Composición de látex polimérico basado en acetato de vinilo, especialmente para adhesivos.

Un composicion de latex polimerico basada en acetato de vinilo obtenida mediante polimerizacion en emulsion,

comprendiendo el polimero

(I) PVOH, y

(Ii) una mezcla de monomeros, comprendiendo dicha mezcla de monomeros

- acetato de vinilo, y

- un monomero de pre-entrecruzamiento seleccionado a partir de uno o mas compuestos polietilenicamenteinsaturados, en donde dicho monomero de pre-entrecruzamiento esta presente en una cantidad de0,0002% en peso a menos de 0,01% en peso basandose en el contenido total de monomero y cuyomonomero de pre-entrecruzamiento es cargado inicialmente en la mezcla de reaccion de polimerizacion.

Composición de látex polimérico basado en acetato de vinilo, especialmente para adhesivos Campo de la invención La presente invención se refiere a látices poliméricos basados en acetato de vinilo y especialmente tales látices poliméricos para su uso en adhesivos, preferiblemente adhesivos para carpintería.

Antecedentes de la invención Las emulsiones poliméricas o látices poliméricos preparados mediante homo-o copolimerización en emulsión convencional de acetato de vinilo utilizando poli (alcohol vinílico) como coloide protector se utilizan ampliamente para los adhesivos. Hay varios campos de aplicación para estas emulsiones tal como en colas para madera, adhesivos para papel y embalaje (p. ej. precintado de cajas, encuadernación de libros, fabricación de bolsas, laminado de cartón) , adhesivos para parquet y otros, sobre todo formulaciones adhesivas para carpintería.

Todos estos adhesivos y especialmente los adhesivos para carpintería se optimizan con respecto a varias propiedades tales como la resistencia al agua de la unión, la resistencia al calor de la unión y la fluencia de la unión. Adicionalmente, antes de la aplicación se deben cumplir varias propiedades de dispersión. Estas son la compatibilidad con coadyuvantes de formulación tales como agentes formadores de película, cargas, sales de metales; propiedades reológicas; estabilidad de almacenamiento; velocidad de endurecimiento.

Los látices poliméricos basados en acetato de vinilo de los adhesivos para madera que tienen buena resistencia al agua utilizan típicamente algún comonómero de post-entrecruzamiento funcional en la polimerización y la formulación con un catalizador después de la polimerización. Entre los agentes de post-entrecruzamiento se conocen derivados de N-alquilol de una amida de un ácido carboxílico α, β-etilénicamente insaturado, tal como Nmetilol acrilamida (NMA) que se prefiere para colas para madera de látex. Por ejemplo, en las Solicitudes de Patente de los Estados Unidos US-A-5.439.960 y US-A-5.391.608 se describe el uso de 0, 1 a 6% de NMA basándose en el contenido total de monómero. Del mismo modo en la Solicitud de Patente Europea EP-A-0.561.221 se describe el uso deNMA de2a10%.

Como catalizador para la formulación de los adhesivos para carpintería anteriores que tienen buena resistencia al agua se utilizan sales de metales solubles en agua de ácidos monobásicos tales como sales de aluminio (III) , hierro (III) y/o zirconio (IV) , especialmente sales de nitrato de aluminio, cloruro de hierro u oxicloruro de circonio (véanse, por ejemplo los documentos DE-26.20.738, EP-A-0.433.957, EP-A-0.501.174, EP-A-0.686.683 y US-A-5.434.216) .

Otro enfoque para mejorar la resistencia al agua de las colas para madera se describe por ejemplo en los documentos EP-A-0.433.957, EP-A-0.623.661 y JP-06.322.337 cuyos documentos se refieren al uso de más comonómeros hidrófobos tales como pivalato de vinilo, maleato de diisopropilo, fumarato de diisopropilo, cloruro de vinilo o ésteres vinílicos de ácidos versáticos para este propósito.

La Solicitud de Patente de los Estados Unidos US-A-5.296.532 describe un copolímero de injerto de éster de vinilo, que comprende 2 a 12% en peso de uno o más poli (alcoholes vinílicos) y 88 a 98% en peso de una mezcla monomérica de injerto. La mezcla monomérica de injerto comprende de 5 a 50% en peso de un ácido monocarboxílico alifático saturado altamente ramificado que tiene de 9 a 10 átomos de carbono, de 50 a 95% en peso de un éster vinílico que tiene de 1 a 18 átomos de carbono en el residuo de éster, y de 0, 01 a 4% en peso de un monómero copolimerizable polietilénicamente insaturado, tal como adipato de divinilo, cianurato de trialilo o maleato de dialilo. El copolímero de injerto puede comprender adicionalmente hasta 26% en peso de otros monómeros monoetilénicamente insaturados. El documento ilustra un adhesivo para carpintería o cola para madera a base de acetato de vinilo que comprende 0, 03% cianurato de trialilo.

Las Solicitudes de Patente de los Estados Unidos US-A-5.391.608 y 5.439.960 describen un procedimiento de polimerización en emulsión de dos etapas para obtener un copolímero de injerto según el cual el procedimiento de dos etapas en la primera etapa el acetato de vinilo es polimerizado en emulsión con 0, 1 a 6% en peso de un monómero de post-entrecruzamiento en presencia de poli (alcohol vinílico) y en la segunda etapa el metacrilato de metilo es polimerizado en emulsión con 0, 1 a 6% en peso de N-metilol acrilamida y de 0, 01 a 0, 5% en peso de cianurato de trialilo o el maleato de dialilo para obtener la capa exterior del polímero de injerto.

El comportamiento del adhesivo de por ejemplo una cola para madera es controlada típicamente por la cantidad de poli (alcohol vinílico) , es decir, la razón de poli (alcohol vinílico) a monómero, el peso molecular del poli (alcohol vinílico) y su grado de hidrólisis, como se describe por ejemplo en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos USA-5.434.216. Además, se pueden utilizar poli (alcoholes vinílicos) funcionalizados, p. ej., poli (alcoholes vinílicos) acetoacetilados (JP-A-06.279.644) o poli (alcoholes vinílicos) modificados con ácido itacónico (JP-A-07.11.217) .

La elección del poli (alcohol vinílico) (PVOH) determina a su vez otras propiedades del látex de acetato de vinilo y por lo tanto del adhesivo obtenido, especialmente sus propiedades reológicas tales como la viscosidad y pseudoplasticidad, o la velocidad de endurecimiento. La reología dependerá por tanto principalmente de la distribución de peso molecular y del grado de hidrólisis del poli (alcohol vinílico) usado. Por ejemplo, la Solicitud de Patente Europea EP-A-0, 686, 683 describe la alteración de las propiedades reológicas mediante la alteración de la formulación con algún agente espesante, cambiando de ese modo la viscosidad de la fase continua.

En la Solicitud de Patente Europea EP-A-0 136 717 se describe un interpolímero de poli (alcohol vinílico) /acetato de vinilo-etileno que demuestra buenas propiedades de barrera al oxígeno como película de látex seca. El interpolímero contiene aproximadamente de 1 a 40% en peso de etileno y se prepara mediante la polimerización en emulsión acuosa de acetato de vinilo y etileno en presencia de al menos aproximadamente 15% en peso de poli (alcohol vinílico) , preferiblemente más de aproximadamente 20% en peso, basándose en poli (alcohol vinílico) y acetato de vinilo, cuyo poli (alcohol vinílico) se incorporado sustancialmente al interpolímero.

El documento GB 2.125.420 describe un adhesivo sensible a la presión que comprende un sistema polimérico que tiene pegajosidad, resistencias al desgarro y adhesiva a la cizalladura excelentes. El adhesivo se forma mediante polimerización en emulsión de un éster insaturado, un ácido carboxílico insaturado y un monómero insaturado polifuncional en presencia de un sistema estabilizador que comprende un glicol terciario etoxilado acetilénico y poli (alcohol vinílico) .

El documento US 4332850 describe emulsiones de etileno-acetato de vinilo que contienen de 0, 5 a 10% en peso de un monómero de entrecruzamiento, y que pueden comprender un coloide protector de PVOH.

El documento FR 2351136 describe composiciones de dispersiones poliméricas acuosas basadas en acetato de vinilo que comprenden PVOH, mezclas monoméricas que comprenden acetato de vinilo, y monómeros de entrecruzamiento en cantidades de 0, 01 a 5% en peso.

Ninguna de las técnicas anteriores permite un control independiente directo sencillo de estas propiedades. Por lo tanto, el objeto de la presente invención es encontrar una posibilidad para el control independiente de la pseudoplasticidad y la velocidad de endurecimiento, que a su vez permita adaptar con precisión e intencionalmente la emulsión o el látex a ciertas aplicaciones mejorando de ese modo el rendimiento de por ejemplo un adhesivo para carpintería o cola para madera.

Sin embargo, sería especialmente útil y deseable proporcionar un cierto comportamiento de pseudoplasticidad y mejorar la velocidad de endurecimiento. Al mismo tiempo, sin embargo, el nivel de viscosidad debería mantenerse más o menos sin cambios como los otros parámetros de funcionamiento útiles, creados p. ej. por el nivel de comonómero de NMA u otro comonómero y/o por el peso molecular y la distribución de hidrólisis del coloide protector de PVOH.

Breve resumen de la invención El objeto anterior se resuelve y los inconvenientes de la técnica anterior son superados de acuerdo con un primer aspecto de la invención mediante una composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo obtenida mediante polimerización en emulsión,... [Seguir leyendo]

1. Un composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo obtenida mediante polimerización en emulsión, comprendiendo el polímero (I) PVOH, y (Ii) una mezcla de monómeros, comprendiendo dicha mezcla de monómeros -acetato de vinilo, y -un monómero de pre-entrecruzamiento seleccionado a partir de uno o más compuestos polietilénicamente insaturados, en donde dicho monómero de pre-entrecruzamiento está presente en una cantidad de 0, 0002% en peso a menos de 0, 01% en peso basándose en el contenido total de monómero y cuyo monómero de pre-entrecruzamiento es cargado inicialmente en la mezcla de reacción de polimerización.

2. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de la reivindicación 1, en donde el monómero de pre-entrecruzamiento se selecciona del grupo que consiste en decadieno, crotonato de vinilo, ftalato de dialilo, adipato de divinilo, metilenbis (met) acrilamida, cianurato de trialilo, di (met) acrilato de butanodiol, di (met) acrilato de hexanodiol, tri- (met) acrilato de pentaeritritol, di (met) acrilato de pentaeritritol, tri (met) acrilato de trietilolpropano, di (met) acrilato de trietilolpropano, divinildimetilsilano, di (met) acrilato de trietilenglicol, (met) acrilato de alilo y mezclas de los mismos.

3. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de la reivindicación 2, en donde el monómero de pre-entrecruzamiento se selecciona entre metacrilato de alilo, cianurato de trialilo y sus mezclas.

4. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un monómero de post-entrecruzamiento seleccionado del grupo que consiste en derivados de Nalquilol de una amida de ácidos carboxílicos α, β-etilénicamente insaturados y mezclas de los mismos.

5. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de la reivindicación 4, en donde el monómero de post-entrecruzamiento se selecciona entre el grupo que consiste en NC1-3-alquilol (met) acrilamidas, NC-1-3-alquilol melamida, ácido o éster NC1-3-alquilol melámico, NC2-5-acilol amidas de ácidos vinilaromáticos, NC1-4-alcoximetil (met) acrilamida, y mezclas de los mismos.

6. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de la reivindicación 5, en donde el monómero de post-entrecruzamiento es N-metilol acrilamida.

7. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de las reivindicaciones 4 a 6, en donde el monómero de post-entrecruzamiento está comprendido en una cantidad de 0, 1 a 5, 0% en peso basándose en el contenido total de monómero.

8. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende

adicionalmente uno o más comonómeros copolimerizables seleccionados entre -hasta 40% en peso de otro éster vinílico, -hasta 15% en peso de monómero acrílico, -hasta 3% en peso de ácido carboxílico insaturado, y -hasta 20% en peso de etileno, estando basados todos los porcentajes en el contenido total de monómero.

9. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de la reivindicación 8, que comprende uno o ambos de etileno de 1 a 20% en peso y de éster vinílico de 1 a 30% en peso como comonómero copolimerizable, siempre que la cantidad total de comonómero copolimerizable no exceda de 1 a 40% en peso.

10. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de una de las reivindicaciones anteriores que comprende de 3 a 15% en peso de PVOH.

11. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de la reivindicación 10, en donde el PVOH tiene un grado de hidrólisis de 85 a 97% en moles.

12. Una composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de una de las reivindicaciones anteriores obtenida mediante polimerización en emulsión, comprendiendo el polímero

(i) PVOH, y

(ii) una mezcla de monómeros, comprendiendo dicha mezcla de monómeros -acetato de vinilo, -monómero de pre-entrecruzamiento seleccionado a partir de uno o más compuestos polietilénicamente insaturados en donde dicho monómero de pre-entrecruzamiento está presente en una cantidad de 0, 0002%

en peso a menos de 0, 01% en peso basándose en el contenido total de monómero, y cuyo monómero de pre-entrecruzamiento es cargado inicialmente en la mezcla de reacción de polimerización, y -un monómero de post-entrecruzamiento en una cantidad de 0, 1 a 5, 0% en peso, basándose en el contenido total de monómero.

13. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de la reivindicación 12, en donde el monómero de entrecruzamiento es pre-AMA o TAC, y el monómero de post-entrecruzamiento es NMA.

14. La composición polimérica basada en acetato de vinilo de la reivindicación 13, en donde el PVOH tiene un grado de hidrólisis de 85 a 97% en moles.

15. La composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo de las reivindicaciones 12 a 14, que comprende

adicionalmente uno o más comonómeros copolimerizables seleccionados de -hasta 40% en peso de otro éster vinílico, -hasta 15% en peso de monómero (met) acrílico, -hasta 3% en peso de ácido carboxílico insaturado, y -hasta 20% en peso de etileno, estando basados todos los porcentajes en el contenido total de monómero.

16. Un adhesivo que comprende una composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo obtenida mediante polimerización en emulsión, comprendiendo el polímero

(I) PVOH, y (Ii) una mezcla de monómeros, comprendiendo dicha mezcla de monómeros -acetato de vinilo, y -un monómero de pre-entrecruzamiento seleccionado a partir de uno o más compuestos polietilénicamente insaturados, en donde dicho monómero de pre-entrecruzamiento está presente en una cantidad de 0, 0002% en peso a menos de 0, 01% en peso basándose en el contenido total de monómero, y cuyo monómero de pre-entrecruzamiento es cargado inicialmente en la mezcla de reacción de polimerización, -comprendiendo opcionalmente adicionalmente: un monómero de post-entrecruzamiento, hasta 40% en peso de otro éster vinílico, hasta 15% en peso de monómero (met) acrílico, hasta 3% en peso de ácido carboxílico insaturado, y hasta 20% en peso de etileno, estando basados todos los porcentajes en el contenido total de monómero, combinados opcionalmente con aditivos apropiados.

17. El adhesivo de la reivindicación 16 que es un adhesivo para carpintería.

18. El uso de una composición de látex polimérico basada en acetato de vinilo obtenido mediante polimerización en emulsión, comprendiendo el polímero

(I) PVOH, y (Ii) una mezcla de monómeros, comprendiendo dicha mezcla de monómeros -Acetato de vinilo, y -Un monómero de pre-entrecruzamiento seleccionado a partir de uno o más compuestos polietilénicamente insaturados en donde dicho monómero de pre-entrecruzamiento está presente en una cantidad de 0, 0002% en peso a menos de 0, 01% en peso basándose en el contenido total de monómero, y que monómero de pre-entrecruzamiento es inicialmente a la mezcla de reacción de polimerización, además opcionalmente comprende: un monómero de post-entrecruzamiento, hasta el 40% en peso de otro éster vinílico, hasta 15% en peso de monómero (met) acrílico, de hasta 3% en peso de ácido carboxílico insaturado, y hasta 20% en peso de etileno, estando todos los porcentajes basados en el contenido total de monómero, opcionalmente en combinación con aditivos adecuados en un adhesivo.

19. El uso de acuerdo con la reivindicación 18 en donde el adhesivo es un adhesivo para carpintería.

20. En un látex polimérico basado en acetato de vinilo adecuado para su uso en la formulación de una cola para madera en la que una mezcla de monómeros que consta de acetato de vinilo y N-metilol acrilamida, se polimerizan en presencia de coloide protector de poli (alcohol vinílico) , comprendiendo la mejora la incorporación de metacrilato de alilo o cianurato de trialilo a la mezcla de monómeros en una cantidad de 2 a 90 ppm.