Dispersiones acuosas de poliuretano, obtenibles con ayuda de sales de cesio.

Dispersiones acuosas que contienen un poliuretano construido de

a) Diisocianatos,

b) Dioles, de los cuales

b1) 10 a 100 % molar, referido a la cantidad total de los dioles (b), exhibe un peso molecular de 500 a 5000, y

b2) 0 a 90 % molar, referido a la cantidad total de los dioles (b), exhibe un peso molecular de 60 a 500 g/mol,

c) monómeros diferentes de los monómeros (a) y (b) con por lo menos un grupo isocianato o por lo menos un grupo reactivo frente a los isocianatos, el cual porta además por lo menos un grupo hidrófilo o grupo potencialmente hidrófilo, mediante el cual se genera la capacidad para dispersarse en agua de los poliuretanos,

d) dado el caso otro compuesto polivalente diferente de los monómeros (a) a (c) con grupos reactivos, los cuales son grupos hidroxilo alcohólicos, grupos amino primarios o secundarios o grupos isocianato y

e) dado el caso, compuestos monovalentes diferentes de los monómeros (a) a (d) con un grupo reactivo, el cual es un grupo hidroxilo alcohólico, un grupo amino primario o secundario o un grupo isocianato,

obtenible mediante reacción de los monómeros a), b), c) así como dado el caso d), y e) en presencia de una sal de cesio.

Dispersiones acuosas de poliuretano, obtenibles con ayuda de sales de cesio La presente invención se refiere a dispersiones acuosas, que contienen un poliuretano, construido de a) Diisocianatos, b) Dioles, de los cuales b1) 10 a 100 % molar, referido a la cantidad total de los dioles (b) , exhibe un peso molecular de 500 a 5000, y b2) 0 a 90 % molar, referido a la cantidad total de los dioles (b) , exhibe un peso molecular de 60 a 500 g/mol, c) monómeros diferentes de los monómeros (a) y (b) con por lo menos un grupo isocianato o por lo menos un grupo reactivo hacia los isocianatos, el cual porta además por lo menos un grupo hidrófilo o grupo potencialmente hidrófilo, mediante la cual se genera la capacidad para dispersarse en agua de los poliuretanos, d) dado el caso otro compuesto polivalente diferente de los monómeros (a) a (c) con grupos reactivos, los cuales son grupos hidroxilo alcohólicos, grupos amino primarios o secundarios o grupos isocianato e) dado el caso, compuestos monovalentes diferentes de los monómeros (a) a (d) con un grupo reactivo, el cual es un grupo hidroxilo alcohólico, un grupo amino primario o secundario o un grupo isocianato,

obtenible mediante reacción de los monómeros a) , b) , c) así como dado el caso d) , y e) en presencia de una sal de cesio.

Además, la invención se refiere al método para revestimiento, adherencia e impregnado de objetos de diferentes materiales con estas dispersiones, los objetos revestidos, adheridos e impregnados con estas dispersiones, así como el empleo de las dispersiones acordes con la invención, como materiales de revestimiento estables a la hidrólisis.

Desde hace tiempo se conoce el empleo de dispersiones acuosas que contienen poliuretanos (abreviado: dispersiones PUR) para el revestimiento de sustratos como textiles o cuero (EP-A 595149) .

En la producción de dispersiones acuosas de poliuretano (en lo que sigue mencionadas también como dispersiones PUR) se ejecuta la reacción de adición, es decir la transformación mutua de los monómeros individuales, frecuentemente mediante el uso de catalizadores. Para esto se han probado bien, en particular compuestos orgánicos de estaño como por ejemplo dilaurato de dibutilestaño (DE-A 19959653) . Sin embargo, se sabe que tales compuestos orgánicos de estaño exhiben entre otros una elevada toxicidad y que, debido a su baja capacidad para degradarse, se acumulan de manera indeseada en el medioambiente. Concretamente, los diorganilcompuestos de estaño son menos peligrosos en los denominados triorganilcompuestos de estaño, aunque los preparados de diorganilcompuestos de estaño que se pueden comprar contienen, debido a la producción especial, siempre cierta fracción de triorganilcompuestos de estaño.

La DE-A 19917897 describe un método para la producción de espumas de poliuretano a partir de polieteroles especiales empleando catalizadores de sales metálicas. Ella nombra sales que consisten en metales de los grupos principales primero y segundo así como una multiplicidad de aniones. De modo particularmente preferido, se emplean las sales de potasio. A partir de este escrito de divulgación, no se sabe emplear tales catalizadores para la producción de dispersiones de poliuretano.

Además, a partir de la antigua inscripción DE-A 10133789 se sabe producir dispersiones de modo que se lleva a cabo la reacción de adición también sin empleo de un catalizador. Sin embargo, para esto tienen que aceptarse, entre otros, largos tiempos así como, dado el caso, elevadas temperaturas de reacción.

De allí que la presente invención basó su objetivo en solucionar las desventajas ilustradas y desarrollar dispersiones PUR mejoradas, que sean obtenidas empleando catalizadores no tóxicos, donde los catalizadores empleados deberían catalizar ampliamente sólo la formación del uretano. Además, en la producción de las dispersiones de poliuretano, los catalizadores empleados no deberían catalizar ninguna de las muchas otras reacciones de las cuales son capaces los grupos isocianato, como por ejemplo la formación de alofanatos, isocianuratos o carbodiimidas, puesto que esto conduciría sólo a indeseadas ramificaciones de la cadena de poliuretano.

En consecuencia, deberían encontrarse las dispersiones acuosas definidas al principio, así como un método para su producción. Además debería desarrollarse un método para la producción de revestimientos, adhesivos e impregnados. Además, la presente invención se extiende también a los objetos así revestidos, adheridos y revestidos y su empleo como revestimiento estable frente a la hidrólisis.

Las dispersiones acuosas acordes con la invención contienen poliuretanos, los cuales aparte de otros monómeros se derivan de diisocianatos a) , donde se emplean preferiblemente aquellos diisocianatos a) que son empleados comúnmente en la química de poliuretanos.

En particular, son de mencionar como monómeros (a) los diisocianatos X (NCO) 2, donde X representa un radical hidrocarburo alifático con 4 a 12 átomos de carbono, un radical hidrocarburo cicloalifático o aromático con 6 a 15 átomos de carbono o un radical hidrocarburo aralifático con 7 a 15 átomos de carbono. Son ejemplos de tales diisocianatos tetrametilendiisocianato, hexametilendiisocianato (HDI) , dodecametilendiisocianato, 1, 4diisocianatociclohexano, 1-isociano-3, 5, 5-trimetil-5-isocianometilciclohexano (IPDI) , 2, 2-bis- (4-isocianociclohexil) propano, trimetilhexandiisocianato, 1, 4-diisocianobenceno, 2, 4-diisocianotolueno, 2, 6-diisocianotolueno, 4, 4'diisociano-difenilmetano, 2, 4'-diisociano-difenilmetano, p-xililendiisocianato, tetrametilxililendiisocianato (TMXDI) , los isómeros de bis- (4-isocianociclohexil) metano (HMDI) como el isómero trans/trans, el cis/ cis y el cis/trans así como mezclas que consisten en estos compuestos.

Tales diisocianatos son obtenibles en el comercio.

Como mezclas de estos isocianatos son de particular importancia las mezclas de los respectivos isómeros estructurales de diisocianotolueno y diisociano-difenilmetano, en particular es adecuada la mezcla de 80 % molar de 2, 4-diisocianotolueno y 20 % molar de 2, 6-diisocianotolueno. Además son particularmente ventajosas las mezclas de isocianatos como 2, 4 diisocianotolueno y/o 2, 6-diisocianotolueno con isocianatos alifáticos o cicloalifáticos como hexametilendiisocianato o IPDI, donde la relación preferida de mezcla del isocianato alifático a aromático es de 4 : 1 a 1 : 4.

Para la construcción de los poliuretanos pueden emplearse como compuestos, además de los isocianatos antes mencionados, los que aparte de grupos isocianato libres portan otros grupos isocianato enmascarados, por ejemplo grupos uretdiona.

Respecto a la buena formación de película y elasticidad, como dioles (b) entran en consideración especialmente dioles de alto peso molecular (b1) , que tienen un peso molecular de aproximadamente 500 a 5000, preferiblemente de aproximadamente 1000 a 3000 g/mol.

Los dioles (b1) son en particular poliesterpolioles, que son conocidos por ejemplo que Ullmanns EncyklopÃdie der technischen Chemie, 4ª edición, volumen 19, p. 62 a 65. Se emplean preferiblemente poliesterpolioles, que son obtenidos mediante reacción de alcoholes divalentes con ácidos carboxílicos divalentes. En lugar de los ácidos policarboxílicos libres, para la producción de los poliesterpolioles pueden emplearse también los correspondientes anhídridos de ácido policarboxílicos o los correspondientes ésteres de ácidos policarboxílicos con alcoholes pequeños o sus mezclas. Los ácidos policarboxílicos pueden ser alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos, aromáticos o heterocíclicos y dado el caso pueden estar sustituidos por átomos de halógeno y/o ser insaturados. Para ello, se mencionan como ejemplo: ácido subérico, ácido azelaico, ácido ftálico, ácido isoftálico, anhídrido ftálico, anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico, anhídrido tetracloroftálico, anhídrido endometilentetrahidroftálico, anhídrido glutárico, ácido maleico, anhídrido maleico, ácido fumárico, ácidos grasos diméricos. Se prefieren los ácidos dicarboxílicos de la fórmula general HOOC- (CH2) y-COOH, donde y es un número de 1 a 20, preferiblemente un número par de 2 a 20, por ejemplo ácido succínico, ácido adípico, ácido sebácico y ácido dodecanodicarboxílico.

Como alcoholes polivalentes entran en consideración por ejemplo etilenglicol, propan-1, 2-diol, propan-1, 3-diol, butan-1, 3-diol, buten-1, 4-diol, butin-1, 4-diol, pentan-1, 5-diol, neopentilglicol, bis-... [Seguir leyendo]

1. Dispersiones acuosas que contienen un poliuretano construido de a) Diisocianatos, b) Dioles, de los cuales b1) 10 a 100 % molar, referido a la cantidad total de los dioles (b) , exhibe un peso molecular de 500 a 5000, y b2) 0 a 90 % molar, referido a la cantidad total de los dioles (b) , exhibe un peso molecular de 60 a 500 g/mol, c) monómeros diferentes de los monómeros (a) y (b) con por lo menos un grupo isocianato o por lo menos un grupo reactivo frente a los isocianatos, el cual porta además por lo menos un grupo hidrófilo o grupo potencialmente hidrófilo, mediante el cual se genera la capacidad para dispersarse en agua de los poliuretanos, d) dado el caso otro compuesto polivalente diferente de los monómeros (a) a (c) con grupos reactivos, los cuales son grupos hidroxilo alcohólicos, grupos amino primarios o secundarios o grupos isocianato y e) dado el caso, compuestos monovalentes diferentes de los monómeros (a) a (d) con un grupo reactivo, el cual es un grupo hidroxilo alcohólico, un grupo amino primario o secundario o un grupo isocianato,

obtenible mediante reacción de los monómeros a) , b) , c) así como dado el caso d) , y e) en presencia de una sal de cesio.

2. Dispersiones acuosas según la reivindicación 1, donde como diisocianatos (a) se emplean 1-isociano-3, 5, 5trimetil-5-isocianometilciclohexano (IPDI) , tetrametilxililendiisocianato (TMXDI) , hexametilendiisocianato (HDI) así como bis- (4-isocianociclohexil) metano (HMDI) .

3. Dispersiones acuosas según las reivindicaciones 1 o 2, donde los dioles (b1) son poliesterdioles, obtenidos mediante reacción de alcoholes divalentes con ácidos carboxílicos divalentes o mediante adición de moléculas iniciadoras difuncionales adecuadas a lactonas, o son polieterdioles o mezclas de ellos.

4. Dispersiones acuosas según las reivindicaciones 1 a 3, donde como dioles (b2) se emplean dioles con 2 a 12 átomos de C.

5. Dispersiones acuosas según las reivindicaciones 1 a 4, donde como monómero (c) se emplean el ácido N- (2aminoetil) -2-aminoetanosulfónico o el ácido N- (2-aminoetil) -2-aminoetanocarboxílico así como sus correspondientes sales alcalinas.

6. Dispersiones acuosas según las reivindicaciones 1 a 5, donde la reacción de los monómeros a) , b) , c) así como dado el caso d) y e) , ocurre a temperaturas de 20 a 180º C y en tiempos medios de reacción de 1 a 20 horas.

7. Dispersiones acuosas según las reivindicaciones 1 a 6, donde la reacción de los monómeros a) , b) , c) así como dado el caso d) y e) ocurre en presencia de un carboxilato de cesio.

8. Método para la producción de dispersiones acuosas, que contienen un poliuretano construido de a) Diisocianatos, b) Dioles, de los cuales b1) 10 a 100 % molar, referido a la cantidad total de los dioles (b) , exhibe un peso molecular de 500 a 5000, y b2) 0 a 90 % molar, referido a la cantidad total de los dioles (b) , exhibe un peso molecular de 60 a 500 g/mol, c) monómeros diferentes de los monómeros (a) y (b) con por lo menos un grupo isocianato o por lo menos un grupo

reactivo frente a los isocianatos, el cual porta además por lo menos un grupo hidrófilo o grupo potencialmente hidrófilo, mediante lo cual se genera la capacidad para dispersarse en agua de los poliuretanos, d) dado el caso otro compuesto polivalente diferente de los monómeros (a) a (c) con grupos reactivos, los cuales son grupos hidroxilo alcohólicos, grupos amino primarios o secundarios o grupos isocianato y

e) dado el caso, compuestos monovalentes diferentes de los monómeros (a) a (d) con un grupo reactivo, el cual es un grupo hidroxilo alcohólico, un grupo amino primario o secundario o un grupo isocianato,

caracterizado porque la reacción de los monómeros a) , b) , c) así como dado el caso d) , y e) ocurre en presencia de una sal de cesio.

9. Método para revestimiento de objetos de metal, plástico, papel, textil, cuero o madera, caracterizado porque se aplica sobre estos objetos una dispersión acuosa según las reivindicaciones 1 a 7 en forma de una película y se seca la dispersión.

10. Método para la adhesión de objetos de metal, plástico, papel, textil, cuero o madera, caracterizado porque se aplica una dispersión acuosa sobre uno de estos objetos según las reivindicaciones 1 a 7 en forma de una película y 10 se adhiere con otro objeto antes o después de secado de la película.

11. Método para el impregnado de objetos de textil, cuero o papel, caracterizado porque se empapan estos objetos con la dispersión acuosa según las reivindicaciones 1 a 7 y se secan a continuación.

12. Objetos que son revestidos, adheridos o impregnados con la dispersión acuosa según las reivindicaciones 1 a 7.

13. Empleo de las dispersiones acuosas según las reivindicaciones 1 a 7 como revestimiento estable a la hidrólisis 15 para objetos de metal, plástico, papel, textil, cuero o madera.