Dispersiones de poliuretano basadas en 2,2''-MDI.

Dispersiones de poliuretano (PUR) acuosas que contienen una mezcla A) de dos o varios poliisocianatos An+1)como componentes estructurales,

de los cuales un poliisocianato A1) es difenilmetano-2,2'-diisocianato, con lacondición de que en esta mezcla esté presente del 25 al 80% en peso de difenilmetano-2,2'-diisocianato A1).

Dispersiones de poliuretano basadas en 2, 2'-MDI

La invención se refiere a dispersiones de poliuretano acuosas que como componente estructural contienen difenilmetano-2, 2'-diisocianato, a un procedimiento para su preparación y a uso como agente de recubrimiento.

Los poliuretanos son polímeros especialmente valiosos y muy universales que cumplen requisitos especialmente altos de capacidad de carga mecánica como, por ejemplo, baja abrasión. El uso de poliuretanos basados en poliisocianatos aromáticos es especialmente ventajoso en el sector del recubrimiento de superficies fuertemente solicitadas mecánicamente. No obstante, la preparación de dispersiones de poliuretano (PUR) acuosas sólo es posible con un alto gasto en aparatos debido a la alta reactividad de los grupos isocianato aromáticamente unidos con el agua. Las dispersiones de PUR acuosas que contienen como componente estructural isocianatos aromáticos muestran además sólo una estabilidad limitada durante el almacenamiento.

En el documento EP 0 220 000 A2 se dan a conocer dispersiones estables que se preparan con el uso proporcional de 2, 4'-difenilmetanodiisocianato para la preparación de prepolímeros con isocianatos aromáticos terminales y a continuación se dispersan. Los productos preparados a partir de estas dispersiones también presentan, además de una resistencia mejorada a disolventes y al agua, propiedades físicas mejoradas en comparación con los toluilendiisocianatos puros. No obstante, las dispersiones allí descritas muestran una estabilidad insuficiente durante el almacenamiento, lo que se muestra en la formación de coágulos en la dispersión.

El documento EP 0 373 671 A2 describe dispersiones de poliuretano acuosas que se sintetizan a partir de mezclas de isocianatos. Como mezcla de isocianatos se consideran aquellas que están constituidas completamente por poliisocianatos aromáticos o por un poliisocianato aromático y al menos un poliisocianato alifático. Como diisocianato aromático se menciona, entre otros, difenilmetano-4, 4'-diisocianato. Los productos allí dados a conocer presentan un alto tamaño de partícula, lo que conduce a una formación de coágulos no deseada y, por tanto, a una estabilidad durante el almacenamiento insuficiente.

Al igual que antes existe la necesidad de dispersiones de poliuretano acuosas que den recubrimientos con suficiente elasticidad y al mismo tiempo buen comportamiento de abrasión. Tales dispersiones serán especialmente estables durante el almacenamiento, es decir, sin formación de coágulos.

El objetivo previamente mencionado se alcanzó según la invención mediante una dispersión de poliuretano (PUR) acuosa que contiene una mezcla A) de dos o de varios poliisocianatos An + 1) como componentes estructurales, de los cuales un poliisocianato A1) es difenil-2, 2'-diisocianato, con la condición de que en esta mezcla esté presente del 25 al 80% en peso de difenil-2, 2'-diisocianato A1) .

Las dispersiones de poliuretano acuosas según la invención contienen, además del componente estructural A) , como otros componentes estructurales:

B) uno o varios polioles con pesos molares promedio en número de 500 a 6000 g/mol,

C) uno o varios compuestos reactivos con isocianato, iónicos o potencialmente iónicos, así como D) uno o varios compuestos de bajo peso molecular del peso molar 62 a 499 g/mol que en suma disponen de dos o más grupos hidroxilo y/o amino.

Las dispersiones de poliuretano acuosas según la invención contienen preferiblemente, además del componente estructural A) , como otros componentes estructurales:

B) uno o varios polioles con pesos molares promedio en número de 500 a 6000 g/mol,

C) uno o varios compuestos reactivos con isocianato, iónicos o potencialmente iónicos, así como D) uno o varios compuestos de bajo peso molecular del peso molar 62 a 499 g/mol que en suma disponen de dos o más grupos hidroxilo y/o amino y

F) emulsionantes hidrófilos.

Dado el caso, las dispersiones de poliuretano según la invención pueden contener monoalcoholes y/o monoaminas E) .

La dispersión de poliuretano según la invención contiene como componentes estructurales 5 al 60% en peso, preferiblemente 15 al 57% en peso y con especial preferencia 25 al 55% en peso de componentes An+1) , 15 al 70% en peso, preferiblemente 20 al 65% en peso y con especial preferencia 25 al 60% en peso de componente B) ,

0, 5 al 15% en peso, preferiblemente 2 al 14% en peso y con especial preferencia 3 al 12% en peso de componente C) , 0, 5 al 20% en peso, preferiblemente 2 al 18% en peso y con especial preferencia 4 al 15% en peso de componente D) , así como 0 al 5% en peso, preferiblemente 0 al 4% en peso y con especial preferencia 0 al 2% en peso de componente E) y 0 al 8% en peso, con especial preferencia 0 al 6% en peso y con especial preferencia 0 al 5% en peso de componente F) , refiriéndose los datos en peso al peso del sólido de resina y sumando el 100% en peso.

La dispersión de poliuretano según la invención contiene preferiblemente como componentes estructurales 5 al 60% en peso, preferiblemente 15 al 57% en peso y con especial preferencia 25 al 55% en peso de componentes An+1) , 15 al 70% en peso, preferiblemente 20 al 65% en peso y con especial preferencia 25 al 60% en peso de componente B) , 0, 5 al 15% en peso, preferiblemente 2 al 14% en peso y con especial preferencia 3 al 12% en peso de componente C) , 0, 5 al 20% en peso, preferiblemente 2 al 18% en peso y con especial preferencia 4 al 15% en peso de componente D) , así como 0 al 5% en peso, preferiblemente 0 al 4% en peso y con especial preferencia 0 al 2% en peso de componente E) y 0, 1 al 8% en peso, con especial preferencia 0, 5 al 6% en peso y con especial preferencia 1, 0 al 5% en peso de componente F) , refiriéndose los datos en peso al peso del sólido de resina y sumando el 100% en peso.

Como componentes An+1) son adecuados, además de difenilmetano-2, 2'-diisocianato A1) , los poliisocianatos normalmente utilizados en la química de los poliuretanos. Se prefieren diisocianatos de fórmula R1 (NCO) 2 en la que R1 representa un resto de hidrocarburo alifático con 4 a 12 átomos de carbono, un resto de hidrocarburo cicloalifático con 6 a 15 átomos de carbono, un resto de hidrocarburo aromático con 6 a 15 átomos de carbono o un resto de hidrocarburo aralifático con 7 a 15 átomos de carbono. Ejemplos de diisocianatos de este tipo son tetrametilendiisocianato, hexametilendiisocianato, 1-isocianato-3, 3, 5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (isoforondiisocianato) , 4, 4'-diisocianato-diciclohexilmetano, 1, 3-fenilendiisocianato, 3, 3'-dimetil-4, 4'bifenilendiisocianato, 3, 3'-dicloro-4, 4'-bifenilendiisocianato, 3, 3'-dimetoxi-4, 4'-bifenilendiisocianato, 1, 5naftilendiisocianato, 4, 4'-diisocianatodifenilmetano, 2, 4'-diisocianatodifenilmetano, 2, 4-diisocianatotolueno, 2, 6diisocianatotolueno o !, !, !, '!', -tetra-metil-m-o p-xililendiisocianato, así como mezclas de los diisocianatos mencionados. Poliisocianatos An+1) preferidos que se utilizan junto con difenilmetano-2, 2'-diisocianato A1) son o (4, 4'-diisocianatodifenilmetano y/o 2, 4'-diisocianatodifenilmetano y/o 2, 4-diisocianatotolueno y/o 2, 6diisocianatotolueno) , así como (4, 4'-diisocianatodifenilmetano y/o 2, 4'-diisocianatodifenilmetano y 2, 4diisocianatotolueno y/o 2, 6-diisocianatotolueno) . Como componentes An+1) se utilizan mezclas de (4, 4'diisocianatodifenilmetano o 2, 4'-diisocianatodifenilmetano) y (2, 4-diisocianatotolueno y/o 2, 6-diisocianatotolueno) isoméricos, preferiblemente especialmente en combinación con 2, 2'-diisocianatodifenilmetano como componente A1) . Se prefiere muy especialmente una mezcla de 2, 2'-diisocianatodifenilmetano y 2, 4'-diisocianatodifenilmetano y 2, 4-diisocianatotolueno.

También es posible, por ejemplo, utilizar isocianatos trifuncionales y/o de mayor funcionalidad An+1) para así garantizar un cierto grado de ramificación o de reticulación del poliuretano. Los isocianatos de este tipo se obtienen, por ejemplo, haciendo reaccionar entre sí isocianatos difuncionales de forma que una parte de los grupos isocianato se derivaticen en grupos isocianurato, biuret, alofanato, uretdiona o carbodiimida. También son adecuados aquellos poliisocianatos hidrofilizados mediante grupos no iónicos como normalmente se utilizan como reticulantes en barnices de PU de 2C acuosos. Los poliisocianatos de este tipo pueden presentar altas funcionalidades, por ejemplo, de más de 3. Como isocianatos de mayor funcionalidad también pueden usarse proporcionalmente homólogos superiores de diisocianatodifenilmetano como se obtienen de forma en sí conocida mediante fosgenación de condensados de anilina/formaldehído.

Como An+1) también son adecuados aquellos... [Seguir leyendo]

1. Dispersiones de poliuretano (PUR) acuosas que contienen una mezcla A) de dos o varios poliisocianatos An+1) como componentes estructurales, de los cuales un poliisocianato A1) es difenilmetano-2, 2'-diisocianato, con la condición de que en esta mezcla esté presente del 25 al 80% en peso de difenilmetano-2, 2'-diisocianato A1) .

2. Dispersiones de poliuretano (PUR) acuosas según la reivindicación 1, caracterizadas porque, además del componente estructural A) , el poliuretano contiene como otros componentes estructurales:

B) uno o varios polioles con pesos molares promedio en número de 500 a 6000 g/mol,

C) uno o varios compuestos reactivos con isocianatos, iónicos o potencialmente iónicos, así como D) uno o varios compuestos de bajo peso molecular del peso molar 62 a 499 g/mol que en suma disponen 10 de dos o más grupos hidroxilo y/o amino.

3. Dispersiones de poliuretano (PUR) acuosas según la reivindicación 2, caracterizadas porque éstas contienen emulsionantes hidrófilos F) como componente estructural.

4. Procedimiento para la preparación de las dispersiones de poliuretano (PUR) acuosas según la reivindicación 2, caracterizado porque los componentes B) , C) , así como D) , se hacen reaccionar por separado y en orden 15 discrecional o como mezcla con los componentes A1) y An+1) previamente dispuestos dando un prepolímero con funcionalidad isocianato, a continuación el agua mezclada con la amina de neutralización se añade al prepolímero o el prepolímero a la carga inicial acuosa y el prepolímero se transfiere a la fase acuosa.

5. Agente de recubrimiento físicamente secante que contiene dispersiones de poliuretano (PUR) según la reivindicación 1.

6. Agente de recubrimiento de dos componentes (2C) acuso que contiene dispersiones de poliuretano (PUR) según la reivindicación 1 y un reticulante.

7. Uso de las dispersiones de poliuretano (PUR) según la reivindicación para la preparación de barnices transparentes, recubrimientos pigmentados o no pigmentados.