Prepolímeros de poliuretano líquidos útiles para adhesivos sin disolvente.

Un prepolímero de poliuretano líquido útil para un adhesivo sin disolvente reticulable por reacción con agua o conun agente de reticulación que contiene hidrógeno activo,

dicho prepolímero de poliuretano líquido es el producto dereacción resultante de la reacción de un exceso estequiométrico de por lo menos un isocianato polifuncional quetiene en promedio un número de grupos funcionales inferior a 2,2 con por lo menos un polieter-poliol y por lo menosun poliester-poliol que contiene restos ácido isoftálico, pero que está sustancialmente libre de restos ácido ftálico yde restos ácido tereftálico.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/000631.

Solicitante: HENKEL CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1001 TROUT BROOK CROSSING ROCKY HILL, CT 06067 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: LI,YINGJIE, SONG,ZHENGZHE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G18/32 QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › Compuestos polihidroxi; Poliaminas; Hidroxiaminas.
  • C08G18/42 C08G 18/00 […] › Policondensados que tienen grupos éster carboxílico o carbónico en la cadena principal.
  • C08G18/48 C08G 18/00 […] › Poliéteres.
  • C08G18/72 C08G 18/00 […] › Polisocianatos o polisotiocianatos.
  • C08L75/06 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 75/00 Composiciones de poliureas o poliuretanos; Composiciones de los derivados de tales polímeros. › a partir de poliésteres.

PDF original: ES-2439266_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Prepolímeros de poliuretano líquidos útiles para adhesivos sin disolvente Ámbito de la invención La invención se refiere a prepolímeros de poliuretano que son líquidos a temperatura ambiente y que son útiles para la fabricación de adhesivos sin disolvente que pueden reticularse por exposición a la humedad o agentes de reticulación que contienen hidrógeno activo y que presentan una adhesión sorprendentemente buena sobre superficies de baja energía superficial, por ejemplo ciertas superficies de copolímeros de acrilonitrilo-butadienoestireno (ABS) .

Descripción de la técnica anterior

Debido al impacto medioambiental, sanitario y de seguridad de los adhesivos que llevan disolventes, ya se ha reconocido desde hace mucho tiempo que es deseable reemplazar tales adhesivos por alternativas sin disolvente. Sin embargo, se ha puesto de manifiesto que este cometido no tiene nada de trivial. Aparte de otros efectos beneficiosos, los disolventes de tales sistemas facilitan a los adhesivos una buena humectación de la superficie del sustrato y dan pie a una buena adhesión. Es un reto extraordinario desarrollar un adhesivo sin disolvente que proporcione una excelente adhesión sobre sustratos muy diversos, en especial sobre sustratos difíciles de pegar.

Breve resumen de la invención Se ha desarrollado un adhesivo de poliuretano líquido, reticulable, sin disolvente, que es muy útil para pegar

sustratos de baja energía superficial, por ejemplo los sustratos de copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) de baja energía superficial. El adhesivo reticula por reacción con la humedad y/o agentes de reticulación que contienen hidrógeno activo para formar un polímero termoendurecido fuerte y resistente, que tiene una excelente resistencia química y térmica. Este adhesivo es un buen candidato para reemplazar los uretanos líquidos provistos de disolventes, que se emplean profusamente para pegar sustratos de baja energía superficial. El adhesivo de la presente invención se basa en un prepolímero de poliuretano obtenido por reacción de un exceso estequiométrico por lo menos de un isocianato polifuncional que tiene menos de 2, 2 grupos funcionales con por lo menos un polieterpoliol y por lo menos un poliester-poliol que contiene restos de ácido isoftálico (es decir, de ácido m-ftálico) .

Descripción detallada de ciertas formas de ejecución de la invención Ahora se ha encontrado de modo sorprendente que un adhesivo de poliuretano líquido sin disolvente derivado de un poliester-poliol que contiene restos ácido isoftálico y un isocianato polifuncional que tiene menos de 2, 2 grupos funcionales, y se reticula por reacción con agua o un agente de reticulación que contiene hidrógeno activo, se puede pegar muy bien sobre sustratos de baja energía superficial, por ejemplo ciertos sustratos de ABS. Este resultado es sorprendente porque los adhesivos de poliuretano líquidos sin disolvente derivados de poliester-polioles, que contienen cantidades significativas de restos ácido ftálico y/o restos ácido tereftálico pero cantidades insignificantes de restos ácido isoftálico, tienen a formar uniones pegadas débiles sobre sustratos de baja energía superficial, incluso cuando se utiliza un poliisocianato con menos de 2, 2 grupos funcionales isocianato para la fabricación de tales adhesivos. El término “restos” se emplea aquí para indicar radicales o unidades repetitivas de un polímero 45 obtenido por reacción de y por incorporación a dicho polímero de un reactivo empleado para la obtención del polímero. Por ejemplo, “restos ácido isoftálico” significa restos derivados de ácido isoftálico (o de un equivalente reactivo del mismo, por ejemplo un éster de alquilo del ácido isoftálico) , que tienen la estructura -C (=O) -Ar-C (=O) -O, en la que Ar es un anillo bencénico y los dos sustituyentes están unidos al anillo bencénico en posiciones que son meta entre sí.

Los reactivos empleados para sintetizar el prepolímero de poliuretano de la presente invención debería elegirse de tal manera que el prepolímero de poliuretano resultante sea líquido a temperatura ambiente. El prepolímero de poliuretano tiene una estructura sustancialmente lineal en las formas preferidas de ejecución de la invención, con ramificación escasa o nula. El prepolímero de poliuretano está terminado en grupos NCO (isocianato) y normalmente 55 tiene un contenido de isocianato comprendido entre el 1 y el 15 por ciento en peso o entre el 5 y el 10 por ciento en peso. La viscosidad del prepolímero de poliuretano se sitúa normalmente entre 5000 y 25.000 centipoises a 25 grados centígrados.

Los polieter-polioles apropiados incluyen oligómeros y polímeros que contienen un gran número de unidades repetitivas oxialquileno, por ejemplo oxietileno, oxipropileno, oxibutileno y/o oxitetrametileno y grupos terminales hidroxilo. Se emplean con preferencia polieter-polioles difuncionales (es decir, polieter-polioles que contienen dos grupos hidroxilo por molécula) . Los polieter-polioles ilustrativos son polietilenglicoles, polipropilenglicoles, politetrametilenglicoles, polietilen/propilenglicoles (que tienen una estructura aleatoria, de bloques o de extremos bloqueados) y similares, con un peso molecular numérico promedio comprendido entre 200 y 8000 o entre 400 y

4000. Ya es bien conocido en la técnica que tales polieter-polioles pueden obtenerse por polimerización con apertura de anillo de compuestos cíclicos que contienen oxígeno, por ejemplo óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno y tetrahidrofurano, a menudo en presencia de un iniciador, por ejemplo un diol monómero. La cantidad empleada de polieter-poliol para generar los prepolímeros de poliuretano según la presente invención puede situarse entre el 5 y el 80, como alternativa entre el 30 y el 50 por ciento del peso total de los reactivos. Pueden utilizarse mezclas de diferentes polieter-polioles que tengan diferentes estructuras químicas y/o diferentes pesos moleculares medios.

Los poliester-polioles apropiados que contienen restos ácido isoftálico pueden obtenerse por reacción del ácido isoftálico con uno o más polioles (en especial dioles) . Pueden utilizarse también otros diácidos, en especial ácidos dicarboxílicos alifáticos o cicloalifáticos, por ejemplo ácido adípico, además del ácido isoftálico (en el contexto de la presente invención, los términos “ácido isoftálico” y “diácido” incluyen no solo a los ácidos libres, sino también a sus derivados, por ejemplo anhídridos, ésteres y haluros, que también son capaces de sufrir una polimerización por condensación con polioles para formar los poliester-polioles) . Sin embargo, ahora se ha encontrado de modo sorprendente que la incorporación de cantidades significativas de restos ácido ftálico y/o restos ácido tereftálico al poliester-poliol proporciona un prepolímero de poliuretano que genera una adhesión escasa (pobre) . Por 15 consiguiente es preferido que el componente diácido empleado para la obtención del poliester-poliol contenga un total de menos del 10 por ciento en peso o menos del 5 por ciento en peso o menos del 1 por ciento en peso de ácido ftálico y/o ácido tereftálico. En el contexto de la presente invención, “sustancialmente libre de restos ácido ftálico y de restos ácido tereftálico” significa que semejantes restos constituyen menos del 10 por ciento en peso del total de restos diácido del poliester-poliol. Es preferido además que por lo menos el 30 por ciento en peso o por lo menos el 40 por ciento en peso del componente diácido empleado para obtener el prepolímero de poliuretano sea de ácido isoftálico. El poliester-poliol recién mencionado, que contiene restos ácido isoftálico, puede emplearse solo (es decir, como el único tipo de poliester-poliol) pero también en combinación con otros tipos de poliester-polioles. Sin embargo, en las formas preferidas de ejecución el poliester-poliol recién mencionado, que contiene restos ácido isoftálico, constituye por lo menos el 50 por ciento en peso o por lo menos el 75 por ciento en peso o por lo menos el 25 90 por ciento en peso o incluso el 100 por ciento en peso de la cantidad total de poliester-poliol empleado para la obtención del prepolímero de poliuretano líquido. En una forma de ejecución de la invención, el componente diácido empleado para sintetizar el poliester-poliol que contiene restos ácido isoftálico está formado por ácido isoftálico y ácido adípico en una proporción ponderal comprendida entre 30:70 y 70:30 o entre 40:60 y 60:40, o situada en 50:50. Se pueden emplear varios dioles como componente poliol para la producción del poliester-poliol. Incluyen por ejemplo a los alcoholes alifáticos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un prepolímero de poliuretano líquido útil para un adhesivo sin disolvente reticulable por reacción con agua o con un agente de reticulación que contiene hidrógeno activo, dicho prepolímero de poliuretano líquido es el producto de reacción resultante de la reacción de un exceso estequiométrico de por lo menos un isocianato polifuncional que tiene en promedio un número de grupos funcionales inferior a 2, 2 con por lo menos un polieter-poliol y por lo menos un poliester-poliol que contiene restos ácido isoftálico, pero que está sustancialmente libre de restos ácido ftálico y de restos ácido tereftálico.

2. El prepolímero de poliuretano líquido de la reivindicación 1, en el que el isocianato polifuncional tiene en promedio un número de grupos funcionales comprendido entre 1, 9 y 2, 1.

3. El prepolímero de poliuretano líquido de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, en el que el isocianato

polifuncional está presente en una cantidad comprendida entre el 20 y el 50 % del peso total del material formado 15 por el isocianato polifuncional, por lo menos un polieter-poliol y por lo menos un poliester-poliol.

4. El prepolímero de poliuretano líquido de la reivindicación 1 a la reivindicación 3, en el que el polieter-poliol está presente en una cantidad comprendida entre el 30 y el 70 % del peso total del material formado por el isocianato polifuncional, por lo menos un polieter-poliol y por lo menos un poliester-poliol.

5. El prepolímero de poliuretano líquido de una de las reivindicaciones de 1 a 4, en el que por lo menos un polieterpoliol tiene un peso molecular numérico promedio de 200 a 8000.

6. El prepolímero de poliuretano líquido de una de las reivindicaciones de 1 a 3, en el que el poliester-poliol

constituye del 5 al 60 % del peso total del material formado por el isocianato polifuncional, por lo menos un polieterpoliol y por lo menos un poliester-poliol.

7. El prepolímero de poliuretano líquido de una de las reivindicaciones de 1 a 6, en el que el poliester-poliol contiene restos ácido isoftálico y restos ácido adípico en una proporción ponderal de 30:70 a 70:30.

8. El prepolímero de poliuretano líquido de una de las reivindicaciones de 1 a 7, en el que el poliester-poliol tiene un peso molecular numérico promedio comprendido entre 500 y 10.000.

9. Un método de obtención de un prepolímero de poliuretano líquido útil para un adhesivo sin disolvente, reticulable,

dicho método consiste en hacer reaccionar un exceso estequiométrico de por lo menos un isocianato polifuncional que tiene en promedio un número de grupos funcionales inferior a 2, 2 con por lo menos un polieter-poliol y por lo menos un poliester-poliol que contiene restos ácido isoftálico pero está sustancialmente exento de restos ácido ftálico y de restos ácido tereftálico.

10. Un método para pegar un primer sustrato y un segundo sustrato, dicho método consiste en colocar un adhesivo sin disolvente que contiene un prepolímero de poliuretano líquido entre dicho primer sustrato y dicho segundo sustrato y reticular dicho adhesivo sin disolvente reticulable por la humedad mediante la exposición de dicho adhesivo sin disolvente al agua; dicho prepolímero de poliuretano líquido es un producto obtenido por la reacción de un exceso estequiométrico de por lo menos un isocianato polifuncional que tiene en promedio un número de grupos 45 funcionales inferior a 2, 2 con por lo menos un polieter-poliol y por lo menos un poliester-poliol que contiene restos ácido isoftálico pero que está sustancialmente libre de restos ácido ftálico y de restos ácido tereftálico; por lo menos uno de dichos primer sustrato o segundo sustrato es con preferencia un sustrato de baja energía superficial.

11. Un método para pegar un primer sustrato y un segundo sustrato, dicho método consiste en colocar un adhesivo sin disolvente que contiene un prepolímero de poliuretano líquido y por lo menos un agente de reticulación que contiene hidrógeno activo entre dicho primer sustrato y dicho segundo sustrato y reticular dicho adhesivo sin disolvente; dicho prepolímero de poliuretano líquido es un producto obtenido por la reacción de un exceso estequiométrico de por lo menos un isocianato polifuncional que tiene en promedio un número de grupos funcionales inferior a 2, 2 con por lo menos un polieter-poliol y por lo menos un poliester-poliol que contiene restos ácido isoftálico 55 pero que está sustancialmente libre de restos ácido ftálico y de restos ácido tereftálico; por lo menos uno de dichos primer sustrato o segundo sustrato es con preferencia un sustrato de baja energía superficial.

12. Un prepolímero de poliuretano líquido útil para un adhesivo sin disolvente reticulable por reacción con agua o con un agente de reticulación que contenga hidrógeno activo, dicho prepolímero de poliuretano líquido es un producto obtenido por la reacción de un exceso estequiométrico del diisocianato de 4, 4’-difenilmetano con por lo menos un polipropilenglicol que tenga un peso molecular numérico promedio de 1000 a 3000 y por lo menos un poliester-poliol que tenga un peso molecular numérico promedio de 1000 a 3000, que contiene 1, 6-hexanodiol, ácido adípico y restos ácido isoftálico, pero que está sustancialmente libre de restos ácido ftálico y de restos ácido tereftálico, dicho poliester-poliol tiene un peso molecular numérico promedio de 1000 a 3000 y contiene restos ácido 65 isoftálico y restos ácido adípico en una proporción comprendida entre 30:70 y 70:30.


 

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