Composición antimicrobiana que contiene antimicrobianos unidos covalentemente con una red interpenetrante de poliuretano-silicio.

Una composición obtenible haciendo reaccionar en una primera etapa

al menos un poliisocianato A con

al menos un componente aglutinante B con al menos dos grupos reactivos con isocianatos y

al menos un alcoxisilano C reactivo con isocianatos obteniendo así un poliuretano que contiene grupos siloxi yposteriormente,

hidrolizando los grupos siloxi en el poliuretano en una segunda etapa en la presencia de un agenteantimicrobiano Z que tiene un resto siloxi y condensando los grupos siloxi hidrolizados dando lugar a la formación deuna red de sílice unida covalentemente a un poliuretano y al resto del agente antimicrobiano Z.

Composición antimicrobiana que contiene antimicrobianos unidos covalentemente con una red interpenetrante de poliuretano-silicio La invención se refiere, en general, a composiciones antimicrobianas, su fabricación y su uso para el recubrimiento de superficies, especialmente para aplicaciones interiores.

Las aplicaciones de recubrimiento son cada vez más exigentes en términos de rendimiento, seguridad y cumplimiento ambiental. Los recubrimientos a base de isocianatos y aglutinantes, es decir, componentes que contienen átomos de hidrógeno reactivos con isocianatos, en lo sucesivo denominados recubrimientos de poliuretano, son conocidos por proporcionar alta resistencia química, flexibilidad, resistencia a la abrasión, resistencia a la intemperie y al impacto. La protección conferida por dichos recubrimientos es de particular importancia en los sectores de automoción, construcción, marina y la industria química.

Los recubrimientos o películas de poliuretano pueden fabricarse, por ejemplo, mediante la reacción de compuestos que contienen un grupo hidroxilo o amino multifuncional (polioles o poliaminas) e isocianatos multifuncionales (poliisocianatos) por medio de un proceso de polimerización de adición de isocianato. La reacción entre los grupos isocianato (NCO) y los átomos de hidrógeno activos del aglutinante generalmente se acelera por medio de catalizadores.

En general, se puede hacer una distinción entre materiales de recubrimiento de un componente (1K) y de dos componentes (2K) . Los materiales de recubrimiento de dos componentes no se mezclan hasta poco antes de la aplicación y, por lo tanto, tienen sólo un tiempo de procesabilidad limitada. Los sistemas de este tipo se distinguen por un curado rápido después de que los componentes se hayan mezclado. Por el contrario, los sistemas de un componente tienen una vida útil larga (es decir, la duración de tiempo que un sistema de resina catalizada conserva una viscosidad suficientemente baja para ser utilizada en el procesamiento) . Esto se ha logrado hasta la fecha, por ejemplo, mediante el bloqueo de los grupos NCO. Pero cuando se curan tales recubrimientos, los agentes de bloqueo escapan.

Las mezclas curables de dos componentes que comprenden poliisocianatos y aglutinantes, especialmente aglutinantes basados en polioles o poliaminas, son bien conocidas en la técnica por proporcionar un excelente rendimiento y curar a bajas temperaturas.

Existe la necesidad en la técnica para aplicar agentes antimicrobianos a composiciones y superficies revestidas.

Se sabe cómo revestir dispositivos médicos, por ejemplo, con plata o sales de plata (US-A-5395651) . Otro procedimiento para proporcionar superficies antimicrobianas ha sido el uso de agentes antimicrobianos orgánicos, tales como biguanidas (US-A-4999210, 5013306 y 5707366) . El uso de aluminosilicatos o zeolitas que contienen iones de ciertos metales se conoce, por ejemplo, de los documentos US-A-452410 y 5556699. Por el documento US-A-6596401 se sabe usar una composición que comprende un copolímero de silano y un agente antimicrobiano en el que el copolímero es el producto de reacción de al menos un poliisocianato, un silano organo-funcional y un poliol.

Se sabe por el documento WO 2006/102366 cómo preparar recubrimientos que tienen propiedades antimicrobianas permanentes mediante el uso de un monómero de sal de amonio cuaternario que contiene silicona polimerizable y la copolimerización de dicho compuesto con otro monómero o polímero. Sin embargo, el documento WO 2006/102366 no divulga una red de sílice unida covalentemente ni a un poliuretano ni a un agente antimicrobiano.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una composición con propiedades antimicrobianas mejoradas Era otro objeto de la presente invención proporcionar composiciones curables basadas en isocianatos que den lugar a recubrimientos con elevadas propiedades antimicrobianas. Los recubrimientos, además, deben ser resistentes a los productos químicos y a la intemperie. La superficie correspondiente debe ser de alta calidad óptica. Los recubrimientos deben ser suficientemente ignífugos y presentar excelentes características de rendimiento mecánico.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar recubrimientos que presenten bajos niveles de COV (componentes orgánicos volátiles) . En particular, el nivel de COV debido a cualquier catalizador debe ser cero. La composición no debe contener compuestos de metales pesados volátiles, en particular, ningún compuesto organometálico volátil. El catalizador usado para promover la reacción de curado debe exhibir una baja toxicidad y deben ser menos sensible a la hidrólisis.

Además, para las composiciones de recubrimiento, especialmente las composiciones para recubrimientos transparentes o de capas de acabado, se desea que el recubrimiento tenga un alto grado de resistencia a los arañazos para proteger la apariencia del sistema de recubrimiento como un todo.

La presente invención proporciona una composición de recubrimiento que tiene propiedades antimicrobianas mejoradas. La composición proporcionada en la presente memoria también proporciona excelentes características de rendimiento a bajas temperaturas y tiene una vida útil más prolongada.

La composición de acuerdo con la presente invención puede obtenerse haciendo reaccionar en una primera etapa al menos un poliisocianato A con al menos un componente aglutinante B con al menos dos grupos reactivos con isocianatos y al menos un alcoxisilano C reactivo con isocianatos obteniendo así un poliuretano que contiene grupos siloxi y posteriormente, hidrolizando los grupos siloxi en el poliuretano en una segunda etapa en la presencia de un agente antimicrobiano Z que tiene un resto siloxi y condensando los grupos siloxi hidrolizados dando lugar a la formación de una red de sílice unida covalentemente a un poliuretano y al resto del agente antimicrobiano Z.

En una realización preferida, la composición de acuerdo con la presente invención se puede obtener por reacción de 1, 1 mol de compuesto A hasta 1, 0 moles, especialmente de 0, 1 a 0, 9 moles de compuesto B, hasta 1, 0 moles, en especial 0, 1 a 0, 9 de compuesto C.

En una realización adicional, la cantidad combinada de los componentes B y C es equimolar al componente A.

En una realización adicional, el poliuretano fabricado mediante el procedimiento anterior se combina a continuación con un porcentaje en peso diferente de los componentes Z. El componente Z puede variar desde 1 hasta 10% en peso con respecto al contenido total de PU en una realización preferida.

La reacción de los compuestos de acuerdo con la presente invención se puede realizar en muchas variaciones. En una realización, el poliisocianato A se hace reaccionar simultáneamente con ambos componentes reactivos con isocianato B y C.

En otra realización, uno o más polioles se hacen reaccionar con un exceso de un diisocianato para formar un prepolímero de poliuretano rematado con isocianato. La formación de este prepolímero se puede facilitar mediante el empleo de un exceso de poliisocianato. En otras palabras, el número de grupos funcionales isocianato presentes en la mezcla de reacción es mayor que el número de grupos de funciones alcohol presente en la mezcla de reacción. Preferiblemente, la relación entre grupos funcionales de isocianato y alcohol u otros grupos funcionales reactivos con isocianato es de 1, 1:1 a 2:1. Más preferiblemente, la relación entre grupos funcionales de isocianato y grupos funcionales de alcohol es de 1, 5:1 a 2:1, más preferiblemente de 1, 6 a 1, 8.

A continuación, el prepolímero de poliuretano-urea rematado con isocianato se hace reaccionar con un silano organofuncional para formar un copolímero de poliuretano-urea-siloxano que tiene grupos alcoxi colgantes. Cualquier silano organofuncional que tenga al menos dos grupos funcionales, que pueden ser iguales o diferentes, que son reactivos con un grupo funcional isocianato, se puede utilizar en el procedimiento de la presente invención.

El copolímero de poliuretano resultante contiene numerosos restos orgánicos libres, especialmente los grupos alcoxi. La hidrólisis y condensación se pueden realizar como se conoce en la técnica de acuerdo con el documento US-A 6 794 527. En una realización, la hidrólisis se lleva a cabo a temperaturas elevadas en presencia de aire. La humedad en el aire provoca la hidrólisis. La reacción de los grupos alcoxi con agua escinde el alcohol del copolímero y deja grupos silanol en lugar de los grupos alcoxi. Los grupos silanol obtenidos reaccionan entre sí produciendo enlaces cruzados en el copolímero.

Además, la presente invención proporciona... [Seguir leyendo]

1. Una composición obtenible haciendo reaccionar en una primera etapa al menos un poliisocianato A con al menos un componente aglutinante B con al menos dos grupos reactivos con isocianatos y al menos un alcoxisilano C reactivo con isocianatos obteniendo así un poliuretano que contiene grupos siloxi y posteriormente, hidrolizando los grupos siloxi en el poliuretano en una segunda etapa en la presencia de un agente antimicrobiano Z que tiene un resto siloxi y condensando los grupos siloxi hidrolizados dando lugar a la formación de una red de sílice unida covalentemente a un poliuretano y al resto del agente antimicrobiano Z.

2. Composición según la reivindicación 1 en la que el poliisocianato A es al menos uno de 1-isocianato-3, 3, 5-trimetil5- (isocianatometil) -ciclohexano (isoforonadiisocianato) , 1, 6-diisocianatohexano, 4, 4'-di (isocianatociclohexil) metano y mezclas de isómeros 3 (o 4) , 8 (.

9. bis (isocianatometil) triciclo[5.2.1.02, 6]decano.

3. Composición según al menos una de las reivindicaciones anteriores en la que el poliisocianato A es 1, 6diisocianatohexano.

4. Composición según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que el aglutinante B es un poliol y/o una poliamina.

5. Composición según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que el aglutinante B es polipropilenglicol o 1, 5-pentanodiol.

6. Composición según al menos una de las reivindicaciones anteriores en la que el alcoxisilano C es

en la que n es un número entero de 1 a 6, R1 puede ser H o alquilo C1-C6 (lineal, ramificado o cíclico) , R2 y R3 son independientemente -OH, OR1 o alquilo C1-C6 (lineal, ramificado o cíclico) , R4 y R5 son independientemente H, alquilo C1-C6 (lineal, ramificado o cíclico) y aminoalquilo o hidroxialquilo C1-C6 (lineal, ramificado o cíclico) ; con la condición de que al menos dos grupos reactivos con isocianato estén contenidos en el compuesto C.

7. Composición según la reivindicación 1, en la que el alcoxisilano C es al menos uno de N- (3 (trimetoxisilil) propil) etilendiamina, 1- (3- (trimetoxisilil) propil) dietilentriamina, bis (3- (metilamino) propil) trimetoxisilano, Nbeta- (aminoetil) -gamma-aminopropil-trimetoxisilano, N- (2-aminoetil) -3-aminopropilmetil-dimetoxisilano, gamma aminopropiltrimetoxisilano, 3- (N-estirilmetil-2-aminoetilamino) propil trimetoxisilano, N-fenil aminometil trietoxi silano y bis- (gammatrimetoxisililpropil) amina y combinaciones de los anteriores

8. Composición según al menos una de las reivindicaciones anteriores en la que el agente Z corresponde a

en la que R1 es un grupo alquilo C1-30, preferiblemente un grupo alquilo C8-30, R2 y R3, R4 y R5 son cada uno independientemente un grupo alquilo C1-3 o R2, R3 y R5 son hidrógeno y X es un contraión, tal como Cl -, Br-, I-o CH3COO.

9. Composición según al menos una de las reivindicaciones anteriores en la que el poliuretano es un polímero de poliuretano-poliurea-sílice.

10. Composición según al menos una de las reivindicaciones anteriores en la que el agente antimicrobiano Z está presente en una cantidad de 1 a 10% en peso basado en el peso total de la composición.

11. Un kit que comprende una composición curable que contiene como partes separadas a) al menos un poliisocianato A, b) al menos un componente aglutinante B con al menos dos grupos reactivos con isocianato y al menos un alcoxisilano C reactivo con isocianato y c) un agente antimicrobiano con un resto siloxi 12. Procedimiento de preparación de poliuretano haciendo reaccionar en una primera etapa al menos un poliisocianato A con al menos un componente aglutinante B con al menos dos grupos reactivos con isocianatos y al menos un alcoxisilano C reactivo con isocianatos, obteniendo así un poliuretano y posteriormente, hidrolizando los grupos siloxi en el poliuretano en una segunda etapa en la presencia de un agente antimicrobiano Z que tiene un resto siloxi y condensando los grupos siloxi hidrolizados, dando lugar a la formación de una red de sílice unida covalentemente a un poliuretano y al resto del agente antimicrobiano Z.

13. Red de sílice unida covalentemente a un poliuretano y al resto de un agente antimicrobiano Z.