ISOCIANATOS EMULSIFICABLES EN AGUA CON PROPIEDADES MEJORADAS.

Método de dos etapas para la producción de una preparación de poliisocianato emulsificable en agua,

en el cual en una primera etapa (A) se produce un producto de reacción dispersoactivo (E) a partir de por lo menos un diisocianato, elegido de entre el grupo de tetrametilendiisocianato, hexametilendiisocianato, dodecametilendiisocianato, 1,4diisocianociclohexano, 4,4'-di-(isocianociclohexil)-metano, trimetilhexanodiisocianato, tetrametilhexanodiisocianato, 1-isociano-3,3,5-trimetil-5-(isocianometil)ciclohexano, 2,4- y 2,6toluilendiisocianato, tetrametilxililen-diisocianato, p-xililendiisocianato, 2,4'- y 4,4'-diisocianodifenilmetano, con por lo menos un polialquileneteralcohol mono o polivalente con 2 a 4 átomos de C en el grupo alquileno, el cual incluye una cadena de poliéter que exhibe por lo menos 8 unidades de óxido de etileno, y se mezcla el producto de reacción obtenido (E) en una segunda etapa el método (B) con por lo menos un poliisocianato alifático con una funcionalidad promedio NCO de 2,5 a 3,5, caracterizado porque se ejecuta la etapa (B) en presencia de un catalizador para la producción de alofanato y se eligen las condiciones de modo que entre (E) y el poliisocianato se forman grupos alofanato.

La presente invención se refiere a un método de dos etapas para la producción de una preparación de poliisocianato emulsificable en agua, en el cual en una etapa (A) se produce un producto de reacción dispersoactivo a partir de por lo menos un diisocianato y por lo menos un polialquileneteralcohol y en una segunda etapa (B) se mezcla el producto de reacción con un poliisocianato alifático en presencia de un catalizador de producción de alofanato. Además la invención se refiere a una preparación de poliisocianato emulsificable en agua, el cual es obtenible según el método, así como el empleo de la preparación en agentes acuosos de revestimiento y dispersiones adhesivas.

En principio las preparaciones emulsificables en agua son conocidas. Hoy los poliisocianatos dispersables en agua juegan un papel particular como componentes de entrelazadores para lacas de poliuretano (2K-PUR) de dos componentes. En combinación con dispersiones acuosas de poliol ellas permite la formulación de sistemas de laca libres de solvente, la cual ya a temperatura ambiente endurece hasta dar revestimientos de alto valor cualitativo, la cual no es inferior respecto a la estabilidad química o a los solventes o a la resistencia mecánica frente a las lacas convencionales. En tales preparaciones se emplean como componente de poliisocianato en particular poliisocianatos que exhiben grupos isocianurato a base de diisocianatos alifáticos y/o cicloalifáticos. Para lograr la capacidad para emulsificarse en agua se conoce por una parte hacer reaccionar los poliisocianatos directamente del modo y forma adecuados con grupos polioxialquileno hidrofílicos.

En EP-A 206 059, EP-A 959 087 o WO 01/40347 se manifiestan ejemplos de tales reacciones o preparaciones. Aparte de ello se conocen también métodos de dos etapas. EP-A 486 881 manifiesta un método de dos etapas en el cual primero en la primera etapa se sintetiza un emulsificante a partir de un diisocianato y polialquileneteralcoholes. Se mezcla este emulsificante en una segunda etapa con por lo menos un poliisocianato alifático, mediante lo cual se obtiene una preparación emulsificable en agua. Un método de dos etapas permite finalmente un control dirigido de las propiedades en comparación con el método de una etapa. Sin embargo de modo desfavorable es posible una buena capacidad de emulsificar, es decir la inserción de una elevada concentración de grupos polialquilenéter, frecuentemente a costa de otras propiedades, por ejemplo de la dureza de la laca.

DE 100 07 821 manifiesta un método de dos etapas, en el cual en una primera etapa se produce un emulsificante a partir de un 4-isocianometil-1,8-octandiisocianato y un poliéter de óxido de polietileno monofuncional. En una segunda etapa se mezcla este emulsificante con un trímero HDI y un catalizador para la producción de alofanato y reaccionan bajo tales condiciones, que entre el producto de reacción de la primera etapa y el trímero se forman grupos alofanato.

De allí que es objetivo de la invención poner a disposición un método de dos etapas para la producción de preparaciones de poliisocianatos emulsificables en agua, el cual proporcione productos más emulsificables y simultáneamente con propiedades técnicas de aplicación mejoradas, en particular mejor dureza de la laca yestabilidad al agua. De acuerdo con ello se encontró un método de dos etapas para la producción de preparaciones de poliisocianato emulsificables en agua, en el cual en una primera etapa

(A) se produce un producto dispersoactivo de reacción (E) a partir de por lo menos un diisocianato, elegido de entre el grupo de tetrametilendiisocianato, hexametilendiisocianato, dodecametilendiisocianato, 1,4diisocianociclohexano, 4,4'-di-(isocianociclohexil)-metano, trimetilhexandiisocianato, tetrametilhexandiisocianato, 1-isociano-3,3,5-trimetil-5-(isocianometil)ciclohexano, 2,4-y 2,6-toluilendiisocianato, tetrametilxililen-diisocianato, p-xililendiisocianato, 2,4'- y 4,4'-diisocianodifenilmetano, con por lo menos un polialquileneteralcohol mono o polivalente con 2 a 4 átomos de C en los grupos alquileno, lo cual incluye una cadena de poliéter que exhibe por lo menos 8 unidades de óxido de etileno y en una segunda etapa del método se mezcla el producto de reacción obtenido (E) (B) con por lo menos un poliisocianato alifático con una funcionalidad de 2,5 a 3,5,

donde se ejecuta la etapa (B) en presencia de un catalizador para la producción de alofanato y se eligen unas condiciones de modo que a partir de (E) y el poliisocianato se forman grupos alofanato.

Además, se encontraron preparaciones de poliisocianato emulsificables en agua, obtenibles según el método acorde con la invención así como su empleo en agentes acuosos de revestimiento y dispersiones adhesivas.

Las preparaciones acordes con la invención exhiben, en comparación con los productos fabricados de acuerdo con EP-A 486 881, una mayor capacidad para emulsificarse de modo simultáneo con mejores propiedades técnicas de aplicación. Las lacas producidas con las preparaciones acordes con la invención exhiben una mayor dureza así como una mejor estabilidad al agua.

El siguiente es el detalle de ejecución de la invención:

En la etapa (A) del método acorde con la invención se sintetiza primero el producto dispersoactivo de reacción (E) a partir de por lo menos un diisocianato y por lo menos un polialquileneteralcohol. (E), o sea su producto de reacción con el poliisocianato para dar alofanato, sirve como emulsificante, cuando la preparación acuosa se emulsifica o dispersa para el empleo en un medio acuoso. El diisocianato es por lo menos uno elegido de entre el grupo de tetrametilendiisocianato, hexametilendiisocianato, dodecametilendiisocianato, 1,4-diisocianociclohexano, 4,4'-di-(isocianociclohexil)-metano, trimetilhexandiisocianato, tetrametilhexandiisocianato, 1-isociano-3,3,5-trimetil-5-(isocianometil)ciclohexano, 2,4- y 2,6 toluilendiisocianato, tetrametilxililen-diisocianato, p-xililendiisocianato o 2,4'- y 4,4'diisocianatodifenilmetano.

Se prefieren 2,4'- y 4,4'-diisocianodifenilmetano (MDI) y 4,4'-di-(isocianociclohexil)-metano (HMDI) así como en particular 2,4- y 2,6-toluilendiisocianato (TDI). En muchos casos se han probado también también hexametilendiisocianato (HDI) y 1-isociano-3,3,5-trimetil-5-(isocianometil)ciclohexano (IPDI).

El componente de diisocianato reacciona con un polialquileneteralcohol. El grupo alquileno en el polialquileneteralcohol tienen comúnmente 2 a 4 átomos de C, típicamente son -CH2-CH(CH3)-, -(CH2)4- y preferiblemente -(CH2)2-. La producción de los polialquileneteralcoholes puede ocurrir de manera y forma conocidos mediante la adición de grupo alcoxi de iniciadores adecuados, por ejemplo alcoholes. Pueden emplearse iniciadores polifuncionales o preferiblemente mono funcionales, y de modo correspondiente también el polialquileneteralcohol es poli o preferiblemente monovalente. Los ejemplos de moléculas iniciadoras adecuadas incluyen glicolhexanol, 3metil-3-hidroximetiloxetano, fenol, etilenglicol, propilenglicol, anilina, pentaeritritol, trimetilolpropano o glicerina. Se prefieren los alcanoles C1-C6 como metanol, etanol, n-propanol o n-butanol. La producción ocurre comúnmente bajo catálisis ácida o básica. Para muchos usos de los polialquileneteralcoholes es común una subsiguiente desmineralización del producto. Las cadenas de polialquilenéter pueden estar constituidas de modo mixto por ejemplo por unidades de óxido de etileno y unidades de óxido de propileno. Por regla general las cadenas incluyen 8 a 70, preferiblemente 10 a 20 unidades de óxido de etileno. Se alcanzan buenos resultados cuando el polialquileneteralcohol contiene por lo menos 60 % en peso, preferiblemente por lo menos 80 % en peso de unidades de óxido de etileno. Se prefieren particularmente las cadenas de óxido de polietileno puro.

La relación numérica de grupos OH a grupos NCO en la etapa (A) es comúnmente de 0,6 a 1,2, preferiblemente 0,8 a 1,2, particularmente preferido 0,9 a 1,1 y muy particularmente preferido aproximadamente 1:1. Esta reacción del polialquileneteralcohol con el diisocianato es de por si conocida y transcurre comúnmente a temperaturas de 10 a 150, preferiblemente de 20 a 100°C. En general se mide la duración de la reacción de modo que los grupos del polialquileneteralcohol capaces de reaccionar con los grupos isocianato reaccionan en por lo menos 90 % molar con isocianato. La reacción puede ser acelerada mediante el empleo de sustancias de acción catalítica de por si conocida.

En la etapa (B) del método acorde con la invención se... [Seguir leyendo]

1. Método de dos etapas para la producción de una preparación de poliisocianato emulsificable en agua, en el cual en una primera etapa

(A) se produce un producto de reacción dispersoactivo (E) a partir de por lo menos un diisocianato, elegido de entre el grupo de tetrametilendiisocianato, hexametilendiisocianato, dodecametilendiisocianato, 1,4diisocianociclohexano, 4,4'-di-(isocianociclohexil)-metano, trimetilhexanodiisocianato, tetrametilhexanodiisocianato, 1-isociano-3,3,5-trimetil-5-(isocianometil)ciclohexano, 2,4-y 2,6toluilendiisocianato, tetrametilxililen-diisocianato, p-xililendiisocianato, 2,4'- y 4,4'-diisocianodifenilmetano, con por lo menos un polialquileneteralcohol mono o polivalente con 2 a 4 átomos de C en el grupo alquileno, el cual incluye una cadena de poliéter que exhibe por lo menos 8 unidades de óxido de etileno, y se mezcla el producto de reacción obtenido (E) en una segunda etapa el método

(B) con por lo menos un poliisocianato alifático con una funcionalidad promedio NCO de 2,5 a 3,5, caracterizado porque se ejecuta la etapa (B) en presencia de un catalizador para la producción de alofanato y se eligen las condiciones de modo que entre (E) y el poliisocianato se forman grupos alofanato.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa (A) la relación numérica de grupos OH a grupos NCO es de 0,8 a 1,2.

3. Método según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el polialquileneteralcohol es un monoalcohol.

4. Método según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque por lo menos 10 % molar de grupos uretano del producto de reacción (E) formado en la etapa (A) son transformados en grupos alofanato.

5. Preparaciones de poliisocianato emulsificables en agua obtenibles según un método acorde con una de las reivindicaciones 1 a 4.

6. La preparación de poliisocianato emulsificable en agua según la reivindicación 5, caracterizada porque la preparación incluye 1 a 25 % en peso del producto de reacción (E).

7. Empleo de la preparación de poliisocianato emulsificable en agua según las reivindicaciones 5 o 6, en agentes de revestimiento acuosos.

8. Empleo de la preparación de poliisocianato emulsificable en agua según las reivindicaciones 5 o 6 en dispersiones de adhesivos.