Dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea.

Procedimiento para la preparación de dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea estabilizantes de espuma,

enque:

A) primero se produce un prepolímero de poliuretano que contiene grupos NCO - con una funcionalidad NCO menorque dos - haciendo reaccionar:

A1) poliisocianatos con

A2) polioles y/o poliaminas poliméricos con pesos moleculares medios numéricos de 400 a 8.000 g/mol,

A3) compuestos hidrofilizantes de manera no iónica, reactivos con isocianato, que son éteres de

polioxialquileno que contienen al menos un grupo hidroxilo o amino y

A4) compuestos reactivos con isocianato que contienen grupos alquilo C7-24 o alquenilo C7-24,

y

B) los grupos NCO aún libres del prepolímero se hacen reaccionar con un compuesto A8), que es seleccionado delgrupo que consiste en: aminoalcoholes, monoaminas, poliaminas, hidrazina, hidrazidas, reactivos con isocianato ymezclas de los mismos, en una cantidad tal que se consigue una relación teórica de los grupos NH reactivos conisocianato del compuesto A8) a los grupos NCO del prepolímero de 0,8 a 1,2.

Dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea.

La presente invención se refiere a dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea que, debido a su especial composición química, estabilizan una espuma resistente a la aplicación - producida por una expansión mecánica de tal manera que no se requiere la adición de estabilizantes de espuma adicionales cuando se usan en recubrimientos de espuma.

Se conoce desde hace tiempo la preparación de dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea por medio del procedimiento de ionómeros prepoliméricos o el procedimiento de la acetona, por ejemplo a partir de Prog. Org. Coat. 9 (1.981) 281-340. En la presente memoria, se prepara un prepolímero que contiene grupos isocianato en ausencia de un disolvente o en disolución y opcionalmente se disuelve en disolventes después de que se realice la reacción. Después, se dispersa el prepolímero o la disolución de prepolímero en agua y se realiza una reacción de extensión de cadena con poliaminas. La reacción de extensión se puede efectuar parcialmente o completamente antes de la dispersión. Finalmente, el disolvente se separa opcionalmente por destilación.

La manera en que se pueden producir estructuras de espuma finas que sean estables durante almacenaje temporal, tratamiento y aplicación por medio de métodos de aplicación habituales, tales como, por ejemplo, aplicación por pulverización o aplicación por medio de rodillos o recubridores con cuchilla, de dispersiones de poliuretano - poliurea por medio de expansión mecánica es asimismo conocida (patente alemana DE 4 230 997 A1) .

Para la producción de dichas espumas, ha sido necesario hasta la fecha añadir compuestos estabilizantes de espuma, por ejemplo en la forma de tensioactivos de bajo peso molecular, a la mezcla. Estos estabilizantes de espuma no son parte de la matriz aglutinante de un correspondiente recubrimiento del sustrato y son, por lo tanto, potencialmente capaces de migrar, que puede conducir a efectos no deseados en la superficie, por ejemplo respecto a propiedades ópticas, propiedades hápticas o capacidad para ser sobrepulverizado.

Había, por lo tanto, la necesidad de poder producir espumas estables - producidas por medio de expansión mecánica -sin adición de estabilizantes de espuma potencialmente capaces de migración.

Ahora se ha encontrado sorprendentemente que, con el uso de los componentes indicados a continuación, es posible preparar dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea que estabilicen la espuma -producida por expansión mecánica - sin adición de más componentes estabilizadores de espuma, de tal manera que se pueden obtener espumas acuosas que son estables tanto durante el almacenaje temporal como durante el tratamiento a fin de que se puedan aplicar en la forma de espuma por métodos de aplicación habituales y la estructura de la espuma se retenga sustancialmente incluso después de secado.

En esta invención cualquier grupo alquenilo puede contener uno o más dobles enlaces a menos que se describa de otro modo.

La invención, por lo tanto, se refiere a un procedimiento para la preparación de dispersiones acuosas de poliuretanopoliurea estabilizantes de espuma, en que:

A) primero se prepara un prepolímero de poliuretano que contiene grupos NCO -con una funcionalidad NCO mayor que uno y menor que dos - haciendo reaccionar:

A1) poliisocianatos con A2) polioles y/o poliaminas poliméricos con pesos moleculares promedio numéricos de 400 a 8.000 g/mol,

A3) compuestos hidrofilizantes de manera no iónica, reactivos con isocianato,

A4) compuestos reactivos con isocianato que contienen grupos alquilo C7-24 o alquenilo C7-24,

A5) opcionalmente compuestos de bajo peso molecular con pesos moleculares medios numéricos de 17-400 g/mol, seleccionados del grupo que consiste en mono- y polialcoholes, mono- y poliaminas y aminoalcoholes,

A6) opcionalmente compuestos hidrofilizantes de manera iónica o potencialmente de manera iónica, reactivos con isocianato,

A7) opcionalmente la reacción de A1) con A2) a A4) y/o A5) y/o A6) se realiza en cetonas o ésteres alifáticos como disolventes,

B) los grupos NCO aún libres del prepolímero se hacen reaccionar con un compuesto A8) , que es seleccionado del

grupo que consiste en aminoalcoholes, monoaminas, poliaminas, hidrazina, hidrazidas reactivos con isocianato y mezclas de los mismos, en una cantidad tal que se consigue una relación molar teórica de los grupos NH reactivos con isocianato del compuesto A8) a los grupos NCO del prepolímero de desde 0, 8 a 1, 2,

C) cualquier prepolímero obtenido de la etapa A) que se disuelve opcionalmente en cetonas o ésteres alifáticos o, si se realiza la preparación en presencia de A7) , diluyéndose opcionalmente la disolución de prepolímero por adición adicional de cetonas o ésteres alifáticos.

Lo que es esencial para la invención es el uso combinado de compuestos hidrofilizantes de manera no iónica según A3) y compuestos que contengan grupos alifáticos, según A4) , al menos un compuesto según A3) y/o A4) que sea monofuncionalmente reactivo al isocianato que se esté usando, a fin de que el prepolímero resultante presente una funcionalidad NCO teórica que sea menor que dos, preferiblemente mayor que uno y menor que dos, más preferiblemente mayor que 1, 0 y menor que 2, 0, incluso más preferiblemente mayor que 1, 50 y menor que 2, 00, especialmente mayor que 1, 750 y menor que 2, 000.

Para el fin de la invención, la funcionalidad media de todos los monómeros fm se calcula por la fórmula:

en la que ni es la cantidad molar de compuesto i y fi es la funcionalidad NCO o funcionalidad reactiva con isocianato 20 del compuesto i respectivamente. Todos los compuestos usados en la síntesis de los prepolímeros se tienen que considerar en este cálculo. Una condición adicional es que ! ni .fi para los compuestos de NCO tiene que ser mayor que para los compuestos reactivos con isocianato para conseguir un prepolímero terminado en NCO.

Para el fin de la invención, para el cálculo de la funcionalidad del prepolímero, esta fórmula de la funcionalidad 25 promedio de todos los monómeros se usa como una primera aproximación.

fm tiene que ser menor que dos para conseguir una funcionalidad del prepolímero también menor que dos.

El procedimiento se realiza preferiblemente sin el uso de disolventes según A7) y C) .

La invención además se refiere a dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea que se pueden obtener por el procedimiento anterior que estabilizan una espuma estable a la aplicación.

La invención además se refiere a espumas producidas por medio de expansión mecánica y que comprenden las dispersiones de poliuretano-poliurea ya mencionadas y opcionalmente mezclas de las mismas con otros componentes de recubrimiento, con el uso de los cuales en los recubrimientos de espuma, es posible la adición de estabilizantes de espuma adicionales pero no se requiere según la invención.

Los poliisocianatos adecuados según A1) tienen la fórmula X (NCO) p, en que p es un número de 1 a 4,

preferiblemente de 2 a 3, en particular preferiblemente 2 y X es un radical hidrocarbonado alifático o cicloalifático, aromático o aralifático. Preferiblemente, X representa un radical hidrocarbonado alifático que tiene 3 a 20 átomos de carbono, un radical hidrocarbonado cicloalifático o aromático que tiene 5 a 15 átomos de carbono o un radical hidrocarbonado aralifático que tiene 6 a 15 átomos de carbono.

En el caso en que p es 2, la funcionalidad del prepolímero se calcula por la fórmula:

en la que:

fPre es la funcionalidad del prepolímero fpoliXH la funcionalidad de los compuestos reactivos con isocianato con más de dos funcionalidades nmonoXH es la cantidad molar de compuestos reactivos con isocianato monofuncionales

nbiXH es la cantidad molar de compuestos reactivos con isocianato bifuncionales

npoliXH es la cantidad molar de compuestos reactivos con isocianato con más de dos funcionalidades nNCO es la cantidad molar de compuestos de isocianato Ejemplos de tales diisocianatos son: diisocianato de tetrametileno, diisocianato de hexametileno, diisocianato de dodecametileno, 1, 4-diisocianatociclohexano, 1-isocianato-3, 5, 5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (IPDI) , 2, 2bis (4-isocianato-ciclohexil) propano, diisocianato de trimetilhexano, 1, 4-diisocianatobenceno, 2, 4-diisocianatotolueno, 2, 6-diisocianatotolueno, 4, 4'-diisocianatodifenilmetano, 2, 4'-diisocianatodifenilmetano, diisocianato de p-xilileno, diisocianato de tetrametilxilileno (TMXDI) , los isómeros de 4, 4'-diisocianatodiciclohexilmetano, tales como los isómeros trans/trans-,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea estabilizantes de espuma, en 5 que:

A) primero se produce un prepolímero de poliuretano que contiene grupos NCO - con una funcionalidad NCO menor que dos - haciendo reaccionar:

A1) poliisocianatos con A2) polioles y/o poliaminas poliméricos con pesos moleculares medios numéricos de 400 a 8.000 g/mol,

A3) compuestos hidrofilizantes de manera no iónica, reactivos con isocianato, que son éteres de 15 polioxialquileno que contienen al menos un grupo hidroxilo o amino y

A4) compuestos reactivos con isocianato que contienen grupos alquilo C7-24 o alquenilo C7-24,

y

B) los grupos NCO aún libres del prepolímero se hacen reaccionar con un compuesto A8) , que es seleccionado del grupo que consiste en: aminoalcoholes, monoaminas, poliaminas, hidrazina, hidrazidas, reactivos con isocianato y mezclas de los mismos, en una cantidad tal que se consigue una relación teórica de los grupos NH reactivos con isocianato del compuesto A8) a los grupos NCO del prepolímero de 0, 8 a 1, 2.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el prepolímero de poliuretano que contiene grupos NCO tiene una funcionalidad NCO mayor que uno y menor que dos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, en la etapa A) , tiene lugar adicionalmente 30 una reacción de A1) con:

A5) compuestos de bajo peso molecular que tienen pesos moleculares medios numéricos de 17-400 g/mol, seleccionados del grupo que consiste en mono- y polialcoholes, mono-y poliaminas y aminoalcoholes y/o A6) compuestos hidrofilizantes de manera iónica o potencialmente de manera iónica, reactivos con isocianato y/o porque A7) en la etapa A) , tiene lugar la reacción de A1) con A2) a A4 y/o A5) y/o A6) en cetonas o ésteres alifáticos como disolventes. 40

4. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque:

C) el prepolímero obtenido a partir de la etapa A) se disuelve en cetonas o ésteres alifáticos o, si se lleva a cabo la preparación en presencia de A7) , la disolución de prepolímero es diluida por adición adicional de cetonas o ésteres 45 alifáticos.

5. Procedimiento para la preparación de dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el prepolímero de poliuretano que contiene grupos NCO contiene 10 a 45% en peso de unidades de componente A1) , 30 a 80% en peso de unidades de componente A2) , 0, 1 a 15% en peso de unidades 50 de componente A3) y 0, 1 a 15% en peso de unidades de componente A4) , siendo la suma de todas las unidades de los componentes 100% en peso.

6. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el prepolímero de poliuretano que contiene grupos NCO contiene adicionalmente 0 a 8% en peso de componente A5) y 0 a 10% en peso de componente A6) , 55 siendo la suma de todos los componentes 100% en peso.

7. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los compuestos según A4) contienen al menos una cadena alquílica lineal, saturada, de 11 a 22 átomos de carbono.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque los compuestos según A4) contienen al menos una cadena alquílica lineal, saturada, de 15 a 20 átomos de carbono.

9. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los compuestos según A3) son polietilenglicol propilenglicol monoalquil éteres y/o mezclas de polietilenglicol monoalquil éteres y

polipropilenglicol monoalquil éteres.

10. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los poliisocianatos A1)

tienen la fórmula X (NCO) p, en que p es 2 y X es un radical hidrocarbonado alifático o cicloalifático, aromático o 5 aralifático.

11. Dispersiones de poliuretano-poliurea estabilizadoras de espumas, acuosas, que se pueden obtener por un procedimiento según cualquiera de una o más de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Uso de dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea según la reivindicación 11, para la producción de recubrimientos.

13. Uso de dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea según la reivindicación 11, para la producción de espumas por expansión mecánica, usándose las espumas para la producción de recubrimientos. 15

14. Recubrimientos que se pueden obtener a partir de dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea según la reivindicación 11.

15. Recubrimientos que se pueden obtener a partir de espumas de dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea 20 según la reivindicación 11 por expansión mecánica.

16. Sustratos recubiertos con recubrimientos según la reivindicación 14 ó 15.

17. Cuero o cuero de imitación recubierto con recubrimientos según la reivindicación 14 ó 15. 25

18. Cuero plena flor o cuero lijado y serraje recubierto con recubrimientos según la reivindicación 14 ó 15.