ES2243443T3 - Agente de adherencia de poliester y composicion adhesiva. - Google Patents
Agente de adherencia de poliester y composicion adhesiva.Info
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Abstract
Un agente de adherencia de poliéster, caracteri- zado porque el agente de adherencia se puede obtener mediante polimerización de una mezcla que comprende un diácido o un derivado del mismo, un diol, y desde 6% en moles hasta 40% en moles de un compuesto orgánico monofuncional, en el que la mezcla está esencialmente libre de compuestos que comprenden más de dos grupos de ácido carboxílico o dos grupos de alcohol.
Description
Agente de adherencia de poliéster y composición
adhesiva.
Esta invención se refiere a un nuevo agente de
adherencia de poliéster, a las composiciones adhesivas que
comprenden el agente de adherencia y a los métodos de su
preparación. Más específicamente, el agente de adherencia de
poliéster se puede obtener mediante polimerización de una mezcla que
comprende un diácido o un derivado del mismo, un diol, y al menos 6%
en moles de un compuesto orgánico monofuncional, en el que la mezcla
está esencialmente libre de compuestos que comprenden más de dos
grupos de ácido carboxílico o de grupos alcohol.
Los polímeros sintéticos tales como los polímeros
acrílicos han reemplazado, en su mayor parte, a los materiales que
se presentan en la naturaleza tales como las colas animales, los
almidones y las gomas vegetales en muchas aplicaciones de adhesivos.
La clave para este reemplazo fue el desarrollo y uso de resinas
agentes de adherencia en la formulación con polímeros sintéticos,
debido a que ellos proporcionan al sistema la capacidad de humedecer
el substrato y formar así una unión fuerte. Sin los agentes de
adherencia en la formulación adhesiva, los polímeros sintéticos
tienen una adherencia y comportamiento de adhesión al despegue
bajos.
Se han sugerido diversos materiales resinosos
como agentes de adherencia para los polímeros sintéticos. Los
ejemplos de materiales sugeridos incluyen la colofonia, la colofonia
desproporcionada, los ésteres de colofonia tales como los ésteres de
glicerol de la colofonia y los ésteres de pentaeritritol de la
colofonia, las resinas de hidrocarburos alifáticos procedentes del
petróleo, las resinas aromáticas del petróleo, las resinas DCPD
(diciclopentadieno), las resinas de terpeno, las resinas de
terpeno/fenol y las resinas de cumarona/indeno.
Los agentes de adherencia son resinas que se
pueden considerar como disolventes de viscosidad elevada para el
polímero base. La expresión agente de adherencia por lo tanto, no se
puede dar a cualquier material a menos que se pueda relacionar ese
material con el producto al que él proporciona adherencia.
Las composiciones de polímeros acrílicos se han
usado durante mucho tiempo como composiciones adhesivas,
particularmente en las composiciones de adhesivos sensibles a la
presión (PSA). Las composiciones de PSA comunes incluyen un polímero
acrílico base de peso molecular elevado y una resina de agente de
adherencia y cuando se requiera, de un plastificante, estabilizador,
antioxidante, carga, agente de color y los semejantes. Las
composiciones de PSA deben tener una elevada adherencia inicial de
tal manera que la superficie adhesiva necesite meramente ser puesta
en contacto y presionada a la superficie para conseguir su unión.
Debe haber poco o ningún requerimiento para mantener el adhesivo y
el substrato en posición durante cualquier tiempo significativo
mientras se desarrolla la unión.
En el desarrollo de las formulaciones adhesivas
se busca la combinación óptima de varias propiedades adhesivas y
puesto que no es posible generalmente conseguir el óptimo para cada
propiedad es necesario obtener el mejor balance de propiedades para
el uso en particular que se tiene en mente. En por ejemplo las
composiciones de PSA que se usan en la industria del etiquetado se
trata de optimizar la adherencia en forma de lazo y el despegue y al
mismo tiempo proporcionar un adhesivo cuyos componentes no emigren
durante su almacenamiento.
En la actualidad principalmente los derivados de
colofonia, tales como los ácidos de la colofonia desproporcionados,
y las resinas de hidrocarburos se usan comercialmente como agentes
de adherencia para las composiciones adhesivas que comprenden los
polímeros acrílicos. Los derivados de la colofonia se han preferido
debido a su mejor compatibilidad con los polímeros acrílicos.
Inicialmente los más importantes eran los
disolventes acrílicos, pero las necesidades ambientales, de salud y
de seguridad de la industria han dado lugar a un espectacular
crecimiento de las composiciones adhesivas suspendidas en agua que
comprenden polímeros acrílicos. Con el creciente deseo de sistemas
suspendidos en agua y a menudo su demostración de mejoras
significativas de comportamiento con las resinas de agentes de
adherencia, se están buscando nuevas resinas de agentes de
adherencia para estos sistemas.
La Patente de EE.UU. 5.120.781 describe agentes
de adherencia para las composiciones adhesivas de fusión en
caliente. Los agentes de adherencia se producen mediante reacción de
la colofonia y un alcohol polihidroxilado bajo condiciones eficaces
para terminar sustancialmente la reacción de esterificación. El
producto de reacción que se obtiene se hace reaccionar a
continuación con un ácido aromático di-básico que
proporciona un agente de adherencia con un contenido en colofonia
por encima del 78% en peso.
La Patente de EE.UU. 4.981.939 se refiere a un
aglomerante para la preparación de los "toners" (pigmentos
orgánicos) que se usan para el desarrollo de imágenes
electrostáticas formadas en el procedimiento de la electrografía. El
"toner" comprende como el componente principal un poliéster
compuesto de un componente de ácido polibásico y un componente de
alcohol polihidroxilado y una colofonia modificada con un alcohol
polihidroxilado. La colofonia modificada con el alcohol
polihidroxilado se produce mediante la reacción de un alcohol
polihidroxilado que tiene tres o más grupos hidroxilo con una
colofonia lo que da lugar a una estructura celular de poliéster
(reticulación).
El Documento WO 9.942.508 se refiere a
poliésteres polioles aromáticos de baja viscosidad preparados
mediante hacer reaccionar un material a base de ácido ftálico con
dietilen glicol, un poliol funcional más elevado que tiene una
funcionalidad media de superior a dos y un ácido de alquilo de
cadena larga, éster o aceite. El poliéster poliol aromático que se
obtiene es un poliéster ramificado.
El Documento US 3.438.918 se refiere a
composiciones de caucho obtenidas mediante hacer reaccionar
alcoholes polihidroxilados, ácidos polibásicos y aceites.
Así una ventaja de la presente invención es
proporcionar un agente de adherencia que es compatible con las
composiciones adhesivas sensibles a la presión suspendidas en agua y
con las composiciones adhesivas sensibles a la presión de fusión en
caliente.
La ventaja adicional de la presente invención es
la mejora de las propiedades adhesivas globales de las composiciones
adhesivas y específicamente la mejora de las propiedades de
adherencia en forma de lazo y de despegue y al mismo tiempo
proporcionar un adhesivo (composición) con componente(s) que
no emigren durante su almacenamiento.
Una ventaja todavía adicional de la presente
invención es proporcionar un agente de adherencia de poliéster que
comprende una cantidad mínima de colofonia obtenida a partir de
fuentes naturales lo que reduce de este modo el coste de producción,
es decir un poliéster que está protegido terminalmente en ambos
extremos con un compuesto monofuncional (un poliéster que contiene
no más de dos restos de colofonia).
Otra ventaja de la presente invención es
proporcionar una resina de poliéster de cadena lineal que es sólida
o líquida.
Todavía ventajas adicionales de la presente
invención se describen en la memoria descriptiva siguiente.
La presente invención se refiere a un agente de
adherencia de poliéster y a una composición adhesiva sensible a la
presión que comprende el agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con las reivindicaciones. Más específicamente, la presente
invención se refiere a un agente de adherencia de poliéster que se
puede obtener mediante polimerización de una mezcla que comprende un
diácido o un derivado del mismo, un diol, y al menos 6% en moles de
un compuesto orgánico monofuncional, en el que la mezcla está
esencialmente libre de compuestos que comprenden más de dos grupos
de ácido carboxílico o de grupos alcohol y una composición adhesiva
sensible a la presión que comprende dicho agente de adherencia de
poliéster. La presente invención se refiere también al uso del
agente de adherencia de poliéster, una composición adhesiva sensible
a la presión acuosa, una composición adhesiva sensible a la presión
de fusión en caliente y a un método para la fabricación del agente
de adherencia de poliéster.
El agente de adherencia de poliéster se obtiene
adecuadamente mediante esterificación de al menos un diácido o un
derivado del mismo, al menos un diol, y al menos 6% en moles de un
compuesto orgánico monofuncional, en el que la mezcla está
esencialmente libre de compuestos que comprenden más de dos grupos
de ácido carboxílico o de grupos alcohol, es decir adecuadamente
esencialmente libre de compuestos que comprenden más de dos grupos
funcionales que permitan que los compuestos tomen parte en la
reacción de esterificación polimérica. Los dioles y los diácidos
preferiblemente producirán un polímero de condensación lineal/no
ramificado alternante que está terminado en ambos extremos por el
compuesto orgánico monofuncional, funcionando el último como un
agente de detención de cadena, es decir como un agente de protección
terminal.
Los diácidos que se pueden usar en la presente
invención son diácidos orgánicos tales como los ácidos orgánicos
dicarboxílicos o los derivados de los mismos. Mediante la expresión
derivados de los mismos se quiere significar los anhídridos de
ácidos o cualquier otro ácido capaz de formar un resto de éster en
el poliéster. Adecuadamente, los ácidos dicarboxílicos son
alifáticos, cíclicos o aromáticos, por lo cual se prefieren los
ácidos aromáticos dicarboxílicos o los derivados de los mismos.
Incluso más preferidos son los ácidos aromáticos dicarboxílicos que
tienen restos de ácido dicarboxílico en la posición para u orto tal
como el ácido tereftálico y el ácido ftálico. Los ácidos aromáticos
dicarboxílicos que tienen el resto diácido en la posición orto son
especialmente favorables tal como el ácido ftálico. Los diácidos
alifáticos pueden ser ramificados o lineales que comprenden desde 4
hasta 12 átomos de carbono. El término diácidos comprende también
los anhídridos cuando sean apropiados así como los cloruros y los
ésteres de los ácidos carboxílicos. Los ejemplos de diácidos útiles
se seleccionan del grupo que comprende ácido tereftálico, ácido
ftálico, ácido malónico, ácido dimetil malónico, ácido succínico,
ácido glutárico, ácido adípico, ácido trimetil adípico, ácido
pimélico, ácido 2,2-dimetil glutárico, ácido
azelaico, ácido sebácico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido
itacónico, ácido 1,3-ciclopentano dicarboxílico,
ácido 1,2-ciclopentano dicarboxílico, ácido
1,4-ciclopentano dicarboxílico, ácido norbornano
dicarboxílico, ácido 1,4-naftálico, ácido difénico,
ácido 4,4'-oxidibenzoico, ácido diglicólico, ácido
2,5-naftalen dicarboxílico y/o mezclas de los
mismos.
Los dioles, a los que se hace referencia también
a menudo como glicoles, usados en la presente invención son
preferiblemente dioles alifáticos preferiblemente lineales o
ramificados, dioles cíclicos, dioles aromáticos, alquilen glicoles o
polialquilen glicoles o mezclas de los mismos, de los cuales se
prefieren especialmente los alquilen glicoles o los polialquilen
glicoles o las mezclas de los mismos. Los polialquilen glicoles
específicos pueden ser el polietilen glicol y el polipropilen glicol
notablemente los que tienen desde 1 hasta 4 unidades de óxido de
alquileno repetitivas, y más preferiblemente desde 2 hasta 3
unidades repetitivas. Los polioxialquilen glicoles pueden comprender
tanto unidades de óxido de etileno como de óxido de propileno. Los
dioles adecuados se seleccionan del grupo de etilen glicol, propilen
glicol, dietilen glicol, trietilen glicol, tetraetilen glicol, y
dipropilen glicol o mezclas de los mismos. Otros dioles adecuados se
pueden seleccionar del grupo de 1,3-propanodiol,
1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol,
1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol,
1,7-heptanodiol, 1,8-octanodiol,
1,9-nonanodiol, 1,10-decanodiol,
2-metil-1,3-propanodiol,
2,4-dimetil-2-etilenhexano-1,3-diol,
2,2-dimetil-1,3-propanodiol,
2-etil-2-butil-1,3-propanodiol,
2-etil-2-isobutil-1,3-propanodiol,
3-metil-1,5-pentanodiol,
2,-2,4-trimetil-1,6-hexanodiol,
1,2-ciclohexanodimetanol,
1,3-ciclohexanodimetanol,
1,4-ciclohexanodimetanol,
2,2,4,4-tetrametil-1,3-ciclobutanodiol,
4,4'-metilendifenol,
4,4'-(2-norborniliden)-difenol,
4,4'-dihidroxibifenol, o-, m-,
p-dihidroxibenceno,
4,4'-isopropilidendifenol,
2,5-naftalendiol, p-xilendiol,
ciclopentano-1,2-diol,
ciclohexano-1,2-diol,
ciclohexano-1,4-diol, difenoles
eterificados tales como los aductos de bisfenol A-óxido de alquileno
y/o mezclas de los mismos.
Los compuestos orgánicos monofuncionales usados
en la presente invención son adecuadamente los ácidos
monocarboxílicos o los alcoholes monohidroxilados. Preferiblemente,
los compuestos orgánicos monofuncionales son ácidos monocarboxílicos
puestos de ejemplo por las colofonias (rosins) obtenidas a partir de
fuentes naturales tales como las colofonias de mieras, colofonias de
la madera, y las colofonias del aceite resinoso. Estas colofonias
que existen en la naturaleza son adecuadamente mezclas y/o isómeros
de los ácidos de la colofonia monocarboxílicos
tri-cíclicos que contienen usualmente 20 átomos de
carbono. Los ácidos de la colofonia tri-cíclicos
difieren principalmente en la posición de los dobles enlaces.
Típicamente la colofonia es una mezcla de sustancias que comprenden
el ácido levopimárico, ácido neoabiético, ácido palústrico, ácido
abiético, ácido deshidroabiético, ácido
seco-deshidroabiético, ácido tetrahidroabiético,
ácido dihidroabiético, ácido pimárico, y ácido isopimárico. Las
colofonias obtenidas a partir de fuentes naturales incluyen también
colofonias, es decir mezclas de colofonias, modificadas notablemente
mediante polimerización, isomerización, desproporcionación e
hidrogenación. Además, las colofonias se pueden tratar con un
aldehído, por ejemplo con formaldehído, para dar un alcohol de
colofonia. Además de las colofonias, se pueden usar los ácidos
carboxílicos, tales como el ácido nafténico, y resinas de petróleo
funcionalizadas con alcohol o ácido carboxílico (alifático y/o
aromático). La mezcla comprende adecuadamente al menos 10% en moles
del compuesto orgánico monofuncional, y preferiblemente, al menos
15% en moles.
El agente de adherencia de poliéster se prepara
adecuadamente mediante polimerización de una mezcla que comprende
desde 15 hasta 45% en moles, basado en los monómeros totales, más
preferiblemente desde 20 hasta 40% en moles y lo más preferiblemente
desde 30 hasta 35% en moles de un diácido, desde 30 hasta 55% en
moles, basado en los monómeros totales, más preferiblemente desde 40
hasta 55% en moles y lo más preferiblemente desde 45 hasta 50% en
moles de un diol, y desde 6 hasta 40% en moles, basado en los
monómeros totales, más preferiblemente desde 10 hasta 40% en moles y
lo más preferiblemente desde 15 hasta 35% en moles de un compuesto
monofuncional, en el que la mezcla está esencialmente libre de
compuestos que comprenden más de dos grupos de ácido carboxílico o
de grupos alcohol. Adecuadamente, la mezcla está esencialmente libre
de cualquier compuesto que comprenda más de dos funcionalidades que
puedan tomar parte en la reacción de polimerización, es decir
compuestos que comprendan más de dos funcionalidades o los derivados
de los mismos que puedan estar contenidos en el agente de adherencia
de poliéster. Mediante la expresión esencialmente libre se quiere
significar que la mezcla comprenda menos de 5% en moles,
preferiblemente menos de 1% en moles, y lo más preferiblemente menos
de 0,1% en moles, basado en los monómeros totales, de compuestos que
comprendan más de dos grupos de ácido carboxílico o grupos de
alcohol. Así, el agente de adherencia de poliéster es adecuadamente
un poliéster no ramificado. En el caso en el que esté presente un
exceso de diol con respecto al diácido en la mezcla de monómeros, se
emplea usualmente un ácido mono-carboxílico como un
agente de detención de cadena para "proteger terminalmente" el
poliéster por medio de lo cual se obtiene un poliéster terminado con
ácido mono-carboxílico (colofonia). En la situación
inversa, un exceso de diácido con respecto al diol presente en la
mezcla de monómeros, se puede emplear un alcohol monohidroxilado
como un terminador de cadena para proteger terminalmente el
poliéster.
El agente de adherencia de poliéster de la
presente invención se forma adecuadamente mediante una
polimerización por condensación (esterificación) realizada en una
atmósfera de gas inerte. Además, la reacción de condensación se
puede efectuar en la presencia de cantidades catalíticas de al menos
un catalizador de esterificación. Usualmente los catalizadores de
esterificación incluyen ácido fosfórico, ácido fosforoso, ácido
hipofosforoso, ácido para-toluen sulfónico,
carbonato de litio, hidróxido de calcio, óxido de cinc o mezclas de
los mismos. Adicionalmente, puede estar presente un catalizador de
desproporcionación si se emplean una o más colofonias. Los ejemplos
de catalizadores de desproporcionación pueden ser metales soportados
o sin soportar tales como paladio, níquel y platino y además yodo,
yoduros, sulfuros, mono y poli-sulfuros de fenol (es
decir polímero de sulfuro de amilo-fenol). El
catalizador de esterificación está presente generalmente en
cantidades entre aproximadamente 0,01 y 0,1% en peso, y notablemente
entre 0,05 y 0,07% en peso; mientras que el catalizador de
desproporcionación está usualmente presente en cantidades entre
aproximadamente 0,1 y 0,3%, siendo todos porcentajes en peso basados
en el peso de los monómeros totales. En esas realizaciones, que
utilizan catalizadores de esterificación y/o de desproporcionación,
el catalizador se añade adecuadamente después de que se han fundido
los bloques estructurales.
La mezcla de monómeros se polimeriza generalmente
a una temperatura en el intervalo desde 150ºC hasta 350ºC,
usualmente desde 220ºC hasta 280ºC, y lo más preferiblemente desde
250ºC hasta 260ºC hasta que ha cesado la destilación de agua.
Típicamente el tiempo de reacción puede variar desde 10 a 30 horas,
más preferiblemente desde 12 hasta 20 horas, y lo más
preferiblemente desde 14 hasta 16 horas. La reacción se termina
usualmente cuando el índice de acidez ha caído por debajo de 25 mg
de KOH/g y/o el cambio en el índice de acidez ha caído por debajo de
1 mg de KOH/g/hora.
Las resinas de poliéster de acuerdo con la
invención tienen preferiblemente un peso molecular medio numérico
(M_{n}) entre 400 y 6000, más preferiblemente entre 400 y 2000, y
lo más preferiblemente entre 500 y 1800. La distribución del peso
molecular de las resinas, medida por el índice de polidispersidad
está en el intervalo desde 1,1 hasta 2,0 y más preferiblemente desde
1,1 hasta 1,3.
El estado físico de la resina de poliéster puede
ser sólido o líquido a la temperatura ambiente dependiendo de las
condiciones de reacción y de los monómeros usados, específicamente
que tipo de dioles se usan. Las nuevas resinas de poliéster se
mezclan adecuadamente con otros agentes de adherencia tales como los
ésteres de pentaeritritol de la colofonia.
La presente invención se refiere también a las
composiciones adhesivas sensibles a la presión que comprenden un
polímero y el agente de adherencia de poliéster descrito
anteriormente. Las composiciones adhesivas sensibles a la presión
que comprenden el agente de adherencia descrito anteriormente son
especialmente ventajosas para las aplicaciones a baja temperatura
tales como la de proporcionar buenas propiedades adhesivas cuando se
usan a temperaturas muy por debajo de 0ºC. Además, las composiciones
adhesivas se pueden producir a un coste más bajo con las propiedades
del agente de adherencia correspondientes o mejoradas cuando todo o
parte de los agentes de adherencia convencionales, por ejemplo los
agentes de adherencia basados en el pentaeritritol, están
sustituidos por el nuevo agente de adherencia de poliéster definido
anteriormente.
La presente invención además se refiere al uso
del agente de adherencia en las composiciones sensibles a la
presión.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención el agente de adherencia de poliéster esta
comprendido en las composiciones acuosas sensibles a la presión
(PSA) que contienen además otros polímeros.
El agente de adherencia se suministra
preferiblemente en la forma de una dispersión acuosa. El agente de
adherencia se dispersa en agua usando agentes dispersantes tales
como agentes tensioactivos de éster de fosfato etoxilados. La
cantidad de agente dispersante usada es usualmente desde 2 hasta 6%
en peso basado en el agente de adherencia. El agente de adherencia
de poliéster está presente adecuadamente en la dispersión acuosa del
agente de adherencia en una cantidad desde 40 hasta 65% en peso
basado en la dispersión de agente de adherencia total, y más
preferiblemente desde 50 hasta 57% en peso.
Las composiciones adhesivas sensibles a la
presión y las composiciones adhesivas acuosas de acuerdo con la
presente invención comprenden polímeros. Los polímeros adecuados se
ponen de ejemplo por los cauchos naturales y sintéticos tales como
el caucho de policloropreno, caucho de
estireno-butadieno, copolímeros de bloques SIS
(estireno, isopreno, estireno), copolímeros de bloques SBS
(estireno, butadieno, estireno), EVA (copolímeros de etileno y
acetato de vinilo), cauchos nitrilo y cauchos de poliisobutileno,
polímeros de acrilato, polímeros acrílicos tales como los ésteres
acrílicos y los polímeros de metacrilato o mezclas de los
mismos.
Los polímeros especialmente adecuados usados en
las composiciones adhesivas acuosas de acuerdo con la invención son
polímeros acrílicos y/o copolímeros de éster acrílico dispersados en
una fase acuosa que se pueden obtener mediante polimerización en
emulsión de una amplia gama de olefinas y acrilatos tales como el
acrilato de 2-etil-hexilo y el
acrilato de butilo. El polímero está adecuadamente presente en la
forma de una dispersión acuosa del polímero en una cantidad desde 50
hasta 70% en peso basado en la dispersión de polímero total, y
preferiblemente desde 55 hasta 65% en peso.
La composición adhesiva acuosa comprende
usualmente la dispersión del agente de adherencia en una cantidad
desde 10 hasta 40% en peso basado en la composición acuosa total, y
preferiblemente desde 20 hasta 30% en peso, y la dispersión del
polímero en una cantidad desde 60 hasta 90% en peso basado en la
composición acuosa total, y preferiblemente desde 70 hasta 80% en
peso.
Otros compuestos conocidos por las personas
especializadas en la técnica pueden estar también comprendidos en la
composición adhesiva suspendida en agua puestos de ejemplos por los
plastificantes, estabilizadores, antioxidantes, cargas, agentes de
color y los semejantes.
De acuerdo con una realización adicional
preferida, el agente de adherencia de resina poliéster está
comprendido en una composición adhesiva sensible a la presión (PSA)
de fusión en caliente. De acuerdo con esto, la presente invención
abarca la composición adhesiva sensible a la presión de fusión en
caliente que comprende el agente de adherencia de poliéster definido
anteriormente. Las composiciones de fusión en caliente, contienen
preferiblemente resinas de polímero que incluyen los copolímeros
etilénicos de etileno y otros diversos monómeros tales como el
acetato d4 vinilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, y otros
acrilatos. Además, se emplean en la presente invención copolímeros
de bloques estirénicos (SBC), tales como el SBS,
estireno-isopreno-estireno (SIS) y
estireno-etileno-butileno-estireno
(SEBS). Los copolímeros a base de EVA y SBS son particularmente
preferidos.
Además, las composiciones de fusión en caliente a
base de copolímeros etilénicos pueden comprender ceras minerales
tales como la cera parafínica y la cera microcristalina y las ceras
sintéticas tales como la cera de polietileno y la cera de
polipropileno. Se pueden usar también otras ceras animales o
vegetales.
Los ejemplos preferidos de aceite usado en las
composiciones de fusión en caliente a base de SBC de la presente
invención incluyen los aceites minerales de peso molecular
relativamente elevado y los oligómeros de olefinas. Se pueden usar
otros aceites vegetales y/o animales.
El agente de adherencia de poliéster se añade
preferiblemente en la composición de fusión en caliente desde 10 a
60% en peso basado en la composición total, y más preferiblemente
desde 30 hasta 60% en peso.
Los copolímeros de bloques estirénicos se añaden
adecuadamente desde 10 hasta 75% en peso y más preferiblemente desde
10 hasta 40% en peso.
La cera se añade desde 5 hasta 50% en peso, y
adecuadamente desde 5 hasta 30% en peso.
La cantidad de polímeros/copolímeros y de otros
compuestos contenidos en las composiciones adhesivas, es decir en
las composiciones acuosas o en las composiciones de fusión en
caliente, no es/son críticas y pueden variar de tal manera que
proporcionen las propiedades preferidas a la composición adhesiva.
Los compuestos pueden estar en cualquier estado físico indicado por
el estado de la composición adhesiva tal como dispersados en una
fase acuosa, líquidos o sólidos.
La invención se ilustra adicionalmente mediante
los ejemplos siguientes, que, sin embargo, no pretenden limitar la
misma. Todas las unidades (partes o porcentajes) son en peso a menos
que se indique de otro modo.
La Tabla 1 ilustra las propiedades del producto
cuando se usan las materias primas indicadas en la misma. La
abreviaturas usadas en la tabla para los bloques estructurales (a),
(b), y (c) son deg para el dietilen glicol, mpdiol para el
2-metil-1,3-propanodiol,
chdm para el 1,4-ciclohexanodimetanol, meg para el
etilen glicol, adipic para el ácido adípico, pza para el anhídrido
ftálico, aze para el ácido azelaico, rosin para la colofonia de
miera de China natural, napht para el ácido nafténico, HCR para las
resinas de hidrocarburos del petróleo funcionalizadas con ácido
carboxílico (por ejemplo las resinas de hidrocarburos modificadas
AG-12-28 de Neville Chemical
Company), y form ros para la colofonia de miera de China natural
tratada con formaldehído.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\begin{minipage}[t]{158mm} Las relaciones respectivamente de
diol/diácido/agente de protección terminal son todas en % en peso
del peso total, M _{n} es el peso molecular medio numérico (g/mol),
M _{w} /M _{n} = índice de polidispersidad, Visco = viscosidad
medida a 50^{o}C en un viscosímetro Brookfield (mPa.s), AV =
índice de acidez (mg de KOH/g), SP = punto de reblandecimiento
Mettler ( ^{o}C ), Color = color Gardner.
\end{minipage} \cr}
Las entradas Nº^{s} 5 y 4 se describen con más
detalle en los Ejemplos 1 y 2 respectivamente. Estos ejemplos
ilustran la producción y uso como agente de adherencia de las
resinas poliéster con más detalle.
Un recipiente de reacción equipado con una
entrada de nitrógeno, termómetro, agitador y columna de
rectificación se cargó con 500 g de colofonia de miera de China, 505
g de anhídrido ftálico y 530 g de dietilen glicol. La mezcla de
reacción se calentó hasta que se obtuvo una masa fundida homogénea,
y a continuación se añadió 2 g de Vultac 2 (Elf Atochem), un
catalizador de desproporcionación. La temperatura se elevó a 180ºC y
se mantuvo allí durante una hora. A continuación la temperatura se
incrementó gradualmente a 250ºC. La reacción se efectuó a esa
temperatura durante 20 horas y se interrumpió cuando cesó la
destilación de agua. Se recuperó un producto con un índice de acidez
de AV = 22 mg de KOH/g, una viscosidad (Brookfield a 50ºC) de 11200
mPa.s, un peso molecular medio numérico de M_{n} = 870, y una
polidispersidad de M_{w}/M_{n} = 1,1. El color Gardner era
2.
1500 g de esta resina poliéster se dispersó en
agua usando el procedimiento descrito en la Patente WO 94/412272
(EE.UU. 5.552.519): Esto produjo la dispersión de agente de
adherencia (A).
De esta resina poliéster se mezcló 350 g con 650
g de un éster de colofonia estabilizado con glicerol. A continuación
esta mezcla se dispersó en agua con la ayuda de 60 g de un agente
tensioactivo de éster de fosfato etoxilado. Esto produjo la
dispersión de agente de adherencia (B).
Un recipiente de reacción equipado con una
entrada de nitrógeno, termómetro, agitador y columna de
rectificación se cargó con 800 g de colofonia de miera de China, 200
g de anhídrido ftálico y 424 g de dietilen glicol. La temperatura se
elevó a 180ºC y se mantuvo allí durante una hora. A continuación la
temperatura se incrementó gradualmente a 250ºC. La reacción se
efectuó a esa temperatura durante 17 horas y se interrumpió cuando
cesó la destilación de agua. Se recuperó un producto con un índice
de acidez de AV = 20 mg de KOH/g, una viscosidad (Brookfield a 50ºC)
de 5150 mPa.s, un peso molecular medio numérico de M_{n} = 560, y
una polidispersidad de M_{w}/M_{n} = 1,1. El color Gardner era
4,5.
De esta resina poliéster 700 g se mezcló con 300
g de éster de pentaeritritol de la colofonia. A continuación esta
mezcla se dispersó en agua con la ayuda de 60 g de un agente
tensioactivo de éster de fosfato etoxilado. Esto produjo la
dispersión de agente de adherencia (C).
El Acronal V210, Primal EP 5560, y Flexcryl 1625
son dispersiones acuosas de polímero acrílico disponibles de
respectivamente BASF, Rohm & Haas Co., y Air Products. La Tabla
2 ilustra el comportamiento de los PSA usando los métodos de ensayo
estándar (métodos de ensayo FINAT para los materiales
auto-adhesivos; Cizallamiento: FTM8, Despegue: FTM1,
Adherencia en forma de lazo: FTM9. Cada composición adhesiva se
mezcló en forma acuosa en partes en peso y se revistió sobre un
revestimiento de liberación de silicona. El peso del revestimiento
es de 20 \pm 1 g/m^{2}. Las películas revestidas se secaron
durante 3 minutos a 90ºC. Las películas se transfirieron revestidas
a 80 gramos de material de la cara de papel liso y a continuación se
cubrieron con papel desprendible y se permitió solidificar durante
la noche a temperatura ambiente y 50% de humedad.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\begin{minipage}[t]{153mm} Cizallamiento = 155 g/cm ^{2} en
vidrio, los ensayos de LDPE sobre película sin tratar. El ensayo de
despegue es de despegue a 180 ^{o} , CF = ruptura cohesiva, SCF =
ligera ruptura cohesiva, AF = ruptura adhesiva, PD = deformación del
papel, sPT = ligero desgarramiento del papel, PD = deformación del
papel.
\end{minipage} \cr}
De los resultados en la Tabla 2 se puede concluir
que las dispersiones que contienen los nuevos agentes de adherencia
de poliéster tienen propiedades adhesivas mejoradas en términos de
despegue y de la adherencia en forma de lazo.
Claims (15)
1. Un agente de adherencia de poliéster,
caracterizado porque el agente de adherencia se puede obtener
mediante polimerización de una mezcla que comprende un diácido o un
derivado del mismo, un diol, y desde 6% en moles hasta 40% en moles
de un compuesto orgánico monofuncional, en el que la mezcla está
esencialmente libre de compuestos que comprenden más de dos grupos
de ácido carboxílico o dos grupos de alcohol.
2. Un agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
agente de adherencia se puede obtener mediante polimerización de una
mezcla que comprende desde 15 hasta 45% en moles de un diácido,
desde 30 hasta 55% en moles de unos dioles, y desde 6 hasta 40% en
moles de un compuesto orgánico monofuncional.
3. Un agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la
mezcla comprende desde 10% en moles hasta 40% en moles de un
compuesto orgánico monofuncional.
4. Un agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la mezcla comprende desde 15% en moles
hasta 35% en moles de un compuesto orgánico monofuncional.
5. Un agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el compuesto orgánico monofuncional es
un ácido mono-carboxílico o un alcohol
monohidroxilado.
6. Un agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el
compuesto orgánico monofuncional es un ácido
mono-carboxílico.
7. Un agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el
ácido mono-carboxílico es una colofonia obtenida a
partir de fuentes naturales.
8. Un agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el agente de adherencia es un poliéster
no ramificado.
9. Un agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el diácido es un diácido aromático.
10. Un agente de adherencia de poliéster de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el diol es un alquilen glicol o un
polialquilen glicol o una mezcla de los mismos.
11. Una composición adhesiva sensible a la
presión, que comprende un polímero y el agente de adherencia de
poliéster según se define en las reivindicaciones 1 a 10.
12. Uso de un agente de adherencia de poliéster
según se define en las reivindicaciones 1 a 10, como un agente de
adherencia en las composiciones sensibles a la presión.
13. Una composición adhesiva sensible a la
presión acuosa, que comprende un polímero y el agente de adherencia
de poliéster según se define en las reivindicaciones 1 a 10.
14. Una composición adhesiva sensible a la
presión de fusión en caliente, que comprende el agente de adherencia
de poliéster según se define en las reivindicaciones 1 a 10.
15. Un método de fabricar un agente de adherencia
de poliéster según se define en las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizado porque el agente de adherencia se produce
mediante polimerización de monómeros en una atmósfera inerte a una
temperatura desde 150ºC hasta 350ºC.
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