 T3 1/1 Figura 1