Síntesis de biurets y de isocianatos con funciones alcoxisilano, formulaciones que los contienen y aplicaciones de los mismos.

Composición de poliisocianato que comprende al menos dos compuestos oligoméricos distintos que incluyen al menos tres unidades y como máximo 5 unidades elegidas entre las unidades de fórmula (I) y las unidades diamino y al menos una función elegida entre las funciones isocianato y entre las derivadas de las mismas,

uno de dichos compuestos incluye al menos dos unidades de fórmula (I) y otro incluye al menos dos unidades diamino, caracterizada porque la unidad de la fórmula (I) es la siguiente:

En la que X representa un enlace simple;

En la que R1 representa una cadena de hidrocarburos lineal o ramificada de 2 a 20 átomos de carbono, siendo dicha cadena de hidrocarburos alifática, aromática o aralquilo, interrumpida en su caso por heteroátomos;

En la que m representa un número entero comprendido en el intervalo cerrado 0 y 3, ventajosamente al menos igual a 2, preferentemente a 3;

En la que n representa un número entero comprendido en el intervalo cerrado 1 a 3; con la condición de que m + n ≥ 3;

En la que R2 es una cadena de hidrocarburos de 1 a 20 átomos de carbono preferentemente de 1 a 12 átomos de carbono pudiendo esta cadena de hidrocarburos ser alifática, lo que comprende el aralquilo, o aromática; lineal o ramificada interrumpida en su caso por heteroátomos, pudiendo la cadena R2 ser de tipo alquileno si los dos carbonos terminales de esta cadena están enlazados con silicio;

En la que R3 una cadena de hidrocarburos de 1 a 20 átomos de carbono preferentemente de 1 a 12 átomos de carbono pudiendo esta cadena de hidrocarburos ser alifática o aromática o aralquilo, lineal o ramificada interrumpida en su caso por heteroátomos, pudiendo la cadena R3 ser de tipo alquileno si los dos carbonos terminales de esta cadena están enlazados a dos grupos X llevados por el mismo átomo de silicio, X ≥ O o S.

Síntesis de biurets y de isocianatos con funciones alcoxisilano, formulaciones que los contienen y aplicaciones de los mismos 5

[1] La presente invención tiene por objeto composiciones de poliisocianatos que presentan funciones

silano, y especialmente alcoxisilano, la preparación de estas composiciones y el uso de estas composiciones. Tiene igualmente por objeto la síntesis de monómeros que incluyen a la vez una función silano y una función isocianato.

[2] Para reubicar la presente invención en el contexto industrial y semántico conviene proceder a un cierto

número de recordatorios y precisar o recordar un cierto número de definiciones.

[3] En su mayoría, las composiciones de poliisocianatos están formadas con la mayor frecuencia por derivados obtenidos de oligocondensación de molécula(s) unitaria(s) de diisocianato, triisocianato o incluso

tetraisocianato.

[4] Un tipo de molécula semejante se califica de "monómero" y es susceptible de obtenerse mediante fosgenación de una diamina primaria, en su caso portadora de uno, o incluso de dos, otras funciones de amina primaria. Así dicha molécula contiene una unidad constituida por una cadena carbonada portadora de al menos dos

nitrógenos (procedentes de la diamina para fosgenación), unidad que se designará como "unidad diamino" en el resto de la descripción. La unidad diamino sirve en este caso como vestigio o traza de la existencia pasada o presente de un monómero de isocianato: así la unidad diamino tiene como estructura

>N-R-N<

en la que R representa un radical de hidrocarburo que es el resto de un monómero de isocianato después de la omisión de dos funciones isocianato. Naturalmente R no presenta ninguna de las funciones creadas durante la oligomerización de una función isocianato, es decir, las funciones carbamato, urea (comprendido el biuret), alofanato, biuret y las que se mencionan con motivo de la descripción de la oligocondensación (comprendida la 3 oligomerización). La masa molecular de -R- es igual como máximo a 2. R puede incluir otro grupo "amino" en el caso de monómeros trifuncionales como LTI, NTI y UTI.

[5] Los signos "amino" N< y >N indican que el nitrógeno puede intervenir en cualquier función, tal como la función isocianato, amina, amida, imida, urea y especialmente las funciones engendradas por las reacciones de

oligomerización.

[6] Estas unidades diamino se encuentran en casi la totalidad de las oligocondensaciones y en la inmensa mayoría de las transformaciones de las funciones isocianato. Esta constatación permite hacer referencia al número de unidades diamino para indicar especialmente el estado de condensación de los oligocondensados (comprendidos

los oligómeros) incluidos los policondensados, e incluso en caso de heterocondensados (en cuyo caso se podrá tener varios tipos de unidades diamino).

[7] Según el uso corriente en la química, cuando una función ha dado su nombre a una familia de compuestos, como es el caso de los isocianatos, se define el carácter aromático o alifático según el punto de fijación

de la función considerada. Cuando un isocianato está situado en un carbono de naturaleza alifática, entonces se considera que el compuesto isocianato es en sí de naturaleza alifática. Asimismo, cuando una función isocianato está unida al esqueleto por medio de un carbono de naturaleza aromática, entonces el conjunto del monómero se designará por la expresión isocianato aromático.

[8] Para explicitar este punto se puede recordar que:

- Se considera aromática toda función isocianato cuyo punto de fijación es un eslabón de un ciclo aromático;

- Se considera alifática toda función isocianato cuyo punto de fijación (de nitrógeno, naturalmente) es un carbono de 55 hibridación sp3.

[9] Entre los isocianatos alifáticos se pueden hacer las distinciones siguientes:

- Se considera cicloalifática toda función isocianato alifática cuyo punto de fijación está alejado del ciclo más próximo

como máximo un carbono (preferentemente, está unida directamente a él).

- Se considera secundaria toda fundón ¡socianato cuyo punto de fijación es llevado por un carbono sp3 secundario (es decir, un carbono unido a dos carbonos y a un hidrógeno).

- Se considera terciaria toda función ¡socianato cuyo punto de fijación es llevado por un carbono sp3 terciario (es decir, un carbono unido a tres carbonos).

- Se considera neopentílica toda función ¡socianato cuyo punto de fijación es llevado por un carbono sp3, en si 1 mismo llevado por un carbono terciario (es decir, sin tener en cuenta el último enlace, un carbono unido a tres

carbonos).

- Se considera lineal toda función ¡socianato cuyo punto de fijación es llevado por un metileno sensu stricto (-CH2-), en sí mismo llevado por un carbono sp3 exocíclico y no terciario.

[1] En lo que se refiere a los monómeros y para la presente descripción se entiende por:

- Alifático todo monómero en el que todas las funciones ¡socianato son alifáticas;

- Aromático todo monómero en el que todas las funciones ¡socianato son aromáticas;

- Mixto todo monómero en el que al menos una función es alifática y en el que al menos una función es aromática;

- Cicloalifático todo monómero en el que todas las funciones ¡socianato son alifáticas y en el que al menos una es

cicloalifática;

- Alifático lineal todo monómero en el que todas las funciones ¡socianato son alifáticas, en el que ninguna es cicloalifática y en el que al menos una es lineal, o que presentan al menos una cadena de polimetileno, libre en rotación, y por tanto exocíclica, (CH2) en la que n representa un entero al menos igual a dos.

[11] Si se detalla un poco más, los isocianatos monómeros pueden ser:

Alifáticos, lo que comprende cicloalifáticos y arilalifáticos (o aralifáticos), tales como:

- Alifáticos lineales (o simples), los polimetilendiisocianatos monómeros que presentan una o varias cadenas polimetilenexocíclicas (CH2),, en las que n representa un entero de 2 a 1, ventajosamente de 4 a 8 y especialmente diisocianato de hexametileno en el que uno de los metilenos puede estar sustituido por un radical metilo o etilo como es el caso del MPDI (diisocianato de metilpentametileno);

- Alifáticos cíclicos (o cicloalifáticos): parcialmente "neopentílicos" y cicloalifáticos; diisocianato de isoforona (IPDI);

- Alifáticos cíclicos (cicloalifáticos) de diisocianato derivados del norbornano o las formas hidrogenadas (hidrogenación del núcleo que conduce a un ciclo diaminado posteriormente sometido a una isocianatación por ejemplo por fosgenación) de los isocianatos aromáticos;

- Aralifáticos, los arilendialquilondiisocianatos (como OCN-CH2-<E>-CH2-NCO); en los que una parte se considera alifática lineal, es decir, aquellos en los que la fundón ¡socianato está alejada de los núcleos aromáticos al menos dos carbonos como (OCN-[CH2]t-®-[CH2]u-NCO) con ty u superiores a 1;

O incluso aromáticos tales como el diisocianato de toluileno mencionado aquí como recordatorio pero en el que, por el contrario, la forma hidrogenada se considera cicloalifática y es interesante como los 1,3 y 1,4 BIC (Bislsocianatometilo Ciclohexano).

[12] De una forma general la masa molecular de un monómero no es superior a 3 y es al menos igual a 55 1.

[13] Según la presente invención, es deseable que los monómeros alifáticos lineales se usen al menos en parte para la puesta en práctica de la presente invención con lo que pueden añadirse a los que se mencionan anteriormente, los derivados de la lisina y especialmente el LDI (diisocianato de lisina, obtenido del éster de la

lisina), LTI (triisocianato de Usina, obtenido del áster de la lisina con etanolamlna), el NTI (Nonil-Trl-lsoclanato OCN- (CH2)4-CH(CH2-NCO)-(CH2)3-NCO), el UTI (Undecll-Trl-lsocianato OCN-(CH2)5-CH(-NCO)-(CH2)5-NCO).

[14] La mayor parte de estos monómeros tienen una tensión de vapor demasiado elevada para responder 5 a las restricciones reglamentarias relativas a la seguridad en el trabajo. Además se da más peso a estas moléculas

en los policondensados.

[15] Estas condensaciones aplican las funciones isocianato. Al ser los "monómeros" polifuncionales en isocianato, estas condensaciones podrán tener lugar en dos o más funciones isocianato de una misma molécula. De

ello se concluye que estas reacciones podrán conducir a oligómeros más o menos pesados según la tasa de transformación de los isocianatos.

[16] A continuación se recordarán los principales policondensados:

Los... [Seguir leyendo]

1. Composición de poliisocianato que comprende al menos dos compuestos oligoméricos distintos que

incluyen al menos tres unidades y como máximo 5 unidades elegidas entre las unidades de fórmula (I) y las unidades diamino y al menos una función elegida entre las funciones isocianato y entre las derivadas de las mismas, uno de dichos compuestos incluye al menos dos unidades de fórmula (I) y otro incluye al menos dos unidades diamino, caracterizada porque la unidad de la fórmula (I) es la siguiente:

H2N-Rj^-H"-S(

(R2)m

<X-R3)n

En la que E representa un enlace simple;

En la que Ri representa una cadena de hidrocarburos lineal o ramificada de 2 a 2 átomos de carbono, siendo dicha cadena de hidrocarburos alifática, aromática o aralquilo, interrumpida en su caso por heteroátomos;

En la que m representa un número entero comprendido en el intervalo cerrado y 3, ventajosamente al menos igual a 2, preferentemente a 3;

En la que n representa un número entero comprendido en el intervalo cerrado 1 a 3; con la condición de que m + n =

3;

En la que R2 es una cadena de hidrocarburos de 1 a 2 átomos de carbono preferentemente de 1 a 12 átomos de carbono pudiendo esta cadena de hidrocarburos ser alifática, lo que comprende el aralquilo, o aromática; lineal o ramificada interrumpida en su caso por heteroátomos, pudiendo la cadena R2 ser de tipo alquileno si los dos carbonos terminales de esta cadena están enlazados con silicio;

En la que R3 una cadena de hidrocarburos de 1 a 2 átomos de carbono preferentemente de 1 a 12 átomos de carbono pudiendo esta cadena de hidrocarburos ser alifática o aromática o aralquilo, lineal o ramificada interrumpida en su caso por heteroátomos, pudiendo la cadena R3 ser de tipo alquileno si los dos carbonos terminales de esta cadena están enlazados a dos grupos X llevados por el mismo átomo de silicio,

X = O o S.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque la proporción entre las unidades de aminoalquilsilano y las unidades de diamina es al menos igual al 15 %.

3. Composición según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque dichos compuestos oligoméricos representan cada uno al menos el 3%, ventajosamente al menos el 5 %, preferentemente al menos el 8 %.

4. Composición según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dichos compuestos oligoméricos representan cada uno como máximo, 2/3, ventajosamente, preferentemente 1/3 en masa de la composición.

5. Composición según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dichas funciones que proceden de funciones isocianato se eligen entre las funciones carbamato, uretidindiona, isocianurato, biuret, alofanato.

6. Composición según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque dichos compuestos son compuestos de función biuret.

7. Composición según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque su contenido en funciones biuret (>N-CO-N(-)-CO-N< MM = 84) es al menos igual al 5 %, ventajosamente el 8 %, preferentemente el 1 %.

8. Composición según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque su contenido en funciones biuret (>N-CO-N(-)-CO-N< MM = 84) es igual como máximo al 2 %, ventajosamente el 18 %, preferentemente el 16 %.

9. Composición según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque presenta un contenido en funciones isocianato (libres o enmascaradas) al menos igual al 5 %, ventajosamente el 8 %, preferentemente el 1

%, más preferentemente el 12 %.

1. Composición según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque presenta un contenido en funciones de isocianatos libres al menos igual al 5 %, ventajosamente el 8 %, preferentemente el 1 %, más

preferentemente el 12 %.

11. Composición según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque presenta un contenido en funciones isocianato enmascaradas al menos igual al 5 %, ventajosamente el 8 %, preferentemente el 1 %, más

preferentemente el 12 %.

12. Composición según las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque presenta una viscosidad igual como máximo a 6. mPa-s.

13. Composición según las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque incluye como máximo el 2 %, 15 ventajosamente como máximo el 1 %, preferentemente como máximo el ,5 % en masa de isocianato monómero

(diisocianatoalcano).

14. Composición según las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque incluye como máximo el 2 %, ventajosamente como máximo el 1 %, preferentemente como máximo el ,5 % en masa de isocianatoalquilsilano

(correspondiente a aminoalquilsilano).