Procedimiento para la preparación de alofanatos emulsionables en agua, de baja viscosidad, que contienen grupos endurecibles por radiaciones.

Procedimiento para la preparación de unos alofanatos que se endurecen por radiaciones,

emulsionables en agua, que tienen unos contenidos de monómeros residuales de menos que 0,5 % en peso y un contenido de NCO de menos que 1 % en peso, en el cual a partir de

A) por lo menos un compuesto que contiene grupos de isocianato,

B) por lo menos un compuesto con funcionalidad de hidroxi, que tiene unos grupos que reaccionan mediando polimerización con unos compuestos etilénicamente insaturados bajo la acción de una radiación actínica (grupos que se endurecen por radiaciones),

C) por lo menos un poli(oxialquilen)-mono-ol,

E) eventualmente en presencia de un catalizador,

se forman unos uretanos que contienen grupos NCO que tienen unos grupos que se endurecen por radiaciones, que a continuación, sin más adición de unos compuestos que contienen grupos de isocianato,

F) se convierten químicamente en presencia de un catalizador de alofanatación y

G) eventualmente de una amina terciaria,

siendo la relación de grupos NCO de los compuestos procedentes de A) a los grupos OH de los compuestos procedentes de B) y C) de 1,80 : 1,0 a 1,46 : 1, 0,

Procedimiento para la preparación de alofanatos emulsionables en agua, de baja viscosidad, que contienen grupos endurecibles por radiaciones

El presente invento se refiere a un procedimiento para la preparación de unos productos de reacción de poliisocianatos, que contienen grupos de alofanato, y tienen una baja viscosidad, que se pueden emulsionar fácilmente en agua y que contienen unos grupos activados, que reaccionan mediando polimerización bajo la acción de una radiación actínica con unos compuestos etilénicamente insaturados. El presente invento se refiere por lo demás a los productos, que se pueden producir de acuerdo con el procedimiento conforme al invento, así como a su utilización.

El endurecimiento de sistemas de revestimiento que llevan dobles enlaces activados mediante una radiación actínica es conocido y está técnicamente consagrado. Como una radiación actínica se entiende una radiación ionizante electromagnética, en particular rayos electrónicos, rayos UV (ultravioletas) así como la luz visible (Roche Lexikon Medizin [Diccionario de Roche sobre medicina], 4a edición; editorial Urban & Fischer, München 1999). Éste es uno más rápidos métodos de endurecimiento que existen en la tecnología de los revestimientos. Por lo tanto, unos agentes de revestimiento que se basan en este principio son designados como sistemas que se endurecen o respectivamente son endurecibles por radiaciones o actínicamente.

Condicionado por los requisitos ecológicos y económicos que se establecen a los modernos sistemas de barnices, de utilizar para el ajuste de la viscosidad la menor cantidad posible o incluso nada de un disolvente orgánico, subsiste el deseo, por un lado, de utilizar unas materias primas para barnices que ya tengan una baja viscosidad y, por otro lado, de poder llevar a cabo además de ello los necesarios ajustes de la viscosidad con agua usada como disolvente.

Unos agentes aglutinantes que se endurecen por radiaciones que tienen una viscosidad especialmente baja son, tal como es conocido, unos uretano-acrilatos que contienen grupos de alofanato. Éstos se pueden producir mediante diferentes procedimientos, así p.ej. mediante una reacción directa con un exceso de un diisocianato y una subsiguiente destilación del exceso del diisocianato (véanse el documento de solicitud de patente europea EP-A-0 867 457 o el documento de solicitud de patente internacional WO-A 00/39183) por apertura del anillo de una oxadiazinatriona (véase el documento WO-A 2004/033522), por apertura del anillo de una uretdiona (véase el documento WO-A 2005/092492) o también mediante una alofanatación directa de una relación equimolar de grupos de isocianato a grupos de uretano (véase el documento EP-A 1 645 582). Solamente la solicitud que se ha citado en último término divulga también la posibilidad de poder llegar, pasando por una hidrofilación, a unos agentes aglutinantes emulsionables en agua. No obstante, los productos obtenidos de esta manera no son especialmente estables en la emulsión y ya después de un breve período de tiempo aparece una separación de fases.

Se han conocido ya también unos uretano-acrilatos que contienen grupos de alofanato, los cuales son emulsionables en agua mediante unos agentes de hidrofilación incorporados. Así, el documento EP-A 0 694 531 describe un método para la producción de tales agentes aglutinantes. No obstante, aquí, mediante la elección de una hidrofilación iónica, se prescinde de una reducción al mínimo de la viscosidad. Por lo demás, se trata de un complicado procedimiento de múltiples etapas, que se debe de llevar a cabo a unas temperaturas muy altas, de más que 100 °C, lo cual es contraproducente para la estabilidad de los sistemas que tienen dobles enlaces activados. Finalmente, el procedimiento no tiene como objetivo conseguir unos sistemas de baja viscosidad al 100 %, se obtienen ya unas emulsiones acabadas.

En el documento WO-A 2007/063025 se describe asimismo un uretano-acrilato emulsionable en agua, que contiene grupos de alofanato. No obstante, estas estructuras de alofanato no se producen en el procedimiento divulgado, sino que se incorporan pasando por un isocianato modificado. Tales isocianatos modificados solamente se pueden producir de un modo difícil y costoso, puesto que el procedimiento descrito en el documento WO-A 00/39183 contiene un proceso de destilación que es convertible técnicamente solo con dificultades. A fin de cuentas, por lo tanto, se necesita el aislamiento de un producto intermedio.

Fue por lo tanto una misión del presente invento poner a disposición un procedimiento sencillo para la preparación de un poliuretano-(met)acrilato endurecióle por radiaciones, el cual, por estar basado en unas estructuras de alofanato como un sistema no diluido con un contenido de materiales sólidos de 100 % en peso, tiene una viscosidad especialmente baja y se puede emulsionar fácilmente mediante una incorporación con agitación en agua. Además de esto, la dispersión de poliuretano endurecióle por radiaciones, diluida con agua, debe de ser estable en almacenamiento.

De un modo sorprendente se descubrió un procedimiento para la preparación de unos alofanatos que se endurecen por radiaciones, emulsionables en agua, que tienen unos contenidos de monómeros residuales de menos que 0,5 % en peso y un contenido de NCO de menos que 1 % en peso, en el cual a partir de

A) por lo menos un compuesto que contiene grupos de ¡socianato,

B) por lo menos un compuesto con funcionalidad de hldroxl, que tiene unos grupos que reaccionan mediando polimerización con unos compuestos etilénicamente insaturados bajo la acción de una radiación actínica (grupos que se endurecen por radiaciones),

C por lo menos un poli(oxialquilen)-mono-ol,

D) eventualmente por lo menos un compuesto que tiene unos grupos que son reactivos con NCO y son diferentes de los de B) y/o C),

E) eventualmente en presencia de un catalizador,

se forman unos uretanos que contienen grupos NCO, que tienen unos grupos que se endurecen por radiaciones,

que a continuación, sin más adición de unos compuestos que contienen grupos de ¡socianato,

F) se convierten químicamente en presencia de un catalizador de alofanatación y

G) eventualmente de una amina terciaria,

siendo la relación de grupos NCO de los compuestos procedentes de A) a los grupos OH de los compuestos procedentes de B) y C) y eventualmente D) de 1,80 : 1,0 a 1,46 : 1, 0, de manera preferida de 1,70 : 1,0 a 1,47 : 1,0, de manera especialmente preferida de 1,65 : 1,0 a 1,48 : 1,0 y de manera muy especialmente preferida de 1,60 : 1,0 a 1,50 : 1,0.

El concepto de "emulsionable en agua" en el sentido del invento significa que los poliuretanos conformes al invento se pueden mezclar con agua y que en tal caso se forma una emulsión a lo largo de un amplio intervalo de las relaciones de mezcladura. El contenido de materiales sólidos de 100 % en peso significa que el sistema de poliuretano no había sido diluido con agua.

Otro objeto más del invento son unos uretano-(met)acr¡latos emulsionables en agua, que son obtenibles de acuerdo con el procedimiento conforme al invento.

Otro objeto del invento es la utilización de los uretano-(met)acrilatos emulsionables en agua, que son obtenibles de acuerdo con el procedimiento conforme al invento, para la formación de revestimientos y barnices así como de pegamentos, tintas de impresión, resinas de moldeo por colada, masas dentales, aprestos, fotorreservas, sistemas de litografía estérea, resinas para materiales compuestos y masas de estanqueidad.

El concepto de (met)acrilato se refiere en el marco de este invento a unas correspondientes funciones de acrilato o metacrilato o a una mezcla de ambas.

Como compuestos que contienen grupos de ¡socianato A) entran en consideración unos poliisocianatos aromáticos, alifáticos y cicloalifáticos. Unos apropiados poliisocianatos son unos compuestos de la fórmula Q(NCO)n que tienen un peso molecular medio situado por debajo de 800, en donde n es un número de 2 hasta 4 y Q es un radical hidrocarbilo aromático de C6-Ci5, un radical hidrocarbilo alifático de C4-C12 o un radical hidrocarbilo cicloalifático de C6-C15, por ejemplo unos diisocianatos escogidos entre la serie formada por 2,4-/2,6-tolueno-diisocianato (TDI), metilendifenil-diisocianato (MDI), triisocianato-nonano (TIN), naftil-diisocianato (NDI), 4,4-diisocianato- diciclohexilmetano, 3-isocianatometil-3,3,5-trimetil-ciclohexil-isocianato (isoforona-diisocianato = IPDI), tetrametilen- diisocianato, hexametilen-diisocianato (HDI), 2-metil-pentametilen-diisocianato, 2,2,4-trimetil-hexametilen- diisocianato (THDI), dodecametilen-diisocianato, 1,4-diisocianato-ciclohexano, 4,4-diisocianato-3,3-dimetil-... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de unos alofanatos que se endurecen por radiaciones, emulsionares en agua, que tienen unos contenidos de monómeros residuales de menos que 0,5 % en peso y un contenido de NCO de menos que 1 % en peso, en el cual a partir de

A) por lo menos un compuesto que contiene grupos de isocianato,

B) por lo menos un compuesto con funcionalidad de hidroxi, que tiene unos grupos que reaccionan mediando polimerización con unos compuestos etilénicamente insaturados bajo la acción de una radiación actínica (grupos que se endurecen por radiaciones),

C) por lo menos un poli(oxialquilen)-mono-ol,

E) eventualmente en presencia de un catalizador,

se forman unos uretanos que contienen grupos NCO que tienen unos grupos que se endurecen por radiaciones, que a continuación, sin más adición de unos compuestos que contienen grupos de isocianato,

F) se convierten químicamente en presencia de un catalizador de alofanatación y

G) eventualmente de una amina terciaria,

siendo la relación de grupos NCO de los compuestos procedentes de A) a los grupos OH de los compuestos procedentes de B) y C) de 1,80 : 1,0 a 1,46 : 1, 0,

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que como el componente D) se emplea un compuesto que tiene unos grupos reactivos con NCO que es diferente de los B y/o C), siendo la relación de los grupos NCO de los compuestos procedentes de A) a los grupos OH de los compuestos procedentes de B), C), D) de 1,80 : 1,0 a 1,46 : 1,0.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que en el componente A) se emplean hexametilen-diisocianato (HDI), isoforona-diisocianato (IPDI) y/o 4,4-diisocianato-diciclohexilmetano.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado por que la relación de los grupos NCO de los compuestos procedentes de A) a los grupos OH procedentes de los compuestos de B), C) y D)

es de 1,7: 1,0 a 1,47: 1,0.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado por que la relación de los grupos NCO de los compuestos procedentes de A) a los grupos OH procedentes de los compuestos de B), C) y D) es de 1,65 : 1,0 a 1,48 : 1,0.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado por que en C) se emplean unos poli(oxialquilen)-mono-oles, que contienen una proporción de 30 a 100 % en peso de unos eslabones que se derivan del óxido de etileno.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado por en el componente B) se emplean un (met)acrilato de hidroxietilo y/o un (met)acrilato de hidroxipropilo.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizado por que la alofanatación se realiza durante tanto tiempo hasta que el producto final tenga un contenido de NCO situado por debajo de 0,1 % en peso.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizado por que se emplean: el componente A) en unas proporciones de 20 a 60 % en peso, el componente B) en unas proporciones de 25 a 50 % en peso, el componente C) en unas proporciones de 10 a 35 % en peso, el componente D) en unas proporciones de 0 a 40 % en peso, el componente E) en unas proporciones de 0 a 5 % en peso, el componente F) en unas proporciones de 0,001 a 5 % en peso y el componente G) en unas proporciones de 0 a 5 % en peso, con la condición de que la suma de los valores de % e peso de los componentes A) hasta G) ha de ser de 100.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 9, caracterizado por que la uretanización de los componentes A) hasta D) se lleva a cabo eventualmente en presencia de E), después de la determinación del contenido de NCO se alcanza un valor de NCO que se desvia en hasta 1 % en peso de NCO (absoluto) con respecto del contenido teórico de NCO en %, y a continuación por adición de los componentes E) y eventualmente F), sin ninguna adición ulterior de compuestos que contienen grupos de isocianato, se efectúa la alofanatación.

11. Alofanatos emulsionables en agua que se endurecen por radiaciones, que son obtenibles según un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 10.

12. Utilización de los alofanatos emulsionables en agua que se endurecen por radiaciones de acuerdo con la reivindicación 11 en el caso de la producción de barnices así como de pegamentos, tintas de impresión, resinas de

moldeo por colada, masas dentales, aprestos, fotorreservas, sistemas de litografía estérea, resinas para materiales compuestos y masas de estanqueidad.

13. Agentes de revestimiento que contienen

a) uno o varios alofanatos emulsionados en agua, que se endurecen por radiaciones, de acuerdo con la reivindicación 11,

b) eventualmente otros compuestos diferentes de a), que tienen unos grupos que reaccionan mediando polimerización con unos compuestos etilénicamente insaturados bajo la acción de una radiación actínica,

c) eventualmente otros agentes aglutinantes acuosos que no son endurecióles por radiaciones,

d) unos agentes iniciadores,

e) eventualmente unos disolventes y

f) eventualmente unas sustancias auxiliares y aditivas.

14. Substratos que están revestidos con los agentes de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 13.