Dispersiones de poliuretanopoliureas funcionalizadas.

Dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas, caracterizadas porque estas contienen unidades estructurales de lafórmula general (I)

en la que significan

R' ≥

(CH2)nO y (CH2)n, en las que n ≥ 1 - 10 y n ≥ número entero,

R'' ≥ (CH2)nO y (CH2)n, en las que n ≥ 1 - 10 y n ≥ número entero,

R''' ≥ H, CH2CH2SO3-, CH3, CH2CH3, ciclohexilo, CH2CH2OH.

Dispersiones de poliuretanopoliureas funcionalizadas La presente invención se refiere a dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas con grupos funcionales incorporados así como a agentes de recubrimiento fabricados a partir de las mismas, a un procedimiento para su preparación y a su uso para la fabricación de agentes de recubrimiento.

Los agentes de recubrimiento basados en poliuretanos juegan un papel importante debido a sus sobresalientes propiedades, como p.ej. elevada resistencia a los arañazos y flexibilidad en frío. Debido a crecientes disposiciones ecológicas y otras legales a este respecto a los poliuretanos acuosos exentos de disolventes les corresponde una importancia especial. Los recubrimientos basados en dispersiones de poliuretano se utilizan en distintas aplicaciones, como por ejemplo el recubrimiento textil, el lacado de plásticos y automóviles o el recubrimiento de fibras de vidrio.

Los polímeros funcionalizados para recubrimientos ofrecen en general la posibilidad de llevar a cabo en otro paso de proceso reacciones análogas a la polimerización para mejorar las propiedades del recubrimiento. A este respecto frecuentemente se trata de alcanzar una masa molar elevada, pues en general una masa molar elevada actúa positivamente sobre las propiedades finales del recubrimiento, como p.ej. la estabilidad frente a disolventes y la resistencia a la hidrólisis.

En el documento US-A 7, 393, 894 se describen dispersiones de poliuretano autorreticulantes en las que se utilizan como componentes constituyentes compuestos que contienen carbonilo reactivos frente a isocianato, que en el secado reaccionan con reticulantes añadidos posteriormente, como p.ej. dihidrazidas y diaminas. Es un inconveniente a este respecto que debe añadirse otro componente para la reticulación para conseguir las propiedades deseadas como la estabilidad frente a la hidrólisis.

En el documento US-A 6, 462, 127 se describen dispersiones de poliuretano modificado con ácidos grasos que reticulan por la influencia del oxígeno (secado oxidativo) . Es un inconveniente de estos sistemas la reticulación relativamente lenta en un periodo de hasta siete días.

El documento US-A 6, 586, 523 describe dispersiones de poliuretano autorreticulantes que están compuestas por poliuretanos funcionales con grupos hidroxilo cuyos grupos isocianato están parcialmente bloqueados. Es un inconveniente de los polímeros ahí descritos que cuando se usan temperaturas elevadas se libera el agente de bloqueo, lo que no es deseable por razones de higiene laboral.

El objetivo de la presente invención ha consistido por lo tanto en proporcionar dispersiones acuosas de poliuretano autorreticulantes que puedan procesarse para obtener recubrimientos con una resistencia a la hidrólisis muy buena.

Sorprendentemente se ha encontrado que poliuretanopoliureas epoxifuncionales reticulan térmicamente sin adición de otros compuestos (sistema de un componente (1C) ) o pueden reticularse por adición de reticulantes polifuncionales como poliaminas y/o poliisocianatos (sistema de dos componentes (2C) ) . Además, los agentes de recubrimiento fabricados a partir de las dispersiones de poliuretanopoliureas conforme a la invención muestran una sobresaliente estabilidad frente a la hidrólisis.

Son por consiguiente objeto de la presente invención dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas caracterizadas porque estas contienen unidades estructurales de la fórmula general (I)

en la que significan R’ = (CH2) nO y (CH2) n, en las que n = 1 -10 y n = número entero, R’’ = (CH2) nO y (CH2) n, en las que n = 1 -10 y n = número entero, R’’’ = H, CH2CH2SO3-, CH3, CH2CH3, ciclohexilo, CH2CH2OH.

Las dispersiones de poliuretanopoliureas conforme a la invención contienen como componentes constituyentes a) uno o varios compuestos poliisocianato con una funcionalidad > 2,

b) uno o varios compuestos polihidroxílicos con una masa molar Mn de 400 a 8000 g/mol y una funcionalidad de 1, 5 a 5 6,

c) dado el caso uno o varios compuestos polihidroxílicos con una masa molar Mn < 400 g/mol y una funcionalidad de 2 a 4,

d) uno o varios agentes de hidrofilización no iónicos reactivos frente a isocianato,

e) uno o varios agentes de hidrofilización potencialmente iónicos reactivos frente a isocianato,

f) una o varias poliaminas con una masa molar de 32 a 400 g/mol y una funcionalidad de 1 a 3 y

g) uno o varios compuestos poliepoxídicos con una funcionalidad epóxido > 2 reactivos frente a isocianato.

A este respecto las dispersiones de poliuretanopoliureas conforme a la invención contienen a 40% en peso, preferentemente 10 a 35% en peso, con especial preferencia 15 a 25% en peso, del componente a) ,

a 88, 4% en peso, preferentemente 31 a 81% en peso, con especial preferencia 46 a 73% en peso, del componente 15 b) ,

dado el caso 0 a 5% en peso, preferentemente 0, 5 a 4, 0% en peso, con especial preferencia 1 a 3% en peso, del componente c) ,

a 5% en peso, preferentemente 1, 5 a 4, 5% en peso, con especial preferencia 2 a 4% en peso, del componente d) ,

0, 1 a 5% en peso, preferentemente 0, 5 a 4% en peso, con especial preferencia 1 a 3% en peso, del componente e) ,

a 10% en peso, preferentemente 5, 5 a 9, 5% en peso, con especial preferencia 6 a 9% en peso, del componente f) y

0, 5 a 15% en peso, preferentemente 1 a 12% en peso, con especial preferencia 2 a 10% en peso, del componente g) .

Son poliisocianatos a) adecuados los poliisocianatos aromáticos, aralifáticos, alifáticos o cicloalifáticos conocidos de por sí para el técnico en la materia. Son poliisocianatos a) adecuados p.ej. 1, 4-butilendiisocianato, , 1, 6hexametilendiisocianato (HDI) , isoforondiisocianato (IPDI) , 2, 2, 4-y/o 2, 4, 4-trimetilhexametilendiisocianato, los bis

(4, 4’-isocianatociclohexil) metanos isómeros o sus mezclas de contenido de isómeros discrecional, 1, 4ciclohexilendiisocianato, 1, 4-fenilendiisocianato, 2, 4-y/o 2, 6-toluilendiisocianato o el 2, 4-y/o 2, 6toluilendiisocianato hidrogenado, 1, 5-naftilendiisocianato, 2, 4’-o 4, 4’-difenilmetanodiisocianato, 1, 3-y 1, 4-bis- (2isocianato-prop-2-il) -benceno (TMXDI) , 1, 3-bis (isocianatometil) benceno (HDI) , (S) -2, 6-diisocianatohexanoatos de alquilo o (L) -2, 6-diisocianatohexanoatos de alquilo.

En parte también se utilizan poliisocianatos con una funcionalidad > 2. A estos pertenecen diisocianatos modificados con estructura uretdiona, isocianurato, uretano, alofanato, biuret, iminooxadiazindiona y/o oxadiazintriona así como polisocianatos con más de 2 grupos NCO por molécula no modificados, p.ej. 4isocianatometil-1, 8-octanodiisocianato (nonanotriisocianato) o trifenilmetano-4, 4’, 4’’-triisocianato.

Preferentemente se trata de poliisocianatos o mezclas de poliisocianatos del tipo mencionado anteriormente con grupos isocianato unidos exclusivamente alifática y/o cicloalifáticamente con una funcionalidad media de 2 a 4, preferentemente de 2 a 2, 6 y con especial preferencia de 2 a 2, 4.

Polioles polímeros que pueden utilizarse como compuestos b) presentan un peso molecular Mn de 400 a 8000 g/mol, preferentemente de 400 a 6000 g/mol y con especial preferencia de 500 a 3000 g/mol. Su índice de hidroxilo asciende a 22 a 400 mg de KOH/g, preferentemente a 30 a 300 mg de KOH/g y con especial preferencia a 40 a 250 mg de KOH/g y presentan una funcionalidad OH de 1, 5 a 6, preferentemente de 1, 8 a 3 y con especial preferencia de 1, 9 a 2, 1.

Son polioles b) en el sentido de la presente invención los compuestos polihidroxílicos orgánicos conocidos en la tecnología de lacas de poliuretano, como por ejemplo los poliolésteres, poliolacrilatos, polioluretanos, poliolcarbonatos, polioléteres poliolesteracrilatos habituales así como polioluretanoacrilatos, polioluretanoésteres, polioluretanoéteres, polioluretanocarbonatos, poliolestercarbonatos, resinas de fenol/formaldehído, solos o en mezclas. Son preferidos poliolésteres, polioléteres o poliolcarbonatos, , con especial preferencia son poliolésteres.

Como polioléteres son de mencionar p.ej. los productos de poliadición de los óxidos de estireno, del óxido de etileno, óxido de propileno, tetrahidrofurano, óxido de butileno, epiclorhidrina, así como sus productos de adición 5 mixta y de injerto, así como los polioléteres obtenidos por condensación de alcoholes polihidroxílicos o mezclas de los mismos y los obtenidos por alcoxilación de alcoholes, aminas y aminoalcoholes polifuncionales.

Los poliéteres hidroxifuncionales adecuados presentan funcionalidades OH de 1, 5 a 6.0, preferentemente de 1, 8 a 3, 0, índices... [Seguir leyendo]

1. Dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas, caracterizadas porque estas contienen unidades estructurales de la fórmula general (I)

en la que significan R’ = (CH2) nO y (CH2) n, en las que n = 1 -10 y n = número entero,

R’’ = (CH2) nO y (CH2) n, en las que n = 1 -10 y n = número entero,

R’’’ = H, CH2CH2SO3-, CH3, CH2CH3, ciclohexilo, CH2CH2OH.

2. Dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 1, caracterizadas porque estas contienen como componentes constituyentes a) uno o varios compuestos poliisocianato con una funcionalidad > 2, b) uno o varios compuestos polihidroxílicos con una masa molar Mn de 400 a 8000 g/mol y una funcionalidad de 1, 5 a 6,

c) dado el caso uno o varios compuestos polihidroxílicos con una masa molar Mn < 400 g/mol y una funcionalidad de 2 a 4, d) uno o varios agentes de hidrofilización no iónicos reactivos frente a isocianato, e) uno o varios agentes de hidrofilización potencialmente iónicos reactivos frente a isocianato, f) una o varias poliaminas con una masa molar de 32 a 400 g/mol y una funcionalidad de 1 a 3 y g) uno o varios compuestos poliepoxídicos con una funcionalidad epóxido > 2 reactivos frente a isocianato.

3. Dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 2, caracterizadas porque el componente b) son poliolésteres basados en butanodiol y/o neopentilglicol y/o hexanodiol y/o etilenglicol y/o dietilenglicol con ácido adípico y/o ácido ftálico y/o ácido isoftálico.

4. Dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 2, caracterizadas porque el componente g) presenta una funcionalidad epóxido entre 2 y 4 y una funcionalidad reactiva frente a isocianato de 1.

5. Dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 2, caracterizadas porque el componente g) presenta una funcionalidad epóxido de 2 y una funcionalidad reactiva frente a isocianato de 1.

6. Procedimiento para la preparación de las dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque en primer lugar por reacción de los componentes a) , b) , c) , d) , e) y g) se prepara un prepolímero de poliuretano que contiene grupos isocianato y epoxi y a este se le alarga la cadena en otro paso con componentes NH2y/o NH-funcionales e) y f) y se transfiere a la fase acuosa.

7. Uso de las dispersiones de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 1 para la fabricación de agentes de recubrimiento para madera, plástico, metal, vidrio, materiales textiles, cuero, papel así como fibras.

8. Uso de las dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 1 para la preparación de sistemas de 1C autorreticulantes térmicamente.

9. Uso de las dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 1 para la preparación de sistemas de 2C.

10. Sistema de 1 C que contenga dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 1.

11. Sistema de 2 C que contenga dispersiones acuosas de poliuretanopoliureas conforme a la reivindicación 1 así como reticulantes solubles en agua o dispersables en agua, como poliisocianatos hidrófilos, poliaminas, poliepóxidos o melamina.