ES2203419T3 - Dispersiones polimeras. - Google Patents

Dispersiones polimeras.

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Abstract

Dispersión polímera, que contiene i)en partículas polímeras dispersadas en un medio acuoso de unidades de monómeros etilénicamente insaturados, ii) un polielectrólito polímero hidrosoluble, que lleva a lo largo de una estructura polímera un gran número de grupos iónicos con un carácter de carga uniforme o grupos ionizables para este caso, y iii) un tensioactivo iónico, que lleva un grupo iónico con carácter de carga opuesto al polielectrólito polímero o un grupo ionizable para este caso.

Description

Dispersiones polímeras.
La presente invención se refiere a una dispersión polímera, que contiene partículas polímeras dispersadas en un medio acuoso de unidades de monómeros etilénicamente insaturados, a un procedimiento para su obtención y a su empleo como aglutinante para diversas finalidades.
Las dispersiones polímeras se estabilizan generalmente por el empleo de tensioactivos iónicos, (véase R.J. Hunter "The zeta potential in colloidal science", Academic Press (1981) Londres). Los compuestos adecuados para ello son, por ejemplo, alquilsulfatos, alquilsulfonatos y alquilfosfonatos así como alquilarilsulfonatos. Los derivados etoxilados de esta clase de substancias se emplean también a menudo. Además de los tensioactivos se emplean también polímeros hidrosolubles, denominados coloides protectores, como estabilizantes para las dispersiones polímeras (véase, D.H. Napper "Polymeric stabilization of colloidal dispersions", Academic Press (1983) Londres). La WO-92/00335 describe el empleo de polivinilalcohol para el estabilizado de dispersiones de copolímeros de (met)acrilato, empleándose de un 1 hasta un 5% en peso de coloide protector, referido a la cantidad monómera. Para el aumento de la estabilidad del látex se agregan a las dispersiones estabilizadas por polivinilalcohol cantidades reducidas de tensioactivos iónicos o no iónicos. Se describen por la DE-A-3111602 dispersiones copolímeras de acrilato de estireno, que contienen de igual modo polivinilalcohol como coloide protector.
Las dispersiones polímeras, que están estabilizadas con empleo de tensioactivos o coloides protectores, muestran un comportamiento de estabilidad característico. En el caso de la dilución con agua mantiene su carácter coloidal, conduciendo, por el contrario, el efecto de la fuerza de cizallado fuerte o temperaturas elevadas a la coagulación. Los látices, que se estabilizan con tensioactivos iónicos, son además inestables en el caso de grandes fuerzas de iones, por ejemplo, después de la adición de soluciones de electrolitos concentradas e inestables. Para una serie de procedimientos se desean sin embargo dispersiones polímeras, que muestran un comportamiento de estabilidad diferente. Así seria conveniente en la obtención de materiales fibrosos, por ejemplo, de fibras de madera, de vidrio, textiles o naturales, un látex, que puede precipitarse mediante dilución sencilla con agua, pero que muestra al mismo tiempo una estabilidad contra el cizallado y al electrolito elevada. En el empleo de las dispersiones polímeras tradicionales anteriormente descritas para la aglutinación de los materiales citados tienen que emplearse generalmente agentes de precipitación. La EP-A-123234 describe el empleo de látices de estireno estabilizados por aniones para la aglutinación de cuerpos moldeados de fibras minerales con el empleo de, por ejemplo, soluciones de sulfato de aluminio como agente de precipitación. Por la EP-A-735061 se describen dispersiones polímeras estabilizadas por cationes, que pueden emplearse con empleo de soluciones de bórax como agente de precipitación para la aglutinación de materiales fibrosos.
El objeto de la presente invención consistía, por consiguiente, en poner a disposición una dispersión polímera, que puede coagularse mediante dilución sencilla con agua y que muestra al mismo tiempo una estabilidad contra el cizallado y al electrolito elevada.
Esta tarea se resolvió según la invención mediante una dispersión polímera, que contiene en un medio acuoso partículas polímeras dispersadas de unidades de monómeros etilénicamente insaturados, un polielectrólito polímero hidrosoluble, que lleva a lo largo de una estructura polímera un gran número de grupos iónicos con un carácter de carga uniforme o grupos ionizables para ello, y un tensioactivo iónico, que lleva un grupo iónico con un carácter de carga opuesto con el polielectrólito polímero o un grupo ionizable para ello.
Se entienden por "grupos iónicos con carácter de carga uniforme" grupos, que llevan bien una o varias cargas negativas o una o varias cargas positivas, pudiendo existir en una molécula de los polielectrólitos tan solo grupos de un tipo de carga respectiva. La denominación "grupos ionizables para dar grupos iónicos" denomina grupos no cargados, que pueden transformarse en solución acuosa, por ejemplo, mediante protonación o deprotonización, en grupos iónicos. En lo siguiente denomina la denominación "polielectrólito aniónico" un compuesto polímero, que lleva grupos negativamente cargados y/o grupos ionizables para dar grupos cargados de forma negativa. "Polielectrólito catiónico" denomina un compuesto polímero, que lleva grupos cargados de forma positiva y/o grupos ionizables para dar grupos cargados de forma positiva. También denomina "tensioactivo catiónico" una molécula tensioactiva, que lleva un grupo cargado de forma positiva o un grupo ionizable para dar un grupo positivamente cargado.
En las composiciones según la invención están presentes, por consiguiente, bien polielectrólitos aniónicos en combinación con tensioactivos catiónicos o polielectrólitos catiónicos en composición con tensioactivos aniónicos. Las composiciones según la invención pueden contener además tensioactivos no iónicos, por ejemplo, en una cantidad de un 1 hasta un 50% en peso, preferentemente menos de un 30% en peso, referido al tensioactivo iónico.
Las composiciones según la invención se obtienen por polimerización de radicales de al menos un monómero etilénicamente insaturado en presencia de electrolitos polímeros hidrosolubles y del tensioactivo iónico. Por lo tanto se refiere la invención también a un procedimiento para la obtención de una dispersión polímera, en el cual se polimeriza por medio de radicales en un medio acuoso al menos un monómero etilénicamente insaturado en presencia de una combinación de un polielectrólito polímero, que lleva a lo largo de su estructura polímera un gran número de grupos iónicos con un carácter uniforme de carga o por ello ionizables para ello, y de un tensioactivo iónico, que lleva un grupo iónico con carácter de carga opuesto al polielectrólito polímero o un grupo ionizable para ello.
Es conveniente llevar a cabo la polimerización del monómero etilénicamente insaturado tanto en presencia del polielectrólito polímero como también del tensioactivo cargado de forma opuesta. Si se dispone el polielectrólito o el tensioactivo iónico en la polimerización y se agrega un tensioactivo o bien un polielectrólito cargado de forma opuesta después del final de la polimerización, de este modo puede llegarse a la coagulación de la polimerización.
La mezcla, constituida por el polielectrólito y tensioactivo cargado de forma opuesta tiene que ser soluble en el medio acuoso y no debe formar componentes insolubles en agua, como coacervatos. Es preferente que el polielectrólito muestre un grado de polimerización promedio en número de menos de 2000, particularmente menos de 1000. El límite inferior del grado de polimerización del polielectrólito se sitúa generalmente en 10, preferentemente en 20.
El polielectrólito empleado según la invención muestra bien un carácter de carga aniónico o catiónico. Como polielectrólitos aniónicos se prefieren aquellos polímeros, que están formadas de unidades de monómeros etilénicamente insaturados y que contienen de un 20 hasta un 100% en peso, preferentemente de un 50 hasta un 100, particularmente preferente de un 80 hasta un 100% en peso, referido a la totalidad de las unidades monómeras, de uno o varios monómeros, que están escogidos entre
ácidos monocarboxílicos etilénicamente insaturados con 3 a 10 átomos de carbono, sus sales de metal alcalino y/o sales amónicas, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido dimetacrílico, ácido etilacríclico, ácido alilacético o ácido vinilacético;
ácidos dicarboxílicos etilénicamente insaturados con 4 a 8 átomos de carbono, sus semiésteres, anhídridos, sales de metal alcalino y/o sales amónicas, por ejemplo, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido mesacónico, ácido metilenmalónico y ácido citracónico. Los polielectrólitos aniónicos pueden obtenerse también partiendo de anhídridos de ácidos mono- y dicarboxílicos etilénicamente insaturados, en caso dado, en mezcla con los ácidos carboxílicos mencionados. Las funciones de anhídrido se traspasan bajo las condiciones de polimerización, por ejemplo, en la polimerización en solución o en polimerización en emulsión en el medio acuosos, o en el transcurso de la polimerización mediante reacción con un ácido o base en grupos ácido carboxílico. Los anhídridos del ácido carboxílico etilénicamente insaturados y útiles son particularmente anhídrido del ácido maleico, anhídrido del ácido itacónico o anhídrido del ácido metilmalónico;
ácidos sulfónicos etilénicamente insaturados, por ejemplo, ácido alilsulfónico, ácido estirenosulfónico, ácido
2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, ácido metalilsulfónico, ácido vinilsulfónico, éstere-3-éster sulfopropílicos del ácido acrílico o ésteres-3-sulfopropílico del ácido acrílico;
semiésteres del ácido sulfúrico etilénicamente insaturados, como vinilsulfato;
ácidos fosfónicos etilénicamente insaturados, por ejemplo, ácido vinilfosfónico, ácido alilfosfónico o ácido acrilamidometilpropanofosfónico.
Hasta un 80% en peso, preferentemente hasta un 50% en peso y particularmente preferente hasta un 20% en peso de las unidades monómeras del polielectrólito pueden consistir en uno o varios monómeros no iónicos o bien no ionizables, que están escogidos entre alquil- o hidroxialquilésteres con 1 a 20 átomos de carbono de ácidos monocarboxílicos etilénicamente insaturados con 3 a 10 átomos de carbono o ácidos dicarboxílicos etilénicamente insaturados con 4 a 8 átomos de carbono, por ejemplo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, metacrilato de metilo, acrilato de estearilo, éster dietílico del ácido maleico, acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxietilo; ésteres de ácidos (met)acrílicos de alcoholes alcoxilados con 1 a 18 átomos de carbono, que están transformados con 2 a 50 mol de óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno o mezclas, constituidas por los mismos; amidas, y amidas N-substituidas de ácidos monocarboxílicos monoetilénicamente insaturados con 3 a 10 átomos de carbono o ácidos dicarboxílicos monoetilénicamente insaturados con 4 a 8 átomos de carbono, por ejemplo, acrilamida, metacrilamida, N-alquilacrilamidas o N,N-dialquilacrilamidas con respectivamente 1 a 18 átomos de carbono en el grupo alquilo, como N-metilacrilamida, N,N-dimetilacrilamida, monometilhexilamida del ácido maleico o ácido acrilamidoglicólico; acrilonitrilo y metacrilonitrilo; ésteres vinílicos, por ejemplo, formiato de vinilo, acetato de vinilo, vinilpropionato, pudiendo estar presentes los mismos también total o parcialmente saponificados; compuestos de N-vinilo, por ejemplo, N-vinilpirrolidona, N-vinilcaprolactama, N-vinilformamida, N-vinil-N-metilformamida, 1-vinilimidazol o 1-vinil-2-metilimidazol; éteres vinílicos de alcoholes alcoxilados con 1 a 18 átomos de carbono y éteres vinílicos de óxidos de polialquileno, como óxido de polietileno, óxido de polipropileno u óxido de polibutileno; olefinas y diolefinas lineales, ramificadas o cíclicas, por ejemplo, eteno, propeno, buteno, butadieno, 1-penteno, ciclopenteno, 1-hexeno, 1-hepteno, estireno o sus derivados, como \alpha-metilestireno, indeno, diciclopentadieno o enlaces dobles reactivos que llevan olefinas elevadas, como oligópropeno y poliisobuteno.
Los polielectrólitos aniónicos pueden emplearse en forma ácida o en forma parcialmente neutralizada o completamente neutralizada. Para la neutralización sirven bases, como hidróxidos alcalinos o alcalinotérreos, como NaOH o KOH, amoniaco, aminas alifáticas y aromáticas superiores y alcanolaminas.
Sirven además como polielectrólitos aniónicos polisacáridos aniónicamente modificados, como carboximetilcelulosa o sulfato de dextrano o bien sales de los mismos. Los polielectrólitos aniónicos particularmente útiles son copolímeros, formados por ácido maleico y ácido acrílico.
Entre los polielectrólitos catiónicos se prefieren aquellos polímeros, que están formados por unidades de monómeros etilénicamente insaturados y que contienen de un 20 hasta un 100% en peso, preferentemente de un 50 hasta un 100% en peso y particularmente preferente de un 80 hasta un 100% en peso, referido a la totalidad de unidades monómeras, unidades de uno o varios monómeros, que están escogidos entre monómeros etilénicamente insaturados que llevan grupos amónicos cuaternarios o grupos amino protonables. Se entienden por "grupos amónicos cuaternarios" iones de amónicos, que llevan en el átomo de nitrógeno cuatro restos diferentes de hidrógeno. Los "Grupos amino protonables" denominan a aminas protonables o bien cuaternizables con 1 a 3 restos diferentes de hidrógeno en el átomo de nitrógeno.
Los monómeros etilénicamente insaturados que llevan grupos amónicos cuaternarios pueden obtenerse por reacción de los monómeros, que contienen grupos amino correspondientes con agentes de cuaternización. Los agentes de cuaternización adecuados son agentes de alquilación habituales, por ejemplo, dimetilsulfato, dietilsulfato, cloruro de metilo, cloruro de etilo o cloruro de bencilo. Los monómeros etilénicamente insaturados con grupos amino protonables son, por ejemplo, aminoalquil(met)acrilatos con 2 a 6 átomos de carbono o heteroaromatos nitrogenados substituidos por vinilo o alquilo. Como ejemplos pueden mencionarse hidrocloruro de dimetilaminoetilacrilato, cloruro dialquildimetilamónico, metosulfato de dimetilaminoetilacrilato, metocloruro de dimetilaminopropilmetacrilamida, metosulfato de dimetilaminopropilmetacrilamida, sales de vinilpiridinio o sales de 1-vinilimidazolio.
Hasta un 80% en peso, preferentemente hasta un 50% en peso y particularmente preferente hasta un 20% en peso de las unidades monómeras del polielectrólito catiónico pueden consistir en este caso en los monómeros no iónicos o bien no ionizables anteriormente citados. Los polielectrólitos catiónicos pueden emplearse, en cuanto lleven grupos amino protonables, en forma de bases o en forma parcial- o completamente protonada. Para la protonación sirven, por ejemplo, ácidos minerales, como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico o ácido nítrico.
La obtención de los polielectrólitos se lleva a cabo de manera conveniente mediante polimerización iniciada por medio de radicales, particularmente en polimerización de solución. La realización de la polimerización y de los productos auxiliares se describen a continuación en el contexto con la obtención de las partículas polímeras dispersadas.
La composición según la invención contiene además un tensioactivo, que lleva una carga opuesta al polielectrólito. Los tensioactivos aniónicos adecuados son, por ejemplo,
alquilsulfatos, como los sulfatos de alcoholes graso;
semiésteres del ácido sulfúrico de alquilalcoholes etoxilados, como los poliglicolicolétersulfatos de ácidos grasos;
semiésteres del ácido sulfúrico de alquilfenoles etoxilados con 4 a 9 átomos de carbono;
alquilsulfonatos, como los sulfonatos de parafina;
alquenilsulfonatos;
alquilarilsulfonatos, como alquilbencenosulfonatos;
alquilglicerinétersulfonatos;
alquilfosfatos y dialquilfosfatos;
alquilarilfosfatos;
alquil-, alquenil- o alquilarilfosfonatos;
mono- y dialquilésteres del ácido sulfosuccínico;
monoalquilbifeniléteres una o varias veces núcleosulfonados;
metilcarboxilatos de alquilalcoholes etoxilados, como los poliglicolétermetilcarboxilatos de alcoholes grasos;
ácidos carboxílicos con 6 a 22 átomos de carbono.
En la anterior numeración significa alquilo o bien alquenilo, en cuanto no se indique otra cosa, alquilo o bien alquenilo con 6 a 22 átomos de carbono, preferentemente con 12 a 18 átomos de carbono. En cuanto se indican los compuestos etoxilados, el grado de etoxilación ascenderá a 1 hasta 100, preferentemente a 20 hasta 50 unidades de EO.
Los tensioactivos aniónicos preferentes son alquilsulfonatos o -sulfonatos etoxilados así como alquilarilsulfatos o -sulfonatos etoxilados.
\newpage
Los tensioactivos aniónicos pueden presentarse en forma de sales de metal alcalino, preferentemente de la sal sódica o potásica, o en forma de sales amónicas, así como sales solubles de bases orgánicas, como mono-, di- o trietanol- u otras aminas substituidas, como trietilamina, piridina, piperidina o morfolina.
Como tensioactivos catiónicos pueden emplearse aquellos, que contienen grupos amónicos cuaternarios o grupos amino protonables.
Los tensioactivos catiónicos preferentes son sales amónicas cuaternarias o aminas o bien sus formas protonadas, que comprenden respectivamente al menos una cadena de hidrocarburos de al menos 6 átomos de carbono. La cadena de hidrocarburos puede mostrar, por ejemplo, hasta 40 átomos de carbono. La misma puede estar saturada o sencilla o múltiplemente insaturada.
Son preferentes las sales amónicas de la fórmula general
1
en la cual
R^{m} significa alquilo con 6 a 22 átomos de carbono, alquenilo con 6 a 22 átomos de carbono, arilalquilo con 6 a 22 átomos de carbono o arilalquenilo con 6 a 22 átomos de carbono, pudiendo mostrar el resto alquenilo de 1 a 3 enlaces dobles,
R^{v}, R^{w}, R^{x}, R^{y} y R^{z}, que pueden ser iguales o diferentes, significan -(CHRCH_{2}-O-) _{n}H, en la cual significa R en H o CH_{3} y n 1 a 25, o alquilo con 1 a 4 átomos de carbono o cicloalquilo con 5 a 7 átomos de carbono, que esta substituido, en caso dado, por uno o varios grupos hidroxilo, o muestran los significados indicados para R^{m}, o R^{x} y R^{y} forman conjuntamente con el átomo de nitrógeno, al que están enlazados, un anillo aromático de 5 a 8 miembros,
R^{n} significa alquileno con 1 a 4 átomos de carbono, preferentemente propileno,
X significa un anión, por ejemplo, halogenuro, como Cl^{-} o Br^{-}, o sulfato, nitrato, metilsulfato, etilsulfato; y,
p puede tener los valores 0 ó 1.
Arilo significa preferentemente fenilo.
Sirven, por ejemplo, cloruros o bromuros alquiltrimetilamónicos con 8 a 18 átomos de carbono, cloruro disebodimetilamónico o cloruro laurilbencildimetilamónico. Otros ejemplos son tensioactivos catiónicos, que contienen grupos piperidinio y tensioactivos catiónicos, que contienen grupos piridinio, imidazolinio, oxazolinio o grupos pirimidino, por ejemplo, cloruro N-laurilpiridinio.
Otras aminas preferentes son las de la fórmula general
2
en la cual
R^{m} tiene el significado anteriormente indicado,
R^{a}, R^{b} y R^{c}, que pueden ser iguales o diferentes, significan H, -(CHRCH_{2}-O-) _{n}H, donde significa R en H o CH_{3} y n 1 a 25 o alquilo con 1 a 4 átomos de carbono o cicloalquilo con 5 a 7 átomos de carbono, que esta substituido, en caso dado, por uno o varios grupos hidroxilo, o que muestran los significados indicados para R^{m}, o R^{a} y R^{b} forman conjuntamente con el átomo de nitrógeno, al que está enlazado, un anillo saturado de 5 a 8 miembros, que puede mostrar, en caso dado, de más heteroátomos, que están escogidos entre O, N y S,
R^{n} significa alquileno con 1 a 4 átomos de carbono, preferentemente propileno, y
p puede tener los valores 0 ó 1.
A esto pertenecen mono- o dialquilaminas con 8 a 18 átomos de carbono, por ejemplo, grasa mono- o -dioleil, -coco o sebo o mono- o dialquilaminas sintéticas con 8 a 18 átomos de carbono. Sirven también derivados etoxilados o propoxilados de estos compuestos. Los ejemplos de tales substancias son productos mercantiles comercializados con la denominación NORAMOX y DINORAMOX (firma ELF-ATOCHEM) así como LUTENSOL FA (firma BASF AG). Las aminas pueden protonarse mediante ácidos minerales, como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácidos orgánicos fuertes, como ácido cloracético, ácidos polímeros, por ejemplo, ácido poliacrílico o sus copolímeros.
Las composiciones según la invención pueden contener opcionalmente además un tensioactivo no iónico. Los representantes adecuados de esta clase son, por ejemplo, aductos de óxido de polialquileno, como copolímeros bloque de óxido de etileno-óxido de propileno, ésteres de ácidos grasos de compuestos polihidroxílicos, por ejemplo, éster sorbitanalquílico, éster glicerinalquílico, alquilolamidoxetilatos de ácidos grasos así como productos de adición de 3 a 40 mol, preferentemente de 4 a 20 mol, de óxido de etileno en alcoholes grasos, alquilfenoles, ácidos grasos, aminas grasas, amidas del ácido graso o amidas alcanosulfonicas. Son también adecuados tensioactivos no iónicos del tipo aminóxidos o de los sulfóxidos.
Se obtienen dispersiones polímeras particularmente estables, si el tensioactivo iónico y - en cuanto exista - el tensioactivo no iónico representan tensioactivos etoxilados. El grado de etoxilación asciende preferentemente a 2 hasta 50. Detalladamente son preferentes alquil-, alquenil- o alquilarilsulfonatos y -sulfatos etoxilados así como mono- o dialquilaminas etoxiladas con 8 a 18 átomos de carbono.
Las composiciones según la invención contienen partículas polímeras dispersadas en un medio acuoso, de unidades de monómeros etilénicamente insaturados. Para su obtención pueden emplearse todos los monómeros polimerizables por medio de radicales. Generalmente esta formado el polímero por: de un 60 hasta un 100% en peso, preferentemente de un 80 hasta un 100% en peso, referido a la totalidad del peso de los monómeros, de un monómero etilénicamente insaturado sin grupos funcionales (monómero principal) y de un 0 hasta un 40% en peso, preferentemente de un 0 hasta un 20% en peso de al menos un monómero con grupos funcionales (comonómero).
El monómero principal esta escogido preferentemente entre ésteres de preferentemente ácidos mono- o dicarboxílicos \alpha, \beta-monoetilénicamente insaturados con 3 a 6 átomos de carbono, como ácido acrílico, ácido maleico, ácido fumárico y ácido itacónico con alcanoles con 1 a 12 átomos de carbono, preferentemente 1 a 8 átomos de carbono y particularmente de 1 a 5 átomos de carbono. Los ésteres de este tipo son particularmente acrilato y metacrilato de metilo, de etilo, de n-butilo, de iso-butilo, de butilo terciario, de n-pentilo, de iso-pentilo y de 2-etilhexilo; compuestos vinilaromáticos como estireno, \alpha-metilestireno, o-cloroestireno o viniltoluenos; ésteres vinílicos de ácidos mono- o dicarboxílicos con 1 a 18 átomos de carbono, como acetato de vinilo, vinilpropionato, vinil-n-butirato, vinil-laurato y vinilestearato; butadieno, propeno y eteno.
Los monómeros principales particularmente preferentes son estireno, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo, acrilato de etilo, acrilato de 2-etilhexilo, butadieno y acetato de vinilo.
Los comonómeros adecuados son particularmente: ácidos mono- o dicarboxílicos \alpha,\beta-insaturados así como sus sales o anhídridos, como, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, anhídrido del ácido maleico y ácido itacónico, 1-olefinas lineales, 1-olefinas de cadenas ramificadas o olefinas cíclicas, como, por ejemplo, buteno, isobuteno, penteno, ciclopenteno, hexeno o ciclohexeno. Sirven además oligóolefinas obtenidas con catálisis de metaloceno con enlace doble dispuesto en los extremos, como, por ejemplo, oligópropeno u oligóhexano; acrilonitrilo, metacrilonitrilo; éteres vinílicos y alilalquílicos con 1 a 40 átomos de carbono en el resto alquilo, pudiendo llevar el resto alquilo todavía más substituyentes, como un grupo hidroxilo, un grupo amino o diamino o uno o bien varios grupos alcoxilato, como, por ejemplo, metilviniléter, etilviniléter, propilviniléter y 2-etilhexilviniléter; acrilamidas y acrilamidas alquilsubstituidas, como, por ejemplo, acrilamida, metacrilamida, N,N-dimetilacrilamida y N-metilolmetacrilamida; monómeros, que contienen grupos sulfónicos, como, por ejemplo, ácido alilsulfónico, ácido estirensulfónico, ácido vinilsulfónico, ácido 2-acilamido-2-metilpropanosulfónico o sus correspondientes sales alcalinas o amónicas; ésteres hidroxialquílicos con 1 a 4 átomos de carbono de ácidos mono- o dicarboxílicos con 3 a 6 átomos de carbono (véase antes), particularmente del ácido acrílico, ácido metacrílico o ácido maleico, o sus derivados alcoxilados con 2 a 50 mol de óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno o mezclas de los mismos o ésteres de alcoholes con 1 a 18 átomos de carbono alcoxilados con 2 a 50 mol de óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno o mezclas de los mismos con los ácidos mencionados, como, por ejemplo, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo o metacrilato de metilpoliglicol; ácido vinilfosfónico, éster dimetílico del ácido vinilfosfónico y también monómeros fosfóricos; (met)acrilatos de alquilaminoalquilo o (met)acrilamidas de alquilamino o sus productos de cuaternización, como, por ejemplo, 2-(N,N-dimetilamino)-etilmetacrilato o cloruro dimetacrilato de 2-(N,N,N-trimetilamonio)-etilo; ésteres alílicos de ácidos monocarboxílicos con 1 a 30 átomos de carbono; compuestos de N-vinilo, como N-vinilformamida, N-vinilpirrolidona, N-vinilimidazol, N-vinilcarbazol o N-vinilcaprolactama; cloruro dialildimetilamónico, cloruro de vinilideno, cloruro de vinilo, acroleína, metacroleína; monómeros que contienen grupos 1,3-diceto, como, por ejemplo, (met)acrilato de acetoacetoxietilo o acrilamida de diacetona, monómeros con grupos urea, como (met)acrilato de ureidoetilo, ácido acrilamidodiglicólico, éter metílico de metacrilamidoglicol; monómeros, que contienen grupos sililo, como, por ejemplo, metacrilato de trimetoxisililpropilo; monómeros, que contienen grupos glicidilo, como, por ejemplo, metacrilato de glicidilo.
Los comonómeros particularmente preferentes son ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilonitrilo, acrilamida, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo y metacrilato de glicidilo.
Los polielectrólitos y el tensioactivo iónico se emplean preferentemente en una proporción de peso a base de producto sólido de 20:1 hasta 1:1, particularmente 10:1 hasta 2:1. El grado de polimerización promedio en número del polielectrólito asciende preferentemente < 2000, particularmente < 1000. Es generalmente mayor que 10. La proporción en peso del polielectrólito a partículas polímeras asciende preferentemente a 5:1 hasta 1:10, particularmente a 1:1 hasta 1:3. En cuanto un tensioactivo no iónico se emplee concomitantemente, se empleará el mismo preferentemente en una cantidad de un 1 hasta un 50% en peso, preferido al tensioactivo iónico, particularmente menos que un 30% en peso.
En referencia a la totalidad del peso de la dispersión polímera contiene esta generalmente de un 5 hasta un 40% en peso de polielectrólito y de un 2,5 hasta un 15% en peso de tensioactivo iónico.
La obtención de la dispersión polímera según la invención se lleva a cabo preferentemente mediante polimerización en emulsión acuosa, siendo posible un funcionamiento escalonado, semicontinuo o continuo. Se mostró conveniente de predisponer los polielectrólitos polímeros y el tensioactivo iónico al menos parcialmente, particularmente de forma esencial por completo, y agregar los monómeros para la obtención de las partículas polímeras substancia o en forma disuelta o emulsionada. Se prefiere la adición como emulsión monómera, que se estabiliza mediante una cantidad parcial del tensioactivo iónico, por ejemplo, de un 5 hasta un 50% en peso de la cantidad total, o por el tensioactivo no iónico existente de forma facultativa.
La polimerización se lleva a cabo preferentemente en presencia de compuestos formadores de radicales (iniciadores). Se necesita de estos compuestos preferentemente de un 0,05 hasta un 10, particularmente preferente de un 0,2 hasta un 5% en peso, referido a los monómeros empleados en la polimerización.
Los iniciadores de polimerización adecuados son, por ejemplo, peróxidos, hidroperóxidos, peroxodisulfatos, percarbonatos, peroxoésteres, peróxidos de hidrógeno y compuestos azóicos. Los ejemplos de iniciadores, que pueden ser hidrosolubles o también insolubles en agua, son peróxido de hidrógeno, peróxido de dibenzoilo, peroxodicarbonato de diciclohexilo, dilauroilperóxido, peróxido de metiletilcetona, di-terc.-butilperóxido, peróxido de acetilacetona, terc.-butilhidroperóxido, hidroperóxido de cumol, terc.-butilperneodecanoato, terc.-amilperpivalato, terc.-butilperpivalato, terc.-butilperneohexanoato, terc.-butilper-2-etilhexanoato, terc.-butilperbenzoato, peroxodisulfato de litio, de sodio, de potasio y de amonio, azodiisobutironitrilo, dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano), 2-(carbamoilazo)isobutironitrilo y ácido 4,4-azobis(4-cianvalérico). Pueden emplearse también los sistemas iniciadores Redox conocidos, como, por ejemplo, H_{2}O_{2}/ácido ascórbico o hidroperóxido de t-butilo/hidroximetanosulfinato sódico, como iniciadores de la polimerización.
Los iniciadores pueden emplearse solos o en mezcla entre sí, por ejemplo, mezclas, constituidas por peróxido de hidrógeno y peroxodisulfato sódico. Para la polimerización en medio acuoso se emplean preferentemente iniciadores hidrosolubles.
Para obtener polímeros con peso molecular promedio bajo, es a menudo conveniente, de llevar a cabo la copolimerización en presencia de reguladores. En ese caso pueden emplearse reguladores habituales, como, por ejemplo, compuestos, que contienen grupos SH orgánicos, como 2-mercaptoetanol, 2-mercaptopropanol, ácido mercaptoacético, terc.-butilmercaptano, n-octilmercaptano, n-dodecilmercaptano y terc.-dodecilmercaptano, sales hidroxilamónicas, como sulfato hidroxilamónico, ácido fórmico, bisulfito sódico o isopropanol. Los reguladores de la polimerización se emplean generalmente en cantidades de un 0,05 hasta un 5% en peso, referido a los monómeros.
Para obtener copolímeros de elevado peso molecular, es a menudo conveniente, trabajar en la polimerización en presencia de reticulantes. Los reticulantes de este tipo son compuestos con dos o más grupos etilénicamente insaturados, como, por ejemplo, diacrilatos o dimetacrilatos de al menos alcoholes saturados divalentes, como, por ejemplo, diacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de 1,2-propilenglicol, diacrilato de 1,2-propilenglicol, dimetacrilato de 1,2-propilenglicol, diacrilato de butanodiol-1,4, dimetacrilato de butanodiol-1,4, diacrilato de hexanodiol, dimetacrilato de hexanodiol, diacrilato de neopentilglicol, dimetacrilato de neopentilglicol, diacrilato de 3-metilpentanodiol y dimetacrilato de 3-metilpentanodiol. También pueden emplearse los ésteres del ácido acrílico y del ácido metacrílico de alcoholes con más de dos grupos OH como reticulantes, por ejemplo, triacrilato de trimetilolpropanol o trimetacrilato de trimetilolpropano. Una otra clase de reticulantes son diacrilatos o dimetacrilatos de polietilenglicoles o polipropilenglicoles con pesos moleculares de respectivamente 200 hasta 9000.
Además de los homopolímeros del óxido de etileno o bien óxido de propileno pueden emplearse también copolímeros bloque, formados por óxido de etileno y óxido de propileno o copolímeros, formados por óxido de etileno u óxido de propileno, que contienen las unidades de óxido de etileno y de óxido de propileno distribuidos estadísticamente. Sirven también los oligómeros del óxido de etileno o bien óxido de propileno para la obtención de los reticulantes, por ejemplo, diacrilato de dietilenglicol, dimetacrilato de dietilenglicol, diacrilato de trietilenglicol, dimetacrilato de trietilenglicol, diacrilato de tetraetilenglicol y/o dimetacrilato de tetraetilenglicol.
Como reticulante sirven además acrilato de vinilo, metacrilato de vinilo, vinilitaconato, éster divinílico del ácido adípico, diviniléster de butanodiol, éter trivinílico de trimetilolpropano, acrilato de alilo, metacrilato de alilo, éter trialílico de pentaeritrita, trialilsacarosa, pentaalilsacarosa, pentaalilsacarosa, metilenbis(met)acrilamida, diviniletilurea, divinilpropilenurea, divinilbenceno, divinildioxano, trialilcianurato, tetraalilsilano, tetravinilsilano y bis- o poliacrilsiloxanos (por ejemplo, Tegomere® de la firma Th. Goldschmidt AG). Los reticulantes se emplean preferentemente en cantidades de un 10 ppm hasta un 5% en peso, referido a los monómeros a polimerizar.
La obtención de la dispersión polímera se lleva a cabo generalmente en agua como medio de dispersión. Pueden contenerse, sin embargo, también disolventes orgánicos miscibles con agua, como alcoholes y cetonas, por ejemplo, metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, acetona o metiletilcetona, con hasta un porcentaje de aproximadamente un 30% del volumen. Se forma dispersión polímera finamente dividida y estable. Los tamaños de partículas pueden determinarse según los procedimientos habituales para polímeros de emulsión acuosos. Por ejemplo se sitúan los tamaños de partículas determinados mediante dispersión de la luz casi elástica, generalmente en el intervalo de 30 hasta 1500 nm, preferentemente de 40 hasta 500 nm. La distribución de tamaños de partículas puede ser monomodal o polimodal.
Las partículas polímeras dispersadas muestran generalmente un peso molecular promedio en peso de 1000 hasta 5000000, preferentemente de 5000 hasta 2000000.
Las composiciones según la invención tienen generalmente un contenido de porcentajes no volátiles (contenido de producto sólido) en el intervalo de un 20 hasta un 7% en peso, particularmente de un 25 hasta un 55% en peso. La viscosidad de la composición según la invención se sitúa (con un contenido de producto sólido de un 40% en peso) en el intervalo de 10 hasta 3000 mPas, determinado con un viscosímetro rotativo según DIN 53019 a 23ºC y a una velocidad de cizallado de 250 s^{-1}. Son preferentes viscosidades de 20 hasta 2000 mPas, particularmente de 20 hasta 1000 mPas.
Las dispersiones polímeras según la invención destacan por una estabilidad elevada al cizallado y contra la electrólisis. Las partículas polímeras dispersadas pueden precipitarse generalmente mediante una dilución sencilla de la dispersión polímera con un medio acuoso, como agua (coagular). El medio acuoso no contiene preferentemente agente de precipitación habituales, como iones metálicos polivalentes, por ejemplo, Al^{3+}. Para el precipitado de las partículas polímeras se diluye la dispersión polímera generalmente con 2 a 10 veces el volumen del medio acuoso.
Las dispersiones polímeras según la invención conducen en el secado a temperatura ambiente o temperatura elevada a una película continua, que se dispone de una solidez mecánica elevada así como de una resistencia elevada en el agua. Mediante un temperado adicional de la película a temperaturas de más que 60ºC, preferentemente más que 120ºC, pueden generalmente aumentarse claramente la dureza y la solidez del material. Este aumento de la dureza puede determinarse, por ejemplo, mediante medición de la dureza al péndulo según König según DIN 53157.
Las dispersiones polímeras según la invención sirven como aglutinantes, particularmente para cuerpos moldeados, formaciones superficiales textiles, pegamentos o para finalidades de recubrimiento. Sirven particularmente como adhesivo de forrado térmicamente endurecibles. En la preparación como aglutinante para finalidades diversas pueden contener las dispersiones polímeras todavía otros productos auxiliares habituales.
En cuanto contienen las partículas polímeras unidades de monómeros con grupos laterales reticulables, pueden contener las composiciones según la invención un acelerante de reacción (catalizador), preferentemente, sin embargo, están presentes sin un acelerante de reacción de este tipo. Los acelerantes de reacción adecuados son, por ejemplo, hipofosforitos, fosfitos, polifosfitos, dihidrogenfosfatos de metal alcalino, ácido hipofosfórico, ácido hipofosfórico, ácido fosfórico, ácido alquilfosfínico u oligómeros o bien polímeros de estas sales y ácidos.
Además sirven como catalizadores ácidos fuertes, como, por ejemplo, ácido sulfúrico o ácido p-toluensulfónico. También ácidos sulfónicos polímeros, como, por ejemplo, ácido poli(acrilamido-2-metilpropanosulfónico), ácido poli(vinilsulfónico), ácido poli(p-estirensulfónico), metacrilato de poli(sulfopropilo) y ácidos fosfónicos polímeros, como, por ejemplo, ácido poli(vinilfosfónico) así como copolímeros derivados del mismo con los comonómeros anteriormente descritos.
Como catalizadores son adecuados además organotitanatos y organocirconatos, como, por ejemplo, trietanoltitanato, quelado de titanio ETAM y tetrabutilcirconato, que se comercializan, por ejemplo, por la firma Hüls.
Las composiciones según la invención pueden contener además aditivos adicionales según la finalidad de empleo. Pueden contener, por ejemplo, bactericidas o fungicidas. Pueden contener además hidrofugantes para el aumento de la resistencia contra el agua de los substratos tratados. Los hidrofugantes adecuados son dispersiones de parafina acuosas y habituales o siliconas. Las composiciones pueden contener además humectantes, espesantes, plastificantes, agentes de retención, pigmentos y cargas.
Finalmente pueden contener las composiciones según la invención agentes protectores contra las llamas, como, por ejemplo, silicato de aluminio, hidróxidos de aluminio, boratos y/o fosfatos.
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A menudo contienen las composiciones también reactivos de copulación, como alcoxisilanos, por ejemplo,
3-aminopropiltrietoxisilano, aceites solubles o emulsionados como lubricantes y aglutinantes de polvo así como agentes auxiliares de humectación.
Las composiciones según la invención pueden contener además agentes de humectación habituales en la tecnología de recubrimiento y de impregnación. Los ejemplos para este caso son cargas inertes finamente divididas, como silicatos de aluminio, cuarzo, ácido silícico precipitado o pirógeno, espato ligero y pesado, talco, dolomita o carbonato cálcico; pigmentos donadores de color, como, blanco titán, blanco cinc, negro de óxido de hierro, etc., inhibidores de espumeo, como, dimetilpolisiloxanos modificados y compatibilizantes así como conservantes.
Las composiciones según la invención pueden emplearse también en mezcla con otros aglutinantes, como, por ejemplo, resinas de urea-formaldehido, resinas de melamina-formaldehido o resinas de fenol-formaldehido, así como resinas epóxi.
La invención se refiere además a un procedimiento para la obtención de formaciones bi- o tridimensionales, en el cual se pone en contacto una dispersión polímera con un substrato en forma de partículas o fibrosa y se somete a una etapa de endurecimiento.
La invención se refiere particularmente a un procedimiento para la obtención de formadores di- o tridimensionales, en el cual se ponen en contacto una dispersión polímera según la invención, un substrato en forma de partículas o de fibras y una fase acuosa entre sí, coagulándose las partículas polímeras, eliminándose, en caso dado, la fase acuosa en exceso y se somete la mezcla, constituida por el substrato y las partículas coaguladas a una etapa de endurecimiento.
Como fase acuosa entra en consideración particularmente agua del grifo. La puesta en contacto de dispersiones, substrato y fase acuosa puede llevarse a cabo, por ejemplo, de tal manera, que se agrega una dispersión polímera según la invención a una suspensión acuosa o una suspensión del substrato. Las suspensiones de substrato de este tipo pueden encontrarse en diferentes procesos industriales, por ejemplo, pastas fibrosas de celulosa en la obtención de papel o dispersiones de fibras de madera en la obtención de tableros de virutas.
La eliminación de la fase acuosa en exceso se lleva a cabo, por ejemplo, mediante eliminación por prensado, por ejemplo, a través de una criba longitudinal, o prensado a través de membrana, etc.
De forma alternativa puede mezclarse primero el substrato con una dispersión polímera según la invención y hacerse reaccionar la mezcla con la fase acuosa.
La etapa de endurecimiento se lleva a cabo preferentemente mediante calentamiento. En el calentamiento se evapora el agua contenida en la composición y se produce el endurecimiento de la composición. Estos procesos pueden transcurrir sucesivamente o al mismo tiempo. Por endurecimiento se entiende en este contexto el cambio químico de la composición, por ejemplo, el reticulado mediante ligamientos de enlaces covalentes entre los diferentes componentes de las composiciones, formación de efectos recíprocos iónicos y clusteres, formación de puentes de hidrógeno. Pueden transcurrir además durante el endurecimiento también cambios físicos en el aglutinante, como, por ejemplo, transformación de fases o inversión de fases.
Las temperaturas de endurecimiento se sitúan entre 75 y 250ºC, preferentemente entre 90 y 200ºC, particularmente preferente entre 100 y 180ºC. La duración y la temperatura del calentamiento influyen sobre el grado de endurecimiento. Una ventaja de las composiciones según la invención es, que su endurecimiento puede llevarse a cabo a temperaturas comparablemente bajas.
El endurecimiento puede llevarse a cabo también en dos o más etapas. Así puede escogerse en una primera etapa la temperatura y el tiempo de endurecimiento, de tal manera, que se consigue tan sólo un grado de endurecimiento reducido y llevándose a cabo un endurecimiento por completo en una segunda etapa. La segunda etapa puede llevarse a cabo física y temporalmente por separado de la primera etapa. Por ello se posibilita, por ejemplo, el empleo de las composiciones según la invención para la obtención de productos semiacabados impregnados con el aglutinante, que pueden moldearse y endurecerse en otro lugar.
Como substratos en forma de partículas o de fibras entran en consideración fibras, recortes o virutas. En este caso puede tratarse aquellos de material primas crecientes o fibras de origen sintéticos o natural, por ejemplo, de desperdicios de ropa. Como materias primas crecientes se citan, particularmente, pita, yute, lino, fibras de coco, Kenaf, fibras de banana, cáñamo y corcho. Particularmente preferentes son fibras de madera o virutas de madera.
Los cuerpos moldeados tienen preferentemente una densidad de 0,2 hasta 1,4 g/cm^{3} a 23ºC. Como cuerpos moldeados entran en consideración particularmente placas y piezas moldeadas con un contorno irregular. Su espesor asciende generalmente a al menos 1 mm, preferentemente al menos a 2 mm, su superficie asciende de forma típica a 200 hasta 200000 cm^{2}. Entran en consideración particularmente piezas del interior de automóviles, por ejemplo, revestimientos internos de las puertas, cubiertas de revestimientos y depósitos para sombreros.
La cantidad en peso del aglutinante empleado asciende generalmente a un 0,5 hasta un 50% en peso, preferentemente a un 1 hasta un 40% en peso (aglutinante sólidos), referido al substrato (fibras, recortes o virutas).
La mezcla, constituida por fibras, recortes o virutas y por el aglutinante puede secarse previamente, por ejemplo, a temperaturas desde 10 hasta 150ºC y prensarse a continuación, por ejemplo, a temperaturas desde 50 hasta 250ºC, preferentemente desde 100 hasta 240ºC y particularmente preferente desde 120 hasta 225ºC y a presiones de generalmente 2 hasta 1000 bar, preferentemente de 10 hasta 750 bar y muy particularmente preferente de 20 hasta 500 bar para dar los cuerpos moldeados.
Los aglutinantes sirven particularmente para la obtención de materiales de madera, planchas de virutas de madera y placas de fibras de madera (véase Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, 4ª edición 1976, tomo 12, páginas 709 hasta 727), que pueden obtenerse mediante encolado de madera repartida, como, por ejemplo, virutas de madera y fibras de madera. Puede aumentarse la solidez al agua de los materiales de madera, de forma que se agrega una dispersión de parafina acuosa corriente en el comercio, o bien se agregan estos agentes hidrofugantes desde un principio o adicionalmente a las fibras, recortes o virutas.
Se conoce generalmente la obtención de placas de virutas y se describe, por ejemplo, por H.J. Deppe, K. Ernst Taschenbuch der Spanplattentechnik, 2ª edición, Verlag Leinfelden 1982.
Se emplean preferentemente virutas, cuyo tamaño medio de viruta se sitúa entre 0,1 y 4 mm, particularmente entre 0,2 y 2 mm, y que contiene menos de un 6% en peso de agua. Pueden emplearse, sin embargo, también virutas claramente más gordas y aquellas con un contenido de humedad más elevado. El aglutinante se aplica en lo posible de forma uniforme sobre las virutas de madera, ascendiendo la proporción en peso de aglutinante sólido: virutas de madera, preferentemente a 0,02:1 hasta 0,3:1. Un reparto uniforme puede conseguirse, por ejemplo, de tal manera, que se pulverice el aglutinante de forma finamente dividida a las virutas.
Las virutas de madera encoladas se esparcen a continuación para dar una capa con una superficie lo más posiblemente uniforme, yendo en función el espesor de la capa del espesor deseado de la placa de virutas acabada. La capa esparcida se prensa a una temperatura de, por ejemplo, 100 hasta 250ºC, preferentemente de 120 hasta 225ºC mediante aplicación de presiones de habitualmente 10 hasta 750 bar para dar una placa. Los tiempos de prensado necesarios pueden variar entre amplios límites y se sitúan generalmente entre 15 segundos hasta 30 minutos.
También otros productos fibrosos naturales, como pita, yute, cáñamo, lino, fibras de coco, fibras de banana y otras fibras naturales pueden elaborarse con los aglutinantes para dar placas y piezas moldeadas. Los productos fibrosos naturales pueden emplearse también en mezcla con fibras de materia sintética, por ejemplo, polipropileno, polietileno, poliéster, poliamida o poliacrilonitrilo. Estas fibras de materia sintética pueden actuar en este caso también como coaglutinantes además de los aglutinantes según la invención. El porcentaje de las fibras de materia sintética asciende, en este caso, preferentemente a menos de un 50% en peso, particularmente menos de un 30% en peso y muy particularmente preferente menos de un 10% en peso, referido a la totalidad de las virutas, recortes o fibras. La elaboración de las fibras puede llevarse a cabo según el procedimiento practicado en las placas de fibras de madera. Pueden impregnarse, sin embargo, también esteras de fibras naturales con el aglutinante según la invención, en caso dado, con adición de un agente auxiliar de humectación. Las esteras impregnadas se prensan entonces en estado húmedo por aglutinante o previamente secado, por ejemplo, a temperaturas de entre 100 hasta 250ºC y presiones entre 10 y 100 bar para dar placas o piezas moldeadas.
Preferentemente tienen los substratos impregnados con los aglutinantes según la invención en el prensado un contenido residual de humedad residual de un 3 hasta un 20% en peso, referido al substrato a aglutinar.
Los cuerpos moldeados obtenidos según la invención tienen una reducida absorción del agua reducida, un bajo hinchamiento del espesor después del almacenaje en el agua, una resistencia buena y están exentos de formaldehído.
Las dispersiones polímeras según la invención pueden emplearse además para la obtención de papel esmerilado y cuerpos esmerilados según el procedimiento de obtención habitual llevado a cabo con resina fenólica como aglutinante. En la obtención de papeles esmerilados se aplica primero sobre un papel portador adecuado una capa de aglutinante como aglutinante básico (convenientemente 10 g/m^{2}). Se esparcía al aglutinante húmedo la cantidad deseada de grano esmerilado. Después de un secado intermedio se aplica una capa aglutinante cubriente (por ejemplo, 5 g/m^{2}). El papel recubierto de esta forma se tempera a continuación para el endurecimiento (por ejemplo durante 5 minutos a 170ºC).
Las dispersiones polímeras según la invención sirven además como aglutinante de núcleo de arena para la obtención de moldes para la fundición y núcleos para la fundición de metal según procedimientos habituales. Los mismos son adecuados además como aglutinante para placas aislantes en las coquillas y productos aislantes de fibras minerales.
Pueden emplearse además las composiciones según la invención para finalidades de recubrimiento, por ejemplo, como aglutinante para masas de recubrimiento y de impregnado para placas, formadas por fibras orgánicas y/o inorgánicas, cargas minerales no fibrosas así como almidón y/o dispersiones polímeras acuosas. Las masas de recubrimiento y de impregnación proporcionan a las placas un módulo de flexión elevado. Se conoce a obtención de tales placas.
Los componentes de la composición según la invención están contenidos en la masa de recubrimiento generalmente en una cantidad de un 1 hasta un 65% en peso. El porcentaje de las cargas inertes se sitúa generalmente en un 0 hasta un 85% en peso, el porcentaje de agua asciende al menos a un 10% en peso.
La aplicación de las composiciones se lleva a cabo de manera habitual mediante aplicación sobre un substrato, por ejemplo, mediante pulverización, mediante cilindros, inyección o impregnación. Las cantidades aplicadas, referidas al contenido seco de la composición, ascienden generalmente a 2 hasta 100 g/m^{2}.
El experto conoce las cantidades a emplear de aditivos y van en función en el caso individual de las propiedades deseadas y la finalidad de aplicación.
Las composiciones según la invención se sirven también como aglutinantes para formaciones superficiales textiles. Para la obtención de las formaciones superficiales textiles se aplica el aglutinante sobre una formación de fibras, se elimina, en caso dado, un exceso y endurece el aglutinante.
Como fibras sirven, por ejemplo, vellones de celulosa, acetato de celulosa, ésteres y éteres de la celulosa, algodón, cáñamo, fibras animales, como lana o cabello y particularmente vellones de fibras sintéticas e inorgánicas, por ejemplo, fibras de aramida, de carbono, de poliacrilonitrilo, de poliéster, minerales, de cloruro de polivinilo o fibras de vidrio. En el caso del empleo como aglutinantes para vellones fibrosos pueden contener las composiciones según la invención, por ejemplo, los siguientes aditivos: silicatos, siliconas, compuestos que contienen boro, lubricantes y humectantes.
El aglutinante se aplica preferentemente en la proporción en peso fibra/aglutinante (sólido) de 10:1 hasta 1:1, particularmente preferente de 6:1 hasta 3:1 sobre el vellón de fibras brutas, por ejemplo, mediante recubrimiento, impregnación e inmersión.
Después del aplicado del aglutinante sobre el vellón de fibras brutas se lleva a cabo generalmente un secado preferentemente a 100 hasta 400ºC, particularmente a 130 hasta 280ºC y muy particularmente preferente a 130 hasta 230ºC en un espacio de tiempo de preferentemente 10 segundos hasta 10 minutos y particularmente de 10 segundos hasta 3 minutos.
El vellón fibroso aglutinado y obtenido muestra una elevada solidez en el estado seco y mojado. Los aglutinantes según la invención permiten tiempos de secado particularmente cortos y también temperaturas bajas de secado.
Los vellones fibrosos aglutinados, particularmente vellones de fibra de vidrio sirven para el empleo como cintas para el tejado, como materiales portadores para tapices y como "inliner" o bien material portador para la cubierta del suelo, por ejemplo, de cloruro de polivinilo.
En el empleo como cintas para el tejado se recubren los vellones fibrosos aglutinados generalmente con betún.
Con las composiciones según la invención puede obtenerse mediante impregnación de papel y siguiente secado cuidadoso según los procedimientos conocidos denominados laminados, por ejemplo, para aplicaciones decorativas. Las mismas se aplican mediante laminación en una segunda etapa para dar el substrato recubierto con influencia del calor y presión, seleccionándose las condiciones de tal manera, que se produce el endurecimiento del aglutinante.
Los siguientes ejemplos tienen que explicar la invención con más detalle. El contenido de producto sólido se determinó a partir de la pérdida de peso de una muestra de 1 g, que se secó durante 2 horas a 120ºC en un armario de secado por aire circulante. La viscosidad de las muestras se determinó mediante un viscosímetro rotativo (Rheomat) de la firma Paar Physica a una velocidad de cizallamiento de 240 s^{-1} según DIN 53109 a 23ºC. El valor de K de los polielectrólitos se determinó en una solución acuosa al 1% en peso de forma análoga a la DIN 53 726.
Ejemplo 1
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros dotado con un agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 628 g de agua, 682 g de una solución acuosa al 44% en peso de un homopolímero de (acrilamidopropanosulfonato) sódico (valor del pH 4,4; valor de K 8,2), 250 g de una solución acuosa al 40% en peso de Lipamin OK (firma BASF, oleilmonoamina etoxilada, grado de medio de etoxilación = 12; cuaternada permanentemente con dimetilsulfato). A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la cantidad total de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se hicieron llegar a 85ºC en el transcurso de 4 h la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 4,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 separadas físicamente y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 39,2% de porcentaje no volátil y tiene un valor de pH de 4,6. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 589 mPas.
Alimentación 1: 200 g de estireno,
150 g de metacrilato de n-butilo, y
150 g de acrilato de etilo.
Alimentación 2: 100 g de agua salina, y
5 g de peroxodisulfato sódico.
Ejemplo 2
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros dotado con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 359 g de agua, 300 g de una solución acuosa al 32% en peso de un homopolímero de acrilato de dimetilaminoetilo (cuaternizado permanentemente con dimetilsulfato; valor del pH 4,0; valor de K 10,8), 167 g de una solución acuosa al 30% en peso de Disponil FES 77 (firma Henkel, sulfato de éter graso, grado de etoxilación medio = 30). A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de alimentaciones 2 y 3. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se alimentaron a 85ºC en el transcurso de 3 horas las cantidades residuales de las alimentaciones 1, 2 y 3 separadas físicamente y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 37,5% de porcentajes no volátiles y tiene un valor del pH de 3,7. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 854 mPas.
Alimentación 1: 350 g de acrilato de n-butilo,
125 g de metacrilato de metilo,
150 g de acrilonitrilo,
400 g de agua completamente desalinizada, y
33 g de Disponil FES 77.
Alimentación 2: 10 g de butilhidroperóxido terciario (solución acuosa al 10%)
Alimentación 3: 5 g de bisulfito sódico (solución acuosa al 20%), y
40 g de agua completamente desalinizada.
Ejemplo 3
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros dotado con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 1200 g de Sokalan CP 12 S (solución acuosa al 50% en peso de un copolímero de ácido acrílico-ácido maleico, composición media aproximadamente un 50:50% en peso AS:MS, valor del pH aproximadamente 1,8, masa molecular media M_{w} = 3000 g/mol) y 375 g de una solución acuosa al 40% en peso de Uniperol AC (firma BASF, oleilmonoamina etoxilada, grado de etoxilación medio = 12). A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se alimentaron a 85ºC en el transcurso de 3 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 3,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 físicamente separada y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 63,7% de porcentajes no volátiles y tiene un valor del pH de 1,5. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 850 mPas.
Alimentación 1: 500 g de estireno
450 g de metacrilato de metilo
150 g de acrilato de 2-hidroxietilo.
Alimentación 2: 80 g de agua completamente desalinizada
10 g de peroxodisulfato sódico.
Ejemplo 4
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 217 g de una solución acuosa al 46% en peso de un homopolímero de sulfonato de estireno sódico (valor del pH 4,7; valor de K 12,0), 100 g de Lipamin OK y 479 g de agua completamente desalinizada. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de la alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de la alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se alimentan 85ºC en el transcurso de 4 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 4,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 físicamente separada y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 28,3% de porcentaje no volátil y tiene un valor del pH de 3,6. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 272 mPas.
Alimentación 1: 60 g de estireno
60 g de metacrilato de metilo
80 g de acrilato de etilhexilo
Alimentación 2: 60 g de agua salina
2 g de peroxodisulfato sódico.
\newpage
Ejemplo 5
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 270 g de Luviquat FC 905 (firma BASF, solución acuosa al 40% en peso de un copolímero cuaternado de vinilimidazol-vinilpirrolidona, valor del pH 6,0; valor de K 14,8), 87 g de Emulphor NPS 25 (firma BASF, solución acuosa al 15% en peso de un nonilfenoletoxilado, grado de etoxilación promedio = 25) y 200 g de agua completamente desalinizada. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se agregaron a 85ºC en el transcurso de 4 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 4,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 físicamente separada y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 29,7% de porcentajes no volátiles y tiene un valor del pH de 3,2. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 32 mPas.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Alimentación 1: \+ 108 g de metacrilato de metilo\cr  \+ 72 g de
acrilato de 2-etilhexilo\cr  \+ 172 g de agua
completamente desalinizada\cr  \+ 18 g de Lutensol AT 18 (firma
BASF, solución acuosa al 20% en peso de un etoxilado de\cr  \+
alcohol graso, grado de etoxilación medio = 18).\cr  Alimentación 2:
\+ 60  g de agua completamente desalinizada\cr  \+ 1,8 g de
peroxodisulfato
sódico.\cr}
Ejemplo 6
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 429 g de Sokalan PA 80 S (solución acuosa al 35% en peso de un homopolímero de ácido acrílico, valor del pH aproximadamente 1,8; masa molecular media M_{w} = 100 kg/mol), 25 g de Noramox C 11 (firma Elf-Atochen, amina de grasa de coco etoxilada, grado de etoxilación medio = 11) y 208 g de agua completamente desalinizada. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se agregaron a 85ºC en el transcurso de 3 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 3,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 físicamente separada y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 36,9% de porcentajes no volátiles y tiene un valor del pH de 2,1. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 398 mPas.
Alimentación 1: 125 g de metacrilato de metilo
125 g de acrilato de n-butilo
2,5 g de ácido metacrílico
Alimentación 2: 100 g de agua completamente desalinizada
2,5 g de peroxodisulfato sódico.
Ejemplo 7
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 270 g de Sokalan HP 80 (firma BASF, solución acuosa al 35% en peso de un copolímero de ácido acrílico-metacrilato de metilpoliglicol, valor del pH 7,2; valor de K 26), 80 g de Lipamin OK y 321 g de agua completamente desalinizada. A una temperatura de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se agregaron a 85ºC en el transcurso de 4 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 4,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 físicamente separada y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 29,0% de porcentajes no volátiles y tiene un valor del pH de 6,4. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 28 mPas.
Alimentación 1: 32 g de estireno
128 g de acrilato de n-butilo
72 g de acrilato de 2-hidroxietilo
Alimentación 2: 80 g de agua completamente desalinizada
1,6 g de Wako V 50 (firma Wako, iniciador radical azóico)
Ejemplo 8
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 240 g de Sokalan CP 12 S, 87 g de bromuro cetiltrimetilamónico y 560 g de agua completamente desalinizada. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la cantidad total de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se agregaron a 85ºC en el transcurso de 3 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 3,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 separada físicamente y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 28,6% de porcentajes no volátiles y tiene un valor de pH de 1,5. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 7 mPas.
Alimentación 1: 100 g de estireno
90 g de metacrilato de metilo
10 g de acrilato de 2-hidroxietilo
Alimentación 2: 60 g de agua completamente desalinizada
2 g de peroxodisulfato sódico
Ejemplo comparativo V-1
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 270 g de Sokalan CP 12 S, 250 g de Disponil FES 77 y 875 g de agua completamente desalinizada. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 50% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se agregaron a 85ºC en el transcurso de 3 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 3,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 separada físicamente y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 35,2% de porcentajes no volátiles y tiene un valor de pH de 1,9. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 18 mPas.
Alimentación 1: 250 g de estireno
225 g de metacrilato de metilo
25 g de acrilato de 2-hidroxietilo
Alimentación 2: 200 g de agua completamente desalinizada
5 g de peroxodisulfato sódico
Ejemplo comparativo V-2
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 240 g de una solución acuosa al 32% en peso de un homopolímero de acrilato de dimetilaminoetilo (cuaternizado permanentemente con dimetilsulfato; valor del pH 4,0; valor de K 10,8), 100 g de Lipamin OK y
1200 g de agua completamente desalinizada. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se agregaron a 85ºC en el transcurso de 4 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 4,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 físicamente separada y de forma continua. El polímero así obtenido contiene un 23,5% de porcentajes no volátiles y tiene un valor del pH de 4,2. La viscosidad de la composición obtenida asciende a
80 mPas.
Alimentación 1: 385 g de acrilato de n-butilo
138 g de metacrilato de metilo
28 g de acrilonitrilo
37 g de Disponil FES 77, y
167 g de agua completamente desalinizada
Alimentación 2: 100 g de agua completamente desalinizada, y
5,5 g de peroxodisulfato sódico.
Ejemplo comparativo V-3
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 183 g de Disponil FES 77 y 900 g de agua completamente desalinizada. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se agregaron a 85ºC en el transcurso de 4 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 4,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 físicamente separada y de forma continua. Después del enfriado se agregaron 330 g de una solución acuosa al 32% en peso de un homopolímero de acrilato de dimetilaminoetilo (permanentemente cuaternizado con dimetilsulfato; valor del pH 4,0; valor de K 10,8). El polímero así obtenido contiene un 39,5% de porcentajes no volátiles y tiene un valor del pH de 3,9. La dispersión polímera no era estable, se apreció una sedimentación gradual.
Alimentación 1: 385 g de acrilato de n-butilo,
138 g de metacrilato de metilo,
28 g de acrilonitrilo,
37 g de Disponil FES 77
167 g de agua completamente desalinizada
Alimentación 2: 100 g de agua completamente desalinizada
5,5 g de peroxodisulfato sódico
Ejemplo comparativo V-4:
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 83 g de Lipamin OK y 602 g de agua completamente desalinizada. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se agregaron a 85ºC en el transcurso de 3 horas la cantidad residual de la alimentación 1 y en el transcurso de 3,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 físicamente separada y de forma continua. Después del enfriado se agregaron 264 g de Sokalan HP 80. El polímero así obtenido contiene un 26,0% de porcentajes no volátiles y tiene un valor del pH de 7,4. La viscosidad de la composición obtenida asciende a 15 mPas.
Alimentación 1: 110 g de estireno
110 g de acrilato de n-butilo
11 g de acrilato de 2-hidroxietilo.
Alimentación 2: 60 g de agua completamente desalinizada
2,2 g de peroxodisulfato sódico
Ejemplo comparativo V-5:
En un recipiente de vidrio con una capacidad para 4 litros con agitador de ancla (120 revoluciones por minuto) se dispusieron 300 g de Luviquat FC 905 (firma BASF, solución acuosa al 40% en peso de un copolímero cuaternado de vinilimidazol-vinilpirrolidona, valor del pH 6,0; valor de K 14,8), 200 g de Steinapol NLS (firma BASF, solución acuosa al 15% en peso de laurilsulfato sódico) y 303 g de agua completamente desalinizada. En este caso se produjo un claro enturbiado, que no desaparecía tampoco en el caso de un aumento de la temperatura. A una temperatura interna de 85ºC se agregaron un 5% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 1 y un 10% en peso de la totalidad de la cantidad de una alimentación 2. Se inicia la polimerización de la mezcla de reacción durante 10 minutos a 85ºC. A continuación se agregaron a 85ºC en el transcurso de 4 horas la cantidad residual de la Alimentación 1 y en el transcurso de 4,5 horas la cantidad residual de la alimentación 2 físicamente separada y de forma continua. Se obtuvo un látex con un porcentaje de coagulado elevado, que no era filtrable o elaborable adicionalmente.
Alimentación 1: 120 g de metacrilato de metilo
80 g de acrilato de 2-etilhexilo
20 g de Lutensol AT 18 (firma BASF, solución acuosa al 20% en peso de un etoxilado de
alcohol graso, grado de etoxilación medio = 18).
Alimentación 2: 100 g de agua completamente desalinizada, y
2,0 g de peroxodisulfato sódico
En la tabla 1 se indica la estabilidad de las dispersiones obtenidas según los anteriores ejemplos. El ensayo referente a la diluibilidad se llevó a cabo mediante adición gota a gota de la muestra respectiva de aproximadamente 50 g de agua completamente desalinizada a 23ºC agitando. En el caso de que se produzca en este caso un sedimento o una formación de motas, entonces vale como inestable en presencia de la dilución con agua. La estabilidad de cizallado se ensayó mediante cizallado de las muestras no diluidas mediante un Dispermat durante 10 minutos a 10000 revoluciones por minuto. A continuación se extendió la muestra sobre un portador de vidrio e investigó el coagulado o bien las motas (coagulado fino). En el caso un claro aumento del coagulado o bien motas en comparación con la muestra no cizallada vale la muestra como no estable contra el cizallado. El ensayo de la estabilidad de electrolito se llevó a cabo mediante adición a modo de injertos de las muestras respectivas de aproximadamente 50 g de solución acuosa de CaCl_{2} de una concentración definida agitando a 23ºC. Si se produce en este caso una coagulación se ha sobrepasado la estabilidad de electrolito de la muestra. En la tabla 1 está indicada la concentración respectiva de CaCl_{2}, en la cual está la muestra respectiva es todavía estable.
Los resultados obtenidos en la tabla 1 clarifican que mediante la combinación de un polielectrólito con un tensioactivo cargado de forma opuesta como sistema coloide protector en la polimerización en emulsión látices, que muestran una elevada estabilidad de electrolito y sobre todo al cizallado, pero, sin embargo, se forman copos mediante dilución con agua. La combinación de polielectrólitos y tensioactivos cargados de forma igual conducen por el contrario a dispersiones polímeras, que son estables en la dilución con agua. La adición adicional de un polielectrólito a una dispersión polímera, que está estabilizado con un tensioactivo cargado de forma opuesta al polielectrólito, conduce a otro comportamiento de la estabilidad que la presencia simultánea de ambos componentes durante la polimerización en emulsión. Generalmente forma el látex copos. Una comparación del ejemplo 5 y del ejemplo comparativo V-5 clarifica que el empleo de tensioactivos etoxilados aumenta de forma general claramente la estabilidad de las composiciones según la invención.
TABLA 1 Estabilidad de los ejemplos de la patente en el caso de dilución, cizallado y adición de electrólito.
3
Otra característica de la composición según la invención es, que pueden aumentarse generalmente de forma clara la dureza y la solidez de la película obtenida después del secado mediante un temperado adicional a temperaturas por encima de 80ºC, preferentemente por encima de 120ºC. Este aumento de la dureza puede determinarse, por ejemplo, mediante medición de la dureza de péndulo según König conforme con la DIN 53157. Para la demostración de este efecto se preparan a partir de las muestras de los ejemplos de patentes 1, 4 y 8 películas de aproximadamente 100 mm de espesor sobre portadores de vidrio mediante secado durante varios días a 23ºC. Se determinó la dureza al péndulo de estas películas en estado no temperado así como después del temperado durante 10 minutos a 100ºC o bien 160ºC. En este caso se empleó un aparato medidor para la dureza al péndulo de la firma Byk Mallinckrodt GmbH. Los resultados obtenidos, indicados en la tabla 2, clarifican, que ya un temperado durante 10 minutos a 100ºC y particularmente a 160ºC, conduce a un aumento significante de la dureza al péndulo, es decir de la dureza de la película.
TABLA 2 Dureza de péndulo (en segundos de péndulo) de las películas antes y después del temperado
No temperado 10 min a 100ºC 10 min a 160ºC
Ejemplo 1 52 128 188
Ejemplo 4 27 91 126
Ejemplo 8 105 234 214

Claims (13)

1. Dispersión polímera, que contiene
i)
en partículas polímeras dispersadas en un medio acuoso de unidades de monómeros etilénicamente insaturados,
ii)
un polielectrólito polímero hidrosoluble, que lleva a lo largo de una estructura polímera un gran número de grupos iónicos con un carácter de carga uniforme o grupos ionizables para este caso, y
iii)
un tensioactivo iónico, que lleva un grupo iónico con carácter de carga opuesto al polielectrólito polímero o un grupo ionizable para este caso.
2. Dispersión polímera según la reivindicación 1, caracterizada porque están presentes el polielectrólito y el tensioactivo iónico en una proporción en peso a base de producto sólido de 20:1 hasta 1:1.
3. Dispersión polímera según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque contiene adicionalmente un tensioactivo no iónico.
4. Dispersión polímera según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque el polielectrólito esta formado por unidades de monómeros etilénicamente insaturados y que consiste en un 20 hasta un 100% en peso, referido a la totalidad de las unidades monómeras, de unidades de ácidos monocarboxílicos etilénicamente insaturados con 3 a 8 átomos de carbono; ácidos dicarboxílicos con 4 a 8 átomos de carbono o de sus semiésteres; ácidos sulfónicos; semiésteres del ácido sulfúrico o de ácidos fosfónicos y/o de sus sales y que el tensioactivo iónicos es una sal amónica cuaternaria, que comprende al menos una cadena hidrocarbura de al menos 6 átomos de carbono.
5. Dispersión polímera según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque el polielectrólito esta formado por unidades de monómeros etilénicamente insaturados y consiste en un 20 hasta un 100% en peso, referido a la totalidad de las unidades monómeras, en unidades de ácidos sulfónicos etilénicamente insaturados, semiésteres del ácido sulfúrico o ácidos fosfónicos y/o de sales de los mismos y el tensioactivo iónico en una amina, que comprende al menos una cadena hidrocarbura de al menos 6 átomos de carbono o una forma protonada de lo mismo.
6. Dispersión polímera según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque el polielectrólito esta formado por unidades de monómeros etilénicamente insaturados y consiste en un 20 hasta un 100% en peso, referido a la totalidad de las unidades monómeras, de unidades de monómeros etilénicamente insaturados, que llevan un grupo amónico cuaternario o un grupo amino protonizable.
7. Dispersión polímera según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque el polielectrólito muestra un grado de polimerización de menos de 2000.
8. Dispersión polímera según una de las reivindicaciones anteriormente citadas, caracterizada porque las partículas polímeras contienen en forma incorporada por polimerización:
-
de un 60 hasta un 100% en peso, referido a la totalidad de las unidades monómeras de (met)acrilatos de alquilo con 1 a 12 átomos de carbono, compuestos vinilaromáticos o éster vinílico de ácidos monocarboxílicos con 2 a 12 átomos de carbono, y
-
de un 0 hasta un 40% en peso de ácido (met)acrílico, (met)acrilonitrilo, (met)acrilato hidroxílico con 2 a 8 átomos de carbono, (met)acrilamida o (met)acrilato de glicidilo.
9. Dispersión polímera según una de las reivindicaciones anteriormente citadas, caracterizada porque el polielectrólito y las partículas polímeras se presentan en una proporción en peso, referido a base de producto sólido de 5:1 hasta 1:10.
10. Procedimiento para la obtención de una dispersión polímera según una de las reivindicaciones anteriormente citadas, caracterizado porque se polimeriza por medio de radicales en un medio acuoso al menos un monómero etilénicamente insaturado en presencia de una combinación de un polielectrólito polímeros hidrosoluble, que lleva a lo largo de una estructura polímera un gran número de grupos iónicos de un carácter de carga uniforma o grupos ionizables para este caso, y de un tensioactivo iónico, que lleva un grupo iónico con carácter de carga opuesto al polielectrólito polímeros o un grupo ionizable para el caso.
11. Empleo de una dispersión polímera según una de las reivindicaciones 1 a 9 como aglutinante para cuerpos moldeados, formaciones superficiales textiles, pegamentos o para finalidades de recubrimiento.
12. Procedimiento para la obtención de formaciones bi- o tridimensionales, en el cual se aplica en contacto una dispersión polímera según una de las reivindicaciones 1 a 9 con un substrato en forma de partículas o fibroso y se somete a una etapa de endurecimiento.
\newpage
13. Procedimiento para la obtención de formaciones bi- o tridimensionales, en el cual se ponen en contacto una dispersión polímera según una de las reivindicaciones 1 a 9, un substrato en forma de partículas o de fibras y una fase acuosa entre sí, coagulándose las partículas polímeras, eliminándose, en caso dado, la fase acuosa en exceso y se somete la mezcla, constituida por el substrato y las partículas polímeras coaguladas a una etapa de endurecimiento.
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