Espesante de poliuretano.

Método para la producción de poliuretanos que incluye

I) por lo menos dos segmentos hidrofílicos S,

II) por lo menos un segmento hidrofílico P diferente de S,

III) por lo menos dos segmentos hidrófobos terminales T,

IV) por lo menos dos segmentos hidrófobos D diferentes de T,

donde

a) a cada segmento T sigue inmediatamente un segmento S,

b) a cada segmento S en por lo menos un lado sigue por lo menos un segmento D,

c) a cada segmento P siguen por lo menos dos segmentos D,

caracterizado porque

la producción ocurre en presencia de por lo menos una sal de ácido carboxílico de por lo menos un metal elegido de entre el grupo consistente en metales alcalinos, metales alcalinotérreos y sus mezclas.

Espesante de poliuretano La presente invención se refiere a un método para la producción de poliuretanos, que contienen por lo menos tres segmentos hidrofílicos, por lo menos cuatro segmentos hidrófobos, dado el caso segmentos de alofanato y/o segmentos de isocianurato y que son producidos en presencia de carboxilatos de metales alcalino (térreos) .

Además, la presente invención se refiere a los poliuretanos en sí mismos que pueden ser obtenidos de este modo, su uso como espesante para preparaciones acuosas así como preparaciones que contienen tales poliuretanos.

Desde hace mucho tiempo se emplean poliuretanos en numerosos ámbitos de aplicación para diferentes propósitos. De modo correspondiente a la elección de los materiales de partida y las relaciones estequiométricas de los materiales de partida, se obtienen poliuretanos con muy diferentes propiedades físicas-químicas.

Los agentes espesantes son utilizados en gran extensión para el aumento de la viscosidad en preparaciones acuosas, por ejemplo en los campos cosmético, de alimentación humana y animal, farmacia y para agentes de lavado, colorantes y lacas. Entre otros, los poliuretanos son conocidos también como agentes espesantes.

Por ejemplo, las soluciones o dispersiones de poliuretano en fases acuosas que pueden ser diluidas con agua o son predominantemente acuosas, son denominadas por los expertos como espesantes HEUR ("copolímeros de uretano y óxido de etileno modificados por vía hidrófoba") , y se usan ya desde hace mucho tiempo en los más diversos campos de aplicación, por ejemplo para espesar colorantes en dispersión a base de agua.

Como principio de acción para el efecto espesante de los espesantes HEUR en el ejemplo previamente mencionado, se asume que los segmentos de polietilenglicol aseguran la compatibilidad con agua y los segmentos hidrófobos por una asociación mutua así como con partículas dispersas de agente ligante del colorantes en dispersión que se va a espesar, en éste construyen un compuesto molecular tridimensional que da viscosidad.

También se usan espesantes en el ámbito de las preparaciones cosméticas. De los espesantes para preparaciones cosméticas se espera un sobresaliente efecto espesante también en preparaciones con un fuerte contenido de sal. Además, tales espesantes deberían generar preparaciones cosméticas con buena textura y agradable sensación de la piel. Debería aportarse la compatibilidad frente a otras numerosas sustancias auxiliares, en particular a sales y surfactantes y también la capacidad de los espesantes para ser incorporados en sí mismos así como de las otras sustancias auxiliares.

Además, las preparaciones espesas tienen también que, en almacenamiento por largo tiempo o cambios de temperatura y pH, exhibir una reología y calidad física y química, esencialmente constantes. Finalmente, estos espesantes deberían ser aún económicos y producirse sin una carga ambiental apreciable.

US 4079028 y US 4155892 manifiestan, entre otros, espesantes de poliuretano lineal. La producción de los poliuretanos allí mencionados es catalizada por el catalizador dilaurato de dibutilestaño (DBTL) , común en la química de los poliuretanos.

EP 1584331 y EP 1013264 describen espesantes de poliuretano para preparaciones cosméticas. Estos son producidos en un método de una etapa por reacción en ausencia de solvente, de poliol, poliisocianato y alcohol graso, el cual en caso de desearse puede tener un grupo etoxilo, y sin uso de un catalizador.

WO 2006/002813 describe espesantes de poliuretano para diferentes aplicaciones en medios acuosos. Estos espesantes son producidos a partir de polioles hidrofílicos con por lo menos dos grupos hidroxilo, uno o más compuestos hidrófobos, por ejemplo alcoholes de cadena larga, e isocianatos que tienen por lo menos dos grupos funcionales. Al respecto, se emplea un exceso de grupos NCO. Como catalizador se usa 1, 8-diazabiciclo-[5-40]undec-7-eno (DABCO) .

WO 02/88212 describe poliuretanos a partir de alcoholes de cadena larga que tienen grupos etoxilo y oligómeros de diisocianatos cíclicos, por ejemplo isocianuratos, como materiales de partida. Los poliuretanos descritos son producidos sin uso de catalizador.

EP 725097 describe espesantes de poliuretano, en cuya producción reaccionan poliéteres, generados por introducción de grupo alcoxilo de alcoholes o alquilfenoles, con poliisocianatos mediante catálisis por DBTL, diazabiciclooctano, o dioctoato de estaño, donde la relación de equivalentes de NCO a OH está en el rango de 0, 9:1 a 1, 2:1. Estos espesantes son sugeridos para el uso en el rango de bajas fuerzas de corte, por ejemplo para el comportamiento de colorantes en dispersión acuosa.

EP 1241198, EP 1241199 EP 0 639 595 y EP 1241200 describen la producción de espesantes de poliuretano con catálisis por BTL y uso de polieterpolioles o bien polieterpolioles que tienen grupos uretano con más de 2 grupos funcionales (por ejemplo azúcar con grupos etoxilo, glicerina, etc.) .

EP 761780 y EP 1111014 describen espesantes de poliuretano constituidos por polietilenglicol, diisocianato y grupos alquilo ramificados, preferiblemente de cadena larga, como componente hidrófobo. La producción ocurre en el fundido sin uso de un catalizador.

WO 2009/135856 y WO 2009/135857 describen poliuretanos que pueden dispersarse en agua, con una columna vertebral esencialmente lineal, constituida por segmentos hidrofílicos e hidrófobos alternantes, y sus usos. La formación de poliuretano es catalizada por compuestos de titanio o zinc.

Un objetivo de la presente invención fue poner a disposición nuevos espesantes para preparaciones que contienen agua, en particular preparaciones cosméticas. Los nuevos espesantes deberían exhibir un efecto espesante tan bueno como fuera posible. Además, al menos no debería reducirse el efecto espesante de los nuevos espesantes, por la presencia de sales en las preparaciones acuosas.

Otro propósito fue la preparación de espesantes de poliuretano con las propiedades descritas, que adicionalmente fueran libres de estaño, puesto que esto es deseado para aplicaciones cosméticas.

Los objetivos precedentes fueron logrados mediante un método para la producción de poliuretanos que incluyen I) por lo menos dos segmentos hidrofílicos S, II) por lo menos un segmento hidrofílico P diferente de S, III) por lo menos dos segmentos hidrófobos terminales T, IV) por lo menos dos segmentos hidrófobos D diferentes de T, donde a) a cada segmento T sigue inmediatamente un segmento S, b) a cada segmento S sobre por lo menos un lado, sigue por lo menos un segmento D, c) a cada segmento P siguen por lo menos dos segmentos D, caracterizado porque, la producción ocurre en presencia de por lo menos una sal de ácido carboxílico de un metal elegido de entre el grupo consistente en metales alcalinos, metales alcalinotérreos y sus mezclas.

Los poliuretanos que pueden ser obtenidos mediante el método de acuerdo con la invención son mezclas que contienen, por lo menos parcialmente, las estructuras de poliuretano descritas. Los poliuretanos que pueden ser obtenidos según el método de acuerdo con la invención preferiblemente pueden dispersarse en agua. De acuerdo con la invención, esto incluye que ellos también se dejen emulsionar en agua o sean total o parcialmente solubles en agua.

Los poliuretanos que pueden ser obtenidos según el método de acuerdo con la invención (denominados a continuación también como "poliuretanos de acuerdo con la invención") son preferiblemente al menos parcialmente ramificados. "Al menos parcialmente ramificados" significa que al menos una parte de la molécula de polímero no es lineal, sino que exhibe posiciones con ramificación.

Tales ramificaciones pueden estar presentes tanto en los segmentos hidrófobos como también en los hidrofílicos.

En una forma de ejecución de la invención, al menos una parte de los segmentos hidrófobos terminales T es ramificada.

En una forma de ejecución de la invención, al menos una parte de los segmentos hidrófobos D es ramificada.

Una ventaja de los poliuretanos que pueden ser obtenidos de acuerdo con la invención es que mediante el uso de carboxilatos alcalino (térreos) pueden generarse in-situ ramificaciones de los poliisocianatos, en forma de estructuras de isocianurato o alofanato y con ello no tiene que acudirse a poliisocianatos con estructuras ya prefabricadas de isocianurato o alofanato, como compuestos de partida. Por un lado, los materiales de partida son favorables en términos de precio y por el otro, mediante la cantidad del catalizador, puede ajustarse a la medida deseada la

cantidad deseada de tales posiciones de ramificación.... [Seguir leyendo]

1. Método para la producción de poliuretanos que incluye I) por lo menos dos segmentos hidrofílicos S, II) por lo menos un segmento hidrofílico P diferente de S, III) por lo menos dos segmentos hidrófobos terminales T, IV) por lo menos dos segmentos hidrófobos D diferentes de T, donde a) a cada segmento T sigue inmediatamente un segmento S, b) a cada segmento S en por lo menos un lado sigue por lo menos un segmento D, c) a cada segmento P siguen por lo menos dos segmentos D, caracterizado porque la producción ocurre en presencia de por lo menos una sal de ácido carboxílico de por lo menos un metal elegido de

entre el grupo consistente en metales alcalinos, metales alcalinotérreos y sus mezclas.

2. Método según la reivindicación 1, donde al menos una parte de los poliuretanos contiene segmentos de alofanato.

3. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 o 2, donde al menos una parte de los poliuretanos contiene segmentos de isocianurato.

4. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la cantidad de solventes que son diferentes de la sustancia que introduce los segmentos hidrofílicos e hidrófobos en los poliuretanos, referido a la mezcla de reacción, está en el rango de 0 a 10 % en peso.

5. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el método es de una etapa.

6. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque adicionalmente se obtienen también poliuretanos que incluyen I) por lo menos dos segmentos hidrofílicos S, II) ningún segmento hidrofílico P, III) por lo menos dos segmentos hidrófobos terminales T, IV) por lo menos un segmento hidrófobo D diferente de T, donde

a) a cada segmento T sigue inmediatamente un segmento S, b) a cada segmento S sigue un segmento D.

7. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el por lo menos un segmento hidrofílico P exhibe un peso molecular promedio aritmético de 4000 a 12000 g/mol.

8. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la producción ocurre en presencia de por lo menos un carboxilato de potasio.

9. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la producción ocurre en presencia de menos de 10 ppm de estaño.

10. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la producción ocurre en presencia de menos de 10 ppm de zinc.

11. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque para la producción de los poliuretanos se emplea en cada caso por lo menos -un alcohol C4-C30 que tiene grupos alcoxilo, -un poliéterdiol .

5. un diisocianato.

12. Método según la reivindicación 11, caracterizado porque -al menos un alcohol C4-C30 es un alcanol C12-C30 ramificado, -al menos un poliéterdiol exhibe un peso molecular Mn en el rango de 4000 a 12000 g/mol y -al menos un diisocianato es un diisocianato alifático.

13. Uso de poliuretanos que pueden ser obtenidos según un método según las reivindicaciones 1 a 12 en preparaciones acuosas.

14. Preparaciones que contienen por lo menos un poliuretano que puede ser obtenido según un método según las reivindicaciones 1 a 12.