Formulaciones a base de dispersiones poliméricas acuosas aniónicamente estabilizadas.

Formulación a base de una dispersión polimérica acuosa que contiene >20 % en peso de una dispersión depolicloropreno aniónicamente estabilizada,

en la que la concentración de sólidos totales se fija a ≥ 100 % en peso,caracterizada porque, a un valor de pH de entre 6 y 10, la porción de ácido carbónico disuelto en el equilibrio dedisociación está entre el 0,0001 y el 2 % en peso, basado en la dispersión.

Formulaciones a base de dispersiones poliméricas acuosas aniónicamente estabilizadas La invención se refiere a formulaciones a base de dispersiones poliméricas acuosas aniónicamente estabilizadas, que contienen policloropreno, a las cuales se ha añadido dióxido de carbono (CO2) , a un procedimiento para su preparación y a su uso en la preparación de adhesivos, sellantes, piezas de gran volumen o recubrimientos.

Los adhesivos de contacto convencionales de la técnica anterior, por ejemplo, a base de policloropreno, copolímeros en bloque de estireno-butadieno-estireno, copolímeros de estireno-acrilato o poliuretanos, son predominantemente adhesivos que contienen disolventes.

Por razones ecológicas y económicas, así como por razones de seguridad ocupacional e higiene, existe una necesidad creciente de dispersiones acuosas adecuadas que se puedan procesar a las correspondientes formulaciones adhesivas exentas de disolvente.

El estado de la técnica son formulaciones adhesivas de contacto exentas de disolvente a base de policloropreno como constituyente principal de la composición adhesiva. Una característica cualitativa importante de las formulaciones adhesivas de contacto acuosas es una buena capacidad de unión, húmedo sobre húmedo, sobre una amplia variedad de sustratos (alta adhesividad o reactividad del adhesivo directamente después de la aplicación del adhesivo) en combinación con una fuerza inicial elevada directamente después de la unión de los sustratos a unir.

La expresión de una fuerza inicial elevada está muy ligada a la definición de un adhesivo de contacto. Los adhesivos de contacto, en principio, se pueden aplicar a temperatura ambiente a sustratos a temperatura ambiente. Una fuerza inicial suficientemente elevada se debe entender que es una fuerza directamente, después de la unión de los sustratos, que es suficientemente elevada para el posterior procesamiento de las piezas unidas, de manera que se evite el deslizamiento de las piezas unidas en la operación de procesamiento posterior, o los sustratos unidos presenten una fuerza por debajo de la fuerza de cohesión y la adhesión de la capa adhesiva de manera que, cuando se aplica una carga al objeto unido, la pieza unida genéricamente se destruya antes que la capa adhesiva.

Normalmente, las dispersiones disponibles comercialmente se deben desestabilizar o activar para conseguir una fuerza inicial adecuada. El problema principal en la formulación de adhesivos reactivos es la dificultad de combinar una reactividad adecuada con una estabilidad de almacenamiento, temperatura, cizalladura y transporte adecuadas.

Las dispersiones o formulaciones aniónicamente estabilizadas convencionales a base de policloropreno normalmente presentan su valor de pH reducido orientado a ese propósito y consecuentemente se desestabilizan o se activan, y sólo entonces son capaces de la adhesión húmedo sobre húmedo. La desventaja es que, a medida que cae el valor de pH, también cae la estabilidad de almacenamiento, temperatura, cizalladura y transporte de esas formulaciones. Además, por los procesos oxidativos e hidrolíticos en las dispersiones se ponen en marcha continuamente otros procesos desestabilizadores, que indudablemente provocan la coagulación, o una estabilidad de almacenamiento, temperatura, cizalladura y transporte enormemente reducidas.

Para los propósitos de la presente invención, se entiende que la activación significa el establecimiento de la adhesividad inicial en formulaciones adhesivas, así como la iniciación del proceso de unión o de reticulación en la producción de hidrogeles, espumas, recubrimientos y sellos.

El estado de la técnica también es que las dispersiones poliméricas aniónicamente estabilizadas no son permanentemente estables debido a que los resinatos usados como emulsionantes principales y/o los ácidos grasos usados como emulsionantes, como resultado de la conversión en su forma ácida, dejan de estar disponibles como emulsionantes y dejan de asegurar la estabilización eficaz del látex.

Además es sabido, en general, que la adición de cantidades relativamente grandes de emulsionantes aniónicos con pH estable basados, por ejemplo, en sulfato o sulfonato, así como emulsionantes no iónicos, en principio, ayudan a estabilizar el valor del pH a un valor de pH < 9, pero a expensas de la adhesividad de contacto de las formulaciones debido a un aumento en la formación de espuma y la supresión de la coagulación de las partículas de látex o el deterioro de las propiedades de formación de película.

Un procedimiento adicional para desestabilizar dispersiones aniónicamente estabilizadas que contienen policloropreno de forma dirigida consiste en añadir electrolitos adicionales, que por una parte incrementan la fuerza iónica del agua, y reducen así la eficacia de los emulsionantes aniónicos, y dejando sin efecto a los emulsionantes presentes, en su función como estabilizantes de la emulsión de una forma dirigida, por efectos de coordinación y complejación y/o precipitación. Por ejemplo, para este propósito se usan sales inorgánicas monovalentes, divalentes o trivalentes, por ejemplo, se mencionan KCl, NaCl, Na2SO4, ZnCl2, MgCl2, CaCl2, AlCl3, Al2 (SO4) 3, o ácidos orgánicos o inorgánicos. Una desventaja que se puede mencionar aquí también es una estabilidad de almacenamiento, temperatura, cizalladura y transporte reducidas. Estas formulaciones se denominan en lo que sigue como formulaciones adhesivas de 1 componente.

De los ácidos y sales mencionados en la técnica anterior que son adecuados para la desestabilización o activación

dirigida de látex de policloropreno, sólo se pueden añadir directamente aminoácidos tales como glicina o ácido bórico sin diluir la concentración del látex deseado. Todas las otras sustancias (sales, ácidos, tampones) se deben añadir diluidas en mayor o menor grado en agua para evitar la coagulación directa del látex durante la adición de los componentes. No obstante, el uso de glicina o ácido bórico también tiene desventajas puesto que, por ejemplo, cuando la glicina se usa en concentraciones elevadas para conseguir un valor de pH bajo presenta un efecto muy adverso sobre las propiedades de unión de la formulación, debido a su acción tensioactiva, y el ácido bórico, en el futuro, se va a clasificar como tóxico. La post-activación de formulaciones muy viscosas es posible por medio de los ácidos mencionados, normalmente sólo con grandes dificultades, debido a su lenta distribución en las formulaciones muy viscosas, y las concentraciones excesivas resultantes que, en combinación con la tensión mecánica en aparatos de agitación, dan lugar a la formación del coagulado.

En general, las formulaciones adhesivas a base de dispersiones de policloropreno aniónicamente estabilizadas presentan una estabilidad de almacenamiento, temperatura, cizalladura y transporte reducidas, incluso a un valor de pH < 10.

Un problema más de la formulación de adhesivos de 1 componente a base de dispersiones de policloropreno disponibles comercialmente aniónicamente estabilizadas es que liberan HCl en cantidades significativas durante su almacenamiento. Esta tensión adicional con la reducción adicional del valor de pH da lugar, en el caso de formulaciones adhesivas de 1 componente reactivas terminadas de formular, a una limitación adicional de la estabilidad de almacenamiento, temperatura, cizalladura y transporte.

Por consiguiente, además de la estabilidad de la formulación, también es de interés la estabilidad del valor del pH de un adhesivo aplicado finalizado, debido a que la liberación de HCl puede provocar posibles descoloraciones en el adhesivo y en sustratos sensibles al pH. El posible ataque ácido se contrarresta de manera habitual añadiendo óxidos metálicos predispersos divalentes (ZnO, MgO, CaO) , en algunos casos presentes como nanopartículas, y/o aceptores ácidos amínicos (por ejemplo, como se describe en el documento WO-A 2004/106422) .

Además, la solicitud US-A 2003/221778 describe el uso de suspensiones de ácido silícico/silicato alcalino para mejorar la adhesividad en mojado y la fuerza inicial y la fuerza final de formulaciones adhesivas de contacto de policloropreno. Además, las viscosidades se establecen de manera dirigida mediante suspensiones de ácido silícico con la ayuda del valor del pH e iones mono- y/o divalentes. Los ácidos silícicos desvelados en el documento US-A 2003/221778 son sensibles, tanto a un valor de pH bajo (< 9) como a concentraciones elevadas, en particular a iones divalentes/óxidos metálicos (ZnO, MgO) .

El uso de dióxido de carbono como agente neutralizante y coagulante en dispersiones aniónicamente estabilizadas ya ha sido... [Seguir leyendo]

1. Formulación a base de una dispersión polimérica acuosa que contiene > 20 % en peso de una dispersión de policloropreno aniónicamente estabilizada, en la que la concentración de sólidos totales se fija a = 100 % en peso, caracterizada porque, a un valor de pH de entre 6 y 10, la porción de ácido carbónico disuelto en el equilibrio de disociación está entre el 0, 0001 y el 2 % en peso, basado en la dispersión.

2. Formulación según la reivindicación 1, caracterizada porque, a un valor de pH de entre 6, 5 y 9, 5, la porción de ácido carbónico disuelto está entre el 0, 001 y el 1 % en peso.

3. Formulación según la reivindicación 1, caracterizada porque la concentración de iones alcalinos (Na+ + K+) está entre 500 y 10.000 ppm.

4. Formulación según la reivindicación 1, caracterizada porque contiene poliisocianatos hidrofilizados a base de isocianatos preferentemente alifáticos.

5. Formulación según la reivindicación 1, caracterizada porque contiene suspensiones de ácido silícico nanodisperso en agua.

6. Formulación según la reivindicación 1, caracterizado porque tiene una estabilidad del valor de pH según DIN 15 53381, Método B, de > 1 h.

7. Procedimiento de preparación de la formulación según la reivindicación 1, caracterizado porque se introduce dióxido de carbono en una cantidad, por litro de formulación, de entre 0, 1 y 20 litros a entre 1 y 100 °C y entre 0, 8 y 10 bares en una dispersión polimérica acuosa que contiene una dispersión de policloropreno aniónicamente estabilizada.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque los volúmenes de dióxido de carbono se suministran mediante recubrimiento de la dispersión en el interior de un recipiente resiliente, y a continuación el recipiente se agita o se remueve o se almacena hasta que se haya conseguido la reducción deseada en el volumen de la fase gaseosa, y dado el caso se deja escapar cualquier exceso de dióxido de carbono.

9. Uso de las formulaciones según la reivindicación 1, en la preparación de formulaciones de adhesivo.

10. Uso de las formulaciones según la reivindicación 1 en la producción de materiales sellantes y aislantes espumados, dado el caso pegajosos, piezas de gran volumen, recubrimientos, espumas adhesivas o artículos sumergidos.

11. Uso de las formulaciones según la reivindicación 1, en la producción de hidrogeles.