Espesantes, a base de una preparación acuosa de poliuretanos no iónicos,

dispersables en agua o solubles enagua, pudiendo producirse estos poliuretanos mediante la reacción de

(a) uno o varios polioles hidrófilos, que contienen por molécula al menos dos grupos OH y al menos dosgrupos funcionales, que se seleccionan de las funciones -O- (grupos éter) y -COO- (grupos éster),

ascendiendo el peso molecular de estos compuestos hidrófilos a al menos 300,

(b) uno o varios compuestos de fórmula (I)

en la que R significa un grupo C15H31-m (siendo m ≥ 0, 2, 4 ó 6), Y hidrógeno o un grupo metilo y n unnúmero en el intervalo de desde 0 hasta 10, y

(c) uno o varios isocianatos, al menos difuncionales,

caracterizado porque los compuestos a), b) y c) se hacen reaccionar entre sí en las razones deequivalentes OHa):OHb):NCOc) de 1:(1+x):2(1+y), con la condición de que sean válidas las siguientescondiciones:

* x es un número en el intervalo de desde 0,05 hasta 1,2,

* y es un número en el intervalo de (desde 0,2 hasta 1,05) x y

* una razón de equivalentes NCOc) >(OHa) + OHb)).

Espesantes a base de poliuretano.

Campo de la invención

La invención se refiere a espesantes a base de una preparación acuosa de poliuretanos no iónicos dispersables o solubles en agua de estructura especial.

Estado de la técnica

Las disoluciones o dispersiones de poliuretano en fase acuosa o mayoritariamente acuosa que puede diluirse con agua se denominan por el experto en la técnica espesantes HEUR (el acrónimo HEUR se deriva de “nonionic hydrophobically modified ethylene oxide urethane block copolymer”, copolímero de bloque de uretano-óxido de etileno modificado hidrofóbicamente no iónico) y se utiliza ya desde hace tiempo en los más diversos campos de aplicación para espesar pinturas de dispersión a base de agua.

Los espesantes de tipo HEUR ya descritos al final de los años 70 en el documento US-A-4.079.028 están constituidos por bloques de polietilenglicol lineales y/o ramificados y segmentos hidrófobos, que por regla general están enlazados entre sí a través de grupos uretano (en el caso de usar aminas en lugar de alcoholes resultan grupos urea) .

Como principio de acción para la acción espesante de los espesantes HEUR se asume que los segmentos de polietilenglicol garantizan la compatibilidad con el agua y los segmentos hidrófobos establecen a través de una asociación entre sí así como con partículas de aglutinante dispersadas de la pintura de dispersión que debe espesarse en la misma una interconexión molecular tridimensional que proporciona viscosidad.

Subunidades hidrófobas preferidas en espesantes HEUR habituales en el mercado son alcoholes de cadena larga, por regla general monofuncionales, tales como por ejemplo n-octanol, n-dodecanol, alcohol iso-tridecílico, isononilfenol o éster metílico del ácido ricinoleico. Estos alcoholes se utilizan mayoritariamente como tales, pero también en forma de sus productos de adición con unos pocos equivalentes de óxido de etileno. Las subunidades de isocianato polifuncionales usadas mayoritariamente en espesantes HEUR habituales en el mercado son por regla general difuncionales. Por ejemplo se utilizan diisocianato de metilenbis- (4-ciclohexilo) , diisocianato de m/ptetrametilenxilileno, diisocianato de hexametileno, 2, 4-diisocianato de toluileno, diisocianato de trimetilhexametileno o 4/2, 4’-diisocianato de difenilmetano. Las subunidades de polietilenglicol usadas en espesantes HEUR habituales en el mercado también son por regla general difuncionales y presentan pesos moleculares en el intervalo de algunos miles de Dalton, por ejemplo 4500 o 10000 Dalton.

Las razones de utilización de las subunidades individuales de espesantes HEUR (ya sean polietilenglicoles ramificados o no ramificados, alcoholes hidrófobos mono-o polifuncionales, alcoholes hidrófobos mono-o polifuncionales etoxilados previamente, alcoholes de cadena corta di-o polifuncionales utilizados para alargar la cadena) se seleccionan por regla general de tal manera, que cada uno dispone todavía a través de un extremo de segmento de etilenglicol reactivo con grupos hidroxilo en cada caso de un alcohol hidrófobo.

Las subunidades de síntesis terminadas en hidroxilo de espesantes HEUR se unen entre sí mediante la reacción con isocianatos di-o polifuncionales, seleccionándose las razones de equivalentes de los grupos isocianato así como “H-ácido” (por regla general grupos OH; pero también son posibles grupos NH2) que deben someterse a una reacción de adición, de tal manera que a cada equivalente de grupo “H-ácido”, es decir por regla general por cada grupo OH hay al menos ligeramente menos de un equivalente de grupos isocianato. Dicho de otro modo: la razón de equivalentes OH:NCO se ajusta por regla general a un valor de al menos 1:1, pretendiéndose de manera ideal 1:1 o hay un 5-10% más de grupos OH en comparación con los grupos NCO (lo que corresponde a una razón de equivalentes de OH:NCO en el intervalo de desde 1, 05:1 hasta 1, 1:1) , para garantizar que el producto final (el espesante HEUR) no contenga ningún grupo NCO libre, que no son deseados, por un lado por motivos toxicológicos, por otro lado porque en el caso de una utilización posterior en formulaciones que deben espesarse pueden experimentar reacciones secundaria no deseadas con componentes de la formulación. Este principio básico, que concretamente en la producción de espesantes HEUR haya de manera aproximada ligeramente un 5-10% más de grupos OH de las subunidades de polietilenglicol y alcohol hidrófobo en comparación con los grupos NCO de las subunidades de isocianato, también forma ya parte de la enseñanza del documento US-A-4.079.028 mencionado anteriormente (véase en el mismo la columna 3, líneas 17 y siguientes) .

El documento WO-A-2006/002813 describe espesantes, a base de una preparación acuosa de poliuretanos no iónicos, dispersables en agua o solubles en agua, pudiendo producirse estos poliuretanos mediante la reacción de

(a) uno o varios polioles hidrófilos (a) , que contienen por molécula al menos dos grupos OH y al menos dos grupos funcionales, que se seleccionan de las funciones -O- (grupos éter) y -COO- (grupos éster) , ascendiendo el peso molecular de estos compuestos hidrófilos a al menos 300, (b) uno o varios compuestos hidrófobos con al menos un átomo de hidrógeno con actividad Zerewitinoff por molécula, encontrándose el peso molecular de estos compuestos hidrófobos en el intervalo de desde 100 hasta 500 y estando contenida por molécula de estos compuestos hidrófobos al menos una cadena de alquilo lineal o ramificada, saturada o insaturada con al menos cinco átomos de C sucesivos, que no está enlazada con heteroátomos, y (c) uno o varios isocianatos, al menos difuncionales, haciéndose reaccionar los compuestos a) , b) y c) entre sí en las razones de equivalentes OHa) :ZHb) :NCOc) de 1: (1+x) :2 (1+y) , con la condición de que sean válidas las siguientes condiciones: x es un número en el intervalo de desde 0, 05 hasta 1, 2 e y es un número en el intervalo de (desde 0, 2 hasta 1, 05) x.

Descripción de la invención

El objetivo de la invención es proporcionar espesantes a base de poliuretano, con los que con respecto a los espesantes de poliuretano del estado de la técnica con una viscosidad intrínseca comparativamente reducida de los espesantes, en su forma de preparación con la misma cantidad se consigue una viscosidad aumentada del producto espesado. Además los espesantes deben poder producirse en caso de que se desee sin el uso de disolventes

orgánicos volátiles. En particular, los espesantes en su forma de preparación con la misma cantidad, en el intervalo de tasas de cizalladura reducida (intervalo de cizalladura baja :10 S-1) deben presentar una acción de espesamiento mejorada con al mismo tiempo una viscosidad de reducida a moderada en el intervalo de cizalladura de media a alta, con lo que como efecto técnico deseado es posible una mejor capacidad de extensión con una fuerza empleada reducida.

El objeto de la presente invención son espesantes, a base de una preparación acuosa de poliuretanos no iónicos, dispersables en agua o solubles en agua, pudiendo producirse estos poliuretanos mediante la reacción de

(a) uno o varios polioles hidrófilos (a) , que contienen por molécula al menos dos grupos OH y al menos dos grupos funcionales, que se seleccionan de las funciones -O- (grupos éter) y -COO- (grupos éster) , ascendiendo el peso molecular de estos compuestos hidrófilos a al menos 300,

(b) uno o varios compuestos de fórmula (I)

en la que R significa un grupo C15H31-m (siendo m = 0, 2, 4 ó 6) , Y hidrógeno o un grupo metilo y n un número en el intervalo de desde 0 hasta 10, y

(c) uno o varios isocianatos, al menos difuncionales,

caracterizado porque los compuestos a) , b) y c) se hacen reaccionar entre sí en las razones de equivalentes OHa) :OHb) :NCOc) de 1: (1+x) :2 (1+y) , con la condición de que sean válidas las siguientes condiciones:

• x es un número en el intervalo de desde 0, 05 hasta 1, 2,

• y es un número en el intervalo de (desde 0, 2 hasta 1, 05) x y

• una razón de equivalentes NCOc) > (OHa) + OHb) ) .

La acción de espesamiento de los espesantes según la invención es considerablemente mejor que la acción de espesamiento de los compuestos dados a conocer en el... [Seguir leyendo]

1. Espesantes, a base de una preparación acuosa de poliuretanos no iónicos, dispersables en agua o solubles en agua, pudiendo producirse estos poliuretanos mediante la reacción de

(a) uno o varios polioles hidrófilos, que contienen por molécula al menos dos grupos OH y al menos dos grupos funcionales, que se seleccionan de las funciones -O- (grupos éter) y -COO- (grupos éster) , ascendiendo el peso molecular de estos compuestos hidrófilos a al menos 300,

(b) uno o varios compuestos de fórmula (I)

en la que R significa un grupo C15H31-m (siendo m = 0, 2, 4 ó 6) , Y hidrógeno o un grupo metilo y n un 10 número en el intervalo de desde 0 hasta 10, y

(c) uno o varios isocianatos, al menos difuncionales,

caracterizado porque los compuestos a) , b) y c) se hacen reaccionar entre sí en las razones de equivalentes OHa) :OHb) :NCOc) de 1: (1+x) :2 (1+y) , con la condición de que sean válidas las siguientes condiciones:

• x es un número en el intervalo de desde 0, 05 hasta 1, 2,

• y es un número en el intervalo de (desde 0, 2 hasta 1, 05) x y

• una razón de equivalentes NCOc) > (OHa) + OHb) ) .

2. Espesantes según la reivindicación 1, en los que el componente (a) se selecciona del grupo de los polietilenglicoles con un peso molecular en el intervalo de desde 2.000 hasta 20.000.

20 3. Espesantes según la reivindicación 1 ó 2, en los que el componente (b) se selecciona del grupo de los compuestos (I) , en los que R significa un grupo C15H31-m (siendo m = 0, 2, 4 ó 6) , Y hidrógeno o un grupo metilo y n un número en el intervalo de desde 0 hasta 10.

4. Espesantes según una de las reivindicaciones 1 a 3, en los que el componente (c) se selecciona del grupo diisocianato de isoforona y diisocianato de tetrametilxilol.

25 5. Concentrados de espesantes que contienen

(A) agua,

(B) poliuretanos no iónicos, dispersables en agua o solubles en agua según una de las reivindicaciones 1 a 4y

(C) dado el caso uno o varios disolventes orgánicos y/o tensioactivos no iónicos del tipo de los compuestos 30 de adición de óxido de etileno y/o propileno a alcoholes con 8-18 átomos de C.

6. Uso de los espesantes según las reivindicaciones 1 a 4 para espesar pinturas de dispersión.

7. Uso de los espesantes según las reivindicaciones 1 a 4 para espesar dispersiones acuosas.

8. Uso según la reivindicación 7, tratándose en el caso de las dispersiones acuosas de preparaciones cosméticas.