Composición de poliuretano reactiva con cargas resistentes a la abrasión.

Procedimiento para la preparación de una composición de poliuretano reactiva,

que contiene las etapas

- en una primera etapa de procedimiento se prepara un poliuretano termoplástico libre de monómeros con grupos reactivos frente a isocianato a partir de un polímero reactivo frente a isocianato o de una mezcla de polímeros reactivos frente a isocianato con una proporción de al menos el 90 % en peso de moléculas lineales mediante reacción con un poliisocianato con un peso molecular< 500 g/mol en un exceso molar de los grupos isocianato del poliisocianato en comparación con los grupos terminales reactivos frente a isocianato del polímero o de la mezcla de polímeros, que se hace reaccionar

- en una segunda etapa de procedimiento con un prepolímero con isocianato terminal con bajo contenido de monómeros con un contenido de monómeros residual no superior al 0,5 % en peso en una proporción molar de los grupos terminales reactivos frente a isocianato del poliuretano termoplástico con respecto a los grupos isocianato del prepolímero de 1 : 1,1 a 1 : 5 para dar la composición de poliuretano que contiene grupos isocianato reactivos,

realizándose el procedimiento con adición de un componente de carga inorgánico y dado el caso de coadyuvantes y conteniendo el componente de carga partículas al menos de una carga que presentan una dureza según Mohs de al menos 6 y en presentando la composición de poliuretano reactiva una viscosidad de 2.000 mPas a 100.000 mPas a 120 ºC.

Composición de poliuretano reactiva con cargas resistentes a la abrasión La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de una composición de poliuretano reactiva. Además, la presente invención se refiere a composiciones de poliuretano reactivas que pueden obtenerse a partir de tales procedimientos, a su uso como masa de revestimiento y a objetos con tales composiciones como superficie.

Para las más variadas aplicaciones se requieren sistemas de revestimiento que deben presentar una resistencia a la abrasión elevada. Esto se consigue con frecuencia debido a que a los sistemas de revestimiento usados habitualmente se añaden cargas que elevan la resistencia a la abrasión.

Además, tales sistemas de revestimiento deben ser también resistentes al rayado.

El documento DE-A 195 29 987 describe por ejemplo procedimientos para la preparación de capas de laca altamente resistentes a la abrasión sobre materiales de soporte sólidos, esparciéndose un agente inhibidor del desgaste sobre una superficie que presenta dado el caso ya una capa de laca y aplicándose a continuación sobre ésta una capa de laca que se cura entonces.

En el documento DE 10 2005 048 434 se describen lacas de poliuretano como revestimientos de protección frente a la abrasión para la construcción de aviones.

El documento DE-A 27 14 593 describe procedimientos para el revestimiento de superficies para la protección contra la abrasión y la corrosión, aplicándose varias veces una capa de resina sintética que cura, en la que se introducen partículas de agente abrasivo respectivamente antes del curado.

El documento DE 10 2004 057 292 A1 da a conocer en la reivindicación 1 un procedimiento para la preparación de una composición de poliuretano reactiva, caracterizado porque -en una primera etapa de procedimiento se prepara un poliuretano termoplástico libre de monómeros a partir de un polímero reactivo frente a isocianato o una mezcla de polímeros reactivos frente a isocianato con una proporción de al menos el 90 % en peso, preferentemente al menos el 95 % en peso, de manera especialmente preferente al menos el 99 % en peso de moléculas lineales mediante reacción con un poliisocianato con un peso molecular < 500 en un exceso molar de los grupos isocianato del poliisocianato en comparación con los grupos terminales reactivos frente a isocianato del polímero o de la mezcla de polímeros, que se hace reaccionar -en una segunda etapa de procedimiento con un prepolímero terminal de isocianato con bajo contenido de monómeros en una proporción molar de los grupos terminales reactivos frente a isocianato del poliuretano termoplástico con respecto a los grupos isocianato del prepolímero de 1:1, 1 a 1:5 para dar la composición de poliuretano reactiva frente a isocianato.

En las lacas usadas hasta ahora resulta sin embargo el problema de que debido a la baja viscosidad está fuertemente limitado tanto el tamaño de grano como también la concentración de las cargas que aumentan la resistencia a la abrasión. Otro inconveniente existe en que pueden conseguirse altas resistencias a la abrasión con frecuencia sólo mediante altas cantidades de aplicación de laca, que requiere a su vez una aplicación repetida y por consiguiente varias etapas de trabajo. Dado que, debido a las cargas introducidas que elevan la resistencia a la abrasión, no pueden rectificarse las capas de laca individuales como siempre, se produce con frecuencia la separación de capas.

Otro problema resulta de dejar suspendidas las partículas de la carga en el sistema de laca mediante agitación activa constante o de aplicar las partículas directamente sobre la superficie del objeto.

Existe por tanto una necesidad de sistemas de revestimiento mejorados con resistencia a la abrasión y resistencia al rayado elevadas, que al menos en parte no presenten o presenten en medida reducida los inconvenientes mencionados anteriormente. Tales sistemas de revestimiento deben ser extraordinariamente inocuos también desde el punto de vista de higiene del trabajo, es decir a ser posible no deben contener o liberar sustancias peligrosas.

Un objetivo de la presente invención consiste, por consiguiente, en proporcionar tales sistemas de revestimiento así como procedimientos para su fabricación.

El objetivo se consigue mediante un procedimiento para la preparación de una composición de poliuretano reactiva, que contiene las etapas -en una primera etapa de procedimiento se prepara un poliuretano termoplástico libre de monómeros con grupos reactivos frente a isocianato a partir de un polímero reactivo frente a isocianato o una mezcla de polímeros reactivos frente a isocianato con una proporción de al menos el 90 % en peso de moléculas lineales mediante reacción con un poliisocianato con un peso molecular < 500 g/mol en un exceso molar de los grupos isocianato del poliisocianato en comparación con los grupos terminales reactivos frente a isocianato del polímero o de la mezcla de polímeros, que se hace reaccionar -en una segunda etapa de procedimiento con un prepolímero con isocianato terminal con bajo contenido de monómeros con un contenido de monómeros residual no superior al 0, 5 % en peso en una proporción molar de

los grupos terminales reactivos frente a isocianato del poliuretano termoplástico con respecto a los grupos isocianato del prepolímero de 1:1, 1 a 1:5 para dar la composición de poliuretano que contiene grupos isocianato reactivos, en el que el procedimiento se realiza con adición de un componente de carga inorgánico y dado el caso de coadyuvantes y el componente de carga contiene partículas al menos de una carga que presentan una dureza según Mohs de al menos 6.

El objetivo se consigue además mediante composiciones de poliuretano reactivas que pueden obtenerse según el procedimiento de acuerdo con la invención.

Otro aspecto de la presente invención es el uso de una composición de poliuretano reactiva de acuerdo con la invención como masa de revestimiento.

Otro aspecto de la presente invención es un objeto con una superficie que presenta al menos parcialmente una capa que presenta una composición de poliuretano reactiva de acuerdo con la invención.

Se ha mostrado concretamente que la composición de poliuretano reactiva de acuerdo con la invención es adecuada en medida especial para servir de revestimiento resistente a la abrasión. Según esto pueden usarse en particular también altas proporciones de las cargas que elevan la resistencia a la abrasión. Además son suficientes ya espesores de capa bajos que pueden aplicarse además en sólo una etapa de aplicación. Se ha mostrado además sorprendentemente que la presente composición de poliuretano de acuerdo con la invención presenta también una resistencia al rayado muy buena.

El procedimiento de acuerdo con la invención para la preparación de la composición de poliuretano reactiva corresponde al fundamento según el procedimiento que se conoce por el documento WO-A 2006/056472. El procedimiento se realiza sin embargo a diferencia del documento WO-A con adición de un componente de carga inorgánico, en el que el componente de carga contiene partículas al menos de una carga que presentan una dureza según Mohs de al menos 6. Mediante esto se eleva la resistencia a la abrasión.

Como consecuencia de esto se usa en primer lugar en una primera etapa de procedimiento un polímero reactivo frente a isocianato o una mezcla de polímeros reactivos frente a isocianato, con una proporción de al menos el 90 % en peso, preferentemente de al menos el 95 % en peso, de manera especialmente preferente de al menos el 99 % en peso de moléculas lineales. Según esto, los grupos terminales del polímero o de los polímeros que forman mezclas pueden ser preferentemente grupos hidroxilo, grupos amino, grupos carboxilo, grupos anhídrido carboxílico y/o grupos mercapto.

Los polímeros reactivos frente a isocianato preferentes son predominantemente poliésteres lineales sin embargo también ramificados, en particular polietilenglicoles o polipropilenglicoles difuncionales o trifuncionales, politetrahidrofuranos así como poliamidas y mezclas de los mismos. A este respecto pueden usarse también los correspondientes copolímeros, en particular copolímeros de bloque.

Se prefieren especialmente poliesterpolioles que pueden ser líquidos, vítreos amorfos o cristalinos y presentan un peso molecular promediado en número entre 400 g/mol y 25.000 g/mol, en particular entre 1000 g/mol y 10.000 g/mol, de manera especialmente preferente entre 2000 g/mol y 6000 g/mol. Los poliesterpolioles adecuados preferentes de este tipo pueden obtenerse por ejemplo con la denominación Dynacoll® de Degussa AG como... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de una composición de poliuretano reactiva, que contiene las etapas -en una primera etapa de procedimiento se prepara un poliuretano termoplástico libre de monómeros con grupos reactivos frente a isocianato a partir de un polímero reactivo frente a isocianato o de una mezcla de polímeros reactivos frente a isocianato con una proporción de al menos el 90 % en peso de moléculas lineales mediante reacción con un poliisocianato con un peso molecular < 500 g/mol en un exceso molar de los grupos isocianato del poliisocianato en comparación con los grupos terminales reactivos frente a isocianato del polímero o de la mezcla de polímeros, que se hace reaccionar -en una segunda etapa de procedimiento con un prepolímero con isocianato terminal con bajo contenido de monómeros con un contenido de monómeros residual no superior al 0, 5 % en peso en una proporción molar de los grupos terminales reactivos frente a isocianato del poliuretano termoplástico con respecto a los grupos isocianato del prepolímero de 1 : 1, 1 a 1 : 5 para dar la composición de poliuretano que contiene grupos isocianato reactivos, realizándose el procedimiento con adición de un componente de carga inorgánico y dado el caso de coadyuvantes y conteniendo el componente de carga partículas al menos de una carga que presentan una dureza según Mohs de al menos 6 y en presentando la composición de poliuretano reactiva una viscosidad de 2.000 mPas a 100.000 mPas a 120 ºC.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la adición del componente de carga inorgánico se realiza durante la segunda etapa de procedimiento.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque las partículas presentan un diámetro de partícula promedio en el intervalo de nanopartículas (< 1 m) o en el intervalo de 3, 5 m a 56 m.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la proporción molar de los grupos terminales reactivos frente a isocianato del polímero o de la mezcla de polímeros con respecto a los grupos isocianato del poliisocianato en la primera etapa de procedimiento se encuentra en el intervalo de 1, 3 : 1 a 5 : 1.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los grupos terminales del polímero en gran parte lineal son grupos hidroxilo, grupos amino, grupos carboxilo, grupos anhídrido carboxílico y/o grupos mercapto.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el polímero reactivo frente a isocianato o la mezcla de polímeros reactivos frente a isocianato es una o varias sustancias seleccionadas de la siguiente lista: poliésteres, polietilenglicoles o polipropilenglicoles difuncionales o trifuncionales, politetrahidrofuranos y poliamidas, así como copolímeros y copolímeros de bloque de los mismos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el poliisocianato con un peso molecular < 500 es una sustancia o una mezcla de sustancias seleccionadas de poliisocianatos aromáticos, alifáticos o cicloalifáticos con una funcionalidad isocianato entre 1 y 4.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el prepolímero con isocianato terminal con contenido reducido de monómeros para su uso en la segunda etapa de procedimiento contiene una o varias sustancias seleccionadas de los productos de reacción de polieterpolioles, en particular polipropilenglicoles y poliesterpolioles con poliisocianatos, en particular diisocianato-difenilmetanos (MDI) , diisocianato-toluenos (TDI) , diisocianato-hexano (HDI) , isocianato-3-isocianatometil-3, 5, 5-trimetilciclohexano (IPDI) y/o H12MDI.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la primera y/o la segunda etapas de procedimiento se realizan a una temperatura en el intervalo de 80 ºC a 140 ºC, preferentemente de 100 ºC a 120 ºC.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el componente de carga inorgánico presenta únicamente una carga.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la al menos una carga es un óxido metálico, dióxido de silicio, carburo metálico, carburo de silicio, nitruro metálico, nitruro de silicio o nitruro de boro.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el componente de carga inorgánico presenta una proporción en el intervalo del 5 % en peso al 60 % en peso con respecto al peso total de la composición de poliuretano reactiva.

13. Composición de poliuretano reactiva que puede obtenerse según un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Uso de una composición de poliuretano reactiva según la reivindicación 13 como masa de revestimiento.

15. Objeto con una superficie que presenta al menos parcialmente una capa que presenta una composición de poliuretano reactiva según la reivindicación 13.