PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE DISPERSIONES ACUOSAS DE POLÍMEROS.

Procedimiento para la obtención de una dispersión acuosa de polímeros por medio de una polimerización de,

al menos, un compuesto olefínicamente insaturado en un medio acuoso en presencia de, al menos, un agente dispersante, caracterizado porque la polimerización se lleva a cabo en presencia de un catalizador sólido para la polimerización, empleándose como catalizador sólido para la polimerización un material de soporte impregnado y/o tratado con un catalizador homogéneo para la polimerización y empleándose como catalizador homogéneo para la polimerización un complejo metálico que contiene como centro metálico un metal del grupo VIIIB, IB o IIB del Sistema Periódico

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de una dispersión acuosa de polímeros por medio de una polimerización de, al menos, un compuesto (monómero) olefínicamente insaturado en un medio acuoso en presencia de, al menos, un agente dispersante, cuyo procedimiento se caracteriza porque la polimerización se lleva a cabo en presencia de un catalizador sólido para la polimerización, empleándose a título de catalizador sólido para la polimerización un material de soporte impregnado y/o tratado con un catalizador homogéneo para la polimerización, y empleándose como catalizador homogéneo para la polimerización un complejo metálico, que contiene a título de centro metálico un metal del grupo VIIIB, IB o IIB del Sistema Periódico.

Por otra parte, la invención se refiere a las dispersiones acuosas que pueden ser obtenidas de conformidad con el procedimiento según la invención así como a su empleo como agentes aglutinantes en pegamentos, en masas de sellado, en revoques de material sintético, en masas para el estucado de papel y en pinturas.

Las dispersiones acuosas de polímeros (látices) son conocidas en general. Estas dispersiones están constituidas por sistemas líquidos, que contienen en una distribución dispersada ovillos de polímeros (las denominadas partículas de polímeros) que están constituidas por varias cadenas polímeras enredadas entre sí, como fase dispersa en un medio acuoso dispersante. El diámetro promedio en peso de las partículas de polímeros se encuentra situado con frecuencia en el intervalo comprendido entre 10 y 5.000 nm.

Las dispersiones acuosas de polímeros presentan cuando se lleva a cabo la evaporación del medio acuoso dispersante el potencial para la formación de películas de polímeros, como ocurre en el caso de las soluciones polímeras cuando se lleva a cabo la evaporación del disolvente, con lo cual encuentran aplicación especialmente como agentes aglutinantes. Como consecuencia de sus propiedades no agresivas con respecto al medio ambiente, estas dispersiones de polímeros adquieren un significado cada vez mayor.

- 2 La obtención de las dispersiones acuosas de polímeros se lleva a cabo con frecuencia con ayuda de una polimerización acuosa en emulsión iniciada por medio de radicales [véanse, por ejemplo, las publicaciones Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 8, página 659 y siguientes (1987); D.C. Blackley, en High Polymer Latices, Vol. 1, página 35 y siguientes (1966); H. Warson, The Applications of Synthetic Resin Emulsions, página 246 y siguientes, capítulo 5 (1972); D. Diederich, Chemie in unserer Zeit 24, páginas 135 hasta 142 (1990); Emulsion Polymerisation, Interscience Publishers, New York (1965); DE-A 40 03 422 y Dispersionen synthetischer Hochpolymerer, F. Hölscher, Springer-Verlag, Berlín 1969]. Lo característico de estos procedimientos consiste en que son empleados los denominados formadores de radicales a título de catalizadores para la polimerización y en que son empleados como monómeros principales, por regla general, los denominados monómeros polares. Por otra parte, se conoce una pluralidad de catalizadores para la polimerización cuyo efecto polimerizante no está basado en la formación de radicales sino en una denominada inserción de los monómeros. Para estos procedimientos de polimerización son adecuados, de manera especial, los monómeros denominados apolares. En este caso son empleados, en caso en que lo sean, los monómeros polares únicamente en cantidades subordinadas para llevar a cabo la modificación de las propiedades del polímero. Los catalizadores para la polimerización, que son empleados para estos procedimientos de polimerización, son especialmente complejos de metales de transición catalíticamente activos o bien complejos de metales de transición en combinación con compuestos, que activan a los complejos de los metales de transición, que se denominan activadores. Como consecuencia de la sensibilidad a la hidrólisis, que es elevada por regla general, de los complejos de los metales de transición o bien de las combinaciones del complejo de los metales de transición / activador, estas reacciones de polimerización se llevan a cabo de manera usual en forma de una polimerización en masa, siendo el monómero simultáneamente reactivo y disolvente o en forma de una polimerización en solución, conteniendo disuelto un disolvente no acuoso, con frecuencia orgánico aprótico, tanto el complejo de los metales de transición o bien la combinación del complejo de los metales de transición / activador, al monómero y al polímero formado. Lo

esencial consiste en que, en el ámbito de esta publicación, se denominan "catalizadores homogéneos para la polimerización" a estos complejos de metales de transición o bien a estas combinaciones de complejos de metales de transición / activadores disueltos de manera homogénea en el monómero, en el disolvente o, de manera general, en el medio de la polimerización. A título de ejemplo a este respecto pueden citarse las publicaciones DE-A 10017660, DE-A 10118633, Leclerc et al., Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1998, 37, página 922 y siguientes, Ziegler et al., Angew. Chem., 1955, 67, página 541 y siguientes, Natta, J. Am. Chem. Soc. 1962, 84, página 1488 y siguientes así como la publicación de los autores Sinn y Kaminsky, Adv. Organomet. Chem. 1980, 18, página 99 y siguientes.

Recientemente se ha informado sobre la polimerización de monómeros por medio de una inserción de monómeros en medio acuoso con complejos de metales transición estables a la hidrólisis o bien con combinaciones de complejos de metales de transición / activadores estables a la hidrólisis. A este respecto deben ser citadas, a título de ejemplo, las publicaciones de Mecking, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, páginas 534 hasta 540, Bauers y Mecking, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, páginas 3020 hasta 3022, Mecking et al. Chem. Commun. 2000, páginas 301 y 302, Spitz et al., Macromol. Symp. 2000, 150, página 53 y siguientes así como las solicitudes de patentes publicadas, no examinadas WO 01/44325, WO 00/20464, DE-A 2923206 y DE-A 3345785.

De igual modo, es conocida la polimerización de los monómeros con monóxido de carbono en medio acuoso por medio de una inserción de monómeros con complejos de metales de transición estables a la hidrólisis o bien con combinaciones de complejos de metales de transición / activadores estables a la hidrólisis. Ejemplos a este respecto se encuentran en las publicaciones Held et al., Macromolecules 2002, 35, páginas 3342 hasta 3347, Lindner et al., J. Organomet. Chem. 2000, 602, página 173 y siguientes, Sheldon et al., Angew. Chem. 2000, 112, página 825 y siguientes así como en las solicitudes de patente publicadas, no examinadas WO 00/63277, DE-A 19829520, DE-A 19829520, DE-A 19917920 y DE-A 10061877.

De igual modo, también pueden ser polimerizados dienos conjugados, tal como por ejemplo el butadieno, en medio acuoso con complejos de metales de transición estables a la hidrólisis o bien con combinaciones de complejos de metales de transición / activadores estables a la hidrólisis por medio de una inserción [véanse, por ejemplo, las publicaciones de los autores Ono y Kato, J. Polym. Sci. A. 2000, 38, páginas 1083 hasta 1089, Rinehart, J. Polym. Sci. C. 1969, 27, páginas 7 hasta 25 así como la publicación DE-A 2332921].

Por otra parte, la publicación DE-A 19859191 divulga la polimerización con apertura del anillo de olefinas cíclicas en medio acuoso con complejos de metales de transición estables a la hidrólisis o bien con combinaciones de complejos de metales de transición / activadores estables a la hidrólisis.

El inconveniente de estos procedimientos de polimerización denominados "en ausencia de radicales" consiste en que los complejos de los metales de transición, que son empleados a título de catalizadores para la polimerización -frecuentemente compuestos caros de metales nobles -permanecen molecularmente disueltos en la dispersión acuosa de los polímeros y, de este modo, únicamente pueden ser utilizados una sola vez. De igual modo, los complejos de los metales de transición, que quedan remanentes en las dispersiones acuosas de los polímeros, pueden ser perjudiciales para la aplicación ulterior, por ejemplo en el caso de la formación de una película de polímero o pueden contribuir a la coloración de la película de polímero formada.

Partiendo de este estado de la técnica, la tarea de la presente invención consistía en proporcionar un procedimiento para llevar a cabo la obtención de dispersiones...

1. Procedimiento para la obtención de una dispersión acuosa de polímeros por medio de una polimerización de, al menos, un compuesto olefínicamente insaturado en un medio acuoso en presencia de, al menos, un agente dispersante, caracterizado porque la polimerización se lleva a cabo en presencia de un catalizador sólido para la polimerización, empleándose como catalizador sólido para la polimerización un material de soporte impregnado y/o tratado con un catalizador homogéneo para la polimerización y empleándose como catalizador homogéneo para la polimerización un complejo metálico que contiene como centro metálico un metal del grupo VIIIB, IB o IIB del Sistema Periódico.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se lleva a cabo la polimerización de, al menos, un compuesto olefínicamente insaturado, en presencia de monóxido de carbono.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el medio acuoso contiene una proporción ≤ 10 % en peso de un disolvente orgánico aportado.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el catalizador sólido para la polimerización se separa de la dispersión acuosa de polímeros formada por medio de una filtración o de una centrifugación.

5. Procedimiento para la obtención de una dispersión acuosa de polímeros por medio de una polimerización de, al menos, un compuesto olefínicamente insaturado en un medio acuoso en presencia de, al menos, un agente dispersante, caracterizado porque la polimerización se lleva a cabo en presencia de un catalizador sólido para la polimerización, que ha sido separado a partir de una dispersión acuosa de polímeros de conformidad con la reivindicación 4.

6. Dispersión acuosa de polímeros, que puede ser obtenida de conformidad con un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Empleo de la dispersión acuosa de polímeros según la reivindicación 6 como agente aglutinante en pegamentos, en masas de sellado, en revoques de material sintético, en masas para el estucado de papel y en pinturas.