PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE UN AGLUTINANTE DE POLIURETANO CON UNA PROPORCION REDUCIDA DE MONOMEROS VOLATILES.

Procedimiento para la obtención de un aglutinante de poliuretano con una proporción de monómeros que portan grupos isocianato volátiles que, a 30ºC, presentan una presión de vapor de más de 0,0007 mm/Hg o un punto de ebullición de menos de 190ºC

(70 mPa), de menos de 0,5% en peso y con una viscosidad de menos de 5000 mPas, medida según Brookfield RTDV II, husillo 27, 20 U/min, 50ºC, que contiene

A) al menos, dos prepolímeros de poliuretano que portan grupos NCO, fabricados por una reacción de dos etapas, asimismo, en una

Etapa I, a partir de un isocianato, al menos difuncional, y un primer componente poliol, se obtiene un prepolímero de poliuretano, asimismo, la relación NCO/OH es inferior a 2 y tras finalizar la primera etapa, en el prepolímero de poliuretano aún se encuentran grupos OH libres y

En la Etapa II, se convierte otro isocianato, al menos difuncional, junto con otro componente poliol, en presencia del prepolímero de poliuretano de la primera etapa, asimismo, los grupos NCO de este isocianato presentan una mayor reactividad respecto de los compuestos reactivos con isocianato que la mayor parte de los grupos NCO presentes en el prepolímero de poliuretano de la primera etapa y, asimismo, este isocianato de la segunda etapa es utilizado en una proporción molar excedente en relación a los grupos OH libres de la mezcla del prepolímero presente de la primera etapa y el otro componente poliol de la segunda etapa, asimismo, los prepolímeros de poliuretano que portan, al menos, dos grupos NCO, contienen, tras finalizar la segunda etapa, al menos dos tipos de grupos NCO, que presentan una reactividad diferente y

B) un isocianato, al menos, difuncional, cuyo peso molecular es menor que el peso molecular de los prepolímeros de poliuretano contenidos en el componente A y cuyos grupos NCO presentan una mayor reactividad que el tipo de grupos NCO contenidos en la primera etapa del componente A, de reactividad reducida, en una cantidad de, al menos, 5% en peso, asimismo, el componente B representa las proporciones no reactivas del isocianato, al menos difuncional, del componente A en la segunda etapa de reacción

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06110268.

Solicitante: HENKEL KOMMANDITGESELLSCHAFT AUF AKTIEN.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HENKELSTRASSE 67,40589 DUSSELDORF.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 6 de Noviembre de 1998.

Fecha Concesión Europea: 30 de Septiembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS... > Adhesivos a base de poliureas o poliuretanos; Adhesivos... > C09J175/04 (Poliuretanos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/12 (Procesos de prepolimerización)
  • C08G18/66C2
  • C08G18/75D
  • C08G18/66P2A
  • C08G18/72A

Clasificación PCT:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/10 (Procesos de prepolimerización que incluyen reacción de isocianatos o isotiocianatos con compuestos que tienen hidrógeno activo en un primer paso de reacción)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/75 (cicloalifáticos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/76 (aromáticos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/72 (Polisocianatos o polisotiocianatos)

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Finlandia, Chipre, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la obtención de un aglutinante de poliuretano con una proporción reducida de monómeros volátiles.

La presente invención comprende un procedimiento para la obtención de un aglutinante de poliuretano de baja viscosidad que porta grupos isocianato, que pese a su baja viscosidad sólo presenta una cantidad reducida de monómeros restantes y, en general, no presenta migrantes. La invención comprende, además, la utilización de este aglutinante de poliuretano que porta grupos isocianato de baja viscosidad (grupos NCO) durante la obtención de adhesivos, especialmente, adhesivos mono y bicomponentes, por ejemplo, para pegar materiales en forma de cinta, de papel, plástico o aluminio, o mezclas de dos o más de ellos, revestimientos, especialmente lacas, pinturas de dispersión y resinas de moldeo, así como cuerpos moldeados.

Se conocen hace tiempo los prepolímeros de poliuretano con grupos terminales isocianato. Con los endurecedores adecuados, generalmente, alcoholes polifuncionales, se pueden convertir de manera sencilla en sustancias de alto peso molecular a través de la prolongación de la cadena o mediante reticulación. Los prepolímeros de poliuretano han adquirido importancia en muchas áreas de aplicación, en la obtención de adhesivos, revestimientos, resinas de moldeo y cuerpos moldeados.

Para obtener prepolímeros de poliuretano con grupos isocianato terminales, es habitual hacer reaccionar alcoholes polifuncionales con un excedente de poliisocianatos, en general, al menos, predominantemente, diisocianatos. En este caso, el peso molecular se puede controlar, al menos, aproximadamente, a través de la relación entre los grupos OH y los grupos isocianato. Mientras que una relación de grupos OH y grupos isocianato de 1 : 1 ó, aproximadamente, de 1 : 1 en general conduce a pesos moleculares elevados, en el caso de, por ejemplo, una relación de, aproximadamente, 2 : 1 en la utilización de diisocianatos en agentes estadísticos, a cada grupo OH se le agrega una molécula de diisocianato, de modo que durante el desarrollo de la reacción, en el caso ideal no se forman oligomeros ni se prolonga la cadena.

En la práctica, sin embargo, tales reacciones de prolongación de cadena no se pueden evitar, lo cual provoca que hacia el final de la conversión, independientemente del tiempo de reacción, resta una cierta cantidad de los componentes utilizada de manera excedente. Si como componente excedente se utiliza, por ejemplo, diisocianato, una parte, en general considerable, del componente permanece en la mezcla de reacción, debido a la situación descrita.

Una cantidad de tales sustancias tiene un efecto especialmente perturbador si se trata de diisocianatos de alta volatilidad. Los vapores de estos diisocianatos frecuentemente son dañinos para la salud, y la utilización de productos con una cantidad elevada de tales diisocianatos muy volátiles requiere, por parte del usuario, medidas costosas para la protección de las personas que trabajan con el producto, especialmente, medidas costosas para el mantenimiento de la pureza del aire de respiración.

Dado que las medidas de protección y limpieza en general están acompañadas de inversiones o costos financieros elevados, el usuario tiene la necesidad de productos que presenten una proporción en lo posible reducida de diisocianatos volátiles, dependiendo del isocianato utilizado.

Se entiende por "volátil", en el marco del presente texto, aquellas sustancias que a, aproximadamente 30ºC, presentan una presión de vapor de más de, aproximadamente, 0,0007 mmHg o un punto de ebullición de menos de, aproximadamente, 190ºC (70 mPa).

Si en lugar de los diisocianatos volátiles se utilizan diisocianatos poco volátiles, especialmente, los diisocianatos bicíclicos muy difundidos, por ejemplo, difenilmetandiisocianatos, en general, se obtienen aglutinantes de poliuretano con una viscosidad que se halla fuera del área útil de los métodos de procesamiento simples. En estos casos, la viscosidad de los prepolímeros de poliuretano puede ser reducida agregando un disolvente adecuado, lo cual se contradice con la libertad de solventes requerida usualmente. Otra posibilidad para reducir la viscosidad, evitando solventes, consiste en agregar un excedente de poliisocianatos monómeros, que en el marco de un posterior proceso de endurecimiento (agregando un endurecedor o endureciendo bajo influencia de humedad) son incorporados en el revestimiento o la adhesión (disolventes reactivos).

Mientras que de esta manera se puede reducir realmente la viscosidad de los prepolímeros de poliuretano, la conversión, en general, incompleta, del disolvente reactivo, frecuentemente conduce a una proporción de poliisocianatos monómeros en la adhesión o en el revestimiento que, por ejemplo, pueden "migrar" dentro del revestimientos o la adhesión o, en parte, ingresando también en los materiales adheridos o revestidos. En los sectores especializados, tales componentes de un revestimiento o adhesión se denominan frecuentemente "migrantes". Al entrar en contacto con humedad, los grupos isocianato de los migrantes se convierten de manera continua en grupos amino. Se sospecha que las aminas aromáticas que se obtienen usualmente de este modo tienen un efecto cancerígeno.

Especialmente en el sector de empaque, los migrantes frecuentemente no se pueden tolerar, dado que una migración de los migrantes a través del material de empaque puede provocar una contaminación del objeto empacado y el consumidor entraría necesariamente en contacto con el migrante al consumir el producto.

Por ello, tales migrantes son indeseados, especialmente, en el área de empaque, sobre todo, en el empaque de alimentos. Para evitar una de las desventajas descritas, la memoria EP-A 0 118 065 propone fabricar prepolímeros de poliuretano en u procedimiento de dos etapas. En este caso, primero se convierte, en una primera etapa, un diisocianato monociclo con un alcohol polifuncional en una relación de grupos OH : grupos isocianato < 1 y, posteriormente, en un segundo paso, un diisocianato bicilco reaccionado con alcoholes polifuncionales en una relación de grupos OH : grupos isocianato < 1 en presencia del prepolímero obtenido en el primer paso. En la segunda etapa, se propone la relación de grupos OH : grupos isocianato de 0,65 a 0,8, preferentemente, de 0,7 a 0,75. Los prepolímeros obtenidos de este modo aún presentan, a temperaturas elevadas (75ºC o 90ºC), viscosidades de 2500 mPas o 7150 mPas y 9260 mPas.

La memoria DE-A 34 01 129 hace referencia a un procedimiento para la obtención de prepolímeros de poliuretano mixtos, en el cual primero se convierten alcoholes polifuncionales con grupos isocianato de reacción rápida de un diisocianato asimétrico, conservando los grupos de reacción más lenta, y los productos de conversión son luego unidos a un diisocianato simétrico, cuyos grupos isocianato de la misma reacción, a su vez, reaccionan más rápido que los grupos que reaccionan lentamente, del primer enlace isocianato mencionado, multifuncional. Los prepolímeros de poliuretano descritos presentan una elevada viscosidad y, y con ello, temperaturas de tratamiento que sólo permiten su utilización en condiciones que permitan temperaturas de tratamiento elevadas.

La memoria EP-A 0 019 120 comprende un procedimiento para la obtención de tejidos resistentes a la intemperie. Para ello se propone un procedimiento en dos etapas, en el cual en una primera etapa se hace reaccionar toluilendiisocianato (TDI) con, al menos, cantidades equimolares de un poliol y el producto de reacción obtenido luego es convertido con difenilmetandiisocianato (MDI) y un poliol. El aglutinante...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la obtención de un aglutinante de poliuretano con una proporción de monómeros que portan grupos isocianato volátiles que, a 30ºC, presentan una presión de vapor de más de 0,0007 mm/Hg o un punto de ebullición de menos de 190ºC (70 mPa), de menos de 0,5% en peso y con una viscosidad de menos de 5000 mPas, medida según Brookfield RTDV II, husillo 27, 20 U/min, 50ºC, que contiene

    A) al menos, dos prepolímeros de poliuretano que portan grupos NCO, fabricados por una reacción de dos etapas, asimismo, en una
Etapa I, a partir de un isocianato, al menos difuncional, y un primer componente poliol, se obtiene un prepolímero de poliuretano, asimismo, la relación NCO/OH es inferior a 2 y tras finalizar la primera etapa, en el prepolímero de poliuretano aún se encuentran grupos OH libres y
    En la Etapa II, se convierte otro isocianato, al menos difuncional, junto con otro componente poliol, en presencia del prepolímero de poliuretano de la primera etapa, asimismo, los grupos NCO de este isocianato presentan una mayor reactividad respecto de los compuestos reactivos con isocianato que la mayor parte de los grupos NCO presentes en el prepolímero de poliuretano de la primera etapa y, asimismo, este isocianato de la segunda etapa es utilizado en una proporción molar excedente en relación a los grupos OH libres de la mezcla del prepolímero presente de la primera etapa y el otro componente poliol de la segunda etapa, asimismo, los prepolímeros de poliuretano que portan, al menos, dos grupos NCO, contienen, tras finalizar la segunda etapa, al menos dos tipos de grupos NCO, que presentan una reactividad diferente y
        B) un isocianato, al menos, difuncional, cuyo peso molecular es menor que el peso molecular de los prepolímeros de poliuretano contenidos en el componente A y cuyos grupos NCO presentan una mayor reactividad que el tipo de grupos NCO contenidos en la primera etapa del componente A, de reactividad reducida, en una cantidad de, al menos, 5% en peso, asimismo, el componente B representa las proporciones no reactivas del isocianato, al menos difuncional, del componente A en la segunda etapa de reacción.

      2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque en la primera etapa, la relación OH : NCO es de menos de 1, especialmente, más de 0,5 a 0,7.

      3. Procedimiento acorde a la reivindicación 1 y 2, caracterizado porque en la segunda etapa, la relación OH : NCO es de 0,2 a, aproximadamente, 0,5.

      4. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como isocianato, al menos difuncional, en la primera etapa se utiliza isoforondiisocianato (IPDI), tetrametilxililendiisocianato (TMXDI), diisocianato de difenilmetano hidrogenado (MDIH12) o toluilendiisocianato (TDI) y en la segunda etapa se utiliza, como otro isocianato, el difenilmetandiisocianato (MDI).

      5. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tras la obtención del prepolímero de poliuretano acorde a las etapas I y II, se agrega otro componente H, asimismo, este está conformado por un poliisocianato, al menos, trifuncional.

      6. Procedimiento acorde a la reivindicación 5, caracterizado porque el componente H se agrega en una cantidad de entre 5 y 25% en peso.

      7. Adhesivo que contiene un aglutinante de poliuretano, fabricado a partir de un procedimiento acorde a las reivindicaciones 1 a 6 y otro componente que contiene, al menos, dos grupos funcionales que reaccionan ante grupos NCO y presenta un peso molecular de hasta 2500, o una mezcla de dos o más compuestos de este tipo.

      8. Adhesivo acorde a la reivindicación 7, caracterizado porque el otro componente es un poliol que porta, al menos, dos grupos OH.

      9. Utilización de un adhesivo acorde a la reivindicación 7 u 8, para pegar láminas o para la obtención de material compuesto de láminas.