Composición de resina aminoplástica.

Una composición de resina, sin formaldehído, que comprende el producto de reacción de:

a) melamina,

b) al menos un aldehído de fórmula (1),

R-CHO (1)

en la cual R es un grupo dialcoximetilo, un grupo 1,3-dioxolan-2-ilo sustituido opcionalmente en elvértice 4 y/o 5 con uno o más grupos alquilo o un grupo 1,3-dioxan-2-ilo sustituido opcionalmente enlos vértices 4, 5 y/o 6 con uno o más grupos alquilo,

c) un agente de reticulación, en donde el agente de reticulación es ácido glioxílico y

d) al menos un poliol seleccionado del grupo constituido por dietilenglicol, dipropilenglicol, glicerina tripropoxilada,poli(alcohol vinílico), dextrosa, maltosa, maltodextrinas, glucosa y mixturas de los mismos.

Composición de resina aminoplástica.

La presente descripción está dirigida generalmente a resinas y, en particular, a resinas aminoplásticas y su uso como ligantes.

Entre otras resinas aminoplásticas, las resinas melamina-formaldehído encuentran una amplia aplicación industrial. Debido a sus características de resistencia a la tracción y repelencia al agua, su uso está indicado como ligantes para materiales celulósicos, fibra de vidrio, y materiales polímeros así como mezclas compuestas de los mismos. Se desean resinas sin formaldehído utilizadas para sustitución de resinas fenólicas o aminoplásticas debido a problemas de regulación y sanitarios. En respuesta, la industria ha procurado ofrecer resinas aminoplásticas que igualen los beneficios funcionales de las resinas que contienen formaldehído.

WO 96/17879 describe una composición de resina útil como ligante que comprende el producto de reacción de un derivado amínico seleccionado de melamina, glicolurilo o sus mixturas con un dialcoxietanal C1 a C8, después de lo cual el producto de reacción se mezcla y se hace reaccionar preferiblemente con un poliol.

Existe una necesidad continuada de composiciones termoendurecibles sin formaldehído que se comporten en muchas aplicaciones como la resinas melamina-formaldehído y exhiban por ejemplo, resistencia a la tracción comparada a las resinas convencionales.

Sumario de la invención

De acuerdo con un aspecto, la invención abarca una composición de resina sin formaldehído que comprende el producto de reacción de: a) melamina, b) al menos un aldehído de fórmula (1) ,

R-CHO (1) en la cual R representa un grupo dialcoximetilo, un grupo 1, 3-dioxolan-2-ilo, sustituido opcionalmente en el vértice 4 y/o 5 con uno o más grupos alquilo o un grupo 1, 3-dioxan-2-ilo sustituido opcionalmente en los vértices 4, 5 y/o 6 con uno o más grupos alquilo,

c) un agente de reticulación, en donde el agente de reticulación es ácido glioxílico, y

d) al menos un poliol que tiene 2 o más de 2 grupos hidroxilo y seleccionado del grupo constituido por dietilenglicol, dipropilenglicol, glicerina tripropoxilada, poli (alcohol vinílico) , dextrosa, maltosa, maltodextrinas, glucosa y mixturas de los mismos.

De acuerdo con otro aspecto, la presente invención abarca un ligante que comprende la composición de resina arriba mencionada.

En otro aspecto adicional, la presente invención abarca a la vez un método para tratar un sustrato con un ligante descrito en esta memoria y un sustrato tratado así formado.

En algunos casos, las composiciones de resina de la presente invención pueden proporcionar resistencia a la tracción, rigidez y/o repelencia al agua incrementadas a los sustratos a los que se aplican, indicando con ello su posible potencial como ligantes para diversos materiales.

Estos y otros aspectos de la invención resultarán evidentes después de la revisión de la memoria descriptiva que sigue en asociación con los ejemplos.

Descripción detallada

En un aspecto, la presente invención está dirigida a una composición de resina, sin formaldehído, que comprende el producto de reacción de: a) melamina, b) al menos un aldehído de fórmula (1) ,

R-CHO (1) en la cual R representa un grupo dialcoximetilo, un grupo 1, 3-dioxolan-2-ilo sustituido opcionalmente en el vértice 4 y/o 5 con uno o más grupos alquilo o un grupo 1, 3-dioxan-2-ilo sustituido opcionalmente en los vértices 4, 5 y/o 6 con uno o más grupos alquilo,

c) un agente de reticulación, en donde el agente de reticulación es ácido glioxílico, y

d) al menos un poliol que tiene 2 o más de 2 grupos hidroxilo y seleccionado del grupo constituido por dietilenglicol, dipropilenglicol, glicerina tripropoxilada, poli (alcohol vinílico) , dextrosa, maltosa, maltodextrinas, glucosa y mixturas de los mismos.

La expresión alcoxi representa, por ejemplo, un radical metoxi, etoxi, n-propoxi, 1-metiletoxi, n-butoxi o 2metilpropoxi. Como ejemplo, el alcoxi dentro del grupo dialcoximetilo es un radical metoxi.

La expresión alquilo representa, por ejemplo, un radical metilo, etilo, n-propilo, 1-metiletilo, n-butilo, y 2-metilpropilo.

El aldehído de fórmula (1) puede seleccionarse de dimetoxiacetaldehído, dietoxiacetaldehído, dibutoxiacetaldehído, formil-2-dioxolano-1, 3 o dimetil-5, 5-formil-2-dioxano-1, 3 , y mixturas de los mismos. Como ejemplo, el aldehído de fórmula (1) es dimetoxiacetaldehído.

Como poliol d) se utilizan dietilenglicol, dipropilenglicol, glicerina tripropoxilada, poli (alcohol vinílico) , dextrosa, maltosa, maltodextrinas, glucosa y sus mixturas. Como ejemplo, el poliol es dextrosa o una mixtura de D-glucosa, maltosa y maltodextrinas, es decir, jarabe de maíz.

En un aspecto, el producto de reacción comprende una ratio molar de 1 a 6 equivalentes molares de aldehído de fórmula (1) a melamina. En otro aspecto, el producto de reacción comprende una ratio molar de 2 a 4 equivalentes molares de aldehído de fórmula (1) a melamina. En un aspecto, el producto de reacción comprende una ratio molar de 0, 01 a 0, 5 equivalentes molares de ácido glioxílico a melamina. En otro aspecto, el producto de reacción comprende una ratio molar de 0, 05 a 0, 2 equivalentes molares de ácido glioxílico a melamina. En un aspecto adicional, el producto de reacción comprende una ratio molar de 0, 06 a 0, 1 equivalentes molares de ácido glioxílico a melamina. Adicionalmente, el producto de reacción, en un aspecto, comprende una ratio molar de 0, 05 a 0, 5 equivalentes molares de poliol a melamina. En otro aspecto, el producto de reacción comprende una ratio molar de 0, 1 a 0, 3 equivalentes morales de poliol a melamina.

De acuerdo con otro aspecto, la invención proporciona un proceso para la preparación de resinas de la invención, caracterizado por la condensación con agitación de melamina y de al menos un aldehído de fórmula (1) en solución acuosa, con un catalizador alcalino, a un pH básico entre 8 y 10 y a una temperatura entre 20 y 100ºC. Se añaden luego ácido glioxílico y al menos un poliol, mientras se opera con un pH entre 4, 5 y 6, a una temperatura entre 20 y 100ºC y durante un periodo de tiempo de 0, 5 a 12 horas.

Durante el primer paso, la melamina se hace reaccionar con al menos un aldehído de fórmula (1) en ratios molares melamina/aldehído de fórmula (1) de 1/1 a 1/6. En un aspecto, la ratio molar de melamina a aldehído es 1/2 a 1/4. La reacción se efectúa a un pH entre 8 y 10. En un aspecto, la reacción se efectúa a un pH entre 9 y 9, 5. La condensación se realiza a una temperatura entre 20 y 100ºC. En un aspecto, la condensación se realiza a una temperatura entre 40 y 60ºC. Catalizadores alcalinos ilustrativos para uso en el proceso incluyen hidróxido de sodio o de potasio. El periodo de tiempo depende de la temperatura y del pH y es, por ejemplo, aproximadamente 2 horas para una temperatura de 50-55ºC y un pH de 9-9, 5.

La melamina es un producto comercial, comercializado por ejemplo por la compañía DSM en forma de polvo.

Los aldehídos de fórmula (1) son productos comerciales o se pueden obtener fácilmente por ejemplo según el proceso descrito en la solicitud de patente EP-A-249530. Por ejemplo, un aldehído disponible comercialmente que se puede utilizar en el proceso de la presente invención es dimetoxiacetaldehído, comercializado en una solución acuosa al 60% y vendido bajo la marca comercial Highlink® DM por Clariant (Francia) .

Durante el segundo paso del proceso, en un aspecto, el precondensado obtenido previamente se hace reaccionar con ácido glioxílico y al menos un poliol en una ratio molar de melamina/ácido glioxílico de 1/0, 01 a 1/0, 5. En otro aspecto, la ratio molar de melamina/ácido glioxílico es 1/0, 05 a 1/0, 2. En otro aspecto adicional, la ratio molar de melamina/ácido glioxílico es 1/0, 06 a 1/0, 1. En otro aspecto adicional, la ratio molar de melamina/poliol es 1/0, 05 a 1/0, 5. En otro aspecto adicional, la ratio molar de melamina/poliol es 1/0, 1 a 1/0, 3. En un aspecto, el pH está comprendido entre 4, 5 y 6. En un aspecto adicional, el pH está comprendido entre 5 y 6. En otro aspecto, la reacción se efectúa a temperaturas comprendidas entre 20 y 100ºC. En otro aspecto adicional, la reacción se... [Seguir leyendo]

1. Una composición de resina, sin formaldehído, que comprende el producto de reacción de: a) melamina, b) al menos un aldehído de fórmula (1) ,

R-CHO (1) en la cual R es un grupo dialcoximetilo, un grupo 1, 3-dioxolan-2-ilo sustituido opcionalmente en el vértice 4 y/o 5 con uno o más grupos alquilo o un grupo 1, 3-dioxan-2-ilo sustituido opcionalmente en los vértices 4, 5 y/o 6 con uno o más grupos alquilo,

c) un agente de reticulación, en donde el agente de reticulación es ácido glioxílico y

d) al menos un poliol seleccionado del grupo constituido por dietilenglicol, dipropilenglicol, glicerina tripropoxilada, poli (alcohol vinílico) , dextrosa, maltosa, maltodextrinas, glucosa y mixturas de los mismos.

2. La composición de resina de la reivindicación 1, en donde el producto de reacción comprende una ratio molar de 1 a 6 equivalentes molares del al menos un aldehído de fórmula (1) a melamina, una ratio molar de 0, 01 a 0, 5 equivalentes molares de ácido glioxílico a melamina, y una ratio molar de 0, 05 a 0, 5 equivalentes molares del al menos un poliol a melamina.

3. La composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el producto de reacción comprende una ratio molar de 2 a 4 equivalentes molares del al menos un aldehído de fórmula (1) a melamina, una ratio molar de 0, 05 a 0, 20 equivalentes molares de ácido glioxílico a melamina y una ratio molar de 0, 05 a 0, 5 equivalentes molares del al menos un poliol a melamina.

4. La composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el producto de reacción comprende una ratio molar de 2 a 4 equivalentes molares del al menos un aldehído de fórmula (1) a melamina, una ratio molar de 0, 06 a 0, 1 equivalentes molares de ácido glioxílico a melamina y una ratio molar de 0, 1 a 0, 3 equivalentes molares del al menos un poliol a melamina.

5. La composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el al menos un aldehído de fórmula

(1) se selecciona del grupo constituido por dimetoxiacetaldehído, dietoxiacetaldehído, dibutoxiacetaldehído, formil-2dioxolano-1, 3 y dimetil-5, 5-formil-2-dioxano-1, 3 , y mixturas de los mismos.

6. La composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el al menos un aldehído de fórmula

(1) es dimetoxiacetaldehído.

7. La composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el al menos un poliol es dextrosa.

8. La composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el al menos un poliol es jarabe de maíz, que es una mixtura de D-glucosa, maltosa y maltodextrinas.

9. Un ligante que comprende una composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1.

10. El ligante de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende adicionalmente un catalizador.

11. El ligante de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el catalizador está presente entre 0, 1 y 15% en peso de la composición de resina.

12. El ligante de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el catalizador está presente entre 1 y 10% en peso de la composición de resina.

13. El ligante de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el catalizador se selecciona del grupo constituido por ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido p-toluenosulfónico, ácido metanosulfónico, sales de aluminio, cloruro de magnesio, sulfato de zirconio, cloruro de zinc y mixturas de los mismos.

14. El ligante de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el catalizador es cloruro de aluminio o hidroxicloruro de aluminio.

15. Un proceso para la preparación de una composición de resina, sin formaldehído, que comprende los pasos de condensar, bajo agitación, una melamina y al menos un aldehído de fórmula (1)

R-CHO (1)

en la cual R representa un grupo dialcoximetilo, un grupo 1, 3-dioxolan-2-ilo, sustituido opcionalmente en el vértice 4 y/o 5 con uno o más grupos alquilo o un grupo 1, 3-dioxan-2-ilo sustituido opcionalmente en sus vértices 4, 5 y/o 6 con uno o más grupos alquilo, en solución acuosa y en presencia de un catalizador alcalino, a un pH básico entre 8 y 10 y a una temperatura entre 20 y 100ºC para formar una mixtura de reacción y, añadir a la mixtura de reacción un agente de reticulación y al menos un poliol seleccionado del grupo constituido por dietilenglicol, dipropilenglicol, glicerina tripropoxilada, poli (alcohol vinílico) , dextrosa, maltosa, maltodextrinas, glucosa y mixturas de los mismos, en donde el agente de reticulación es ácido glioxílico, y en donde el paso de adición se conduce a un pH entre 4, 5 y 6, a una temperatura entre 20 y 100ºC y durante un periodo de tiempo de 0, 5 a 12 horas.

16. El proceso de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el catalizador alcalino se selecciona del grupo constituido por hidróxido de sodio e hidróxido de potasio.

17. Una composición de resina fabricada de acuerdo con el proceso de la reivindicación 15.

18. Un ligante que comprende la composición de resina de la reivindicación 17.

19. Un proceso para ligar un sustrato que comprende los pasos de aplicar la composición de resina de acuerdo con la reivindicación 1 a un sustrato y curar la composición de resina.

20. El proceso de acuerdo con la reivindicación 19, en donde el paso de curado comprende adicionalmente calentar la composición de resina.

21. Un sustrato fabricado de acuerdo con el proceso de la reivindicación 19.

22. El sustrato de acuerdo con la reivindicación 21, en donde el sustrato se selecciona del grupo constituido por materiales celulósicos, fibra de vidrio, materiales polímeros y mezclas compuestas de los mismos.

23. El sustrato de acuerdo con la reivindicación 21, en donde el sustrato se selecciona del grupo constituido por poliéster, nailon y sustratos celulósicos.

24. Un proceso para ligar un sustrato que comprende los pasos de aplicar la composición de resina de acuerdo con la reivindicación 17 a un sustrato y curar la composición de resina.

25. El proceso de acuerdo con la reivindicación 24, en donde el paso de curado comprende adicionalmente calentar la composición de resina.

26. Un sustrato fabricado de acuerdo con el proceso de la reivindicación 24.

27. El sustrato de acuerdo con la reivindicación 26, en donde el sustrato se selecciona del grupo constituido por materiales celulósicos, fibra de vidrio, materiales polímeros y mezclas compuestas de los mismos.

28. El sustrato de acuerdo con la reivindicación 26, en donde el sustrato se selecciona del grupo constituido por poliéster, nailon y sustratos celulósicos.