Sistema reticulante-acelerante para poliacrilatos.

Sistema reticulante-acelerante para la reticulación térmica de poliacrilatos provistos de grupos funcionales adecuados para reaccionar con grupos epoxi formando enlaces,

el cual comprende al menos una sustancia que lleva al menos un grupo epoxi (reticulante) y al menos una sustancia elegida entre 3-(dimetilamino)-1-propilamina, N,N'-dimetil-1,3-propandiamina, N,N,N'-trimetil-1,3-propandiamina, N-metil-1,3-diaminopropano, N,N,2,2-tetrametil- 1,3-propandiamina, N,N',2-trimetil-1,3-propandiamina, (3-amino-2-metilpropil)dimetilamina, (1-etil-3-piperidinil)- metanamina, pentametildietilentriamina, N,N,N',N",N"-pentametildipropilentriamina, N,N-bis(3-dimetilaminopropil)-Nisopropanolamina,

N-(3-dimetilaminopropil)-N,N-diisopropanolamina, N'-(3-(dimetilamino)propil)-N,N-dimetil-1,3- propandiamina, N,N,N'-trimetilaminoetiletanolamina (acelerante).

Sistema reticulante-acelerante para poliacrilatos

La presente invención se refiere al ámbito técnico de los poliacrilatos reticulables. En concreto se propone un sistema para regular la velocidad de reticulación de los poliacrilatos térmicamente reticulables, el cual está basado en la combinación de una sustancia que contiene grupos epoxl con al menos una di- o pollamlna determinada.

Los poliacrilatos se usan en muchos casos para aplicaciones Industriales de gran calidad como adhesivos, sobre todo como adhesivos sensibles a la presión o masas de termosellado, pues han resultado ser muy adecuados para las crecientes exigencias en estos sectores de aplicación. Así, las masas autoadhesivas deben poseer una buena pegajosidad (tack), pero también tienen que satisfacer grandes exigencias en cuanto a resistencia al clzallamlento. Al mismo tiempo estas masas deben ser adecuadas para poder aplicarlas como recubrimientos sobre materiales soporte. Todo ello se puede conseguir mediante el uso de poliacrilatos de alto peso molecular y elevada polaridad y su eficiente reticulación. Además se pueden obtener poliacrilatos transparentes y estables a la Intemperie.

En los recubrimientos utlllzables como autoadheslvos que están basados en masas de pollacrllato aplicadas en disolución o dispersión, la reticulación térmica forma parte del estado técnico desde hace tiempo. Por regla general se añade el retlculante térmico - por ejemplo un ¡soclanato multifuncional, un quelato metálico o un epóxldo multlfunclonal - a la disolución o dispersión de un pollacrllato dotado de grupos funcionales adecuados, el cual se aplica formando un recubrimiento sobre la superficie de un substrato y a continuación se seca. De este modo se evaporan los disolventes orgánicos o el agua - en el caso de las dispersiones - y el poliacrilato se retícula de forma adecuada. La reticulación es muy importante para los recubrimientos, pues con ella adquieren suficiente cohesión y resistencia térmica. Sin reticulación los recubrimientos serían demasiado blandos y se desharían con poco esfuerzo. Para que el recubrimiento dé buen resultado es esencial tener en cuenta el tiempo de aplicación (intervalo en que el sistema se halla en un estado procesable), el cual puede ser muy distinto según el sistema de reticulación. Si este tiempo es muy corto el reticulante habrá reaccionado ya en la disolución del poliacrilato, con lo cual la disolución estará parcialmente reticulada y ya no podrá aplicarse de manera uniforme.

El proceso tecnológico de preparación de masas autoadhesivas está en continuo desarrollo. Debido a disposiciones medioambientales más restrictivas y a los precios crecientes de los disolventes se intenta eliminar éstos en la mayor medida posible del proceso de fabricación. Por tanto en la Industria tienen cada vez más importancia los procesos de fusión (también llamados procesos de termofusión o procesos hotmelt) con tecnología de aplicación exenta de disolventes, para preparar masas autoadhesivas. Para ello se procesan masas pollmérlcas fusibles, es decir masas poliméricas que fluyen a temperaturas elevadas sin descomponerse. Estas masas pueden trabajarse de manera excelente en estado fundido. En desarrollos posteriores de este proceso también se pretende preparar las masas poliméricas con poco disolvente o sin disolventes.

La Introducción de la tecnología hotmelt plantea crecientes exigencias para las masas adhesivas. En concreto se investiga muy intensamente la mejora de las masas de pollacrllato fusibles (denominaciones sinónimas: hotmelts de poliacrilato, hotmelts de acrilato). Hasta la fecha, la reticulación térmica no se ha difundido mucho en la aplicación de las masas de poliacrilato en estado fundido, aunque este proceso tendría ventajas.

Hasta ahora los hotmelts de acrilato se reticulan, sobre todo, por métodos radloquímlcos (radiación UV, radiación electrónica). Sin embargo estos procedimientos tienen diversos inconvenientes:

- En el caso de la reticulación por radiación UV solamente se pueden reticular capas transparentes a la luz UV (permeables al UV).

- En el caso de la reticulación electrónica (reticulación o curado mediante haces de electrones, también EBC) la radiación electrónica tiene una profundidad de penetración limitada, que depende de la densidad del material Irradiado y de la tensión de aceleración.

- Al final de los dos procedimientos citados las capas presentan un perfil de reticulación, ya que el recubrimiento autoadhesivo no retícula de forma homogénea.

La capa autoadhesiva debe ser relativamente delgada para que el procedimiento radioquímico pueda producir capas bien reticuladas. El espesor de capa que puede atravesar la radiación depende de la densidad, de la tensión de aceleración (EBC) y/o de la longitud de onda activa (UV), pero siempre es muy limitado. Por lo tanto no es posible reticular cualquier capa gruesa y de ningún modo homogéneamente.

En el estado técnico también se conocen algunos métodos de reticulación térmica de hotmelts de acrilato. En tales casos, antes del recubrimiento se añade respectivamente un reticulante al acrilato fundido, luego se conforma y se enrolla.

En la patente EP 0 752 435 A1 se describe una reticulación térmica directa de masas de acrilato termofuslbles que contienen grupos NCO reactivos. Los isocianatos exentos de agentes de bloqueo empleados, sobre todo ¡soclanatos estérlcamente impedidos y dimerizados, requieren unas condiciones de reticulación muy drásticas, por lo cual una

implementación técnica razonable resulta problemática. En las condiciones bajo las cuales se procesa el producto fundido el procedimiento descrito en la patente EP 0 752 435 A1 provoca una reticulación muy rápida y bastante extensa, lo cual dificulta la aplicación de la masa sobre materiales soporte. En concreto no se pueden obtener capas homogéneas de adhesivo como requieren muchas aplicaciones industriales de cintas adhesivas.

El empleo de isocianatos ya forma parte del estado técnico. El inconveniente de este procedimiento es la liberación de grupos bloqueantes o de fragmentos de los mismos, que pueden tener un efecto negativo en las propiedades técnicas de adherencia. Un ejemplo es la patente US 4,524,104 A. Aquí se describen autoadhesivos termofusibles de acrilato que pueden reticularse con poliisocianatos bloqueados en combinación con cicloamidinas o sales de las mismas como catalizador. En este sistema el obligado catalizador, y también sobre todo sustancias liberadas como HCN, fenol, caprolactama o similares, pueden perjudicar en gran medida las propiedades del producto. Además en este procedimiento suelen necesitarse condiciones drásticas para liberar los grupos reactivos. Hasta la fecha no se conoce una aplicación de este método que sea digna de mención y además no parece atractiva.

La patente DE 10 2004 044 086 A1 describe un método de reticulación térmica de hotmelts de acrilato según el cual un copolímero de acrilato funcionalizado, libre de disolventes, que tiene un tiempo de procesabilidad suficientemente largo para ser mezclado, transportado y aplicado después de añadirle un reticulante térmico, se extiende sobre una capa de otro material en forma de cinta y a continuación se postreticula en condiciones suaves hasta alcanzar una cohesión suficiente para cintas adhesivas. La desventaja de este procedimiento es que la reactividad del reticulante (isocianato) predetermina el tiempo libre de aplicación y el grado de reticulación. Los reticulantes de isocianato ya reaccionan en parte durante la adición y por tanto, según el tipo de sistema, el tiempo exento de gelificación puede ser muy breve. Entonces una masa con elevada proporción de grupos funcionales como hidroxilo o ácido carboxílico ya no puede aplicarse con suficientes garantías. Como consecuencia se obtendría una capa entremezclada con partículas, es decir de aspecto inhomogéneo. Otro problema es que el grado de reticulación alcanzable es limitado. Si se pretende alcanzar un mayor grado de reticulación añadiendo una cantidad superior de reticulante, ello tiene inconvenientes en caso de usar isocianatos multifuncionales. La masa reaccionaría con demasiada rapidez y - en caso de ser posible - solo podría aplicarse con muy poca disponibilidad de tiempo y efectuando el recubrimiento a muy alta velocidad, lo cual empeoraría la problemática del aspecto inhomogéneo de la capa.

La reticulación con epóxidos multifuncionales se describe en la patente EP 1 978 069 A1, donde se pudo comprobar que el uso de acelerantes - sin los cuales los epóxidos no reaccionarían en absoluto con los grupos carboxllo del polímero - permite ajustar el grado de reticulación con Independencia de su cinética. Para... [Seguir leyendo]

1. Sistema reticulante-acelerante para la reticulación térmica de poliacrilatos provistos de grupos funcionales adecuados para reaccionar con grupos epoxi formando enlaces, el cual comprende al menos una sustancia que lleva al menos un grupo epoxi (reticulante) y al menos una sustancia elegida entre 3-(dimet¡lamino)-1-propilamina, A/,A/-dlmetll-1,3-propandiamina, A/,A/,A/-trlmetll-1,3-propandiamina, A/-metil-1,3-diaminopropano, A/,A/,2,2-tetrametll- 1,3-propandiamina, A/,A/,2-trimetil-1,3-propandiamina, (3-amino-2-metilpropil)dimetilamina, (1-etil-3-piperidinil)- metanamina, pentametildietilentriamina, N,N,N,A/" A/'-pentametlIdlpropllentrlamina, A/,A/-bis(3-dimetilaminopropil)-A/- isopropanolamina, A/-(3-dimetilaminopropil)-A/,A/-diisopropanolamina, A/-(3-(dimetilamino)propil)-A/,A/-dimetil-1,3- propandiamina, A/,A/,A/-trimetilaminoetiletanolamina (acelerante).

2. Sistema reticulante-acelerante según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos una sustancia elegida entre pentametildietilentriamina y A/-(3-(dimetilamino)prop¡l)-A/,A/-dimetil-1,3-propandiamina.

3. Composición térmicamente reticulable que lleva al menos un pollacrllato con grupos funcionales adecuados para reaccionar con grupos epoxi formando enlaces y un sistema reticulante-acelerante según al menos una de las reivindicaciones anteriores.

4. Composición térmicamente reticulable según la reivindicación 3, caracterizada porque la relación de número total de grupos epoxi del reticulante a número de grupos funcionales del pollacrllato adecuados para reaccionar con los grupos epoxi formando enlaces está comprendido en el intervalo de 0,01 : 1 hasta 1:1.

5. Composición térmicamente reticulable según al menos una de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizada porque la cantidad total de reticulante es del 0,1 - 5% en peso y la cantidad total de acelerante del 0,05 - 5% en peso referida, respectivamente al poliacrilato puro por reticular.

6. Poliacrilato reticulado, obtenido por reticulación térmica de una composición térmicamente reticulable según al menos una de las reivindicaciones 3 a 5.

7. Método para la reticulación térmica de poliacrilatos dotados de grupos funcionales adecuados para reaccionar con grupos epoxi formando enlaces, el cual comprende el uso de un sistema reticulante-acelerante según al menos una de las reivindicaciones 1 y 2.

8. Uso de un sistema reticulante-acelerante según al menos una de las reivindicaciones 1 y 2 para preparar poliacrilatos térmicamente retlculados.

9. Uso de un pollacrllato reticulado según la reivindicación 6 como masa autoadheslva.