Dispersión acuosa estable de novolac.

Un método para la preparación de una composición acuosa de resina de novolac particulada quecomprende:

combinar un carbohidrato, partículas de resina de novolac sólidas y agua, en cualquier orden, en donde >50% del número de partículas totales de resina de novolac tiene un tamaño de partícula de >15 μm y >5%del número de partículas totales de resina de novolac tiene un tamaño de partícula de >50 μm, en dondelos tamaños de partícula son una medida de partículas esencialmente secas, antes que éstas hayan estadoen contacto extenso con agua o humedad, en donde la resina de novolac particulada tiene una temperaturade punto de goteo de >127ºC, y en donde la composición acuosa está esencialmente libre de disolventeorgánico

Dispersión acuosa estable de novolac

Campo técnico de la invención Composición acuosa novedosa que comprende resinas de novolac y polioles y su método de preparación y método de uso.

Antecedentes de la invención Las resinas fenólicas hechas de fenol (P) y formaldehído (F) incluyen resoles y novolacs. Los resoles tienen una relación F/P superior a 1. Como tales, los resoles tienen la desventaja de contener formaldehído libre. Esta es la diferencia respecto a los novolacs, los cuales tiene una relación F/P inferior a 1. Como tales, los novolacs tienen un déficit de formaldehído y por consiguiente pueden actuar también como secuestrantes de formaldehído. Los novolacs se pueden usar en su estado curado (o termoestable) pero se pueden aplicar también en estado termoplástico, no curado (véase WO2007/071387A2 (Dynea Erkner GmbH) ) .

A condiciones ambientales, el último estado es típicamente sólido y se pueden describir como materiales vítreos/coagulados o sólidos amorfos. Al aumentar la temperatura, la consistencia del material se vuelve más blanda y por encima del intervalo de fusión se vuelve líquido.

La fabricación de novolacs es bien conocida para un experto en la materia, como se puede encontrar en A. Knop &

L.A. Pilato, Phenolic Resins, Springer Verlag, 1985, capítulos 3 & 5.

A veces, se prefiere aplicar un novolac en forma líquida a aproximadamente temperatura ambiente. Un primer enfoque (documento GB 899, 776) disuelve novolacs en hidróxidos alcalinos o alcalinotérreos. Tras el secado o curado, los hidróxidos permanecen en la superficie, incrementando así el pH a valores que a menudo no son deseables.

En un segundo enfoque, los novolacs se pueden disolver en resoles líquidos. Sin embargo, como los resoles muestran un proceso de auto-curado controlado cinéticamente, sólo tienen una estabilidad limitada durante el almacenamiento, lo que entonces limita también la estabilidad durante el almacenamiento de las soluciones novolacresol.

En otro enfoque adicional, los novolacs se pueden disolver en un disolvente orgánico, como se describe en los documentos US 4, 124, 554, US 5, 200, 455 o US 4, 167, 500, revelando el uso de disolventes orgánicos para obtener dispersiones acuosas de novolacs. El uso de dichos disolventes a menudo no es deseado, porque normalmente son inflamables y/o peligrosos para el medio ambiente.

Aunque el agua no tendría estas desventajas, los novolacs no se disuelven en ella y no son miscibles con la misma.

El documento US 5, 670, 571 (Georgia Pacific Resins) describe un método para producir una dispersión acuosa de una resina de novolac y su uso como un sistema aglutinante para el aislamiento térmico. Así, se añade agua al novolac fundido y por consiguiente, este método está limitado a novolacs con un punto de fusión inferior a 100ºC. El proceso también emplea surfactantes (p. ej. lecitina) y coloides protectores (p. ej. caseína o polisacáridos, azúcar o goma guar) . Además, el método del documento US 5, 670, 571 produce solamente tamaños de partícula de novolac de 0, 1 – 20 μm.

El documento US 6, 130, 289 (Lord Corporation) describe una dispersión acuosa de resinas fenólicas de tipo resol o novolac. Disperso en la fase acuosa está el producto de reacción de un precursor de la resina fenólica y un agente modificador, incluyendo el agente modificador al menos un grupo iónico y al menos una fracción funcional que permite que el agente modificador sufra condensación con el precursor de la resina fenólica. El agente modificador contiene al menos dos grupos funcionales distintos en los que uno de los al menos dos grupos funcionales es un grupo iónico colgante y otro de los al menos dos grupos funcionales es capaz de reaccionar con un precursor de la resina fenólica.

Mientras las revelaciones de los documentos anteriores se refieren a resinas formadas in-situ, el documento US 4, 124, 554 (Union Carbide Corporation) describe dispersiones de resina fenólica acuosa post-formadas, es decir, se refiere a la dispersión de resinas después que éstas se han transformado en partículas. Esta invención usa alcohol polivinílico (PVOH) para dispersar resinas reaccionadas. Para tal fin se necesita un disolvente de acoplamiento orgánico miscible con agua, en una cantidad de aproximadamente 15 a aproximadamente 30 por ciento. Por el contrario, la presente invención no necesita un disolvente orgánico.

El documento EP 0084681 (Union Carbide Corporation) describe un proceso para la producción de novolacs particulados mediante condensación ácida con catalizadores que contienen sulfuro o mezclas de los mismos con la posterior adición de agua y neutralización. Para conseguir la formación de resina de novolac particulada, se añaden hasta un 5% de coloides protectores particulares. Las partículas se pueden aislar por medios convencionales y pueden tener como resultado tamaños de partícula promedio de hasta 1 mm. Alternativamente, el coloide protector se puede usar para formar una dispersión acuosa de pequeñas partículas de resina (máx. 50 om) . Los coloides protectores apropiados son polisacáridos, mientras se indica que PVOH hidrolizado o carboximetil celulosa (CMC) son inadecuados. Las resinas según el documento EP 0084681 se pueden curar mediante agentes de curado.

El uso de almidones en el proceso de encapsulación de materiales como alimentos se describe, por ejemplo, en el documento US 4, 812, 445 (Nat Starch Chem Corporation) y el documento WO99/25207 (Danisco) , sin embargo, ninguna de estas referencias sugiere la encapsulación de resinas de novolac.

A pesar de lo anterior, se mantiene la necesidad de una composición acuosa estable relativamente asequible (como una dispersión) de resinas de novolac particuladas que se pueda aplicar como una película o recubrimiento a un sustrato (como fibra de vidrio, productos agrícolas/hortícolas y materiales lignocelulósicos que incluyen tableros compuestos, contrachapado, parquet, chapa de madera laminada (LVL) , pavimento laminado, puertas, madera para marcos de puertas y papel) . Un objetivo de esta invención es cubrir esta necesidad.

Resumen de la invención La presente invención, en parte, se dirige a una composición acuosa que comprende una resina de novolac particulada y un poliol, en la que > 50% del número de partículas totales de la resina de novolac tiene un tamaño de partícula de > 15 μm y >5% del número de partículas totales de la resina de novolac tienen un tamaño de partícula de > 50 μm, teniendo la resina de novolac particulada una temperatura de punto de goteo de > 127ºC y estando la composición acuosa esencialmente libre de disolvente orgánico. Idealmente, la composición acuosa está en forma de una dispersión estable. La presente invención incluye un método para la preparación de la composición acuosa mediante la combinación de un poliol, partículas de resina de novolac y agua, en cualquier orden.

La presente invención, en parte, se dirige a una película, recubrimiento o aglutinante formados por la aplicación de la composición acuosa a un sustrato y la eliminación del disolvente acuoso. La composición inventiva tiene la ventaja añadida que se puede usar para secuestrar formaldehído.

Otro alcance de aplicabilidad de la presente invención se hace aparente a partir de la descripción detallada dada a continuación. Sin embargo, se tiene que entender que la descripción detallada y los ejemplos específicos, al indicar las realizaciones preferidas de la invención, se dan solamente a modo de ilustración, ya que varios cambios y modificaciones dentro del espíritu y alcance de la invención resultarán evidentes a los expertos en la materia a partir de esta descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos La Fig. 1 es una dispersión de resina de novolac la cual está recién preparada como se describe en el Ejemplo Inventivo 2 inferior; y

La Fig. 2 es esencialmente la misma dispersión que la Fig. 1 excepto en que la dispersión se ha envejecido 6 días.

Descripción de la invención La presente invención se refiere al método de preparación de una composición acuosa de resina de novolac particulada, que comprende:

combinar un carbohidrato, partículas de resina de novolac sólidas y agua, en cualquier orden, en donde > 50% del número de partículas totales de resina de novolac tiene un tamaño de partícula de > 15μm y > 5% del número de partículas totales de resina de novolac tiene un tamaño de partícula de > 50μm, en donde los tamaños de partícula son una medida de las partículas esencialmente secas, antes que éstas hayan estado en contacto extenso con agua o humedad, en donde... [Seguir leyendo]

1. Un método para la preparación de una composición acuosa de resina de novolac particulada que comprende:

combinar un carbohidrato, partículas de resina de novolac sólidas y agua, en cualquier orden, en donde > 50% del número de partículas totales de resina de novolac tiene un tamaño de partícula de > 15 μm y > 5% del número de partículas totales de resina de novolac tiene un tamaño de partícula de > 50 μm, en donde los tamaños de partícula son una medida de partículas esencialmente secas, antes que éstas hayan estado en contacto extenso con agua o humedad, en donde la resina de novolac particulada tiene una temperatura de punto de goteo de > 127ºC, y en donde la composición acuosa está esencialmente libre de disolvente orgánico.

2. El método según la reivindicación 1, en el que la composición acuosa es una dispersión estable de la resina de novolac particulada.

3. El método según la reivindicación 1, en el que el carbohidrato se combina con agua hasta que el carbohidrato se mezcla a fondo en el agua y después se añaden las partículas de resina de novolac a la mezcla.

4. El método según la reivindicación 3, en el que el carbohidrato se combina con agua y la mezcla se calienta al menos a 50ºC.

5. El método según la reivindicación 4, en el que la mezcla se enfría a temperatura ambiente antes de añadir las partículas de resina de novolac a la mezcla.

6. El método según la reivindicación 1, en el que las partículas de novolac tienen una temperatura de fusión de > 100ºC, una distancia de flujo de < 45 mm y un peso molecular promedio (Mw) de > 3800 daltons.

7. El método según la reivindicación 1, en el que el carbohidrato se selecciona del grupo consistente en almidón ceroso y un carbohidrato de bajo peso molecular de un peso molecular inferior a 1000 Daltons.

8. El método según la reivindicación 1, en el que el carbohidrato es una mezcla de dos o más componentes.

9. El método según la reivindicación 1, en el que el carbohidrato que se combina con partículas de resina de novolac y agua se añade como un producto con almidón que comprende proteína.

10. El método según la reivindicación 1, en el que el carbohidrato está en una concentración de 0, 1-55% en peso basado en el peso de la composición acuosa excluyendo el peso del novolac.

11. El método según la reivindicación 1, en el que la composición acuosa comprende también proteína.